MATERIAL BETON PRATEGANG

Transkripsi

1 MATERIAL BETON PRATEGANG oleh : Dr. IGL Bagus Eratodi

2 Learning Outcomes Mahasiswa akan dapat menjelaskan prinsip dasar struktur beton prategang serta perbedaannya dengan struktur beton bertulang konvensional FTI, Undiknas University

3 PUSTAKA T.Y. Lin Ned dan H. Burns. (1993). Desain Struktur Beton Prategang Jilid 1. Edisi Ketiga. John and Riley, London. Prestressed Concrete Institute. (2000). PCI Bridge Design Manual. R.I. Gilbert and N.C. Mickleborough. (2005). Design of Prestressed Concrete, Spon Press Taylor & Francis Group, London & New York. ISBN: Departemen Pekerjaan Umum. (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung. (SKSNI ). Yayasan LPMB, Bandung Prestressed Concrete Institute. (1999). PCI Design Handbook Precast & Prestressed Concrete. 5th Edition. Rath, Rath & Johnson, Inc, Chicago. ISBN: FTI, Undiknas University

4 Pengenalan Umum Beton Prategang Apakah yang dimaksud dengan beton prategang? Bagaimanakah bentuk beton prategang? Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? Prategang pada analisa dan desain? Mengapa digunakan beton prategang? Siapakah tokoh-tokoh penggerak beton prategang? FTI, Undiknas University

5 Pengenalan Umum Beton Prategang Apakah yang dimaksud dengan beton prategang? Merupakan integrasi teknologi bahan beton bertulang dalam menggabungkan bahan beton mutu tinggi dan baja mutu tinggi untuk menghasilkan bahan komposit lanjutan yang dapat bekerja secara efektif merata pada suatu penampang struktur dalam melawan gaya-gaya dalam baik tekan maupun tarik sama baiknya secara bersamaan FTI, Undiknas University

6 Beton dgn Metode prategang merupakan material penggabungan beton dan baja yang saling bekerja sama. Untuk mewujudkan kerjasama yang cukup baik pada sistem prategang antara beton dan baja maka diperlukan material material penyusun dengan kualitas yang cukup baik. Dibutuhkan : 1. Beton mutu tinggi 2. Baja mutu tinggi

7 Material dalam Beton prategang Beton adalah material campuran antara pasir, kerikil, semen, serta air yang memiliki kekuatan pd umur tertentu Tendon adalah baja dengan kekuatan tinggi untuk mentransfer gaya prategang Ankur adalah alat yang digunakan untuk memungkinkan tendon memberikan dan mempertahankan gaya prategang pada beton

8 BETON BERKEKUATAN TINGGI Beton : digunakan mutu yg cukup tinggi lebih tinggi dari kebutuhan beton bertulang fc > Mpa (Amerika) fc > 35 Mpa ( Eropa ) Guna : - Ekonomis, hemat biaya pengangkuran - Tarik dan geser tinggi - Retak kecil - Modulus elastisitas tinggi, regangan rangkak kecil shg lossing kecil

9 PERSYARATAN KEKUATAN Kekuatan tekan pada beton yang disyaratkan oleh beberapa peraturan diantaranya adalah 40 MPa utk Pratarik & 30 MPa utk pascatarik. Untuk dapat mewujudkan beton mutu tinggi beberapa hal yg hrs diperhatikan : 1. Kadar semen : & max 530 kg/m 3 2. Kadar air : serendah mungkin 3. Proses pemadatan

10 Beberapa Hal yg perlu diperhatikan untuk mewujudkan beton yg berkualitas : Susut Beton Perubahan deformasi beton krn kehilangan kelembaban yg bertahap. Rangkak Beton Seiring perjalanan waktu. Karakteristik Tegangan & Regangan Berhubungan dengan kekuatan beton dalam menerima beban. Berhubungan dengan Modulus Elastisitas

11 KARAKTERISTIK DEFORMASI BETON Karakteristik tegangan dan regangan pada beton akibat pembebanan perlu diperhatikan Modulus Elastisitas yang akan berubah akibat perubahan hubungan diagram tegangan regangan Ec = 4800 fc N/mm 2

12 SYARAT SYARAT TEGANGAN BETON Tegangan yang diijinkan terjadi pada serat beton ditentukan didalam berbagai peraturan. Seperti ACI, ASHTO, SNI, dll ACI - Saat transfer Tekan : 0,6 x kekuatan silinder transfer Tarik : kekuatan silinder transfer - Beban Kerja 3 Tekan : 0.45 kekuatan silinder Tarik : kekuatan silinder 6

13 BAJA BERKEKUATAN TINGGI Untuk sistem prategang digunakan baja mutu tinggi. Dimana baja mutu tinggi ini biasanya memiliki Kndungan karbon yang cukup tinggi. Baja mutu tinggi diharapkan mampu menerima kekuatan tarik yang cukup tinggi untuk mampu menghasilkan gaya prategang yang cukup besar.

14 PERSYARATAN KEKUATAN Kekuatan tarik ultimate baja bermutu tinggi bervariasi menurut diameter kawat atau tendon. Kekuatan tariknya agak berkurang untuk diameter kawat yang semakin membesar Ex : Dim 3, fy = 1900 N/mm 2 Dim 4, fy = 1750 N/mm 2

15 Kekuatan karakteristik Baja bermutu tinggi Baja yang diijinkan digunakan adalah baja mutu tinggi dengan tegangan ijin diantaranya adalah ( Krishna Raju tab 2.6) Kawat Bermutu Tinggi Diameter nominal (mm) Kawat Polos N/mm2 Kawat Bergigi N/mm

16 Bentuk tendon lain Batang Bermutu Tinggi Diameter nominal (mm) Kekuatan Karakteristik N/mm mm 1000 Strand Diameter (mm) Beban Patah Minimum KN ,9 26 6,3 45,36 7,9 70,31 9,5 95,25 11, ,5 167,83 15,2 231,33

17 SYARAT SYARAT TEGANGAN BAJA Syarat tegangan ijin yg diperlukan ditetapkan oleh beberapa peraturan. Diantaranya ACI : - Awal : 80 % kuat tarik ultimit - Transfer : 70 % kuat tarik ultimit - Beban Kerja : -

18 Tegangan Yang diijinkan pada Baja ACI India Saat Penarikan Awal 80% fu 80% fu Setelah transfer 70% fu - Setelah Kehilangan Gaya prategang total (Beban Kerja) >45% fu

19 HAL HAL YG HRS DIPERHATIKAN UNTUK MEWUJUDKAN BAJA MUTU TINGGI Relaksasi Tegangan Baja Berkurangnya tegangan baja pada regangan konstan Karat Tegangan Peristiwa korosi yang dapat menurunkan tegangan baja Kerapuhan Oleh Hidrogen Akan mengakibatkan retak yg merapuhkan baja

20 JENIS JENIS TENDON Kawat : Ukuran : 3, 4, 5, 7, 8 mm Macam : Kawat polos, dan bergigi Kekuatan karakteristik : MPa Batang Baja Ukuran : mm Kekuatan karakteristik : 1000 MPa Untaian Kawat Baja (Strand) Ukuran : 2 15 mm Beban Patah : KN

21 Tugas Kumpulkan Peraturan di Indonesia tentang Syarat tegangan ijin beton dan baja Kumpulkan jenis jenis dan ukuran tendon yang diproduksi oleh produsen di indonesia

22 Pengenalan Umum Beton Prategang FTI, Undiknas University

23 Pengenalan Umum Beton Prategang FTI, Undiknas University

24 FTI, Undiknas University Pengenalan Umum Beton Prategang

25 Pengenalan Umum Beton Prategang FTI, Undiknas University

26 Pengenalan Umum Beton Prategang FTI, Undiknas University

27 Pengenalan Umum Beton Prategang FTI, Undiknas University

28 Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? Beton Bertulang Konvensional Beton + tulangan baja normal Penampang tidak efektif Mengalami retak Gaya geser yang besar > sengkang Penampang gemuk / lebar > berat Struktur lebih berat Penggunaan beton mutu tinggi > menghasilkan tulangan yang banyak Tulangan tidak memberikan kontribusi terhadap lendutan Beton & baja mutu tinggi Beton Prategang Penampang efektif bekerja Tanpa retak Sengkang tidak menentukan > dapat dipikul oleh kelengkungan kabel Penampang ramping > ringan Berat menjadi lebih ekonomis Beton mutu tinggi & baja mutu tinggi menghasilkan struktur yang ekonomis akibat berat yg berkurang Gaya prategang memberikan kontribusi terhadap perlawanan lendutan akibat beban mati dan hidup FTI, Undiknas University

29 Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? (lanjutan) Beton Bertulang Konvensional Korosi terjadi akibat retak beton Beban repetisi tidak mempengaruhi tulangan pada umur struktur Proses produksi >> konvensional, lebih murah, penggunaan alat serta pekerja lebih sedikit dan supervisi yang konvensional Keruntuhan struktur tanpa peringatan Beton Prategang Tanpa retak >> tidak terjadi korosi Beban repetisi mempengaruhi tulangan prategang dan umur struktur Proses produksi >> metoda khusus / rumit, lebih mahal, penggunaan alat dan skill pekerja khusus dan supervisi yang ketat, tingkat ketelitian yang tinggi Keruntuhan struktur sebelum batas runtuh dapat terdeteksi FTI, Undiknas University

30 Dampak prategang pada analisa dan desain? FTI, Undiknas University

31 LATAR BELAKANG BETON PRATEGANG Secara aplikatif, penggunaan prinsip kerja prategang telah digunakan berabad-abad pada tali / pita logam untuk membuat tong Tahun 1886 P.H. Jackson (San Fransisco, California) mendapatkan hak paten untuk karya berupa batang baja sebagai pengikat pada batu buatan dan beton Tahun 1888 C.E.W. Doehring (Jerman) mendapatkan hak paten untuk beton yang diperkuat dengan logam yang telah ditarik sebelum dibebani Tahun 1928 E. Freyssinet (Prancis) menggunakan baja mutu tinggi sebagai kabel prategang dan baja diangkurkan pada beton tanpa penggunaan angkur sebagai pengunci Tahun E. Freyssinet (Prancis) penggunaan angkur sebagai pengunci kabel baja prategang Tahun penggunaan sistim prategang pada konstruksi beton mulai umum dan distandarkan untuk bangunan jembatan, gedung dan bangunan sipil lainnya dan sebagai pioneer pengembangan konstruksi bentang panjang FTI, Undiknas University

32 Keuntungan Beton Prategang 1. Struktur yang lebih ringan 2. Penampang lebih ramping 3. Aplikasi pada bentang panjang 4. Sesuai untuk metoda precast 5. Biaya yang lebih ekonomis 6. Dapat digunakan pada konstruksi segmental 7. Biaya konstruksi yang ekonomis pada struktur statis tak tentu 8. Penggunaan tulangan lentur non-prategang menjadi opsional FTI, Undiknas University

33 Metoda Prestressing FTI, Undiknas University

34 Metoda Prestressing FTI, Undiknas University