BAB I PENDAHULUAN. Beton (Ir. Tri Mulyono MT., 2004, Teknologi Beton) merupakan fungsi dari

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Beton (Ir. Tri Mulyono MT., 2004, Teknologi Beton) merupakan fungsi dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan semen hidrolik (portland cement), agregat kasar, agregat halus, air dan bahan tambahan (admixture atau additive). Beton (ASTM C Standard Terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates ) didefinisikan sebagai sebuah bahan komposit dengan penyusun utamanya berupa partikel atau fragmen berbentuk agregat yang saling mengikat dan melekat. Kekuatan beton dipengaruhi oleh banyak hal, diantaranya oleh bahan penyusunnya, rancang campuran, pengerjaan, dan perawatan. Beton adalah suatu bahan yang mempunyai kekuatan tekan yang tinggi, tetapi kekuatan tariknya relatif rendah, umumnya nilai kuat tariknya ± (8-14)% dari kuat tekanya. Sedangkan baja adalah suatu material yang mempunyai kekuatan tarik yang sangat tinggi. Dengan mengkombinasikan beton dan baja sebagai bahan struktur, maka tegangan tekan dipikulkan kepada beton sementara tegangan tarik dipikulkan kepada baja. Pada struktur dengan bentang yang panjang, struktur beton bertulang biasa tidak cukup untuk menahan tegangan lentur yang terjadi sehingga terjadi retak-retak di daerah yang mempunyai tegangan lentur, geser, atau puntir yang tinggi. Untuk mengurangi atau mencegah berkembangnya retak tersebut, dapat dilakukan dengan pemberian gaya konsentris atau eksentris dalam arah longitudinal elemen struktural. Pemberian gaya konsentris atau eksentris bertujuan untuk mencegah 1

2 berkembanganya retak, yaitu dengan cara mengurangi tegangan tarik pada tumpuan dan daerah kritis pada saat kondisi beban kerja sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur. Gaya longitudinal yang diterapkan dalam uraian diatas disebut, GAYA PRATEGANG, yaitu gaya tekan yang diberikan pada penampang di sepanjang bentang elemen struktur sebelum beban mati dan beban hidup bekerja. Besar dan jenis pemberian gaya prategang ditentukan berdasarkan : 1. Jenis sistem yang dilaksanakan 2. Panjang bentang 3. Kelangsingan yang dikehendaki Balok beton prategang adalah balok beton dengan kombinasi strand prategang dan tulangan biasa. Sifat lentur balok beton prategang sangat tergantung pada besarnya Partial Prestressing Ratio (PPR). PPR adalah rasio momen batas akibat strand prategang terhadap momen batas total penampang. Apabila PPR terlalu kecil maka balok beton berperilaku seperti balok beton bertulang, yaitu kekuatan rendah tetapi bersifat daktil, sehingga menyebabkan retak permanen dan memungkinkan strand prategang berkarat. Sebaliknya bila PPR terlalu besar maka balok beton berperilaku seperti balok beton prategang penuh, yaitu kekuatan tinggi tetapi bersifat getas. Dan sering adanya retak rambut, bila gaya yang bekerja melebihi beban rencana. Dalam kenyataannya jarang sekali ditemui suatu konstruksi roboh, kecuali apabila terjadi bencana alam. Tetapi yang sering terjadi di lapangan adalah terjadinya lendutan yang melampaui batas yang diperbolehkan. Terjadinnya lendutan ini banyak dijumpai dalam praktek. Beberapa kasus dapat saja terjadi, misalnya rusaknya partisi berupa eternit akibat lendutan pelat lantai yang terlalu besar, juga pecahnya kaca akibat hal yang sama. Hal ini terjadi karena lendutan kurang mendapat perhatian serius dari perancang struktur. Pada balok prategang, lendutan 2

3 tergantung dari kombinasi antara gaya prategang dan beban luar selain itu,beberapa hal yang mempengaruhi defleksi pada struktur beton prategang adalah beban mati, beban hidup, gaya prategang, profil kabel, modulus elastisitas beton, susut, rangkak, relaksasi dari baja, panjang bentang dan sifat dari tumpuan. Gaya prategang akan menimbulkan anti lendutan (cam- ber), sedang beban luar akan menyebabkan lendutan. Secara umum lendutan dibedakan menjadi dua: 1) Lendutan jangka pendek, yang terjadi segera setelah beban bekerja, dan 2) Lendutan jangka panjang, yang terjadi sesudah perkembangan waktu. 1.2 Perumusan Masalah Berkaitan dengan latar belakang permasalahan yang telah diuraikan sebelumnya, penulis telah merumuskan hal hal yang akan dianalisa. Adapun rumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut ; 1. Bagaimana menentukan permodelan balok dan pembebanan sesuai dengan peraturan yang ada. 2. Bagaimana menentukan jenis dan kekuatan kabel prategang sesuai dengan pemodelan yang sudah direncanakan. 3. Bagaimana menentukan pengaruh perpendekan elastis, susut, rangkak dan relaksasi baja terhadap lendutan. 1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh parameter seperti perpendekan elastis, susut, rangkak, relaksasi baja terhadap lendutan jangka panjang balok komposit yang dianalisa dengan dua metode. Kemudian, hasil dari analisis tersebut akan dibandingkan dengan tujuan untuk mengetahui metode yang paling efisien dalam mendesain balok komposit beton prategang. 3

4 1.4 Pembatasan Masalah Adapun pembatasan masalah yang dilakukan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Pemodelan dimensi balok adalah segiempat dengan panjang 20 m 2. Metode yang digunakan dalam menganalisis balok prategang adalah pretensioning dan post-tensioning dengan kabel berbentuk parabola dan kabel lurus dan letak kabel di daerah kern (1/6 d). 3. Interval waktu 30 hari, 2 tahun. 4. Tepi balok diatas tumpuan diasumsikan perletakan sederhana 5. Tidak membahas perbandingan kecepatan dalam metode pelaksanaan pretensioning dan post-tensioning 6. Hasil yang didapat dari analisa struktur adalah kehilangan dan lendutan beton prategang 7. Tidak melakukan peninjauan biaya terhadap kedua metode tersebut. 1.5 Metodologi Penelitian Tugas akhir ini merupakan studi literatur yang membahas tentang lendutan pada balok komposit akibat pengaruh perpendekan elastis, susut, rangkak dan relaksasi baja dengan metode pre-tensioning dan post-tensioning. Sampel yang digunakan adalah balok segiempat dengan panjang 20 m dengan 2 tipe penampang yang luasanya sama, namun bentuk kabel berbeda. 4

5 Gambar 1.1 Pemodelan Struktur pabrik 2 lantai Langkah-langkah yang diambil dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Studi literatur Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan data-data dan teori yang berkenaan dengan perencanaan balok beton prategang baik dengan metode pre-tensioning dan post-tensioning. Adapun literatur yang digunakan adalah Desain praktis struktur beton prategang, Andri Budiadi. Beton pratekan, N.Krishna Raju. Beton prategang, Edward G Nawy. Dan literatur lain yang mendukung. 5

6 2. Pemodelan struktur Proses ini merupakan proses analisa yang menggunakan peraturan pembebanan yang berlaku pada perencanaan balok beton prategang. Proses ini nantinya akan dihasilkan suatu dimensi balok beton prategang yang sesuai dengan panjang bentang yang direncanakan. Adapun data yang akan dianalisa adalah : Beban-beban yang bekerja pada balok komposit Beban yang dikelompokkan terdiri dari beban sendiri, beban mati dan beban hidup. Mutu beton Mutu beton dilambangkan dengan notasi f c Mutu baja Pratekan Sistem perletakan yang digunakan Dalam hal ini digunakan sistem perletakan simple span ( Perletakan sederhana) Tabel baja prategang Tabel ini dimaksudkan untuk mengetahui jenis kabel yang terjual di pasaran. Dari tabel ini akan diperoleh kekuatan kabel. 3. Perhitungan dan analisa struktur Analisa tegangan terhadap berat sendiri, beban mati dan beban hidup Menentukan jumlah kabel yang digunakan. Menentukan gaya prategang awal. Perhitungan kehilangan gaya prategang yang meliputi perhitungan kehilangan gaya prategang lansung dan akibat fungsi waktu, perhitungan total kehilangan 6

7 dan analisa tegangan akibat kehilangan prategang. Perhitungan lendutan yang terjadi akibat kehilangan dengan metode pretensioning dan post-tensioning. 4. Menuangkan hasil analisa perbandingan nilai lendutan dari kedua metode pelaksanaan tersebut dalam bentuk tabel dan grafik. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini disusun dalam lima bab, dimana pada masing-masing bab membahas hal-hal sebagai berikut : a. BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini menguraikan latar belakang permasalahan, perumusan masalah, tujuan dan manfaat yang ingin dicapai dalam penelitian ini, pembatasan masalah serta sistematika penelitian yang akan dilakukan. b. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menyajikan landasan teori yang digunakan dalam perencanaan beton prategang sistem pre-tensioning dan post tensioning sebagai dasar dalam pelaksanaan penelitian. Berupa uraian yang bersifat teoritis mengenai beton dan karakteristiknya, beton prategang, material beton prategang, sistem pemberian tegangan, kehilangan gaya prategang, lendutan pada beton prategang. c. BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Berisikan alur pengerjaan penelitian, dimulai dari tahap awal hingga dihasilkan suatu dimensi yang akan digunakan, menguraikan tentang peraturan pembebanan yang digunakan. 7

8 d. BAB 4 APLIKASI DAN PEMBAHASAN Menyajikan dimensi, asumsi-asumsi yang digunakan, perhitungan dan hasil analisa struktur, perbandingan penggunaan kedua metode pelaksanaan sesuai dengan aspek yang ditinjau. e. BAB 5 KESIMPULAN Berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang didapatkan serta saran-saran yang dapat digunakan untuk penelitian lebih lanjut. 8