Desain Beton Prategang

Transkripsi

1 Desain Beton Prategang TAVIO Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya Pelatihan Perencana Beton Pracetak 1 LATAR BELAKANG Jangka waktu yang sangat lama sejak RSNI (atau 1992?) beredar 2 (): 1

2 LATAR BELAKANG Update standar standar dunia dan yang dijadikan rujukan adalah ACI 318M Kompatibilitas dengan Standar Gempa Indonesia Terbaru (SNI 1726: ) yang sudah terbit Menampung p g perkembangan dan kemajuan riset dan desain struktur beton bertulang paling mutakhir (state of the art) 3 TUJUAN/MAKSUD SOSIALISASI/DISEMINASI DAN REVISI Mengenalkan beberapa pembaharuan dalam SNI Beton Terbaru () agar perubahan tidak terlalu mendadak dengan tetap merujuk pada ACI 318M. Mensosialisasikan/mendiseminasikan penggunaan Standar Beton Terbaru, yaitu SNI 2847: (): 2

3 TUJUAN/MAKSUD SOSIALISASI/DISEMINASI DAN REVISI Memberikan rujukan paling mutakhir bagi pendesain/ perencana dalam mendesain kebutuhan minimum berbagai kriteria dan aspek dalam struktur beton bertulang. Kompatibilitas dengan SNI SNI lainnya, seperti SNI Pembebanan Terbaru (SNI 1727:2013) dan SNI Gempa Terbaru (SNI 1726:2012) 5 REFERENSI SNI-SNI BETON TERDAHULU SAMPAI SAAT INI SK SNI T merujuk pada ACI 318M 83 dan 89. RSNI (?) merujuk pada ACI 318M 99 dan 02 (hampir keseluruhan merujuk pada Edisi 99, hanya 2 Pasal merujuk pada Edisi 02, yaitu Pasal 11: Faktor Beban dan Pasal 23 Pendetailan Gempa. merujuk pada ACI 318M (): 3

4 Pasal 18 BETON PRATEGANG 7 Desain beton prategang 8 (): 4

5 Perilaku beton bertulang 9 Beton bertulang dengan beban layan 10 (): 5

6 Teori beton prategang Tegangan-Tegangan 11 Tengah bentang Ujung-Ujung 12 (): 6

7 Tengah bentang Ujung-Ujung 13 Metode komponen struktur beton prategang Pratarik Angkur Balok Tendon terlekat Dongkrak Angkur Ujung Mati Landasan penegangan Balok Pasca Tarik Abutmen Tendon tak terlekat dalam Selongsong Dongkrak Angkur Ujung Pendongkrakan 14 (): 7

8 Baja prategang 15 Kekuatan baja prategang tersedia Stran tujuh kawat: f pu 1725 MPa (Grade 250), 1860 MPa (Grade 270) (ASTM 416M- 12a) f py (tegangan pada ekstensi 1%) 85% (untuk stran pelepasan tegangan) atau 90% (untuk stran relaksasi rendah) f pu f pu = kekuatan ultimit f py = kekuatan leleh 16 (): 8

9 Kekuatan baja prategang yang tersedia Kawat prategang: f pu 1620 sampai 1725 MPa (fungsi ukuran) f py (pada ekstensi 1%) 85% f pu 17 Kekuatan baja prategang yang tersedia Batang baja kekuatan tinggi: f pu 1035 MPa f py 85% (untuk batang polos) dan 80% (untuk batang ulir) f pu f py berdasarkan apakah pada offset 0,2% atau regangan 0,7% 18 (): 9

10 Tegangan izin maksimum baja prategang Akibat gaya pendongkrakan baja prategang: 0,94f py 0,80f pu rekomendasi manufaktur/pabrik Tendon pasca tarik, pada perangkat angkur dan kopler, segera setelah transfer gaya: 0,70f pu 19 Komponen struktur beton prategang didesain berdasarkan pada kedua hal berikut Analisis lentur elastis Kekuatan 20 (): 10

11 Analisis lentur elastis Tinjautegangan tegangan g g g akibat baik gaya gy prategang inisial P i dan gaya prategang efektif P e Catatan: f c = kekuatan tekan beton = kekuatan tekan beton inisial (nilai f ci saat transfer prategang) 21 Kelas komponen struktur U tak retak tegangan tarik yang dihitung dalam zona tarik pratekan saat beban layan = f t 062. f c T transisi antara tak retak dan retak < f t 062. f 10. f c c C retakf t > 10. f c f c dalam in MPa MPa 22 (): 11

12 Properti penampang beton e = eksentrisitas tendon k 1 = titik kern atas k 2 = titik kern bawah I c = momen inersia A c = luas radius girasi: r 2 = I c /A c modulus penampang: S 1 = I c /c 1 S 2 = I c /c 2 23 Momen lentur M o = momen berat sendiri M d = momen beban mati tambahan M l = momen beban hidup 24 (): 12

13 Tegangan beton akibat P i 25 Tegangan beton akibat P i + M o 26 (): 13

14 Tegangan beton akibat P e + M o + M d + M l 27 Tegangan izin maksimum pada beton saat transfer (a) Tegangan tekan serat terluar, kecuali seperti dalam (b), 060f. f ci (b) Tegangan tekan serat terluar di ujung komponen struktur tumpuan sederhana 070. f ci (c) Tegangan tarik serat terluar di ujung komponen struktur tumpuan sederhana 050. f * ci (d) Tegangan tarik serat terluar di lokasi lain 025. f ci * * Tambahkan tulangan tarik bilamana terlampaui 28 (): 14

15 Tegangantekanizinmaksimum pada beton saat beban layan komponen struktur Kelas U dan T (a) Tegangan tekan serat terluar akibat prategang ditambah beban tetap 045. f c (b) Tegangan tekan serat terluar akibat prategang ditambah beban total 060. f c 29 Kekuatan lentur A ps T = A ps f ps ps 30 (): 15

16 Parameter blok tegangan 1 β 1 =0,85 untuk 17 MPa f c 28 MPa Untuk f c antara 28 dan 56 MPa, β 1 berkurang dengan 0,05 untuk setiap kenaikan f c 7 MPa β 1 =0,65 untuk f c 56 MPa 31 Tegangan baja prategang saat ultimit Komponen struktur dengan tendon terlekat: p = A ps /bd p = rasio tulangan b = lebar muka tekan d p = d (tinggi efektif) baja prategang untuk untuk untuk (btg tul. kekuatan tinggi tipikal) (stran biasa tipikal) (stran relaksasi rendah tipikal) 32 (): 16

17 Komponen struktur dengan tendon terlekat dan batang tulangan non-prategang: f d 1 p pu ps fpu p f 1 c dp f f /f and dan f /f y c y c dan and d refer merujuk f jto t kcompression padad tulanganl i reinforcement, itk tekan, f A s t A s f d harus shall be diambil taken 017., d 015. d pu p f c dp p 33 Komponen struktur dengan tendon tak terlekat dengan rasio bentang/tinggi 35: g g gg tetapi tidak lebih besar dari f py atau lebih besar dari f pe MPa Pe A f pe = (tegangan pada A ps saat P e ) ps 34 (): 17

18 Komponen struktur dengan tendon tak terlekat dengan rasio bentang/tinggi > 35: tetapi tidak lebih besari dari f py atau lebih besar dari f pe MPa 35 Kehilangan prategang (a) Pendudukan baja prategang saat transfer (b) Perpendekan elastis beton (c) Rangkak beton (d) Susut beton (e) Relaksasi baja prategang (f) Kehilangan friksi akibat kurvatur tendon pasca tarik sengaja atau tak sengaja 36 (): 18

19 Batas batas tulangan dalam komponen struktur lentur Klasifikasikan sebagai terkontrol tarik, transisi, atau terkontrol tekan untuk menentukan Jumlah total tulangan prategang dan nonprategang pada komponen struktur dengan tulangan terlekat harus dapat memikul 1,2 beban retak 37 Tulangan terlekat minimum A s pada komponen struktur dengan tendontak tak terlekat Kecuali pada slab dua arah, A s = 0,004A ct A ct = luas bagian penampang antara muka tarik lentur dan pusat gravitasi penampang p ggros Distribusikan A s secara seragam sepanjang zona tarik pratekan sedekat mugnkin ke serat tarik terluar 38 (): 19

20 Slab dua arah: Daerah momen positif: Tulangan terlekat tidak diperlukan bila tegangan g tarik f t 017. f c Nc Jika tidak, gunakan A s = 05. fy N c = gaya tarik resultan yang bekerjapadaporsi penampang beton yang tertarik akibat prategang efektif dan beban layan Distribusikan A s secara seragam sepanjang zona tarik pratekan sedekat mungkin ke serat tarik terluar 39 Slab dua arah: Daerah momen negatif di kolom: A s = 0,00075A 00075A cf A cf = luas penampang gros strip slab balok yang lebih besar dalam dua rangka ekivalen ortogonal yang berpotongan di kolom Distribusikan A s antara gari garis g 1,5h di luar muka kolom yang berlawanan Standar mengatur persyaratan spasi dan panjang 40 (): 20

21 Slab dua arah Gunakan Metoda Desain Rangka Ekivalen (Subpasal 13.7) 41 Distribusi tendon terlekat 42 (): 21

22 Penyaluran stran prategang panjang penyaluran = panjang transfer f se P f e pe A ps 43 Geser untuk komponen struktur beton prategang mirip ii dengan geser untuk komponen struktur beton bertulang, tetapi untuk beton prategang memanfaatkan adanya gaya prategang 44 (): 22

23 Desain zona angkur tendon pasca tarik Faktor beban = 12 1,2 P pu = 12P 1,2P j P j = gaya pendongkrakan maksimum = 0,85 45 (SNI BETON Terbaru) 46 (): 23

24 (SNI BETON Terbaru) 47 Thank You Very Much For Your Kind Attention Good Engineering Protects Environment! 48 (): 24