View
57
Download
19
Category
Preview:
Citation preview
BETON PRATEKAN
Beton merupakan bahan yang memiliki kekuatan yang tinggi terhadap tekan,
tetapi sebaliknya memilki kekuatan relative sangat rendah terhadap tarik sebab Beton
bekerja tidak sefektif didalam penampang-penampang struktur beton bertulang, hanya
bagian tertekan saja yang efektif bekerja, sedangkan bagian beton yang retak dibagian
yang tertarik tidak bekerja efektif dan hanya merupakan beban mati yang tidak
bermanfaat. Hal inilah yang menyebabkan tidak dapatnya diciptakan srtuktur-struktur
beton bertulang dengan bentang yang panjang secara ekonomis, karena terlalu banyak
beban mati yang tidak efektif. Disamping itu, retak-retak disekitar baja tulangan bisa
berbahaya bagi struktur karena merupakan tempat meresapnya air dan udara luar kedalam
baja tulangan sehingga terjadi karatan. Putusnya baja tulangan akibat karatan fatal
akibatnya bagi struktur.
Dengan kekurangan-kekurangan yang dirasakan pada struktur beton bertulang seperti
diuraikan diatas, timbullah gagasan untuk menggunakan kombinasi-kombinasi bahan
beton secara lain, yaitu dengan memberikan pratekanan pada beton melalui kabel baja
(tendon) yang ditarik atau biasa disebut beton pratekan
Kelebihan beton pratekan :
1 Tahan terhadap korosi karena tahan retak di daerah tarik
2 Lebih kedap air
3 Lendutan lebih kecil
4 Penampang lebih kecil dari beton bertulang biasa/ volume lebih kecil
5 Berat baja yang digunakan lebih sedikit
6 Ketahanan geser dan puntir lebih besar
Kekurangan beton pratekan
1 Berat jenis sedikit lebih besar
1. Sistem Pemberian Gaya Prategang
Secara umum, sistem pemberian gaya prategang pada beton ada 2 metoda, yaitu :
1. Pratarik (pra-tension), dimana tendon ditarik sebelum beton dicor
2. Pasca tarik (post-tension), dimana tendon ditarik setelah beton dicor
1
1.1 Metoda Pratarik (Pra-tension)
Pelaksanaan pemberian prategang dengan cara pratarik (pre-tension) didefinisikan
dengan memberikan prategang pada beton dimana tendon ditarik untuk ditegangkan
sebelum dilakukan pengecoran adukan beton ke dalam bekisting yang telah
disiapkan. Pelaksanaan cara pratarik ini, umumnya dilakukan pada suatu tempat
khusus di lapangan pencetakan (casting yard). Adapun langkah-langkah
pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
1. Pertama-tama tendon dipasang memanjang di antara dua jangkar di tempat
pengecoran mengikuti pola tertentu sesuai dengan perhitungan seperti yang
terlihat pada Gambar III.1.a. Tendon tersebut kemudian ditarik hingga mencapai
nilai tegangan tarik (fsi) tidak lebih besar dari 85% kuat tarik ultimitnya (fpu) dan
tidak lebih dari 94% kuat lelehnya (fpy). Kemudian, tendon dalam keadaan tertarik
tersebut di angkur kuat-kuat pada kedua ujungnya sedemikian rupa sehingga gaya
tarik tetap tertahan pada tendon tersebut.
2. Apabila bekisting belum dipasang di tempatnya, segera dipasang mengitari beton
sesuai dengan bentuk komponen yang direncanakan. Kemudian, dilakukan
pengecoran adukan beton ke dalam bekisting berisi tendon dalam keadaan tertarik
dan dilanjutkan dengan pekerjaan perawatan pengerasan beton. Dalam
pelaksanaannya harus disertai upaya pengendalian keamanan dan kualitas
pekerjaan mengingat resiko bahaya kecelakaan yang dihadapi, termasuk
pelaksanaan perawatan pengerasan beton yang harus dijaga sebaik mungkin,
sedemikian rupa sehingga didapat hasil akhir berupa beton mutu tinggi yang
melekat dengan baik pada tendon yang sudah ditegangkan (ditarik) [Gambar b]
3. Apabila beton telah mencapai kekerasan dan kekuatan f c'
tertentu, yang
memerlukan waktu ± 24 jam, tendon dipotong di tempat penjangkarannya. Karena
tendon terekat kuat dengan beton, maka seketika setelah dipotong atau dilepas
pada angkurnya akan terjadi pelimpahan gaya prategang tinggi (To) kepada beton,
seperti tampak pada Gambar III.1.c.
Gaya prategang mengakibatkan beton cenderung memendek apabila letak tendon
sentris terhadap penampang, atau melengkung akibat desakan apabila letak tendon
2
tidak sentris. Tegangan-tegangan yang timbul sesaat setelah tendon dipotong dari
angkurnya disebut sebagai tegangan pada saat transfer (pelimpahan tegangan).
Dengan diputusnya tendon dan berlangsung pelimpahan tegangan, beban mati
(berat sendiri) diperhitungkan bekerja serentak bersamaan dengan gaya prategang.
Keadaan tersebut diilustrasikan pada [Gambar d] yang merupakan keadaan
tegangan paling kritis yang timbul sesaat setelah berlangsung pelimpahan, tetapi
sebelum terjadi kehilangan gaya prategang.
Untuk keadaan bersifat sementara ini, SNI-03 memberikan batasan tegangan tarik
di bagian atas balok tidak melampui
14 √ f ci
'
(sekitar 40% kuat tarik) dan tegangan
tekan di bagian tepi bawah tidak melebihi 0 .6 f ci'
. Apabila tegangan tarik
terhitung melampui nilai tersebut, harus dipasang tulangan tambahan
(nonprategang atau prategang) di daerah tarik untuk memikul gaya tarik total
dalam beton yang dihitung berdasarkan asumsi penampang utuh.
4. Setelah cukup kuat dan sesuai persyaratan, komponen prategang dapat dilepas dan
diangkat dari cetakannya untuk dipindahkan ke lapangan penyimpanan sehingga
tempat pencetakan dapat dipakai untuk proses prategang berikutnya.
a. Tendon ditarik di antara dua angkur
b. Bekisting dipasang dan adukan beton dicor di dalamnya
3
c. Tendon dipotong dan gaya tekan dilimpahkan kepada beton
d. Kombinasi beban mati dan prategang
e. Kombinasi beban mati, beban hidup, setelah kehilangan gaya prategang
1.2 Metoda Pasca Tarik (Post-Tension)
Pelaksanaan pemberian prategang dengan cara pasca tarik (post-tension) didefinisikan
sebagai cara memberikan prategang pada beton, dimana tendon baru ditarik setelah
betonnya dicetak terlebih dahulu dan mempunyai cukup kekerasan untuk menahan
tegangan sesuai dengan yang dinginkan. Adapun langkah-langkah pelaksanaannya
adalah sebagai berikut :
1. Bekisting beton dipasang di tempat yang sesuai dengan rencana letak komponen
struktur dengan sekaligus dipasangi pipa selongsong lentur yang dibuat dari
plastik atau metal, yang akan menyelubungi tendon. Pipa selongsong tendon
diletakkan di dalam bekisting dengan posisinya diatur dan ditahan untuk
membentuk pola tertentu sesuai dengan momen perlawanan yang direncanakan.
2. Kemudian adukan beton dicor ke dalam bekisting dengan menjaga agar pipa
selongsong tendon tetap kokoh pada posisinya dan tidak kemasukan adukan,
kemudian dilakukan perawatan pengerasan beton secukupnya sampai mencapai
kekuatan tertentu.
4
3. Selanjutnya, tendon dimasukkan ke dalam pipa selongsong yang sudah disiapkan
ke dalam beton. Pada cara lain, ada juga yang menempatkan pipa selongsong
lengkap dengan tendon di dalam bekisting sebelum dilakukan pengecoran adukan
beton.
4. Tendon ditarik dengan menggunakan jacking di satu ujung dan angkur mati atau
plat penahan pada ujung lainnya. Kadang-kadang angkur mati atau plat penahan
sudah disiapkan dipasang tertanam pada ujung komponen.
Fungsi angkur digabungkan dengan cara-cara yang mencengkram tendon agar
tidak terjadi slip (penggelinciran) dalam rangka upaya agar beban atau tegangan
tarikan tetap bertahan pada tendon.
Pada saat penarikan tendon, sudah terjadi kehilangan gaya prategang berupa :
perpendekan elastis, kehilangan tegangan akibat gesekan dan sebagian momen
beban mati sudah bekerja sebagai dampak dari posisi lengkung tendon. Dengan
demikian, gaya jacking harus sudah memperhitungkan hal-hal yang menyangkut
kehilangan tegangan tersebut. Pembatasan tegangan-tegangan ijin pada tahap-
tahap pelimpahan dan pelayanan diambil sama dengan yang diberikan untuk cara
pra tarik
5. Apabila digunakan tendon bonded, terutama pada lingkungan korosif, ruang
kosong di dalam pipa selongsong yang mengelilingi tendon, harus diisi penuh
pasta semen dengan cara disuntikkan (grouting) setelah tendon ditarik atau
sebelum beban hidup bekerja. Apabila demikian halnya, maka tegangan akibat
beban hidup dihitung berdasarkan penampang transformasi seperti yang dilakukan
pada cara pra tarik. Tetapi ada juga tendon yang tetap dibiarkan unbonded tanpa
penyuntikan pasta semen, tegantung pada kebutuhan untuk perlindungan tendon
dan perhitungan ekonomi. Untuk keadaan demikian, gaya prategang hanya
diperhitungkan bekerja terhadap penampang betonnya saja (bukan penampang
transformasi) paling tidak sampai tercapainya keadaan seperti pada Gambar d.
6. Umunya angkur ujung setelah dikunci (dimatikan) perlu ditutupi atau dilindungi
dengan lapis pelindung.
5
Perbandingan Metoda Pratarik dan Pasca Tarik
Metoda Pratarik Metoda Pasca tarik
Tendon prategang ditarik sebelum beton pengecoran beton Tendon prategang ditarik setelah beton mengeras
Transfer prategang terjadi melalui kontak antara tendon yang diputus
dan beton disekelilingnya setelah beton mengeras (jadi tidak
memerlukan angkur)
Transfer prategang terjadi melalui kontak antara angkur dan
beton penumpunya (jadi memerlukan angkur)
Layout tendon terbatas berbentuk linear Layout tendon dapat dibuat fleksibel (menyesuaikan dengan
bentuk bidang momen), umumnya berbentuk parabola
Jenis tendon yang umum digunakan adalah strand atau kawat tunggal
dan umumnya dilakukan pada produksi beton pracetak prategang
Memerlukan selongsong (ducting) tendon
6
2. Penyuntikan Tendon Pasca Tarik (Grouting)
Untuk memberikan proteksi permanen pada baja pasca tarik dan untuk
mengembangkan lekatan antara baja prategang dan beton di sekitarnya, saluran
prategang harus diisi bahan suntikan semen yang sesuai dalam proses penyuntikan di
bawah tekanan.
2.1 Material Penyuntikan
a. Semen Portland
Semen portland harus sesuai dengan salah satu dari spesifikasi ASTM C150, Tipe
I, II atau III. Semen yang digunakan untuk menyuntik harus segar dan tidak
mengandung gumpalan apapun atau indikasi hidrasi atau “pack set”
b. Air
Air yang digunakan di dalam suntikan harus air layak minum, bersih dan tidak
mengandung zat yang membahayakan semen portland atau baja struktur.
c. Bahan Tambahan
Apabila menggunakan bahan tambahan, harus bersifat mengandung kadar air
rendah, mempunyai aliran yang baik, hanya sedikit bleeding dan ekspansi serta
tidak mengandung bahan kimiawi yang membahayakan baja prategang atau
semen, seperti klorida, flourida, sulfat dan nitrat.
2.2 Selongsong
a. Cetakan (Ducts)
1. Formed Ducts
Selongsong yang dibuat dengan mengunakan lapisan tipis yang tetap di
tempat. Harus berupa bahan yang tidak memungkinkan tembusnya pasta
semen. Selongsong tersebut harus mentransfer tegangan lekatan yang
dibutuhkan dan harus dapat mempertahankan bentuknya pada saat memikul
berat beton. Selongsong logam harus berupa besi, yang dapat saja
digalvanisasi
2. Cored Ducts
Selongsong seperti ini harus dibentuk tanpa adanya tekanan yang dapat
mencegah aliran suntikan. Semua material pembentuk saluran jenis ini
disingkirkan.
7
Gambar. Selongsong (Duct) Tendon
b. Celah atau Bukaan Suntikan
Semua selongsong harus mempunyai bukaan untuk suntikan di kedua ujung.
Untuk kabel drapped, semua titik yang tinggi harus mempunyai celah suntikan
kecuali di lokasi dengan kelengkungan kecil, seperti pada slab menerus. Celah
suntikan atau lubang buangan harus digunakan di titik-titik rendah jika tendon
akan diletakkan, diberi tegangan dan disuntik pada cuaca beku. Semua celah atau
bukaan suntikan harus dapat mencegah bocornya suntikan
c. Ukuran Selongsong
Untuk tendon yang terdiri dari kawat, batang atau strands, luas selongsong harus
sedikitnya dua kali luas netto baja prategang. Untuk tendon yang terdiri atas satu
kawat, batang atau strands, diameter selongsongnya harus sedikitnya ¼ lebih
besar dari pada diameter nominal kawat, batang atau strands.
d. Peletakan Selongsong
Sesudah selongsong diletakkan dan pencetakan selesai, harus dilakukan
pemeriksaan untuk menyelidiki kerusakan selongsong yang mungkin ada.
Selongsong harus dikecangkan dengan baik pada jarak-jarak yang cukup dekat,
8
untuk mencegah peralihan selama pengecoran beton. Semua lubang atau bukaan
di selongsong harus diperbaiki sebelum pengecoran beton. Celah atau bukaan
untuk penyuntikan harus diangkur dengan baik pada selubung dan pada baja
tulangan atau cetakan, untuk mencegah peralihan selama operasi pengecoran
beton.
2.3 Proses Penyuntikan
a. Selongsong dengan dinding beton (cored ducts) harus disemprot untuk menjamin
bahwa beton dapat dibasahi dengan baik.
b. Semua celah titik tinggi dan suntikan harus terbuka pada saat penyuntikan
dimulai. Suntikan harus dapat mengalir dari celah pertama setelah pipa masukan
sampai air pembersih residual atau udara yang terperangkap telah dikeluarkan,
pada saat mana celah tersebut harus ditutup. Celah-celah lainnya harus ditutup
secara berurutan dengan cara yang sama. Proses pemompaan pada masukan
tendon tidak boleh melebihi 250 psig (1700 kPa).
c. Bahan suntikan harus dipompa melalui selongsong dan secara terus menerus ke
luar di pipa buangan sampai tidak terlihat lagi ada air atau udara yang keluar.
Waktu keluar suntikan tidak boleh kurang dari waktu pemberian bahan suntikan.
Untuk menjamin bahwa tendon tetap terisi dengan bahan suntikan, maka keluaran
dan atau masukan harus ditutup. Tutup yang dibutuhkan tidak boleh lepas atau
dibuka samapi bahan suntikan mengering.
d. Apabila aliran searah dari bahan suntikan tidak dapat dipertahankan, maka
suntikan harus segera dikuras dari saluran dengan air
e. Pada temperatur di bawah 0o C, saluran harus dijaga bebas air untuk menghindari
kerusakan akibat pembekuan
f. Temperatur tidak boleh 1.67o C atau lebih tinggi dari temperatur pada saat
penyuntikan sampai kubus suntikan yang berukuran 5.08 cm (2”) mencapai kuat
tekan sebesar 5.5 MPa
g. Bahan suntikan tidak boleh melebihi 32.2oC selama pencampuran atau
pemompaan. Jika perlu, pencampuran air harus didinginkan.
9
3. Istilah-istilah
Angkur
Suatu alat yang digunakan untuk menjangkarkan tendon kepada komponen struktur beton
dalam sistem pasca tarik atau suatu alat yang digunakan untuk menjangkarkan tendon
selama proses pengerasan beton dalam sistem pra tarik
Pengankeran ada 2 macam yaitu : angker mati dan angker hidup. Angker mati adalah
angker yang tidak bias dilakukan lagi penarikan setelah penegangan tendon dilakukan.
Angker mati sering digunakan dalam prategang dengan sistem pratarik.Sedangkan angker
hidup dapat dilakukan penarikan kembali jika hal itu diperlukan. Pegangkeran ini sering
dijumpai dalam prategang dengan sistem pasca tarik.
Gambar.Angkur Hidup untuk Multistrand (VSL)
Gambar . Angkur Tengah (VSL)
10
Gambar. Angkur Mati (VSL)
Gambar. Angkur Mati (VSL)
Gambar. Angkur Kopel (VSL)
11
Gaya Jacking
Gaya sementara yang ditimbulkan oleh alat yang mengakibatkan terjadinya tarik pada
tendon dalam beton prategang
Gambar. Prosedur Jacking
Gambar. Tendon yang telah di jacking
Perangkat angkur
Perangkat yang digunakan pada sistem prategang pasca tarik untuk menyalurkan gaya
pasca tarik dari tendon ke beton
Perangkat angkur strand tunggal
Perangkat yang digunakan untuk strand tunggal atau batang tunggal berdiameter 16
mm dan memenuhi persyaratan yang telah ditentukan
12
Perangkat angkur strand majemuk
Perangkat yang digunakan untuk strand, batang atau kawat majemuk, atau batang
tunggal berdiameter lebih besar daripada 16 mm dan memenuhi persyaratan yang
telah ditentukan.
Prategang efektif
Tegangan yang masih bekerja pada tendon setelah semua kehilangan tegangan terjadi,
di luar pengaruh beban mati dan beban tambahan.
Tendon
Elemen baja, misalnya kawat baja, kabel batang, kawat untai atau suatu bundel dari
elemen-elemen tersebut yang digunakan untuk memberi gaya prategang pada beton.
Baja (tendon) yang dipakai untuk beton prategang dalam prakteknya ada tiga
macam, yaitu :
1. Kawat tunggal (wires), biasanya digunkan untuk baja prategang pada
betonprategang dengan system pratarik (pre-tension).
2. Kawat untaian (strand), biasanya digunkan untuk baja prategang pada
betonpratengang dengan system pascatarik (post-tension).
3. Kawat batangan (bar), biasanya digunakan untuk baja prategang pada
betonprategang dengan system pratarik (pre-tension
13
Gambar. Jenis Tendon Prategang
Tendon dengan lekatan
Tendon yang direkatkan pada beton baik secara langsung ataupun dengan cara
grouting.
Zona Angkur
Bagian komponen struktur prategang pasca tarik dimana gaya parategang terpusat
disalurkan ke beton dan disebarkan secara lebih merata ke seluruh bagian penampang.
Panjang daerah zona angkur ini adalah sama dengan dimensi tersebar penampang.
Untuk perangkat angkur tengah, zona angkur mencakup daerah terganggu di depan
dan di belakang perangkat angkur tersebut.
14
Recommended