BAB IIII

III - 12

BAB IIISISTEM 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

III.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). Lihat Gambar III.1.b

3. Apabila beton telah mencapai kekerasan dan kekuatan 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 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 III.1.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 (sekitar 40% kuat tarik) dan tegangan tekan di bagian tepi bawah tidak melebihi . 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

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

Gambar III.1. Komponen Struktur Pratarik

Setelah proses hilangnya gaya prategang berlangsung (Gambar III.1.e), pada tahap pelayanan beban kerja tersusun suatu kombinasi beban mati, beban hidup dan gaya prategang. SNI-03 memberikan batasan tegangan tarik pada bagian tepi bawah balok tidak boleh melebihi , sedangkan tegangan tekan pada bagian tepi atas tidak melebihi . Nilai tegangan tarik ijin tersebut diambil hanya sedikit di bawah nilai modulus runtuh beton normal, yaitu , karena kemungkinan bahaya retak atau tekuk secara tiba-tiba di daerah tersebut hanya kecil karena umumnya posisi tendon berada di dekat serat bawah.

III.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.

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 III.1.d.

6. Umunya angkur ujung setelah dikunci (dimatikan) perlu ditutupi atau dilindungi dengan lapis pelindung.NoMetoda PratarikMetoda Pasca tarik

1Tendon prategang ditarik sebelum beton pengecoran betonTendon prategang ditarik setelah beton mengeras

2Transfer 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)

3Layout tendon terbatas berbentuk linearLayout tendon dapat dibuat fleksibel (menyesuaikan dengan bentuk bidang momen), umumnya berbentuk parabola

4Jenis tendon yang umum digunakan adalah strand atau kawat tunggal

Dan umumnya dilakukan pada produksi beton pracetak prategang

Memerlukan selongsong (ducting) tendon

5.

III.3. 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.

III.3.1. 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.

III.3.2. Selongsonga. 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.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 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, 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.

III.3.3. 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.

III.4. Tegangan Izin Maksimum Beton dan Tendon

III.4.1. Tegangan izin beton untuk komponen struktur lentur

1. Tegangan beton sesaat sesudah penyaluran gaya prategang (sebelum terjadinya kehilangan tegangan sebagai fungsi waktu) tidak boleh melampui nilai berikut :

a. Tegangan serat terluar

b. Tegangan serat tarik terluar kecuali seperti yang diizinkan dalam (c)

c. Tegangan serat tarik terluar pada ujung-ujung komponen struktur di atas perletakan sederhana

Bila tegangan tarik terhitung melampui nilai tersebut di atas, maka harus dipasang tulangan tambahan (non prategang) dalam daerah tarik untuk memikul gaya tarik total aksial dalam beton, yang dihitung berdasarkan asumsi suatu penampang utuh yang belum retak

2. Tegangan beton pada kondisi layan (sesudah memperhitungkan semua kehilangan prategang yang mungkin terjadi) tidak boleh melampui nilai berikut :

a. Tegangan serat tekan terluar akibat pengaruh prategang, beban mati dan beban hidup tetap

b. Tegangan serat tekan terluar akibat pengaruh prategang, beban mati dan beban hidup total

c. Tegangan serat tarik terluar dalam daerah tarik yang pada awalnya mengalami tekan

d. Tegangan serat tarik terluar dalam daerah tarik yang pada awalnya mengalami tekan dari komponen-komponen struktur (kecuali pada sistem pelat dua arah), dimana analisis yang didasarkan pada penampang retak transformasi dan hubungan momen-lendutan bilinier menunjukkan bahwa lendutan seketika dan lendutan jangka panjang terpenuhi

3. Tegangan izin dalam 1 dan 2 boleh dilampui apabila dapat ditunjukkan dengan pengujian atau analisis bahwa kemampuan strukturnya tidak berkurang dan lebar retak yang terjadi tidak melebihi nilai yang disyaratkan.

III.4.2. Tegangan izin tendon prategang

Tegangan tarik pada tendon prategang tidak boleh melampui nilai berikut :

1. Akibat pengangkuran tendon

Tetapi tidak lebih besar dari nilai terkecil dan nilai maksimum yang direkomendasikan oleh pabrik pembuat tendon prategang atau perangkat angkur

2. Sesaat setelah penyaluran gaya prategang

Tetapi tidak lebih besar dari

3. Tendon pasca tarik, pada daerah angkur dan sambungan, segera setelah penyaluran gaya

III.5. Gambar-gambar

Gambar III.2. Jenis Tendon Prategang

Gambar III.3. Contoh Angkur Hidup untuk Multistrand (VSL)

Gambar III.4. Contoh Angkur Tengah (VSL)

Gambar III.5. Contoh Angkur Mati (VSL)

Gambar III.6. Contoh Angkur Mati (VSL)

Gambar III.7. Contoh Angkur Kopel (VSL)

Gambar III.8. Prosedur Jacking

Gambar III.9. Selongsong (Duct) Tendon

Gambar III.10. Jacking Tendon Prategang

Gambar III.11. Tendon yang telah di jacking

Gambar III.12. Detail Balok Prategang

Gambar III.13. Detail Penulangan

III.6. 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

Beton prategang

Beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja

Gaya Jacking

Gaya sementara yang ditimbulkan oleh alat yang mengakibatkan terjadinya tarik pada tendon dalam beton prategang

Pasca Tarik

Cara pemberian tarikan, dalam sistem prategang dimna tendon ditarik sesudah beton mengeras

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

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.

Pratarik

Pemberian gaya prategang dengan menarik tendon sebelum ditarik

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

Tendon dengan lekatan

Tendon yang direkatkan pada beton baik secara langsung ataupun dengan cara grouting.

Tulangan

Batang baja berbentuk polos atau berbentuk ulir atau berbentuk pipa yang berfungsi untuk menahan gaya tarik pada komponen struktur beton, tidak termasuk tendon prategang kecuali bila secara khusus diikutsertakan

Tulangan polos

Batang baja yang permukaan sisi luarnya rata, tidak bersirip dan tidak berukir

Tulangan ulir

Batang baja yang permukaan sisi luarnya tidak rata, tetapi bersirip atau berukir

Tulangan spiral

Tulangan yang dililitkan secara menerus membentuk suatu ulir lingkar silindris

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.

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMBRia Catur Yulianti ST.MT

BETON PRATEGANG

_1243907390.unknown

_1243908558.unknown

_1243908910.unknown

_1243909064.unknown

_1243909099.unknown

_1243909121.unknown

_1243908983.unknown

_1243908565.unknown

_1243908214.unknown

_1243908309.unknown

_1243907791.unknown

_1243568221.unknown

_1243568363.unknown

_1243907298.unknown

_1243568272.unknown

_1243567752.unknown

_1243567827.unknown

_1243567032.unknown