KONSEP DASAR DAN PENDEKATAN PERENCANAAN

Cara yang digunakan untuk memberikan gaya prategang adalah dengan menggunakan tendon baja yang diberi tegangan dengan cara di tarik. Ada dua metode pemberian tegangan prategang, yaitu Pretensioning (pra penarikan) dan Postensioning ( Pasca tarik atau Penarikan purna ). Pretensioning yaitu metode pelaksanaan yang memberikan gaya prategang sebelum beton tersebut dicetak (dicor). Sedang pos tensioning adalah metode pelaksanaan yang memberikan gaya prategang setelah beton dicetak.  

A. PRETENSIONING – PRA TARIK

Metode ini kebanyakan dilakukan di lapangan dan biasanya tempat mencetakan (castng yard) dilakukan dekat dengan tempat pemakaian. Prosedur utamanya adalah sebagai beriku :

1. Tendon dipasang memanjang diantara dua jangkar di tempat pengecoran. Tendon tersebut kemudian ditarik hingga mencapai nilai tegangan tarik f_si yang tidak lebih dari 85% kuat tariknya (f_pu) dan tidak lebih dari 94% kuat luluh (f_py). Hal ini sesuai dengan yang disyaratkan dalam SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.11.5 ayat 1. Secara matematis dapat dituliskan f_si ≤ 85% f_pu dan f_si ≤ 94% f_py. Setelah tendon ditarik, tendon tersebut dijangkar sedemikian rupa pada kedua ujungnya agar gaya tarik (prategang) yang telah diberikan tidak hilang.
2. Setelah dilakukan penarikan tendon, maka acuan beton (bekisting) segera dipasang sesuai dengan bentuk yang diingingkan. Lihat gambar berikut. 

Kabel ditarik dengan tegangan f_si dan tegangan tersebut dipertahankan dengan jalan dijangkar pada kedua ujungnya dan bekisting dipasang. Siap untuk dilakukan pengecoran.

3. Setelah bekisting terpasang dengan baik, segera dilakukan pengecoran beton yang berisi tendon dalam keadaan tertarik. Kemudian dilanjutkan dengan tahap perawatan pengerasan beton. Pada proses pengecoran ini, pelaksanaannya harus disertai dengan pengendalian keamanan dan kualitas pekerjaan mengingat resiko kecelakaan dan yang lebih penting yaitu beton yang akan dihasilkan adalah beton bermutu tinggi serta antara beton dan tendon harus saling melekat dengan baik.  Lihat gambar berikut. 

Keadaan setelah dilakukan pengecoran. Pada saat ini tendon belum diputuskan/anker belum dilepas. Sehingga tegangan dalam tendon masih berupa tegangan aksial tarik.

4. Apabila beton telah mencapai kekerasan dan kekuatan tertentu ( f_ci’ ), maka tendon dipotong atau jangkar dilepas pada kedua ujungnya sehingga terjadi pelimpahan tegangan ( T_o ) kepada seluruh penampang efektif (transformasi) beton. Pada saat ini gaya tarik yang bekerja pada tendon dilimpahkan kepada beton, tetapi sudah dalam keadaan tekan (desak). Jadi gaya tarik pada tendon berubah menjadi gaya tekan sesaat setelah anker/jangkar dilepas. Tegangan-tegangan yang timbul sesaat setelah tendon dipotong/dilepas dari jangkarnya disebut tegangan pada saat transfer (pelimpahan tegangan). Dengan diputusnya tendon dan berlangsung pelimpahan tegangan, maka beban mati (berat sendiri) sudah diperhitungkan bekerja serentak dengan gaya prategangan. Lihat gambar. 

Keadaan tegangan dalam tendon setelah tendon diputuskan/anker dilepas.  Tegangan dalam tendon sudah berupa tegangan aksial tekan.

Kombinasi beban mati (berat sendiri) dengan prategangan (belum terjadi kehilangan gaya prategangan).  ……… beton belum dibebani beban layan

Salah satu fenomena yang tidak bisa dipungkiri yaitu akan terjadi kehilangan gaya pratekan (akan dibahas khusus) saat mulai bekerja penuh, maka pada saat dibebani dengan beban sebenarnya (beban mati dan hidup)  keadaan tegangan akan seperti pada gambar berikut :

 
Keadaan setelah dibebani beban layan

Pada keadaan ini (belum dibebani beban layan), batasan harga tegangan tarik pada sisi atas balok tidak melebihi 0.25 akar f'c(sekitar 40% kuat tarik) dan tegangan tekan pada sisi bawah tidak lebih dari 0.6 f_ci’. Apabila tegangan tarik terhitung melampaui nilai tersebut, maka harus dipasang tulangan tambahan (tulangan biasa) di daerah tarik tersebut untuk memikul gaya tarik total dalam beton yang dihitung dengan penampang utuh. Sehubungan dengan pemotongan tendon, kekuatan yang disyaratkan untuk melakukan pemotongan tendon adalah beton pada saat itu sudah mencapai kekuatan 27.5 Mpa sampai 30 Mpa (waktu pengerasan ± 24 jam).   

5. Setelah beton sudah cukup kuat dan memenuhi persyaratan, maka komponen prategang dapat dilepas dan diangkat dari cetakannya dan dipindahkan ke temnpat penyimpanan/pemasangan, sehingga tempat pencetakan dapat digunakan lagi untuk pencetakan berikutnya.

Beton yang sudah dicetak dapat diangkut ke lokasi pembangunan dalam keadaan siap tinggal dipasang pada tempatnya. Apabila keadaan memungkinkan baik dari segi fisik maupun ekonomi, maka lahan pencetakan disiapkan menjadi satu dengan lokasi pembangunan sehingga dapat mengurangi biaya transportasi. Setelah digunakan beton akan menerima beban layan seperti beban mati, hidup atau suatu kombinasi beban, maka kehilangan gaya pratekan akan terjadi dan beton akan bekerja seperti biasa yaitu pada sisi atas akan terjadi tekan dan sisi bawah akan terjadi tarik. SK SNI T-15-1991-03 memberikan batasan :

v  Tegangan tarik pada sisi bawah tidak boleh melebihi  ½ akar f'c, nilai ini diambil lebih kecil dari nilai modulus runtuh beton normal f_r akar f'c= 0.7 dengan alasan bahwa kemungkinan bahaya retak atau tekuk secara tiba-tiba pada daerah tersebut boleh dikatakan kecil umumnya posisi tendon berada di dekat sisi bawah. Pembatasan tegangan tarik ijin ini sudah memperhitungkan penyediaan tebal selimut beton dimana untuk daerah korosif tebalnya ditambah di atas syarat minimum dalam SK SNI T-15-1991-03.   

v  Tegangan tekan pada sisi atas tidak boleh melebihi  0.45 f’c    
B. POST TENSIONING – PASCA TARIK

Seperti dikatakan di depan bahwa post tensioning adalah suatu cara pemberian tegangan pada tendon dimana tendon baru ditarik setelah betonnya dicetak terlebih dahulu dan telah cukup keras untuk menaahan tegangan yang akan diberikan. Prosedur pelaksanannya adalah :

1.      Bekisting dipasang sesuai dengan penampang dan rencana letak komponen tersebut. Bekisting tersebut sudah dilengkapi dengan pipa selongsong lentur yang dibuat dari plastik atau bahan metal yang akan menyelubungi tendon. Pipa selongsong ini letaknya diatur dan ditahan untuk membentuk pola tertentu sesuai dengan momen perlawanan yang direncanakan.

2.      Bekisting kemudian di cor dengan adukan beton, tetapi tetap dijaga agar pipa selongsong tendon tetap kokoh pada tempatnya serat tidak kemasukan adukan. Setelah itu dilakukan proses perawatan perawatan beton sampai mencapai kekuatan tertentu.

3.      Selanjutnya tendon dimasukkan kedalam pipa selongsong yang sudah menyatu dengan beton. Namun terkadang juga pipa selongong sudah diisi tendon (belum ditarik) kemudian diletakkan di dalam bekisting. 

4.      Tendon kemudian ditarik dengan dongkrak pada salah satu ujungnya dan jangkar mati atau plat penahan pada sisi lainnya. Kadang jangkar mati atau plat penahan sudah dipasang tertanam pada ujung komponen. Pengikatan tendon oleh jngkar diatur sedemikian rupa agar tendon tidak slip (tergelincir) agar tegangan tarik tetap berada dalam tendon. Pada sistim postensioning ini, sudah terjadi kehilangan gaya pratekan pada saat penarikan yang disebabkan oleh perpendekan elastis, kehilangan tegangan akibat gesekan dan sebagian momen akibat beban sendiri sudah bekarja. Oleh sebab itu gaya dongkrak harus diperhitungkan terhadap kehilangan gaya tersebut. 

5.      Pipa selongsong yang berisi tendon yang sudah ditarik, bisa diisi dengan pasta semen atau juga bisa dikosongkan saja. Apabila digunakan tendon bonded, yaitu antara pipa selongsong dan tendon terjadi lekatan, maka kedalam pipa disuntik (grouting) dengan pasta semen. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan lingkungan yang kemungkinan korosif. Pada sistim bonded ini, tegangan akibat beban layan dihitung berdasarkan penampang transformasi seperti ada metode Pra Tarik. Tetapi bila digunakan tendon Unbonded, yaitu tendon dan pipa tidak saling melekat, maka tidak perlu di grouting. Hal ini dilakukan mungkin dengan perhitungan ekonomis dan tergantung pada kebutuhan perlindungan. Namun untuk keadaan ini gaya prategang hanya diperhitungkan bekerja terhadap penampang betonnya saja (bukan penampang transformasi).

6.      Jangkar pada kedua ujung dikunci mati dan kemudian ditutupi atau dilindungi dengan lapis pelindung secara permanen.