ANALISA JENIS KEHILANGAN GAYA PRATEGANG (LOSES) PADA BALOK BETON PRATEKAN DENGAN SISTEM POST- TENSION TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

  ANALISA JENIS KEHILANGAN GAYA PRATEGANG (LOSES) PADA BALOK BETON PRATEKAN DENGAN SISTEM POST- TENSION TUGAS AKHIR

  

Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian

Pendidikan Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh :

HENDRIKO SIAHAAN

  090404141 BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  2014

KATA PENGANTAR

  Puji dan Syukur saya ucapkan kepada Allah SWT, karena atas rahmat karunia Nya, serta dukungan dari berbagai pihak, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Salawat dan Salam tidak lupa pula saya curahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, yang telah membawa kita menuju alam yang terang benderang akan ilmu pengetahuan seperti saat ini. Tugas akhir ini berjudul ‘’ANALISA JENIS KEHILANGAN GAYA PRATEGANG PADA BALOK BETON PRATEKAN DALAM SISTEM POST TENSION’’. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menempuh jenjang pendidikan Strata satu (S1) pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini, tentunya tidak dapat terlepas dari segala hambatan dan rintangan, namun berkat bantuan moril maupun materil dari berbagai pihak serta dukungan dan saran dari berbagai pihak, akhirnya tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Untuk tidak berlebihan kiranya dalam kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih kepada : 1.

Bapak Prof.DR.Ing.Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil dan juga merangkap sebagai pembimbing yang telah memberikan begitu

  banyak ilmu yang tak ternilai harganya serta masukan-masukan, tenaga, pikiran yang dapat membimbing saya sehingga terselesaikannya tugas akhir ini.

  2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  3. Bapak/Ibu Dosen Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang bermanfaat selama saya menempuh pendidikan di Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  4. Bapak/Ibu Staf TU Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan bantuan dalam proses administrasi selama saya menempuh pendidikan di Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara 5. Teristimewa untuk Orang Tua saya yang telah mendoakan dan mendukung saya, dan serta buat adik dan kakak saya

  6. Teristimewa buat pacar saya tercinta ‘Ayhi’, yang senantiasa mendukung, membantu dan memberikan semangat bekerja dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  7. Mahasiswa seperjuangan 2009 8.

  Abang dan Kakak mahasiswa stambuk 2006, 2007, 2008, yang telah banyak membantu memberikan informasi maupun memberikan dukungan untuk meneyelesaikan Tugas Akhir ini 9.

Adik-adik mahasiswa stambuk 2010, 2011, 2012, 2013, yang telah banyak membantu memberikan dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini

  Saya sadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk menambah pengetahuan dan wawasan saya dimasa depan.

  Akhirnya saya berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi saya dan rekan-rekan serta adik-adik di Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

  Medan 2014 Hendriko Siahaan

  (09 0404 141) ABSTRAK Beton adalah material yang kuat dalam kondisi tekan, tetapi lemah dalam kondisi tarik, karena rendah nya kapasitas tarik tersebut, maka retak lentur terjadi pada pembebanan yang relatif rendah. Kekuatan tarik beton polos hanyalah merupakan suatu fraksi saja dari kekuatan tekannya dan masalah kurang sempurnanya kekuatan tarik ini, menjadi pendorong dalam pengembangan beton bertulang. Pada struktur dengan bentang yang panjang, struktur beton bertulang biasa tidak cukup menahan tegangan lentur sehinggga terjadi retak didaerah yang mempunyai tegangan lentur, geser, atau puntir yang tinggi. Timbulnya retak-retak awal pada beton bertulang yang disebabkan olek ketidakcocokan dalam regangan- regangan baja dan beton merupakan titik awal dikembangkannya suatu material seperti ‘beton prategang’. Beton prategang pada dasarnya adalah beton dimana 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. Proses prategang memberikan tegangan tekan terlebih dahulu pada batang untuk dapat mengurangi atau menghilangkan tegangan-tegangan tarik yang tidak diinginkan yang ada pada batang. Melalui cara ini retak-retak yang terjadi pada kondisi beban yang bekerja dapat dikurangi sampai seminimum mungkin atau bahkan dihilangkan seluruhnya. Lendutan yang terjadi dapat dibatasi sampai suatu harga tertentu yang masih dapat diterima. walaupun sesungguhnya dengan mengkombinasikan efek dari beban kerja dan gaya-gaya prategang, batang dapat direncanakan tanpa mengalami lendutan sama sekali. Dengan banyak keuntungan yang diperoleh, beton prategang juga tidak luput dari beberapa permasalahan kehilangan gaya prategang yang penting dan menarik untuk dianalisis. Agar kegagalan struktur dapat dihindari. Dalam Tugas Akhir ini, kehilangan gaya prategang dibahas dalam berbagai kondisi dimana diletakkannya baja prategang, guna melihat dan menyimpulkan kondisi perletakan baja yang efektif, agar diperoleh dimensi yang ekonomis dan kehilangan gaya prategang yang terkecil.

  

Kata kunci : Beton Prategang, Baja Prategang, Pratarik, Pasca Tarik, Loses,Tendon

  DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .............................................................................................. i

ABSTRAK ................................................................................................................ iv

DAFTAR ISI ............................................................................................................. v

DAFTAR NOTASI ................................................................................................... viii

Bab I Pendahuluan

  6

  12 2.4.1 Tegangan ...........................................................................................................

  12 2.4 Mekanika Material ..............................................................................................

  11 2.3 Karakteristik Material .........................................................................................

  10 2.2 Sejarah Beton Prategang ......................................................................................

  9 Bab II Tinjauan Pustaka 2.1 Pendahuluan .........................................................................................................

  1.8 Diagram alur ........................................................................................................

  7

  1.7 Sistematika Penulisan .........................................................................................

  1.6 Metode Penelitian ................................................................................................

  1.1 Umum ...................................................................................................................

  6

  1.5 Maksud dan Tujuan .............................................................................................

  5

  1.4 Pembatasan Masalah ...........................................................................................

  5

  1.3 Perumusan Masalah .............................................................................................

  2

  1.2 Latar Belakang Masalah ............................................................................. .........

  1

  12

  2.4.2 Regangan ...........................................................................................................

  31 2.7.3 Beban Gempa ...................................................................................................

  47 3.6 Tahap Pembebanan .............................................................................................

  46 3.5 Pengangkeran Tendon .........................................................................................

  44 3.4 Saluran Tendon ...................................................................................................

  42 3.3 Material Penyuntikan ..........................................................................................

  40 3.2.2 Metode Pasca tarik ...........................................................................................

  40 3.2.1 Metode Pratarik ................................................................................................

  35 3.2 Metode Prategang ...............................................................................................

  33 BAB III Tinjauan Pembahasan 3.1 Prinsip Dasar Prategang ......................................................................................

  32 2.7.4 Beban Angin ....................................................................................................

  30 2.7.2 Beban Hidup ....................................................................................................

  13 2.4.3 Tegangan regangan ..........................................................................................

  30 2.7.1 Beban Mati .......................................................................................................

  25 2.7 Pembebanan ........................................................................................................

  25 2.6 Material Prategang (baja) ....................................................................................

  23 2.5.5 Rangkak ............................................................................................................

  22 2.5.4 Susut .................................................................................................................

  20 2.5.3 Hubungan Tegangan Regangan .......................................................................

  19 2.5.2 Kuat Tarik Dan Kuat Lentur ...........................................................................

  17 2.5.1 Kuat tekan .........................................................................................................

  14 2.5 Material Prategang (beton) ..................................................................................

  49

  3.7 Kehilangan Prategang .........................................................................................

  59 BAB IV Aplikasi Dan Pembahasan 4.1 Data Perencanaan ................................................................................................

  BAB V Kesimpulan Dan Saran

  4.5 Kondisi 4 ............................................................................................................. 106

  93

  81 4.4 Kondisi 3 .............................................................................................................

  69 4.3 Kondisi 2 .............................................................................................................

  62 4.2 Kondisi 1 .............................................................................................................

  58 3.8.6 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Gesekan Tendon .....................................

  50 3.7.1 Kehilangan Prategang pratarik ..........................................................................

  57 3.8.5 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Slip Angker .............................................

  56 3.8.4 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Susut .......................................................

  55 3.8.3 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Rangkak ..................................................

  53 3.8.2 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Relaksasi Baja ........................................

  51 3.8.1 Kehilangan Gaya Prategang Akibat Perpendekan Elastis Beton .....................

  51 3.8 Jenis Kehilangan Prategang ...............................................................................

  51 3.7.2 Kehilangan Prategang pasca tarik .....................................................................

  5.1 Kesimpulan ......................................................................................................... 119 5.2 saran .................................................................................................................... 121 Daftar Pustaka

Daftar Notasi

  A luas potongan melintang bentang A c luas penampang beton A ps luas tendon prategang D c kerapatan beton (berat jenis) E c modulus elastisitas beton E s modulus elastisitas baja I momen inersia penampang

  I

  c

  momen inersia penampang beton yang tidak retak K koefisien gesek untuk pengaruh gelombang L panjang bentang M momen lentur M g momen lentur akibat beban mati M q momen lentur akibat beban hidup M u momen ultimate N gaya normal terhadap suatu penampang P gaya prategang P k beban karakteristik pada tendon P gaya prategang padatendon pada ujung pendongkrakan P i gaya prategang awal P t gaya prategang setelah waktu t V gaya geser

  V

  c

  tahanan geser ultimate beton

  V

  cw

  tahanan geser ultimate beton pada penampang yang tidak retak dalam pelenturan V u gaya geser ultimate W momen tahanan f c tegangan tekan f’c kekuatan silinder beton yang ditentukan f

  ci

  kekuatan tekan beton pada awal transfer prategang f ct tegangan tekan yang diperkenankan pada beton pada awal transfer prategang f cu kekuatan kubus karakteristik beton f cw tegangan tekan yang diperkenankan pada beton dibawah beban layan f ep prategang efektif pada beton pada bidang tarik balok f maks tegangan maksimum f min tegangan minimum f

  pe

  prategang efektif pada tendon f

  pi

  tegangan awal pada tendon f pu kekuatan karakteristik tendon prategang f t kekuatan tarik karakteristik beton k konstanta t waktu q beban hidup i jari-jari girasi sudut, perbandingan atau koefisien tanpa dimensi

  e rasio modulus baja terhadap beton

  β koefisien tanpa dimensi η faktor reduksi untuk kehilangan prategang atau perbandingan kehilangan θ rotasi pada balok tumpuan ɛ regangan ɛ

  s regangan pada baja

  ɛ

  se regangan efektif pada tendon setelah semua kehilangan

  µ koefisien gesek