KEMENTRIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT DIREKTORAT JENDERAL BINA MARGA SATUAN KERJA PERENCANAAN DAN PENGAWASAN JALAN NASIONAL PROVINSI SULAWESI TENGAH Jl. Setia Budi No.57 Palu (94111) Telp./Fax (0451) 486334
LAPORAN PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN AKSES HUNTAP
i
Kata Pengantar Sehubungan dengan pekerjaan perencanaan jembatan pedestrian Palu IV, PT Perentjana Djaja berkewajiban menyusun dan menyampaikan Laporan Perhitungan Struktur sebagai bentuk capaian kinerja yang telah disepakati bersama. Garis besar dari Laporan Perhitungan Struktur ini merupakan laporan yang melingkupi analisis struktur dan analisis pondasi jembatan sebagai acuan acuan dalam perencanaan perencanaan basic design.
PT Perentjana Djaja mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu memberikan data dan informasi dari awal hingga Laporan Perhitungan Struktur tersusun sesuai dengan yang direncanakan. Demikian Laporan Perhitungan Struktur ini dibuat dengan harapan dapat menjadi bahan untuk kemajuan program-program di Dinas Bina Marga untuk masa yang akan datang.
Palu, Desember 2018 PT Perentjana Djaja
Team Leader
ii
Daftar Isi
KATA PENGANTAR ................................................................................................................................ II DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................................ IV DAFTAR TABEL ...................................................................................................................................... V 1 PENDAHULUAN ....................................................................................................................... 1 1.1 UMUM .................................................................................................................................... 1 1.2 KRITERIA PERENCANAAN ............................................................................................................. 1 1.3 PERATURAN.......................................................... ................................................................. ... 1 1.4 MATERIAL ................................................................................................................................ 2 2 TINJAUAN TEORITIS ................................................................................................................ 3 2.1 PENDEKATAN PERENCANAAN TEKNIS ......................................................... .................................... 3 2.2 PEMBEBANAN ........................................................................................................................... 4 2.2.1 Beban Tetap ........................................................................................................... 4 2.2.2 Beban Lalu lintas .................................................................................................... 5 3.3 Beban Lingkungan ................................................................................................ 10 2.3 ANALISA PONDASI ................................................................................................................... 18 2.3.1 Klasifikasi Tanah Dan Pe nentuan Kuat Geser Tanah ............................................ 18 2.3.2 Kohesi (C) .............................................................................................................. 19 ) ......................................................................................... 2.3.3 Sudut Geser Dalam ( ............................................ ............................................. 19 2.3.4 Metodologi Analisis .............................................................................................. 20 2.3.5 Daya Dukung Selimut ........................................................................................... 21 2.3.6 Daya Dukung Ujung............................................................ .............................................................................................. .................................. 21 3 PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN .................................................................................. 22 3.1 PENGECEKAN RASIO KAPASITAS PENAMPANG RANGKA ................................................................... 22 3.2 PERHITUNGAN STRINGER .......................................................................................................... 23 3.3 PERHITUNGAN CROSS GIRDER ....................................................... ............................................. 28 3.4 PERHITUNGAN STEEL DECK ............................................................ ............................................ 35 4 PERHITUNGAN STRUKTUR BAWAH ....................................................................................... 40 4.1 PERHITUNGAN ABUTMENT ........................................................................................................ 40
iii
Daftar Gambar
Gambar 3.8
Response Spektrum Kota Palu............................................ ........................................... 14
Gambar 2.3
Grafik Klasifikasi Tanah untuk Cone Elektrik Standard (Robertson dan Campanella, 1983) ............................................................................................................................. 18
Gambar 2.4
Korelasi antara N-SPT dengan Undrained Shear Strength Tanah Lempung (Terzaghi & Peck, 1967) ............................................................................................... ..................... 19
Gambar 2.5
Korelasi Antara Sudut Geser Dalam ’ dan qc untuk Pasir (Robertson dan Campanella, 1983 dan beberapa peneliti lainnya) ............................................................................ 20
Gambar 2.6
Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang ........................................................... ..................... 21
Gambar 2.7
Faktor Adhesi vs. Kuat Geser Undrained untuk untuk Tiang Pancang (API RP2A, 1986) ......... 21
iv
Daftar Tabel Tabel 2.1
Klasifikasi Tanah Lempung Berdasarkan N-SPT (Bowles, 1988) .................................... 19
Tabel 2.2
Klasifikasi Tanah Pasir Berdasarkan N-SPT (Bowles, 1988) ........................................... 19
v
Bab 1 1 Pendahuluan 1.1
Umum Gempa yang terjadi di Palu pada tanggal 28 September 2018 mengakibatkan banyak
kerusakan pada bangunan rumah – rumah penduduk. Untuk itu pemerintah berupaya untuk menyediakan kawasan untuk menampung warga yang rumahnya tidak bisa ditinggali lagi. Salah satunya adalah dengan pembangunan kawasan hunian tetap (huntap). Jembatan ini merupakan salah satu infrastruktur yang direncanakan untuk memperlancar akses menuju kawasan huntap.
1.2
Kriteria Perencanaan
Struktur jembatan yang paling tepat untuk suatu lokasi tertentu adalah yang paling memenuhi pokok-pokok berikut: 1. Kekuatan dan stabilitas struktural 2. Kelayanan (umur rencana 50 tahun) 3. Keawetan 4. Kemudahan pelaksanaan 5. Ekonomis 6. Mempunyai bentuk estetika baik
1.3
Peraturan
Dalam pelaksanaan pekerjaan perencanaan ini mengacu pada beberapa Standard dan Code yang sudah biasa digunakan pada perencanaan-perencanaan jembatan di Indonesia. Standard dan Code tersebut adalah sebagai berikut: 1. Perencanaan beban untuk jembatan, Badan Standardisasi Nasional, RSNI T-022005 2. Perencanaan struktur beton untuk jembatan, Badan Standardisasi
Nasional,
RSNI4 3. Perencanaan beban gempa untuk jembatan , Departemen
pemukiman dan
Prasarana wilayah, RPT4 4. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung, SKSNI 031726-2002.
1
5. Standards Specification for Highway Bridges, SI units third editions, 2005, AASHTO
1.4
Material
Baja yang digunakan untuk komponen utama jembatan harus i) salah satu dari “High-
strength, low-alloy, columbium-vanadium steel of structural quality”, grade 50 s esuai ASTM dengan tanda A 572/A 572M-94c atau ekivalen AASHTO dengan tanda M 223/M 223M-96 atau ii) S355 J2 G3 (EN 10025) ekivalen ASTM 572/A 572M-94c, berikut persyaratan tambahan:
Uji tumbuk charvy V-notch sesuai artikel S5 pada AASHTO M 223/M 223M-96. Contoh dan prosedur pengujian harus sesuai dengan AASHTO T 243M/T243-97, dan menurut persyaratan pada Zona 1.
Ekivalen carbon CE tidak melebihi sesuai formula berikut: CE C
Mn 6
Cr Mo V 5
Ni
Cu
15
CE = 0.41 untuk grade 42, 0.43 untuk grade 50 .
Baja dengan tebal 22 mm dan lebih harus dibuat sedemikian praktis (dinormalkan).
Minimum kandungan silicon 0.15 %.
Baja yang digunakan untuk komponen sekunder jembatan adalah baja struktur grade 42, berdasarkan AASHTO dengan tanda M 183/M 183M-98 atau S 275 JR (EN 10025) ekivalen ASTM 572/A 572 M-94c grade 42 atau grade 36 berdasarkan ASTM A36 /A36M
Chord dan Diagonal
= SM490
Cross Girder dan Stringer
= SM490
Plate gusset
= SM490
Bracing Profil
= SS400
Baut
= ASTM A490 (ISO 10.9)
Beton
= K-350
2
BAB 2 2 Tinjauan Teoritis 2.1
Pendekatan Perencanaan Teknis
Perencanaan jembatan dilakukan dengan beberapa asusmsi sebagai berikut :
1. Batang-batang elemen rangka jembatan diidealisasi sebagai elemen aksial 2. Pelat deck jembatan memberikan kekakuan diafragma, sehingga batang stringer dan cross girder tidak menerima gaya aksial 3. Beban dimodelkan diterima cross girder dengan prinsip tributary area sele bar 5m
Penjelasan lebih lengkap mengenai asumsi-asumsi diberikan pada gambar dibawah ini :
Model 3 D
Denah Bottom Chord
3
Denah Top Chord dan Top Bracing
Tampak Samping
2.2
Pembebanan
Menurut spesifikasi Bina Marga – RSNI T-02-2005, beban dan gaya yang digunakan dalam perhitungan tegangan-tegangan dalam konstruksi adalah beban primer, beban sekunder dan beban khusus. Pada pasal ini membahas detail pembebanan data aksi umum yang mempengaruhi jembatan. Pembebanan dan aksi ini selain digunakan dalam perencanaan jembatan jalan raya juga termasuk jembatan pejalan kaki dan untuk bangunanbangunan sekunder yang terkait dengan jembatan tersebut.
2.2.1
Beban Tetap
Aksi yang bekerja sepanjang waktu dan bersumber pada sifat bahan jembatan, cara jembatan dibangun dan bangunan lain yang mungkin menempel pada jembatan. Yang termasuk aksi ini adalah :
a.
Berat Sendiri
Berat Sendiri adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap. Berat Nominal dan nilai berfaktor dan berbagai bahan dapat diambil dari Tabel 3.1. berikut :
4
Tabel 3.1. : Berat sendiri Bahan
Berat isi
Kerapatan massa
(kN/m3)
(kg/m3)
Lapisan permukaan beraspal
22,00
2.240
Timbunan tanah dipadatkan
17,20
1.760
18,80 – 22,70
1.920 – 2.320
22,00
2.240
Beton
22,00 – 25,00
2.240 – 2.560
Beton bertulang
23,50 – 25,50
2.400 – 2.600
Beton prategang
25,00 – 26,00
2.560 – 2.640
23,50
2.400
Kerikil dipadatkan Aspal beton
Batu pasangan
Sumber
b.
:
Bina Marga, RSNI T-02-2005, Standar Pembebanan Untuk Jembatan 2004.
Beban Mati Tambahan
Beban Mati Tambahan adalah berat seluruh bahan yang terbentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan.
2.2.2
Beban Lalu lintas Beban Kendaraan Rencana mempunyai tiga komponen :
Komponen vertikal
Komponen rem
Komponen sentrifugal (untuk jembatan melengkung)
Beban lalu lintas untuk rencana jembatan Jalan Raya terdiri dari pembebanan lajur
D dan pembebanan truk T. Pada umumnya pembebanan D akan menentukan untuk bentang sedang sampai panjang dan pembebanan T akan menentukan untuk bentang pendek dan sistem lantai.
5
Beban Lajur D
Pembebanan lajur D ditempatkan melintang pada lebar penuh dari beban kendaraan jembatan dan menghasilkan pengaruh pada jembatan yang ekivalen dengan rangkaian kendaraan sebenarnya. Jumlah total pembebanan lajur D yang ditempatkan tergantung pada lebar jalan kendaraan jembatan. Beban Lajur D terdiri dari :
1)
Beban terbagi rata / Uniformly Distributed Load (UDL) Dengan intensitas q kPa, dengan q tergantung pada panjang yang dibebani total (L) sebagai berikut : L <= 30 meter
q = 9.0 kPa
L > 30 meter
q = 9.0 (0.5 +15/L) kPa
Beban UDL boleh ditempatkan dalam panjang terputus agar terjadi pengaruh maksimum. Dalam hal ini L adalah jumlah dari panjang masing-masing beban terputus tersebut. Beban Lajur D ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas seperti ditunjukan dalam gambar berikut :
2)
Beban Garis / Knife Edge Load (KEL) Ditempatkan dalam kedudukan sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada arah lalu lintas. P = 49,0 kN/m Pada bentang menerus, KEL ditempatkan dalam kedudukan lateral sama yaitu tegak lurus arah lalu lintas pada dua bentang agar momen lentur negatif menjadi maksimum.
6
Beban Intensitas p Arah lalu lintas
90
Intensitas q
Beban tersebar
Gambar 3.1. : Beban Merata (UDL)
L a P D k U
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Gambar 3.2. : Beban D terhadap bentang
b Intensitas b LEBIH KECIL DARI 5.5 M
b n1 x 2.75
50 % n1 x 2.75
100 % Intensitas
b LEBIH BESAR DARI 5.5 m – SUSUNAN
Gambar 3.3. : Beban D pada arah melintang
7
Beban Truk T
Pembebanan truk T adalah kendaraan truk semi trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti dalam Gambar 3.4.. Berat dari masing masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 as tersebut bisa diubah-ubah antara 4,0 meter sampai 9,0 meter untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang. Hanya satu truk T boleh ditempatkan per lajur lalu lintas rencana.
4 s/d 9 m
5m 50 kN
225 kN
112.5 kN 50
50 cm 20 20 cm 112.5 kN
20 1.25cm
50 cm 25 kN
1.75 0.5 2.75 m
225 kN
112.5 kN
25 kN 1.25
0.
2.75 m
20 112.5 kN
50c 20
20 cm
Gambar 3.4. : Pembebanan Truk 50 40
A L D
30
20 10 0 0
50
90
100
150
200
Bentang (m)
Gambar 3.5. : Faktor Beban Dinamis pada Beban KEL.
8
Gaya Rem
Pengaruh percepatan dan pengereman dari lalu-lintas harus diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Sistem penahan harus direncanakan untuk menahan gaya memanjang tersebut. Tanpa melihat berapa besarnya lebar bangunan, gaya memanjang yang bekerja harus diambil dari Gambar 3.6. 600 500
m e R400 a 300 y a G200 100 10
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Gambar 3.6. : Gaya Rem.
3.2.1
Beban Pejalan Kaki
9
3.3 Beban Lingkungan 3.3.1 Pengaruh Temperatur
Perubahan merata dalam suhu jembatan menghasilkan perpanjangan atau penyusutan seluruh panjang jembatan. Gerakan tersebut umumnya kecil di Indonesia dan dapat diserap oleh perletakan dengan gaya cukup kecil yang disalurkan ke bangunan bawah oleh bangunan atas dengan bentang 100 meter atau kurang. Pengaruh temperatur dibagi menjadi :
Variasi pada temperatur jembatan rata-rata Variasi temperatur jembatan rata-rata digunakan dalam menghitung pergerakan pada temperatur dan sambungan pelat lantai, dan untuk menghitung beban akibat terjadinya pengekangan dari pergerakan tersebut. Variasi temperatur rata-rata berbagai tipe bangunan jembatan diberikan dalam
Tabel 3.2.. Besarnya harga koefisien perpanjangan dan modulus elastisitas yang di gunakan untuk menghitung besarnya pergerakan dan gaya terjadi diberikan dalam Tabel 3.3.
Perencana harus menentukan besarnya temperatur jembatan rata-rata yang diperlukan untuk memasang expansion joint, perletakan dan lain sebagainya, dan harus memastikan bahwa temperatur tersebut tercantum dalam gambar rencana.
Tabel 3.2. : Temperatur Jembatan Rata-rata Nominal.
Tipe Bangunan Atas
Lantai beton diatas gelagar
Temperatur Temperatur Jembatan Rata-rata Jembatan Rata-rata Minimum (1) Maksimum 15 oC
40 oC
atau box beton
10
Lantai beton diatas gelagar, box atau rangka baja. Lantai
pelat
baja
diatas
15 oC
40 oC
15 oC
45 oC
gelagar, box atau rangka baja Temperatur jembatan rata-rata minimum bisa dikurangi 15 oC
Catatan : (1)
untuk lokasi yang terletak pada ketinggian lebih besar dari 500 meter dari permukaan laut.
Tabel 3.4. : Sifat Bahan Rata-rata Akibat Pengaruh Temperatur.
Koefisien Perpanjangan Akibat Suhu
Modulus Elastisitas
12 x 10 6 per oC
200,000
Kuat beton < 30 Mpa
10 x 10 6 per oC
25,000
Kuat beton > 30 Mpa
11 x 10 6 per oC
34,000
Aluminium
24 x 10 6 per oC
70,000
Bahan
Baja Beton :
Variasi temperatur didalam bangunan atas jembatan Variasi perbedaan temperatur disebabkan oleh pemanasan langsung dari sinar matahari diwaktu siang hari pada bagian atas permukaan lantai dan pelepasan kembali radiasi dari seluruh permukaan jembatan diwaktu malam. Pada tipe jembatan yang lebar mungkin diperlukan untuk meninjau gradient perbedaan temperatur dalam arah melintang.
11
3.3.2 Beban Angin Artikel ini tidak berlaku untuk jembatan yang besar atau penting, seperti yang ditentukan oleh instansi yang berwenang. Jembatan-jembatan yang demikian harus diselidiki secara khusus akibat pengaruh beban angin, termasuk reaksi dinamis jembatan. Gaya nominal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana seperti berikut : TEW = 0.0006 Cw (Vw)2 Ab
kN
dimana : Vw
=
Kecepatan angin rencana (m/det) untuk keadaan batas yang ditinjau.
Cw
=
Koefisien seret lihat Tabel 2.4.
Ab
=
Luas koefisien bagian samping jembatan (m 2).
Kecepatan Angin rencana harus diambil seperti yang diberikan dalam Tabel 2.4. Luas ekivalen bagian samping jembatan adalah luas total bagian yang masif dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Untuk jembatan rangka luas ekivalen ini dianggap 30 % dari luas yang dibatasi oleh batang-batang bagian terluar. Angin harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh b angunan atas. Apabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti diberikan dengan rumus : TEW = 0.0012 Cw (Vw)2 Dimana :
kN
Cw = 1.2
Tabel 3.4. : Koefisien Seret Cw
Tipe Jembatan
Bangunan atas Masif
(1), (2)
Cw 2.1
(3)
1.5
(3)
12
1.25(3)
B/d = 1.0 B/d = 2.0 B/d P 6.0 Bangunan atas Rangka
1.2
Catatan : (1)
b = lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran d = tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang masif
(2)
Untuk harga antara dari b/d bisa diinterpolasi linier.
(3)
Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi, Cw harus dinaikkan sebesar 3% untuk setiap derajat superelavasi, dengan kenaikan maksimum 2.5%
Tabel 3.5 : Kecepatan Angin Rencana Vw
Lokasi
Keadaan Batas
<= 5 km dari pantai
Daya Layan
30 m/s
Ultimate
35 m/s
> 5 km dari pantai 25 m/s 30 /s
3.3.3 Beban Gempa Beban Gempa ditentukan berdasarkan SNI Gempa Jembatan 2013. Kondisi tanah di sekitar lokasi struktur bangunan adalah tanah sedang (Kelas Situs SD). Berdasarkan peraturan terbaru yaitu SNI Gempa 2013 gempa rencana ditetapkan mempunyai perioda ulang 1000 tahun, agar probabilitas terjadinya terbatas pada 7 % selama umur jembatan 75 tahun.
13
Respon Spektra Palu 3,500 ) C ( a p m e G n e i s i f e o K
3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
T (Detik)
Gambar 2.1
3.3.4
Response Spektrum Kota Palu
Kombinasi Beban Kombinasi beban rencana dikelompokkan ke dalam kelompok-kelompok yaitu :
Kombinasi dalam batas daya layan
Kombinasi dalam batas ultimate
Kombinasi dalam perencanaan berdasarkan tegangan kerja
Aksi Nominal merupakan aksi yang terdefinisi dalam tata cara Pembebanan jembatan di peraturan Perencanaan Teknik Jembatan serta data statistik dengan periode ulang gempa 500 tahun.
Aksi rencana adalah aksi nominal yang telah bertambah atau berkurang oleh faktor beban. Faktor beban adalah pengali numerik yang diambil untuk : a
Adanya pembedaan yang tidak diinginkan pada beban.
b
Ketidak tetapan dalam memperkirakan pengaruh pembebanan.
c
Adanya perbedaan ketepatan dimensi yang dicapai dalam pelaksanaan.
14
Ringkasan Faktor Beban pada aksi-aksi rencana dapat dilihat pada Tabel 3.8. berikut : Tabel 3.8. : Faktor beban. Faktor Beban Aksi
Lamanya
No
Waktu Nama
1.
2.
Berat Sendiri
Sim-bol PMS
Daya
Ultimate
Layan
Nor-mal Terku-rangi
Tetap
- Beton Pracetak
1,3
1,20
0,85
- Beton dicor ditempat
1,0
1,30
0,75
- Kasus Umum
1,0
2,00
0,70
- Kasus khusus
1,0
1,40
0,80
Beban Mati Tambahan
PMA
Tetap
3.
Penyusutan dan Rangkak
PSR
Tetap
1,0
1,00
Tdd
4.
Prategang
PPR
Tetap
1,0
1,00
Tdd
5.
Tekanan Tanah
PTA
Tetap 1,0
1,25
0,80
- Aktif
1,0
1,25
0,80
- Pasif
1,0
1,40
0,70
- Diam
1,0
1,25
0,80
- Tekanan Tanah Vertikal - Tekanan Tanah Lateral :
6.
Beban Pelaksanaan Tetap
PPL
Tetap
1,0
1,25
0,80
7.
Beban Lajur “D”
TTD
Transient
1,0
1,80
Tdd
8.
Beban Truk “T”
TTT
Transient
1,0
1,80
Tdd
9.
Gaya Rem
TTB
Transient
1,0
1,80
Tdd
10.
Gaya Sentrifugal
TTR
Transient
1,0
1,80
Tdd
11.
Beban Trotoar
TTP
Transient
1,0
1,80
Tdd
12.
Beban Tumbukan pd penyangga
TTC
Transient
1,0
Tdd
Tdd
13.
Penurunan
PES
Transient
1,0
1,20
0,80
14.
Temperatur
PET
Transient
1,0
15.
Aliran sungai, hanyutan & batang
PEF
Transient
kayu - Jembatan besar & Penting
Transient
1,0
2,00
Tdd
- Jembatan Tetap
Transient
1,0
1,50
Tdd
- Gorong-gorong
Transient
1,0
1,00
Tdd
- Jembatan sementara
Transient
1,0
1,50
Tdd
16.
Tekanan Hidrostatik dan gaya apung
PEU
Transient
1,0
1,00
1,00
17.
Beban Angin
PEW
Transient
1,0
1,20
Tdd
15
Faktor Beban Aksi
Lamanya
No
Daya
Ultimate
Layan
Nor-mal Terku-rangi
Waktu Nama
Sim-bol
18.
Pengaruh Gempa
PEQ
Transient
Tdd
1,00
Tdd
19.
Gesekan Perletakan
TBF
Transient
1,0
1,30
0,80
20.
Getaran
TVI
Transient
1,0
Tdd
Tdd
21.
Pelaksanaan
TCL
Transient
1,0
Catatan : (1)
Simbol yang terlihat hanya untuk beban nominal, simbol untuk beban rencana menggunakan tanda bintang untuk : PMS : berat sendiri nominal P*MS : Berat sendiri rencana
(2)
Untuk penjelasan lihat pasal yang sesuai.
(3)
Tdd : menandakan tidak dapat dipakai. Dalam hal ini dimana pengaruh beban transient adalah meningkatkan keamanan, faktor beban yang cocok adalah nol.
Kombinasi Beban : a. Kombinasi pada keadaan batas daya layan Kombinasi beban pada keadaan batas daya layan terbagi dalam beberapa kombinasi. Pembagian kombinasi dapat dilihat pada Tabel 3.9. : Tabel 3.9. : Kombinasi beban pada batas daya layan.
Kombinasi
Beban
Primer
Aksi Tetap + satu aksi transient
Sekunder
Primer + 0,7 (satu aksi transient lainnya)
Tersier
Primer + 0,5 (dua atau lebih aksi transient)
Seluruh Aksi tetap yang sesuai untuk jembatan tertentu diharapkan bekerja bersama-sama. Kombinasi beban yang lazim bisa dilihat d alam tabel berikut.
16
b. Kombinasi pada keadaan batas ultimate Kombinasi pada keadaan batas ultimate terdiri dari jumlah pengaruh tetap dengan satu pengaruh transient. Sebagai ringkasan kombinasi yang lazim diberikan pada Tabel 3.10. berikut :
Tabel 3.10. : Kombinasi beban pada batas daya layan dan Ultimate. Kombinasi Beban Aksi Daya Layan (1) Nama
Sim-bol
Ultimate (2)
Catatan
1
2 3
4
5 6 1 2
3 4 5
6
x
x
x
x
x
x
TTD TTT
x
o o
o
TTB TTR
X
o
o
Aksi Tetap - Berat Sendiri
PMS
- Beban Mati Tambahan
PMA
- Penyusutan dan Rangkak
PSR
- Prategang
PPR
- Tekanan Tanah
PTA
x
x
x
x
x
o
x
o
o o
o
x
o
o o
x
- Beban Pelaksanaan Tetap Beban Lajur “D” atau Beban Truk “T”
Gaya Rem atau
o
Gaya Sentrifugal Beban Pejalan Kaki
TTP
x
x
Gesekan Perletakan
TBF
o
o x
o
o o o o
o o
o
Pengaruh Temperatur
TET
o
o x
o
o o o o
o o
o
Aliran/Hanyutan/Tumbukan
TEF TEU
o
o
x
o o o
x
o
o
o
o
x
o x
o
dan Hidrostatis /Apung Beban Angin
PEW
Pengaruh Gempa
PEQ
Tumbukan
PBF
Pengaruh Getaran
TVI
Pelaksanaan
TCL
o o
x x
x
x
x
Catatan : (1)
Dalam keadaan batas daya layan pada bagian tabel ini, aksi dengan tanda x
adalah memasukkan faktor beban daya layan penuh
17
o
adalah memasukkan faktor beban daya layan yang sudah diturunkan harganya
(2)
Dalam keadaan batas ultimate pada bagian tabel ini, aksi dengan tanda x
adalah memasukkan faktor beban ultimate penuh
o
adalah memasukkan faktor beban ultimate yang sudah diturunkan besarnya sama dengan daya layan
(3)
Beberapa aksi tetap bisa berubah menurut waktu secara perlahan-lahan. Kombinasi beban untu aksi demikian harus dihitung dengan melihat harga rencana maksimum dan minimum untuk menentukan keadaan yang paling berbahaya
2.3 2.3.1
Analisa Pondasi Klasifikasi Tanah Dan Penentuan Kuat Geser Tanah
Profil lapisan tanah dibuat berdasarkan kesamaan dan kemiripan sifat geoteknik tanah, yaitu: jenis tanah dan derajat kekerasan tanah. Pembagian lapisan tanah berdasarkan CPT dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Bowles’s
Gambar 2.2
Grafik Klasifikasi Tanah untuk Cone Elektrik Standard (Robertson dan Campanella, 1983)
Pembagian lapisan tanah dapat pula berdasarkan N-SPT, seperti terlihat Tabel 2.1 dan Tabel 2.2.
18
Tabel 2.1
Klasifikasi Tanah Lempung Berdasarkan N-SPT (Bowles, 1988)
Consistency Very soft
N’70
g y o c
C
n
Soft
la u
N Y
Medium g
Stiff ni a er
Hard in
e
17-30
Very hard to deform by hand
e
> 30
Nearly impossible to deform by hand
g A
Tabel 2.2 Description Dr
Hard to deform by hand squeezing
e O
c
10-16 n
d C
Very stiff
Very easily deformed by squeezing
d et
R
3-5 6-9
/
s
0-2
Remarks Squishes between fingers when squeezed
m c
Klasifikasi Tanah Pasir Berdasarkan N-SPT (Bowles, 1988)
Very Loose 0
Loose 0.15
Medium 0.65
0.35
Dense
Very dense 0.85
SPT N’70
Fine Medium Coarse
1-2 2-3 3-6
3-6 4-7 5-9
7-15 8-20 10-25
16-30 21-40 26-45
? > 40 > 45
Fine Medium Coarse
26-28 27-28 28-30
28-30 30-32 30-34
30-34 32-36 33-40
33-38 36-42 40-50
< 50
11-16
14-18
17-20
17-22
20-23
3 wet (kN/m )
2.3.2
Kohesi (C)
Kohesi (c) tanah harus ditentukan berdasarkan atas hasil tes Triaxial CU, dan/atau Unconfined Compressive Test . Selain itu, kohesi dapat pula dicari dari korelasi antara N-SPT dengan undrained shear strength. Grafik korelasi antara N-SPT dengan undrained shear strength dapat dilihat dalam
Gambar 2.3.
Soil groups refer to Unified system
2
m / N k ht g n er t s r
U
a e h s d e ni ar d n
CH
Sowers
CL
SC-ML
Terzaghi and Peck
SPT N-value - blows/300 mm
Gambar 2.3
2.3.3
Korelasi antara N-SPT dengan Undrained Shear Strength Tanah Lempung (Terzaghi & Peck, 1967)
Sudut Geser Dalam ( )
Sudut geser dalam () tanah harus ditentukan berdasarkan atas hasil tes Triaxial CU, dan/atau
19
Unconfined Compressive Test . Dapat pula diperoleh dari hasil korelasi antara cone bearing, qc, dengan
sudut geser dalam seperti terlihat dalam Gambar 2.4.
Gambar 2.4
2.3.4
Korelasi Antara Sudut Geser Dalam ’ dan qc untuk Pasir (Robertson dan Campanella, 1983 dan beberapa peneliti lainnya)
Metodologi Analisis
Secara umum, kapasitas aksial ultimit pondasi tiang diperoleh melalui persamaan sederhana yang merupakan jumlah dari daya dukung ujung dan tahanan selimut, atau:
Qu = Qs + Qp = fs.As + qp.Ap dimana, QS = daya dukung selimut QP = daya dukung ujung fs = unit load-transfer pada tahanan selimut qp = unit load transfer pada tahanan ujung Ap = luas penampang ujung tiang As = luas selimut tiang
20
Gambar 2.5
2.3.5
Daya Dukung Aksial Pondasi Tiang
Daya Dukung Selimut
Tahanan selimut ultimate (Qs) tiang pada lapisan lempung dihitung berdasarkan persamaan berikut:
Qs = α x Cu x P x L dimana, α = faktor adhesi cu = kuat geser undrained p = keliling tiang L = panjang tiang
Gambar 2.6
2.3.6
Faktor Adhesi vs. Kuat Geser Undrained untuk Tiang Pancang (API RP2A, 1986)
Daya Dukung Ujung
Untuk tiang pancang pada lapisan lempung saturated pada kondisi undrained (φ = 0), Qp dihitung
dengan rumus berikut ini: Qp = 9 x Cu x Ap (dalam kN/m 2) dimana, AP = luas penampang tiang cu = kuat geser undrained
21
BAB 3 3 Perhitungan Struktur Jembatan 3.1
Pengecekan Rasio Kapasitas Penampang Rangka
22
3.2
Perhitungan Stringer
3.1.1. Stringer SG1
23
24
3.1.2. Stringer SG2
25
26
27
3.3
Perhitungan Cross Girder
3.1.3. Cross Girder CG1
28
29
30
31
3.1.4. Cross Girder CG2
32
33
34
3.4
Perhitungan Steel Deck
35
36
37
Dari kesetimbangan Gaya Horizontal, didapat tinggi blok tekan ekivalen, a
a
fy. As 0.85. f ' c.b
a
=
1,9566085
cm
Sehingga didapat nilai Momen lentur Nominal, Mn
a
Mn fy. As d
Mn
=
2
1.449.004,79
kg.cm
> dari Mnperlu
=
934.572,56 OK!!
cek kebutuhan tulangan minimum , Asmin
A s min A s min
f '.c 4. f y 1.4 f y
bw .d ...(1)
bw d ..........(2)
Tulangan Minimum berdasarkan persamaan (1) Asmin
=
1.077,03
=
10,77
mm2 cm2
Tulangan Minimum berdasarkan persamaan (2) Asmin
=
1120
mm2
menemtukan, As =
=
11,2
cm2
Digunakan Luas terpasang, As =
24,12
cm2
12
-D
24,115
cm2
16
D Jadi digunakan
-
16
-
166,667
Resume Penulangan Pelat Deck 1. Tumpuan
=
D16 -150
( arah lateral)
2. Lapangan
=
D16 - 150
(arah lateral)
3. Longitudinal
=
D16-250
(arah longitudinal- atas dan bawah)
(As = 16 cm2 > As min = 11,2 cm2)
PENGECEKAN GESER PONS PADA PELAT LANTAI T= 200 mm
38
kg.cm
Data Mutu K-
=
350,00
f'c
=
29,05
Mpa
Tebal, h
=
200,00
mm
selimut beton,d'
=
40,00
mm
tinggi efektif, d
=
160,00
mm
Beban Roda
=
112,50
kN
Sebaran Beban,a
=
500,00
mm
=
200,00
mm
=
2.040,00
mm
b Keliling sebaran, b0
kg/cm2
d/2 b d/2 d/2
d/2
Besarnya kekuatan geser pons pada pelat adalah yang terkecil dari :
(1). V c 1
( 2 ). V c
1
1 1
c 6
f ' c b o d
f ' c b o d
3
dimana : c
=
perbandingan a/b ( sebaran beban)
=
0,60
=
246.292,54
=
246,29
=
351.846,48
=
351,85
untuk geser
sehingga didapat : (1). Vc
(2). Vc
N
(menentukan)
kN
>> beban 112.5 kN-status OK!
N kN
39
BAB 4 4 Perhitungan Struktur Bawah 4.1
Perhitungan Abutment
Tinggi abutment
H
=
4
m
Lebar abutment
Ba
=
9
m
Bentang jembatan
L
=
50
m
Lebar jembatan
B
=
9
m
fc'
=
25
Mpa
E
=
23500
MPa
Pdl
=
5261,13
kN
Pll
=
2025
kN
SW
=
4224
kN
kuat tekan beton karakteristik Modulus elastisitas
Pdl, Pll TB
y
H
SW
Dead Load
Beban berat sendiri struktur atas Beban kendaraan Beban berat sendiri abutment
11510,1 Beban Rem
Beban D
D
=
9
=
101,25
kN
=
500
kN
=
12,5
kN
TB
=
113,75
kN
y
=
1,9
m
MTB
=
216,125
5 % x beban D Beban T
T
5 % x beban T Beban Rem TB = 5 % D + 5 % T
kN/m2
kNm
40
Beban Tekanan Tanah Lateral
berat jenis tanah
ws
=
17
kN/m3
sudut geser tanah dalam
φ
=
30
koefisien tekanan at rest
Ko
=
0,5
ya
=
1,33333
Mta
=
816
qs
=
20
ys
=
2
MTs
=
720
kNm
Mu1
=
2309,03
kNm
Percepatan puncak batuan dasar
Pga
=
0,3
Faktor amplifikasi
fpga
=
1,2
As = pga x Fpga
As
=
0,36
Koefesien beban gempa horizontal, Kh = 0,5 As
Kh
=
0,18
φ
=
30
Ts Ta ys ya
1. Tekanan tanah lateral
Tekanan tanah lateral m kNm
2. Tekanan tanah akibat beban surcharge
Beban surcharge
kN/m2
Tekanan tanah akibat beban surcharge
Mu1 = 1,25*(Mta + MTs) + 1,8*MTB
m
3. Tekanan tanah dinamis akibat gempa
EAE
ye
sudut geser tanah dalam
41
θ = arc tan (Kh)
Koefisien tekanan aktif seismik
θ
=
0,17809
KAE
=
0,38629
ye
=
2,66667
m
Me
=
1260,84
kNm
Beban Gempa
Faktor keutamaan struktur
I
=
1
Beban mati total (Pdl + SW)
Wt
=
5933,13
kN
Inersia penampang abutment
Ixx
=
2,28667
m4
Kekakuan dinding
Kp
=
2518906
kN/m
Periode natural abutment
T
=
0,0974
Koefisien gempa
C
=
0,36
Faktor reduksi gempa
R
=
1
Feq = Wt x I x C / R
dt
kN Meq
=
4058,26
Mu2
=
5319,1
tw
=
1
m
B
=
9
m
fc'
=
25
Mpa
Ec
=
23500
MPa
fy
=
400
Mpa
Es
=
200000
Mpa
Mu (+)
=
5319,1
kNm
c
=
50
mm
diameter tulangan
db
=
19
mm
diameter tulangan sengkang
ds
=
13
mm
spasi tul utama
s
=
150
jumlah tulangan
nb
=
60
buah
Luas tulangan total
Asb
=
17018,6
mm2
a = Ast * fy / (0.85*fc'*b)
a
=
35,5944
mm
d = H - 0,5 db - ds- c
d
=
927,5
mm
Mu2 = Me + Meq
Tebal dinding abutment Lebar abutment
kNm
Material Beton Besi tulangan
Moment positive cover
42
