PERHITUNGAN STRUKTUR BOX CULVERT DENGAN JOINT PADA DINDING
1. LATAR ATAR BEL BELAKAN AKANG G
Perbed Perbedaan aan asums asumsii perhit perhitung ungan an strukt struktur ur box box culv culvert ert dengan dengan syste system m joint joint box, box, secar secara a prinsipbah prinsipbahwa wa struktur struktur box culver culver dengan dengan joint joint box jika dibandingk dibandingkan an dengan dengan yang tanpa tanpa joint box box me memi mili liki ki prin prinsi sip p desa desain in yang yang sang sangat at berb berbed eda, a, perb perbed edaa aan n terl terlet etak ak pada pada posi posisi si mo mome men n lapang lapangany anyang ang terdap terdapat at pada pada dindin dinding g box, box, pada pada syste system m join jointt box box apapu apapun n alasan alasanny ny atida atidakk diperb diperbole olehka hkan n adanya adanya momen momen lapang lapangan an sehing sehingga ga mo momen men dialih dialihkan kan pada pada tumpua tumpuan n yang yang berart berartii dinding dinding box culvert culvert berlaku berlaku struktur struktur kantilev kantilever er sedangkan sedangkan pada box culvert culvert tanpa tanpa joint box, box, pada dinding box terdapat momen lapangan dan secara otomoatis momen pada tumpuan terdis terdistr tribu ibusi si ke lapang lapangan. an. Perbe Perbedaa daan n yyang ang lainny lainnya a yaitu yaitu penula penulanga ngan n pada pada dindin dinding g box box,, pada pada syst system em join jointt box box tula tulang ngan an mo mode dell kuda kuda – kuda kuda tida tidaka kaka kan n beke bekerj rja a seca secara ra efek efekti tiff kecu kecual alii pada pada system tanpa joint box.
2.
3.
4.
5. ANALISA STRUKTUR
Input beban mati box culvert
Input beban hidup (KELL) box culvert
Input beban hidup (UDL) box culvert
Input beban tekanan aktif tanah akibat beban lalu lintas
Input beban tekanan aktif tanah akibat timbunan
RELEASE MOMENT
Secara statika box culvert dengan joint pada dinding tengah berarti menghilangkan momen lapangan pada dinding box, sehingga momen beralih ketumpuan dinding box, pada struktur model ini dinding box culvert lebih berperan sebagai system kantilever.Dalam pemodelan dengan menggunakan program computer sap 2000 ada aturan yang sudah baku untuk menghilangkan momen pada titik yang di kehendaki yaitu dengan melakukan release momen, pada perhitungan box culvert ini dilakukan release moment pada possi dimana terdapat joint box seperti terlihat pada gambar diatas.
TABLE: Element Forces - Frames
TABLE: Element Forces - Frames Frame
OutputCase
V2
M3
Frame
OutputCase
V2
M3
Text
Text
KN
KN-m
Text
Text
KN
KN-m
139.30 -139.30
88.39 -88.39
91.87 -91.87
55.47 -55.47
6 16
COMB2 COMB2
NAMA BOX CULVERT PANJANG BOX CULVERT LEBAR BOX CULVERT TEBAL BOX CULVERT BEBAN HIDUP BOX CULVERT BEBAN BERAT SENDIRI BOX CULVERT
6 16
COMB3 COMB3
: : : : : : :
2.000 1 0.26 9.00 6.50
m m m kN/m kN/m
DATA BAHAN : MutuBeton, f c’ Mutu Baja (tulanganlentur), f y
= =
20.75 320
MPa MPa
Mutu Baja (tulangangeser), f y
=
240
MPa
DIMENSI
Lebar BOX CULVERT , b Tinggi BOX CULVERT, h diameter tulanganlentur, D diameter tulangangeser, ø
= = = =
1000 260 16 10
mm mm mm mm
Tebalselimut, t s
=
30
mm
Momentumpuan, MuMomenLapangan, Mu +
= =
88.39 88.39
kNm kNm
Gaya gesermaksimum, Vu PENULANGAN BOX CULVERT TUMPUAN
=
139.30
kN
b = 1* 0.85 * f c/ f y * 600 / ( 600 + f y ) max = 0.75 balance Rmax = 0.75 * b * f y * [1 – ½*0.75* b * f y / ( 0.85 * f c ) ] Mn = Mu+/ d’ d = h - d’ Rn = Mn* 106 / ( b * d 2 ) = 0.85 * f c / f y*[ 1 - * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * f c ) ] min = f c’ / ( 4 * f y ) min = 1.4 / f y As = * b * d
0.029 0.022 5.55 0.8 110.4875 30 230 2.09 0.0070 0.0036 0.0044 0.0070 1602.47
As = n * / 4 * D d = h - d’ a = As * f y / ( 0.85 * f c’ * b ) Mn = As * f y * ( d - a / 2 ) * 10 -6
= = = = = = = = = = = = = = = = = =
2010.62 230 36.48 136.25
mm2 16 mm2 mm mm kNm
* Mn
=
109.00
kNm
110.49 30 230 2.089 0.007 0.004 0.004 0.007 1602.47 7.97
kNm mm mm
As = n * / 4 * D d = h - d’ a = As * f y / ( 0.85 * f c’ * b ) Mn = As * f y * ( d - a / 2 ) * 10 -6
= = = = = = = = = = = = = = =
2010.62 230.00 36.48 136.25
16 mm2 mm mm kNm
* Mn
=
109.00
kNm
=
139.30
kN
INTERNAL FORCES
2
kNm mm mm
10
PENULANGAN BOX CULVERT Mn = Mu-/ d’ d = h - d’ Rn = Mn* 106 / ( b * d 2 ) = 0.85 * f c / f y*[ 1 - * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * f c ) ] min = f c’ / ( 4 * f y ) min = 1.4 / f y As = * b * d n = As / ( / 4 * D2 ) 2
mm2 10
PENULANGAN SHEAR CONNECTOR Vu
f y Vc = (√ f c’) / 6 * b * d * 10 -3 Vc Vs = Vu - Vc Vs 2
Av = ns * / 4 * P s = Av * f y * d / ( V s * 103 ) smax = d / 2 smax s s
= = = = = = = = = = = = =
0.75 240 174.62 130.96 8.34 11.12 5 392.70 1989.95 130 250 130.00 130
=
10
MPa kN kN kN kN 10 mm2 mm mm mm mm mm 130
PERHITUNGAN LENDUTAN L I g = 1/12*bh3 f ctr = 0.6√f cu
Es n = Es / Ec z z I cr - = 1/3*(b.z3)+n.As(d-z)2 I cr + = 1/3*(b.z3)+n.As(d-z)2 As act I e1 = I cr - + ( Ig-Icr )(Mcr /Ma1) I em = I cr + + ( Ig-Icr )(Mcr /Mam) I’ e = I e1 DL = (5W DL.L4) / (384 E cI’e) LL = DL x (WLL/WDL)
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
2000 1464666667 2.73 30.79 6.50 0.00 6.75 13.25 0.00 1.66 21409.52 200000.00 9.34 36.48 36.48 719592106.9 719592106.9 2010.619298 979160822 979160822 979160822 0.06 0.07
mm mm4 Mpa kNm kN/m kN/m kN/m kN/m kNm kNm Mpa Mpa
= DL + LL = 2 - 1.2 (As’ / As ) min
= = = =
0.13 0.80 0.60 0.80
mm
total = (1+)DL+LL
=
0.18
mm
= = = =
139.36 77.36 95.00 95000
Mpa Mpa mm mm2
M cr = f ctr . Ig / (1/2.h) W SW WD WL WU M a1 M am E c = 4700 √f’c
i
mm mm mm4 mm4 mm2 mm4 mm4 mm4 mm mm
PERHITUNGAN LEBAR RETAK f s = n x M / I cr ( d - z ) f sr = n x M cr / Icr ( d - z ) t cef = 2.5x(d’+Ø/2) A cef = b x t cef
r = As / A cef
=
0.02
=
125.60
sm = f s/Es (1-12(f sr /f s) )
=
0.0006
w k = .s m . sm
=
0.1304
sm = 50+0.25*0.8*0.5*Ø/2 2
mm
Tidak perlu tulangan kuda – kuda pada posisi dinding box
