Analisa Perbandingan Kebutuhan Tulangan dan Kabel Balok Prategang Pada Jembatan Menggunakan Balok PCI dan Box
ANALISA PERBANDINGAN KEBUTUHAN TULANGAN DAN KABEL
BALOK PRATEGANG PADA JEMBATAN MENGGUNAKAN BALOK
PCI DAN BOX
(Study Literatur)
Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian
Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
BINTUA M SIMALANGO
13 0424 010
SUB JURUSAN STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Seperti dilansir dalam berita online di website www.tribunnews.com
tertanggal 14 ζovember β014 dengan judul “Insinyur Harus Bisa εanfaatkan
MEA untuk bangun Infrastruktur”. Dalam berita tersebut dijelaskan ada 59 topik
yang dibahas dalam konferensi antara perhimpunan Organisasi Insinyur seASEAN ke 32. Namun dari 59 topik yang dibahas ada 3 hal pokok yang didapat
dari pemaparan para insinyur se ASEAN tersebut. Ketiga hal tersebut yaitu solusi
untuk ketersediaan energi, transportasi dan Infrastruktur yang terintegrasi.
Sejalan dengan hal tersebut diatas, pihak Insinyur Sipil sangat diharapkan
maampu memenuhi kebutuhan Infrastruktur yang terintegrasi di kawasan Asia
Tenggara. Untuk itu perlu kematangan ataupun keahlian seorang Insinyur dalam
merencanakan infrastruktur yang akan dibangun. Salah satu perencanaan
infrastruktur yang sudah kita kenal yaitu pembangunan suatu jembatan.
Adapun topik bahasan dalam tugas akhir ini adalah untuk mengetahui
perbandigan jumlah tulangan dan kabel pada balok PCI dan Balok Box,
disamping itu juga penulis ingin mengetahui berapa dimensi yang digunakan
untuk kedua jenis balok tersebut serta dibandingkan terhadap ke ekonomisan
balok di tinjau dari pekerjaan pembesiaan nya yaitu pekerjaan penulangan dan
kabel prategang nya.
Teknik pengumpulan dan pengolahan data dibuat dengan mengasumsikan
panjang bentang jembatan dan pengumpulan literature-literatur yang mendukung,
dari situ diolah hingga mendapatkan desain yang diperlukan. Dari pengolahan
data tersebut, ternyata balok Box memberikan nilai ke ekonomisan yang
diharapkan. Perbandingan harga yang dihitung sebesar 2 PCI : 1 Box. Namun
perbandingan itu hanya dibandingkan terhadap pekerjaan pembesiaan saja.
Disarankan agar perhitungan pekerjaan lain yang mendukung
pembangunan jembatan tersebut dihitung lagi agar didapat estimasi biaya yang
real, atau detail dari pembangunan jembatan tersebut.
Kata kunci: Beton prategang, PCI girder, Box Girder, losses, strand
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
As reported in the online news website www.tribunnews.com dated
November 14, 2014, with the title "Engineer Must Could Make the MEA to wake
Infrastructure". In the news explained there are 59 topics covered in the
conference between union organizations as ASEAN Engineers to 32. But from 59
topics that discussed there are 3 main things that come from exposure to the
engineers of the ASEAN . The third thing that is the solution for energy supply,
transportation and integrated infrastructure.
In line with the above, the Civil Engineer is expected can meet the needs of
an integrated infrastructure in Southeast Asia. For that we need the maturity or
skills an engineer in the planning of infrastructure to be built. One of the
infrastructure planning that we already know, namely the construction of a
bridge. As for the topic of discussion in this thesis is to find out comparative
amount of reinforcement and cables on the beam PCI and Beams Box, as it also
writer wanted to know how many dimensions are used for both types of beams and
compared against to the overall economy beams in the review of the inforcement’s
work, it is reinforcement work and its prestressed cables.
Data collection and processing techniques created by assuming long-span
bridges and the collection of literature-literature that supports, from which
processed to obtain the necessary design. Processing of the data, it turns Box
beams give the expected value to the overall economy. Comparative price
calculated at 2 PCI: 1 Box. But the comparison can only be compared to the
inforcement’s work only. It is recommended that the calculation of other work
that supports the construction of the bridge is calculated again in order to obtain
estimates of the cost of real, or details of the construction of the bridge.
Keywords: prestressed concrete, Box Girder, losses, PCI girder, strand
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..........................................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .............................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... viii
DAFTAR NOTASI ............................................................................................
x
KATA PENGANTAR ........................................................................................ xiii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .............................................................................
1
I.1 Latar Belakang ............................................................................
1
I.2 Perumusan Masalah ....................................................................
3
I.3 Tujuan .........................................................................................
3
I.4 Manfaat .......................................................................................
4
I.5 Pembatasan Masalah ..................................................................
4
I.6 Sistematika Penulisan ..................................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................
7
II.1 Umum .........................................................................................
7
II.2 Material Beton Prategang ...........................................................
9
II.3 Keuntungan Beton Prategang ..................................................... 16
II.4 Kekurangan Beton Prategang ..................................................... 17
II.5 Jenis – Jenis Balok Prategang ..................................................... 17
II.6 Metode Pratekan ......................................................................... 18
II.6.1 Metode Pratarik .............................................................. 18
II.6.2 Metode Pascatarik ........................................................... 19
iv
Universitas Sumatera Utara
II.7 Tahap Pembebanan ..................................................................... 20
II.7.1 Transfer ............................................................................. 20
II.7.2 Servis / Final ..................................................................... 20
II.7.3 Kombinasi Pembebanan ................................................... 21
II.8 Saluran ........................................................................................ 25
II.9 Penampang PCI .......................................................................... 27
II.10 Eksentrisitas e dan Gaya Prategang .......................................... 28
II.11 Daerah Aman Kabel .................................................................. 31
II.12 Penulangan Lentur Balok Prategang ......................................... 34
II.13 Desain Awal untuk Lentur ........................................................ 34
II.14 Perencanaan Penampang Bertulangan Ganda ........................... 35
II.15 Geser Pada Beton Prategang ..................................................... 36
II.15.1 Kuat Geser ...................................................................... 37
II.15.2 Kuat Geser Web ............................................................... 38
II.15.3 Kuat Geser Lentur ........................................................... 39
II.16 Pendimensian Penampang ........................................................ 40
II.16.1 Balok ............................................................................... 40
II.17 Kehilangan Gaya Prategang ...................................................... 42
II.17.1 Perpendekan Elastis Beton ............................................. 43
II.17.2 Akibat Geseran Sepanjang Tendon ................................. 43
II.17.3 Akibat Slip di Pengangkuran .......................................... 44
II.17.4 Akibat Creep (Rangkak) ................................................. 45
II.17.5 Akibat Penyusutan Beton ............................................... 46
II.17.6 Akibat Relaksasi Baja Prategang .................................... 46
v
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 48
III.1 Metode Yang Digunakan ........................................................... 48
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................... 51
IV.1 Data Umum Perencanaan ........................................................... 51
IV.2 Data- Data Balok Memanjang .................................................... 52
IV.2.1 Balok PCI ....................................................................... 52
IV.2.1.1 Penaksiran Tinggi Balok .............................................. 53
IV.2.1.2 Pembebanan ................................................................. 57
IV.2.1.3 Analisis Perhitungan Tulangan dan Kabel ................... 75
IV.2.2 Balok BOX ................................................................... 110
IV.2.2.1 Perhitungan Concrete Prestressed Box ....................... 110
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 160
V.1 Kesimpulan ................................................................................. 160
V.2 Saran ........................................................................................... 161
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ xiv
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Tipikal Baja Prategang ………………………………………….
13
Tabel 2.2.
Luas Penampang Tulangan Biasa ………………………………
14
Tabel 2.3.
Sifat Mekanis Baja Struktural (SNI 03 – 1729 – 2002) ……....... 14
Tabel 2.4.
Detail geometris penampang PCI standar AASHTO ………….. 27
Tabel 2.5.
Batasan Defleksi ………………………………………………... 34
Tabel 2.6.
Koefisien friksi tendon pasca tarik …………………………....... 44
Tabel 2.7.
Koefisien Susut Ksh ……………………………………………. 46
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1.
Balok PCI ……………………………………………………... 2
Gambar 1.2.
Balok Box ……………………………………………………..
2
Gambar 1.3.
Tipe Balok Box ……………………………………………....
3
Gambar 2.1.
Tipikal Diagaram Tegangan Regangan Beton ………………
10
Gambar 2.2.
Diagram Tegangan Regangan Kawat Tunggal ………………. 11
Gambar 2.3.
Diagram Tegangan Regangan Untaian Kawat ……………….. 12
Gambar 2.4.
Diagram Tegangan Regangan Baja Batangan ……………….
Gambar 2.5.
Diagram Tegangan Regangan Tulangan Biasa ……………….. 1γ
Gambar 2.6.
Tulangan Non-Prategang Penahan Tarik di Tengah Bentang… 15
Gambar 2.7.
Tulangan Non-Prategang Penahan Tarik di Tepi Bentang…..
15
Gambar 2.8.
Tulangan Non-Prategang Penahan Tekan ………………….
15
Gambar 2.9.
Tulangan Non-Prategang Penahan Lentur …………………
16
Gambar 2.10.
Tulangan Non-Prategang Penahan Retak …………………
16
Gambar 2.11.
Tendon ditarik dan diangkur ………………………………
18
Gambar 2.12.
Beton dicor dan dibiarkan …………………………………
18
Gambar 2.13.
Tendon dilepas, gaya tekan ditransfer ke Beton ………….
19
Gambar 2.14.
Beton Dicor ………………………………………………..
19
Gambar 2.15.
Tendon ditarik dan gaya tekan ……………………………
19
Gambar 2.16.
Tendon diangkur dan di grouting …………………………
20
Gambar 2.17.
Muatan T …………………………………………………..
24
Gambar 2.18.
Muatan D …………………………………………………..
25
Gambar 2.19.
Potongan Aktual Penampang balok I …………………….
27
12
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20.
Daerah aman kabel (daerah kern) balok I …………………
γ0
Gambar 2.21.
Daerah pusat kern untuk penampang persegi panjang (boks).. 31
Gambar 2.22.
Daerah aman kabel ………………………………………….. γγ
Gambar 2.23.
Kegagalan akibat geser ……………………………………..
Gambar 3.1.
Diagram alir Metodologi ……………………………………. 50
Gambar 4.1.
Potongan Melintang Jembatan ………………………………. 53
Gambar 4.2.
Penamaan Balok dan Penyebaran Beban ……………………. 53
Gambar 4.3.
Penampang Standar AASTHO Type 6 ……………………… 54
Gambar 4.4.
Penampang Komposit Balok Pelat ………………………… 56
Gambar 4.5.
Penamaan Balok dan Penyebaran Beban ……………………. 69
36
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
A
Luas Penampang
As’
Luas Tulangan Tekan
As
Luas Tulangan Tarik
Bw
Lebar Balok
H
Tinggi Balok
d’
Tinggi Efektif Balok
Es
Modulus Elastisitas Baja
Ec
Modulus Elastisitas Beton
Fc
Kuat tekan Beton
Fy
Tegangan Leleh Baja
L
Panjang Balok
Mcr
Momen retak
Mu
Momen Ultimate
Mn
Momen nominal
P
Beban terpusat
ϕ
Faktor reduksi kekuatan
Koefisien friksi
ci
Tegangan tekan kondisi awal penegangan
cs
Tegangan tekan kondisi layan
g
Tegangan normal kabel kondisi layan
gi
Tegangan normal kabel kondisi awal penegangan
ti
Tegangan tarik kondisi awal penegangan
x
Universitas Sumatera Utara
ts
Tegangan tarik kondisi layan
Regangan
Lendutan
eoa
Batas atas aman kabel
eob
Batas bawah aman kabel
fy
Tegangan leleh baja
f’c
Kuat tekan beton kondisi layan
f’ci
Kuat tekan beton kondisi awal penegangan kabel
Ic
Inersia komposit
Io
Inersia penampang
Ix
Inersia arah x
K
Koefisien wobble
Ka =
Jarak dari pusat berat ke batas atas kern
Kb =
Jarak dari pusat berat ke batas bawah kern
K’a
Limit kern atas
K’b
Limit kern bawah
Ksh
Konstanta penyusutan
Ld
Panjang penyaluran tulangan
Mu
Momen ultimit
P
Gaya prategang kondisi layan
Pi
Gaya prategang kondisi awal penegangan kabel
r
Jari-jari girasi
Rh
Kelembaban relatif
S
Jarak rata-rata antara balok memanjang
Vu
Gaya lintang ultimit
xi
Universitas Sumatera Utara
Wa
Momen tahanan sisi atas penampang
Wb
Momen tahanan sisi bawah penampang
ya
Jarak dari pusat berat balok ke atas balok
yb
Jarak dari pusat berat balok ke bawah balok
ya’
Jarak dari pusat berat komposit ke atas komposit
yb’
Jarak dari pusat berat komposit ke bawah balok
ya”
Jarak dari pusat berat komposit ke atas balok
xii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dimana
atas berkat dan rahmat Nya lah maka laporan Tugas Akhir ini dapat selesai
dengan baik. Adapun judul tugas akhir ini yaitu :
“Analisa Perbandingan Kebutuhan Tulangan dan Kabel Balok Prategang
Pada Jembatan εenggunakan Balok PCI dan Box”.
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat dalam menempuh
ujian sarjana pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera
Utara.
Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak baik bantuan berupa dukungan moril, material,
spiritual, maupun administrasi.
Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih
dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Ir. Torang Sitorus, MT, sebagai dosen pembimbing;
2.
Bapak Prof,DR,Ing,Johanes Tarigan, M Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara;
3.
Kepada seluruh Dosen Pembanding yaitu : Bapak Ir.Besman Surbakti,
MT, Ibu Rahmi Karolina, ST, MT. ;
4.
Seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara;
5.
Orang tua dan Abang-kakakku tercinta dengan segala kasih sayang dan
dukungannya sehingga terselesaikannya Tugas Akhir ini;
6.
Sahabat-sahabat seperjuangan Yogi, Hary, Edo, Salim, dan Kak Chrisna.
xiii
Universitas Sumatera Utara
Laporan ini diharapkan dapat membantu para Insinyur didalam
perencanaan suatu jembatan prategang dan dapat juga digunakan sebagai
pedoman untuk pengembangan penelitian di masa depan yang lebih baik.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir
ini masih jauh dari
sempurna baik isi maupun tata tulisannya. Untuk itu penulis mengharapkan kritik
dan saran demi kesempurnaan tugas akhir ini.
Akhir kata saya ucapkan Terimakasih. Semoga laporan ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Medan,
Oktober 2015
Penulis
Bintua M Simalango
130424010
xiv
Universitas Sumatera Utara
BALOK PRATEGANG PADA JEMBATAN MENGGUNAKAN BALOK
PCI DAN BOX
(Study Literatur)
Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian
Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
BINTUA M SIMALANGO
13 0424 010
SUB JURUSAN STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Seperti dilansir dalam berita online di website www.tribunnews.com
tertanggal 14 ζovember β014 dengan judul “Insinyur Harus Bisa εanfaatkan
MEA untuk bangun Infrastruktur”. Dalam berita tersebut dijelaskan ada 59 topik
yang dibahas dalam konferensi antara perhimpunan Organisasi Insinyur seASEAN ke 32. Namun dari 59 topik yang dibahas ada 3 hal pokok yang didapat
dari pemaparan para insinyur se ASEAN tersebut. Ketiga hal tersebut yaitu solusi
untuk ketersediaan energi, transportasi dan Infrastruktur yang terintegrasi.
Sejalan dengan hal tersebut diatas, pihak Insinyur Sipil sangat diharapkan
maampu memenuhi kebutuhan Infrastruktur yang terintegrasi di kawasan Asia
Tenggara. Untuk itu perlu kematangan ataupun keahlian seorang Insinyur dalam
merencanakan infrastruktur yang akan dibangun. Salah satu perencanaan
infrastruktur yang sudah kita kenal yaitu pembangunan suatu jembatan.
Adapun topik bahasan dalam tugas akhir ini adalah untuk mengetahui
perbandigan jumlah tulangan dan kabel pada balok PCI dan Balok Box,
disamping itu juga penulis ingin mengetahui berapa dimensi yang digunakan
untuk kedua jenis balok tersebut serta dibandingkan terhadap ke ekonomisan
balok di tinjau dari pekerjaan pembesiaan nya yaitu pekerjaan penulangan dan
kabel prategang nya.
Teknik pengumpulan dan pengolahan data dibuat dengan mengasumsikan
panjang bentang jembatan dan pengumpulan literature-literatur yang mendukung,
dari situ diolah hingga mendapatkan desain yang diperlukan. Dari pengolahan
data tersebut, ternyata balok Box memberikan nilai ke ekonomisan yang
diharapkan. Perbandingan harga yang dihitung sebesar 2 PCI : 1 Box. Namun
perbandingan itu hanya dibandingkan terhadap pekerjaan pembesiaan saja.
Disarankan agar perhitungan pekerjaan lain yang mendukung
pembangunan jembatan tersebut dihitung lagi agar didapat estimasi biaya yang
real, atau detail dari pembangunan jembatan tersebut.
Kata kunci: Beton prategang, PCI girder, Box Girder, losses, strand
ii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
As reported in the online news website www.tribunnews.com dated
November 14, 2014, with the title "Engineer Must Could Make the MEA to wake
Infrastructure". In the news explained there are 59 topics covered in the
conference between union organizations as ASEAN Engineers to 32. But from 59
topics that discussed there are 3 main things that come from exposure to the
engineers of the ASEAN . The third thing that is the solution for energy supply,
transportation and integrated infrastructure.
In line with the above, the Civil Engineer is expected can meet the needs of
an integrated infrastructure in Southeast Asia. For that we need the maturity or
skills an engineer in the planning of infrastructure to be built. One of the
infrastructure planning that we already know, namely the construction of a
bridge. As for the topic of discussion in this thesis is to find out comparative
amount of reinforcement and cables on the beam PCI and Beams Box, as it also
writer wanted to know how many dimensions are used for both types of beams and
compared against to the overall economy beams in the review of the inforcement’s
work, it is reinforcement work and its prestressed cables.
Data collection and processing techniques created by assuming long-span
bridges and the collection of literature-literature that supports, from which
processed to obtain the necessary design. Processing of the data, it turns Box
beams give the expected value to the overall economy. Comparative price
calculated at 2 PCI: 1 Box. But the comparison can only be compared to the
inforcement’s work only. It is recommended that the calculation of other work
that supports the construction of the bridge is calculated again in order to obtain
estimates of the cost of real, or details of the construction of the bridge.
Keywords: prestressed concrete, Box Girder, losses, PCI girder, strand
iii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..........................................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .............................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... viii
DAFTAR NOTASI ............................................................................................
x
KATA PENGANTAR ........................................................................................ xiii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .............................................................................
1
I.1 Latar Belakang ............................................................................
1
I.2 Perumusan Masalah ....................................................................
3
I.3 Tujuan .........................................................................................
3
I.4 Manfaat .......................................................................................
4
I.5 Pembatasan Masalah ..................................................................
4
I.6 Sistematika Penulisan ..................................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................
7
II.1 Umum .........................................................................................
7
II.2 Material Beton Prategang ...........................................................
9
II.3 Keuntungan Beton Prategang ..................................................... 16
II.4 Kekurangan Beton Prategang ..................................................... 17
II.5 Jenis – Jenis Balok Prategang ..................................................... 17
II.6 Metode Pratekan ......................................................................... 18
II.6.1 Metode Pratarik .............................................................. 18
II.6.2 Metode Pascatarik ........................................................... 19
iv
Universitas Sumatera Utara
II.7 Tahap Pembebanan ..................................................................... 20
II.7.1 Transfer ............................................................................. 20
II.7.2 Servis / Final ..................................................................... 20
II.7.3 Kombinasi Pembebanan ................................................... 21
II.8 Saluran ........................................................................................ 25
II.9 Penampang PCI .......................................................................... 27
II.10 Eksentrisitas e dan Gaya Prategang .......................................... 28
II.11 Daerah Aman Kabel .................................................................. 31
II.12 Penulangan Lentur Balok Prategang ......................................... 34
II.13 Desain Awal untuk Lentur ........................................................ 34
II.14 Perencanaan Penampang Bertulangan Ganda ........................... 35
II.15 Geser Pada Beton Prategang ..................................................... 36
II.15.1 Kuat Geser ...................................................................... 37
II.15.2 Kuat Geser Web ............................................................... 38
II.15.3 Kuat Geser Lentur ........................................................... 39
II.16 Pendimensian Penampang ........................................................ 40
II.16.1 Balok ............................................................................... 40
II.17 Kehilangan Gaya Prategang ...................................................... 42
II.17.1 Perpendekan Elastis Beton ............................................. 43
II.17.2 Akibat Geseran Sepanjang Tendon ................................. 43
II.17.3 Akibat Slip di Pengangkuran .......................................... 44
II.17.4 Akibat Creep (Rangkak) ................................................. 45
II.17.5 Akibat Penyusutan Beton ............................................... 46
II.17.6 Akibat Relaksasi Baja Prategang .................................... 46
v
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 48
III.1 Metode Yang Digunakan ........................................................... 48
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................... 51
IV.1 Data Umum Perencanaan ........................................................... 51
IV.2 Data- Data Balok Memanjang .................................................... 52
IV.2.1 Balok PCI ....................................................................... 52
IV.2.1.1 Penaksiran Tinggi Balok .............................................. 53
IV.2.1.2 Pembebanan ................................................................. 57
IV.2.1.3 Analisis Perhitungan Tulangan dan Kabel ................... 75
IV.2.2 Balok BOX ................................................................... 110
IV.2.2.1 Perhitungan Concrete Prestressed Box ....................... 110
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 160
V.1 Kesimpulan ................................................................................. 160
V.2 Saran ........................................................................................... 161
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ xiv
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Tipikal Baja Prategang ………………………………………….
13
Tabel 2.2.
Luas Penampang Tulangan Biasa ………………………………
14
Tabel 2.3.
Sifat Mekanis Baja Struktural (SNI 03 – 1729 – 2002) ……....... 14
Tabel 2.4.
Detail geometris penampang PCI standar AASHTO ………….. 27
Tabel 2.5.
Batasan Defleksi ………………………………………………... 34
Tabel 2.6.
Koefisien friksi tendon pasca tarik …………………………....... 44
Tabel 2.7.
Koefisien Susut Ksh ……………………………………………. 46
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1.
Balok PCI ……………………………………………………... 2
Gambar 1.2.
Balok Box ……………………………………………………..
2
Gambar 1.3.
Tipe Balok Box ……………………………………………....
3
Gambar 2.1.
Tipikal Diagaram Tegangan Regangan Beton ………………
10
Gambar 2.2.
Diagram Tegangan Regangan Kawat Tunggal ………………. 11
Gambar 2.3.
Diagram Tegangan Regangan Untaian Kawat ……………….. 12
Gambar 2.4.
Diagram Tegangan Regangan Baja Batangan ……………….
Gambar 2.5.
Diagram Tegangan Regangan Tulangan Biasa ……………….. 1γ
Gambar 2.6.
Tulangan Non-Prategang Penahan Tarik di Tengah Bentang… 15
Gambar 2.7.
Tulangan Non-Prategang Penahan Tarik di Tepi Bentang…..
15
Gambar 2.8.
Tulangan Non-Prategang Penahan Tekan ………………….
15
Gambar 2.9.
Tulangan Non-Prategang Penahan Lentur …………………
16
Gambar 2.10.
Tulangan Non-Prategang Penahan Retak …………………
16
Gambar 2.11.
Tendon ditarik dan diangkur ………………………………
18
Gambar 2.12.
Beton dicor dan dibiarkan …………………………………
18
Gambar 2.13.
Tendon dilepas, gaya tekan ditransfer ke Beton ………….
19
Gambar 2.14.
Beton Dicor ………………………………………………..
19
Gambar 2.15.
Tendon ditarik dan gaya tekan ……………………………
19
Gambar 2.16.
Tendon diangkur dan di grouting …………………………
20
Gambar 2.17.
Muatan T …………………………………………………..
24
Gambar 2.18.
Muatan D …………………………………………………..
25
Gambar 2.19.
Potongan Aktual Penampang balok I …………………….
27
12
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.20.
Daerah aman kabel (daerah kern) balok I …………………
γ0
Gambar 2.21.
Daerah pusat kern untuk penampang persegi panjang (boks).. 31
Gambar 2.22.
Daerah aman kabel ………………………………………….. γγ
Gambar 2.23.
Kegagalan akibat geser ……………………………………..
Gambar 3.1.
Diagram alir Metodologi ……………………………………. 50
Gambar 4.1.
Potongan Melintang Jembatan ………………………………. 53
Gambar 4.2.
Penamaan Balok dan Penyebaran Beban ……………………. 53
Gambar 4.3.
Penampang Standar AASTHO Type 6 ……………………… 54
Gambar 4.4.
Penampang Komposit Balok Pelat ………………………… 56
Gambar 4.5.
Penamaan Balok dan Penyebaran Beban ……………………. 69
36
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
A
Luas Penampang
As’
Luas Tulangan Tekan
As
Luas Tulangan Tarik
Bw
Lebar Balok
H
Tinggi Balok
d’
Tinggi Efektif Balok
Es
Modulus Elastisitas Baja
Ec
Modulus Elastisitas Beton
Fc
Kuat tekan Beton
Fy
Tegangan Leleh Baja
L
Panjang Balok
Mcr
Momen retak
Mu
Momen Ultimate
Mn
Momen nominal
P
Beban terpusat
ϕ
Faktor reduksi kekuatan
Koefisien friksi
ci
Tegangan tekan kondisi awal penegangan
cs
Tegangan tekan kondisi layan
g
Tegangan normal kabel kondisi layan
gi
Tegangan normal kabel kondisi awal penegangan
ti
Tegangan tarik kondisi awal penegangan
x
Universitas Sumatera Utara
ts
Tegangan tarik kondisi layan
Regangan
Lendutan
eoa
Batas atas aman kabel
eob
Batas bawah aman kabel
fy
Tegangan leleh baja
f’c
Kuat tekan beton kondisi layan
f’ci
Kuat tekan beton kondisi awal penegangan kabel
Ic
Inersia komposit
Io
Inersia penampang
Ix
Inersia arah x
K
Koefisien wobble
Ka =
Jarak dari pusat berat ke batas atas kern
Kb =
Jarak dari pusat berat ke batas bawah kern
K’a
Limit kern atas
K’b
Limit kern bawah
Ksh
Konstanta penyusutan
Ld
Panjang penyaluran tulangan
Mu
Momen ultimit
P
Gaya prategang kondisi layan
Pi
Gaya prategang kondisi awal penegangan kabel
r
Jari-jari girasi
Rh
Kelembaban relatif
S
Jarak rata-rata antara balok memanjang
Vu
Gaya lintang ultimit
xi
Universitas Sumatera Utara
Wa
Momen tahanan sisi atas penampang
Wb
Momen tahanan sisi bawah penampang
ya
Jarak dari pusat berat balok ke atas balok
yb
Jarak dari pusat berat balok ke bawah balok
ya’
Jarak dari pusat berat komposit ke atas komposit
yb’
Jarak dari pusat berat komposit ke bawah balok
ya”
Jarak dari pusat berat komposit ke atas balok
xii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dimana
atas berkat dan rahmat Nya lah maka laporan Tugas Akhir ini dapat selesai
dengan baik. Adapun judul tugas akhir ini yaitu :
“Analisa Perbandingan Kebutuhan Tulangan dan Kabel Balok Prategang
Pada Jembatan εenggunakan Balok PCI dan Box”.
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat dalam menempuh
ujian sarjana pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera
Utara.
Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak baik bantuan berupa dukungan moril, material,
spiritual, maupun administrasi.
Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih
dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Ir. Torang Sitorus, MT, sebagai dosen pembimbing;
2.
Bapak Prof,DR,Ing,Johanes Tarigan, M Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara;
3.
Kepada seluruh Dosen Pembanding yaitu : Bapak Ir.Besman Surbakti,
MT, Ibu Rahmi Karolina, ST, MT. ;
4.
Seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara;
5.
Orang tua dan Abang-kakakku tercinta dengan segala kasih sayang dan
dukungannya sehingga terselesaikannya Tugas Akhir ini;
6.
Sahabat-sahabat seperjuangan Yogi, Hary, Edo, Salim, dan Kak Chrisna.
xiii
Universitas Sumatera Utara
Laporan ini diharapkan dapat membantu para Insinyur didalam
perencanaan suatu jembatan prategang dan dapat juga digunakan sebagai
pedoman untuk pengembangan penelitian di masa depan yang lebih baik.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir
ini masih jauh dari
sempurna baik isi maupun tata tulisannya. Untuk itu penulis mengharapkan kritik
dan saran demi kesempurnaan tugas akhir ini.
Akhir kata saya ucapkan Terimakasih. Semoga laporan ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Medan,
Oktober 2015
Penulis
Bintua M Simalango
130424010
xiv
Universitas Sumatera Utara