Balok Pre-stressed / Prategang

(lanjutan dari Jenis dan Tipe Balok)

Beton Prategang adalah beton yang diberi tegangan sebelum beton dituang dari pekerjaan dengan bantuan dongkrak dan tegangan yang tertanam di dalamnya. Dalam hal beton prategang, batang baja prategang kekuatan tinggi menghasilkan tegangan pada komponen struktur beton sebelum beban aktual diterapkan yang akan diseimbangkan dengan tegangan tarik yang dikenakan pada komponen struktur selama masa layan atau setelah commissioning.

Konsep dari balok prategang dapat dilihat pada gambar dibawah:

Definisi istilah pada Beton Prategang

• Kawat Baja / Steel Wires – Kawat merupakan satu kesatuan yang terbuat dari baja.
• Strands – Kelompok kawat yang tergabung tidak lebih dari 7 untuk membentuk strand prategang.
• Tendon – Sejumlah helai atau kabel dikemas bersama untuk membentuk tendon prategang.
• Kabel – Ketika sejumlah tendon dikelompokkan bersama dan membentuk satu kawat maka itu disebut kabel.

Berdasarkan antarmuka beton-baja dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian:

• Tendon tidak terikat – Tendon ini adalah tendon yang tidak terikat atau tidak ada grouting beton yang dilakukan setelah prategang.
• Tendon berikat – Tendon ini dibatasi dengan menyuntikkan nat beton.

Metode Prestressing Beton

Metode Prestressing Beton dibagi menjadi dua yaitu:

a. Berdasarkan letak tendon

b. Berdasarkan klasifikasi prinsip prategang

a. Berdasarkan letak tendon

a. Prategang Internal

Ini adalah metode di mana tendon terletak di dalam struktur beton. Sebuah fitur penting dari prategang internal adalah bahwa, karena pengaturan fleksibel tabung selubung, memungkinkan engineer untuk menerapkan gaya tarik yang diinginkan pada struktur. Namun, setelah penerapannya, sulit untuk mengganti tendon. Selain itu, jika grouting sudah dilakukan sebelumnya, sulit untuk memeriksa apakah itu dilakukan dengan benar atau tidak. Konsep prategang internal digunakan di sebagian besar struktur beton prategang.

b. Prategang Eksternal

Ini adalah di mana tendon berada di luar struktur beton. Sebuah fitur penting dari prategang eksternal adalah pemeliharaan karena tendon eksternal dapat diperiksa dan diganti dengan mudah. Selanjutnya, bila struktur yang ada memerlukan perkuatan, batang tarik dapat dengan mudah dipasang. Karena tabung selubung tidak diatur di dalam struktur beton, penampang beton dapat direncanakan lebih tipis. Selain itu, memungkinkan desainer untuk bebas merencanakan bagian beton, memungkinkan desain yang lebih ekonomis dengan mengurangi berat struktur.

b. Berdasarkan klasifikasi prinsip prategang

a. Pre-tensioning

Pre-tensioning adalah metode memasukkan prategang ke struktur beton melalui ikatan antara beton dan tendon. Pertama, ketegangan diterapkan pada Tendon sebelum pengecoran beton. Kemudian beton dicor, dan setelah mengeras, tegangan pada Tendon berangsur-angsur dilepaskan, mentransfer prategang ke komponen struktur beton. Penarikan dimungkinkan untuk satu gelagar atau beberapa gelagar tergantung pada panjang unggun prategang.

Keuntungan dan kerugian dari pretensioning adalah sebagai berikut.

• Batang dengan bentuk dan dimensi yang sama dapat diproduksi dalam jumlah besar.
• Batang tambahan seperti tabung selubung dan perangkat jangkar tidak diperlukan
• Manufaktur pabrik dimungkinkan, membuat kualitas produk sangat andal.
• Tidak cocok untuk komponen struktur besar karena sulit untuk mengatur tendon prategang dalam kurva.
• Prategang dalam jumlah tertentu tidak dipindahkan pada ujung komponen struktur sehingga desain memerlukan perhatian.

Penjelasan singkat metode pretensioning:

a. Salah satu ujung tendon ditutup sementara pada beberapa penyangga sementara ujung lainnya ditarik dengan menggunakan dongkrak, untuk mengencangkan tendon.

b. Beton dituangkan ke dalam bekisting dan dilakukan curing.

c. Ketika beton mengeras dan mencapai kekuatan yang cukup, pengangkuran dilepaskan secara perlahan, mentransfer prategang.

b. Post-tensioning

Post-tensioning adalah metode memasukkan prategang ke struktur beton dengan menahan Tendon di kedua sisi komponen beton. 

Ada dua jenis metode Post-tensioning: 

a. Bonded post-tensioning.

Tendon jenis ini terdiri dari selubung (duct), strands, dan grouting beton. Gaya prategang jenis ini diterapkan pada komponen struktur beton setelah beton yang dituangkan ke dalam selubung mengeras. Jenis ini memungkinkan penerapan gaya prategang yang lebih besar pada komponen struktur beton daripada pascatarik tak terikat.

b. Unbonded post-tensioning.

Tendon jenis ini terdiri dari tabung plastik, untaian baja dilapisi minyak. Jenis ini memungkinkan untuk memasang tendon secara individual. Dan juga tipe ini mampu menghindari pemasangan selubung dan pekerjaan grouting.

Keuntungan dan kerugian dari post-tensioning adalah sebagai berikut:

1. Tendon bisa melengkung, yang membuatnya cocok untuk struktur besar.
2. Struktur itu sendiri digunakan sebagai penyangga, sehingga pita tegangan tidak diperlukan.
3. Ketegangan dimungkinkan di lokasi konstruksi.
4. Tendon post-tensioning yang tidak terikat dapat dikencangkan kembali.
5. Batang prategang yang tidak terikat memiliki kekuatan patah yang rendah dan lebar retak yang lebih lebar.
6. Diperlukan metode pengencangan khusus dan perangkat penahan.

Proses umum dari post-tensioning adalah:

1. Saat pengecoran beton, pipa selubung harus dipasang sebelumnya untuk menempatkan tendon di dalam komponen beton.
2. Setelah beton dicor dan mengeras, tendon ditempatkan di dalam komponen beton melalui pipa selubung.
3. Satu sisi ditambatkan sementara ujung lainnya ditarik dengan menggunakan dongkrak, untuk mengencangkan tendon.

4. Jangkar sisi lain untuk mentransfer gaya tarik ke komponen beton.