TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
Andi Aswar Annisa Hapsari Nur Baiti Hasanah 2 Sipil 1 Pagi Pengajar : Ibu Anis Rosyidah
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2010
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
•
SPESIFIKASI JEMBATAN :
b (lebar jembatan) = 7 m a (lebar trotoar)
= 0,5 m
b-2a (lebar jalan)
=6m
h (tinggi jembatan) = 3 m λ(panjang segmen)= 4 m L (panjang bentang)
= 24 m
Tebal trotoar
=0,2m
Mutu baja
= BJ 37
fy
= 240 MPa
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI fu
= 370 MPa
E
= 200.000 MPa
BJ Aspal = 22 KN/m3 BJ Beton =24 KN/m3 Tebal aspal =0,05 m Tebal perkerasan = 0,2 m
•
PERENCANAAN DIAFRAGMA
o
BEBAN MATI :
Beban perkerasan Beban Aspal
= 4 x 0,2 x 24 = 4 x 0,05 x 22
=
= 19,2 kN/m3 4,4 kN/m3 +
q = 23,6 kN/m3
7m RA
Mmax
RB
= 1/8 x q x L2
Mu = 1,4 x Mmax
= 1/8 x 23,6 x 49
= 1,4 x 144,55
= 144,55 kN.m
= 202,37 kN.m
RA =82.6 KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI •
PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG
o
Cek Derajat Ketidaktentuan Struktur 37˚ m = 2J – 3
α1
=
sin α1 = 0,6˚
21 = (2x12) – 3
cos α1 =
0,8˚ 21 = 21
OK !
α2
=
53˚ o
Jumlah Reaksi Tumpuan 0,8˚ = 2
sin α2 = cos α2 = 0,6˚
3 ( Struktur Tertentu ) = 1 o
Menghitung Reaksi Tumpuan
ΣMB = 0 Ra x 24 – 0,5P x 24 – P1 x 20 – P2 x 16 – P3 x 12 – P4 x 8 – P5 x 4 = 0 24RA – 12P – 20P – 16P – 12P – 8P – 4P = 0 RAV = 3P KN
ΣMA = 0 -Rb x 24 + 0,5P x 24 + P5 x 20 + P4 x 16 + P3 x 12 + P2 x 8 + P1 x 4 = 0
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI -24Rb + 12P + 20P + 16P + 12P + 8P + 4P = 0 RBV = 3P KN
•
PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG (METODE TITIK BUHUL)
BUHUL B S20sinα1
20
S2cosα1
P/2
21 RB
∑V = 0
∑H = 0
RB + S20sinα1 - 0,5P = 0
-S21 – S20cosα1 = 0
3P – 0,5P + S20 x 0,6 = 0
S21 = - (-4,167 x 0,8)
2,5P/0,6 = S20
S21 = 3,334P KN
S20 = -4,167P KN
BUHUL G
19
∑V = 0
∑H = 0
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI 18
21
S19 = P KN
S21 =
S18 S18 = 3,334P KN P
BUHUL L
S17cosα1
16
S20cosα1
17
20 19 S17sinα1
S20sinα1
∑V = 0 -S19 – S17sinα1 – S20sinα1 = 0
∑H = 0 S20cosα1 – S16 – 2P = 0
-P – 0,6S17 + 2,5P = 0
3,334P – S16 – 2P = 0
1,5P = 0,6S17
S16 = 1,334P KN
S17 = 2,5P KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BUHUL F S17sinα1 15 17 14
S17cosα1 18 P
∑V = 0
∑H = 0
S15 + S17sinα1 – P = 0
S18 + S17cosα1 – S14 = 0
S15 = P – 1,5
3,334 + 2 – S14 = 0
S15 = 0,5P KN
S14 = 1,334P KN
BUHUL K 12 S13cosα1
16 13
15
S13sinα1
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI ∑V = 0
∑H = 0
-S15 – S13sinα1 = 0 =0
S16 – S12 – S13cosα1
0,5P = S13sinα1
1,334 – S12 – 0,666 = 0
S13 = 0,833P KN
S12 = 0,668P KN
BUHUL E S13sinα1 S9sinα1 10 9
13
S9cosα1
S13cosα1 10
14 P
∑V = 0
∑H = 0
S11 + S9sinα1 + S13sinα1 – P = 0 S9cosα1 = 0
S14 + S13cosα – S10 –
0,6S9 + 0,5P – P = 0 – 0,666P = 0
1,334P + 0,66P – S10
S9 = 0,5P/0,6
S10 = 1,334P KN
S9 = 0,833P KN
BUHUL J ∑V = 0 8
12
- S11 = 0
∑H = 0 S12 = S8
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI S11 = 0
S8 = 0,668P
KN 11
BUHUL
I
4
8 10
S9cosα1
9
S9sinα1
∑V = 0
∑H = 0
-S7 – S9sinα1 = 0
S8 + S9cosα1 – S4 = 0
S7 = -0,833 x 0,6
0,668 + 0,666P – S4 = 0
S7 = -0,5P KN
S4 = 1,334P KN
BUHUL D gfgvn S5sinα1
5
7 6
10
S5cosα1 P ∑V = 0
∑H = 0
S7 + S5sinα1 – P = 0
S10 – S6 – S5cosα1 = 0
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI -0,5P + 0,6S5 – P = 0
1,334 – S6 – 2 = 0
-1,5P = -0,6S5
S6 = -0,666P KN
S5 = 2,5P KN BUHUL C 3 2
6
P ∑V = 0
∑H = 0
S3 = P KN
S6 = S2 S2 = -0,666P KN
BUHUL H S1cosα1
4 1
3
S5cosα1
5 S5sinα1
S1sinα1
∑V = 0
∑H = 0
-S3 – S5sinα1 – S1sinα1 = 0 S1cosα1 = 0
S4 + S5cosα1 –
-P – 1,5 – 0,6S1 = 0 4,167x0,8) -2,5P = 0,6S1 S1 = -4,167P KN
S4 = (-2,5x0,8) – (S4 = -2 + 3,334 S4 = 1,334P KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BUHUL A ∑V = 0 S1sinα1 P
RA + S1sinα1 – 0,5P = 0 1
3P + 0,6S1 – 0,5P = 0 2,5P = -0,6S1
2
S1cosα1
S1 = -4,167P KN ∑H = 0 S2 = -S1cosα1 S2 = 3,334P KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
•
TABEL HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG
No. Batang
Gaya Batang
Keterangan
1
-4,1617P
Tekan
2
3,334P
Tarik
3
P
Tarik
4
1,334P
Tarik
5
2,5P
Tarik
6
-0,666P
Tekan
7
-0,5P
Tekan
8
0,668P
Tarik
9
0,833P
Tarik
10
1,334P
Tarik
11
0
Batang Kestabilan
12
0,668P
Tarik
13
0,833P
Tarik
14
1,334P
Tarik
15
-0,5P
Tekan
16
1,334P
Tarik
17
2,5P
Tarik
18
3,334P
Tarik
19
P
Tarik
20
-4,167P
Tekan
21
3,334P
Tarik
PERHITUNGAN BEBAN-BEBAN YANG BEKERJA
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
PDL : B. mati + diafragma =82.6 x 1.1
=90.86 kn
B. trotoar
=12.48 kn
= 24 x 0.2x 0.5 x 4 x 1.3
Total
= 103.34 kN
PLL: b. pejalan b. lajur
= 5 x 0.5 x 4 x 2
= 9 x 7 x 4 x 2 x 0.5
=20 kn = 252 kn
b. gen air = 0.5 x 5.6 x 4 x 1 x 0.5 = 5.6 kn total
=277.6 kN
Beban berjalan : b. garis(KEL)
= 49 x 7 x 1.4 x 2 x 0.5 =480.2 kN
ANALISA GAYA BATANG
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
TABEL BEBAN MATI DAN HIDUP No.Batang
Nilai
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11
-4.162 3.334 1.000 1.334 2.500 -0.666 -0.500 0.668 0.833 1.334 0.000
Gaya Batang B. Mati B.Hidup -1,155 -430.07008 926 344.53556 278 103.34 370 137.85556 694 258.35 -185 -68.82444 -139 -51.67 185 69.03112 231 86.08222 370 137.85556 0 0
TABEL GAYA BATANG AKIBAT BEBAN BERJALAN
No.Batang
Nilai
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
-1.389 1.111 1.000 0.000 2.222 1.111 0.500 2.000
Gaya batang (kn) Beban Berjalan -666.94978 533.55022 480.2 0 1067.10044 533.5022 240.1 960.4
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI B9 B10 B11
0.833 1.778 0.000
400.0066 853.69956 0
TABEL PENTABULASIAN BEBAN MATI, B. HIDUP & B. BERJALAN NO BATANG B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11
B. MATI -1,155 926 278 370 694 -185 -139 185 231 370 0
B. HIDUP -430.07 344.54 103.34 137.86 258.35 -68.82 -51.67 69.03 86.08 137.86 0.00
DESIGN BATANG TARIK BATANG DIAGONAL (B5) Pu = Φtarik = Φfraktur
2,019.45 0.9 0.75
Fy =
410 MPa
Fu =
550 MPa
Dbaut = 20 Mm Preliminary Design Pu≤ΦPn
B. BJALAN -666.95 533.55 480.20 0.00 1,067.10 533.50 240.10 960.40 400.01 853.70 0.00
TOTAL TEKAN TARIK -2,252.31 1,803.60 861.14 508.17 2,019.45 -253.71 533.50 -190.47 240.10 1,214.87 717.33 1,361.87 0.00
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI Pu=ΦxFyx Ag
Ag=Pu/Φf y
Ag =
5472.765 42 mm2 54.72765 42 cm2
Dari tabel baja dipilih profil baja sbb: IWF Ag = bf =
300 x 119.8 cm2 300 mm
tf =
15 mm
tw =
10 mm
30 0 x
7 6 r= h= Ix = Iy = iy =
Cek Kuat Leleh Tarik Syarat : Pu≤ΦPn ΦPn = 3979.8
2,019.4 5 ≤
Cek Kuat fraktur Syarat Pu≤ΦPn ΦPn= 0.75xFuxAe An= Ag - 4(luas lubang) An = 10720 mm2 Ae = An * U Ae = 9648 mm2 ΦPn = 3979800 3979.8 KN DESIGN BATANG TEKAN BATANG DIAGONAL (B1) Pu = Φtekan =
-2,252.31 0.85
398 0 OK!!!
18 mm 300 mm 20400 cm4 6750 cm4 7.51 cm
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
K=
1
L=
5 m
E= 200000 Mpa Dari tabel baja dipilih profil baja sbb: IWF 300 x Ag = 119.8 cm2 bf = 300 mm tf = 15 mm tw = 10 mm
300 x
76 r= h= Ix = Iy = iy =
18 300 20400 6750 7.51
cek kelangsingan penampang 66.57789614 <140
okks
cek penampang λ
15
λp
15.81138 83
λ
30
λp
42.05829 29
cek kuat tekan nominal λc
0.960013521 ternyata kurang dari 1.5
Maka : ω= Fcr = ΦPn =
1.466604 434 279.5573 Mp 165 a 2846732. 154 N
OK
OK
mm mm cm4 cm4 cm
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
Syarat :
Pu<ΦPn 2252.31<2846.73
ok
design sambungan pada sambungan D 240.10 2,019.45 533.50
1,361.87
pada batang 5 Pu = Dbaut =
2,019.4 5 kn 20 mm
fu = 825 MPa D lubang = 21
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI Abaut = jmlh baut = tplat = tf = h= Φ fraktur = Φleleh = An = Ae =
314 16 20 15 300 0.75 0.9 10740 9666
cek leleh ΦPn = Pu ≤
mm2 buah baut mm mm mm
mm2 mm2
4420620 kn Φ Pn 201,945.00
4420620 kn
cek fraktur ΦPn = Pu ≤ Φ Pn 201,945.00
OK
2972295 kn 2972295 kn
OK
kekuatan baut cek kuat geser Vd =
3108.6 kn
>
2,019.45 kn
9504 kn
>
2,019.45 kn
r1 = 0.5 cek kuat tumpu Rd =
Cek block shear s1=
40 mm
s=
30 mm
s2=
60 mm
Agt=
1800 mm2
Ant=
1170 mm2
Ags=
13200 mm2
Ans=
8790 mm2
Fu Ant=
965250 kn
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
0.6fuAnt=
579150 kn
ΦPn =
3818.599875 kn
sambungan A
2,252.31
1,803.60
pada batang 1 Pu =
2252.31
cek kuat plat cek leleh ΦPn = Pu < ΦPn
4420.62 kn OK
cek fraktur ΦPn = Pu < ΦPn
2972.295 kn OK
jmlh baut
16
cek kuat baut cek kuat geser Vd = r1 = 0.5
3108.6 kn
Baut
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
cek kuat tumpu Rd =
9504 kn
cek block shear s1=
40 mm
s=
30 mm
s2=
60 mm
Agt=
1800 mm2
Ant=
1170 mm2
Ags=
13200 mm2
Ans=
8790 mm2
Fu Ant=
965250 kn
0.6fuAnt=
579150 kn 3818.599 88 kn
ΦPn =
Sambungan H 508.17 2252.31 861.14 pada batang 1 Pu =
2252.31
cek kuat plat cek leleh ΦPn = Pu < ΦPn
4420.62 kn
2019.45
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
cek fraktur ΦPn = Pu < ΦPn
2972.295 kn OK
jmlh baut
16
cek kuat baut cek kuat geser Vd =
3108.6 kn
r1 = 0.5
cek kuat tumpu Rd=
9504 kn
cek block shear s1=
40 mm
s=
30 mm
s2=
60 mm
Agt=
1800 mm2
Ant=
1170 mm2
Ags=
13200 mm2
Ans=
8790 mm2
Fu Ant= 0.6fuAnt= ΦPn =
965250 kn 579150 kn 3818.5998 75 kn
Baut
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI **K eterangan : Saat digunakan jumlah baut 4 buah baut, maka didapat hasil Vd dan Rd yang lebih kecil dari harga Pu. Setelah dilakukan trial dengan jumlah baut 8, 12, dan 16, didapat jumlah baut yang memenuhi syarat adalah 16 buah baut. Maka jumlah baut yang digunakan pada sambungan adalah 16 buah baut.
KESIMPULAN Dari perencanaan jembatan rangka yang telah dibuat, dapat disimpulkan bahwa dengan spesifikasi jembatan sbb: b (lebar jembatan) = 7 m a (lebar trotoar)
= 0,5 m
b-2a (lebar jalan)
=6m
h (tinggi jembatan) = 3 m λ(panjang segmen)= 4 m L (panjang bentang)
= 24 m
Tebal trotoar
=0,2m
Mutu baja
= BJ 37
fy
= 240 MPa
fu
= 370 MPa
E
= 200.000 MPa
BJ Aspal = 22 KN/m3 BJ Beton =24 KN/m3 Tebal aspal =0,05 m Tebal perkerasan = 0,2 m Ternyata jembatan rangka mampu menahan beban-beban yang nekerja. Juga pada sambungan baut yang telah direncanakan, mampu menahan semua beban dan sambungannya kuat.
