M ATERIA TERIALL BET BE TON PR PRA ATEGA TEGAN NG oleh:
Dr. IGL BagusEra Eratodi odi
L ea rning rning Outcom es Mahasiswa akan dapat menjelaskan prinsip dasar struktur beton prategang serta perbedaannya dengan struktur beton bertulang konvensional
FTI, Undiknas Undiknas Univer University sity
PUSTAKA T.Y. Lin Ned dan H. Burns. (1993). Desain Struktur Beton Prategang Prat egang Jilid 1. Edisi Ketiga. John and Riley, Riley, London. Prestres Prestressed sed Concrete Concrete Institute Institute.. (2000). (2000). PCI Bridge Brid ge Design Manual. R.I. Gilbert and N.C. Mickleborough. (2005). Design of Prestressed Prestressed Concrete, Spon Spon Pres Presss Taylor & Francis Group, London & New York. ISBN: 0203985869 Depar Departe temen men Peke Pekerja rjaan an Umum. Umum. (2002) (2002).. Tata Cara Perhitu Perhitunga ngan n Struktur Struktur Beton Untuk Bangunan Bangunan Gedung. Gedung. (SKSNI (SKSNI 03 – 2002). Yayasan 2002). Yayasan LPMB, LPMB, Bandung Prestres Prestressed sed Concrete Concrete Institute Institute.. (1999). (1999). PCI Design Handbook Precast & Prestressed Concrete. 5th Edition. Edition. Rath, Rath & Johnson, Inc, Chicago. ISBN: 0937040606 0937040606 FTI, Undiknas Undiknas Univer University sity
Pengenalan UmumBeton 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
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
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
Material dalam Beton prategang
Beton adalah material campuran antarapasir, kerikil, semen, sertaair yangmemiliki kekuatan pd umur tertentu Tendon adalah bajadengan kekuatan tinggi untuk mentransfer gayaprategang Ankur adalah alat yangdigunakan untuk memungkinkan tendon memberikan dan mempertahankan gaya prategang pada beton
BETON BERKEKUATAN TIN GGI
Beton : digunakan mutu ygcukup tinggi lebihtinggi dari kebutuhan beton bertulang fc’ > 28 - 55 Mpa (Amerika) fc’ > 35Mpa ( Eropa) Guna: - Ekonomis, hemat biayapengangkuran - Tarik dan geser tinggi - Retak kecil - Modulus elastisitastinggi, regangan rangkak kecil shglossingkecil
PERSYARATAN KEKUATAN Kekuatantekanpadabetonyangdisyaratkan olehbeberapaperaturandiantaranyaadalah 40 MPautk Pratarik & 30 MPautk pascatarik. Untukdapat mewujudkanbetonmututinggi beberapahal yghrsdiperhatikan: 1.
Kadar semen : 300 – 360 & max 530 kg/ m3
2.
Kadar air : serendahmungkin Prosespemadatan
3.
Bebe ra pa Ha l yg perlu diperhatika n un tuk m ew ujudka n be ton yg be rkua lita s :
Susut Beton Perubahan deformasi beton krn kehilangan kelembaban yg bertahap. Rangkak Beton Seiringperjalanan waktu. KarakteristikTegangan & Regangan Berhubungan dengan kekuatan beton dalammenerimabeban. Berhubungan dengan ModulusElastisitas
KARAKTERISTIK DEFORMASI BETON
Karakteristik tegangan dan regangan padabeton akibat pembebanan perlu diperhatikan Modulus Elastisitas yangakan berubah akibat perubahan hubungan diagramtegangan regangan Ec = 4800 √fc N/ mm2
SYARAT – SYARAT TEGAN GAN BETON Teganganyangdiijinkanterjadi padaserat betonditentukandidalam berbagai peraturan. Seperti ACI, ASHTO, SNI, dll ACI - Saat transfer Tekan : 0,6x kekuatansilinder transfer Tarik : √ kekuatansilinder transfer - BebanKerja 3 Tekan : 0.45kekuatansilinder Tarik : √ kekuatansilinder
6
BAJA BERKEKUATAN TINGGI
Untuksistemprategangdigunakanbajamutu tinggi. Dimanabajamututinggi ini biasanya memiliki Kndungankarbonyangcukuptinggi. Bajamututinggi diharapkanmampumenerima kekuatantarikyangcukuptinggi untukmampu menghasilkangayaprategangyangcukupbesar.
PERSYARATAN KEKUATAN
Kekuatan tarik ultimatebajabermutu tinggi bervariasi menurut diameter kawat atau tendon. Kekuatan tariknyaagak berkurang untuk diameter kawat yangsemakin membesar Ex : Dim3, fy = 1900 N/ mm2 Dim4, fy = 1750 N/ mm2
Kekuatan karakteristik Baja bermutu tinggi Bajayangdiijinkan digunakanadalahbajamutu tinggi dengan tegangan ijin diantaranyaadalah ( KrishnaRaju tab2.6)
Kawat Bermutu Tingg i Diameter nominal (mm)
Kawat Polos N/mm2
Kawat Bergigi N/mm2
3
1900
1900
4
1750
1750
5
1600
1600
7
1500
-
8
1400
-
Bentuk tendon lain Batang Bermutu Tinggi Diameter nominal (mm) 10-40 mm
Kekuatan Karakteristik N/mm2 1000
Strand Diameter (mm)
Beban Patah Minimum KN
2
13
2,9
26
6,3
45,36
7,9
70,31
9,5
95,25
11,1
127
12,5
167,83
15,2
231,33
SYARAT – SYARAT TEGAN GAN BAJA
Syarat tegangan ijin ygdiperlukan ditetapkan olehbeberapa peraturan. DiantaranyaACI : - Awal : 80 % kuat tarik ultimit -Transfer : 70 % kuat tarik ultimit - Beban Kerja: -
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
HAL – H AL YG H RS D IPERHATIKAN UN TUK M EW UJUD KAN BAJA M UTU TINGGI
RelaksasiTeganganBaja Berkurangnyateganganbajapadaregangankonstan KaratTegangan Peristiwakorosi yangdapat menurunkan tegangan baja Kerapuhan Oleh Hidrogen Akan mengakibatkan retak yg merapuhkan baja
JEN IS – JEN IS TEN DON
Kawat : Ukuran : 3, 4, 5, 7, 8 mm Macam: Kawat polos, dan bergigi Kekuatan karakteristik : 1400 – 1900 MPa Batang Baja Ukuran : 10- 40 mm Kekuatan karakteristik : 1000MPa Untaian Kawat Baja(Strand) Ukuran : 2 – 15 mm Beban Patah : 13 - 230 KN
Tugas
Kumpulkan Peraturan di IndonesiatentangSyarat tegangan ijin beton dan baja Kumpulkan jenis– jenisdan ukuran tendonyangdiproduksi olehprodusen di indonesia
Pe n ge n a la n Um u m Be ton Pra te ga n g
FTI, Undiknas University
Pengenalan UmumBeton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan UmumBeton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan UmumBeton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan UmumBeton Prategang
FTI, Undiknas University
Pengenalan UmumBeton Prategang
FTI, Undiknas University
Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? Beton Bertulang Konvensional
Beton Prategang
Beton + tulangan baja normal
Beton & baja mutu tinggi
Penampang tidak efektif
Penampang efektif bekerja
Mengalami retak
Tanpa retak
Gaya geser yang besar > sengkang
Sengkang tidak menentukan > dapat dipikul oleh kelengkungan kabel
Penampang gemuk / lebar > berat
Penampang ramping > ringan
Struktur lebih berat
Berat menjadi lebih ekonomis
Penggunaan beton mutu tinggi > menghasilkan
Beton mutu tinggi & baja mutu tinggi
tulangan yang banyak
menghasilkan struktur yang ekonomis akibat berat yg berkurang
Tulangan tidak memberikan kontribusi terhadap
Gaya prategang memberikan kontribusi terhadap
lendutan
perlawanan lendutan akibat beban mati dan hidup
FTI, Undiknas University
Perbedaan beton prategang dan beton bertulang? ……(lanjutan) Beton Bertulang Konvensional
Beton Prategang
Korosi terjadi akibat retak beton
Tanpa retak >> tidak terjadi korosi
Beban repetisi tidak mempengaruhi tulangan pada
Beban repetisi mempengaruhi tulangan p rategang dan
umur struktur
umur struktur
Proses produksi >> konvensional, lebih murah,
Proses produksi >> metoda khusus / rumit, lebih mahal,
penggunaan alat serta pekerja lebih sedikit dan
penggunaan alat dan skill pekerja khusus dan supervisi
supervisi yang konvensional Keruntuhan struktur tanpa peringatan
yang ketat, tingkat ketelitian yang tinggi Keruntuhan struktur sebelum batas runtuh dapat terdeteksi
FTI, Undiknas University
Dampak prategang pada analisa dan desain?
FTI, Undiknas University
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 1939 - E. Freyssinet (Prancis) – penggunaan angkur sebagai pengunci kabel baja prategang Tahun 1950 – 1980 – 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
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
Metoda Prestressing
FTI, Undiknas University
