PERENCANAAN BETON PRATEGANG PADA PORTAL SINGLE BEAM MENGACU KEPADA EUROCODE 2 : DESIGN OF CONCRETE STRUCTURE DANIEL DIANTO A

Transkripsi

1 PERENCANAAN BETON PRATEGANG PADA PORTAL SINGLE BEAM MENGACU KEPADA EUROCODE 2 : DESIGN OF CONCRETE STRUCTURE TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian sarjana teknik sipil Disusun Oleh : DANIEL DIANTO A BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 KATA PENGANTAR Pertama sekali penulis ucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat yang luar biasa yang diberikan Tuhan sehingga peny\usunan tugas akhir ini dapat selesai dengan baik di mana tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan program Sarjana di Departemen Teknik Sipil,Fakultas Teknik,. Dalam penyusunan tugas akhir ini menggunakan peraturan Eropa yaitu Eurocode 2.Tidak hanya itu,eurocode 1 atau BS juga digunakan untuk menurunkan beban dalam perencanaan. Dalam kesempatan ini,tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepda : 1. Bapak Prof.Dr.Ing.Johannes Tarigan sebagai dosen pembimbing penulis yang banyak memberi masukan serta memberikan buku untuk boleh menyelesaikan Tugas Akhir ini.juga selaku ketua Departemen Teknik Sipil,Fakultas Teknik,. 2. Kedua orang tua penulis yaitu Bapak M.Aritonang dan Ibu.br.Simanjuntak yang sangat membantu baik dalam doa dan dana serta semangat. 3. Bapak Ir.Syahrizal,MT sebagai sekretaris Departemen Teknik Sipil,Fakultas Teknik,. 4. Bapak/Ibu dosen pengajar di Departemen Teknik Sipil,Fakultas Teknik,. Seluruh pegawai jurusan yang juga membantu dalam pengurusan administrasi.

3 5. Kepada saudara-saudara saya baik abang,kakak dan adik yang juga selalu memberikan motivasi. 6. Kepada teman-teman stambuk 07 khususnya Juwita atas bantuannya,raynelda,friska,trt,ria,desmond,marco dan teman-teman yang lain yang tidak dapat saya sebutkan semuanya terima kasih atas bantuannya.juga kepada kakak stambuk 06 dan 05 terkhususnya K Elli.Juga bagi adik-adik stambuk 2010,2009, Khususnya bagi teman satu pelayananku semuanya yang mendukung saya dalam doa dan memberi motivasi. Medan, Agustus 2011 ( Daniel Dianto A)

4 Abstrak Prategang pada dasarnya merupakan beban yang menimbulkan tegangan dalam awal sebelum pembebanan luar dengan besar dan distribusi tertentu bekerja sehingga tegangan yang dihasilkan dari beban luar dapat dilawan sampai tingkat yang diinginkan. Ada dua sistem prategang yaitu pratarik dan pascatarik. Kuat tekan dan tarik beton dapat ditabelkan dalam Eurocode 2. Sifat beton yang merupakan bagian dari kehilangan gaya prategang yaitu susut dan rangkak. Ada 3 jenis baja prategang yang digunakan menurut Eurocode 2 yaitu kawat/wires dan strands relaksasi tinggi, kawat/wires dan strands relaksasi rendah,dan bars(batang tulangan.nilai modulus elastisitas dapat dilihat dari Eurocode 2.Pembebanan berdasarkan Eurocode 2 ada 4 yaitu,beban tetap berupa berat sendiri dan beban yang ada pada struktur sepanjang struktur itu ada; beban sementara yaitu berupa beban hidup yang diwajibkan(imposed load),beban angin dan salju; beban tak terduga yaitu berupa ledakan atau dampak kendaraan dan beban/gaya prategang. Kehilangan gaya prategang ada dua yaitu kehilangan seketika berupa,perpendekan elastisitas beton,dan kehilangan tergantung waktu yaitu berupa rangkak dan susut pada beton, dan relaksasai baja.beban beban yang bekerja pada struktur balok yaitu beban tetap terdiri dari berat sendiri g 1 = kn/m dan g 1 = kn/m ; beban atap+ gording g 2 = 0.75 kn/m ; beban hidup q k1 = 1.14 kn/m dan Q k1 = 0.57 kn,beban angin w = kn/m. Profil beton yang digunakan yaitu T roof dengan ukuran h/b = 1600/700 untuk tengah bentang dan tumpuan h/b= 850/700.Baja prategang menggunakan 9 strands diameter 0.5.Digunakan tulangan baja nonprategang yaitu 6D21,tulangan geser balok D10/20.Sementara dimensi kolom yaitu 30X50 cm.tulangan utama kolom yaitu 3D 25 dan begel D10. Kata kunci : Beton Prategang,Eurocode 2

5 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR i ABSTRAKSI iii DAFTAR ISI.iv DAFTAR NOTASI v DAFTAR GAMBAR.ix DAFTAR TABEL..x BAB 1 PENDAHULUAN Umum Perumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Sistematika.6 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Prinsip-prinsip Dasar Beton Prategang Riwayat Perkembangan Beton Prategang Metode Pemberian Prategang Tahap Pembebanan Material Beton Prategang Pembebanan Portal Single Beam...29 BAB 3 TINJAUAN BETON PRATEGANG MENURUT EUROCODE Beton Baja Prategang Perencanaan Gaya Prategang 38

6 3.4.Kehilangan Gaya Prategang..39 BAB 4.APLIKASI Perencanaan Balok Perhitungan Beban Mutu Bahan Analisa Statika Balok Perencanaan Gaya Prategang Kehilangan Seketika Perhitungan Kehilangan Tergantung Waktu Pemeriksaan Kapasitas/Kondisi Ultimit Desain Terhadap Geser Pemeriksaan Batas Kemampuan Layan Ketentuan Konstruksi Perencanaan Kolom Mutu Bahan Dimensi Kolom Analisa Beban Periksa Kelangsingan Kolom Perhitungan Eksentrisitas Tambahan Tinjauan Batas Kapasitas Ultimit..98 BAB 5 KESIMPULAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA.104

7 DAFTAR NOTASI E cm E s Ed Gk Qk A γ G γ Q γ P γ GA Ψ 0,Ψ 1 Ψ 2 γ C γ S ρ h 0 Ac Ap As U f ctm f ctm0.05 Modulus Elastisitas Beton Modulus Elastisitas Baja Total kombinasi pembebanan Nilai karakteristik beban tetap Nilai karakteristik beban tidak tetap/sementara Nilai beban tak terduga faktor beban untuk beban tetap faktor beban untuk beban sementara faktor beban untuk gaya prategang faktor beban untuk beban tidak terduga Nilai koefisien untuk faktor beban sementara faktor bahan untuk beton faktor bahan untuk baja prategang/non prategang berat jenis beton Nilai perbandingan antara Ac/U Luas tampang beton Luas tampang baja prategang Luas tampang tulangan baja non prategang Keliling penampang beton prategang nilai kekuatan tarik beton nilai terendah kekuatan tarik beton(5%-keretakan)

8 f ctm0.05 f ck P m,t nilai tertinggi kekuatan tarik beton(95 % keretakan) nilai karakteristik kekuatan tekan silinder beton Nilai rata-rata gaya prategang yaitu nilai gaya prategang setelah di- kurangi seluruh kehilangan gaya prategang. Po P u (x) Psl Pc Nilai gaya prategang awal pada saat penarikan tendon. Kehilangan gaya prategang akibat friksi antara tendon dan angkur. Kehilangan gaya prategang akibat slip pada angkur Kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis beton pada saat transfer. P t (t) Kehilangan gaya prategang akibat rangkak dan susut pada beton serta relaksasi pada baja. σ p,c+s+r total kehilangan tegangan pada tendon/baja prategang akibat rangkak beton,susut beton,dan relaksasi pada baja prategang. ε s(t,to) koefisien susut beton yang didapat dari tabel 3.5 α σ pr perbandingan antara E s /E cm tegangan akibat relaksasi baja φ( t,to ) koefisien rangkak yang didapat dari tabel 3.4 σ cg tegangan yang terjadi akibat berat sendiri beton prategang σ cp0 tegangan yang terjadi akibat gaya prategang dan momen prategang Ic z cp Inersia beton prategang jarak antara pusat massa beton prategang dengan pusat massa baja prategang e yb eksentrisitas tendon. letak titik berat penampang beton terhadap sisi atas balok

9 ya yp Wa Wb Wp M G M Q M W σ C σ s σ sr letak titik berat beton terhadap sisi bawah balok jarak titik berat beton terhadap letak titik berat strands prategang momen tahanan balok terhadap sisi atas balok momen tahanan balok terhadap sisi bawah balok momen tahanan balok terhadap pusat massa prategan momen akibat beban tetap/beban amti momen akibat beban sementara yaitu imposed load momen akibat beban angin. tegangan pada beton akibat beban yang bekerja tegangan tarik tulangan baja untuk kondisi retak. tegangan tarik tulangan baja kondisi di mana terjadinya retak pertama

10 DAFTAR GAMBAR Gamabr 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Ilustrasi Cara Mendasar Pemberian Prategang 9 Metode Pemberian Pratarik 14 Metode Pemberian Pascatarik 15 Live dan Dead Angkur..16 Tipikal Diagram Tegangan Regangan Beton 19 Kurva Susut-Terhadap Waktu 21 Kurva Regangan-Terhadap Waktu 22 Strands Prategang 7 kawat 25 Bentuk Kawat Batangan...25 Gambar 2.10 Diagram Tegangan Regangan Baja Prategang..26 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Tampak Depan Portal 45 Tampak Balok 46 Sketsa Penulangan Balok..94 Pemodelan Kolom.95 Sketsa Penulangan Kolom 101

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tipikal Baja Prategang.26 Faktor Beban...30 Faktor Keamanan Untuk Material...30 Nilai Kekuatan Tekan dan Tarik Beton Nilai Modulus Elastisitas Hubungan Antara Kehilangan Relaksasi dan Waktu 37 Koefisien Rangkak 41 Koefisien Susut.42