ANALISIS PERENCANAAN PELAT LANTAI BETON PRATEGANG POST TENSION DIBANDINGKAN DENGAN BETON BIASA

Transkripsi

1 ANALISIS PERENCANAAN PELAT LANTAI BETON PRATEGANG POST TENSION DIBANDINGKAN DENGAN BETON BIASA Tugas Akhir Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi Syarat untuk menempuh ujian sarjana teknik sipil Disusun oleh : FOLOE ZIDUHU ZEBUA BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013

2 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan anugrah, berkat dan karunia-nya hingga terselesaikannya tugas akhir ini dengan judul Analisis Perencanaan Pelat Lantai Beton Prategang Post Tension Dibandingkan Dengan Beton Biasa. Tugas akhir ini disusun untuk diajukan sebagai syarat dalam ujian sarjana teknik sipil bidang studi struktur pada fakultas teknik Medan. Penulis menyadari bahwa isi dari tugas akhir ini masih banyak kekurangannya. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman penulis. Untuk penyempurnaannya, saran dan kritik dari bapak dan ibu dosen serta rekan mahasiswa sangatlah penulis harapkan. Penulis juga menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, tugas akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada keluargaku yang telah mendukung baik dalam dana dan doa dalam penyelesaian tugas akhir ini, Selain ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada : 1. Bapak Prof.Dr.Ing.Johannes Tarigan. Selaku dosen pembimbing dan juga selaku Ketua Departemen Teknik Sipil yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk memberikan bimbingan dalam menyelesaikan tugas akhir ini 2. Bapak Ir.Syahrizal, MT. Selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil i

3 3. Bapak M.Agung putra handana ST, MT dan ibu Nursyamsi ST, MT selaku dosen pembanding untuk tugas akhir ini 4. Bapak/Ibu staf pengajar jurusan teknik sipil. 5. Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penyelesaian administrasi 6. Untuk sahabat-sahabatku di KTB, K Elli, Indra, Surya, Yusnia, semua rekan pemuda digereja BNKP Sion, adik-adik ku Putra,Festus,Mangasi, dan seluruh rekan-rekan stambuk 2007 yang tak dapat saya sebutkan satu persatu 7. Seluruh rekan-rekan mahasiswa-mahasiswi jurusan teknik sipil. Akhir kata penulis mengharapkan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Medan, Juli 2013 Foloe Ziduhu Zebua ii

4 ABSTRAK Penyusunan tugas akhir ini dimaksudkan untuk melakukan perencanaan terhadap dua metode desain dalam perencanaan beton yaitu : beton prategang dan beton bertulang biasa. Dalam tulisan ini dilakukan perencanaan pelat untuk kondisi pelat satu arah dengan menggunakan 2 metode diatas. Denah pelat sudah ditetapkan, begitu juga dengan mutu beton dibuat sama. Hal ini dilakukan agar nantinya dapat dilihat perbedaan yang terjadi dengan menggunakan 2 metode perencanaan diatas tadi dan dapat memberikan wacana dan alternatif-alternatif dalam desain sturktur. Beton prategang direncanakan dengan metode peralihan tumpuan, dan hasilnya akan dibandingkan dengan hasil perencanaan dengan menggunakan beton bertulang menggunakan metode pelat satu arah yang umum dilakukan. Dan hasil dari perencanaan di dapati volume beton prategang lebih besar dari beton bertulang biasa, namun penggunaan material besi yang lebih sedikit membuat harga beton prategang cenderung lebih murah jika dibandingkan dengan beton biasa. iii

5 DAFTAR ISI Kata pengantar... i Abstrak... iii Daftar Isi... iv Daftar Notasi. vii Daftar Tabel ix Daftar Gambar... x Bab 1Pendahuluan Latar belakang Perumusan masalah Batasan masalah Maksud dan tujuan Metodologi pembahasan 3 Bab 2 Tinjauan pustaka Konsep-konsep dasar Material untuk beton prategang Beton Baja Prategang Sistem Prategang Pratarik (Pre-tension) Pascatarik (Post-tension) Konsep pemberian prategang Pemberian prategang pada balok sederhana Pemberian prategang pada balok statis tak tentu Analisa statis tak tentu beton prategang Perhitungan strukutur akibat beban luar Metode desain struktur prategang Metode peralihan tumpuan Kehilangan prategang Perpendekan Elastis Beton (ES) Relaksasi Tegangan Baja (R) Kehilangan yang Disebabkan oleh Rangkak (CR) Kehilangan yang Disebabkan oleh Susut (SH) Kehilangan yang Disebabkan Friksi (F) Kehilangan Karena Dudukan Angker Perubahan Prategang Akibat Lentur Pada Suatu Komponen Struktur Kehilangan Total Untuk Desain.. 38 iv

6 2.6 Tulangan end block Kontrol defleksi dan retak pelat pretegang Sistem Lantai Beton bertulang Satu-Arah Tinjauan Metode Kontrol terhadap lendutan Detail Penulangan Perencanaan balok pemikul pelat Balok EPP Balok T.. 54 BAB 3Pemodelan dan tahapan perencanaan PemodelanPelat Tahapan perencanaan prategang Data geometri pelat Data pembebanan Kehilangan prategang Perhitungan beban-beban luar Analisa pelat dengan metode peralihan tumpuan Perhitungan nilai gaya prategang (P) yang memenuhi Perencanaan end block Kontrol lendutan Tahapan perencanaan beton biasa Data geometri pelat Data pembebanan Perhitungan tinggi pelat Analisa desain Kontrol lendutan Tahap perencanaan balok pemikul pelat Data geometri balok Pembebanan balok Perencanaan pendimensian balok Kontrol lendutan. 77 BAB 4 Aplikasi Perencanaan pelat prategang Analisa Kehilangan Pada Pelat Prategang Metode Peralihan Tumpuan Analisa Gaya Tarik Kabel Prategang Analisa Jumlah Kabel yang dibutuhkan Tulangan non-prategang Tulangan endblock Kontrol terhadap lendutan. 106 v

7 4.2 Perencaan Pelat Dengan Menggunakan Beton Bertulang Analisa desain Kontrol lendutan Balok pemikul pelat Balok pemikul pelat beton bertulang biasa Balok pemikul pelat prategang 142 BAB 5 Kesimpulan dan saran Kesimpulan Hasil perencanaan pelat Saran Daftar Pustaka... xii vi

8 DAFTAR NOTASI Ac Ic M MD ML MSD Mub MT P Pe Pi Q Qbs = Luas penampang balok = Momen inersia penampang = Momen = Momen akibat beban mati = Momen akibat beban hidup = Momen akibat beban mati tambahan = Momen akibat terjadinya beban tak seimbang = Momen total = Gaya prategang = Gaya prategang efektif = Gaya prategang awal = Beban merata = Beban akibat berat sendiri Qbm = Beban akibat beban mati tambahan R Sb St Wb Wub A C Cb = Reaksi vertikal = Modulus penampang untuk serat bawah = Modulus penampang untuk serat atas = Beban penyeimbang (ekivalen) = Beban tak seimbang = Eksentrisitas kabel (tendon) = Jarak serat terluar penampang ke pusat berat penampang = Jarak serat bawah penampang ke pusat berat penampang vii

9 Ct E F Fb Fijin Ft L R Y φ0 = Jarak serat atas penampang ke pusat berat penampang = Eksentrisitas kabel (tendon) = Tegangan lentur = Tegangan di serat bawah = Tegangan lentur ijin = Tegangan di serat atas = Panjang bentang = Radius girasi penampang = Deviasi garis C dari garis cgs = Bidang momen sebagai muatan akibat gaya luar φ = Bidang momen sebagai muatan akibat gaya dalam = Lawan lendut viii

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 : Kawat-kawat untuk Beton Prategang 7 Tabel 2.2 : Strand Standar Tujuh Kawat untuk Beton Prategang 7 Tabel 2.3 : Kehilangan lump-sum dari AASHTO Tabel 2.4 : Perkiraan Kehilangan Prategang Untuk Pascatarik 25 Tabel 2.5 : Jenis-jenis Kehilangan Prategang.. 26 Tabel 2.6 : Nilai KSH untuk Komponen Struktur Pascatarik. 32 Tabel 2.7 : Koefisien Gesek Kelengkungan dan Wobble 36 Tabel 2.8 : Persentase Kehilangan Tegangan yang dianjurkan oleh T.Y. Lin.38 Tabel 2.9 : Tebal minimum pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung 47 Tabel 2.10 : Lendutan izin maksimum 47 Tabel 2.11 : Tebal minimum penutup beton pada tulangan terluar 49 Tabel 2.12 : Rasio tulangan susut dan suhu terhadap luas bruto penampang Beton.. 49 Tabel 4.1 Kontrol hasil perhitungan dengan program SAP Tabel 4.2 Rangkuman tegangan akibat kehilangan 89 Tabel 5.1 Perbandingan volume beton prategang dan beton biasa. 166 Tabel 5.2 Perbandingan biaya beton prategang dan beton biasa ix

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 : Jenis strand 8 Gambar 2.2 : Proses pembuatan beton prategang pratarik 9 Gambar 2.3 : Proses Pembuatan Beton Prategang Pascatarik 11 Gambar 2.4 : Pengaruh gaya prategang pada balok sederhana 13 Gambar 2.5 : (a) eksentrisitas kabel, (b) Reaksi skunder dan momen akibat reaksi skunder, (c) Letak tendon yang baru dan momen total. 14 Gambar 2.6 : Gambar Bidang Momen Akibat Beban Terpusat 17 Gambar 2.7 : Gambar Bidang Momen Akibat Suatu Momen Bekerja Pada Salah Satu Tumpuan 18 Gambar 2.8 Gambar Bidang Momen Akibat Beban Merata Bekerja Di Sepanjang Gambar 2.9 Momen Sekunder Di Balok Prategang Menerus 21 Gambar 2.10 : Superposisi Antara Momen Sekunder Hanya Akibat Prategang dan Transformasi Garis C. 22 Gambar 2.11 : Evaluasi pendekatan sudut pusat tendon 35 Gambar 2.12 : Perubahan pada bentuk longitudinal balok. (a) Akibat pemberian prategang. (b) Akibat beban eksternal 37 Gambar 2.13 : Pengaruh e terhadap lendutan 40 Gambar 2.14 : Distribusi momen pada perletakan menerus.. 42 Gambar 2.15 : Perletakan yang monolit dengan pelat 43 Gambar 2.16 : Perletakan yang tidak monolit dengan pelat 43 Gambar 2.17 : Jarak bersih antar tulangan.. 48 Gambar 2.18 : Diagram tegangan regangan beton bertulang Gambar 2.19 : Rasio tulangan pada kondisi balance, under reinforced, over x

12 Reinforced. 52 Gambar 2.20 : Balok T 55 Gambar 2.21 : Penampang balok T. 56 Gambar 2.22 : Penampang balok T. 57 Gambar 2.21 : Penampang balok T. 56 Gambar 3.1 : Pelat yang akan direncanakan 60 Gambar 4.1 Model pembebanan dan tumpuan pada pelat prategang. 79 Gambar 4.2 Analisa momen dengan metode persamaan tiga momen 80 Gambar 4.3 (a) Momen akibat pembebanan, (b) Gaya lintang akibat pembebanan Gambar 4.4 Asumsi perletakan tendon awal.. 86 Gambar 4.5 a)momen Primer (M1). (b) Bentuk defleksi akibat R. (c) Momen skunder M2 akibat R 90 Gambar 4.6 (a) Asumsi perletakan tendon awal (b) Momen Primer (m1). (c) Reaksi lawan akibat eksentrisitas kabel. (d) Momen Skunder M2. (e) Momen akhir (M3).(f) hasil akhir eksentrisitas kabel yang memenuhi. 95 Gambar 4.7 Tulangan end block 106 Gambar 4.8 : Koefisien Lendutan pada balok menerus 106 Gambar 4.9 : Pelat prategang hasil desain. 108 xi