beban wanagama

ANALISIS BEBAN JEMBATAN

JEMBATAN : WANAGAMA GUNUNG KIDUL D.I. D.I. YOGYAKARTA

[C]MNI-2008

DATA JEMBATAN A. SISTEM STRUKTUR 35000 5000

1

5000

5000

2

3

5000

16

4

5000

15

350 350 450 650

14

11

19

20

5000

5

7

13 21

10

18

8

5000

6

550

22

9

17 23

PARAMETER Klasifikasi Jembatan Tipe Jembatan Beban jembatan Panjang bentang jembatan Tebal plat lantai jembatan Tebal plat dinding Tebal plat lengkung Tebal plat dinding abutment Tebal wing wall

KETERANGAN Klas I Bina Marga Plat beton portal lengkung BM100 35.00 m 0.40 m 0.45 m 0.50 m 0.65 m 0.40 m

1. Struktur Atas (Upper Structure)

Terdiri atas : Slab lantai kendaraan, yang yang menjadi kesatuan monolit monolit dengan dinding dan plat lengkung yang membentuk portal beton plat lengkung. 2. Struktur bawah (Sub Structure)

Terdiri atas poer beton dengan fondasi sumuran.

C[2008]MNI-EC : Beban Jembatan

22

3. Dimensi Jembatan

b b2

b1 tiang railing trotoar ha

ht ho

b2

aspal

slab

h1

dinding Potongan Slab lantai kendaraan

h = 0.40 m ta = 0.10 m th = 0.05 m L = 5.00 m b1 = 4.00 m b2 = 0.50 m L = 35.00 m b = 5.00 m

Tebal slab lantai jembatan Tebal lapisan aspal + over-lay Tebal genangan air hujan Jarak antara dinding penyangga Lebar jalur lalu-lintas Lebar trotoar Panjang bentang jembatan Lebar total jembatan

4700

35000 5000 5000

5000

5000

4700

5000

5000

5000

5000 1000

350 350 450 4325

1799

666

729

2026 4873

8500 9900

8965 550

9800

10474

11200

1000 1400

900 800 5000

2509 1400

900 800 5000

Penampang memanjang rangka plat beton portal lengkung


23

4. Bahan Struktur K - 300

Mutu beton :

f c' = 0.83 * K / 10 = 24.90 MPa Ec = 4700 * √ f c' = 23453 MPa Angka poisson u = 0.2 Modulus geser G = Ec / [2*(1 + u)] = 9772 MPa ε = 1.0E-05 / ºC Koefisien muai panjang untuk beton, Kuat tekan beton Modulus elastik

Mutu baja :

Untuk baja tulangan dengan Ø > 12 mm : Tegangan leleh baja, f y = 390 Untuk baja tulangan dengan Ø ≤ 12 mm : Tegangan leleh baja, f y = 240 Specific Gravity

Berat beton bertulang Berat beton tidak bertulang Berat aspal Berat jenis air Berat timbunan tanah dipadatkan

wc = wc' = wa = ww = ws =

U - 39 MPa

U - 24 MPa kN/m 3 25.00 24.00 22.00 9.80 17.20

Parameter tanah dipadatkan Sudut gesek dalam, φ= ° 35 Kohesi, 0 C=

5. Metode Perhitungan Struktur

Perencanaan struktur jembatan yang ekonomis dan memenuhi segi keamanan serta rencana penggunaannya, merupakan suatu hal yang sangat penting. Oleh karena itu diperlukan Analisis Struktur yang akurat dengan metode analisis yang tepat guna mendapatkan hasil perencanaan yang optimal. Metode perencanaan struktur yang digunakan ada dua macam, yaitu : 1. Metode perencanaan ultimit dengan pemilihan faktor beban ultimit sesuai peraturan yang berlaku, yaitu : a. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerjaan Umum, Dirjen Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan. b. SNI-03-1725-1989 : Tatacara Perencanaan Pembebanan Jalan Raya c. SNI-03-2833-1992 : Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Jembatan Jalan Raya d. Pd. T-04-2004-B : Pedoman Perencanaan Beban Gempa Untuk Jembatan


24

e. Bridge Design Manual, 1992 (BDM-1992), Directorate General of Highways, Ministry of Public Works, Republic of Indonesia. 2. Metode perencanaan tegangan ijin dengan beban kerja. Perhitungan struktur jembatan rangka beton portal lengkung dilakukan dengan komputer berbasis elemen hingga ( finite element ) untuk berbagai kombinasi pembebanan yg meliputi berat sendiri, beban mati tambahan, beban lalu-lintas kendaraan (beban lajur, rem pedestrian), dan beban pengaruh lingkungan (temperatur, angin, gempa) dengan pemodelan struktur 3-D ( space-frame ). Metode analisis yang digunakan adalah analisis linier metode matriks kekakuan langsung ( direct stiffness matriks ) dengan deformasi struktur kecil dan material isotropic. Program komputer yang digunakan untuk analisis adalah SAP2000 V-11 . Dalam program tersebut berat sendiri struktur dihitung secara otomatis. 4700

35000 5000 5000

5000

5000

5000

350 450

1799

666

4325 8500 9900

8965 550

1000 1400

900 800 5000

1600

5000 4000

7000

4000

4000 5000 5000


25

I. ANALISIS BEBAN JEMBATAN 1. BERAT SENDIRI ( MS ) Faktor beban ultimit :

KMS =

1.3

Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiri elemen struktural dihitung secara otomatis oleh Program SAP2000. Berat sendiri elemen yang tidak termasuk elemen struktural dihitung sbb. 0.50 0.25 0.15

QMS SGP 3"

0.80

TEBAL 0.15 m

4

m 5 . 2

5

5m

0.30

1

0.25

2 3

0.35

5m


5m 35 m

5m

5m

5m

Berat beton bertulang, 3 wc = 25.0 kN/m

Berat sendiri Trotoar dan Railing untuk panjang, NO b h Shape (m) (m) 1 0.50 0.30 1 2 0.50 0.25 1 3 0.50 0.10 0.5 4 0.15 0.80 1 5 0.10 0.80 0.5 6 SGP 3" dengan berat/m = 0.63 Berat sendiri per meter panjang jembatan,

5m

L (m) 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00

L= Jumlah 2 2 2 2 2 4 Total :

QMS =

2.00 m Berat (kN) 15.00 12.50 2.50 12.00 4.00 5.04 51.040 25.520 kN/m

26

2. BEBAN MATI TAMBAHAN ( MA Faktor beban ultimit :

KMA =

2.0

Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan direncanakan mampu memikul beban mati tambahan sebagai berikut.

QMA b b2

b1 air hujan

b2

aspal m 5 . 2

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

35 m

NO

Jenis Beban

1 Lapisan aspal + overlay 2 Air hujan Beban mati tambahan,

Tebal (m) 0.10 0.05

Lebar (m) 4.00 5.00

w (kN/m 3) 22.00 9.80

QMA =

Beban (kN/m) 8.80 2.45 11.250 kN/m

3. BEBAN LAJUR "D" ( TD ) Faktor beban ultimit :

KTD =

2.0

Beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata ( Uniformly Distributed Load ), UDL dan beban garis ( Knife Edge Load ), KEL seperti terlihat pada gambar. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yang dibebani dan dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : kPa untuk L ≤ 30 m q = 8.0 q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30 m KEL mempunyai intensitas, p = 44.0 kN/m Faktor beban dinamis ( Dinamic Load Allowance ) untuk KEL diambil sebagai berikut : untuk L ≤ 50 m DLA = 0.4 untuk 50 < L < 90 m DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untuk L ≥ 90 m DLA = 0.3


27

b1 = Panjang bentang jembatan, L= Untuk L > 30 m : q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) = Beban merata (UDL) pada jembatan : QTD = q * b1 = Beban garis, p= Lebar jalur lalu-lintas,

Faktor beban dinamis untuk L ≤ 50 m : Beban garis (KEL) pada jembatan :

DLA =

4.00

m

35.00 7.429 29.71

m kPa kN/m

44.00 0.40

kN/m

PTD = ( 1 + DLA ) * p * b1 = 246.40 kN

PTD QTD

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

35 m

4. GAYA REM (TB) Faktor beban ultimit :

KTB =

2.0

Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dlm arah memanjang dan dianggap bekerja pd permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya rem arah meman jang jembatan tergantung panjang total jembatan (L t) sebagai berikut :


28

untuk Lt ≤ 80 m Gaya rem, FTB = 250 kN untuk 80 < L t < 180 m Gaya rem, FTB = 250 + 2.5*(Lt - 80) kN untuk Lt ≥ 180 m Gaya rem, FTB = 500 kN Untuk, maka, Lt = L = 35.00 m FTB = 250 kN Besarnya gaya rem, T = FTB / b1 = 62.5 kN Besarnya gaya rem dapat juga diperhitungkan sebesar 5% dari beban lajur "D" tanpa memperhitungkan faktor beban dinamis. Beban merata (UDL) pada jembatan : q = 7.429 kPa Beban garis (KEL) pada jembatan : p = 44.00 kN/m Besarnya gaya rem, T = 5% * ( q * L + p ) * b1 = 60.8 kN

T= n= TTB = T / n =

Diambil besarnya gaya rem pada jembatan, Jumlah joint, Gaya rem pada setiap joint,

62.5

kN

8 7.81

kN

Dalam analisis struktur ditinjau kombinasi dengan gaya rem pada arah positif maupun arah negatif seperti gambar berikut.

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

m 5 . 2

35 m

Gaya rem arah ke kanan (+)

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

TTB

2.5 m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

35 m

Gaya rem arah ke kiri (-)


29

5. BEBAN PEDESTRIAN (TP) KTP =

Faktor beban ultimit :

2.0

Jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata pada trotoar yang besarnya tergantung pada luas bidang trotoar yang didukungnya. A = luas bidang trotoar yang dibebani pejalan kaki (m2) Beban hidup merata q : Untuk A ≤ 10 m2 : q = 5 kPa Untuk 10 m2 < A ≤ 100 m2 : kPa q = 5 - 0.033 * ( A - 10 ) 2 Untuk A > 100 m : q = 2 kPa

QTP

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m 35 m

5m

5m

L= b2 = n= A = b2 * L * n = q= QTP = q * b2 * n =

Panjang bentang, Lebar trotoar, Jumlah trotoar, Luas bidang trotoar, Beban merata pada pedestrian,

5m

35.00 0.50

m m

2 35.00

m2

5 5.00

kPa kN/m

6. BEBAN TEKANAN TANAH (TA Faktor beban ultimit :

KTA =

1.25

Pada bagian tanah di belakang dinding abutment yang dibebani lalu-lintas, harus diperhitungkan adanya beban tambahan yg setara dengan tanah setebal 0.60 m yg berupa beban merata ekivalen beban kendaraan pada bagian tersebut. Tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah w s, sudut gesek dalam φ, dan kohesi c dengan :


30

ws' = ws φ' = tan-1 (KφR * tan φ ) c' = KcR * c

dengan faktor reduksi untuk φ', dengan faktor reduksi untuk c',

Ka = tan2 ( 45° - φ' / 2 )

Koefisien tekanan tanah aktif, Berat tanah, Sudut gesek dalam, Kohesi, Tinggi abutment,

ws = φ= H1 =

Lebar abutment,

b=

17.20

C= 8.50 m 4.00

35 0

KφR = Kc R =

0.7 1.0

kN/m3

° kPa H2 =

9.80

m

m

QTA0

QTA0

1 H 2 H

QTA1

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m 35 m

5m

5m

φ' = tan-1 (KφR * tan φ ) = 0.455733 rad Ka = tan2 ( 45° - φ' / 2 ) = 0.388773

QTA2

5m

=

26.112 °

Beban tekanan tanah pada abutment,

QTA0 = 0.60 * ws * Ka * b = 16.049 kN/m QTA1 = QTA0 + H1 * ws * Ka * b = 243.403 kN/m QTA2 = QTA0 + H2 * ws * Ka * b = 278.175 kN/m 7. PENGARUH SUSUT DAN RANGKAK (SR) Faktor Beban Ultimit :

KSR =

1.0

7.1. PENGARUH RANGKAK (CREEP)

εcr = ( f c / Ec) * kb * kc * kd * ke * ktn Regangan akibat creep, kb = koefisien yang tergantung pada pemakaian air semen (water cement ratio). Untuk beton normal dengan faktor air semen,


w=

0.5

31

Cement content = 3.5 Dari Kurva 6.1 (NAASRA Bridge Design Specification ) diperoleh : kb = 0.75 kc = koefisien yang tergantung pada kelembaban udara,

kN/m 3

untuk perhitungan diambil kondisi kering dengan kelembaban udara < 50 %. Dari Tabel 6.5 ( NAASRA Bridge Design Specification ) diperoleh : 3 kc = kd = koefisien yang tergantung pada derajat pengerasan beton saat dibebani dan pd. suhu rata-rata di sekelilingnya selama pengerasan beton. Karena grafik pada gambar 6.4 didasarkan pada temperatur 20 ° C, sedangkan temperatur rata-rata di Indonesia umumnya lebih dari 20° C, maka perlu ada koreksi waktu pengerasan beton sebagai berikut : Jumlah hari dimana pengerasan terjadi pada suhu rata-rata T, 28 hari t= Temperatur udara rata-rata, T = 27.5 °C Umur pengerasan beton terkoreksi saat dibebani : 35 hari t' = t * (T + 10) / 30 = Dari Kurva 6.4 (NAASRA Bridge Design Specification ) untuk semen normal tipeI diperoleh : kd = 0.938 ke = koefisien yang tergantung pada tebal teoritis (e m) Luas penampang plat lantai 0.35 m x 4 m : A= 1.40 Keliling penampang balok yang berhubungan dengan udara luar, K = 8.700 em = 2 * A / K = 0.322

m2 m m

Dari Kurva 6.2 (NAASRA Bridge Design Specification) diperoleh : ke = 0.65 ktn = koefisien yang tergantung pada waktu ( t ) dimana pengerasan terjadi dan tebal teoritis (em). em = 0.322 m Untuk, t= 28 hari Dari Kurva 6.4 (NAASRA Bridge Design Specification) untuk semen normal tipe I diperoleh : 0.2 ktn = Kuat tekan beton, f c' = 24.90 MPa Modulus elastik beton, Ec = 23452.95 MPa εcr = ( f c' / Ec ) * kb * kc * kd * ke * ktn = 0.00029 Regangan akibat creep,


32

7.2. PENGARUH SUSUT (SHRINKAGE)

εsu = εb * kb * ke * kp Regangan akibat susut, εb = regangan dasar susut ( basic shrinkage strain ). Untuk kondisi kering udara dengan kelembaban < 50 %, Dari Tabel 6.4 ( NAASRA Bridge Design Specification ) diperoleh :

εb = 0.00037 kb = koefisien yang tergantung pada pemakaian air semen ( water cement ratio ) untuk beton dengan faktor air semen,

w= Cement content =

0.5 3.5 kN/m3 Dari Kurva 6.1 (NAASRA Bridge Design Specification ) diperoleh :

kb = ke =

0.75 0.734 ke = koefisien yang tergantung pada tebal teoritis (e m) kp = koefisien yang tergantung pada luas tulangan baja memanjang non prategang. Presentase luas tulangan memanjang terhadap luas tampang balok rata-rata : p = 2.50% kp = 100 / (100 + 20 * p) = 0.995 εsu = εb * kb * ke * kp = 0.00020 7.3. PENGARUH SUSUT DAN RANGKAK

εSR = εsu + εcr = 0.00049

Regangan akibat susut dan rangkak,

ε

SR

ε

SR

ε

SR

ε

SR

ε

SR

ε

SR

ε

SR

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m 35 m

5m

5m

5m

Beban regangan akibat susut dan rangkak pada portal


33

8. PENGARUH TEMPERATUR (ET) Faktor beban ultimit :

KET =

1.2

Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan. °C Tmax = Temperatur maksimum rata-rata 40 °C Tmin = Temperatur minimum rata-rata 15 T = ( T max - Tmin ) / 2 Perbedaan temperatur pada lantai jembatan, Koefisien muai panjang untuk beton, Modulus elastis beton,

T = 12.5 α = 1.0E-05 / ºC Ec = 25000 MPa

ºC

Regangan pada beton akibat pengaruh temperatur,

ε = α * ∆T = 0.00013

∆T

∆T

∆T

∆T

∆T

∆T

∆T

5m

5m

5m

5m 35 m

5m

5m

5m

m 5 . 2

Beban akibat perbedaan temperatur pada portal

9. BEBAN ANGIN ( EW ) Faktor beban ultimit :

KEW =

1.2

Gaya akibat angin dihitung dengan rumus sebagai berikut : kN TEW = 0.0006*Cw*(Vw)2*Ab Cw = koefisien seret = 1.25 Vw = Kecepatan angin rencana = 35 2 Ab = luas bidang samping jembatan (m )

m/det

Gaya angin didistribusikan merata pada bidang samping setiap elemen struktur yang membentuk portal lengkung pd arah melintang jembatan. Lebar bidang kontak vertikal


34

untuk setiap elemen rangka samping struktur jembatan diambil yang terbesar. Beban angin pada rangka jembatan lengkung untuk, b= 0.6 m 2 TEW = 0.0006*Cw*(Vw) * b = 0.551 kN/m Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : Cw = kN/m dengan 1.2 TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2 2 = 1.764 kN/m TEW = 0.0012*Cw*(Vw)

TEW

h

h/2

QEW x

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2.00 m di atas lantai jembatan. h= 2.00 m Jarak antara roda kendaraan x= 1.75 m QEW = [ 1/2*h / x * TEW ] Transfer beban angin ke lantai jembatan, QEW = 1.008 kN/m

QEW TEW

TEW

TEW

TEW

TEW m 5 . 2

5m

5m

5m

5m 35 m

5m

5m

5m

Beban angin dan tranfer beban angin pada portal


35

10. BEBAN GEMPA ( EQ ) Faktor beban ultimit :

KEQ =

1.0

Analisis terhadap beban gempa dilakukan dengan dua metode, yaitu : 1) Metode Statik Ekivalent 2) Metode Dinamik Response Spectrum Dari hasil analisis dengan dua metode tersebut, diambil kondisi yang memberikan nilai gaya dan momen terbesar sebagai dasar perencanaan. 10.1. METODE STATIK EKIVALENT

Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :

TEQ = Kh * I * Wt Kh = C * S

dengan, TEQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN) Kh = Koefisien beban gempa horisontal

I = Faktor kepentingan W t = Berat total jembatan yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan = PMS + PMA kN C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas) dari struktur jembatan. Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :

T = 2 * π * √ [ WTP / ( g * KP ) ] W TP = berat sendiri struktur dan beban mati tambahan (kN) g = percepatan grafitasi (= 9.81 m/det 2) KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m). Waktu getar struktur jembatan dihitung dengan komputer menggunakan Program SAP2000 dengan pemodelan struktur 3-D ( space frame ) yang memberikan respons berbagai ragam (mode ) getaran yang menunjukkan perilaku dan fleksibilitas sistem struktur. Hasil analisis menunjukkan bahwa struktur jembatan mempunyai waktu getar struktur yang berbeda pada arah memanjang dan melintang, sehingga beban gempa rencana statik ekivalen yang berbeda harus dihitung untuk masing-masing arah. Dari hasil analisis diperoleh waktu getar struktur sebagai berikut :


36

Arah memanjang jembatan, T = 0.41512 detik (mode-1) Arah melintang jembatan, T = 0.28952 detik (mode-2) Umumnya perilaku elasto-plastis struktur terhadap beban gempa mengikuti mode-1, sehingga gempa pada arah x (memanjang) lebih menentukan dibanding arah y (melintang) pada jembatan plat portal lengkung. Gaya gempa arah memanjang maupun arah melintang jembatan didistribusikan secara otomatis dalam Program SAP2000. 10.1.1. KOEFISIEN GEMPA ARAH X (MEMANJANG JEMBATAN)

Waktu getar alami, T = 0.41512 detik Kondisi tanah dasar sedang (medium). Lokasi di wilayah gempa : Zone-3 maka, C = 0.18 Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis berupa beton bertulang dan bangunan atas menyatu dengan bangunan bawah, tetapi waktu getar strukturnya cukup pendek sehingga struktur hanya dapat berperilaku daktail terbatas (semi daktail), maka diambil faktor tipe bangunan, F = 1.25 - 0.025 * n dengan F ≥ 1.0 F = Faktor perangkaan, n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral. Sendi plastis terjadi pada tumpuan jepit, sehingga : 2 n= F = 1.25 - 0.025 * n = 1.20 1.2 S = 1.0 * F = Koefisien beban gempa horisontal, Kh = C * S = 0.216 Untuk jembatan yang memuat > 2000 kendaraan / hari, jembatan pada jalan raya utama atau arteri, dan jembatan dimana terdapat route alternatif, maka diambil faktor kepentingan, 1.0 I=

TEQ = Kh * I * Wt

TEQx = 0.216 * Wt

Gaya inersia gempa akibat berat sendiri elemen struktur (DEAD), berat sendiri elemen non struktur (MS), dan beban mati tambahan (MA), dihitung dan didistribusikan secara otomatis dalam Program SAP2000 v-11. Dalam hal ini berat beton diambil sesuai dengan ketentuan menurut Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 yaitu : 3 Berat beton bertulang, wc = 25.00 kN/m Koefisien gempa arah memanjang jembatan =


0.216

37

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

Beban gempa statik arah memanjang jembatan ke kanan (+)

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

TEQx

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

35 m

Beban gempa statik arah memanjang jembatan ke kiri (-) 10.1.2. KOEFISIEN GEMPA ARAH Y (MELINTANG JEMBATAN)

Waktu getar alami, T = 0.41512 detik Kondisi tanah dasar sedang (medium). Lokasi di wilayah gempa : Zone-3 maka, C = 0.18 Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis berupa beton bertulang dan struktur berperilaku daktail, maka jenis jembatan tergolong tipe A yaitu jembatan daktail (bangunan atas bersatu dengan bangunan bawah), sehingga nilai faktor tipe bangunan, F= n=

S = 1.0 * F Faktor perangkaan, F = 1.25 - 0.025 * n

dengan

F ≥ 1.0

jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral.


38

n= F = 1.25 - 0.025 * n = S = 1.0 * F = Kh = C * S =

Sendi plastis terjadi pada tumpuan jepit, sehingga :

Koefisien beban gempa horisontal,

2 1.20 1.20 0.216

Untuk jembatan yang memuat > 2000 kendaraan / hari, jembatan pada jalan raya utama atau arteri, dan jembatan dimana terdapat route alternatif, maka diambil faktor kepentingan, 1.0 I=

TEQ = Kh * I * Wt

TEQy

TEQy

TEQy

5m

5m

5m

TEQy = 0.216 * Wt

TEQy

TEQy

TEQy

TEQy

5m

5m

5m

5m

TEQ

m 5 . 2

35 m

Beban gempa statik arah melintang jembatan (+)

TEQy

TEQy

TEQy

TEQy

TEQy

TEQy

TEQy

TEQy

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

35 m

Beban gempa statik arah melintang jembatan (+)


39

10.2. METODE DINAMIK RESPONS SPECTRUM

Besarnya beban gempa ditentukan oleh percepatan gempa rencana dan massa total struktur. Massa total struktur terdiri dari berat sendiri struktur (MS) dan beban mati tambahan (MA). Percepatan gempa diambil dari data zone 3 Peta Wilayah Gempa menurut Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 seperti tabel berikut : Spectrum Gempa T ( detik ) 0.00 0.40 0.55 0.60 0.90 1.30 3.00 Faktor redaman struktur,

0.20

C

0.18 0.16 0.14

0.18 0.18 0.16 0.15 0.10 0.10 0.10

m u r 0.12 t c e 0.10 p s i a 0.08 l i N

0.06 0.04 0.02 0.00 0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

Waktu getar, T (detik)

Fr =

0.05

Analisis dinamik dilakukan dengan metode superposisi spectrum response dengan mengambil response maksimum dari 4 arah gempa, yaitu 0, 45, 90, dan 180 derajat. Digunakan number eigen, NE = 3 dengan mass partisipation factor ≥ 90 % dengan kombinasi dinamis ( CQC methode ). Karena hasil dari analisis spectrum response selalu bersifat positif (hasil akar), maka perlu faktor pengali +1 dan –1 untuk mengkombinasikan dengan response statik. Massa elemen struktur dihitung secara otomatis dalam Program SAP2000 v-11. Beban mati dan beban mati tambahan yang massanya tidak termasuk elemen struktur meliputi : Berat sendiri trotoar dan railing QMS = 25.520 kN/m Beban mati tamb. (aspal + overlay, air hujan) QMA = 11.25 kN/m Total beban mati dan beban mati tambahan, Q = 36.77 kN/m Panjang bentang jembatan, L = 35.00 m Total beban mati, W = Q * L = 1286.95 kN Percepatan grafitasi, g= 9.81 m/det2 Massa beban mati dan beban mati tambahan, m = W / g = 131.1876 kN/m/det 2


40

Jumlah joint pertemuan dinding dan slab lantai, Massa beban mati dan beban mati tambahan pd. joint,

n=

8

m = mx = my =

16.40

my mx

my mx

my mx

my mx

my mx

my mx

my mx

5m

5m

5m

5m 35 m

5m

5m

5m

kN/m/det 2

my mx

m 5 . 2

10.3. TEKANAN TANAH DINAMIS AKIBAT GEMPA

Beban gempa akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan koefisien tekanan tanah dinamis (K aG) sebagai berikut :

θ = tan-1 (Kh) KaG = cos2 ( φ' - θ ) / [ cos2 θ * { 1 + √ (sin φ' *sin (φ' - θ) ) / cos θ } ] KaG = KaG - Ka kN/m 2 Tekanan tanah dinamis, p = Hw * ws * KaG Koefisien beban gempa horisontal, Kh = 0.216 3 Berat tanah, ws = 17.20 kN/m φ= Sudut gesek dalam, 35 ° -1 R φ' = tan (Kφ * tan φ ) = 0.455733 rad Kohesi, Koefisien tek. tanah, Tinggi abutment, Lebar abutment,

C=

0 kPa Ka = tan ( 45° - φ' / 2 ) = 0.388773 H1 = H2 = 8.50 m 9.80 2

m

4.00 m θ = tan (Kh) = 0.21273 -1

b=

cos2 ( φ' - θ ) = 0.942104 cos2 θ*{ 1 + √ (sin φ' *sin (φ' - θ) )/cos θ } = 0.955424 KaG = cos2 ( φ' - θ ) / [ cos2 θ*{ 1 + √ (sin φ' *sin (φ' - θ) )/cos θ } ] = 0.986058 KaG = KaG - Ka = 0.597286


41

Beban gempa lateral akibat tekanan tanah dinamis,

QEQ1 = H1 * ws * KaG * b = 349.29 kN/m QEQ2 = H2 * ws * KaG * b = 402.71 kN/m QEQ1 1 H

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

Tekanan tanah dinamik gempa abutment kiri (+)

QEQ2

2 H

m 5 . 2

5m

5m

5m

5m

5m

5m

5m

Tekanan tanah dinamik gempa abutment kanan (-)


42

11. KOMBINASI BEBAN PADA KEADAAN ULTIMI Aksi / Beban

Faktor Beban

KOMBINASI 2 3

1

KMS KMA KSR KTA

1.30 2.00 1.00 1.25

1.30 2.00 1.00 1.25

1.30 2.00 1.00 1.25

KTD KTB KTP

2.00 2.00

1.00 1.00 2.00

1.00 1.00

KET KEW KEQ KEQ

1.00 1.00

1.00

1.00 1.20

4

A. Aksi Tetap

Berat Sendiri Beban Mati Tambahan Susut dan Rangkak Tekanan tanah

1.30 2.00 1.00

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" Gaya Rem Beban Pedestrian (Trotoar) C. Aksi Lingkungan

Pengaruh Temperatur Beban Angin Beban Gempa Statik / Dinamik Tekanan Tanah Dinamik Gempa

1.00 1.00

12. KOMBINASI BEBAN KERJA Aksi / Beban

Faktor Beban

KOMBINASI 2 3

1

KMS KMA KSR KTA

1.00 1.00 1.00 1.00

1.00 1.00 1.00 1.00

1.00 1.00 1.00 1.00

KTD KTB KTP

1.00 1.00 1.00

1.00 1.00 1.00

1.00 1.00 1.00

4

A. Aksi Tetap

Berat Sendiri Beban Mati Tambahan Susut dan Rangkak Tekanan tanah

1.00 1.00 1.00

B. Aksi Transien

Beban Lajur "D" Gaya Rem Beban Pedestrian (Trotoar) C. Aksi Lingkungan

KET Pengaruh Temperatur KEW Beban Angin KEQ Beban Gempa Statik / Dinamik KEQ Tekanan Tanah Dinamik Gempa Kelebihan Tegangan yang diperbolehkan


1.00 1.00

0%

25%

40%

1.00 1.00 50%

43

beban wanagama

Recommend Documents