Jembatan Gelagar Baja Komposit
Untuk bentang sampai dengan 30 meter
Lantai kendaraan dari beton bertulang yang menyatu dengan gelagar
memanjang/gelagar
induk
dan
disatukan
dengan
penghubung geser (shear connector)
Jika lantai kendaraan terbuat dari beton bertulang, maka ikatan angin hanya diperlukan pada saat pendirian, namun di lapangan sering dipasang secara permanen.
Hanya ada ikatan angin bawah dan tidak memerlukan ikatan rem.
Jika lantai kendaraannya terbuat dari kayu, maka ikatan angin dan ikatan rem mutlak diperlukan.
Jembatan Gelagar Baja Komposit
Untuk bentang sampai dengan 30 meter
Lantai kendaraan dari beton bertulang yang menyatu dengan gelagar
memanjang/gelagar
induk
dan
disatukan
dengan
penghubung geser (shear connector)
Jika lantai kendaraan terbuat dari beton bertulang, maka ikatan angin hanya diperlukan pada saat pendirian, namun di lapangan sering dipasang secara permanen.
Hanya ada ikatan angin bawah dan tidak memerlukan ikatan rem.
Jika lantai kendaraannya terbuat dari kayu, maka ikatan angin dan ikatan rem mutlak diperlukan.
Jembatan Gelagar Baja Komposit
Jembatan Tipe II
Jembatan Gelagar Baja Komposit Keuntungan komposit:
Dapat mengurangi berat baja dan tinggi profil
Kekakuan lantai lebih besar
Untuk profil yang telah ditetapkan dapat mencapai bentang yang lebih besar
Kemampuan menerima beban besar
Kelemahan komposit:
Kekakuan tidak konstan
Pada jangka panjang dapat terjadi defleksi yang cukup besar
Perencanaan Beban pada Gelagar Induk untuk Jembatan Komposit 5 @ 4 m = 20 m
6 @ 1,5 m = 9 m
Gelagar memanjang /gelagar induk
Contoh soal..!!
Gelagar melintang
Perencanaan Beban pada Gelagar Induk untuk Jembatan Komposit Diketahui Jembatan Komposit dengan data-data sebagai berikut: o
Bentang jembatan
= 20 m
o
Lebar jembatan
=9m
o
Jarak gelagar memanjang = 1,50 m
o
Jarak gelagar melitang
o
Lalu lintas jalan raya klas I tanpa trotoar
= 4,00 m
Pertanyaan: Analisis statika untuk lantai kendaraan dan rencanakan profil gelagar memanjang/gelagar induknya berdasarkan PPJJR 1987
Penyelesaian…?? Urutan penyelesaian: 1.
Hitung beban pada lantai kendaraan dan momen : beban mati, beban hidup (beban T) analisis penulangan
2.
Hitung beban dan momen pada gelagar memanjang/gelagar induk : beban mati, beban hidup (beban D), beban angin, beban rem
3.
Rencanakan profil gelagar induk sesuai dengan beban yang harus ditahan kondisi sebelum komposit dan sesudah komposit cek untuk Mn dan lendutannya, bandingkan dengan Mu (akibat beban) dan lendutan ijinnya.
Penyelesaian…?? A. Statika Lantai Kendaraan 1. 2. 3. 4. 5.
Lantai kendaraan bersifat “one-way slab or two-way slab” dengan tumpuan gelagar memanjang. Hitung beban akibat berat sendiri : plat dan aspal (kg/m lebar) Mmax1 Hitung beban akibat muatan T (roda 10 ton) Mmax2 Hitung momen total = 80% x (M max1 + Mmax2) Hitung penulangan plat lantai kendaraan 6 @ 1,5 m = 9 m
Lantai kendaraan
Gelagar memanjang
Penyelesaian…?? B. Statika Gelagar Memanjang/Gelagar Induk
…
Beban Mati
Beban plat
= 2 x (1/2 jarak antar gel. memanjang) x tebal plat x BJ beton
Berat sendiri gelagar memanjang (taksir) = sesuai dengan profil baja yang akan digunakan … (y) kg/m’
Berat sendiri gelagar melintang/diafragma = 2 x (1/2 jarak antar gel. memanjang) x berat profil yang akan digunakan ….(x) kg
Menghitung reaksi (R1, R2) dan Momen (kgm) 5 @4 m = 20 m P = (x) kg
R1
q = (y) kg/m’
R2
Penyelesaian…?? B. Statika Gelagar Memanjang/Gelagar Induk
…
Beban Hidup
Beban D untuk jaur lalu lintas sebesar 2,75 m : P = 12 ton, p = 2,2 t/m’ Sehingga: Q = jarak antar gelagar induk x (12/2,75) = (z) ton
q = jarak antar gelagar induk x (2,2/2,75) = (w) t/m’ Koefisien kejut (K)
K 1
20 50 L
Momen akibat beban D = K (1/4 QL + 1/8 qL2) Momen total
= momen akibat berat sendiri + momen akibat beban D 5 @4 m = 20 m Q = (z) ton
R1
q = (w) t/m’
R2
Penyelesaian…?? C. Perencanaan Profil Baja yang Digunakan 1.
Tentukan dimensi profil yang digunakan, misalnya WF 250 x 200
A,
q, Sx,
Sy, Ix, Iy, cy, ix, iy, h, tw, bf, tf 2.
Analisis penampang berdasarkan SNI 03 - 1729 – 2002: a.
Cek kekompakan penampang (web dan flange): l < lp < lr
: penampang kompak
lp < l < lr
: penampang tidak kompak
lr > lr
: penampang langsing
Besarnya l , lp, lr ditentukan berdasarkan tabel 7.5-1 (SNI Baja 2002). b.
Perencanaan kapasitas penampang: terhadap
sumbu x dan y
M u M n 0,9 M n
Penyelesaian…?? b.
Perencanaan kapasitas penampang: M u M n M p
penampang kompak
M n M p M p M r
l l p l p l r
2
penampang tidak kompak
l M n M r r penampang langsing l M p F y . Z M r S F y F r Mux . Mnx
M n 0,9 M n
Muy . Mny
1,0 2
V u V n
c.
Kontrol geser
d.
Kontrol lendutan lendutan ijin
Merupakan jembatan tipe I
Bentang sampai dengan 60 meter
Struktur penerima beban utama adalah rangka batang baja yang dipasang di bagian kiri dan kanan jembatan
Lantai kendaraan bisa terbuat dari kayu atau beton bertulang
Lantai kendaraan terletak di atas, tengah atau bawah.
Jembatang rangka tertutup
dilengkapi
bawah, ikatan rem dan portal akhir
ikatan angin atas dan
Tampak memanjang jembatan
Ikatan angin atas
Perencanan Lantai Kendaraan
Perencanaan Rangka Baja
Perencanaan trotoar
Perencanaan Gelagar Memanjang
Perencanaan Ikatan Angin
Perencanaan Gelagar Melintang
1. Perencanaan Lantai Kendaraan Lantai kendaraan direncanakan sebagai berikut: o
Lantai
kendaraan
dianalisis
dengan
tumpuan
gelagar
memanjang. o
Hitung beban akibat berat sendiri : plat dan aspal (kg/m lebar) Mmax1
o
Hitung beban akibat muatan T (roda 10 ton) Mmax2
o
Hitung momen total = 80% x (M max1 + Mmax2)
o
Hitung penulangan plat lantai kendaraan
2. Perencanaan Gelagar Memanjang Gelagar Memanjang direncanakan sebagai berikut: 1. Berfungsi untuk menahan pelat lantai, beban perkerasan, beban air
hujan, serta beban lalu lintas “D” 2. Langkah perencanaan: o
Menentukan profil beserta mutu bajanya (fy)
o
Menghitung pembebanan (beban plat, aspal, beban D) momen
o
Berdasarkan SNI 2002 : @ Cek kekompakan penampang @ Cek kapasitas lentur dan geser @ Cek lendutan yang terjadi
3. Perencanaan Gelagar Melintang Gelagar Melintang direncanakan sebagai berikut: 1. Berfungsi untuk menahan berat sendiri gelagar memanjang dan
lantai kendaraan (sebagai beban terpusat di gelagar melintang), berat sendiri gelagar melintang (merata) dan beban D 2. Langkah perencanaan: o
Menentukan profil beserta mutu bajanya (fy)
o
Menghitung pembebanan momen dan lintang
o
Berdasarkan SNI 2002 : Cek kekompakan penampang, kapasitas lentur dan geser, serta lendutan yang terjadi
o
Menghitung shear connector
4. Perencanaan Ikatan Angin Ikatan Angin direncanakan sebagai berikut: 1. Berfungsi menahan gaya akibat tekanan angin samping, sehingga
struktur lebih kaku. 2. Langkah perencanaan: o
Menentukan profil beserta mutu bajanya (fy)
o
Menghitung pembebanan akibat tekanan angin, semua beban dikonversi per joint/simpul ikatan angin.
o
Menghitung gaya batang.
o
Menentukan batang tekan atau batang tarik.
o
Cek kekuatan/tegangan dan kelangsingan.
o
Menghitung alat penyambung.
5. Perencanaan Rangka Baja Rangka Baja direncanakan sebagai berikut: 1. Berfungsi menahan semua beban yang bekerja pada bangunan
atas menyalurkannya pada tumpuan/abutmen untuk disalurkan ke tanah dasar melalui pondasi. 2. Langkah perencanaan: o
Menentukan profil beserta mutu bajanya (fy)
o
Menghitung pembebanan : @ Beban mati : berat sendiri profil, beban trotoar, plat lantai, perkerasan, gelagar-gelagar, ikatan angin tekanan angin, semua beban dikonversi per joint/simpul ikatan angin.
5. Perencanaan Rangka Baja Langkah perencanaan: o
Menghitung gaya batang.
o
Menentukan kombinasi beban yang terjadi akibat DL, LL dan WL ambil gaya terbesar batang tekan atau batang tarik.
o
Cek kekuatan/tegangan
o
Menghitung alat penyambung.
Perencanaan Batang Tarik Komponen struktur yang mengalami gaya tarik aksial direncanakan berdasarkan SNI 03-1729-2002 a. Kuat tarik rencana
diambil nilai terendah dari kedua perhitungan berikut: o
Berdasarkan leleh (yielding)
o
Berdasarkan retak (fracture)
Perencanaan Batang Tarik a. Kuat tarik rencana
Ag = luas penampang bruto (mm2) Ae = luas penampang efektif (mm2) fy = tegangan leleh (MPa) fu
= tegangan tarik putus (MPa)
b. Penampang efektif (Ae)
A = luas penampang, ditentukan berdasarkan SNI Butir 10.2.1 s/d 10.2.4 U = faktor reduksi
Perencanaan Batang Tekan a. Kuat tekan rencana
n = faktor reduksi kekuatan (Tabel 6.4-2)
Nn = kuat tekan nominal (Butir 7.6.2 dan 99.2. N) b. Perbandingan kelangsingan o
Kelangsingan elemen penampang (Tabel 7.5-1) < lr
o
Kelangsingan komponen struktur tekan,
Perencanaan Batang Tekan Perhitungan kapasitas arah sumbu kuat (x) l x
KL x r
; l c
l x
f y
E
l c 0.25
0.25 l c 1.2 l c 1.2
N n A g . f cr A g .
f y
1
1.25l c
1.43 1.6 0.67 l c 2
c N n
N u c N n
Perhitungan kapasitas arah sumbu lemah (y) dilakuakn dengan menggunakan prosedur yang sama.
Perencanaan Sambungan a. Sambungan baut o
Cek syarat tebal plat penyambung dan plat yang disambung
o
Persyaratan jarak
o
Cek kuat tumpu baut
o
Cek daya dukung plat Rn 0,752,4.d .t F u
o
Rn . F v . Ab
Kekuatan sambungan diambil yang terkecil antara kuat tumpu baut dan daya dukung plat
Perencanaan Sambungan a.
Sambungan las o
Tentukan jenis las yang dipakai, misalnya las sudut, las tumpul, dll
o
Cek gaya yang terjadi pada sambungan
o
Untuk las sudut:
Rencanakan ukuran las berdasarkan tebal pelat, kemudian hitung tebal efektifnya
Kuat rencana las sudut Rnw
Kuat runtuh geser plat
Ambil
0,75.t e .0,6. f uw
Rnw 0,75.t e .0,6. f u
nilai yang terkecil antara keduanya.
Tentukan panjang total las (Lw) Lw
T u R
Merupakan jembatan tipe I
Bentang sampai dengan 35 meter
Komponen
jembatan
sama
dengan
jembatan
rangka
batang, kecuali pemikul utamanya berupa Profil Baja
Lantai kendaraan terletak di atas, tengah atau bawah
Bila lantai kendaraannya terbuat dari beton bertulang, maka ikatan angin hanya diperlukan pada saat pendirian, namun di lapangan sering dipasang secara permanen
Balok memanjang terbuat dari susunan plat
