Metode Pratarik

SISTEM 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

f

3.  Apabila   beton   telah   mencapai   kekerasan   dan   kekuatan

c

'      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

f

1

bagian atas balok tidak melampui

4

ci

'   (sekitar 40% kuat tarik) dan tegangan

tekan di bagian tepi bawah tidak melebihi

0.6

ci

f '  . 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

1

tidak boleh melebihi

2

c

f '  , sedangkan tegangan tekan pada bagian tepi atas tidak

c

melebihi

0.45

f ' . Nilai tegangan tarik ijin tersebut diambil hanya sedikit di bawah nilai

c

modulus runtuh beton normal, yaitu

f r  = 0.7

f '  , 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.

No	Metoda Pratarik	Metoda Pasca tarik
1	Tendon prategang ditarik sebelum beton pengecoran beton	Tendon prategang ditarik setelah beton mengeras
2	Transfer 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)
3	Layout tendon terbatas berbentuk linear	Layout  tendon  dapat  dibuat  fleksibel  (menyesuaikan  dengan  bentuk bidang momen), umumnya berbentuk parabola
4	Jenis 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. Selongsong

a.   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  ¼  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

ci

0.6 f '

f

1              '

4          ci

f

1              '

2          ci

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

c

0.45 f '

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

c.   Tegangan serat tarik terluar dalam daerah tarik yang pada

c

0.6 f '

f

2          c

awalnya mengalami tekan                                                                   1              '

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

f

2          c

jangka panjang terpenuhi                                                                     1              '

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 0.94

f py

Tetapi tidak lebih besar dari nilai terkecil

0.8 f pu

dan nilai maksimum  yang

direkomendasikan  oleh  pabrik  pembuat  tendon  prategang  atau  perangkat angkur

2.   Sesaat setelah penyaluran gaya prategang  0.82

Tetapi tidak lebih besar dari 0.74 f pu

f py

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

penyaluran gaya 0.70

f pu

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.

https://www.academia.edu/29879135/Beton_Pratarik