## Journal of Civil Engineering and Planning
Journal homepage: https://journal.uib.ac.id/index.php/jce

## JCEP - UIB

## Jurnal Penelitian
Comparative Study of Reinforced Concrete Beams in School Buildings Using Prestressed Concrete Beams
Studi  Perbandingan  Balok  Beton  Bertulang  pada  Gedung  Sekolah  dengan Menggunakan Balok Beton Prategang
Petrus Haryanto Wibowo 1 , Dony 2 1,2 Program Studi Teknik Sipil, FTSP, Universitas Internasional Batam Emai korespondensil: dony.1426@yahoo.com
Kata kunci : Konten Format artikel ( 3 - 5 kata) Konstruksi  bangunan  di  Indonesia  pada  umumnya  menggunakan  beton.  Beton  yang digunakan  untuk  struktur  bangunan  seperti  balok  umumnya  menggunakan  beton bertulang. Sangat jarang dilihat penggunaan beton prategang untuk struktur bangunan seperti balok terutama di kota Batam. Penelitian ini memiliki tujuan untuk menganalisa perbandingan  antara  struktur  balok  dengan  beton  bertulang  yang  sudah  terpasang (existing) dan beton prategang pada proyek sekolah Kaliban (Kaliban School). Tahapan dalam  penelitian  ini  meliputi  Perencanaan  balok  beton  prategang  dan  analisa perbandingan.  Perencanaan  balok  beton  prategang  dirancang  mejadi  balok  beton prategang  komposit  dengan  menggunakan  metode  pra-tarik  (pre-tension)  dengan sistem  penegangan  penuh  (fully  prestressed)  serta  dicor  bersama  pelat  lantai  dan ditumpu selama masa pengecoran. Analisa perbandingan yang dilakukan penulis dalam penelitian ini merupakan perbandingan material yang akan digunakan pada balok beton bertulang  dan  balok  beton  prategang.    Hasil  perencanaan  struktur  beton  prategang mendapatkan dimensi balok sebesar 200×400 dengan jumlah tendon berdiameter 12,7 mm sebanyak 4 buah dipasang 125 mm dari  bawah balok. Hasil analisa perbandingan harga  material  total  antara  balok  beton  prategang  yang  memiliki  dimensi  200×400 dengan balok beton bertulang existing yang memiliki dimensi 200×500 yaitu balok beton prategang  memiliki  harga  24,28%  lebih  murah  dibandingkan  dengan  balok  beton bertulang. ARTICLE INFO ABSTRACT , Beton Prategang , Beton Bertulang , Pratarik Building  construction  in  Indonesia  generally  uses  concrete.  The  concrete  used  for building structures, such as beams, generally utilizes reinforced concrete. It is very rare to see the use of prestressed concrete for building structures such as beams, especially in Batam City. This study aims to analyze the comparison between the beam structure with reinforced concrete that has been existing and prestressed concrete in the Kaliban School project.  The  stages  in  this  research  included  prestressed  concrete  beam  design  and comparative  analysis.  The  design  of  prestressed  concrete  beams  was  planned  to  be composite  prestressed  concrete  blocks  using  the  pre-tension  method  with  a  fully prestressed  system,  and  was  cast  with  the  floor  slabs  and  also  supported  during  the casting  period.  Comparative  analysis  conducted  by  the  researcher  of  this  study  was  a comparison of the materials used in reinforced concrete beams and prestressed concrete beams.  The  results  of  the  prestressed  concrete  structure  design  obtained  a  beam dimension of 200 × 400 with a diameter of 12.7 mm, in which 4 pieces were installed 125 mm below the beam. The results of the comparison analysis of the total material prices between  prestressed  concrete  beams  with  dimensions  of  200  ×  400  and  existing reinforced  concrete  beams  with  dimensions  of  200  ×  500  showed  that  prestressed concrete beams were 24.28% cheaper than reinforced concrete beams.
INFO ARTIKEL

## ABSTRAK
Keywords: Balok

## 1. Pendahuluan
Indonesia memiliki banyak ragam jenis konstruksi bangunan. Seperti bangunan untuk industri atau pabrik,  perkantoran,  gedung  olahraga,  toko,  hotel  rumah  tinggal,  gedung  sekolah,  rumah  sakit  dan banyak  lagi.  Seluruh  bangunan  tersebut  pada  dasarnya  mempunyai  komponen  struktur  utama  yang terdiri dari balok, kolom, pelat dan pondasi. Sebab itu, faktor utama yang sangat diperhatikan adalah perencanaan  strukturnya.  Selain  itu  konstruksi  bangunan  umumnya  menggunakan  material  beton bertulang untuk komponen struktur utamanya, terutama, pada struktur balok. Balok yang digunakan dapat berupa balok sederhana ataupun balok menerus.[1] Di Indonesia, penggunaan beton prategang sangat  jarang  terlihat,  terutama  pada  bangunan  sekolah.  Secara  umum  material  beton  bertulang merupakan  yang  terbanyak  dipakai  dalam  bangunan.  Padahal,  melihat  kemajuan  dunia  sekarang, material beton prategang merupakan hal sangat umum. Kemjuan beton prategang sudah sangat maju.
Salah satu contoh pada proyek pembangunan sekolah di Batam yaitu Kaliban School yang dilakukan oleh  PT  Kaliban  Bangun  Prakarsa.  Struktur  balok  bangunan  dalam  proyek  tersebut  dengan  bentang yang  panjang  di  rencanakan  menggunakan  beton  bertulang,  sehingga  menghasilkan  kebutuhan tulangan dan dimensi balok yang besar. Berdasarkan contoh proyek pembangunan Kaliban School ini, penulis memiliki rancangan untuk mendesain balok beton prategang dengan menggunakan metode pre- tension dan sistem penegangan penuh (fully prestressed) serta pada saat pengecoran struktur pelat lantai pada bangunan ditumpu secara penuh. Sehingga penulis dapat melihat perbandingan penggunaan balok dengan sistem beton prategang dan balok dengan sistem beton bertulang.

## 2. Tinjauan Pustaka
Beton memiliki sifat yang sangat kuat terhadap tekan, namu sangat udah rusak atau patah terhadap beban tarik.[2] Baja tulangan memiliki sifat atau kekuatan yang mampu menahan beban tarik maupun beban  tekan  yang  sama  kuat.  Baja  tulangan  memiiki  harga  yang  tinggi  atau  mahal,  sehingga  baja tulangan  direncanakan  penggunaannya  terhadap  beban  tarik  dan  dihindari  penggunaan  terhadap beban  tekan.  Beton  dan  baja  tulangan  dapat  dipadukan  menjadi  satu  kesatuan  sehingga  terjadi  aksi komposit yang menghasilkan bahan baru yang kita kenal dengan beton bertulang. Beton bertulang dari hasil komposit ini memiliki sifat yang sama dengan bahan dasar penyusunnya yang mampu menahan beban tekan maupun beban tarik. Beban tekan yang bekerja ditahan oleh beton dan beban tarik yang bekerja ditahan oleh baja tulangan.
Beton prategang merupakan beton yang menghilangkan tegangan tarik akibat beban yang bekerja dengan batas tertentu dengan cara diberikan tegangan tekan internal.[5]
Perbedaan utama antara beton bertulang dan beton prategang yaitu:
1. Beton bertulang : Beton  bertulang  memiliki  cara  kerja  dengan  mengkombinasikan  baja  tulangan  dengan  beton dimana  baja  tulangan  bekerja  menahan  gaya  tarik  dan  beton  bekerja  menahan  gaya  tekan. Dengan  penempatan  tulangan  yang  sesuai  dengan  kebutuhan  makan  beton  bertulang  dapat mampu menahan tegangan yang timbul akibat beban yang bekerja baik tegangan tekan maupun tegangan tarik.
2. Beton prategang : Beton prategang memiliki cara kerja dengan mengkombinasikan beton dan baja prategang mutu tinggi secara aktif, sedangkan beton bertulang memiliki kombianasi atau campuran yang pasif. Cara  aktif  dilakukan  dengan  cara  menarik  tulangan  baja  yang  kemudian  ditahan  oleh  beton. Karena pada saat belum ada beban yang bekerja beton dalam kondisi tertekan, tegangan tarik yang terjadi setelah beban bekerja dapat dikurangi dengan gaya tekan pada saat awal.

## 2.1 Sistem Pemberian Prategang
Menurut Andri Budiadi (2008), secara umum pemberian gaya prategang dibedakan menajdi dua jenis  yaitu  pemberian  gaya  prategang  dengan  sistem  pra-tarik  (pemberian  gaya  dilakukan  sebelum pengecoran) dan sistem pasca-tarik (pemberian gaya dilakukan setelah pengecoran). [2]

## 2.2 Kehilangan Gaya Prategang
Kehilangan  gaya  prategang  merupakan  adanya  pengurangan  nilai  gaya  prategang  yang  telah diberikan pada tendon akibat beberapa faktor sebagai berikut: [4]
Tabel 2.1 Kehilangan Gaya Prategang No Pratarik No Pascatarik 1 Perpendekan  elastis beton 1 Tidak  ada  kehilangan  akibat perpendekan elastis kalau semua kawat  ditarik  secara  bersamaan. Kalau kawat-kawat ditarik secara berurutan,  maka  akan  terdapat kehilangan prategang akibat perpendekan elastis beton. 2 Relaksasi  tegangan pada baja 2 Ralaksasi tegangan pada baja 3 Penyusutan beton 3 Penyusutan beton 4 Rangkak beton 4 Rangkak beton 5 Gesekan 6 Tergelincirnya angkur Sumber : buku Beton Prategang, N Krishna Raju

## 2.3 Tahapan Pembebanan pada Beton Prategang
Beton prategang terbagi dalam beberapa tahapan pembebanan. Setiap tahapan pembebanan harus di  periksa  kondisi  serat  yang  mengalami  tekan  maupun  tarik.  Pada  tahapan  itu  tentunya  berlaku tegangan izin yang sesuai dengan kondisi tendon serta beton.[5]
Pada beton prategang terdaoat dua tahapan pembeban yaitu:
a. Tahap transfer Pada metode pra-tarik setelah angkur dilepaskan dan gaya prategang ditransferkan ke beton maka tahap ini merupakan tahap transfer. Pada sistem pasca-tarik, tahap transfer terjadi pada saat beton telah cukup umur dan diberikan gaya prategang.
Beban  yang  terjadi  pada  saat  transfer  yaitu  beban  akibat  berat  sendiri  dan  belum  terjadinya kehilangan gaya pada saat transfer ini.
b. Tahap service
Pada  saat  beton  prategang  digunakan  pada  komponen  struktur,  ini  merupakan  tahap  layanan (service). Beban yang bekerja pada tahap ini merupakan beban yang bekerja pada penampang struktur seperti beban hidup, beban finishing, beban gempa, dan beban lainnya. Pada tahap ini kehilangan gaya prategang telah terjadi.
3. Metode Penelitian
Objek dalam penelitian ini adalah proyek konstruksi Kaliban School yang terletak di Belian, Batam. Fokus utama dalam penelitian ini adalah analisis dan desain stuktur balok beton prategang berbentuk persegi panjang yang kemudian dibandingkan dengan balok beton bertulang yang ada ( existing).
Data yang dipakai dalam penelitian ini yaitu:
1. Fungsi bangunan gedung sekolah
2. Jumlah lantai 5 lantai
3. Panjang balok 6m
4. Mutu beton K300 (25 MPa)
5. Mutu tulangan 240 – 390 MPa
6. Mutu tulangan baja prategang 1860 MPa
7. Posisi tendon dari bawah 125 mm
8. Modulus elastisitas baja 200000 MPa
9. Modulus elastisitas beton 23500 MPa
Analisa pembebanan pada struktur balok menggunakan peraturan SNI 1727 tahun 2013 dan PPIUG tahun 1983. Analisa struktur dan desain balok beton prategang berdasarkan peraturan SNI 2847 tahun 2013 dan buku Desain Praktis Beton Prategang karya Andri Budiadi. Perhitungan momen, gaya geser pada struktur menggunakan bantuan program ETABS dan perhitungan manual.
3.1 Diagram Alir Penelitian
Penelitian ini memiliki alur penelitain sebagai berikut:
Gambar 4.1 Diagram Alir Penelitian
4. Hasil dan Pembahasan
Balok prategang yang akan dirancang adalah balok prategang dengan sistem pratarik serta sistem penegangan fully  prestressed  dan  dicor  setempat  dengan  pelat  lantai  sehingga  menghasilkan  balok komposit.
4.1 Preliminary Design
Data yang digunakan untuk merancang struktur balok yaitu:
• Berat jenis beton 24 kN/m 3
• Jenis tulangan prategang seven wired strand
• Diameter tulangan prategag 12,7 mm
• Luas tulangan prategang 100 mm 2
• Dimensi balok beton bertulang 200x500 mm
• Dimensi balok beton prategang 200x400 mm

## 4.2 Analisa Pembebanan pada Struktur Balok
Pembebanan pada struktur balok terdiri dari beban mati dan beban hidup.
Gambar 4.1 Distribusi Beban pada Balok B2

## Sumber:Gambar Struktur Proyek Kaliban School
4.3 Analisa Beban Mati Beban akibat Berat Sendiri Balok (qd) : 0.2 × 0.4 × 24 = 1.92 kN/m Berat pelat lantai : 0.12 × 6 × 24 = 17.28 kN/m Berat Keramik t = 1 cm : 1 × 6 × 0.24 = 1.44 kN/m Berat Spesi t = 2 cm : 2 × 6 × 0.21 = 2.52 kN/m Berat Plafond : 6 × 0.18 = 1.08 kN/m Berat ME : 6 × 0.2 = 1.2 kN/m Total Beban Tambahan (qp) : 23.52 kN/m 4.4 Analisa Beban Hidup Beban Hidup (qL) : 1.92 × 6 = 11.52 kN/m 4.5 Analisa Momen Momen akibat berat sendiri (Md) : 1/8 × 1.92 × 62 = 8.64 kN.m Momen akibat beban tambahan (Mp) : 1/12 × 23.52 × 62   = 70.56 kN.m Momen akibat beban hidup (ML)  : 1/12 × 11.52 × 62   = 34.56 kN.m 4.6 Kombinasi
1.2 Md + 1.2 Mp + 1.6 ML = 10.368 + 84.67 + 55.30 = 150.34 kN.m
4.7 Data Penampang Balok dan Pelat Lantai
- Tinggi Balok (h)
: 400 mm
- Lebar Balok (b) : 200 mm - Tebal Pelat (t p ) : 120 mm - Luas Balok (A) : 80000 mm 2 - Panjang Balok (L)
: 6000 mm
- Jarak antar balok (L trave ) : 7000 mm
- Jarak dari titik pusat ke atas (y t ) : 200 mm
- Jarak dari titik pusat ke bawah (y b ) : 200 mm
- Momen tahan serat atas (w t )
: 5333333,33 mm 3
- Momen tahan serat bawah (w b ) : 5333333,33 mm 3 - Inersia penampang (I) : 1066666666,67 mm 4

## 4.8 Lebar Efektif Pelat Lantai
Perhitungan lebar efektif pelat lantai diambil nilai terkecil dari perhitungan dibawah ini:
- Be = 0.25 × L = 1500 mm
- Be = (16 × t p ) + b = 2120 mm
- Be = L trave = 7000 mm
Jadi dipilih nilai Be = 1500 mm
4.9 Data Penampang Komposit
- Luas penampang komposit (A c ) : 260000 mm 2
- Jarak dari titik pusat ke atas (y’ t ) : 140 mm
- Jarak dari titik pusat ke bawah (y’ b )  : 380 mm
- Inersia penampang komposit (I)
: 5026666666,67 mm 4 - Momen tahan serat atas (w’ t )
: 35904761,9 mm 3 - Momen tahan serat bawah (w’ b )
: 12338070,2 mm 3
4.10 Data Penampang Komposit
- Total kehilangan prategang (η) = 100% - 25% = 75% = 0.75
- Gaya prategang saat transfer P i :
P i = P e η
- Nilai eksentrisitas (e) = 75 mm
- Tegangan tarik total serat atas balok saat transfer (f t )
f t =- P i A + P i ×e w t - 1,4M d w t <σ tt =0 0=- P i 80000 + P i ×75 5333333,3 - 12,096×10 6 5333333,3 P i = 1451520 N
- Tegangan tekan total serat bawah balok saat transfer (f b )
f b =- P i A - P i ×e w b + 1,4M d w b <σ ct =0.6fc'
f b =- P i 80000 - P i ×75 5333333,3 + 12,096×10 6
5333333,3 <σ ct =15
15=- P i 80000 - P i ×75 5333333,3 + 12,096×10 6 5333333,3 P i = 650089,412 N
- Tegangan tekan total serat atas balok pada saat servis (f’ t )
f' t = − P e A×η + P e ×e w t ×η − 1,2M d w t − 1,2M p ×(y' t -t p ) I c − 1.6M L ×(y' t -t p ) I c <σ cs =15
15=- P e 80000×0,75 + P e ×125 5333333,3×0,75 - 10.368×10 6 5333333,3 - 84,67×10 6 ×20 5026666666,67 - 55.3×10 6 ×20 5026666666,67
P i = 14934102,92 N
- Tegangan tarik total serat bawah balok pada saat servis (f’ b )
f' b = − P e A×η − P e ×e w b ×η + 1,2M d w b + 1,2M p w' b + 1,6M L w' b < σ ts = 0 0=- P e 80000×0,75 - P e ×125 5333333,3×0,75 + 10.368×10 6
5333333,3 + 84,67×10 6 13228070,18 + 55.3×10 6 13228070,18
P i = 628712,67 N
Dipilih nilai P i terkecil yaitu 628712,67 N
4.11 Perhitungan Jumlah Tulangan/Kabel Prategang
- Gaya prategang awal P i = 628712,67 N
- Nilai tegangan leleh (f py ): f py = 0,85 × f pu = 1581 MPa
- Luas tulangan yang diperlukan (A p-perlu ) :
A p-perlu = P i f py = 628712,67 1581 =397,67 mm 2
- Luas tulangan tunggal (A p-tunggal ) : A p-tunggal = 100 mm 2
- Banyak kabel yang diperlukan (n p ) :
n p = A p-perlu A p-tunggal = 397,67
100 =3,9767 ≈ 4 buah
- Gaya prategang awal maksimum (P i-maks ) : P i-maks = f py ×A p-terpasang = 1581×4×100 = 632400 N
4.12 Kontrol Tegangan
- Gaya prategang awal (P i ): 632400 N
- Gaya prategang efektif (P e ): P e = η × P i = 0,75 × 632400 = 474300 N
- Tegangan tarik pada serat atas balok saat transfer
f t =- P i A + P i ×e w t - 1,4M d w t < σ tt = 0
f t =-7,91+8,89-2,27 < σ tt = 0 f t =-1,28 < σ tt = 0 - Tegangan tekan pada serat bawah bawah saat transfer
f b =- P i A - P i ×e w b + 1,4M d w b <σ ct = 0.6fc'
f b =-7,91-8,89+2,27 < σ ct = 15 f b =-14,53 < σ ct = 15
- Tegangan tekan pada serat atas balok saat servis
f t =- P e A + P e ×e w t - 1,2M d w t - 1,2M p ×(y' t -t p ) I c - 1.6M L ×(y' t -t p ) I c <σ cs =15
f t =-5,93+6,68-1,94-0,34-0,22 < σ cs = 15 f t =-1,57  < σ cs = 15
- Tegangan tarik pada serat bawah balok saat servis
f t =- P e A×η - P e ×e w b ×η + 1,2M d w b + 1,2M p w' b + 1,6M L w' b <σ ts =0
f t =-5,93-6,68+1,94+6,40+4,18 < σ ts = 0 f t =-0,26 < σ ts = 0
- Tegangan tekan pada serat atas pelat saat servis
f t = − 1,2M p w' t − 1,6M L w' t < σ cs =15
f t =-2,36- 1.54<σ cs =15 f t =-3,90 <σ cs =15
- Tegangan tekan pada serat bawah pelat saat servis
f t =- 1,2M p ×(y' t -t p ) I c - 1.6M L ×(y' t -t p ) I c <σ cs =15
f t =-0,34-0,22 < σ cs = 15 f t =-0,56 < σ cs = 15
Gambar 4.2 Diagram Tegangan

## Sumber:Gambar Autocad
4.13 Kontrol Kapasitas Penampang
- Nilai tegangan leleh (f py ) : f py = 0,85 f pu , sehingga γ p = 0,4 - Mutu beton (f c ’) :
f c ’ = 25 MPa - β 1 = 0,85
- Rasio penulangan pratekan (ρ p ) :
ρ p = A p-terpasang Be×d p = 400 1500×395 =0,000675
Karena tulangan non prategang tidak di perhitungkan untuk menahan beban yang bekerja maka, w = 0 dan w ’ = 0
- Tegangan yang bekerja pada tendon saat penampang mencapai kuat nominalnya (f ps ):
f ps =f pu [1- γ p β 1 {ρ p f pu f c ' }] =1860 [1- 0,4 0,85 {0,000675 1860
25 }] =1816,04 MPa
- Tinggi blok tegangan tekan (a):
a = A p-terpasang ×f ps 0,85×f c '×Be = 400×1816,04
0,85×25×1500 =22,79 mm < t = 120 mm
- Momen nominal yang dapat dipikul oleh penampang (Mn):
Mn =A p-terpasang ×f ps (d p - a 2 ) =400×1816,04× (395- 22,79 2 )
Mn =278565367,07 N.mm
- Momen maksimum yang dapat dipikul oleh penampang (Mu): Mu = ϕ Mn = 0,8 × 278565367,07 = 222925093,66 N.mm
- Momen aktual yang harus dipikul oleh penampang (M aktual ): M aktual = 1.2Md + 1.2Mp + 1.6ML = 150336000 N.mm < Mu (aman)
4.14 Perhitungan Tulangan Geser
a. Geser Web
- Tegangan leleh tulangan geser (fy) : 240 MPa
- Tinggi efektif penampang (d) : 362 mm
- Gaya geser maksimum (V u ): 76,896 kN
- Momen maksimum (Mu) : 150,336 kN.m
- Kuat geser beton (V c ) :
V c = ( √f c ' 20 + 5×V u ×d Mu ) ×b×d= ( √25 20 + 5×76,896×10 3 ×362 150,336×10 6 ) ×200×362
V c =85128,253 N
- Kuat geser beton minimum (V c min ) :
V c min = √f c '×b×d 6 = √25×200×362 6 =60333,33 N
- Kuat geser beton maksimum (V c maks ):
V c maks =0,4×√f c '×b×d=0,4×√25×200×362=144800 N
- Kuat geser sengkang (V s ):
Dipilih nilai V c = 85128,253 N
V s = V u ∅ -V c = 76,896×10 3
0,75
- 85128,253= 17399,747 N
- Luas tulangan sengkang terpasang dengan besi D8 (A):
A v = π×D 2 ×2 4 = π×8 2 ×2 4 = 100,53 mm 2
- Jarak sengkang (s):
s = A v ×f y ×d V s = 100,53×240×362 17399,747 = 501,964 mm
s = 0,75×h = 0.75 × 400 = 300 mm s = 600 mm
dipilih nilai s terkecil = 300 mm dipakai nilai s = 300 mm
- Luas tulangan geser minimum (A v min ):
A v = 75×√f c '×b×s 1200×f y = 75×√25×200×300 1200×240 = 78,125 mm 2 A v = b×s 3×f y = 200×300 3×240 = 83,33 mm 2
Jadi luas tulangan geser minimum A v = 78,125 < luas tulangan geser terpasang di daerah tumpuan ∅ 8 – 300 (A = 100,53 mm 2 )
b. Geser Lentur
- Tegangan leleh tulangan geser (fy) : 240 MPa
- Tinggi efektif penampang (d) : 362 mm
- Gaya geser maksimum lapangan (V u ): 55,944 kN
- Momen maksimum (Mu) : 150,336 kN.m
- Momen akibat berat sendiri (Md):
Md = bs×L×L×0,25 2 - bs×(L×0,25) 2 2 = 2.304×6×6×0,25
2 - 2.304×(6×0,25) 2 2
Md= 7,776 kN.m
- Tegangan akibat gaya prategang efektif (f pe ):
f pe = P e A + P e ×e w = 474300 80000 + 474300×75
5333333,33 =16,8 MPa
- Tegangan akibat berat sendiri (f d ):
f d = M d W = 7,776×10 6
5333333,33 =1,458 MPa
- Gaya geser akibat beban mati (V d ):
V d = bs×L - bs×0,25×L = 2.304×6 – 2,304×1,5 = 3,456 kN
- Momen retak (M cr ):
M cr = I y t ( √f c ' 2 +f pe -f d ) = 1066666666,67 200 ( √25 2 +16,8-1,458) ×10 -6
M cr =95,15733333 kN.m - Kuat geser lentur (V ci ):
M maks V i = (L×L×0,25)-(0,25L) 2 L-(0,5L) = (6×6×0,25)-(0,25×6) 2 6-3 = 3,375 V i M maks = 1 3,375 = 0,296 V ci =0,05×b×d×√f c '+V d + V i M maks ×M cr
V ci =(0,05×200×362×10 -3 )+3,456+(0,296×95,15733333)=35,24 kN
- Kuat geser lentur minimum (V ci min ):
V ci min = b×d×√f c ' 7 = 200×362×√25 7 =51714,286 N = 51,714 kN
Karena nilai V ci < V ci min maka nilai V ci = 51,714 kN - Kuat geser sengkang (V s ):
V s = V u ∅ -V ci = 55,944×10 3
0,75
-51714,286= 22877,714 N
- Luas tulangan sengkang terpasang dengan besi D8 (A):
A v = π×D 2 ×2 4 = π×8 2 ×2 4 = 100,53 mm 2
- Jarak sengkang (s):
s = A v ×f y ×d V s = 100,53×240×362 22877,714 = 381,77 mm
s = 0,75×h = 0.75 × 400 = 300 mm s = 600 mm
dipilih nilai s terkecil = 300 mm dipakai nilai s = 300 mm
- Luas tulangan geser minimum (A v min ):
A v = 75×√f c '×b×s 1200×f y = 75×√25×200×300 1200×240 = 78,125 mm 2 A v = b×s 3×f y = 200×300 3×240 = 83,33 mm 2
Jadi luas tulangan geser minimum A v = 78,125 < luas tulangan geser terpasang di daerah lapangan ∅ 8 – 300 (A = 100,53 mm 2 )
c. Geser horizontal di daerah tumpuan
- Tegangan leleh tulangan geser (fy) : 240 MPa
- Tinggi efektif penampang (d) : 482 mm
- Gaya geser maksimum (V u ): 76,896 kN
- Tegangan geser horizontal (τ) :
τ = V u ∅×b×d = 76,896×10 3
0.75×200×482 = 1,064
- Untuk shear connector dipasang besi D8 (A):
A s = π×D 2 ×2 4 = π×8 2 ×2 4 = 100,53 mm 2
- Jarak shear connector yang diperlukan (s):
s = f y ×A s b×τ = 240×100,53 200×1,064 = 94,52 mm
Jadi digunakan shear connector: 2D8 – 90
d. Geser horizontal di daerah lapangan
- Tegangan leleh tulangan geser (fy) : 240 MPa
- Tinggi efektif penampang (d) : 482 mm
- Gaya geser maksimum (V u ): 55,944 kN
- Tegangan geser horizontal (τ) :
τ = V u ∅×b×d = 55,944×10 3 0.75×200×482 = 0,774
- Untuk shear connector dipasang besi D8 (A):
A s = π×D 2 ×2 4 = π×8 2 ×2 4 = 100,53 mm 2
- Jarak shear connector yang diperlukan (s):
s = f y ×A s b×τ = 240×100,53 200×0,774 = 129,92 mm
jadi digunakan shear connector: 2D8 – 120 Tulangan sengkang di daerah tumpuan : 2D8 – 90 Tulangan sengkang di daerah lapangan : 2D8 – 120

## 4.15 Hasil Perancangan Balok Beton Prategang
Gambar 4.3 Detail Balok Prategang B2
Sumber:Gambar Autocad
Gambar 4.4 Detail Balok Bertulang B2

## Sumber:Gambar Autocad

## 4.16 Analisa Perbandingan Beton Bertulang dan Beton Prategang
Perbandingan yang ditinjau dari balok beton bertulang dengan balok beton prategang adalah perbandingan harga material yang digunakan. Analisa perbandingan di tampilkan pada tabel dibawah ini.
Tabel 4.1 Perbandingan Harga Material antara Beton Bertulang dan Beton Prategang No Deskripsi Volume Harga satuan Rp Total Harga Rp Beton Bertulang 1 Tulangan Longitudinal D16 (Kg) 75,76 7.400 560.624 2 Tulangan Longitudinal D13 (Kg) 12,503 7.400 92.522 3 Tulangan Sengkang D8 (Kg) 20,52 7.800 160.056 4 Beton K-300 (m3) 0,6 980.000 588.000 Total 1.401.202 Beton Prategang 1 Tulangan Longitudinal D16 (Kg) 37,88 7.400 280.312 2 Tulangan Sengkang D8 (Kg) 18,04 7.800 140.712 3 Beton K-300 (m3) 0,48 980.000 470.400 4 Tulangan Tendon (Kg) 18,84 9.000 169.500 Total 1.060.984 Sumber : Data Analisa
Analisa perbandingan harga total material antara balok beton prategang dengan balok beton bertulang :
%harga = total harga beton bertulang-total harga beton prategang
total harga beton bertulang %harga = 1401202-1060984
1401202
=24,28%
Analisa perbandingan kebutuhan tulangan longitudinal (T M ) antara balok beton prategang dengan balok beton bertulang :
%T M = volume tulangan beton bertulang-volume tulangan beton prategang volume tulangan beton bertulang
%T M = (75,76+12,503)-(37,88+18,84 ) (75,76+12,503)
=35,74%
Analisa perbandingan kebutuhan tulangan sengkang (T V ) antara balok beton prategang dengan balok beton bertulang :
%T v = volume tulangan beton bertulang-volume tulangan beton prategang volume tulangan beton bertulang
%T M = 20,52-18,04
20,52 =12,09%
Analisa perbandingan kebutuhan beton antara balok beton prategang dengan balok beton bertulang :
%beton = volume beton bertulang-volume beton prategang
volume beton bertulang
%beton = 0,6-0,48
0,6 = 20%
Analisa perbandingan luas penampang antara balok beton prategang dengan balok beton bertulang :
%luas = luas beton bertulang-luas beton prategang
luas beton bertulang
%luas = (200×500)-(200×400)
(200×500) =20%
5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa dari penelitian ini ditarik kesimpulan yaitu:
1. Dimensi balok beton prategang yang digunakan untuk balok B2 dengan panjang 6m yaitu berukuran 200×400 dimana balok beton prategang memiliki penampang 20% lebih kecil dibandingkan dengan balok beton bertulang dengan ukuran 200×500
2. Tulangan longitudinal yang digunakan pada balok B2 beton prategang sebanyak 4D10 dan jumlah tendon sebanyak 4 tendon dengan luas sebesar 400mm 2 yang terletak dengan jarak 125 mm dari bawah  balok  serta  memiliki  tulangan  sengkang  daerah  tumpuan  D8-90  dan  tulangan  sengkang daerah lapangan D8-120.
3. Dari hasil analisa secara keseluruhan balok B2 beton prategang memiliki harga 24,28% lebih murah dibandingkan dengan balok B2 beton bertulang.
5.2 Saran Untuk penelitian lebih lanjut, penulis memiliki saran sebagai berikut:
1. Perhitungan balok beton prategang kedepannya dapat dilakukan dengan metode pasca tarik ( post tension) dan menggunakan sistem penegangan sebagian (partial prestressed).
2. Analisa lebih lanjut dapat dilakukan analisa terhadap waktu pengerjaan antara balok beton bertulang dengan balok beton prategang.
3. Tidak  harus  menggunakan  bentuk  penampang  persegi,  untuk  penelitian  selanjutnya  balok  beton prategang dapat didesain atau dirancang dengan bentuk I, T, atau T terbalik.

## Daftar Pustaka
[1] Kojongian, A. M., Dapas, S. O., & Wallah, S. E. (2018a). Desain Struktur Balok Beton Prategang Untuk Bangunan Industri. JURNAL SIPIL STATIK.
[2] Asroni,  A.  (2017).  Teori  dan  Desain  Balok  Plat  Beton  Bertulang.  In Surakarta:  Program  Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
[3] Budiadi, A. (2008). Desain Praktis Beton Prategang. Yogyakarta: Andri.2008.
[4] Raju, N. Krishna (1988). Beton Prategang. Edisi II, Erlangga 1988.
[5] Soetoyo, Ir. (2002). Konstruksi Beton Pratekan. Surabaya, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Institut Teknologi Sepuluh November.