TUGAS
2
ANALISA PERENCANAAN JEMBATAN KOMPOSIT DENGAN ANALISA PLASTIS
Profil Baja Pipa Galvanis 2 Ø 2,5" 0.50
1.00
Ø 14 - 200 mm
Center Line 1,5%
0.60
1.25
DETAIL A
Ø 14 - 150 mm
Aspal t = 5 cm
0.90 0.95
1,5%
1.25
1.25
1.25
1.25
1.25
0.60
3.75 7.50
POTONGAN MELINTANG
PERENCANAAN JEMBATAN KOMPOSIT Skala 1 : 150
Data Perencanaan : Jembatan Kelas I Bentangan Jembatan Lebar Jembatan Lebar Trotoar Jarak Gelegar (S) Tebal Aspal Tebal Lantai Pipa Reling/Sandaran Pipa Saluran Baja yang digunakan Fe. 360 (Tegangan Ultimed) Beton yang digunakan K.225 Berat Jenis Beton Bertulang Berat Jenis Beton Berat Jenis Air Hujan Berat Jenis Aspal Rencana Gelegar Memanjang
H
t2 t1
B
= H B t1 t2 Fs G
= = = = = = = = σy = fc' = = = = =
25.00 7.50 1.00 1.25 0.05 0.20 2.50 4.00 240 25 2,400 2,000 1,000 2,200
m m m m m m Inchi Inchi MPa MPa Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3
Profile Flens Lebar Din 85 = = = = = =
850 300 19 36 372 292
mm mm mm mm cm2 Kg/m'
Ix Iy ix iy Wx Wy
= = = = = =
443890 16270 34.6 6.61 10440 1080
Cm4 Cm4 cm cm Cm3 Cm3
a
be 0.20
.
e
0.05 0.05
. S
λ
λ
Menentukan Lebar Efektif Balok Komposit e = 30 + = 30 + = 40 cm
5 10
+
5
0.017
~
e
S 125 2a 2a a
= = = = =
2a + 2a + 125 85 42.5
a/L =
42.5 cm = 42.5 cm = 25 m 2500 cm Harga λ, ditentukan dari tabel berikut ini :
e 40 40 cm cm
a/L
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
λ/a
1
0.89
0.78
0.68
0.58
0.5
0.05
berdasarkan tabel harga λ diatas didapat sebagai berikut : Untuk harga a/L = 0.05 ; Lihat tabel harga λ λ/a λ λ
= = =
1 a 42.50 cm
be 0.05 0.20 0.05
e
λ
. S
Jadi Lebar Efektif Balok Komposit Sebagai berikut : be = 2λ + e = 2 x 42.5 + 42.5 = 85 + 42.5 = 127.50 cm
◘ PEMBEBANAN Beban Mati (Dead Load)/(DL) Gelegar Memanjang Tengah Lantai = 0.20 Voute = 0.05
x x
1.275 0.4 + 2
x 0.3
2,400 x 2,400
= =
612.00 Kg/m' 42.00 Kg/m'
= = =
292.00 Kg/m' 87.60 Kg/m' 1033.6 Kg/m'
= =
51.68 Kg/m' 1085.3 Kg/m'
= =
588.00 Kg/m' 42.00 Kg/m'
= = =
292.00 Kg/m' 87.60 Kg/m' 1009.6 Kg/m'
qDL
= =
50.48 Kg/m' 1060.1 Kg/m'
qSDL
= = =
140.25 Kg/m' 25.50 Kg/m' 165.75 Kg/m'
Gelegar Memanjang (Profile Din 85) Diafragmanya 30%
Berat Baut
=
5%
x
1,034 qDL
Momen DL
Gaya Lintang DL
=
1/8
x
qDL
x
L2
= =
0.125 x 1085.3 x 84,787.50 Kg m
= = =
1/2 x qDL x L 0.5 x 1085.3 x 13,566.00 Kg
Gelegar Memanjang Tepi Lantai = Voute =
0.20 0.05
x x
1.225 0.4 + 2
x 0.3
25.00 2
25.00
2,400 x 2,400
Gelegar Memanjang (Profile Din 85) Diafragmanya 30%
Berat Baut
Momen DL
=
= = =
Gaya Lintang DL
= = =
5%
1/8
x
x
1009.6
qDL
x
L2
0.125 x 1060.1 x 82,818.75 Kg m 1/2 x qDL x 0.5 x 1060.1 13,251.00 Kg
25.00 2
L x
25.00
x x
2,200 1,000
Superimposed Dead Load/(SDL) Gelegar Memanjang Tengah Aspal = 0.05 Air Hujan = 0.02
x x
1.275 1.275
Momen SDL
=
Gaya Lintang SDL
1/8
x
qSDL
x
L2
= =
0.125 x 165.75 x 12,949.22 Kg m
= = =
1/2 x qSDL x L 0.5 x 165.75 x 2,071.88 Kg
Gelegar Memanjang Tepi Trotoar = Dinding Tepi = Tiang dan Relling
0.20 0.20
x x
1.00 0.55
x x
25.00 2
25.00
2,400 2,400 qSDL
Momen SDL
= = =
Gaya Lintang SDL
= = =
1/8
x
qSDL
x
480.00 264.00 50.00 794.00
L2
0.125 x 794.00 x 62,031.25 Kg m 1/2 x qDL x 0.5 x 794.0 9,925.00 Kg
= = = =
L x
25.00 2
25.00
beban Hidup (Live Load)/(LL) Gelegar Memanjang Tengah Beban Merata Bentangan L = 25 m (Standar Pembebanan Jembatan) q' = q x α x 2.75 = 2.2 x 1 x 2.75 = 1.00 t/m' =
Dimana; S
1
+
20 50 + 25
=
2.2 t/m'
Dimana ; α
=
1
=
1
1.25 1,000.00 Kg/m'
Beban Terpusat Beban garis / terpusat Dimana; P (Standar Pembebanan Jembatan) P' = P x α x S 2.75 = 12 x 1 x 1.25 2.75 = 5.45 t = 5,454.545 Kg Faktor Kejut k = 1 + 20 50 + L =
q
=
1.267
=
12 t Dimana ; α
Dimana ; L
=
25 m
Kg/m' Kg/m' Kg/m' Kg/m'
Momen LL
=
1/8
x q'
L2
+
1,000
x
=
0.125
=
25 x 1.267 121306.818 Kg m
Gaya Lintang LL
= = = =
x
x
1/4
25 2
1/2 x qLL x 0.5 x 1000.0 1.267 12,500.00 Kg + 15,954.55 Kg
Gelegar Memanjang Tepi Beban Merata Bentangan L = 25 m (Standar Pembebanan Jembatan) q' = q x 0.7 m = 500 x 0.7 m = 350 Kg/m'
x
P'
x
+
L x
0.25
+ 1/2 25.00
3454.55
Dimana;
L
q
x +
x
k
x
5454.545
PLL x 0.5
=
1
+ 50
Momen LL
=
1
=
1/8
= = Gaya Lintang LL
+
x
x
x
=
500
Kg/m2
Dimana ; L
=
=
1
25 m
L
20 50 + 25
x q'
0.125
20 +
5,454.545
Kg
Beban Terpusat Beban garis / terpusat Dimana; P = 12 t (Standar Pembebanan Jembatan) P' = P x α x 1/2 S Dimana ; α 2.75 = 12 x 1 x 0.63 2.75 = 2.727 t = 2,727.273 Kg Faktor Kejut k
k x
x
L2
350
=
+ x
1.267
1/4
x
25 2
P'
x
+
L
0.25
x
k
x
2727.273
x
25 x 1.267 48934.6591 Kg m = = = =
1/2 x qLL x 0.5 x 350.0 1.267 4,375.00 Kg + 6,102.27 Kg
L x
+ 1/2 25.00
1727.27
x + Kg
PLL x 0.5
k x
2,727.273
x
KETERANGAN ; Momen
◘
Gelegar Memanjang Tengah
MDL
=
84,787.500 Kg m
MSDL
=
12,949.219 Kg m
MLL
=
121,306.818 Kg m
+
219,043.537 Kg m Gelegar Memanjang Tepi
MDL
=
82,818.750 Kg m
MSDL
=
62,031.250 Kg m
MLL
=
48,934.659 Kg m
+
193,784.659 Kg m
Lintang
◘
Gelegar Memanjang Tengah
DDL
=
13,566.000 Kg
DSDL
=
2,071.875 Kg
DLL
=
15,954.545 Kg
+
31,592.420 Kg Gelegar Memanjang Tepi
DDL
=
13,251.000 Kg
DSDL
=
9,925.000 Kg
DLL
=
6,102.273 Kg
+
29,278.273 Kg
Dari hasil momen dan Lintang yang didapat maka untuk mendeasain jembatan kumposit diambil momen dan lintang yang terbesar yaitu Gelegar memanjang tengah dengan momen dan nilai lintang =
219,043.537 Kg m;
dan
31,592.420 Kg
◘ MENENTUKAN GARIS NETRAL DAN INERSIA KOMPOSIT σc
0.20 0.05
t2
a
yc
dc
dt
GARIS NETRAL
H
ys
t1
B
σs
dimana diketahui ; H B t1 t2 Fs G Fs Fb
= = = = = =
= 372 cm2 = b/n x 20 cm = ### / 20 x = 6 x 20 = ### cm2
850 300 19 36 372 292
mm mm mm mm cm2 Kg/m'
Ix Iy ix iy Wx Wy
443890 16270 34.6 6.61 10440 1080
Cm4 Cm4 cm cm Cm3 Cm3
Dimana;
n
dt
= = = =
1/2 x H + 1/2 x 20 + 0.5 x 85 + 0.5 x 20 42.5 + 10 + 5 57.5 cm
Statis Momen terhadap titik berat beton Fb x 0 + Fs x dt = Ft 0 + 372 x 57.5 dc
x = =
dc
=
dc 499.5 x 21390 499.5 42.823 cm
Ft
a
= = =
= = = =
=
= = = = = =
20
20
Fs + Fb 372 + 127.5 499.5 cm2
dc 5 + 1/2 x 42.823 5 + 10 42.823 - 15 27.823 cm
20
dc
5 +
5
yc
= = =
It
=
1/12 x
=
+ 20 25
b/n
x
20
0.083
x
6
x
=
57.177 4250
+
=
762084.82 cm4
AKIBAT n' = = = = Fb'
a + 5 27.823 + 52.823 cm
CREEP n x 20 x 20 x 60
1 1 3
ys
3
+ +
x
8000
+ ### x
443890
+
ψ 2
= b/n' x 20 cm = ### / 60 x = 2 x 20 = 43 cm2
Ft
dc'
=
a
= = = =
dc' 5 + 1/2 x 51.604 5 + 10 51.604 - 15 36.604 cm
yc'
= = =
a + 5 36.604 + 61.604 cm
It'
=
1/12 x
=
0.083
x
=
48.396 1416.7
+
20
2
x
ys'
3
+ Fb
x
8000
+
42.50 2 159780 + cm
4
x
ys
-
+
443890
42.50 2 +
372
x
= = =
dc' Fs
x Ft 372
Fs + 372 414.5
=
Fb' + cm2
2
42.5
dt x 57.5 414.5
=
51.604 cm
20
+ 20 25
b/n' x
42.823 2
a 27.823
80136
20
x =
618017.42
2
Dimana, Komposit ψ
Statis Momen terhadap titik berat beton Fb x 0 + Fs x dt = Ft dc'
=
85 85 57.177 cm + Ixs + Fs
+ Fb
42.50 2 233809 +
dc
= = =
443890
dc'
= = = 2
+ Ixs
60 x +
85 85 48.396 cm +
Fs
51.604 2
12930
a 36.604
x
ys'
-
+
443890
42.50 2 +
372
x
Tegangan Baja Maksimum yang terjadi σs
=
MLL 102 x ys' x 102 x + Wxs It' It 8,478,750.00 1294921.88 x 48.396 12,130,681.818 x + + 10440 618017.42 762084.82 812.14 + 101.4 + 910.1 1,823.676 Kg/cm2 σy = 182.368 MPa ≤ 240 MPa …………….Ok !
=
240
= = = =
SF
MDL
x
102
MPa =
MSDL
+
x
ys 57.177
1.316
182.37 MPa Tegangan Beton Maksimum yang terjadi σc
= = = =
SF
MSDL
x
102 x yc' It' x n' 1294921.88 x 61.604 618017.42 x 60 2.151 + 42.041 44.192 Kg/cm2
=
4.419
MPa ≤
=
25
MPa =
4.419
fc'
MLL
x 102 x yc It x n' 12,130,681.818 x 52.823 762084.82 x 20
+ +
=
MPa …………….Ok !
25
5.66
MPa
Cek Lendutan Yang kita gunakan hanya beban hidup pada gelegar tengah untuk menentukan besar lendutan P' = 5454.55 Kg L = 2,500.00 cm Es = 2.1 x 106 Kg/cm2 q' = 10.0 Kg/cm' Lendutan yang terjadi
δ
=
δ
=
5 384
. q' . L4 Es . It
5
10.0
384
2.1 10
Kontrol :
=
762084.82
2500 500
δ
≤
4.288
≤
1 . P' . L3 Es. It 48 2.5004
6
Lendutan Izin L δ = 500
+
=
+
1
5454.545
48 2.1
10
6
2.5003 762084.82
5 cm
δ
5 …………….Ok !
Jadi Gelegar Memanjang Profile Lebar Din 85 aman untuk digunakan
=
4.288 cm
◘ PERENCANAAN SHEAR CONNECTOR (Penghubung Geser) Perencanaan Cannal Connector :
L t d
Profil Cannal Connector yang digunakan adalah Baja Profil Cannal C 14, dimana : t d ht b
b
=
6
;
Lebar Flens (cm)
ht
=
14
;
Tinggi Flens (cm)
t
=
1
;
Tebal Flens (cm)
d
=
7
;
Tebal Badan (cm)
L
=
15
;
Lebar Flens (cm)
σc
=
Tegangan beton K.225
σc
=
25 MPa =
Q
=
Kekuatan Cannal Connector (Kg)
250
Kg/cm2
Q = 20 [ t + 5/2 ] . L . √ σc Kekuatan Untuk 1 bh Cannal Connector adalah ; Q = 20 x t + 5/2 x L x = 20 x 1 + 2.5 x 15 x = 16602.0 Kg Digunakan 1Bh Cannal Shear Connector =
1
√σc250 √ x
16601.958
be d dc
=
16601.958
Kg
Statis Momen komposit (S) S = b x d x dc n = 127.5 x 20 x 42.823 20 = 5459.91 cm3
S'
= = =
b
x n' 127.5
d
x
dc'
x 20 x 60 6579.55 cm3
51.604
GAYA GESER (Longitudinal Shear) Besarnya gaya geser persatuan panjang bentangan jembatan q
= = =
0.5 x
DDL
+ DSDL x
DLL x It + 2,071.875 x 618017.42
It' 13566
0.5 x 206.822
S'
+
S 5459.9
+
15954.5455 x 6579.6 762084.82
Kg/cm
Jarak Stud Connector Q Total X = = q
16601.958 206.822
=
80.27
~
80.00 cm
Cek Jarak Shear Connector q
x
X
206.822
≤
Q
x
80
≤
16601.958
Kg
Kg
≤
16601.958
Kg
16545.791
0.80
…………….Ok !
0.80 0.14
0.85
Jumlah Cannal Connector n
=
L X
=
2,500.00 80
=
31.25
~
31.00
Buah
Jumlah Cannal Connector untuk 1 gelegar memanjang adalah
31.00 buah
◘ PERENCANAAN DIAFRAGMA (PENGAKU)
4.0 0
4.00 25.00
beban yang digunakan untuk menentukan dimensi diafragma : P = P1 + L1 4 x P2 x k 4 diaman : P = beban fiktif P1 = tekanan roda tengah / belakang (10 Ton) ---> Untuk Jembatan Kelas I P2 = tekanan roda depan (2,5 Ton) ---> Untuk Jembatan Kelas I L1 = jarak diafragma (Mak. 6 m) k = koefisen kejut P
=
10
+
4.00
-
4
x
2.5
x
1.267
4 = = = =
10 + 0.000 x 2.5 10.000 x 1.267 12.667 Ton 12666.6667 Kg
x
P
S=
Mmax
σ
= = = =
=
Wx
=
=
12666.6667 Kg
1.25 m
1/4 x P x S 0.25 x 12666.6667 x 1.25 3958.3 Kg m = 395833.333 Kg cm
Mmax
≤
σl
W
395833.333 Kg cm 240 MPA 164.93 cm3
=
Mmax σl
W
Wx
1.267
=
39583.333 MPA 240 MPA
berdasarkan tabel didapatkan profile yang akan digunakan sebagai berikut : direncanakan menggunakan Profile H 250/125 mm H B t1 t2 Fs G
t2 H t1
B
= = = = = =
250.00 125.00 6.00 9.00 37.66 36.70
Cek berat yang direncanakan = 0.3 x berat gelegar memanjang ≥ = 0.3 x 292.0 kg/m' ≥ 1.25 =
87.60 Kg/m'
≥
45.88 Kg/m'
mm mm mm mm cm2 Kg/m'
S x
Ix Iy ix iy Wx Wy
= = = = = =
x 36.70 Kg/m' 36.70 Kg/m'
…………….Ok !
Cek Tegangan Ultimed σ
=
Mmax
≤
σy
Wx σ
= =
SF
=
395833.333333 324 122.171 240 MPa =
≤
MPa
σy ≤
=
240 Mpa 240 MPa
4050.0 294.00 10.40 2.79 324.00 47.00
…………….Ok !
1.96
122.17 MPa
Jadi Gelegar Memanjang Profile H 250 x 125 aman untuk digunakan
Cm4 Cm4 cm cm Cm3 Cm3
