Perhitungan+Boxculvert+Sempaja+Utara

PERHITUNGAN STRUKTUR BOX CULVERT

PROGRAMNASIONALPEMBERDAYAANMASYARAKATMANDIRI PERKOTAAN(PNPM -M P) KELURAHAN SEMPAJA UTARA, KOTA SAMARINDA

A. A . DATA BOX CULVERT h1

ta

c ts

d H h2

h3

L DIMENSI BOX CULVERT

1.

Lebar Box

L

=

5,00 M

2.

Tinggi Box

H

=

3,00 M

3.

Tebal Tebal Plat Lantai

h1

=

0,40 M

4.

Tebal Tebal Plat Dinding

h2

=

0,35 M

5.

Tebal Tebal Plat Pon Pondasi dasi

h3

=

0,35 M

DIMENSI DINDING SAYAP

1.

Panjang Dinding Dinding Sayap

c

=

2,00 M

2.

Tinggi Dinding Dinding Sayap Bagian Ujung

d

=

1,50 M

3.

Tebal Tebal Dinding Sayap Sayap

tw

=

0,25 M

DIMENSI DIMENSI LAIN - LAIN L AIN

1.

Tebal Tebal Plat Injak

ts

=

0,20 M

2.

Tebal Tebal Lapisan Aspal Aspal

ta

=

0,05 M

3.

Tinggi Ge Genanga nangan n Air Hujan

th

=

0,05 M

Tenaga Ahli Infrastr I nfrastruktur uktur OSP 6 Kalimantan Kali mantan Timur ABDUL ROZAK



B . BAHAN STRUKTUR Mutu Beton :

K - 175

Kuat tekan beton Modulus elastik Angka poisson Modulus geser Koefisien muai panjang untuk beton,

     ϑ     α 

f = 0,83 0,83

10

= 4700

=

[2 (1 + )]

=

14,525

=

17912

=

0,20

=

7464

=

1.0E - 05

 MP MP

 / 

MP

Mutu Baja :

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

U-



f =

Untuk baja tulangan dengan Ø ≤ 12 mm : Tegangan leleh baja,



f =

 

39

10 = U-

390



MP

24

10 =

240



MP

Berat Jenis Bahan :

Berat beton bertulang, Berat beton tidak bertulang (beton rabat), Berat aspal padat, Berat jenis air, Berat tanah dipadatkan

Tenaga Ahli Infrastr I nfrastruktur uktur OSP 6 Kalimantan Kali mantan Timur ABDUL ROZAK

 w w w w w

    

=

25

kN

=

24

kN

=

22

kN

=

9,8

kN

=

17,20

kN

M M M M M



C. ANALISIS BEBAN 1. BERA T SENDIRI

Faktor Beban Ultimit (KMS) = 1,3 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 box culvert dihitung dengan meninjau selebar 1 m (tegak lurus bid. gambar) sebagai berikut :

a.

Berat sendiri plat lantai

b.

Berat sendiri plat dinding,

ℎ      ℎ  

) (P )

(Q

P

=

10

MS

Q

MS

H

L



kN

26,25 kN

P

MS

Tenaga Ahli Infrastruktur OSP 6 Kalimantan Timur ABDUL ROZAK

=

M



2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA)

Faktor Beban Ultimit (KMA) = 2,0 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 dianalisis harus mampu memikul beban tambahan seperti : 1) Penambahan lapisan aspal (overlay) di kemudian hari, 2) 2) Genangan air hujan jika sistim drainase tidak bekerja dengan baik,

NO

JENIS

BERAT (kN/M³)

TEBAL (M)

1 Lapisan Aspal 2 Air Hujan Total Beban Mati Tambahan (QMA)

0.05 0.05

QMA

H

L Tenaga Ahli Infrastruktur OSP 6 Kalimantan Timur ABDUL ROZAK

22.00 9.80

BEBAN (kN/M) 1.10 0.49 1.59


PROGRAMNASIONALPEMBERDAYAANMASYARAKATMANDIRI PERKOTAAN(PNPM -M P) KELURAHAN SEMPAJA UTARA, KOTA SAMARINDA 3. BEBAN LALU - LINTAS 3.1. BEBAN LAJUR "D" (TD)

Faktor Beban Ultimit (KTD) = 2,0 Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata (Uniformly Distributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : q = 8.0 kPa untuk L ≤ 30 m q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L )

kPa

untuk L > 30 m

Gambar 1. Beban lajur " D"

Gambar 2. Intensitas Uniform ly Distributed Load (UDL) Untuk panjang bentang,

L

=

5,00

KEL mempunyai intensitas,

m

q

=

8,00

kPa

p

=

44,00

kN/m

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

DLA = 0.4

untuk

L ≤ 50 m

DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50)

untuk

50 < L < 90 m

DLA = 0.3

untuk

L ≥ 90 m




Gambar 3. Faktor beban dinamis (DLA) L = 5.50

Untuk harga,

DLA = 0.4

Beban hidup pada lantai,



Q



=

P = (1+DLA) p =

P

TD

Q

TD

H

L


8,00 kN/m 61,60 kN



3.2. BEBAN TRUK " T" (TT) Faktor Beban Ultimit (KTT) = 2,0 Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, T = 100 kN Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil (DLA)

=

Beban truk "T" (PTT)

( 1 + DLA ) x T =

PTT

0,40 140,00 kN

PTT

H

L Akibat beban "D"

MTD = {(1/12 x QTD x L2) + (1/8 x PTD x L)}

=

55.17 kNm

Akibat beban "T"

MTT = 1/8 x PTT x L

=

87.5 kNm

Untuk pembebanan lalu-lintas, digunakan beban "T" yang memberikan pengaruh momen lebih besar dibandingkan beban "D". MTD < MTT




4. GAYA REM (TB) Faktor Beban Ultimit (KTB) = 2,0 Pengaruh percepatan dan pengereman lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang jembatan dan dianggap bekerja pada permukaan lantai kendaraan. Besar gaya rem diperhitungkan sebesar 5% dari beban "D" tanpa faktor beban dinamis. Gaya rem per meter lebar (T TB)

5% x {( q x L) + p }

=

TTB

4,20 kN

TTB

H

L 5. TEKANAN TANAH (TA) Faktor Beban Ultimit (KTA) = 1,25 Pada bagian tanah di belakang dinding abutment yang dibebani lalu-lintas, harus diperhitungkan adanya beban tambahan yg setara dengan tanah setebal 0.60 m yang berupa beban merata ekivalen beban kendaraan pada bagian tersebut. Tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ws, sudut gesek dalam Ø, dan kohesi c dengan : ws' = ws

∅  ∅  ∅ ∅ =

=

(

)

dengan faktor reduksi untuk

∅ ∅ ∅

dengan faktor reduksi untuk c'


=

0,70

=

1,00



Koefisien tekanan tanah aktif, Berat tanah dipadatkan

 ∅    =  (45  2 )



17,20 kN M 30

=

=

Sudut gesek dalam

0 kPa

=

Kohesi Faktor reduksi untuk sudut gesek dalam

∅  ∅  ∅ =

∅  ∅  ∅     −             

(

)

=

=0,70 x 0,50 = 0,35 rad

Koefisien tekanan tanah aktif

=

Beban tekanan tanah pd plat dinding

2

)

= 0,60

=

QTA1

( 45

+ (

)

0,70 =

19,29°

=

0,335241

=

3.460 kN/m

=

22.920 kN/m

QTA1

H

QTA2

QTA2

L

6. BEBA N ANGIN (EW) Faktor Beban Ultimit (KEW) = 1,20 Gaya angin tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat beban angin yang meniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan rumus :



     →          

= 0,0012

(

)

,

= 1,20

Kecepatan angin rencana

Beban angin tambahan yang meniup


= 0,0012

(

)

=

35

=

1,764

⁄⁄


PROGRAMNASIONALPEMBERDAYAANMASYARAKATMANDIRI PERKOTAAN(PNPM -M P) KELURAHAN SEMPAJA UTARA, KOTA SAMARINDA bidang samping kendaraan : Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2.00 m di atas lantai jembatan.

h

=

2,00 m

Jarak antara roda kendaraan

x

=

1,75 m



=



Beban akibat transfer beban angin ke lantai jembatan,

1 h =2

T

EW

1,008

⁄

h

h/2

Q

EW

X

Q

EW

QEW

H

L

7. PENGARUH TEMPERATUR (ET) Faktor Beban Ultimit (KET) = 1,20 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. Temperatur maksimum rata-rata Tenaga Ahli Infrastruktur OSP 6 Kalimantan Timur ABDUL ROZAK



=

40 °C


PROGRAMNASIONALPEMBERDAYAANMASYARAKATMANDIRI PERKOTAAN(PNPM -M P) KELURAHAN SEMPAJA UTARA, KOTA SAMARINDA Temperatur minimum rata-rata Koefisien muai panjang untuk beton Modulus elastis beton Perbedaan temperatur pada plat lantai

   ∆  −  =

(

T

2

)

= =

15 °C 1.0E-05

/°C



=

17912 MP

=

12,50 °C

8. BEBA N GEMPA (EQ) 8.1. BEBAN GEMPA STATIK EKIVALEN Faktor Beban Ultimit (KET) = 1,20 Beban gempa rencana dihitung dengan rumus : Dimana ……………………………………………………………….

   

          =

=

=

Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN)

=

Koefisien beban gempa horisontal

=

Faktor kepentingan

=

Berat total struktur yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan

= =

Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas) dari struktur jembatan.

Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :


         =2





= =

⁄



percepatan gra itasi (= 9,80 m det ) kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yg diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m)

Lokasi di wilayah gempa 3.

Kondisi tanah dasar termasuk sedang (medium). Koefisien geser dasar ( C = 0,18 ) Untuk struktur dg daerah sendi plastis beton bertulang, maka faktor jenis struktur S = 1.0 x F dengan, F = 1.25 - 0.025 x n dan F harus diambil ≥ 1

F

=

n

= jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral.

faktor perangkaan

Untuk nilai n = 2 maka

F = 1.25 - 0.025 * n = 1,200 S = 1.0 * F = 1,200 Kh = C x S = 0,216

Koefisien beban gempa horisontal,

Untuk jembatan yang memuat > 2000 kendaraan / hari, jembatan pada jalan raya utama atau arteri, dan jembatan dimana terdapat route alternatif, maka diambil factor kepentingan,

I = 1,00

      =

Gaya gempa

Gaya inersia akibat gempa didistribusikan pada joint pertemuan plat lantai dan plat dinding sebagai berikut

            =

+ 2

+

=


2

=

42,100 kN

=

9,0936 kN



TEQ

TEQ

H

L 8.2. TEKANAN TANAH DINAMIS AKIBAT GEMPA Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan koefisien tekanan tanah dinamis (RK aG) sebagai berikut :

    ∅ −       ∅  ∅ −   ∆  −       ∆        ∅    ∅ −     ∅  ∅ −             ∅      ∅−  ∅ −   ∆   −       ∆ (

=

)

=

[

1+

(

)

(sin

sin(

)

cos

]

=

=

Tekanan tanah dinamis

3,00 m

=

=

0,216

0,35 rad

=

(

=

(

1+

(sin

sin(

)=

)

cos

=

[

1+

(

)

(sin

sin(

cos

=

=


)

= =

]

=

0,335241



17,20 kN M ) = 0,21273178

=

0,98127549 1,02182838

0.96031340

=

0,6250724

=

36,285





QEQ

QEQ

H

L

9. KOMBINASI PEMBEBANAN NO

JENIS BEBAN

FAKTOR BEBAN

KOMB -1

KOMB -2

KOMB -3

BEBAN TETAP

1.

Berat sendiri (MS)

KMS

1.30

1.30

1.30

2.

Beban mati tambahan (MA)

KMA

2.00

2.00

2.00

3.

Tekanan tanah (TA)

KTA

1.25

1.25

1.25

BEBAN KENDARAAN

4.

Beban truk "T" (TT)

KTT

2.00

1.00

5.

Gaya rem (TB)

KTB

2.00

1.00

BEBAN LINGKUNGAN

6.

Beban angin (EW)

KEW

1.00

1.20

7.

Pengaruh temperatur (ET)

KET

1.00

1.20

8.

Beban gempa statik (EQ)

KEQ

1.00

9.

Tekanan tanah dinamis (EQ)

KEQ

1.00

10. ANALISIS MEKANIKA STRUKTUR Analisis mekanika struktur dilakukan dgn komputer menggunakan Program SAP2000 dengan pemodelan Frame-2D untuk mendapatkan nilai momen, gaya aksial, dan gaya geser. Input data dan hasil analisis struktur dengan SAP2000 dapat dilihat pada gambar berikut.




Beban Mati (MS)

Beban Mati Tambahan (MA)




Beban Truk “ T” (TT)

Gaya Rem (TB)




Tekanan Tanah (TA)

Beban Ang in (EW)




Pengaruh Temperatus (ET)

Beban Gempa (EQ)




Tekanan Tanah Dinamis Ak ibat Gempa

Proses Analisis Struktur Oleh SAP2000 Sukses




Gambar Bidang Momen Ak ibat Kombinasi Pembebanan 1 (Komb. 1)






Gambar Gaya Gesr Akibat Ko mbinasi Pembebanan 1 (Komb . 1)









Gambar Gaya Normal/Aksial Akibat Komb inasi Pembebanan 1 (Komb. 1)






Modifikasi ACI ke SNI Untuk Perhitungan Beton Bertulang




Juml ah Luas Tulangan Pada Masing – Masing Elemen Box Cul vert

Distr ibusi Tulangan Di Tiap – Tiap Segmen Plat Lantai Box Cul vert




Jumlah Luas Tulangan Lapangan Pada Plat Lantai Box Culvert

Jumlah Luas Tulangan Tumpuan Pada Plat Lantai Box Culvert




Distribusi Tulangan Di Tiap – Tiap Segmen Plat Dinding Bo x Culvert

Juml ah Tulangan Dindin g Dengan Gaya Geser Terbesar

PERHITUNGAN BETON SECARA MANUAL Tenaga Ahli Infrastruktur OSP 6 Kalimantan Timur ABDUL ROZAK



Acuan Normatif : 1. BMS 892 tentang Standar Gorong Gorong Persegi Beton Bertulang “Departemen Pekerjaan Umum” 2. Pedoman Gambar Standar Pekerjaan Jalan Dan Jembatan “Departemen Pekerjaan Umum 3. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 1) Tentang Beban & Kriteria Perencanaan “Departemen Pekerjaan Umum” 4. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 3) Tentang Desain Geometrik & Bangunan Atas “Departemen Pekerjaan Umum” 5. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 4) Tentang Bangunan Bawah Jembatan “Departemen Pekerjaan Umum 6. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 5) Tentang Oprit & Bangunan Pelengkap “Departemen Pekerjaan Umum” 7. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 6) Tentang Perkiraan Biaya “Departemen Pekerjaan Umum 8. SK SNI T : 15 1991 – 03 Tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Untuk Bangunan Gedung 9. N. I. : Perhitungan Struktur Box Culvert 10.


Perhitungan+Boxculvert+Sempaja+Utara

Recommend Documents