PERANCANGAN JEMBATAN KOMPOSIT

TUGAS PERANCANGAN JEMBATAN KOMPOSIT

DOSEN PEMBIMBING : CANDRA ADITYA, ST., MT. NAMA

: AMBROSIO MARTINS NUNO

NIM

: 12 28 42 82 0972

JURUSAN SIPIL-FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG 2014

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan transportasi di Indonesiasaat ini semakin pesat, sejalan dengan laju perkembangan teknologi dan industri. Oleh karena itu perlu adanya sarana dan prasarana perhubungan darat, laut dan udara. Prasarana perhubungan darat adalah masalah paling penting untuk diprioritaskan, karena tanpa adanya sarana perhubungan darat kegiatan ekonomi, sosial dan budaya maupun informasi dari suatu daerah akan terhambat. Pembangunan sarana darat sangat dipengaruhi oleh keadaan topografi daerah yang dibangun. Masalah yang sering timbul dalam pembangunan jalan raya adalah trase jalan yang direncanakan terhalang oleh jurang, sungai menuntut dibangunnya bangunan penghubung seperti

atau keadaan lain yang

jembatan.

Perencaanaan

jembatan ini hendaknya memenuhi persyaratan perencanaan yang harus dapat menerima beban – beban yang berada diatasnya dengan konstruksi permanen dan dapat berumur panjang. Oleh

karena

itu,

dalam

penyusunan

laporan

akhir

ini

penyusun

membahas mengenai Perencanaan Bangunan Atas Jembatan Komposit Sungai Sawo. Jembatan ini merupakan elemen yang sangat penting dalam transportasi untuk mengangkut kayu jati yang berkualitas tinggi di daerah tersebut. Jembatan Komposit Sungai Sawo terletak Jalan Pembangunan dan

Jalan DR. Sitomo

Balikpapan.

1.2 PERMASALAHAN Dengan desain konvensional yang telah ada, keakuratan hasil perencanaan kurang

memadai,

maka

penyusun

menganggap

perlu

untuk

merencanakan

jembatan komposit ini dengan perencanaan 3 D yang terintegrasi. Permasalahan yang timbul adalah : Bagaimana merencanakan struktur bangunan atas jembatan sesuai syarat aman dan ekonomis ?

Ambrosio Martins Nuno 122842820972

UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG PERANCANGAN JEMBATAN KOMPOSIT

1.3 TUJUAN Dalam merencanakan ulang (redesain) jembatan komposit ini penyusun dapat : 1. Menentukan desain awal dan data jembatan. 2. Memperoleh hasil yang meliputi gelagar utama, gelagar tepi, diafragma, tebal pelat lantai kendaraan, tebal lantai trotoir, dimensi kerb, tiang sandaran, sambungan dan shear connector. 3. Mengetahui gambaran metode pelaksanaan jembatan komposit di lapangan.

1.4 BATASAN MASALAH Dalam penyusunan laporan akhir ini, penyusun memberikan batasan permasalahan yang akan dibahas. Adapun materi yang akan penyusun bahas antara lain : 1. Perencanaan bangunan atas jembatan komposit. a. Perencanaan pelat lantai kendaraan. b. Perencanaan tiang sandaran c. Perencanaan kerb d. Perencanaan pelat trotoar e. Perencanaan gelagar utama f. Perencanaan penyambung geser ( shear connector ) g. Perencanaan sambungan profil. h. Perencanaan diafragma i. Metode pelaksanaan pembangunan bangunan atas jembatan komposit.

1.5 SISTIMATIKA PEMBAHASAN 1.5.1 Prosedur Pembahasan 1. Perencanaan bangunan atas jembatan tipe komposit dimulai dari penyusunan Bab I yang isinya antara lain : latar belakang ; permasalahan ; tujuan ; batasan masalah dan sitematika masalah. Bisa juga dimulai dari bab II, karena tidak ada keterkaitan yang berarti. Dalam bab II berisi dasar/pedoman dalam merencanakan jembatan komposit ini. (catatan : tanda panah putus-putus



merupakan urut-urutan jika bab I harus diselesaikan terlebih dahulu karena ada keterkaitan yang berarti). 2.

Setelah selesai penyusunan bab I & bab II dilanjutkan penyusunan bab III yang didalamnya terdapat item perhitungan dan perencanaan.

3. Pada bab III berisi perencanaan jembatan jembatan komposit yang dimulai dengan mengansumsikan atau memperkirakan sementara data yang akan dipakai untuk perhitungan nantinya, misalnya : dimensi pelat, tiang sandaran, dll. 4. Perhitungan pada bab III dapat dimulai dari ke empat item hitungan, yaitu : Pelat lantai kendaraan ; tiang sandaran ; kerb dan

atau lantai trotoir.

Kemudian hasil dari perhitungan didapatkan momen untuk mencari tulangan yang dipakai. Khusus untuk pelat lantai kendaraan penyusun membandingkan dengan perhitungan memakai Staad Pro untuk perhitungan momennya dan menggunakan momen tersebut dalam perencanaan penulangan. 5. Perhitungan gelagar tidak mempunyai keterkaitan yang berarti jadi dapat dikerjakan

sebelum atau bersamaan dengan

pula

dimulai dengan mengansumsikan

dimensi profil yang akan digunakan. 6. Data tersebut kemudian dipakai untuk perhitungan gelagar tengah dan gelagar tepi (biasanya dimensi untuk gelagar tengah dan tepi dipakai dimensi yang sama). Dari perhitungan didapat momen yang kemudian dikontrol terhadap lendutan, perubahan bentuk dan faktor keamanan (SF). 7. Jika hasil yang didapatkan tidak memenuhi syarat, maka perhitungan diulang dari point ke – 5. tetapi jika data yang dihasilkan telah memenuhi syarat maka dilanjutkan dengan

perhitungan tegangan sebelum dan sesudah komposit.

Perhitungan untuk tegangan juga dikontrol oleh tegangan ijin dasar baja. 8.

Jika hasil perhitungan tersebut tidak memenuhi syarat maka dilakukan perhitungan ulang pada point ke – 5, tetapi jika telah sesuai dengan yang disyaratkan maka perhitungan dapat dilanjutkan dengan perhitungan pada shear connector, sambungan, atau diafragma. Hasil perhitungan tersebut kemudian dikontrol .

9.

Jika hasil perhitungan tersebut tidak memenuhi syarat maka dilakukan perhitungan ulang pada masing-masing



10. Pada metode pelaksanaan terdapat urut-urutan pengerjaan jembatan sesuai instruksi dari pembimbing. 11. Setelah selesai maka yang terakhir menyusun bab V yaitu penutup yang berisi kesimpulan dan saran.

1.6. NOTASI WuDL = beban mati berfaktor WuLL = beban hidup berfaktor fc’

= mutu beton

fy

= mutu baja

Ast

= luas tulangan utama

Vu

= gaya lintang berfaktor

Vn

= gaya geser nominal

Vc

= kekuatan geser tulangan

Av

= luas tulangan sengkang

S

= spasi/jarak sengkang

∅

= diameter tulangan polos

D

= diameter tulangan ulir

bf

= lebar sayap profil baja

tf

= tebal sayap profil baja

bw

= tebal badan profil baja

tw

= tebal badan profil baja

Ix

= momen imersia

bE

= lebar efektif pelat

C

= gaya tekan

T

= gaya tarik

ts

= tebal pelat beton

Cc

= gaya tekan pada beton

Cs

= gaya tekan pada baja

Ts

= gaya tarik pada baja

Mn

= momen kapasitas penampang

Ec

= Elastisitas beton



Es

= Elastisitas baja

n

= modulus rasio

Ikomp

= inersia komposit

Wmp

= beban mati primer

Wms = beban mati sekunder K

= koefisien kejut

Mta

= momen angin total

MR

= momen akibat rem

α

= koefisien thermal

Is

= inersia pada baja

Ic

= inersia pada beton

Nc,Ns = gaya normal Mtsuhu = momen akibat suhu Mtsusut = momen akibat susut SF Cg

= titik keseimbangan

σ

= tegangan

σ

= tegangan ijin

y’

= jarak terhadap Cg

ya

= jarak dari serat atas ke g.n. komposit

yb

= jarak dari serat bawah ke g.n. komposit

Mts

= momen baja total

Mtc

= momen beton total

H

= tinggi stud SC

ds

= diameter stud SC

Wx

= momen tahanan

Ap

= luas plat penyambung

tp

= tebal plat penyambung

Kgs

= kekuatan baut akibat geser

Ktp

= kekuatan baut akibat tumpu

Tm

= gaya horisontal pada sambungan

Td

= gaya akibat gaya lintang τ

= tegangan geser



BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1. DASAR PERENCANAAN Konstruksi jembatan direncanakan sesuai dengan peraturan sbb : 1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, 1992 (PPTJ-1992), Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan. 2. Bridge Design Manual, 1992 (BDM-1992), Directorate General of Highways, Ministry of Public Works, Republic of Indonesia.

2.2. BEBAN JEMBATAN A. AKSI TETAP (PERMANENT ACTIONS)

1. BERAT SENDIRI ( MS ) 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 dihitung berdasarkan berat satuan ( unit weight ) seperti Tabel 1. Tabel 1. Berat satuan untuk menghitung berat sendiri Bahan / material

Berat sat

Bahan / material

3

Beton bertulang

( kN/m ) 25.0 Timb. tanah padat

Berat sat 3

( kN/m ) 17.2

Beton prategang

25.5

Kerikil dipadatkan

20.0

Beton

24.0

Aspal beton

22.0

Batu pasangan

23.5

Lapisan beraspal

22.0

Baja

77.0

Air murni

9.8

Besi tuang

71.0

Pasir basah

18.4

Besi tempa

75.5

Pasir kering

17.2

Lempung lepas

12.5

Timbal

111.0

Beton ringan

19.6

Kayu ringan

7.8

Neoprin

11.3

Kayu keras

11.0

2. BEBAN MATI TAMBAHAN ( MA ) 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 tambahan yang berupa : a. Aspal beton setebal 50 mm untuk pelapisan kembali di kemudian hari (overlay ). b. Tambahan genangan air hujan setinggi 50 mm apabila saluran drainase tidak bekerja dengan baik.

3. TEKANAN TANAH ( TA ) Tekanan tanah lateral dihitung dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ws, sudut gesek dalam φ, dan kohesi c dengan :

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

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

Koefisien tekanan tanah aktif, Koefisien tekanan tanah pasif,

KφR = K cR =

Ka = tan2 ( 45° - φ' / 2 ) Kp = tan 2( 45°+ φ' / 2 )

Pada bagian tanah di belakang dinding penahan yang dibebani lalu-lintas, harus diperhitungkan adanya beban tambahan yang setara dengan tanah setebal 0.60 m yang berupa beban merata pada bagian tersebut. Beban merata :

q = 0.60 * Ws

B. AKSI SEMENTARA (TRANSIENT ACTIONS)

1. BEBAN LALU-LINTAS Beban lalu-lintas untuk perencanaan jembatan terdiri dari beban lajur "D" dan beban truk "T". Beban lajur "D" digunakan untuk perhitungan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedang beban truk "T" digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan. Lalu-lintas rencana mempunyai lebar 2.75 m.

0.7 1.0

1.1. BEBAN LAJUR "D" ( TD ) Beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata (Uniformly Distributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti terlihat pada Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yang dibebani seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

q = 8.0 q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L )

kPa

untuk L ≤ 30 m

kPa

untuk L > 30 m

5.5 m p kN/m

KEL

b 90°

direction of traffic

5.5 m

5.5 m

q kPa

UDL 100% 50%

Gambar 1. Beban lajur "D" 10

q(kPa)

8

6

4

2

0 0

20

40

60

80

100

L (m)

Gambar 2. Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL) KEL mempunyai intensitas,

p = 44.0

kN/m

Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut :

DLA = 0.4 DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) DLA = 0.3

untuk L ≤ 50 m untuk 50 < L < 90 m untuk L ≥ 90 m

50 40

DLA(%)

30 20 10 0 0

50

100

150

200

Bentang, L (m)

Gambar 2. Faktor beban dinamis (DLA)

Untuk bentang menerus, digunakan panjang bentang ekivalen yang dinyatakan dengan rumus : LE = √ ( Lav * Lmax )

Lav = Lmax =

panjang bentang rata-rata panjang bentang maksimum

1.2. BEBAN TRUK "T" ( TT ) Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan dan beban as seperti pada Gambar 2. Faktor beban dinamis untuk pembebana truk diambil, DLA = 0.3

Gambar 3. Beban truk "T"

2. GAYA REM ( TB ) Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya rem arah memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan (Lt) sebagai berikut : Gaya rem, TTB = 250 kN

untuk Lt ≤ 80 m

Gaya rem, TTB = 250 + 2.5*(Lt - 80) kN

untuk 80 < Lt < 180 m

Gaya rem, TTB = 500 kN

untuk Lt ≥ 180 m

600 500

Gayarem(kN)

400 300 200 100 0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Lt (m)

Gambar 4. Gaya rem

3. PEMBEBANAN UNTUK PEJALAN KAKI ( TP ) Trotoar pada jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban hidup merata seperti yang dilukiskan pada Gambar 5. 6

5

q(kPa)

4

3

2

1

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

A (m2)

Gambar 4. Pembebanan untuk pejalan kaki

100

110

120

A = luas bidang trotoar yang dibebani pejalan kaki (m2) Beban hidup merata q : Untuk

A ≤ 10 m2 : 2

2

Untuk 10 m < A ≤ 100 m : 2

Untuk A > 100 m :

q= 5 kPa q = 5 - 0.033 * ( A - 10 ) q= 2 kPa

kPa

C. AKSI LINGKUNGAN (ENVIRONMENTAL ACTIONS)

1. PENGARUH TEMPERATUR ( ET ) Variasi temperatur rata-rata pada konstruksi jembatan yang digunakan untuk menghitung pemuaian dan gaya yang terjadi akibat perbedaan temperatur diberikan pada Tabel 2. Besarnya harga koefisien perpanjangan akibat suhu disajikan pada Tabel 3. Tabel 2. Temperatur Jembatan Rata-rata Tipe Bangunan Atas

Temperatur min.

Temperatur maks.

Jembatan

rata-rata

rata-rata

15 °C

40 °C

Lantai beton di atas gelagar beton

Tabel 3. Sifat Bahan Rata-rata Akibat Pengaruh Temperatur Bahan

Koefisien muai

Modulus Elastis

Jembatan

akibat suhu

beton

-6

25000 MPa

Beton dengan kuat tekan, fc' < 30 MPa

10 x 10

per °C

2. BEBAN ANGIN ( EW ) Gaya akibat angin dihitung dengan rumus sebagai berikut :

TEW = 0.0006*Cw*(Vw)2*Ab

kN

Cw = koefisien seret, lihat Tabel 4. Vw = Kecepatan angin rencana ( m/det ), lihat Tabel 5. Ab = luas bidang samping jembatan (m )

2

Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus :

TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2

kN/m

dengan, Cw = 1.2

Tabel 4. Koefisien seret, Cw Struktur Atas Masif

Cw

b/d = 1.0

2.10

b/d = 2.0

1.50

b/d ≥ 6.0

1.25

Keterangan b = lebar total jembatan dihitung dari sisi luar sandaran d = tinggi struktur atas

Untuk harga antara b/d dapat diinterpolasi Tabel 5. Kecepatan Angin Rencana, Vw Keadaan Batas

Lokasi s/d 5 km dari pantai

> 5 km dari pantai

Daya layan

30 m/det

25 m/det

Ultimit

35 m/det

30 m/det

2. BEBAN GEMPA ( EQ ) Beban gempa rencana dihitung dengan rumus :

TEQ = Kh * I * Wt Kh = C * S TEQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN) Kh = Koefisien beban gempa horisontal I

= Faktor kepentingan

Wt = Berat total bangunan 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 ) ] KP = 3 * Ec * Ic / h

3

WTP = ( PMS + PMA ) struktur atas + 1/2*PMS struktur bawah

T = waktu getar (detik) WTP = berat sendiri struktur atas dan beban mati tambahan, ditambah setengah berat sendiri struktur bawah (kN) PMS = berat sendiri (kN) PMA = beban mati tambahan (kN) g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det2) KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m) Ec = modulus elastis beton (kPa) 4

Ic = momen inersia (m ) h = tinggi struktur (m)

Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis berupa beton bertulang dan struktur berperilaku elastis, maka nilai faktor tipe struktur,

S = 3.0 Jika struktur dapat berperilaku daktail dan mengalami simpangan yang cukup besar, sehingga mampu menyerap energi gempa yang besar, maka nilai faktor tipe struktur,

S = 1.0 * F ≥ 1.0 F = 1.25 - 0.025 * n n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral yang ditinjau. Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3 disajikan pada Tabel 6, atau dapat dilihat pada Gambar 5. Kriteria kondisi tanah keras, sedang, dan lunak, untuk menentukan koefisien geser dasar diberikan pada Tabel 7. Faktor kepentingan ( I ) disajikan pada Tabel 8.

Tabel 6. Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa 3 T

Nilai C untuk Tanah

( detik )

Keras

Sedang

Lunak

0.00

0.14

0.18

0.18

0.40

0.14

0.18

0.18

0.55

0.11

0.16

0.18

0.60

0.10

0.15

0.17

0.90

0.10

0.10

0.14

1.30

0.10

0.10

0.10

3.00

0.10

0.10

0.10

0.20

Tanah keras

Koefisiengeserdasar,C

0.15

Tanah sedang Tanah lunak

0.10

0.05

0.00 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Waktu getar, T (detik)

Gambar 5. Koefisien geser dasar gempa wilayah 3 Tabel 7. Kondisi tanah untuk koefisien geser dasar Tipe Tanah

Kedalaman Tanah Keras

Sedang

Lunak

Untuk seluruh jenis tanah

≤ 3m

3 - 25 m

> 25 m

Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained

≤ 6m

6 - 25 m

> 25 m

≤ 9m

9 - 25 m

> 25 m

≤ 12 m

12 - 30 m

> 30 m

≤ 20 m

20 - 40 m

> 40 m

rata-rata < 50 kPa Lapisan tanah yang bersifat kohesif dengan kuat geser undrained rata-rata > 100 kPa atau tanah berbutir sangat padat Untuk tanah kohesif dengan kuat geser undrained rata-rata > 200 kPa Untuk tanah berbutir dengan ikatan matrik padat

Tabel 8. Faktor kepentingan, I Klasifikasi

I min.

Jembatan yang memuat > 2000 kendaraan/hari, jembatan pada jalan raya

1.2

utama atau arteri, dan jembatan dimana tidak ada route alternatif Seluruh jembatan permanen lainnya dimana route alternatif tersedia, tidak

1.0

termasuk jembatan yang direncanakan untuk mengurangi pembebanan lalu-lintas Jembatan sementara (misal, Bailley) dan jembatan yang direncanakan

0.8

untuk mengurangi pembebanan lalu-lintas

2.1. TEKANAN TANAH LATERAL AKIBAT GEMPA Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan koefisien tekanan tanah dinamis ( KaG) sebagai berikut : -1

θ = tan (Kh) 2 2 KaG = cos ( φ' - θ ) / [ cos θ * { 1 + √ (sin φ' *sin (φ' - θ) ) / cos θ } ] KaG = KaG - Ka Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis : 2

TEQ = 1/2 * h * ws * KaG

kN/m

2.2. TEKANAN AIR LATERAL AKIBAT GEMPA Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dihitung sebagai berikut : Tipe Bangunan

Gaya air horisontal

Pilar tipe dinding

TEQ = 0.58 * Kh * I * wa * b * h

Pilar tipe kolom dg.

b*h ≤ 2 m

2

2

TEQ = 0.75*Kh*I*wa*b *h ( 1 - 4*b*h )

2

2

2 m < b*h ≤ 3.1 m b*h > 3.1 m

2

wa = berat volume air = 9.8 kN/m b

= lebar pilar (m)

h

= kedalaman air rata-rata (m) = faktor kepentingan

TEQ = 1.17 * Kh * I * wa * b * h TEQ = 0.38 * Kh * I * wa * h * b

3

Kh = koefisien beban gempa horisontal I

2

2 2

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air dianggap bekerja pada kedalaman sama dengan setengah kedalaman air rata-rata.

3. ALIRAN AIR, BENDA HANYUTAN, DAN TUMBUKAN DGN KAYU 3.1. ALIRAN AIR Gaya seret pada pilar akibat aliran air dihitung dengan rumus :

TEF = 0.5 * Cd * Va2 * Ad

kN

Cd = koefisien seret (Tabel 9) Va = kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det) = 3 m/det (jika tidak dihitung berdasarkan analisis hidrologi) Ad = luas proyeksi pilar tegak lurus arah aliran dengan tinggi sama dengan kedalaman air banjir (m2) Tabel 9. Koefisien seret Bentuk depan pilar

Cd

Persegi

1.4

Bersudut

0.8

Bundar

0.7

3.2. BENDA HANYUTAN Gaya akibat benda hanyutan dihitung dengan rumus : 2

TEF = 0.5 * CD * Va * AD

kN

CD = 1.04 Va = kecepatan aliran air rata-rata saat banjir dg periode ulang tertentu (m/det) 2 AD = luas proyeksi benda hanyutan tegak lurus arah aliran (m ) = b*h h = kedalaman benda hanyutan ( diambil = 1.20 m di bawah muka air banjir ) b = lebar benda hanyutan = setengah panjang bentang dan harus ≤ 20 m

3.3. TUMBUKAN DENGAN KAYU Gaya akibat tumbukan dengan batang kayu dihitung dengan rumus :

TEF = M * Vs2 / d

kN

M = massa batang kayu = 2.0 Ton Vs = kecepatan aliran air permukaan pada saat banjir (m/det) = 1.4 * Va d = lendutan elastis ekivalen (Tabel 10) Tabel 10. Lendutan elastis ekivalen Tipe pilar

d (m)

Pilar beton masif

0.075

Pilar beton portal

0.150

Untuk kombinasi pembebanan diambil nilai terbesar dari : 1. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat benda hanyutan 2. Kombinasi : gaya seret + gaya akibat tumbukan batang kayu

D. AKSI-AKSI LAINNYA

1. GESEKAN PADA PERLETAKAN ( FB ) Gaya akibat gesekan pada perletakan dihitung berdasarkan beban tetap dikalikan dgn koefisien gesek untuk perletakan yang bersangkutan.

TFB = µ* (PMS + PMA) PMS = aksi tetap berat sendiri stuktur atas (kN) PMA = aksi tetap beban mati tambahan struktur atas (kN) µ = koefisien gesek Untuk jenis perletakan berupa elastomeric, koefisien gesek rata-rata dapat diambil sebesar 0.18.

2.3. FAKTOR BEBAN Aksi / Beban

Simbol

Faktor Beban Ultimit

Daya layan

A. Aksi Tetap Berat sendiri

PMS

1.30

1.00

Beban Mati Tambahan

PMA

2.00

1.00

Tekanan Tanah

PTA

1.25

1.00

TTD / TTT

2.00

1.00

Gaya Rem

TTB

2.00

1.00

Beban Trotoar

TTP

2.00

1.00

Pengaruh Temperatur

TET

1.20

1.00

Beban Angin

TEW

1.20

1.00

Beban Gempa

TEQ

1.00

1.00

Aliran air, hanyutan / tumbukan

TFB

2.00

1.00

TFB

1.30

1.00

B. Aksi Transien Beban Lajur "D" atau "T"

C. Aksi Lingkungan

D. Aksi Lainnya Gesekan pada perletakan

2.4. KOMBINASI BEBAN A. Kombinasi pada keadaan ultimit Aksi / Beban

Faktor

KOMBINASI

Beban

1

2

3

4

Berat sendiri

KMS

1.30

1.30

1.30

1.30

Beban Mati Tambahan

KMA

2.00

2.00

2.00

2.00

Tekanan Tanah

KTA

1.25

1.25

1.25

1.25

KTD / KTT

2.00

1.00

1.00

Gaya Rem

KTB

2.00

1.00

1.00

Beban Trotoar

KTP

A. Aksi Tetap


2.00

C. Aksi Lingkungan Pengaruh Temperatur

KET

1.00

Beban Angin

KEW

1.00

Beban Gempa

KEQ


KFB

1.00

KFB

1.00

1.00

1.00 1.20 1.00 2.00


1.00

1.00

B. Kombinasi pada keadaan tegangan kerja Aksi / Beban

Faktor

KOMBINASI

Beban

1

2

3

4

Berat sendiri

KMS

1.00

1.00

1.00

1.00

Beban Mati Tambahan

KMA

1.00

1.00

1.00

1.00

Tekanan Tanah

KTA

1.00

1.00

1.00

1.00

KTD / KTT

1.00

1.00

1.00

Gaya Rem

KTB

1.00

1.00

1.00

Beban Trotoar

KTP

1.00

1.00

1.00

A. Aksi Tetap


C. Aksi Lingkungan Pengaruh Temperatur

KET

Beban Angin

KEW

Beban Gempa

KEQ


KFB

1.00 1.00 1.00 1.00

1.00

1.00


KFB

Kelebihan Tegangan yang diperbolehkan

0%

25%

1.00

1.00

40%

50%

BAB III METODE KAJIAN PELAKSANAAN 3.1 PEKERJAAN PERSIAPAN 1. Mobilisasi Mobilisasi adalah kegiatan mendatangkan tenaga, bahan, dan peralatan yang akan digunakan dalam kegiatan pembangunan suatu proyek. Untuk alat-alat berat yang akan digunakan didatangkan secara bertahap sesuai dengan kebutuhan yang akan digunakan terlebih dahulu. Pada tahap I pendatangan alat berat, yaitu : dump truk, buldozer, back hoe, tahap II yang didatangkan berupa material dan crane, tahap III yang didatangkan adalah alat pemancang, pada tahap IV alat berat yang didatangkan adalah alat berat untuk pekerjaan perkerasan, seperti TR, Tandem, finisher, dll. Untuk lokasi penempatan/tata letak site proyek ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.1 Tata Letak Site 2. Pembersihan Lokasi Pada kegiatan pembersihan, kegiatan yang dilakukan antara lain : perataan lahan, penebangan semak belukar ataupun pohon yang setidaknya dapat menggangu jalannya proyek, pembuatan akses jalan masuk proyek yang seluruhnya dilakukan dengan alat berat jenis buldozer (lihat gambar 4.2)



Gambar 4.2 Perataan lahan 3. Pembangunan fasilitas proyek di lapangan a. Direksi keet Direksi keet adalah tempat mengkoordinasi dan mengawasi semua kegiatan pelaksanaan proyek. Direksi keet dibangun dari tiang kayu, dinding dari multiplek, lantai beton rabat, atap asbes dan penerangan secukupnya. Ukuran direksi keet 2 (4,8 m x 4,8 m). b. Gudang terbuka dan gudang tertutup Gudang digunakan untuk penyimpanan peralatan konstruksi dan bahan yang akan dipergunakan untuk pembangunan proyek. Luasan bangunan ini adalah ( 8 x 6 ) m. Untuk bahan pembuatan gudang sama dengan bahan yang digunakan untuk pembangunan direksi keet. Lokasi penempatan gudang tidak jauh dari proyek c. Barak Pekerja Barak pekerja dibangun bersebelahan dengan lokasi pembangunan barak kerja dengan luasan bangunan (4,8 m x 4,8 m). Jenis material yang digunakan sama dengan material yang digunakan dalam pembangunan direksi keet.

3.2 PEKERJAAN PENGUKURAN Pekerjaan pengukuran dilakukan dengan mengunakan alat theodolite untuk menentukan as jembatan dengan alur pengukuran dimulai dengan membuat titik acuan dari beton rabat dilanjutkan dengan mengukur mulai dari titik abutmen 1 menuju pilar sampai abutmen 2. kemudian dilakukan pengukuran ulang dari abutment 2 menuju pilar sampai abutmen 1. Setelah patok terpasang selanjutnya dilakukan pemasangan bowplank untuk menentukan sudut sudut dari bangunan. Bowplank terbuat dari papan kayu 2/20 dan usuk 5/7. Bowplank ditancapkan kedalam tanah sampai posisinya kuat/tidak mudah goyangdan dipasang ± 3 m dari lokasi bangunan sehingga tidak rusak pada waktu penggalian.



3.3 PEKERJAAN BANGUNAN BAWAH 3.3.1 Pekerjaan Galian 1. Pekerjaan galian untuk abutment dilaksanakan sampai dengan elevasi dasar pile cap yaitu ± 1 m. 2. Penggalian dilakukan melebihi luasan yang akan digunakan untuk abutmen untuk memudahkan penempatan konstruksi. Pekerjan ini menggunakan alat berat back hoe dan menggunakan dumptruck (DT) (gambar 4.3) dan tanah hasil galian dibuang ketempat yang sudah direncanakan. 3. Dilanjutkan dengan penggalian tanah untuk pengerjaan pilar Penggalian menggunakan alat berat jenis back hoe dengan langsung masuk ke sungai, karena pada aliran air di sungai pada waktu musim kemarau sangat sedikit atau hampir tidak ada dan dari data geologi yang didapat jenis tanah pada lokasi proyek adalah lapisan tanah kerapak (gambar 4.4).

Gambar 4.3 Cara kerja back hoe



3.3.2 1. 2. 3. 4.

5.

3.3.3 1.

2.

3. 4.

Gambar 4.4 Keadaan sungai gandong 4. Pengeringan air (dewatering) pada pekerjaan pondasi untuk abutment dilakukan jika air dianggap menggenangi lokasi penggalian. Pekerjaan Tiang Pancang Pekerjaan pemancangan dimulai dari pondasi pilar jembatan dan dilanjutkan ke abutmen. Tiang pancang diangkat menuju lokasi dan ditegakkan pada titik yang ditentukan. Tiang pancang diukur ketegakan tiang menggunakan theodolite. Dilakukan pemukulan dengan disel hammer dan setiap 10 kali pukulan dilakukan pencatatan penurunan. Setelah proses pemancangan selesai, dilakukan pemotongan /pengelupasan tiang sesuai dengan elevasi rencana. Tulangan pada tiang disisakan ± 50 cm untuk pengecoran pile cap. Pekerjaan Beton Langkah awal yang dilakukan adalah membuat bekisting untuk abutmen dan pilar jembatan menggunakan kayu lapis (playwood) setebal 12 mm dan kayu meranti ukuran 5/7. kayu bekisting dirangkai sesuai ukuran. Tulangan abutmen/pilar yang sudah jadi diletakan pada tempatnya. Kemudian bekisting dipasang di sekeliling tulangan (sesuai dimensi abutmen/pilar) dan dilebihkan setebal bekisting tersebut. Pengecoran dilakukan setelah bekisting dicek terhadap goyangan, kebocoran dan kekuatan perancah. Sebelum pengecoran beton dicek terhadap nilai slump untuk mengukur kekentalan ampuran beton tersebut. Pengecoran dilakukan dengan menggunakan ready mix concrete dari truk molen. Tata cara pengecoran dilakukan secara bertahap atau persegmen.



Gambar 4.5

Pengecoran ready mix dari truk molen

5. Setelah pengecoran setebal 30 cm dilakukan pemadatan beton menggunakan vibrator dan dibantu dengan pemadatan dengan cara mengetok bekisting dengan palu ataupun dengan tongkat besi. 6. Setelah beton mencapai umur yang disyaratkan atau seijin pengawas lapangan bekisting bisa dibongkar sesuai instruksi dari pengawas.

3.3.4 Pekerjaan Urugan 1. Pekerjaan selanjutnya adalah pengurugan dengan menggunakan tanah urug dari tanah bekas galian ataupun dari tanah lain yang diambil dari luar proyek dilakukan oleh back hoe. (gambar 4.6)

2.

Gambar 4.6 Pengurugan oleh back hoe Pekerjaan pemadatan dilakukan tiap tebal pengurugan ± 15cm dengan menggunakan stamper ataupun baby roller.(gambar 4.7)



Gambar 4.7 Alat Pemadat 3.4 PEKERJAAN BANGUNAN ATAS 3.4.1 Pekerjaan Sambungan Gelagar 1. Pendatangan profil baja Pendatangan profil baja dilakukan dengan menggunakan truk khusus untuk mengangkut profil baja yang dilengkapi dengan sejenis crane untuk mengangkat dan meletakkan profil baja. Ketika truk tersebut sampai dilokasi proyek profil tersebut diletakkan sesuai instruksi dari pelaksana, pengawas atau pun orang yang bertanggungjawab terhadap pelaksanaan penyambungan. 2. Peletakan profil baja a.Sebelum profil tersebut diletakkan, sebaiknya telah dibuat semacam perletakan dari kayu yang disusun dua tingkat serta melintang terhadap profil nantinya. b.Setelah truk sampai profil tersebut diletakkan dengan hati hati dan searah memanjang jembatan pada perletakan yang telah dibuat. c.Untuk peletakan profil yang lain untuk dilakukan penyambungan, perletakannya harus berhimpit dengan gelagar yang lain. (gambar 4.8)

Gambar 4.8 Peletakan profil baja



3. Penyambungan profil baja a. Setelah profil tersebut diletakkan pada perletakan, kemudian dilakukan penyambungan terhadap profil baja tersebut dengan alat sambung baut. b. Proses penyambungan dilakukan dengan tenaga manusia dengan diawasi serta mengikuti instruksi dari pelaksana maupun pengawas lapangan.

3.4.2 Pekerjaan Pengelasan 1. Setelah profil disambung, permukaan atas profil diberi tanda (titik atau garis) untuk pemasangan shear connector dan juga nantinya untuk pelat begisting. 2. Kemudian shear connector dipasang dengan menggunakan las sudut dengan jarak sesuai perhitungan. (gambar 4.9)

Gambar 4.9 Pengelasan shear connector 3.4.3 Pemasangan Gelagar Utama 1. Sebelum gelagar baja tersebut diangkat dan dipasangkan pada perletakan di abutmen jembatan, sebaiknya terlebih dahulu dicek terhadap sambungan, shear connector, dan pada abutmen diukur dan diberi tanda untuk perletakan expantion joint dan perletakan untuk tumpuan.

Gambar 4.10 Jenis perletakan pada tumpuan (elastomeric bearing-pad dan expantion roller bearing)



2. Setelah siap semuanya, gelagar dipindahkan ke atas abutmen dan pilar dengan menggunakan crane. 3. Posisi crane berada di depan jembatan rencana dan bersebelahan dengan tempat penyambungan profil baja.

Gambar 4.11 Pemindahan gelagar profil baja 4. Peletakan gelagar tersebut haruslah secara hati-hati dan tepat berada pada tumpuan. 5. Setelah pemindahan gelagar yang pertama, dilanjutkan dengan gelagar yang kedua. Setelah gelagar kedua tersebut diletakkan pada tempatnya, kedua gelagar tersebut segera disambung dengan diafragma. Penyambungan dengan diafragma dimulai dari yang ujung gelagar. Demikian seterusnya sampai dengan gelagar yang terakhir.

Gambar 4.12 Sambungan diafragma

3.4.4 Pekerjaan Beton 1. Pekerjaan begisting a. Begisting yang digunakan pada pengecoran pelat lantai kendaraan adalah terbuat dari beton bertulang dengan tulangan utama tegak lurus dengan arah memanjang gelagar. Ambrosio Martins Nuno 122842820972


b. Begisting tersebut dipesan pada pabrik pembuatan beton bertulang sesuai instruksi pelaksana atau pengawas lapangan.

c. Pemasangan begisting ke atas gelagar diangkat dengan crane.

Gambar 4.13 Penempatan pelat begisting 2. Pekerjaan pembesian a. Pekerjaan pembesian atau penulangan terdiri dari pemotongan, pembengkokan dan perangkaian tulangan tersebut. b. Pemotongan dan pembengkokan tulangan dilakukan di barak kerja harus sesuai dengan gambar kerja. c. Perangkaian tulangan dilakukan langsung di atas gelagar. 3. Pengecoran a. Sebelum dilakukan pengecoran, tulangan dicek dahulu posisi dan keadaannya juga pemberian decking untuk tebal selimutnya. b. Sesaat sebelum pengecoran hendaknya ready mix dicek terhadap nilai slump terlebih dahulu. Jika sudah sesuai maka dapat dilakukan pengecoran. c. Pegecoran untuk tempat yang jauh dari truk molen digunakan pompa.

Gambar 4.14


Detail pemompaan ready mix


4. Pemadatan a. Pemadatan dilakukan dengan menggunakan vibrator. b.Pemadatan dengan menggunakan vibrator haruslah dilakukan oleh orang yang berpengalaman dan cakap, karena untuk pemadatan haruslah sesuai dengan aturan diantaranya yaitu tidak diperkenankan menyentuh tulangan, sudut penggunaan vibrator haruslah sesuai dengan yang diperkenankan. c. Selain pemadatan dengan vibrator juga dilakukan dengan cetok kayu untuk meratakan permukaan. 5. Perawatan beton a.Beton yang baru dicor harus dilindungi dari hujan, matahari secara langsung serta kerusakan lain karena sentuhan, sampai beton telah menjadi keras. Permukaan beton harus diusahakan tetap dalam keadaan lembab, dengan cara menutupnya dengan karung basah atau menggenanginya dengan air. b. Permukaan beton tersebut harus dibasahi selama minimum 14 hari. c. Kemudian dilanjutkan dengan pengecoran lantai trotoir dan tiang sandaran. d. Perawatan untuk trotoir menggunakan air curring sedangkan untuk tiang sandaran menggunakan karung basah. 3.4.5 Pekerjaan Perkerasan 1. Pekerjaan perkerasan dimulai dari lapisan pondasi bawah dengan aggregat kelas B dan dipadatkan dengan menggunakan trimbis atau tandem roller. 2.Dilanjutkan dengan lapisan pondasi atas dengan aggregat kelas A dan dipadatkan dengan tandem. 3. Kemudian dilanjutkan dengan lapisan perkerasan menggunakan ATB setebal padat 5 cm. Sebelum diberi aspal, permukaan lantai kendaraan dibersihkan dari debu ataupun kotoran dengan menggunakan compresor lalu permukaannya diberi prime coat, setelah itu dipadatkan dengan menggunakan tandem roller dan Pneumatic Tire Roller (TR). 4. Untuk perkerasan di atas jembatan hanya menggunakan prime coat dan dilapisi dengan ATB dengan tebal padat 5 cm.

Gambar 4.15 Tandem Roller dan TR



3.4.6 Finishing 1. Pekerjaan Lain-lain a. Pembuatan booksandaran dengan pasangan batukali sejumlah 4 buah dengan dimensi sesuai dengan gambar. b. Pemasangan Rambu – rambu jalan dengan bagian bawahnya dicor dengan beton rabat. 2. Pekerjaan Acian a. Pekerjaan acian untuk kerb lantai kendaraan b. Pekerjaan acian untuk booksandaran 3. Pekerjaan Pengecatan a. Pengecatan pada tiang trotoir b. Pengecatan pada rambu – rambu c. Pengecatan pada kerb d. Pengecatan pada booksandaran e. Pengecatan untuk marka, khusus untuk marka digunakan bahan yang khusus.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. DATA KONSTRUKSI 0,8

9m 7,4

trotoar

m

0,8

0.3 m Aspal (tebal ta)

0.1 m

Slab (tebal ts)

Sandaran

0.2 m

0,8

Girder Diafragma

Deck slab

1,48

1,48

1,48

1,48

1,48

Diketahui

KETERANGAN

SIMBOL

NILAI

SATUAN

Tebal slap lantai jembatan Tebal lapisan aspal Tebal genangan air hujan Jarak antara girder baja Lebar Jalur Lalu-lintas Lebar trotoar Lebar total Jembatan Panjang bentang jembatan

h ta th s b1 b2 b L

0,2 0,1 0,05 1,48 7,4 0,8 9 20

m m m m m m m m

Mutu baja

Bj fy Fs =Fy/1.5 Es U Fy = U*10 U Fy = U*10

Tegangan leleh baja Tegangan dasar Modulus elastis baja, Untuk baja tulangan dengan Ø > 12 mm : Tegangan leleh baja, Untuk baja tulangan dengan Ø > 12 mm : Tegangan leleh baja,

37 Mpa Mpa Mpa

240 160 210000 39 390

Mpa 24

240

Mpa 300

K fc' Ec = 4700√fc' υ G=Ec/[2*(1+υ)] α

24,9 23453 0,2 9772,1 1,E-05

Mpa Mpa

Berat baja

ws

77,0

kN/m3

berat beton bertulang

wc

25,0

kN/m3

berat beton tidak bertulang

w'c

24,0

kN/m3

Berat Lapisan Aspal

wa

22,0

kN/m3

Mutu Beton Kuat tekan beton, Modulus elastis beton Angka Poisson Modulus Geser Koefisien Muai Panjang untuk beton

Mpa Mpa

Spesific Grafity



ww

Berat air hujan/jenis air

9,8 700 300 13 20 1,6600 700 300 13 20

kN/m3

Berat profil baja Tinggi Lebar Tebal badan tebal sayap

WF Wprofil d b tw tf

Luas penampang Tahanan momen

A Wx

21150 4980000

mm2 mm3

Ix L h s

1720000000 20000 200 1480

mm4 mm mm mm

Profil baja

Momen Inersia Panjang bentang Girder Tebal Slab beton Jarak antara girder

kN/m mm mm mm mm

4.2. ANALISIS BEBAN SLAB LANTAI JEMBATAN 4.2.1 Beban Sendiri (MS) Faktor beban Ultimit : KMS b Ditinjau slab lantai jembatan selebar Tebal slap lantai Jembatan sebesar h Wc Berat beton bertulang Berat Sendiri, QMS = b * h * wc QMS

= = = = =

1,3 1 m m 0,2 3 25 kN/m 5,000 kN/m

4.2.2 Beban mati tambahan (MA) beban faktor Ultimit : No

Jenis

1 Lapisan Aspal + Overlay 2 Air hujan Beban mati tambahan,

KMA

2,0 Tebal (m) 0,15 0,05

Berat kN/m3 22,00 9,8 QMA

Beban kN/m 3,30 0,49 3,79

kN/m

4.2.3 Beban Truk "T" (TT) KTT = Faktor beban Ultimit : 2,0 Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, 100 Jembatan kelas I = kN T Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil, DLA = 0,3 PTT = (1+DLA)*T Beban Truk "T" = 130 kN



T = 100 kN

ha h

4.2.4 Beban Angin (EW) Faktor beban ultimit : KEW = 1,2 Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : TEW = 0.0012*C w*(Vw)2 Karena b/d ≥ 6

kN/m

dengan, Cw =

1,20

PPJT 1992, Tabel 5. kecepatan Angin rencana, V w Keadaan batas Daya layan Ultimit

Lokasi s/d 5 km dari pantai > 5 km dari pantai 25 m/det 30 m/det 30 m/det 35 m/det

Cw = Koefisien serat = 1,20 Vw = Kecepatan angin rencana = 35 m/det 2 TEW = 0,0012 x 1,2 x 35 = 1,764

kN/m

TEW h h/2 PEW X



Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2 m di atas lantai jembatan. h = 2 m 1,75 Jarak antara roda kendaraan x = m PEW = (1/2*h/x*TEW) Transfer beban angin ke lantai jembatan = kN 1,008 4.2.5 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. Tmax = 40 ᵒC Tmin = 15 ᵒC ∆T = ( Tmax - Tmin ) / 2 ΔT = ᵒC 12,5 Perbedaan temperatur pada slab, Koefisien muai panjang untuk beton, α = /ᵒC 0,00001 23452953 Modulus elastis beton, Ec = kpa Temperatur maksimum rata-rata Temperatur minimum rata-rata

4.2.6 Momen pada slab lantai Jembatan Formasi pembebanan slab untuk mendapatkan momen maksimum pada bentang menerus dilakukan seperti pada gambar. Momen maksimum pada slab dihitung berdasarkan metode one way slab dengan beban sebagai berikut : trotoar

QMS QMA PTT PEW ∆T

5,000 3,790 130,00 1,008 12,5

kN/m kN/m kN kN ᵒC

0.3 m Aspal (tebal ta)

0.2 m

Girder Deck slab

Diafragma

QMS 1.48 m

1.48 m

1.48 m

1.48 m

1.48 m

QMA 1.48 m

1.48 m

1.48 m

P 1.48 m

1.48 m

1.48 m

PEW 1.48 m

1.48 m

1.48 m

1.48 m

1.48 m

P

TT

1.48 m TT

1.48 m

1.48 m

PEW 1.48 m

?T


0.1 m

Slab (tebal ts)

1.48 m

1.48 m

?T 1.48 m

1.48 m

1.48 m


Koefisien momen lapangan dan momen tumpuan untuk bentang menerus dengan beban merata, terpusat, dan perbedaan temperatur adalah sebagai berikut :

k = koefisien momen Untuk beban merata Q : Untuk beban pusat P: Untuk beban temperatur, ΔT :

s M M M

= 1,48 2 =k * Q * s =k * P * s = k * α * ΔT * Ec * s3

Momen akibat berat sendiri (MS) MMS = Momen tumpuan, 0,0833 Momen Lapangan, MMS = 0,0417 Momen akibat beban mati tambahan (MA) Momen tumpuan, 0,1041 MMA = MMA = 0,0540 Momen Lapangan, Momen akibat beban truk (TT) 0,1562 Momen tumpuan, MTT = Momen Lapangan, MTT = 0,1407 Momen akibat beban Angin (EW) : 0,1562 Momen tumpuan, MEW = MEW = 0,1407 Momen Lapangan, Momen akibat temperatur (ET) : MET = 5,62,E-07 Momen tumpuan, Momen Lapangan, MET = 2,81,E-06

* QMS * s2 * QMS * s

2

* QMA * s2 * QMA * s

2

* PTT * s * PTT * s * PEW * s * PEW * s * α * ΔT * EC * s3 * α * ΔT * EC * s

3

= =

0,912 0,457

kNm kNm

= =

0,864 0,448

kNm kNm

= =

30,053 27,071

kNm kNm

= =

0,233 0,210

kNm kNm

= =

0,005 0,027

kNm kNm

a. Momen Slab No 1 2 3 4 5

Jenis beban Berat sendiri Beban mati tambahan Beban truk "T" Beban angin Pengaruh Temperatur


Faktor beban QMS QMA PTT PEW ∆T

Daya Layan 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Keadaan Ultimite 1,3 2,0 2,0 1,2 1,2

M tumpuan (kNm) 0,9123 0,8642 30,0529 0,2330 0,0053

M lapangan (kNm) 0,4567 0,4483 27,0707 0,2099 0,0267


b. Kombinasi - 1 No 1 2 3 4 5


Faktor M tumpuan M lapangan beban (kNm) (kNm) 1,3 0,9123 0,4567 2,0 0,8642 0,4483 2,0 30,0529 27,0707 0,2099 1,0 0,2330 0,0267 1,0 0,0053 Total momen Ultimit slab, Mu =

Mu tumpuan (kNm) 1,1860 1,7284 60,1058 0,2330 0,0053 63,2585

Mu lapangan (kNm) 0,5937 0,8966 54,1414 0,2099 0,0267 55,8682

Faktor M tumpuan M lapangan beban (kNm) (kNm) 0,4567 1,3 0,9123 2,0 0,8642 0,4483 1,0 30,0529 27,0707 0,2099 1,2 0,2330 1,2 0,0053 0,0267 Total momen Ultimit slab, Mu =

Mu tumpuan (kNm) 1,1860 1,7284 30,0529 0,2796 0,0064 33,2533

Mu lapangan (kNm) 0,5937 0,8966 27,0707 0,2519 0,0320 28,8449

c. Kombinasi - 2 No 1 2 3 4 5


4.2.7. PEMBESIAN SLAB 4.2.7.a. Tulangan Lentur Negatif Mu

= f c' Mutu beton : K - 300 Kuat tekan beton, Mutu baja U - 39 Tegangan leleh baja, fy Tebal Slab beton, h Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' Modulus elastis baja, Es Es β1 Faktor bentuk distribusi tegangan beton, ρb = β1*0,85*f c'/fy*600/(600 + f y) Momen rencana tumpuan:

Rmax = 0,75 * ρb *fy * [1 - 1/2 * 0,75 * ρ b * fy / (0,85 * fc')] Faktor reduksi kekuatan lentur, Momen rencana ultimit, Tebal efektif slab beton, Ditinjau slab beton selebar 1 m Momen nominal rencana, Faktor tambahan momen,

φ Mu d = h - d' b Mn = Mu/φ Rn = Mn * 10-6 / (b * d 2)

63,259 kNm 24,9 Mpa = 390 Mpa = = 200 mm = 35 mm = 210000 = 0,85 = 0,027957 = 6,59766 = = = = =

0,8 63,259 165 1000 79,073

=

2,90443

kNm mm mm kNm

Rn < Rmax .....Ok



Rasio Tulangan yang diperlukan ρ = 0,85 *fc'/fy * [1 - 2 * Rn/(0,85 * fc')] Rasio tulangan minimum ρ min = 25%*(1,4/fy)

= 0,00804 = 0,00090 = 0,00804 = 1327,15 D 16 = 151,499 D 16 2 = 1340 mm

Rasio tulangan yang digunakan ρ Luas tulangan yang diperlukan As = ρ * b * d Diameter tulangan yang digunakan Jarak tulangan yang diperlukan S = π /4*D²*b/As Digunakan tulangan

AS = π /4*D²*b/s

mm² mm mm 150

Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok As' = 50% *As = 664 mm² Diameter tulangan yang digunakan D 13 mm Jarak tulangan yang diperlukan S = π /4*D²*b/As = 200,027 Digunakan tulangan D 13 - 175

As' =

mm

2 = 758 mm

π /4*D²*b/s

4.2.7.b. Tulangan Lentur Positif 55,868 kNm = = = = = = ρb = β1*0,85*fc'/Fy*600/( 600 + fy ) = Rmax = 0,75 * ρb *fy * [1 - 1/2 * 0,75 * ρ b * fy / (0,85 * fc')] = Faktor reduksi kekuatan lentur = Momen rencana Ultimit Mu = Tabel efektif slab beton d =h d' = Ditinjau slab beton selebar 1 m b = Momen rencana lapangan : Mu = Mutu Beton K - 300 Kuat tekan beton fc' Mutu Baja U - 39 Tegangan leleh Baja fy Tabel Slab Beton h Jarak tulangan terhadap sisi luar beton d' Modulus Elastis Baja, Es Es ρ1 Faktor Bentuk distribusi Tegangan Beton

ᵩ

Momen nominal rencana

Mn = Mu/ −6

ᵩ 2

Faktor tahanan momen Rn = Mn*10 /(b*d )

= =

24,9 390 200 35 210000 0,9 0,028 6,5977 0,80 55,868 165 1000

MPa MPa mm mm

69,835 2,5651

Rn < Rmax .....Ok



Rasio tulangan yang diperlukan ρ = 0,85* fc' / fy*[1− 2* Rn /(0,85* fc' )] ρ min = 25 00 *(1,4 / fy) Rasio tulangan minimum Rasio tulangan tulangan yang digunakan ρ As = ρ * b * d Luas tulangan yang diperlukan Diameter tulangan yang digunakan S = π / 4* D2 *b / As Jarak tulangan yang diperlukan Digunakan tulangan

= = = = D = D =

As = π / 4* D2 *b / s Tulangan bagi atau susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok As' = 50 00 * As = 580 mm²

0,00703 0,00090 0,00703 1160,4341 mm² mm 16 173,2644 mm 16 - 100 2 2011 mm

Diameter tulangan yang digunakan D mm 13 2 Jarak tulangan yang diperlukan As' = π / 4* D *b / S = 228,763 mm Digunakan tulangan D 13 - 150 2 = 885 mm 4.2.8 KONTROL LENDUTAN SLAB S = π / 4* D2 *b / As Mutu beto :K Mutu Baja : U Modulus elastis Modulus elastis

300 Kuat tekan beton fc' - 39 Tegangan leleh ba fy Ec = 4700* fc' beton baja Es

= = = =

h Jarak tulangan terhadap sisi luar beto d' Tebal Efektif slab d = h − d' Luas tulangan Slab As Lx = 1 , 48 m 1,48 panjang bentang slab ditinjau slab selebar b = m 1,00 P = TTT beban terpusat

= = = = = = = Q = PMS + PMA Beban merata = ( δ ) harus < L / 240 lendutan total yang terjadi = tot x Ig =1/12*b*h3 inersia Brutto penampang plat = fr = 0,7* fc' modulus keruntuhan lentur beton = n = Es / Ec Nilai perbandingan modulus elastis = n* As = Jarak garis netral terhadap sisi atas beton C = n* As / b = Tebal Slab

24,9 390 23452,95 210000

Mpa Mpa Mpa Mpa

200 35 165 2011 1480 1000 130 8,790 6,167 666666667 3,492993 8,9540963 18003,279 18,003279

mm mm mm mm² mm mm kN kN/m mm mm³ Mpa mm² mm

Inersia penampang retak yang ditransformasikan ke beton dihitung sebagai berikut : Icr = 1/ 3*b *c3 + n* As *(d − c)2 = 3,91,E+08 mm⁴ yt = h / 2 = 100 mm Mcr = fr * Ig / yt Momen retak : = 2,33,E+07 Nmm Momen maksimum akibat beban (tanpa faktor beban) Ma = 1/ 8*Q* L2x +1/ 4* P* Lx = 50,506702 kNm

Ma

= 50506702 Nmm

Inersia efektif untuk perhitungan lendutan Ie = ( Mcr / Ma ) 3 * Ig + 1 − ( Mcr / Ma ) 3 * Icr = 4,18,E+08 mm Q = 8,790 N/mm P = 130000 N Lendutan elastis seketika akibat beban mati dan beban hidup : = 0,952 mm δ e = 5 / 384 * Q * Lx 4 /( Ec * Ie ) + 1 / 48 * P * Lx 3 /( Ec * Ie )

[


]


δ e = 5 / 384 * Q * Lx /( Ec * Ie ) + 1 / 48 * P * Lx /( Ec * Ie )

=

ρ = As /(b*d)

Rasio tulangan slab lantai jembatan

0,0121856

Faktor ketergantungan waktu untuk beban mati (jangka waktu > 5 tahun),nilai:

= =

2,0 1,2428

δg = λ *5/ 384*Q* Lx4 /(Ec* Ie) =

0,070

ζ

λ = ζ /(1+ 50* p) Lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut

Lendutantotal pada plat lantai Jembatan :

Lx/240 = δtot = δe +δg =

6,167 1,021 < Lx/240 (aman) ..........OK

4.2.9 KONTROL TEGANGAN GESER PONS

P

P

TT

a

b V

ta

u b

V a

TT

h

a

u

Mutu beton K - 300 Kuat tekan beton, fc' = 24,9 Mpa Kuat geser pons yang disyaratkan Fv = 0.3 * √fc' = 1,496997 Mpa Kuat reduksi kekuatan geser, ᴓ = 0,60 PTT = 130 kN Beban roda truk pada slab, = 130000 N 0,30 0,20 m h = a= m 0,50 0,10 m ta = b= m 700 u = a + 2 * ta + h = m = mm 0,7 900 v = b + 2 * ta + h = m = mm 0,9 Tebal efektif slab d= mm 165 2

Luas bidang geser : Av = 2 * ( u + h ) * d = 528000 mm Geser normal pons nominal : Pn = Av * Fv = 790414,4 N KTT = 2,0 Faktor beban ultimit truk pada slab

Pu = KTT * PTT


= 260000 < φ * Pn Aman (ok)

N


4.3 PERHITUNGAN SLAB TROTOAR 4.3.1 BERAT SENDIRI TROTOAR

78

Jarak antara tiang trailing L = 2 m

SGP 3"

Berat beton bertulang Wc = 25kN/m³

13

502 12

230

53 156 25 131 10 172 9 11

400 133

8 7 6

5 4

507

2

200

1 3

300 200

800



Berat sendiri trotoaar untuk panjang L : 2 m No b m h m shape L m berat kN

1 0,507 0,3 1 2 0,172 0,3 0,5 0,5 3 0,8 0,2 1 4 0,172 0,3 5 0,121 0,3 1 6 0,069 0,3 0,5 7 0,057 0,1 0,5 8 0,131 0,1 1 9 0,027 0,1 0,5 10 0,133 0,23 0,5 11 0,025 0,23 1 12 0,053 3,55 0,5 13 0,078 0,502 1 14 3" dengan berat/ 0,63 SGP

1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 4

Berat sendiri trotoar per m lebar

5,704 0,968 3,000 1,935 1,361 0,388 0,107 0,491 0,051 0,574 0,216 3,528 1,468 2,520 Total 22,31 PMS = 11,15

Wc

= 25

lengan m momen kNm

0,254 0,622 0,400 0,622 0,740 0,846 0,838 0,802 0,885 0,825 0,882 0,929 0,039 1,330

1,446 0,601 1,200 1,203 1,007 0,328 0,090 0,394 0,045 0,473 0,190 3,279 0,057 3,352 13,664 6,832

MMS =

4.3.2 BEBAN HIDUP PADA PENDESTRIAN PMS MMS MTP

H1 = 0.75 kN/m

1193

P = 20 kN q = 5 kPa

= = =

20,857 15,930 22,125

H2 = 1.5 kN/m 400

H1 = 0,75 kN/m P = 20 kN b2 q= 5 kPa H2 = 1,5 kN/m No Gaya kN Lengan (m) Momen (kNm) Jenis Beban 1 Beban horizontal pada realing (H1) 0,8925 0,75 1,190 2 Beban horisontal pada kerb (H2) 1,5 0,6 0,4 3 Beban vertikal terpusan (P) 20 0,75 15 4 Beban vertikal merata (q*b2) 0,75 5,625 7,5 MTP = 22,1175 Momen akibat beban hidup pada pedestrian 4.3.3 MOMEN ULTIMEIT RENCANA SLAB TROTOAR Faktor beban ultimeit untuk berat sendiri peKMS = 1,3 KTP = 2,0 Faktor beban ultimeit untuk beban hidu pede MMS = Momen akibat berat sendiri pedestrian 6,83 kNM MTP = 22,1175 kNM Momen akibat beban hiduppedestrian MU = KMS*MMS+KTP*MTP Momen ultimeit rencana slab trotoar MU = 53,116495 kNm



4.3.4 PEMBESIAN SLAB TROTOAR Mutu Beto K : - 300 Kuat tekan beton Mutu Baja: U 39 tegangan leleh baja Tabel slab beto Jarak tulangan terhadap sisi luar beton Modolus elastis baja Faktor bentuk distribusi tegangan beto

fc' fy h d' Es β1

Mpa 24,9 = MPa 390 = mm 200 = mm 30 = = 200000 = 0,85 ρb = β1 *0,85* fc' / fy *600/(600 + fy) = 0,027957 RMax = 0,75* ρb * fy[1−1/ 2*0,75* ρb * fy /(0,85* fc' )] = 6,598 φ Faktor reduksi kekuatan lentur = 0,8 φ Faktor reduksi kekuatan geser = 0,6 Momen rencana ultimeit Mu = 53,12 kNm Tebal efektif slab beton d = h-d' = 170 mm Ditinjau slab beton selebar 1 m b = 1000 mm Mn = Mu/ φ = 66,4 kNm Momen nominal rencana Rn = Mn*106 /(b * d 2 ) Faktor tahanan momen = 2,297426 Rn < RMAX (OK) Rasio tulangan yang diperlukan ρ= 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - √* [1 – 2 * Rn/ ( 0.85 * fc’ ) ] = 0,00625 ρmin = 2500 *(1,4/ fy) Rasio tulangan minimum = 0,0009 ρ = 0,0063 Rasio tulangan yang diperluka A = ρ * b * d = 1062,6 mm2 Luas tulangan yang diperlukan s Diameter tulangan yang digunakan D mm 16 2 Jarak tulangan yang diperlukan S = π / 4* D *b * / As = 189,2097 mm Digunakan tulangan As = π / 4* D2 *b / s

D 16 =

100 2 2011 mm

Untuk tulangan logitudinal diambil 50% tulangan pokok AS ' = 50 00 * AS

= 531,3203 Diameter tulangan yang diperlukan D 13 Jarak tulangan yang diperlukanS = π / 4* D2 *b / AS = 249,816 Digunakan tulangan D 13 - 150 AS = π / 4* D2 *b / S = 885


mm2 mm mm mm2


4.4 SECTION PROPERTIES SEBELUM KOMPOSIT 4.4.1 KONTROL PENAMPANG

20000 700 1.25*b/tf L/d > 1.25*b/tf 700 d / tw = 13 L/d =

d / tw

<

28,57

=

18,75 (OK)

= 54

75

Composit Section

=

(Ok) (Ok)

4.4.2 TEGANGAN IJIN KIP Pada girder baja diberi pengaku samping yang berupa balok diafragma yang berfungsi sebagai pengaku samping yang merupakan dukungan lateral dengan jarak, L1 = L / 5 = mm 4000 c1 =L1*d / (b*tf) = 466,6666667 c2 =0.63*Es / Fs = 216,7 576,9 48 826,875 Karena, 250 < c1


4.4.3 SECTION PROPERTIES SETELAH KOMPOSIT

4.4.4 LEBAR EFEKTIF SLAB BETON Lebar efektif slab beton ditentukan dari nilai terkecil berikut ini : 20000 L/5 = = 4000 mm 5 S = mm 1480 200 2400 mm 12*h = 12 x = 1000 mm Diambil lebar efektif slab beton, Be = 4.4.4. A. SECTION PROPERTIES GIRDER KOMPOSIT Rasio perbandingan modulus elastis, Luas penampang beton transformasi,

n = Es/Ec Act = Be*h / n

= = =

Luas penampang Komposit,

Acom = A+Act

210000 = 8,9541 23453 1000 * 200 8,9541 22336,1 mm2

= =

21150 43486

+ 22336 2 mm

Momen statis penampang terhadap sisi bawah balok, Acom * ybs = A * d / 2 + Act * (d + h / 2) Jarak garis netral terhadap sisi bawah, ybs = [ A * d / 2 + Act * (d + h / 2) ] / Acom = 606,819 < d maka garis netral di bawah slab beton

Jarak sisi atas profil baja terhadap garis netral,

yts = d - ybs

Jarak sisi atas slab beton thd. grs. netral,

ytc = h + yts


= = = =

700 606,82 93,18 mm 200 + 93,18 293,18 mm


Momen inersia penampang komposit : 1/12*Be/n*h = Act*(ytc-h/2)=

74453818,75 833559488,2

mm4 4 mm

Ix = A*(d/2-yts)2=

1720000000 1394970468

mm 4 mm

Icom =

4022983775

mm4

4

Tahapan Momen penampang Komposit : Sisi atas beton,

Wtc = Icom / ytc

=

13721848,13

mm3

Sisi atas baja,

Wts = Icom / yts

=

43173910,16

mm

Sisi bawah baja,

Wbs = Icom / ybs

=

6629626,144

mm3

9,96 128

Mpa Mpa

4.4.4.B TEGANGAN IJIN Tegangan ijin lentur beton, Tegangan ijin lentur baja,

Fc = 0,4 * Fc = Fs = 0,8 * Fs =

3

4.4.5 KONDISI GIRDER SEBELUM KOMPOSIT 4.4.5.A. BEBAN SEBELUM KOMPOSIT No.

JENIS BEBAN

1 Berat sendiri profil baja WF 700.300.13.20 2 Berat diafragma 3 Perancah dan bekisting dari kayu 4 Slab beton 1 0,20 25 QD Total beban mati girder sebelum komposit,

BEBAN (kN/m) 1,66 0,179 1,750 5 8,589 kN/m

Beban hidup sebelum komposit, merupakan beban hidup pekerja pada saat pelaksanaan konstruksi, dan diambil kN/m2 qL = 2 Q L = s * qL = 2,96 kN/m Total beban pada girder sebelum komposit, Qt= QD+ QL = 11,549 kN/m



4.4.5.B. TEGANGAN PADA BAJA SEBELUM KOMPOSIT Panjang bentang girder, L = Momen maksimum akibat beban mati, M = 1/8 * Qt* L 2 =

Tegangan lentur yang terjadi,

20 577,45

m kN.m

6

f = M * 10 /Wx = 115,954 < Fskip = 141,972 AMAN (OK)

4.4.5.C. LENDUTAN PADA BAJA SEBELUM KOMPOSIT Qt =

11,549 kN/m

L =

E

=

20,00 m Ix = 4 δ= 5/384 * Qt*L /(E*Ix) = < L/240 =

210000000 kPa 2 0,00172 m 0,066612449 m 0,083333333 m

OK

4.5. BEBAN PADA GIRDER KOMPOSIT 4.5.1 BERAT SENDIRI (MS) No.

Jenis Konstruksi

1. Girder baja WF Diagfragma 2. 3. Slab Lantai 0,2 Total berat Sendiri


1

25 QMS

Beban (kN/m) 1,66 0,179 5,00 6,839

kN/m


Panjang bentang Girder, Momen dan gaya geser maksimum akibat berat sendiri, MMS = 1/8 * QMS* L2 VMS = 1/2 * QMS* L

L =

20,00

m

= =

341,95 68,39

kNm kN

L =

20,00

m

= =

134,5 26,9

kNm kN

4.5.2 BEBAN MATI TAMBAHAN (MA) No.

Jenis Konstruksi

1. Aspal 0,1 2. Air hujan 0,05 Total beban mati tambahan

1 1

22 9,8 QMA

Beban (kN/m) 2,20 0,49 2,69

Panjang bentang Girder, Momen dan gaya geser maksimum akibat berat mati tambahan MMA = 1/8 * QMA* L2 VMA = 1/2 * QMA* L

kN/m

4.5.3. BEBAN LAJUR "D" Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata (Uniformly Distributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pada Gambar. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yg dibebani lalu-lintas atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : q = 8 kPa untuk L ≤30 m q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30 m

KEL mempunyai intensitas, p = 44,00 kN/m Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut : DLA = 0,4 m untuk L ≤50 m DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untuk 50 < L < 90 m DLA = 0,3 untuk L ≥90 m



Panjang bentang girder, q = 8 Beban lajur "D",

DAL =

0,4

s QTD = q * s PTD = (1 + DLA) * p * s

Momen dan gaya geser maksimum akibat beban lajur "D", MTD = 1/8 * QTD * L2 + 1/4 * PTD *L VTD = 1/2 * QTD * L + 1/2 * PTD

= = = =

= =

20,00 1 8 61,6

m m kN/m kN

708 110,8

kN/m kN

4.5.4. GAYA REM (TB) Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sbg gaya dalam arah memanjang dan dianggap bekerja pada jarak 1.80 m dari permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya rem tergantung panjang total jembatan (Lt) sebagai berikut : untuk Lt ≤ 80 m Gaya rem, TTB = 250 kN untuk 80 < Lt < 180 m Gaya rem, TTB = 250 + 2,5 * ( Lt - 80 ) kN untuk Lt ≥ 180 m Gaya rem, TTB = 500 kN Panjang bentang girder, jumlah girder, besarnya gaya rem, Lengan terhadap pusat tampang girder


L n TTB = 250/n y = ytc + ta + 1,80

= = = =

20,00 m 5 50 kN 2,14 m


Momen dan gaya geser maksimum akibat beban lajur "D", MTB = 1/2 * TTB * y = 53,5795 kNm MTB = TTB * y/L 5,3580 kN =

4.5.5. BEBAN ANGIN (EW) Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : 2 TEW = 0,0012 * Cw * Vw kN Cw = koefisien seret 1,2 = Vw = kecepatan angin rencana 35 = m/det 2

TEW = 0,0012 * Cw * Vw

=

1,764

kN

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2.00 m di atas lantai jembatan h = 2m Jarak antara roda kendaraan x = 1,75 m QEW = [ 1/2 * h / x * TEW ] Transfer beban angin ke lantai jembatan, = 1,008 kN/m

Panjang bentang girder, L = Momen dan gaya geser maksimum akibat transfer beban angin, 2 MEW = 1/8 * QEW * L = VEW = 1/2 * QEW * L =

20 50,4 10,08

m kNm kN

4.5.6. BEBAN GEMPA (EQ) Gaya gempa vertikal pada balok dihitung dengan menggunakan percepatan vertikal ke bawah sebesar 0.1*g dengan g = percepatan grafitasi. EW= 0.10 * Wt Gaya gempa vertikal rencana : T Wt = Berat total struktur yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan.



QMS Beban berat sendiri, QMA Beban mati tambahan, QEQ = 0,10 * ( QMS + QMA ) Beban gempa vertikal, Panjang bentang girder, L Momen dan gaya geser maksimum akibat transfer beban angin, 2 MEQ = 1/8 * QEQ * L VEQ = 1/2 * QEQ * L

= = = =

6,8390 2,690 0,953 20

kN/m kN/m kN/m m

= =

47,645 9,529

kNm kN

4.6. TEGANGAN PADA GIRDER KOMPOSIT 2

Wtc

=

Wts

=

13721848 mm 2 43173910 mm

Wbs n

= =

2 6629626,1 mm 8,9540963

Tegangan pada sisi atas beton, Tegangan pada sisi atas baja, Tegangan pada sisi bawah baja, Tegangan yang terjadi pada sisi Momen No Jenis Beban M (kNm) 1. Berat sendiri (MS) 341,95 2. Beban Mati tambahan (MA) 134,5 3. Beban lajur "D" (TD) 708 4. Gaya rem (TB) 53,5795 5. Beban angin (EW) 50,4 6. Beban gempa (EQ) 47,645 KOMBINASI - 1

6

ftc = M * 10 / ( n * Wtc ) 6

fts = M * 10 / Wts fbs = M * 106 / Wbs

atas beton ftc (Mpa) 2,7831 1,0947 5,7623 0,4361 0,4102 0,3878

Tegangan ijin beton : 100% * Fc = Tegangan ijin baja : 100% * Fs = Tegangan yang terjadi pada sisi atas beton ftc No Jenis Beban (Mpa) 2,7831 1. Berat sendiri (MS) 1,0947 2. Beban Mati tambahan (MA) 5,7623 3. Beban lajur "D" (TD) 4. Gaya rem (TB) 5. Beban angin (EW) 6. Beban gempa (EQ) 9,6401 <100%*Fc ok


atas baja fts (Mpa) 7,9203 3,1153 16,3988 1,2410 1,1674 1,1036

bawah baja fbs (Mpa) 51,5791 20,2877 106,7934 8,0818 7,6022 7,1867

7 120 atas baja fts (Mpa) 7,9203 3,1153 16,3988

Mpa Mpa bawah baja fbs (Mpa) 51,5791 20,2877 106,7934

27,4344

178,6601 <100%*Fs ok


KOMBINASI - 2

Tegangan ijin beton : 125% * Fc = 9 Tegangan ijin baja : 125% * Fs = 160 Tegangan yang terjadi pada sisi atas beton atas baja fts ftc No Jenis Beban (Mpa) (Mpa) 1. Berat sendiri (MS) 2,7831 7,9203 2. Beban Mati tambahan (MA) 1,0947 3,1153 3. Beban lajur "D" (TD) 5,7623 16,3988 4. Gaya rem (TB) 5. Beban angin (EW) 0,4102 1,1674 6. Beban gempa (EQ) 10,0503 28,6018 <125%*Fc ok

KOMBINASI - 3

Tegangan ijin beton : 140% * Fc = 10 Tegangan ijin baja : 140% * Fs = 179 Tegangan yang terjadi pada sisi atas beton atas baja ftc fts No Jenis Beban (Mpa) (Mpa) 1. Berat sendiri (MS) 2,7831 7,9203 2. Beban Mati tambahan (MA) 1,0947 3,1153 3. Beban lajur "D" (TD) 5,7623 16,3988 4. Gaya rem (TB) 0,4361 1,2410 5. Beban angin (EW) 0,4102 1,1674 6. Beban gempa (EQ) 10,4864 29,8428 <140%*Fc ok

KOMBINASI - 4

Tegangan ijin beton : 150% * Fc = 11 Tegangan ijin baja : 150% * Fs = 192 Tegangan yang terjadi pada sisi atas beton atas baja fts ftc No Jenis Beban (Mpa) (Mpa) 1. Berat sendiri (MS) 2,7831 7,9203 2. Beban Mati tambahan (MA) 1,0947 3,1153 5,7623 16,3988 3. Beban lajur "D" (TD) 4. Gaya rem (TB) 0,4361 1,2410 0,4102 1,1674 5. Beban angin (EW) 0,3878 1,1036 6. Beban gempa (EQ) 10,8742 30,9463 <150%*Fc ok


Mpa Mpa bawah baja fbs (Mpa) 51,5791 20,2877 106,7934 7,6022 186,2624 <125%*Fs ok Mpa Mpa bawah baja fbs (Mpa) 51,5791 20,2877 106,7934 8,0818 7,6022 194,3442 <140%*Fs ok Mpa Mpa bawah baja fbs (Mpa) 51,5791 20,2877 106,7934 8,0818 7,6022 7,1867 201,5309 <150%*Fs ok


4.7. LENDUTAN PADA GIRDER KOMPOSIT Lendutan max. pada girder akibat : 4 δ max = 5/384 * Q * L / ( Es * Icom ) 1. Beban merata Q : 3 δ max = 5/48 * P * L / ( Es * Icom ) 2. Beban terpusat P : 2 δ max = 1 / ( 72 √3 ) * M * L / ( Es * Icom ) 3. Beban momen M : 20 Panjang bentang girder, L = m Es = 210000000 Mpa Modulus elastis, Icom = 0,004022984 m4 Momen inersia, Q P M No Jenis Beban (kN/m) (kN) (kNm) 1. Berat sendiri (MS) 6,839 2. Beban Mati tambahan (MA) 2,69 3. Beban lajur "D" (TD) 8 61,6000 4. Gaya rem (TB) 53,5795 5. Beban angin (EW) 1,008 6. Beban gempa (EQ) 0,953 Batasan lendutan elastis, L/240 = 0.05 KOM-1 KOMBINASI BEBAN Lendutan No Jenis Beban δmax 1. Berat sendiri (MS) 0,01686 2. Beban Mati tambahan (MA) 0,00663 3. Beban lajur "D" (TD) 0,17163 4. Gaya rem (TB) 5. Beban angin (EW) 6. Beban gempa (EQ) δtot 0,19513 < L/240 (OK)

KOM-2 Lendutan δmax 0,01686 0,00663 0,17163 0,00249

KOM-3 Lendutan δmax 0,01686 0,00663 0,17163 0,00020 0,00249

0,19762 < L/240 (OK)

0,19782 < L/240 (OK)

Lendutan δmax 0,01686 0,00663 0,17163 0,0002 0,00249 0,00235

KOM-4 Lendutan δmax 0,01686 0,00663 0,17163 0,00020 0,00249 0,00235 0,20017 < L/240 (OK)

4.8. GAYA GESER MAKSIMUM PADA GIRDER KOMPOSIT No 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Jenis Beban Berat sendiri (MS) Beban Mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD) Gaya rem (TB) Beban angin (EW) Beban gempa (EQ)


Gaya Geser V (kN) 68,3900 26,9000 110,8000 5,3580 10,0800 9,5290


KOMBINASI - 1 No 1. 2. 3. 4. 5. 6.

100% Gaya Geser V (kN) 68,3900 26,9000 110,8000

Jenis Beban Berat sendiri (MS) Beban Mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD) Gaya rem (TB) Beban angin (EW) Beban gempa (EQ) Vmax =

KOMBINASI - 2 No 1. 2. 3. 4. 5. 6.

125% Gaya Geser V (kN) 68,3900 26,9000 110,8000

Jenis Beban Berat sendiri (MS) Beban Mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD) Gaya rem (TB) Beban angin (EW) Beban gempa (EQ)

10,0800 Vmax =

KOMBINASI - 3 No 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Gaya Geser V (kN) 68,3900 26,9000 110,8000 5,3580 10,0800

Berat sendiri (MS) Beban Mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD) Gaya rem (TB) Beban angin (EW) Beban gempa (EQ) Vmax =

No 1. 2. 3. 4. 5. 6.

221,5280

150%

Jenis Beban Berat sendiri (MS) Beban Mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD) Gaya rem (TB) Beban angin (EW) Beban gempa (EQ) Vmax =


216,1700

140%

Jenis Beban

KOMBINASI - 4

206,0900

Gaya Geser V (kN) 68,3900 26,9000 110,8000 5,3580 10,0800 9,5290 231,0570


No 1. 2. 3. 4.

Jenis Beban Kombinasi - 1 Kombinasi - 2 Kombinasi - 3 Kombinasi - 4

Persen teg. Ijin 100 % 125 % 140 % 150 %

Gaya Geser Gaya Geser V (kN) V (kN) 206,0900 206,0900 216,1700 172,9360 221,5280 158,2343 231,0570 154,0380 Vmax rencana = 206,0900

4.9. PERHITUNGAN SHEAR CONNECTOR

Gaya geser maksimum rencana, Vmax = ytc = 293,18 mm h= Act = Luas penampang beton yang ditransformasikan, A Momen statis penampang tekan beton yang ditransformasikan, Sc = Act * ( ytc - h / 2 ) = qmax = Vmax * Sc / Icom = Gaya geser maksimum, Untuk shear connector digunakan besi beton bentuk U, 2 Asv = π / 4 * D *2 Luas penampang geser, Tegangan ijin geser, Fsv = 0,6 * fs Qsv = Asv * Fsv Kekuatan satu buah shear connector, Jumlah shear connector dari tumpuan sampai 1/4 L n = 1/4 * qmax * L / Qsv Jarak antara shear connector, s=L/(4*n) Digunakan shear connector, 2 D 12 Jumlah shear connector 1/4 L sampai tengah bentang : n = 1/8 * qmax * L / Qsv s=L/(4*n) 2 D 12


206,0900 kN 200 mm 22336,15 mm2 4314916,699 mm3 221,0451824 N/mm

= = =

D 12 226,19 76,8 17371,751

= =

63,622022 47 50

= =

31,811011 94 100


4.10. PERENCANAAN SAMBUNGAN GELAGAR Bentang 20 m dari jembatan ini dibagi menjadi 2 segmen, karena profil yang ada, panjangnya hanya 12 m tapi yang digunakan pada jembatan ini adalah 10 m. Maka untuk itu perlu adanya sambungan seperti pada gambar :

700.300.13.20

Data teknis Gelagar 700.300.13.20 - Berat sendiri = 305 - Tinggi tampang = - Lebar sayap = - Tebal badan = - Tebal web = - Luas tampang = - Momen inersia (I) = - Momen tahanan (Wx) = - Tegangan ijin profil (σ ijin) = - Tegangan ijin baut = Momen kapasirtas profil = σijin . Wx = 7968000 kgcm

166 700 300 20 13 211,5 172000 4980 1600 1600

kg/m mm mm mm mm cm2 cm4 cm3 kg/cm2 kg/cm2

1. Perencanaan sambungan - Alat sambungan dengan baut Ø 17/8" = 4,7 cm - Pelat sambungan pada flens Tebal = 5 cm b' = 20 cm - Pelat sambungan pada web Tebal = 5 cm b' = 75 cm 2. Tegangan pada baut Menurut PPBBI, mei 1984, tegangan-tegangan yang diijinkan dalam menghitung kekuatan baut adalah sebagai berikut : a. Tegangan geser τ = 9,6 kN/cm2 b. Tegangan tumpu σtp = 1.5 x σ ijin, untuk S1 ≥ 2d = 24 kN/cm2 σtp = 1.2 x σ ijin, untuk 1,5d ≤ S1 ≤ 2d = 19,2 kN/cm2 Ambrosio Martins Nuno 122842820972


Flens, syarat = A' > ∆f A' > ∆f h' . T' > Tebal badan . Lebar sayap 200 > 60,000 c. Tegangan ijin tarik σta = 0,7 . σ ijin = 11,2 kN/cm2 Web, syarat = t ≥ 0,7 tweb t ≥ 0,7 tweb 5 ≥ 0,91 3. Pola pemasangan baut Alat sambungan dengan baut Ø 1 7/8" = 4,7 cm 2,5d ≤ S ≤ 7d 11,75 ≤ S ≤ 32,9 S = 18 cm 1,5d ≤ u ≤ 3d 7,05 ≤ u ≤ 14,1 u = 8 cm 2,5d ≤ S1 ≤ 7d 11,75 ≤ S1 ≤ 32,9 S1 = 18 cm 4. Perhitungan sambungan Kekuatan sambungan ditentukan oleh kuatnya kapasitas dari profil itu sendiri, dimana momen kapasitas profil sebesar = 7968000 kgm didistribusikan ke sayap dan ke badan profil. Besarnya distribusi momen tersebut sebanding dengan inersia sayap dan inersia badan. Mf = (If/It) / Mpr Dimana : Mf = Mb = If = Ib = It =

Mb = (Ib/It) / Mpr Momen pada sayap (flens) Momen pada badan (web) Inersia sayap Inersia badan (If + Ib)

Menurut PPBBI, mei, 1984, ukuran maksimal dari diameter lubang paku keling/baut ditambah 1 mm. Jadi diameter baut yang diperhitungkan adalah : - Pada badan (web) D = 4 cm - Pada sayap (flens) D = 4 cm

Σx2 Σy2

= =


6480 6480


5. Perhitungan Inersia flens dan Inersia badan a. Inersia flens If = {4(1/12 . 20 . 5^3)} + {4(20 . 5 . 39.84^2)} If = 372267 cm4 A lubang = 20 cm2 I lubang = 149173 cm4 If Total = If - I lubang If Total = 223093 cm4 b. Inersia badan A lubang = 20 cm2 Iw = 33169,7 cm4 Iw lubang = 26,6667 cm4 Iw Total = Iw - I lubang Iw total = 1326,11 cm4 Inersia total = If total + Iw total Inersia total = 224419 cm4 6. Momen yang bekerja pada flens dan badan (Mf dan Mb) - Mf = (If total/It) . Mpr Mf = 7920917 kgcm - Mb = (Iw total/It) . Mpr Mb = 47083,3 kgcm 7. Garis normal pada flens Gaya normal pada flens merupakan momen kopel (Nf), dimana besarnya dapat dihitung sebagai berikut : Nf = Mf / h Nf = 113156 kg Dengan adanya gaya normal, maka timbul tegangan pada flens yang dihitung dengan rumus sebagai berikut : Af = 4.(18 . 5) - 4.(4,8 . 5) Af = 264 cm2 Tegangan pada flens = 428,621 ≤ 1600 Jadi pelat masih aman untuk menahan beban 8. Garis normal pada flens a. Sambungan pada pelat flens K = Nf/16 K = 7072,25 kg (ada 16 baut pada flens) Kgs = 1/4 . Π . D^2 . Τ Kgs = 12057,6 kg Ktp = t.d.tp Ktp = 38400 kg Dari kedua nilai di atas dapat disimpulkan bahwa baut pada flens mampu untuk menahan beban yang bekerja karena Kgs dan Ktp > K



b. Sambungan pada pelat badan Σx2 + Σy2= 12960 cm2 Mb = 47083,29324 kgcm KY1 = KX1 = (Mb . Y) / (Σx2 + Σy2) KY1 = KX1 = 98,090 kg K1 = KY1^2 + Kx1^2 K1 = 138,720 kg Kekuatan geser dan tumpu pada baut Kgs = 1/4 . Π . D^2 . Τ . 2 Kgs = 24115,2 kg Ktp = t.d.tp Ktp = 38400 kg Nilai kedua perhitungan di atas menunjukkan bahwa baut kuat menahan beban yang bekerja karena Kgs dan Ktp > K1



4.11. PERENCANAAN SAMBUNGAN DIAFRAGMA Direncanakan menggunakan diafragma dari profil baja yaitu WF 200 x 150x 6 x 9 dengan data-data teknis sebagai berikut : Data teknis WF 200 x 150 x 6 x 9 - Tinggi tampang = 200 mm - Lebar sayap = 150 mm - Berat = 30,6 kg/m - Tebal badan = 6 mm - Tebal sayap = 9 mm Untuk menyambung dengan gelagar utama digunakan pelat siku 150x150x18 dan alat sambungannya baut dengan D = 1/2" = 1,3 cm Perhitungan sambungan - Beban-beban yang bekerja berat sendiri profil = 30,6 kg/m muatan thd konstruksi= 100 kg/m Beban total = 130,6 kg/m - Momen maksimum M max = 1/8 x Wd x L^2 M max = 36,731 kgm - Gaya lintang (D) D = 1/2 x beban total x jarak antar gelagar D = 97,95 kg - Pemasangan baut menurut PPBBI - 1984 2,5 d ≤ s ≤ 7d 3,25 ≤ s ≤ 9,1 Diambil = 9 cm 2,5 d ≤ u ≤ 7d 3,25 ≤ u ≤ 9,1 Diambil = 9 cm 1,2 d ≤ S1 ≤ 3d 1,56 ≤ S1 ≤ 3,9 Diambil = 3 cm - Kontrol alat penyambung Tp ≥ 0.7 tw Tp ≥ 1,68 Diambil Tp = 1,8 cm - Gaya horizontal pada sambungan (Tm) adalah kopel dari momen yang bekerja Tm = M max / L Tm = 408,125 kg - Gaya yang ditahan oleh baut akibat gaya lintang (Td) Td = D / Σbaut Td = 24,488 kg/cm2



- Tegangan yang terjadi tegangan lentur σ = Tm / A baut σ = 307,636 kg/cm2 tegangan geser τ = Td / A τ = 18,458 kg/cm2 Tegangan ideal σ ideal = √ σ^2 + 1,56.τ^2 σ ideal = 308,498 ≤


1600


PERANCANGAN JEMBATAN KOMPOSIT

Recommend Documents