TUGAS MAKALAH BETON PRATEKAN

TUGAS UJIAN TENGAH SEMESTERUntuk memenuhi tugas matakuliah

Struktur Beton Pratekanyang dibina oleh Drs. Moch. Sulton, S.T, M.T

OlehRafi’Usman 100521402216

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN

Maret 2013

BETON PRATEGANG (PRESTRESSED CONCRETE)

I. KONSEP DASAR

Beton adalah suatu bahan yang mempunyai kekuatan tekan yang tinggi, tetapi

kekuatan tariknya relatif rendah. 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, dan inilah yang disebut dengan Beton Bertulang.

Pada struktur dengan bentang yang panjang, struktur bertulang biasa tidak cukup untuk

menahan tegangan lentur sehingga terjadi retak-retak di daerah yang mempunyai

tegangan lentur, geser atau puntir yang tinggi. Seperti halnya pada beton bertulang,

beton prategang juga merupakan struktur komposit antara dua bahan, yaitu beton dan

baja mutu tinggi. Baja yang dipakai disebut tendon yang dikelompokan dan membentuk

kabel. Seperti sudah diketahui, beton tidak dapat menahan tarik, tetapi dapat menerima

tekanan yang besar. Sedangkan tegangan tarik yang besar selalu terjadi pada strktur

yang besar atau mempunyai bentang besar, atau beban yang berat. Dengan

pertimbangan itulah, maka di daerah yang diperkirakan akan timbul tegangan tarik,

dipasang tendon yang diberi tegangan awal. Yang dimaksudkan dengan tegangan awal

disini adalah tegangan tarik.

II. METODE PENEGANGAN

Untuk memberikan tegangan pada beton prategang terdapat dua prinsip yang

berbeda, yaitu :

1. Pre-tensioned Prestressed Concrete (pratarik), ialah konstruksi dimana

tendon ditegangkan dengan pertolongan alat pembantu sebelum beton mengeras dan

gaya prategang dipertahankan sampai beton cukup keras.

2. Post-tensioned Prestressed Concrete (pasca tarik), adalah konstruksi dimana

setelah betonnya cukup keras, barulah bajanya yang tidak melekat pada beton diberi

tegangan.

2.1. PRE-TENSIONING

Pada cara ini, pertama-tama tendon ditarik dan diangkur pada abutmen tetap.

Beton dicor pada cetakan yang sudah disediakan dengan melingkupi tendon yang sudah

ditarik tersebut. Jika kekuatan beton sudah mencapai yang disyaratkan, maka tendon

dipotong atau angkurnya dilepas. Pada saat baja yang ditarik berusaha untuk

berkontraksi, beton akan tertekan. Pada cara ini tidak digunakan selongsong tendon.

Keuntungan pre-tensioning terhadap metoda prestressing yang lain adalah

sebagai berikut : Daya lekat yang bagus dan kuat terjadi antara baja tegangan dan beton

pada seluruh panjangnya. Supervisi yang memuaskan dapat dikerjakan, sebab biasanya

pre-tensioning dikerjakan di pabrik. Juga curing dari beton lebih mudah ditentukan.

Namun demikian bukanlah berarti bahwa pre-tensioning tidak dapat dilaksanakan di

lapangan. Pada pre-tensioning diperlukan konstruksi pembantu untuk menahan baja

tetap dalam keadaan tegang yang direncanakan selama menunggu beton mengeras.

Konstruksi pembantu itu dapat berupa : a. b. c. Sebuah mal, dimana beton dicor di

dalamnya. Sebuah kerangka yang memuat sebuah mal atau lebih. Titik tetap, yang

misalnya terdiri dari blok beton yang berat, dimana kabel ditegangkan diantaranya.

Kemudian mal tadi ditempatkan berderet. Metode ini disebut sistem bangku panjang

atau ”long-line production”.

2.2. POST-TENSIONING

Pada post-tensioning, beton dicor di sekeliling selongsong (ducts) dan dibiarkan

mengeras sebelum diberi gaya prategangan. Posisi selongsong diatur sesuai dengan

bidang momen dari struktur. Biasanya baja tendon tetap berada di dalam selongsong

selama pengecoran.

Proses Pembuatan Beton Prategang Pasca Tarik

Bila kekuatan beton yang diperlukan telah tercapai, maka tendon ditegangkan

ujung-ujungnya dan dijangkar. Tendon bisa ditarik di satu sisi dan di sisi yang lain

diangkur. Atau tendon ditarik di dua sisi dan diangkur secara bersamaan. Gaya

prategang ditransfer ke beton melalui jangkar pada saat baja ditegangkan. Beton

menjadi tertekan setelah pengangkuran. Pada saat penegangan, kontak antara baja dan

beton harus dikurangi sebanyakbanyaknya. Baja tegangan dapat berupa kawat (wire)

atau strengan (=strand), yaitu kabel yang terdiri dari kawat terpisah atau streng, atau

batang campuran yang ditempatkan dalam pipa, saluran, alur terbuka atau tertanam

dalam beton, atau sama sekali diluar beton. Tendon dalam tiap-tiap duct dapat

ditegangkan satu persatu secara bergantian, atau semua tendon ditegangkan dalam

waktu yang bersamaan. Pada post-tensioning adalah sangat penting untuk memeriksa

baik beban/gaya prategangnya maupun extension dari tendonnya. Pergerakan tendon

dalam duct tidak dapat dilihat, hanya extension dari jarak yang dapat dicatat. Gaya yang

diterapkan serta extension yang diakibatkan harus diikuti sehingga gaya dan extension

yang tidak sebanding atau irregular dapat segera terlihat. Bila tendon macet di satu

tempat dalam duct, maka besarnya extension akan berkurang, itu berarti ada kesalahan.

Tindakan pembetulan harus segera dilakukan. Bila gaya prategang yang diinginkan sudah

tercapai maka tendon dijangkar.

Bila tendon ditegangkan bergantian, maka tendon yang ditegangkan mulamula

tidak boleh mengganggu pergerakan dari tendon yang ditegangkan belakangan.

III. TAHAP PEMBEBANAN

Tidak seperti beton bertulang, beton prategang mengalami beberapa tahap

pembebanan. Pada setiap tahap pembebanan harus dilakukan pengecekan atas kondisi

serat tertekan dan serat tertarik dari setiap penampang. Pada tahap tersebut berlaku

tegangan ijin yang berbeda-beda sesuai kondisi beton dan tendon. Ada dua tahap

pembebanan pada beton prategang, yaitu transfer dan service.

3.1. TRANSFER

Tahap transfer adalah tahap pada saat beton sudah mulai mengering dan dilakukan

penarikan kabel prategang. Pada saat ini biasanya yang bekerja hanya beban mati

struktur, yaitu berat sendiri struktur ditambah beban pekerja dan alat. Pada saat ini

beban hidup belum bekerja sehingga momen yang bekerja adalah minimum; sementara

gaya yang bekerja adalah maksimum karena belum ada kehilangan gaya prategang.

3.2. SERVIS

Kondisi service (servis) adalah kondisi pada saat beton prategang digunakan sebagai

komponen struktur. Kondisi ini dicapai setelah semua kehilangan gaya prategang

dipertimbangkan. Pada saat ini beban luar pada kondisi yang maksimum sedangkan gaya

pratekan mendekati harga minimum.

IV. MATERIAL BETON PRATEGANG

4.1. BETON

Beton adalah campuran dari semen, air dan agregat serta suatu bahan

tambahan. Setelah beberapa jam dicampur, bahan-bahan tersebut akan langsung

mengeras sesuai bentuk pada waktu basahnya. Campuran tipikal untuk beton dengan

perbandingan berat adalah agregat kasar 44%, agregat halus 31%, semen 18%, dan air

7%. Kekuatan beton ditentukan oleh kuat tekan karakteristik pada usia 28 hari (f’c). Kuat

tekan karakteristik adalah tegangan yang melampaui 95% dari pengukuran kuat tekan

uniaksial yang diambil dari tes penekanan standar, yaitu dengan kubus ukuran 150x150

mm, atau siliner dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Pengukuran kekuatan

dengan kubus adalah lebih tinggi daripada dengan silinder. Rasio antara kekuatan

silinder dan kubus adalah 0,8. Beton yang digunakan untuk beton prategang adalah yang

mempunyai kekuatan tekan yang cukup tinggi dengan nilai f’c antara 30 - 45 Mpa. Kuat

tekan yang tinggi diperlukan untuk menahan tegangan tekan pada serat tertekan,

pengangkuran tendon, mencegah terjadinya keretakan, mempunyai modulus elastisitas

yang tinggi dan mengalami rangkak lebih kecil. Kuat tarik beton mempunyai harga yang

jauh lebih rendah dari kuat tekannya. Untuk tujuan desain, SNI 2002 menetapkan kuat

tarik beton sebesar σts = 0,5 √f’c, sedangkan ACI 318 sebesar σts = 0,6 √f’c.

4.2. BAJA

Baja yang dipakai untuk beton prategang dalam praktiknya ada empat macam,

yaitu :

1. Kawat tunggal (wires), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton

prategang dengan sistem pratarik.

2. Untaian kawat (strand), biasanya digunakan untuk baja prategang untuk

beton prategang dengan sistem pratarik.

3. Kawat batangan (bars), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton

prategang dengan sistem pratarik.

4.Tulangan biasa, sering digunakan untuk tulangan non-prategang (tidak ditarik),

seperti tulangan memanjang, sengkang, tulangan untuk pengangkuran dan lain-lain.

Kawat tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yang sesuai dengan

spesifikasi seperti ASTM A 421 di Amerika Serikat. Ukuran dari kawat tunggal bervariasi

dengan diameter antara 3 – 8 mm, dengan tegangan tarik (fp) antara 1500 – 1700 MPa,

dengan modulus elastisitas Ep = 200 x 103 MPa. Untuk tujuan desain, tegangan leleh

dapat diambil sebesar 0,85 dari tegangan tariknya (0,85 fp). Untaian kawat (strand)

banyak digunakan untuk beton prategang dengan sistem pascatarik. Untaian kawat yang

dipakai harus memenuhi syarat seperti yang terdapat pada ASTM A 416. Untaian kawat

yang banyak dipakai adalah untaian tujuh kawat dengan dua kualitas : Grade 250 dan

Grade 270 (seperti di Amerika Serikat). Diameter untaian kawat bervariasi antara 7,9 –

15,2 mm. Tegangan tarik (fp) untaian kawat adalah antara 1750 – 1860 Mpa. Nilai

modulus elastisitasnya, Ep = 195 x 103 Mpa. Untuk tujuan desain, nilai tegangan leleh

dapat diambil 0,85 kali tegangan tariknya (0,85 fp).

Selain baja yang ditarik, beton prategang juga menggunakan baja tulangan

biasa dalam bentuk batangan (bars), kawat atau kawat yang dilas (wire mesh). Tulangan

biasa yang dipakai harus sesuai dengan persyaratan ASTM A 615, A 616, A 617, A 706.

Diameter yang tersedia di pasaran adalah antara 6 – 32 mm dengan tegangan tarik

antara 320 MPa dan 400 MPa dengan modulus elastisitas Es = 200 x 103 MPa. Untuk

perhitungan desain, tegangan leleh fy digunakan sebagai kekuatan material.

Baja jenis kawat tunggal, untaian kawat dan kawat batangan adalah baja dengan

kuat tarik yang tinggi dengan daktilitas yang mencukupi. Pengelasan terhadap semua

tipe baja di atas tidak diperkenankan karena bahan baja itu sangat peka terjadap suhu

tinggi. Di samping itu baja-baja tersebut juga peka terhadap zatzat yang korosif.

4.3. TULANGAN NON PRATEGANG

Tulangan non prategang secara praktis tetap diperlukan untuk suatu penampang

beton pratekan. Jika tendon berfungsi untuk menahan bagian utama beban, mengurangi

defleksi, maka tulangan non prategang berfungsi untuk menahan terjadinya retak,

menambah kekuatan ultimate serta menambah kekuatan terhadap beban yang tidak

diharapkan.

Desain tulangan non prategang hampir tidak mungkin dilakukan dengan

menggunakan pendekatan teoritis, seperti teori elastisitas. Pada saat terjadi tegangan

elastis pada penampang, tegangan tarik sangat kecil sehingga tulangan nonprategang

tidak efektif menahan beban. Hampir seluruh beban diterima langsung oleh tendon.

Tata cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 2002) memberikan

petunjuk tentang rasio tulangan non prategang terhadap tulangan prategang pada pasal

20.8 dan tulangan lekatan minimum untuk struktur tanpa lekatan (non-bonded

structure) pada pasal 20.9. Untuk tulangan non prategang, perencanaannya lebih

banyak ditetukan oleh kondisi lokasi serta fungsinya.

V. Perbedaan utama beton bertulang dengan beton pratekan

Beton bertulang mengkombinasikan beton dan tulangan baja dengan cara

menyatukan dan membiarkan keduanya bekerja bersama ± sama sesuai dengan

keinginannya , sedangkan beton pratekan mengkombinasikan beton berkekuatan tinggi

dan baja mutu tinggi dengan cara ³ aktif ³ . Hal ini dicapai dengan cara menarik baja

tersebut dan menahannya ke beton ,jadi membuat beton dalam keadaan tertekan .

Kombinasi aktif ini menghasilkan perilaku yang lebih baik dari kedua bahan tersebut .

Jadi beton pratekan merupakan kombinasi yang ideal dari dua buah bahan modern yang

berkekuatan tinggi .

DAFTAR PUSTAKA

Hadipratomo, Winarni. Struktur Beton Prategang. Bandung : N OVA

Budiadi, Andri. Desain Praktis Beton Prategang. 2008. Yogyakarta : A N D I