Thursday, February 17, 2011

Sejarah Beton Pratekan

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 perkembngan 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 Prestessing 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 Prestrssing” 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.