4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Konsep-konsep dasar
Dalam mendesain Pelat beton prategang ataupun pelat beton bertulang biasa, maka hal yang sangat perlu diperhatikan diawal perencanaan adalah memahami
konsep-konsep dasar dari karakteristik beton, perilakukanya,dsb. Sehingga kita dapat melakukan kontrol terhadap perencanaan yang akan kita buat.
Beton prategang pada dasarnya adalah beton di mana tegangan-tegangan internal dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa sehingga
tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh beban-beban luar dilawan sampai suatu tingkat yang diinginkan. Pada batang beton bertulang, prategang pada umumnya
diberikan dengan menarik baja tulangannya. Kekuatan tarik beton polos hanyalah merupakan suatu fraksi saja dari kekuatan tekannya dan masalah kurang
sempurnanya kekuatan tarik ini ternyata menjadi faktor pendorong dalam pengembangan material komposit yang dikenal sebagai “beton bertulang”.
Timbulnya retak-retak awal pada beton bertulang yang disebabkan oleh ketidakcocokan non compatibility dalam regangan-regangan baja dan beton
barangkali merupakan titik awal dikembangkannya suatu material baru seperti “beton prategang”. Penerapan tegangan tekan permanen pada suatu material seperti beton,
yang kuat menahan tekanan tetapi lemah dalam menahan tarikan, akan meningkatkan kekuatan tarik yang nyata dari material tersebut, sebab penerapan tegangan tarik
yang berikutnya pertama-tama harus meniadakan prategang tekanan. Dalam tahun 1904, Freyssinet mencoba memasukkan gaya- gaya yang bekerja secara permanen
Universitas Sumatera Utara
5
pada beton untuk melawan gaya-gaya elastic yang ditimbulkan oleh beban dan gagasan ini kemudian telah dikembangkan dengan sebutan “prategang”.
2.1.1 Material Untuk Beton Prategang 2.1.1.1 Beton
Beton, khususnya beton mutu tinggi , adalah komponen utama dari semua elemen beton prategang. Dengan demikian, kekuatan dan daya tahan jangka panjang
beton prategang harus diperoleh dengan menggunakan jaminan kualitas dan kontrol kualitas yang memadai pada tahap produksinya. Kekuatan tekan kubus 28 hari
minimum yang ditentukan di dalam peraturan I.S. adalah 40 Nmm2 untuk batang pratarik dan 30 Nmm2 untuk batang pascatarik. Perbandingan standar kekuatan
silinder terhadap kekuatan kubus dianggap sebesar 0,8 bila tidak tersedia data percobaan yang relevan. Kadar semen minimum sebesar 300 sampai 360 kgm 3
telah ditetapkan terutama untuk memenuhi persyaratan daya tahan. Untuk mengamankan terhadap susut yang berlebihan, peraturan B.S. menetapkan bahwa
kadar semen dalam campuran sebaiknya tidak melebihi 530 kgm3. Tegangan beton sesaat sesudah penyaluran gaya prategang sebelum terjadinya kehilangan tegangan
sebagai fungsi waktu tidak boleh melampaui nilai sebagai berikut : 1. Tegangan serat tekan terluar 0,6 f’ci
2. Tegangan serat tarik terluar
1 f ci
4
3. Tegangan serat tarik terluar pada ujung-ujung komponen struktur di atas perletakan sederhana
1 f ci
2
Bila tegangan tarik terhitung melampaui nilai tersebut diatas, maka harus dipasang tulangan tambahan non-prategang atau prategang dalam daerah tarik
Universitas Sumatera Utara
6
untuk memikul gaya tarik total dalam beton, yang dihitung berdasarkan asumsi suatu penampang utuh yang belum retak. Tegangan beton pada kondisi beban layan
sesudah memperhitungkan semua kehilangan prategang yang mungkin terjadi tidak boleh melampaui nilai berikut:
1. Tegangan serat tekan terluar akibat pengaruh prategang, beban mati dan beban hidup tetap 0,45f’c
2. Tegangan serat tekan terluar akibat pengaruh prategang, beban mati dan beban hidup total 0,65f’c
3. Tegangan serat tarik terluar dalam daerah tarik yang ada pada awalnya mengalami tekan
1 f ci
2
Dimana : F’c = Mutu beton Untuk beton bertulang biasa nilai F’c mutu beton 30 Mpa, sedang untuk beton
prategang F’c mutu beton yang digunakan 30 Mpa 2.1.1.2 Baja Prategang
Baja prategang dapat berbentuk kawat-kawat tunggal, strands yang terdiri atas beberapa kawat yang dipuntir membentuk elemen tunggal dan batang-batang
bermutu tinggi. Tiga jenis yang umum digunakan adalah: 1.
Kawat-kawat relaksasi rendah atau stress-relieved tak berlapisan. 2.
Strands relaksasi rendah atau stress-relieved strands tak berlapisan. 3.
Batang-batang baja mutu tinggi tak berlapisan. Kawat-kawat stress-relieved adalah kawat-kawat tunggal yang ditarik- dingin
yang sesuai dengan standar ASTM A 421; stress-relieved strands mengikuti standar ASTM A 416. Strands terbuat dari tujuh kawat dengan memutir enam diantaranya
pada pitch sebesar 12 sampai 16 kali diameter di sekeliling kawat lurus yang sedikit
≤ ≥
Universitas Sumatera Utara
7
lebih besar. Pelepasan tegangan dilakukan sesudah kawat-kawat dijalin menjadi strand. Besaran geometris kawat dan strand sebagaimana disyaratkan dalam ASTM
masing-masing tercantum di dalam Tabel 2.1 dan 2.2. Tabel 2.1 Kawat-kawat untuk Beton Prategang Nawy,2001
Diameter Nominal
Kuat tarik minimum Psi
Tegangan minimum pada ekstensi 1 Psi
Tipe BA Tipe WA
Tipe BA Tipe WA
0,192 250.000
212.500 0,196
240.000 250.000
204.000 212.500
0,250 240.000
240.000 204.000
204.000 0,276
235.000 235.000
199.750 199.750
Tabel 2.2 Strand Standar Tujuh Kawat untuk Beton Prategang Nawy,2001
100.000 psi = 689,5 MPa 0,1 in = 2,54 mm, 1 in.2 = 645 mm2
Berat: kalikan dengan 1,49 untuk mendapatkan berat dalam kg per 1000 m. 1000 lb = 4448
Diameter nominal strand
in Kuat patah
strand min.lb Luas baja
nominal strand in²
Berat nominal strand lb1000
ft Beban
minimum ekstensi 1 lb
Mutu 250
140,250 9.000
0,036 122
7.650 5160,313
14.500 0,058
197 12.300
380,375 20.000
0,080 272
17.000 7160,438
27.000 0,108
367 23.000
½0,500 36.000
0,144 490
30.600 350,600
54.000 0,216
737 45.900
Mutu 270
380,375 23.000
0,085 290
19.550 7160,438
31.000 0,115
390 26.350
½0,500 41.000
0,153 520
35.100 350,600
58.600 0,217
740 49.800
Universitas Sumatera Utara
8
Untuk memaksimumkan luas baja strand 7 kawat untuk suatu diameter nominal, kawat standar dapat dibentuk menjadi strand yang dipadatkan seperti
terlihat dalam Gambar 2.1b; ini berbeda dengan strand 7 kawat standar yang terlihat pada gambar 2.1a.
Gambar 2.1 Jenis strand
2.2 Sistem Prategang
Kategori