Istilah Dalam Beton Prategang

Istilah Dalam Beton Prategang

beton prategang

beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan dalam untuk mengurangi tegangan

tarik potensial dalam beton akibat beban kerja

friksi kelengkungan

friksi yang diakibatkan oleh bengkokan atau lengkungan di dalam profil tendon prategang

yang disyaratkan

friksi wobble

friksi yang disebabkan oleh adanya penyimpangan yang tidak disengaja pada penempatan

selongsong prategang dari kedudukan yang seharusnya

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 dimana tendon ditarik sesudah beton

mengeras

perangkat angkur

perangkat yang digunakan pada sistem prategang pasca tarik untuk menyalurkan gaya

pasca tarik dari tendon ke beton

pratarik

pemberian gaya prategang dengan menarik tendon sebelum beton dicor

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 elemenelemen

tersebut, yang digunakan untuk memberi gaya prategang pada beton

tendon dengan lekatan

tendon prategang yang direkatkan pada beton baik secara langsung ataupun dengan cara

grouting

transfer

proses penyaluran tegangan dalam tendon prategang dari jack atau perangkat angkur pasca

tarik kepada komponen struktur beton

tulangan

batang baja berbentuk polos atau berbentuk ulir atau berbentukpipa yang berfungsi untuk

menahan gaya tarik pada komponen struktur beton, tidak termasuk tendon prategang,

kecuali bila secara khusus diikut sertakan

zona angkur

bagian komponen struktur prategang pasca tarik dimana gaya prategang terpusat disalurkan

ke beton dan disebarkan secara lebih merata ke seluruh bagian penampang. Panjang

daerah zona angkur ini adalah sama dengan dimensi terbesar penampang. Untuk perangkat

angkur tengah, zona angkur mencakup daerah terganggu di depan dan di belakang

perangkat angkur tersebut

zona angkur

bagian komponen struktur prategang pasca tarik dimana gaya prategang terpusat disalurkan

ke beton dan disebarkan secara lebih merata ke seluruh bagian penampang. Panjang

daerah zona angkur ini adalah sama dengan dimensi terbesar penampang. Untuk perangkat

angkur tengah, zona angkur mencakup daerah terganggu di depan dan di belakang

perangkat angkur tersebut

BETON PRATEGANG (PRESTRESSED CONCRETE)

BETON PRATEGANG

1                                1. Sejarah

Beton adalah suatu bahan yang mempunyai kekuatan yang tinggi

terhadap tekan, tetapi sebaliknya mempunyai kekuatan relative sangat

rendah terhadap tarik.Beton tidak selamanya bekerja secara efektif

didalam penampang-penampang struktur beton bertulang, hanya bagian

tertekan saja yang efektif bekerja, sedangkan bagian beton yang

retak dibagian yang tertarik tidak bekerja efektif dan hanya

merupakan beban mati yang tidak bermanfaat. Hal inilah yang

menyebabkan tidak dapatnya diciptakan srtuktur-struktur beton

bertulang dengan bentang yang panjang secara ekonomis, karena

terlalu banyak beban mati yang tidak efektif. Disampimg itu, retak-

retak disekitar baja tulangan bisa berbahaya bagi struktur karena

merupakan tempat meresapnya air dan udara luar kedalam baja tulangan

sehingga terjadi karatan. Putusnya baja tulangan akibat karatan

fatal akibatnya bagi struktur.

Dengan kekurangan-kekurangan yang dirasakan pada struktur

beton bertulang seperti diuraikan diatas, timbullah gagasan untuk

menggunakan kombinasi-kombinasi bahan beton secara lain, yaitu

dengan memberikan pratekanan pada beton melalui kabel baja (tendon)

yang ditarik atau biasa disebut beton pratekan. Beton pratekan

pertama kali ditemukan oleh Eugene Freyssinet seorang insinyur

Perancis. Ia mengemukakan bahwa untuk mengatasi rangkak,relaksasi

dan slip pada jangkar kawat atau pada kabel maka digunakan beton dan

baja yang bermutu tinggi. Disamping itu ia juga telah menciptakan

suatu system panjang kawat dan system penarikan yang baik, yang

hingga kini masih dipakai dan terkenal dengan system Freyssinet.

Dengan demikian, Freyssinet telah berhasil menciptakan suatu

jenis struktur baru sebagai tandingan dari strktur beton bertulang.

Karena penampang beton tidak pernah tertarik, maka seluruh beban

dapat dimanfaatkan seluruhnya dan dengan system ini dimungkinkanlah

penciptaan struktur-struktur yang langsing dan bentang-bentang yang

panjang. Beton pratekan untuk pertama kalinya dilaksanakan besar-

besaran dengan sukses oleh Freyssinet pada tahun 1933 di Gare

Maritime pelabuhan LeHavre (Perancis). Freyssenet sebagai bapak

beton pratekan segera diikuti jejaknya oleh para ahli lain dalam

mengembangkan lebih lanjut jenis struktur ini,seperti:

a). Yves Gunyon

Yves Gunyon adalah seorang insinyur Perancis dan telah

menerbitkan buku Masterpiecenya “ Beton precontraint” (2 jilid) pada

tahun 1951. Beliau memecahkan kesulitan dalam segi perhitungan

struktur dari beton pratekan yang diakibatkan oleh gaya-gaya

tambahan disebabkan oleh pembesian pratekan pada struktur yang mana

dijuluki sebagai “Gaya Parasit” maka Guyon dianggap sebagai yang

memberikan dasar dan latar belakang ilmiah dari beton pratekan.

b). T.Y. Lin

T.Y. Lin adalah seorang insinyur kelahiran Taiwan yang

merupakan guru besar di California University, Merkovoy.

Keberhasilan beliau yaitu mampu memperhitungkan gaya-gaya parasit

yang tejadi pada struktur. Ia mengemukakan teorinya pada tahun 1963

tentang “ Load Balancing”. Dengan cara ini kawat atau kabel

prategang diberi bentuk dan gaya yang sedemikian rupa sehingga

sebagian dari beban rencana yang telah datetapkan dapat diimbangi

seutuhnya pada beban seimbang ini. Didalam struktur tidak terjadi

lendutan dan karenanya tidak bekerja momen lentur apapun, sedangkan

tegangan beton pada penampang struktur bekerja merata. Beban-beban

lain diluar beban seimbang (beban vertikal dan horizontal) merupakan

“inbalanced load”, yang akibatnya pada struktur dapat dihitung dengan

mudah dengan menggunakan teori struktur biasa. Tegangan akhir dalam

penampang didapat dengan menggunakan tegangan merata akibat

“balanced” dan tegangan lentur akibat “unbalanced load”. Tanpa melalui

prosedur rumit dapat dihitung dengan mudah dan cepat. Gagasan ini

telah menjurus kepada pemakaian baja tulangan biasa disamping baja

prategang, yaitu dimana baja prategang hanya diperuntukkan guna

memikul akibat dari inbalanced load.

Teori “inbalanced load” telah mengakibatkan perkembangan yang

sangat pesat dalam menggunakan beton pratekan dalam gedung-gedung

bertingkat tinggi. Struktur flat slab, struktur shell, dan lain-lain.

Terutama di Amerika dewasa ini boleh dikatakan tidak ada gedung

bertingkat yang tidak menggunakan beton pratekan didalam

strukturnya.

T.Y. Lin juga telah berhasil membuktikan bahwa beton pratekan

dapat dipakai dengan aman dalam bangunan-bangunan didaerah gempa,

setelah sebelumnya beton pratekan dianggap sebagai bahan yang kurang

kenyal (ductile) untuk dipakai didaerah-daerah gempa, tetapi

dikombinasikan dengan tulangan baja biasa ternyata beton pratekan

cukup kenyal, sehingga dapat memikul dengan baik perubahan-perubahan

bentuk yang diakibatkan oleh gempa.

c). P.W. Abeles

P.W. Abeles adalah seorang insinyur Inggris, yang sangat gigih

mendongkrak aliran ”full prestressing”, karena penggunaanya tidak

kompetitif terhadap penggunaan beton bertulang biasa dengan

menggunakan baja tulangan mutu tinggi. Penggunaan full prestressing ini

tidak ekonomis, menurut berbagai penelitian biaya struktur dengan

beton pratekan dan full prestressing dapat sampai 3,5 atau 4 kali lebih

mahal dari pada struktur yang sama tetapi dari beton bertulang biasa

dengan menggunakan tulangan baja mutu tinggi. Dengan demikian

timbullah gagasan baru yang dikemukakan oleh P.W. Abeles untuk

mengkombinasikan prinsip pratekan dengan prinsip penulangan

penampang atau dikenal dengan nama “partial prestressing”. Yang mana

didalam penampang diijinkan diadakannya bagi tulangan, lebar retak

dapat dikombinasikan dengan baik.

“Partial prestressing” telah disetujui oleh Chief Engineer’s Departement

untuk digunakan pada jembatan-jembatan kereta api di Inggris, dimana

tegangan tarik boleh terjadi sampai 45 kg/cm2 dengan lebar retak

yang dikendalikan dengan memasang baja tulangan biasa. Freyssinet

sendiri menjelang akhir karirnya telah mengakui juga bahwa “partial

prestressing” mengembangkan struktur-struktur tertentu. Begitupun

dengan teori “load balancing” dari T.W. Lin yang ikut mendorong

dipakainya “partial prestressing” karena pertimbangannya kecuali segi

ekonomis juga segi praktisnya bagi perencanaan.

2.      Aplikasi

Penggunaan sistem prategang pada elemen struktural linier

adalah dengan memberikan gaya konsentris atau eksentris dalam arah

longitudinal. Gaya ini mencegah berkembangnya retak dengan cara

mengeliminasi atau sangat mengurangi tegangan tarik di bagian

tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja, sehingga dapat

meningkatkan kapasitas lentur, geser, dan torsional penampang

tersebut.

Selain itu, pemberian tegangan (stressing) juga digunakan pada

cerobong reaktor nuklir, pipa, dan tangki cairan, yang pada dasarnya

mengikuti prinsip-prinsip dasar yang sama dengan pemberian prategang

linier. Tegangan melingkar pada struktur silindris atau kubah

menetralisir tegangan tarik di serat terluar dari permukaan

kurvilinier yang disebabkan oleh tekanan kandungan internal.

Struktur beton prategang mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :

a)         Terhindarnya retak terbuka di daerah tarik, jadi lebih tahan

terhadap keadaan korosif.

b)        Kedap air, cocok untuk pipa dan tangki.

c)         Karena terbentuknya lawan lendut sebelum beban rencana bekerja,

maka lendutan akhirnya akan lebih kecil dibandingkan pada beton

bertulang.

d)        Penampang struktur lebih kecil/langsing, sebab seluruh luas

penampang dipakai secara efektif.

e)         Jumlah berat baja prategang jauh lebih kecil dibandingkan

jumlah berat besi beton biasa.

f)         Ketahanan gesek balok dan ketahanan puntirnya bertambah. Maka

struktur dengan bentang besar dapat langsing. Tetapi ini menyebabkan

Natural Frequency dari struktur berkurang, sehingga menjadi dinamis

instabil akibat getaran gempa/angin, kecuali bila struktur itu

memiliki redaman yang cukup atau kekakuannya ditambah.

Adapun kekurangan dari penggunaan beton prategang adalah :

a)      Dengan ketahanan gesek balok dan ketahanan puntirnya bertambah,

maka struktur dengan bentang besar dapat langsing. Tetapi ini

menyebabkan natural frequency dari struktur berkurang, sehingga menjadi

dinamis instabil akibat getaran gempa/angin, kecuali bila struktur

itu memiliki redaman yang cukup atau kekakuannya ditambah.

b)      Penggunaan bahan-bahan bermutu tinggi mengakibatkan harga satuan

pekerjaan menjadi lebih tinggi.

c)      Pengerjaan membutuhkan menuntut ketelitian yang lebih tinggi dan

pengawasan yang lebih ketat dari pelaksana ahli.

3.      Sifat-Sifat Bahan

a)      Beton

Untuk beton pratekan diperlukan mutu beton yang tinggi (min K-

300) karena mempunyai sifat penyusutan dan rangkak yang rendah

mempunyai modulus elastisitas dan modulus tekan yang tinggi serta

dapat menerima tegangan yang lebih besar dibandingkan beton mutu

rendah,. Sifat-sifat ini sangat penting untuk menghindarkan

kehilangan tegangan yang cukup besar akibat sifat-sifat beton

tersebut.

b)     Baja Prategang

Baja mutu tinggi merupakan bahan yang umum dipakai pada

struktur beton prategang. Baja untuk beton prategang terdiri dari:

           Kawat baja

Kawat baja disediakan dalam bentuk gulungan, kawat dipotong dengan

panjang tertentu dan dipasang di pabrik atau lapangan. Baja harus

bebas dari lemak untuk menjamin rekatan antara beton dengan baja

prategang.

           Untaian kawat (strand)

Kekuatan batas strand ada 2 jenis yaitu 1720 MPa dan 1860 MPa, yang

lazim dipakai adalah strand dengan 7 kawat.

Tabel spesifikasi strand 7 kawat

Ø Nominal (mm) Luas Nominal mm2 Kuat Putus (kN)

6,35 23,22 40

7,94 37,42 64,5

9,53 51,61 89

11,11 69,68 120,1

12,70 92,9 160,1

15,24 139,35 240,2

           Batang Baja

Batang baja yang digunakan untuk beton prategang disyaratkan pada

ASTM A 322, kekuatan batas minimum adalah 1000 MPa. Modulus

elastisitas 1,72 105 – 1,93.105 MPa. Batang baja mutu tinggi tersedia

pada panjang sekitar 24 m. Batang-batang baja tersedia sampai Ø 34,9

mm.

Bab IV : Beton Pratekan ( Beton Prategang )Posted by bagusprahutdi on 20 Juni 2011

Seperti yang telah diketahui bahwa beton adalah suatu materialyang tahan terhadap tekanan, akan tetapi tidak tahan terhadap tarikan. Sedangkan baja adalah suatu material yang sangat tahan terhadap tarikan. Dengan mengkombinasikan antara beton dan baja dimana nanti akan disebut sebagai beton bertulang ( reinforced concrete ). Jadi pada beton bertulang, beton hanya memikul tegangan tekan, sedangkan tegangan tarik dipikuloleh baja sebagai penulangan ( rebar ). Sehingga pada beton bertulang, penampang beton tidak 100% efektif digunakan, karena bagian yang tertarik tidak diperhitungkan sebagai pemikul tegangan. Hal ini dapat dilihat pada sketsa gambar disamping.

Suatu penampang beton bertulang dimana penampang beton yang diperhitungkan untuk memikul tegangan tekan adalah bagian diatas garis netral ( bagian yang diarsir ), sedangkan bagian dibawah garis netral adalah bagian tarik yang tidak diperhitungkan untuk memikul gaya tarik karena beton tidak tahan terhadap tegangan tarik. Gaya tarik pada beton bertulangdipikul oleh besi penulangan ( rebar ). Kelemahan lain dari konstruksi beton bertulang adalah berat sendiri ( self weight ) yang besar, yaitu 2.400 kg/m3 , dapat dibayangkan berapa berat penampang yang tidak diperhitungkan untuk memikultegangan ( bagian tarik ).

Untuk mengatasi ini pada beton diberi tekanan awal sebelum beban-beban bekerja, sehingga seluruh penampang beton dalam keadaan tertekan seluruhnya, inilah yang kemudian disebut beton pratekan atau beton prategang ( prestressed concrete ). Perbedaan utama antara beton bertulang dengan beton pratekan adalah cara kerjanya. Cara kerja beton bertulang adalah mengkombinasikan antara beton dan baja tulangan dengan membiarkan kedua material tersebut bekerja sendiri-sendiri, dimana beton memikul tekan dan tulangan baja memikul tarik.

Sedangkan beton pratekan mempunyai cara kerja dengan mengkombinasikan beton dan tulangan baja secara aktif. Cara aktif ini dapat dicapai dengan cara menarik baja yang menahannya ke beton, sehingga beton dalam keadaan tertekan.

Kelebihan beton pratekan :

1.Tahan terhadap korosi karena tahan retak di daerah tarik

2.Lebih kedap air

3.Lendutan lebih kecil

4.Penampang lebih kecil dari beton bertulang biasa/ volume lebih kecil

5.Berat baja yang digunakan lebih sedikit

6.Ketahanan geser dan puntir lebih besar

Kekurangan beton pratekan :

1.Berat jenis sedikit lebih besar

Prinsip Dasar Beton Pratekan

Beton pratekan dapat didefinisikan sebagai beton yang diberikan tegangan tekan internal sedemikian rupa sehingga dapat meng-eleminir tegangan tarik yang terjadi akibat beban eksternal sampai suatu batas tertentu. Ada 3 ( tiga ) konsep yang dapat dipergunakan untuk menjelaskan dan menganalisa sifat-sifat dasar dari beton pratekan atau prategang :

1.Sistem pratekan/prategang untuk mengubah beton yang getas menjadi bahan yang elastis.

2.Sistem pratekan untuk kombinasi baja mutu tinggi dan beton mutu tinggi

3.Sistem prategang untuk mencapai keseimbangan beban

Metode Prategangan

Pada dasarnya ada 2 macam metode pemberian gaya prategang padabeton, yaitu :

1.Pratarik ( Pre-Tension Method ) Cara kerja metode ini baja prategan diberi gaya prategang dahulu sebelum beton dicor, oleh karena itu disebut pre-tension method. Setelah gaya prategang ditransfer ke beton, balok beton tersebut akan melengkung ke atas sebelum menerima beban kerja. Setelah bebankerja bekerja, maka balok beton tersebut akan rata

2.Pasca tarik ( Post-Tension Method ) Pada metode pascatarik, beton dicor terlebih dahulu, dimana sebelumnya telah disiapkansaluran kabel atau endon yang disebut duct. Karena alasan transportasi dari pabrik beton ke site, maka biasanya beton prategang dengan sistem post-tension ini dilaksanakan segmental ( balok dibagi-bagi, misalnya dengan panjang 1 -1,5 m ), kemudian pemberian gaya prategang dilaksanakan di site, setelah balok segmental tersebut dirangkai.

Beton Prategang

Beton adalah suatu bahan yang mempunyai kekuatan tekan yangtinggi, tetapi kekuatan tariknya relatif rendah. Sedangkanbaja adalah suatu material yang mempunyai kekuatan tarik yangsangat tinggi. Dengan mengkombinasikan beton dan baja sebagaibahan struktur maka tegangan telah dipikulkan kepada betonsementara tegangan tarik dipikulkan kepada baja.Pada struktur dengan bentang yang panjang, struktur bertulangbiasa tidak cukup untuk menahan tegangan lentur sehinggaterjadi retak-retak di daerah yang mempunyai tegangan lentur,geser atau puntir yang tinggi.

Untuk mengatasi keretakan serta berbagai keterbatasan yanglain maka dilakukan penegangan pada struktur beton bertulang.Sistem penegangan ini mulai digunakan pada tahun 1886 saat PH.Jakson dari Amerika Serikat membuat kontruksi pelat atap.Di Jerman pada tahun 1888, CEW Doehring mendapatkan hak patenuntuk penegangan plat beton dengan kawat baja. Pada 1928Eugene Freyssinet, seorang insinyur Perancis, berhasilmemberikan pratekan terhadap struktur beton sehinggadimungkinkan untuk membuat desain dengan penampang yang lebihkecil untuk bentang yang relatif panjang.Kesulitan kemudian timbul dalam perhitungan struktur statistak tentu, karena pemberian pratekan menimbulkan gaya tambahanyang sulit diperhitungkan. Pada 1951 Yves Guyon berhasilmemberikan solusinya. Perkembangan beton pratekan berlanjutdengan dikemukakannya Load Balancing Theory oleh Tung Yen Linpada 1963. Teori tersebut telah mendorong perkembanganpenggunaan beton pratekan yang pesat. PW. Abeles dari Inggriskemudian memperkenalkan penggunaan Partial Prestressing yangmenginjinkan tegangan tarik terbatas pada beton.Keuntungan penggunaan beton prategang adalah :1. Dapat memikul beban lentur yang lebih besar dari betonbertulang.2. Dapat dipakai pada bentang yang lebih panjang denganmengatur defleksinya.3. Kelebihan geser dan puntirnya bertambah dengan adanyapenegangan.4. Dapat dipakai pada rekayasa kontruksi tertentu, misalnyapada kontruksi jembatan segmen.5. Berbagai kelebihan lain pada penggunaan struktur khusus,seperti struktur plat dan cangkang, struktur tangki, strukturpracetak dan lain-lain.6. Pada penampang yang diberi penegangan, tegangan tarik dapatdieleminasi karena besarnya gaya tekan disesuaikan denganbeban yang akan diterima.Kekurangan struktur beton prategang relatif lebih sedikitdibanding berbagai kelebihannya, diantaranya :1. Memerlukan peralatan khusus seperti tendon, angkur, mesinpenarik kabel, dll2. Memerlukan keahlian khusus baik dalam perencanaan maupunpelaksanaannya.A. Metode Pratekan

Untuk memberikan tekanan pada beton pratekan dilakukan sebelumatau setelah beton dicetak/dicor. Kedua kondisi tersebutmebedakan sistem pratekan, yaitu Pre-Tension (pratarik) danPost-Tension (pascatarik). PratarikPada cara ini, tendon pertama-tama ditarik dan diangkur padaabutmen tetap. Beton dicor pada cetakan yang sudah disediakandengan melingkupi tendon yang sudah ditarik tersebut. Jikakekuatan beton sudah mencapai yang disyaratkan maka tendondipotong atau angkurnya dilepas. Pada saat baja yang ditarikberusaha untuk berkontraksi, beton akan tertekan. Pada caraini tidak digunakan selongsong tendon. PascatarikDengan cara yang sudah disediakan, beton di cor disekelilingselongsong (ducts). Posisi selongsong diatur sesuai denganbidang momen dari struktur. Biasanya baja tendon tetap beradadidalam selongsong selama pengecoran. Jika beton sudahmencapai kekuatan tertentu, tendon ditarik. Tendon bisaditarik disatu sisi dan sisi yang lain diangkur. Atau tendonditarik di dua sisi dan diangkur secara bersamaan. Betonmenjadi tertekan setelah pengangkuran.  

B. Tahap PembebananTidak seperti beton bertulang, beton pratekan mengalamibeberapa tahap pembebanan. Pada setiap tahap pembebanan harusdilakukan pengecekan atas kondisi serat tertarik dari setiappenampang. Pada tahap tersebut berlaku tegangan ijin yangberbeda-beda sesuai kondisi beton atau tendon. Ada dua tahappembebanan pada beton pratekan, yaitu Transfer dan Service. TransferTahap transfer adalah tahap pada saat beton sudah mulaimengering dan dilakukan penarikan kabel prategang. Pada saatini biasanya yang bekerja hanya beban mati struktur, yaituberat sendiri struktur ditambah beban pekerja dan alat. Padasaat ini beban hidup belum bekerja sehingga momen yang bekerjaadalah minimum, sementara gaya yang bekerja adalah maksimumkarena belum ada kehilangan gaya prategang. ServisKondisi Service (servis) adalah kondisi pada saat betonpratekan digunakan sebagai komponen struktur. Kondisi inidicapai setelah semua kehilangan gaya prategang

dipertimbangkan. Pada saat itu beban luar pada kondisi yangmaksimum sedangkan gaya pratekan mendekati harga minimum.Pada setiap tahapan di atas ditentukan hasil analisis untukdievaluasi. Hasil analisis bisa berupa perhitungan teganganatau kontrol terhadap harga, misalnya lendutan terhadaplendutan ijin, nilai retak terhadap suatu nilai batas, danlain sebagainya. Perhitungan tegangan dilakukan untuk desainterhadap kekuatan, sedangkan kontrol terhadap harga dilakukanuntuk desain kekuatan, daya layan, ketahanan terhadap apiataupun tahap batas yang lain. Perhitungan untuk tegangan bisadilakukan dengan pendekatan kombinasi beban, konsep kopelinternal ( Internal Couple Concept ) atau metode bebanpenyeimbang ( Load Balancing Method ).

C. Prosedur PerencanaanAda dua metode perencanaan struktur beton, yaitu metode bebankerja (working stress method) dan metode beban batas (limitstates method). Metode beban kerja dilakukan dengan meghitungtegangan yang terjadi dan membandigkan dengan tegangan ijinyang bersangkutan. Apabila tegangan yang terjadi lebih kecildari tegangan yang diijinkan maka dinyatakan aman. Dalammenghitung tegangan, semua beban tidak dikalikan dengan faktorbeban. Tegangan ijin dikalikan dengan suatu faktor kelebihantegangan (overstress factor). Untuk struktur beton, metode iniditerapkan pada Peraturan Beton Indonesia (PBI 1971).Metode beban kerja didasarkan pada batas-batas tertentu yangbisa dilampaui oleh suatu sistem struktur. Batas-batastersebut, terutama adalah kekuatan, kemampuan layan, keawetan,ketahanan terhadap api, ketahanan terhadap beban kelelahan danpersyaratan khusus yang berhubungan dengan sistem strukturtersebut. Setiap batas dinyatakan aman apabila aksi rencanalebih kecil dari kapasitas komponen struktur. Aksi rencanadihitung dengan menggunakan faktor reduksi kekuatan. Peraturanbeton saat ini menggunakan pendekatan ini, termasuk diIndonesia, SNI T15-1991-03, atau edisi barunya, SNI 03-2874-2002.Beban pada struktur umumnya terdiri dari beban mati, bebanhidup, beban angin, prategang, gempa, tekanan tanah, tekananair, dan lain-lain. Beban yang digunakan dalam desain strukturdikalikan dengan suatu faktor beban dalam suatu kombinasipembebanan. Berikut ini kombinasi pembebanan dari beberapaperaturan untuk tahap batas kekuatan (Strength Limit States).

SNI 03-2874-2002 kode Indonesia.Beban Mati : U = 1,4 DBeban Mati dan Hidup : U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)Beban Angin : U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W + 0,5 (A atau R)Gempa : U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E atau 0,9 D ± 1,0 EACI 318-83 (1983) Peraturan Amerika Serikat.Beban Mati dan Hidup : U = 1,4 D + 1,7 L Beban Angin : U = 0,75 (1,4 D + 1,7 L + 1,7 W) atau 0,9 D +1,3 WGempa : U = 0,75 (1,4 D + 1,7 L + 1,1 E) atau 0,9 G + 1,1 ETekanan Tanah : U = 1,4 D + 1,7 L + 1,7 E atau 0,9 D + 1,7 E

D. Material Beton Prategang BetonBeton adalah campuran air, semen dan agregat serta suatu bebantambahan. Setelah beberapa jam dicampur, bahan-bahan tersebutakan langsung mengeras sesuai bentuk pada waktu basahnya.Campuran tipikal untuk beton dengan perbandingan berat adalahagregat kasar 44 %, agregat halus 31 %, dan air 7 %. Kekuatanbeton ditentukan oleh kuat tekan karakteristik, pada usia 28hari f’c. Kuat tekan karakteristik adalah tegangan yangmelampaui 95 % dari pengukuran kuat tekan uniaksial yangdiambil dari tes penekanan standar, yaitu dengan kubus ukuran150 x 150 mm, atau silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi300 mm. Pengukuran kekuatan dengan kubus adalah lebih tinggidaripada dengan silinder. Rasio antara kekuatan silinder dankubus adalah 0,8.Beton yang digunakan untuk beton prategang adalah yangmempunyai kekuatan tekan yang cukup tinggi dengan nilai f’cantara 30-45 Mpa. Kuat tekan yang tinggi diprelukan untukmenahan tegangan tekan pada serat tertekan, pengangkurantendon, mencegah terjadinya keretakan, mempunyai moduluselastisitas yang tinggi dan mengalami rangka lebih kecil. 

Baja Baja yang dipakai untuk beton prategang dalam taktik ada empatmacam, yaitu :1. Kawat tunggal (wires), biasanya digunakan untuk bajaprategang pada beton prategang dengan sistem pratarik.2. Untaian Kawat (strand), biasanya digunakan untuk bajaprategang untuk beton prategang dengan sistem pascatarik

3. Kawat Batangan (bars), biasanya digunakan untuk bajaprategang pada beton prategang dengan sistem pratarik.4. Tulangan biasa, sering digunakan unutk tulangan non-prategang (tidak ditarik), seperti tulangan memanjang,sengkang, tulangan untuk pengangkuran dan lain-lain.Kawat tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yangsesuai dengan spesifikasi ASTM A 421 di Amerika Serikat.Ukuran dari kawat tunggal bervariasi dengan diameter 3-8 mm,dengan tegangan tarik (fp) antara 1500 – 17000 Mpa, denganmodulus elastisitas Ep = 200 x 10³ Mpa. Untuk tujuan desain,tegangan leleh dapat diambil sebesar 0,85 dari tegangantariknya (0,85 fp).  E. Perhitungan Tegangan Serat Pada Balok Prategang DenganMetode DasarContoh 1Sebuah balok T ganda 10LDT4 pratarik tanpa topping yangditumpu sederhana mempunyai bentang 64 ft (19,51 m) dangeometri. Balok tersebut mengalami beban mati terbagi meratatambahan WSD dan beban hidup WL sehingga totalnya adalah 420plf (6,13 KN/m). Prategang awal sebelum kehilangan adalah ƒpi= 0,70 ƒpu = 189.000 psi (1303 Mpa) dan prategang efektifsesudah kehilangan adalah ƒpe = 150.000 psi (1034 Mpa).Hitungan tegangan serat ditengah bentang akibat .a) Prategang penuh awal tanpa beban gravitasi eksternalb) Kondisi beban kerja akhir apabila kehilangan prategangtelah terjadi.Data tegangan ijin adalah sebagai berikut :ƒc’ = 6000 psi, beton ringan (41,4 Mpa)ƒpu = 270.000 (1862 Mpa) = kuat tarik tendon yang ditetapkanƒpy = 220.000 psi (1517 Mpa) = kuat leleh tendon yangditetapkanƒpe = 150.000 psi (1034 Mpa)ƒt = 12 √ƒ’c = 930 psi (6,4 Mpa) = tegangan tarik izinmalsimum di betonƒci’ = 4800 psi (33,1 Mpa) = kuat tekan beton pada saatprategang awalƒci = 0,6 ƒci’ = 2880 psi (19,9 Mpa) = tegangan izin maksimumdi beton pada saat prategang awal.ƒc = 0,45 ƒc’ = tegangan tekan ijin maksimum di beton padakondisi beban kerjaAsumsikan bahwa tendon dengan 10 strands tujuh kawatberdiameter 1/2 in (12,7 

mm) dengan pola strand 108-D1 digunakan pada balok prategangini.Ac = 449 in.² (2915 cm²)Ic = 22.469 inr ² = Ic / Ac  = 50,04 in²cb = 17,77 in. (452 mm)ct = 6,23 in. (158 mm)