BAB I 9. Bagaimana menggambarkan hasil dari...

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Dengan terjadinya luapan Lumpur di Porong,

Sidoarjo sejak tanggal 29 Mei 2006 sangat

mengganggu dan mengakibatkan terhambatnya lalu lintas jalan Arteri Porong yang menghubungkan antara

Surabaya, Sidoarjo, Malang dan Pasuruan. Mengingat

peran penting akan Jalur ini bagi perekonomian

Propinsi Jawa Timur dan semakin meluasnya wilayah

yang tergenang lumpur serta ketidakpastian

penghentian semburan lumpur maka perlu untuk

dibuat jalur Alternatif yang dapat mengurangi beban

lalu lintas di Jalan Arteri Porong.

Untuk menangani hal tersebut diatas maka

dibangun jalur Alternatif baru yang mempunyai rute dari Kepadangan, Krembung dan Jasem. Dalam

pekerjaan jalur alternatif ini salah satunya terdapat

pekerjaan jembatan yang melintasi kali sadar, eksisting

dari jembatan ini tidak layak untuk digunakan sebagai

jalan umum karena terbuat dari kayu. Maka perlu

direncanakan ulang suatu jembatan yang layak

digunakan dengan spesifikasi jalan yang telah

ditetapkan. Untuk itu perencanaan ini menggunakan

jembatan rangka baja yang berbentuk busur dengan bentang 60m.

Dipilihnya perencanaan jembatan menggunakan

busur rangka baja dengan bentang 60m. karena tidak perlu lagi meninjau aliran air kali sadar yang terganggu

akibat pembuatan pilar ditengah jambatan baru jika

bentangnya kurang dari 60m, sehingga dapat mempercepat pelaksanaan pembuatan jembatan

tersebut.

1.2. Perumusan Masalah

Secara umum berdasarkan latar belakang di

atas, maka terdapat beberapa permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini, antara lain:

1. Bagaimana merencanakan PRELIMINARY DESIGN pada jembatan ?

2. Bagaimana merencanakan struktur bangunan Busur Rangka Baja dari menentukan dimensi,

menghitung kontrol sampai menghitung sambungan dirangka baja ?

3. Bagaimana merancang dimensi dan

penulangan dari Deck slab ?

4. Bagaimana merencanakan bentuk dan dimensi Perletakan ?


penulangan dari Abutment ?


penulangan dari Footing ?

7. Bagaimana merancang dimensi dan penulangan Tiang pancang ?

8. Bagaimana metode pelaksanaan dari stuktur busur rangka baja ?

9. Bagaimana menggambarkan hasil dari desain struktur jembatan ?

1.4. Batasan Masalah

Mengingat keterbatasan waktu dalam penyusunan tugas akhir ini, maka ada batasan

masalah antara lain :

1. Tidak merencanakan bangunan pelengkap jembatan

2. Tidak merencanakan tebal perkerasan dan desain jalan

3. Tidak menghitung aspek ekonomis dari biaya konstruksi jembatan

4. Tidak menghitung struktur tambahan yang diakibatkan dari metode pelaksanaan ?

5. Analisa struktur manual dari program bantu SAP 2000

6. Penggambaran mengunakan program bantu Auto Cad

1.5. Tujuan Penulisan

Dari permasalahan yang ada di atas,

adapun tujuan yang akan dicapai dalam penyusunan

tugas akhir ini adalah : 1. Untuk mendapatkan preliminary design

pada jembatan.

2. Untuk mendapatkan dimensi, pemenuhan kontrol sampai bentuk sambungan di busur

rangka baja.

3. Untuk mendapatkan dimensi dan

penulangan dari Deck slab.

4. Untuk mendapatkan bentuk dan dimensi Perletakan.


penulangan dari Abutment.

6. Untuk mendapatkan dimensi dan penulangan dari Footing.


penulangan Tiang pancang. 8. Untuk mendapatkan metode pelaksanaan dari stuktur busur rangka baja

9. Untuk mendapatkan gambar hasil dari desain struktur jembatan

1.6. Manfaat

Dengan dibangunnya jembatan Kali Sadar, Kabupaten Mojokerto maka diharapkan dapat

dijadikannya jalur alternatif baru untuk

mengurangi kemacetan disekitar Porong yang merupakan daerah bencana luapan lumpur.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 SISTEM KONSTRUKSI JEMBATAN

Dikutip dari : Herry Vaza, 2003

http://www.pu.go.id/bapekin/hasil%20kajian//kajian2.html Sistem Bangunan Atas Jembatan yang telah diteliti

dan dikembangkan selama bertahun-tahun, termasuk

pengembangan tipe-tipe Konstruksi Bangunan Atas, jenis

material, nilai ekonomis, panjang jembatan yang mungkin

dicapai, telah menghasilkan suatu kesimpulan berupa suatu

konsep yang dikenal dengan sebutan “Bentang Ekonomis

Jembatan”. berikut contoh bentang ekonomis jembatan :

• Tipe Gelagar, untuk bentang: 10m-25m

• Tipe gelegar Box Prismatic Section: 30m-60m

• Tipe Box Free Cantilever Sistem: 60m-200m

• Tipe Pelengkung untuk bentang: 50m-250m

• Tipe Rangka untuk bentang: 40m-400m (Bentang

yang diambil untuk Tugas Akhir)

• Tipe Gantung untuk bentang: 100m-2000m

Berikut dibawah ini dapat dilihat uraian secara

lengkap sistem konstruksi jembatan menurut hirarkinya

sebagai berikut:

II.2. APLIKASI METODA PERKUATAN

JEMBATAN RANGKA BAJA

Dikutip dari : Wardana, Panji Krisna 2002

http://pustaka.pu.go.id/katalog-

detail.asp?kode=PUSTRANJAL-4207&jenis=MONO

Jembatan dengan struktur bangunan atas rangka baja pada umumnya mengalami getaran, akibat beban

dinamis yang relatif besar. Hal ini terjadi mengingat

kekakuan jembatan rangka baja yang relatip rendah nilainya apabila dibebani dengan beban kejut sehingga

menghasilkan getaran yang besar pula. Selain getaran

yang cukup besar, pelat lantai dari beton bertulang juga

sering mengalami kerusakan yang cukup parah hingga

jembatan tidak dapat dilalui. Banyak faktor yang

menyebabkan kerusakan pada pelat lantai, diantaranya

getaran berlebih pada jembatan akibat sambungan

kurang baik, beban kejut berlebih akibat ketidak rataan

permukaan jalan terutama oprit, beban berlebih, kurang baiknya mutu bahan beton baja dan kurang baiknya

pelaksanaan.

Dari makalah diatas dapat diambil perhatian khusus mengenai sambungan konstruksi rangka baja

yang harus diperhitungkan dengan teliti agar dalam

pelaksanaan dilapangan tidak menimbulkan kendala.

II.3. GERUSAN YANG TERJADI DI SEKITAR

ABUTMENT TANPA SAYAP PADA

JEMBATAN

Dikutip dari : Agung Wiyono H.S. dan Widyaningtias, 4

Desember 2007

http://www.ftsl.itb.ac.id/wpcontent/uploads/2008/03/Ab

strak%20Agung%20Wiyono%20(Vol.14%20No.4).pdf

Salah satu bagian terpenting dari jembatan adalah

abutment jembatan. Abutment jembatan adalah struktur

di ujung-ujung jembatan yang berfungsi sebagai kaki

jembatan dan tumpuan atau penyalur beban, dalam hal

ini struktur tersebut masuk ke dalam sungai. Pemodelan

suatu saluran terbuka dengan pemasangan abutment

pada empat titik, yaitu pada saluran lurus, saluran

dengan tikungan 180o, saluran lurus diantara tikungan,

dan saluran dengan tikungan 90o. Tujuan pemodelan ini

adalah untuk mengetahui besar gerusan yang terjadi pada sungai lurus dan sungai dengan tikungan. Model

ini akan dialiri air dengan beberapa debit yang berbeda.

Kedalaman gerusan dan kecepatan aliran yang terjadi akan diukur. Data kedalaman gerusan dan kecepatan

aliran digunakan untuk menghitung gerusan maupun

sedimentasi yang terjadi dengan menggunakan

beberapa formula.

Makalah diatas menunjukkan bahwa abutment

harus mendapat perhatian khusus selain menerima

beban dari konstrusi diatasnya juga harus diperhatikan

masalah gerusan yang terjadi akibat aliran sungai yang

cukup deras.

II.4. Analisis Kekuatan Nominal Balok Lentur Baja

dengan Metode Desain Faktor Beban dan

Tahanan (LRFD) dan Metode Desain

Tegangan Ijin (ASD)

Dikutip dari : Reni Suryanita, Alfian Kamaldi,25 Oktober 2002

http://www.unri.ac.id/jurnal/jurnal_natur/vol5(2)/reni.

pdf

3

Dewasa ini perkembangan dan desain struktur baja telah bergeser menuju prosedur desain yang lebih rasional

dan berdasarkan konsep probabilitas. Konsep desain ini

pertama kali diadopsi oleh American Institute of Steel Construction (AISC). Desain ini memberikan keamanan

struktur yang menjamin penghematan secara menyeluruh

dengan memperhatikan variabel-variabel desain yaitu

faktor beban dan ketahanan struktur, dengan menggunakan

kriteria desain secara probabilistik (AISC 1986a). Metode

ini dikenal dengan desain Faktor Beban dan Tahanan (Load

and Resistence Factor Design) atau metode LRFD, namun

di Indonesia kebanyakan desain masih dilakukan dengan

desain tegangan ijin, Allowable Stress Design (metode ASD). Metode ASD menitik beratkan pada beban layanan

(beban kerja) dan tegangan yang dihitung secara elastik

dengan cara membandingkan tegangan terhadap harga batas yang diijinkan (Salmon 1992). Rasionalitas metode

LRFD selalu menarik perhatian, dan menjadi suatu

perangsang yang menjanjikan penggunaan bahan yang lebih ekonomis dan lebih baik untuk beberapa kombinasi

beban dan konfigurasi struktural. Metode LRFD juga

cenderung memberikan struktur yang lebih aman bila

dibandingkan dengan metode ASD dalam

mengkombinasikan beban-beban hidup dan beban mati

(Beedle 1986). Meskipun metode LRFD mampu

menggusur kedudukan metode ASD, namun para desainer

perlu memahami filosofi desain kedua metode tersebut,

karena banyak struktur akan tetap didesain dengan metode ASD ataupun untuk mengevaluasi struktur-struktur yang

didesain dimasa lalu.

Dari hasil studi kasus, dapat diamati secara umum

metode LRFD memberikan profil yang lebih ekonomis

dengan luas penampang yang lebih kecil bila dibandingkan

dengan metode sebelumnya, metode ASD. Dengan metode

LRFD, dapat diprediksi terjadinya tekuk lokal pada elemen

balok akibat kombinasi beban yang digunakan.

II.5. EVALUASI METODE PERENCANAAN

BATANG AKSIAL MURNI SNI-03-1729-2000

DAN AISC-LRFD

Evaluation of Axial Member Design Method of SNI-03-1729-2000 and AISC-LRFD

Beta PATRIANTO, Wiryanto DEWOBROTO,2006

http://wiryanto.wordpress.com/publikasi/

Tata Cara perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan

Gedung (SNI 03-1729-2000) telah menjadi standar baru

dalam perencanaan konstruksi baja saat ini, dengan

demikian sudah ada langkah nyata dalam upaya

meningkatkan kualitas perencanaan bangunan baja di Indonesia. Meskipun tidak terlihat secara nyata, tetapi

kalau melihat formulasi yang digunakan, maka standar

tersebut mengacu pada peraturan AISC-LRFD. Hal tersebut dapat dilihat pada formulasi perencanaan batang tarik

dimana SNI mirip dengan AISC-LRFD. Meskipun

demikian , formulasi yang digunakan pada perencanaan batang tekan terlihat sedikit berbeda dengan memodifikasi

faktor tahanan.

Dengan demikian tugas akhir ini dapat mengacu

pada peraturan AISC-LRFD atau menggunakan SNI 03-1729-2000.

II.6. STRUKTUR JEMBATAN BUSUR

An arch is a curved structure capable of spanning

a space while supporting significant weight ( Busur

merupakan suatu bentuk kurva yang mampu

menghubungkan bentang dengan dukungan suatu berat

tertentu ) (http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)

Konstruksi busur didefinisikan sebagai bukaan

bentang anggota struktur dan bekerja sebagai penopang

bagi beban di atas bukaan tersebut. Dan konstruksi

tersebut dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban vertikal yang bekerja. (Diktat kuliah, Djoko

Irawan).

Sedangkan, jembatan busur menurut H.J Struyk, dkk (1995), merupakan jembatan yang mana konstruksi

pada gelagar-gelagar induknya dibangun oleh busur-

busur. Jembatan busur juga dapat dikatakan sebagai jembatan lengkung. Jembatan ini mengadakan reaksi

tumpuan yang arahnya seseorang pada beban tegak

lurus. Gaya-gaya uraian mendatar sering menimbulkan

pada bangunan bawah suatu tekanan tinggi yang pada

terrein yang kurang teguh umumnya oleh bangunan

bawah tidak dapat diterima jika tidak dengan

pertolongan konstruksi-konstruksi yang mahal.

(www.wikipedia.com )

BAB III

METODOLOGI Sistematika metodologi penulisan proposal Tugas

Akhir dapat dilihat seperti diagram flow chart dibawah

4

Penjelasan metodologi flow cart dalam Perencanaan

Ulang Struktur Jembatan Kali Sadar Dengan Menggunakan

Busur Rangka Baja di atas sebagai berikut :

3.1 Pengumpulan Data

3.1.1 Data – Data Teknis Jembatan

Jembatan Kali Sadar dengan memakai busur rangka baja. Adapun data-data yang digunakan dalam

perencanaan adalah sebagai berikut:

1. Panjang jembatan : 70 m, terdiri dari 1 bentang

2. Lebar jembatan : 9 m

3. Lebar rencana jalan : 9 m 4. Lantai kendaraan beton bertulang : 2 lajur, 2 @

3.5 m

5. Lebar trotoar : 2 x 1 m

6. Tebal lantai beton : 0,25 m 7. Struktur Utama : *. Busur Rangka Baja

*. Abutment

*. Footing 3.1.2 Data Tanah

Data tanah berupa hasil sondir dan boring pada

lokasi pembangunan jembatan diperoleh dari Testana.

3.2 Studi Kepustakaan

3..2.1 Peraturan – Peraturan yang dipakai

1. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan “ Bridge Management System “ (BMS) 1992.

2. Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan “ Bridge Management Manual “ (BDM)

1992. 3. Standar Pembebanan untuk jembatan,

RSNI – 2004, Badan Standarisasi Nasional

(BSN)

4. Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan, SNI T-12-2004 Badan

Standarisasi Nasional (BSN)

5. Perencanaan stuktur baja untuk jembatan, RSNI T-03-2005, Badan Standarisasi

Nasional (BSN)

3.3 Bahan-Bahan Yang Digunakan

Bahan yang akan digunakan dalam perencanaan ulang jembatan Kali Sadar adalah sebagai

berikut :

1. Beton � Kuat tekan beton untuk beton bertulang

(fc’) = 35 Mpa.

2. Baja � Mutu baja yang digunakan untuk rangka

baja menggunakan BJ 41 ( fy = 2500

kg/cm2 , fu = 4100 kg/cm

2)

� Mutu baja yang digunakan untuk

penulangan pelat lantai dan penulangan

bangunan bawah adalah baja mutu fy 320 Mpa.

� Modulus elastisitas Es = 200.000 MPa. 3.4 Pembebanan Struktur jembatan

Beban – beban yang dimasukkkan sesuai

dengan peraturan pembebanan BMS. Kemudian

dilakukan analisa mekanika dengan menggunakan

program bantu SAP, sehingga didapat momen terbesar

dari beberapa kombinasi pembebanan.

Menurut spesifikasi Pembebanan Jembatan

(RSNI – 2004), beban dan gaya yang digunakan dalam perhitungan tegangan-tegangan dalam konstruksi

adalah beban primer, beban sekunder dan beban

khusus. Ringkasan Faktor Beban pada aksi-aksi rencana

dapat dilihat pada Tabel berikut :

3.4.1 Beban Lalu Lintas

3.4.1.1 Beban lajur “D”

� Beban terbagi rata (UDL) dengan intensitas q kPa, dengan q tergantung pada panjang

yang dibebani total (L) sebagai berikut:

L ≤ 30m, q = 8 kPa

L > 30m, q = kPaL

150.58

+×

� Beban garis (KEL) sebesar p kN/m, ditempatkan dalam kedudukan sembarang

sepanjang jembatan dan tegak lurus pada

arah lalu lintas.

P = 44 KN/m

5

Adapun pembebanan ini dapat dilihat pada

gambar dibawah :

Intensitas beban “b” lebih dari 5.5m

Gambar 3.1 Kedudukan beban lajur “D”

Intensitas beban “b” kurang dari 5.5 m

Gambar 3.2 Kedudukan beban lajur “D”

Gambar 3.3 Bentuk beban lajur “D”

3.4.1.2 Beban Truk “T”

Beban truk “T” adalah kendaraan berat tunggal

dengan tiga gandar yang ditempatkan dalam kedudukan

sembarang pada lajur lalu lintas rencana. Tiap gandar

terdiri dari dua pembebanan bidang kontak yang dimaksud

agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu

truk “T” boleh ditempatkan per lajur lalu lintas rencana.

Beban “T” merupakan muatan untuk lantai kendaraan.

Muatan “T” = 100% ⇒ P = 10 ton

Gambar 3.4. Beban akibat truk “T”

arah memanjang arah melintang

Muatan kelas I :

A = 20 cm, b = 50 cm a’ = a + 2do + d

b’ = b + 2do + d

Gambar 3.6. Beban akibat truk “T”

� Faktor beban Dinamik (DLA)

Faktor beban dinamik berlaku pada “KEL”

lajur “D” dan truk “T” untuk simulasi kejut dari kendaraan bergerak pada struktur

jembatan.( BMS 1992 ).

Untuk muatan “T” ⇒ DLA = 0,30

Untuk KEL lajur “D”

• LE ≤ 50m ⇒ DLA = 0,40 • 50m ≤ LE ≤ 90m ⇒ DLA = 0.525 – 0.0025 L • 90m ≤ LE ⇒ DLA = 0.30

3.4.2 Aksi Lingkungan

3.4.2.1. Beban Angin

Kecepatan angin rencana dan type jembatan

merupakan faktor utama yang berpengaruh pada

intensitas beban angin. Kecepatan angin rencana

ditentukan oleh letak geografis dari pantai. Perhitungn beban angin sesuai dengan BMS 1992 pasal 2.4.6 hlm

2.43, digunakan rumus sebagai berikut :

TAW = 0,0006 CW ( VW )2 Ab

Dimana : CW = Koefisien seret

VW = Kecepatan angin rencana (m/dt) untuk keadaan

batas yang ditinjau Ab = luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Selain itu apabila ada kendaraan sedang lewat

diatas jembatan, beban garis merata tambahan

horisontal harus diterapkan pada permukaan lantai

sesuai dengan BMS 1992 pasal 2.4.6 hlm 2.44,

digunakan rumus sebagai berikut :

TAW = 0,0012 CW (VW)2

3.4.2.2. Beban Gempa

Pengaruh beban gempa hanya ditinjau pada keadaan batas ultimate. Pada metode beban statis

ekivalen untuk beton rencana gempa minimum sesuai

BMS 1992 pasal 2.4.7 hlm 2.44. dipakai rumus :

TEQ = Kh I WT

Dimana : Kh = C . S

TEQ = Gaya geser dasar total dalam arah

yang ditinjau (KN)

Kh = Koefisien gempa horisontal

WT = Berat total nominal bangunan

yang mempengaruhi percepatan gempa, diambil sebagai beban

mati ditambah beban mati

tambahan (KN)

I = Faktor kepentingan

C = Koefisien gempa dasar untuk

daerah waktu kondisi setempat

yang sesuai

S = Faktor type bangunan (1-3)

3.4.2.3. Pengaruh temperatur

Pengaruh temperatur dibagi menjadi 2 yaitu :

� Variasi temperatur jembatan rata-rata

� Variasi temperatur di dalam bangunan atas jembatan (perbedaan temperatur).

6

KEL)&UDL(akibatIE

LPx

48

1

IE

λqx

384

5∆

xx

L34

0⇒+=

Variasi temperatur jembatan rata-rata digunakan dalam

menghitung beban akibat terjadinya pengekangan dari pergerakan tersebut. Besarnya harga koefisien

perpanjangan dan modulus elastisitas yang digunakan

untuk menghitung besarnya pergerakan dan gaya yang terjadi.

3.4.2.4. Beban Rem

Pengaruh gaya rem dan percepatan lalu lintas

harus dipertimbangkan sebagai gaya memanjang. Gaya ini

tidak tergantung pada lebar jembatan. Untuk panjang

struktur tertahan, gaya rem diberikan (BDM 1992 hlm

2.21):

L ≤ 80 : gaya rem S.L.S = 250 KN

80 ≤ L ≤ 180 : gaya rem S.L.S = (2.5 L + 50) KN

L ≤ 180 : gaya rem S.L.S = 500 KN

3.5 Desain Struktur Rangka Baja

Untuk jembatan baja, karena beratnya ringan, maka

perlu mempertimbangkan beberapa hal khusus sebagai

berikut :

� Pemanfaatan Ikatan – ikatan yang ada guna menambah KEKAKUAN dan STABILITAS

� Kontrol Stabilitas untuk Elemen Struktur dan Struktur keseluruhan Jembatan, terutama terhadap deformasi

arah horizontal

� Perencanaan Tinggi Busur

Syarat tinggi Busur 2,016,0 ≤≤L

f.

� Perencanaan Struktur Busur

• Pembebanan

Beban mati yang terjadi di antaranya:

a. Berat Sendiri Busur Rangka Baja b. Berat Sendiri Plat c. Berat Mati Tambahan

• Analisa gaya – gaya dalam akibat pembebanan

pada struktur.

Gaya-gaya dalam yang terjadi merupakan hasil output SAP 2000.

• Kontrol profil terhadap tekuk, kontrol geser, dan

kontrol lendutan.

a. Kontrol terhadap tekuk (lateral torsional

buckling) MnΦMu ≤

HM

DMMu +=

Dimana : Mu = Momen lentur akibat beban mati

dan akibat beban hidup.

Φ = Faktor reduksi ⇒ 0.9

Mn = Kuat lentur nominal penampang.

b. Kontrol terhadap geser.

Untuk penampang profilnya. VnΦVu ≤

Keterangan :

Vu = Kuat geser akibat beban mati ditambah beban hidup

Φ = Faktor reduksi ⇒ 0.9

Vn = Kuat geser nominal pelat badan.

fy = Tegangan leleh baja

Aw = Luas kotor pelat badan c. Kontrol terhadap lendutan.

∆∆ 0 <

λ800

1∆ =

Dimana : 0∆ = Lendutan yang terjadi

(akibat beban hidup).

∆ = Lendutan ijin.

3.6. Desain Struktur Beton

� Analisa pembebanan menurut yang ada pada

struktur jembatan tersebut.

� Analisa struktur dengan manual dan program

Bantu seperti SAP 2000

� Perhitungan plat kendaraan, trotoar, kerb, dan

sandaran.

• Berdasarkan pada peraturan perencanaan

teknik jembatan (BMS, 1992) beban yang bekerja pada tiang sandaran adalah berupa

gaya horizontal sebesar 0.75 kN/m yang

bekerja pada ketinggian 90 cm dari lantai

trotoar.

Jarak tiang sandaran MH = H x 2 x 0.9

Penulangan As = ρmin x b x d • Perhitungan trotoar menggunakan rumus :

Luas areal yang dibebani pejalan kaki

A = Lebar trotoar x panjang jembatan

• Perhitungan kerb menggunakan rumus :

Mu = gaya horizontal x tinggi kerb (yang

direncanakan)

• Perhitungan plat lantai kendaraan

Tebal minimum plat lantai kendaraan adalah :

ts ≥ 200 mm

ts ≥ (100 + (40 x L)) mm

Dimana : L = Bentang dari plat lantai kendaraan antara pusat

tumpuan (m)

3.7. Perencanaan Pondasi Tiang

Perencanaan pondasi harus diperhitungkan

terhadap daya dukung tiang :

Daya dukung tiang individu berdasarkan :

� Kemampuan bahan.

Qbahan = A x fc’

Dimana : Qbahan = daya dukung tiang

A = luas penampang

fc’ = mutu bahan

� Effisiensi tiang dengan menggunakan persamaan

conversi Labarre : Elastis

tb

h

Aw900000Vn

Inelastisfyh

tb1100xAwxfyx0.6Vn

tbxdAw

:

plastisKondisiAwxfyx0.6Vn

2⇒

=

⇒=

=

⇒=

Dimana

7

∑∑∑ ×

±×

±=22

maxmax

y

yM

x

xM

n

PP xy

satu TP

- 1 / 1 0

Ek = 1 –

−+−

xmxn

nmmn

90

)1()1(θ

Dimana : Ek = effisiensi tiang individu

m = jumlah baris

n = jumlah tiang per baris

θ = arc tan d/s

d = dimensi tiang

s = jarak antar tiang

� Daya dukung tiang

Qtiang = SF

xJHP

SF

AxC )()( φ+

Dimana : Qtiang = daya dukung tiang individu

A = luas penampang

C = harga conus

∅ = keliling tiang

JHP = jumlah hambatan pelekat

SF = angka keamanan yang besarnya

masing – masing 3 dan 5

� Perhitungan jarak tiang pancang

2,5D ≤ S ≤ 3D

Perhitungan jarak tiang pancang ke tepi poer

1,5D ≤ S1 ≤ 2D

� Perkiraan jumlah tiang pancang

ijinP

Pn

∑=

Dimana : n = jumlah tiang

∑P = jumlah beban vertikal

ijinP = daya dukung ijin (diambil nilai

terkecil dari Qbahan dan Qtiang)

� Daya dukung tiang dalam group Pgroup = η x P ijin

Dimana : Pgroup = daya dukung tiang

Pijin = daya dukung tiang individu

η = effisiensi tiang individu

� Beban maksimum yang diterima tiang dalam kelompok tiang

Dimana : ∑P = jumlah beban vertikal

n = jumlah tiang

Mx = My = momen yang bekerja diatas poer

x,y = jarak dari sumbu tiang ke titik

berat susunan kelompok tiang

3.8. Metode Pelaksanaan

Memberikan tahapan – tahapan pelaksanaan dan pemasangan atau perakitan dari jembatan busur

rangka baja

BAB IV

PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN

DAN TROTOAR

4.1. Perencanaan Lantai Kendaraan

Menurut BMS 1992 Pasal 6.7.1.2 tebal pelat

lantai kendaraan diambil yang paling minimum diantara

ts di bawah ini :

Gambar 4.1 Lantai Kendaraan

mm441(1,10)40100b40100ts

mm200ts

1 =+=+≥

≥

Jadi dipakai tebal pelat = 200 mm

Dimana :

ts = tebal pelat lantai kendaraan b1 = bentang pelat lantai antara pusat tumpuan

Direncanakan pelat lantai kendaraan dari beton dengan

ketebalan 20 cm.

4.1.1. Pembebanan

a. Beban Mati � Berat sendiri pelat

= 0,20 x 2.400 x 1 x 1,3 = 624 kg/m

� Berat aspal

= 0,05 x 2.200 x 1 x 1,3 = 143 kg/m Qd (u) = 767 kg/m

b. Beban Hidup � Beban roda truck ” T ” = 100 kN = 10.000

kg .....

(RSNI T-02-2005 6.4.1) � Dengan factor kejut (DLA = Dynamic Load

Allowance) = 0,3 ..... (RSNI T-02-2005

6.6.4))

Total muatan :

T = ( 1 + 0,3 ) x 100 = 130 kN = 13.000 kg

4.1.2. Penulangan Lantai Kendaraan

� Faktor beban MSU

K = 1,3 ..... (beton di cor

setempat)

� Faktor beban TTU

K = 2 ..... (beban truck)

� Qd (u) = 767 kg/m

� Tu = 2 x T = 2 x (13.000) = 26.000 kg

8

5 0 c m 4 5 ° ( a r a h p e n y e b a r a n b e b a nT = 1 0 0 k N x 1 , 3 )

d 4

d 02 0

5 0 d 4 / 2

b 0

l u a s b i d . k o n t a k r o d a

k e l i l i n g k r i t i s

a r a h k e n d a r a a n

d 4 / 2

d 4 / 2

d 4 / 2

20

15 kN/m

TROTOAR

PELAT BETON

- 1 / 1 0- 1 / 1 0

+ 1 / 1 0

b 1b 1

+ 1 / 1 0

- 1 / 1 0

4.1.2.1. Penulangan Utama ( Arah Melintang )

Untuk didesain komposit diasumsikan lebar sayap profil gelagar melintang = 250mm jadi s = 1,10 – 0,25 = 0,85m

Gambar 4.3 Momen Distribusi Arah Melintang

As = ρxbxd = 0,0103 x 1.000 x 167 = 1720,1 mm2

Dipakai tulangan D16 – 100 (As = 2010 mm2)

As’ = ρ’ x b x d = 0,0058 x 1.000 x 167

= 968.6 mm2

Untuk memudahkan pemasangan tulangan maka dipakai

tulangan D16 – 150 (As’ = 1340 mm2)

4.1.2.2. Penulangan Susut ( Arah Memanjang )

Dipasang tulangan susut dan suhu dengan ketentuan

sebagai berikut :

As min = 0,002 A bruto pelat .... (tul. deform ; fy = 300 MPa) As min = 0,0018 A bruto pelat .... (tul. deform ; fy = 400 MPa)

)320400(

)320400()0018,0002,0(002,0

−−

−−= xkoef = 0.0018

As min = 0,0018 x 1.000 x 167 = 300,6 mm2

Dipakai tulangan D10 – 200 (As = 393 mm2 )

4.1.3. Kekuatan Pelat Lantai Terhadap Geser

Kekuatan geser ultimate dari pelat lantai kendaraan

didasarkan pada persamaan berikut : (BMS 6.7.2.3)

fcv = xUxddxu3

fc'fc'x

hβ

21

6

1≤+

Dimana :

u = panjang efektif dari keliling geser kritis.

d = tinggi efektif, diambil rata – rata di sekeliling

garis keliling geser kritis.

β h = perbandingan antara dimensi terpanjang dari luas

efektif yang dibebani Y, dengan dimensi X,

diukur tegak lurus Y. Beban T yang bekerja sebesar 100 kN, dengan luas bidang

kontak roda 20 x 50 cm. Beban pada saat ultimate dengan

faktor beban 2 dan faktor beban dinamis 0,3 sebesar Vn = 100 x ((1 + 0,3) x 2) = 260 kN.

Lintasan kritis yang terjadi sesuai ketentuan BMS 1992

(Ps.6.7.2 )

Gambar 4.4 Lintasan Kritis

Dari gambar di atas maka :

bo = (20/2 + 50 + 20/2) = 70 cm = 700 mm

do = (20/2 + 20 + 20/2) = 40 cm = 400 mm

u = 2 x (70 + 40) = 220 cm = 2200 mm

β h = 50 / 20 = 2,5

d = 167 mm

Vuc = 16722006

35x

2,5

21 xx

+

= 16722003

35'N31,070.652 xxVc =<

= 724.522,57 N ….(OK)

Vn = 260 kN = 260000 N

Gaya geser ultimate = Vn ≤ Vuc ≤ Vc’

260000 N ≤ 652.070,31 N ≤ 724.522,57 N …………..OK!!

4.2. Perencanaan Trotoar dan Sandaran

4.2.1. Perhitungan Trotoar

a. Data – data perencanaan :

• Lebar trotoar = 1 m

• Tinggi pelat trotoar = tinggi kerb = 20 cm • Mutu beton fc’ = 35 MPa

• Mutu baja fy = 320 Mpa

Gambar 4.4 Trotoar

Dipakai tulangan D12 – 100 (As = 1130,4 mm2)

As’ = dxbxρ' = 0,0024 x 1.000 x 184 =

441,6 mm2

Dipakai tulangan D12 – 200 (As = 565,2 mm2)

Untuk tulangan susut :

As = 0,0018 x 1.000 x 184 = 331,2 mm2

Pakai tulangan D10 – 150 (As = 523 mm2)

BAB V

PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN

Untuk perencanaan gelagar jembatan ini

menggunakan profil baja dengan mutu BJ 41, dengan ketentuan sebagai berikut :

Tegangan leleh → fy = 250 MPa

Tegangan ultimate → fu = 410 MPa

Modulus Elastisitas → E = 2,1 x 106 kg/cm2

5.1. Perencanaan Gelagar Memanjang

d3 = 5 cm

d4 = 25 cm

balokmelintang

500,0

aspal

beton

Gambar 5.1 Detail Perencanaan Gelagar

Untuk perencanan gelagar memanjang dipilih profil WF dengan dimensi : 500 x 300 x 11 x 18

5.1.1. Pembebanan

a. Beban Mati

Berat pelat beton = 0,25x1,1x2.400x1,3=858 kg/m

Berat aspal = 0,05x1,1x 2.200x1,3=157,3 kg/m

Berat bekisting = 50 x 1,1 x 1,4= 77 kg/m

Berat sendiri balok= 128 x 1,1= 140,8 kg/m

Qd (u) =1.233,1 kg/m

9

MD = 2lx(u)Qdx

8

1

= 2

00,5x33,121.x8

1 = 3.853,44 kgm

b. Beban Hidup

� Beban terbagi rata (UDL)

Menurut ketentuan BMS 1992 pada pasal 2.3.3.1 untuk :

kPa

L

150,58,0q;m30L

kPa8,0q;m30L

+=>

=≤

Pembeban UDL :

L = 60 m ;

2/k0066

150,58,0q

60mgkPa ==+=

Beban yang bekerja :

QL = 600 x 1,10 x 2 = 1.320 kg/m = 13,2 kN/m

� Beban garis (KEL)

Beban garis (KEL) sebesar p kN/m, ditempatkan tegak

lurus dari arah lalu – lintas pada jembatan dimana besarnya

:

P = 44 kN/m = 4.400 kg/m

harga DLA = 30 %, maka beban yang bekerja dengan

adanya faktor kejut DLA adalah :

P1 = (1 + DLA) x P x b1 x TDU

K

= (1 + 0,3) x 44 x 1,1 x 2 = 125,84 kN

= 12.584 kg

λ

λ

1/4Pgp.Mc

qL1

(m)

C

A B

Gambar 5.2. Pembebanan Akibat Beban KEL

ML1 =

+ λxPx

4

1λxQx

8

1

1L

2

=

+ 5x584.12x

4

15x.3201x

8

1 2

= 19.855 kgm

� Momen akibat beban truck ”T”

Beban truck ”T” adalah sebesar 100 kN (BMS

2.3.4.1 on page 27) dengan faktor kejut DLA = 0,3 (BMS

2.3.6 on page 29)

T ( 1 + 0,3 )

gp.Mc1/4 λ

Gambar 5.3. Pembebanan Akibat Beban Truck

ML2 = U

TTKxλx

4

1x)0,31(T +

= 2x5x4

1x)0,31(x100 +

= 325 kNm = 32.500 kgm

Karena ML1 < ML2 , maka dipakai momen akibat

beban truck yaitu : ML = 32.500 kgm

5.1.2. Kontrol kekuatan lentur

Mu = φ Mn (3.853,44 + 32.500) x 100 = 0,9 x 2.500 x Zx

3.635.344 = 2.250 Zx

Zx ≥ 1615,71cm3 → (Anggap kompak)

5.1.2.1 Kontrol penampang :

Badan :

h = d – 2 ( t f + r ) = 588 - 2 ( 18 + 26 ) = 500 mm

tw

h ≤

fy

1.680

11

500 ≤

250

1.680

45,45 ≤ 106.25 → OK !!

Sayap :

f

f

t2

b ≤

fy

170

81x2

300 ≤

250

170

8,33 ≤ 10.75 → OK !!

Penampak kompak : Mnx = Mpx

5.1.2.2 Kontrol tekuk lateral :

Dipasang shear connector praktis sejarak 120

cm sebagai pengaku arah lateral.

LP = 1,76 x fy

Eyi =

250

210.000x04,7x1,76

= 359,11 cm

LB = 120 cm ⇒ LP > LB (Bentang Pendek)

Mnx = Mpx

Mp = Zx x fy = 2.910 x 2.500 = 7.275.000 kgcm

Φ Mn ≥ Mu 0,9 x 7.275.000 ≥ 3.651.500

6.547.500 ≥ 3.651.500 ⇒ OK !!!!

5.1.2.3. Kontrol lendutan

Persyaratan untuk lendutan per bentang

memanjang (L = 5,00 m)

Lendutan ijin :

ijin∆ = λ800

1 = 500

800

1 = 0,625 cm ..... (BMS 6.8.2)

Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :

)kel(udl∆o

+ = x

L

IE

λQ

384

54

+ x

1

IE

LP

48

13

10

175 cm

B

175 cm

100

TTT

A B

= 000.371x10x2,1

(500)x20,13

384

56

4

+ 000.137x10x2,1

00)5(x584.12

48

16

3

= 0,037 + 0,114 = 0,151 cm

Lendutan akibat beban truck :

)T(o

∆ = xIE

λP

48

13

= 37.0001x10x2,1

)005(x000.31

48

16

3

= 0,118 cm

Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat

beban (UDL + KEL) = 0,151 cm

)kel(udl∆o

+ ≤ ijin∆ →0,151 ≤ 0,625 ⇒ OK !!!

5.1.2.4. Kontrol geser

Gaya geser maksimum terjadi apabila beban hidup

berada dekat dengan perletakan.

Va max = ( )

+ λx

2

1xQ1xP L1

1

= ( )

+ 5x

2

1x2,131x84,251 = 158,84 kN

= 15.884 kg

Untuk beban T menentukan :

Va max = ( ) 2x1x0,31xT +

= 100 x (1 + 0,3) x 1 x 2 = 260 kN

= 26.000 kg

Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban truck

sebesar 26.000 kg.

wt

h ≤

fy

1.100

11

500 ≤

250

1.100

45,45 ≤ 69,57

Vu ≤ Vnφ

Vu ≤ 0,6 x fy x Aw → Aw = d x tb

26.000 kg ≤ 0,6 x 2.500 x 58,8 x 1,1

26.000 kg ≤ 97.020 kg ⇒ OK!!

5.2. Perencanaan Gelagar Melintang Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih

profil WF dengan dimensi : 900 x 300 x 18 x 34

5.2.1. Pembebanan a. Beban Mati

Sebelum komposit

b1berat b. memanjang

BAB

q1

Gambar 5.6 Pembebanan Gelagar Melintang Sebelum Komposit

Q1M = 2

)U(D1 BxQx8

1

= 29xx

8

14659,60 = 47.178,45 kgm

Sesudah komposit

aspal

kerb

0,2 m

1 m

B

A B1 m

Gambar 5.7 Pembebanan Gelagar Melintang Sesudah Komposit

QD2 = 3835 kg/m

Σ MB = 0

Ra=9

)50,0x1x3120()50,4x7x715()50,8x1x(3120 ++

Ra = 5622,5 kg

MQ2 = (Ra x 4,50) – (3120 x 1 x 4) – (715 x 3,5 x 1,75)

= (5623 x 4,50) – (3120 x 1 x 4) – (715 x 3,5 x 1,75)

= 25303,5– 12480 – 4379,4

= 8.444,1 kgm b. Beban Hidup

� Beban terbagi rata (UDL)

Untuk L = 60 m > L = 30 m Maka digunakan :

qUDL = q x λ = 600 x 5,00 x 2 = 6.000 kg/m

� Beban garis (KEL)

Beban P = 44 kN/m = 4.400 kg/m dengan faktor DLA

= 0,3 Maka beban KEL yang bekerja adalah :

PKEL = ( 1 + DLA ) x P

= ( 1 + 0,3 ) x 4.400 x 2 = 11.440 kg/m

Gambar 5.8 Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL

Beban ”D” = Beban UDL + Beban KEL

= (6.000 + 11.440) = 17.440 kg/m

- q1 = 100 % x 17.440 = 17.440 kg/m

- q2 = 50 % x 17.440 = 8.720 kg/m

Mmax L1 = Vax4,50– q2x0,75x3,125–q1x2,75x 1,375 = (53.955 x 4,50) – (8720 x 0,75 x 3,125) –

(17.440 x 2,75 x 1,375) = 156.415 kgm

c. Beban truck “T’

Gambar 5.9 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi a)

Mmax L2 a = Va x 4,5 – T ( 2,25 + 0,5 )

= 47.666,67 x 4,50 – 26.000 x ( 2,25 + 0,5 )

= 143.000 kgm

Gambar 5.10 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi b)

Mmax L2 b = 26.000 x 4,5 – 26.000 x (0,875)

= 94.250 kgm

11

Q D1 = 7.074,78 kg/m

BA B

q

B

aspal

BA

5,5 m

lebar 2 jalur kendaraan

B

1 m

100% D

50% D0,25 m

BA

bef = 2375 mm

tb = 200mm

Py

c

0,85f'c

tb

d3

d1a

Dipakai Momen beban truck kondisi a = 143.000 kgm

Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang memberikan Mmax terbesar yaitu : M max L2 = 143.000 kgm

5.2.2. Gaya Geser

a. Gaya geser sebelum komposit.

Gambar 5.11 Beban Merata Geser Sebelum Komposit

Va = 0,5 x QD1 x B

Va = 0,5 x 4.659,6 x 9 = 20.968,2 kg

b. Gaya geser setelah komposit.

Gambar 5.12 Beban Merata Geser Setelah Komposit

Va = 9

0,50)x1x(3120)50,5x7x(715)50,8x1x(3120 ++

Va = 9

15605,527.27520.26 ++

Va = 6.178,611 kg

c. Gaya geser akibat beban hidup

Gaya geser maksimum diperoleh jika UDL + KEL.

Gambar 5.13 Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL

Va x 9 = (17.440 x 5,5 x 4,50) + (8.720 x 0,75 x 6,875) +

(8720 x 0,75 x 1,375)

Va = 9

595.485 = 53.955 kg

Dari Va diatas diambil terbesar maka diperoleh Vmax = Va

= 53.955 kg

5.2.3. Perhitungan Balok Komposit

Perhitungan gelagar melintang jembatan dengan

menggunakan metode plastis

a. Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton

• be1 ≤ S

≤ 850 cm

• be2 ≤ 4

L

≤ 4

900 = 225 cm

Dimana :

S = Jarak antar gelagar melintang L = Lebar jembatan

Untuk lebar effektif pelat beton diambil yang terkecil yaitu

225 cm.

b. Menentukan Centroid dari Gaya-Gaya yang

Bekerja

efbcf

ca

⋅⋅=

'85,0 =

22535085,0

000.910

xx = 13,59 cm

Gambar 5.14 Centroid dari Gaya-Gaya yang Bekerja

d1 = tb-2

a = 200 -

2

59,13 = 193,205 mm = 19,32 cm

d2 = 0

d3 = 2

912

2=

D = 456 mm = 45,60 cm

c. Perhitungan Momen Positif

Mn = c1 ( d1 + d2 ) + Py ( d3 – d2 )

di mana, Py = As x fy

Py = 364 cm2 x 2500 kg/cm2

= 910.000 kg

C = 0,85 x f’c x a x beff C = 0,85 x 350 x 13,59 x 225

C = 909.680,625 kg

Mn= 909.680,625 (19,32 + 0 ) + 910.000 (45,60 – 0 ) = 59.071.029,68 Kg cm

Mu = φ.Mn = 0,85 x 59.071.029,68 = 50.210.375,22 Kg cm

= 502.103,752 Kgm

Mu > ( MQ1 + MQ2 ) + MuL 502.103,752 kgm > (47.178,45 + 8.444,1 ) + 143.000

502.103,752 kgm > 198.622,55 kgm …ok!

5.2.4. Kontrol

5.2.4.1. Kontrol Tegangan

Kontrol Momen Lentur dengan Tekuk Lateral

LB = 110 cm

LP = 1,76 x fy

Eyi =

250

210.000x56,6x1,76

= 334,623 cm

Lp > LB Bentang pendek � Mnx = Mpx

Mnx = Mpx = Zx x fy = 12.221 x 2.500

= 30.552.500 kgcm = 305.525 kgm

Mu ≤ φ Mn 143.000 ≤ 0,9 x 305.525 = 274972,5 kgm ...ok!!

5.2.4.2. Kontrol Lendutan

Persyaratan untuk lendutan per bentang memanjang (L = 9,00 m)

Lendutan ijin :

ijin∆ = λ800

1 = 900

800

1x = 1,125 cm ..... (BMS 6.8.2)

Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :

)kel(udl∆o

+ = x

L

IE

λQ

384

54

+ x

1

IE

LP

48

13

12

WF 900 x 300 x 18 x 34

d = 30 mm

912

125 125 125 125101 101100

302

A

N

O

P

QR S

B C D E F G H I J K LM

TU

V

W

X

B1

B2

B3

B4

B5B6

B12

B11

B10

B9

B8B7

H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12

V1

V2

V3V4 V5

V6

V11

V10

V9V8V7

L = 5

D1

D2

D3D4

D5

D10D9

D8D7

D6

= 000.498x10x2,1

(900)x60

384

56

4

+

000.498x10x2,1

00)9(x440.11

48

16

3

= 0,49 + 0,166 = 0,656 cm

Lendutan akibat beban truck :

)T(o

∆ = xIE

λP

48

13

= .000498x10x2,1

)009(x000.26

48

16

3

= 0,378 cm

Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat

beban (UDL + KEL) = 0,656 cm

)kel(udl∆o

+ ≤ ijin∆ → 0,656 cm ≤ 1,125 cm ⇒

OK !!!

5.2.4.3. Kontrol Geser Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban

UDL dan KEL sebesar 54.50275 kg.

� wt

h ≤

fy

1.100

18

788 ≤

250

1.100

43,78 ≤ 69,57

� Vu ≤ Vnφ

Vu ≤ 0,6 x fy x Aw → Aw = d x tb

53.955 kg ≤ 0,6 x 2.500 x 91,2 x 1,8

53.955 kg ≤ 246.240kg ⇒ OK!!

5.2.5. Perhitungan Shear Connector

Untuk jarak perhitungan shear connector (BMS

7.6.8.3) tidak boleh melebihi nilai sebagai berikut :

� 600 mm � 2 x tebal lantai

� 4 x tinggi shear connector

Tinggi minimum dari paku shear connector adalah 75 mm dan jarak antara paku shear connector dengan ujung

flens gelagar tidak boleh kurang dari 25 mm. Untuk

diameter paku shear connector tidak boleh melebihi :

� 1,5 x tebal plat flens bila plat memikul

tegangan tarik.

� 2,0 x tebal plat flens bila tidak terdapat

tegangan tarik.

Digunakan shear connector jenis paku / stud

dengan data–data sebagai berikut : � Diameter = 30 mm < 1,5 x 34 = 51 mm � Tinggi total = 150 mm � Jarak melintang antar stud = 100 mm � Kuat beton fc’ = 35 MPa → σc = 0,4 fc’

σC = 0,4 x 35 = 14 Mpa

5.2.5.1. Kekuatan Stud Connector (Q)

Asc = 22 20

44

ππ=D = 314 mm

2

EC = fc'4.700

= 357004. = 27.805 MPa

Qn = 0,5.Asc.( f’c . Ec )0,5

= 0,5 x 314.9 35 x 27.805 )0,5

= 154.881,52 N

Asc.fu = 314 x 410

= 128.740 N Qn = 154.881,52 N > Asc.fu = 128.740 N........(ok)

= 12.874 Kg

5.2.5.2. Jarak Pemasangan Shear Connector

Vh = C = 9,1 x 106 N

Banyaknya stud :

N = 12.874

5909.680,62=

n

h

Q

V = 70,66 = 72 buah

Stud dipasang arah tegak lurus gelagar melintang sebanyak dua buah = 2N = 2 x 60 = 120 buah

5.2.5.3. Jarak Pemasangan Shear Connector

S = 72

9000=

N

B = 125 mm

Gambar 5.15 Pemasangan Shear Connector

Dipasang shear connector pada gelagar melintang dengan jarak 125 mm.

BAB VI

PERENCANAAN RANGKA BUSUR

Gambar 6.1 Rencana Rangka Busur

6.1. Data-Data

6.1.1. Bentuk Geometrik Busur

f = 10 m → syarat : 5

1

L

f

6

1≤≤

untuk : 0,167 ≤ (L

f = 60

10 = 0,167) ≤ 0,2 K OK

Persamaan parabola :

Yn = ( )2L

XL.X.f.4 − ( Panjang Rangka

Vertikal ) L= 170 m ; f = 30 m ; Yn’ = f - Yn

∆ Sn = 22

∆X)'1

Y'(Ynn +−−

( Panjang Busur )

∆ Dn = 22

∆X1

++n

Y ( Panjang Rangka Diagonal )

Tabel 6.1 Panjang Rangka Vertikal, Diagonal dan busur

13

1/2 V V 1/2 VV V V V V V V V V V

RA RM

V1 V V V V V V V V V V

RA RM

V V

V1 V V V V V V V V V V

RA RM

VV

A B

B

1.10

Beban Gel. Memanjang

Beban Kerb / Trotoar

Q beban mati

Beban Aspal

q1

q2100%

50%

A B

B

1.00 5.50 1.50 1.00

q1

q2100%

50%

A B

B

1.00 5.50 1.50 1.00

Titik Segmen

X

(m)

Y

(m)

Yn'

(m)

∆ Sn

(m)

∆ Dn

(m)

S 30 10,00 0,00

S - R 5,008 10,933

R 25 9,72 0,28

R - Q 5,069 10,199

Q 20 8,89 1,11

Q - P 5,189 9,014

P 15 7,50 2,50

P - O 5,365 7,474

O 10 5,56 4,44

O - N 5,590 5,860

N 5 3,06 6,94

N - A 5,860 -

A 0 0,00 10,00

6.1.2. Rangka Busur

Direncanakan profil WF 400 x 400 x 20 x 35

6.1.3. Rangka Horizontal


6.1.4. Rangka Vertikal dan Diagonal


6.2. Pembebanan

6.2.1. Beban Mati

Berat gel. Melintang = 286 x 1,1= 314,60 kg/m

Berat pelat beton= 0,2x2.400 x 5,00 x 1,3= 3.120 kg/m Berat bekisting= 50 x 5,00 x 1,4= 350 kg/m

QBeban Mati = 3.784,6 kg/m

Berat gel. Memanjang=[(175 x 5,00) / 2]x1,1= 481,25kg/m

Berat aspal= 0,05 x 2.200 x 5,00 x 1,3= 715 kg/m

Berat Trotoar= 0,2 x 2.400 x 5,00 x 1,3= 3.120 kg/m

Gambar 6.2 Pembebanan Untuk Beban Mati

Σ MB = 0

Ra = [(½ x 3.784,6 x 92) + (715 x 7 x 4,5) + (3.120 x 1

x 8,5) + (½ x 3.120 x 12) + (481,25 x 40,4)] / 9

Ra = VBeban Mati = 24.813,48 kg

Berat Rangka = Prangka = ((berat profil busur x panjang) +

(berat profil vertikal x panjang) +

(berat profil diagonal x panjang)

+ (berat profil horizontal x panjang))

Prangka=(283x64,02)+(66x77,76)+(66x746,17)+(197x60)

= 92.675,706 Kg

Berat Pelat penyambung + Ikatan angin

=20%xBerat Rangka=20%x92.675,706=18.535,14Kg

Prangka total = (92.675,706 + 18.535,14) / 12 = 9.267,57 Kg

V = Prangka +PBeban Mati = 9.267,57+ 24.813,48=34.081,05 Kg

6.2.2. Beban Hidup

a. Beban terbagi rata (UDL)

Gambar 6.3 Pembebanan Untuk Beban Hidup (UDL)

Σ MB = 0

VA = 9

)75,1x5,1x(3.000)25,5x5,5x(6.000 +

= 20.125 kg

b. Beban garis (KEL)

Gambar 6.4 Pembebanan Untuk Beban Hidup (KEL)

Σ MB = 0

VA = 9

)75,1x5,1x(5.720)25,5x5,5x(11.440 +

= 38.371,67 kg

6.3. Perhitungan Gaya Batang Akibat Beban

Mati

V = 34.081,05 Kg

Gambar 6.5 Beban Mati Untuk Busur Rangka

Dianalisa dengan Program SAP

6.4. Perhitungan Garis Pengaruh Akibat Beban

Hidup Kel Dan Udl

V = UDL saja = 20.125 kg V1 = UDL + KEL= 20.125 + 38.371,67

= 58.496,67 Kg

V1 dititik A

V1 dititik B

14

V V V V V V V V V

RA RM

V VV1V

V V V V V V V V

RA RM

V VV V1V

V V V V V V V

RA RM

V VV V1V V

V V V V V V

RA RM

V VV V1V V V

V V V V V

RA RM

V VV V1V V V V

V1 dititik C

V1 dititik D

V1 dititik E

V1 dititik F

V1 dititik G

Hingga V1 dititik M Gambar 6.8 Beban Hidup Untuk Busur Rangka

Dianalisa dengan Program SAP

6.4.1. Kontrol Kekuatan Batang

a. Batang Busur ( B1 => tekan => Pu = 613914.19 kg ) Dipakai : WF 400 x 400 x 20 x 35

h = 428 - 2 ( 35 + 22 ) = 314 mm

D = 428 mm bf = 407 mm Ag = 360.7 cm2

ix = 18.2 cm iy = 10.4 cm

L = 586 cm

`

* Kontrol Penampang =>

h 314

tw 20 h

665 tw

290

bf 407

2.tf 70 bf <

250 2.tf

290

* Kontrol Kelangsingan Struktur =>

586

18.2

586

10.4

λ fy 56.3

π E 3.14

=

= 1.2

1.6 - 0.67 λc

fy 2500

w 1.2

Cek : Ф Pn ≥ Pu

0.9 ≥

kg ≥ kg OK

= 741037.72 kg

56.35

360.7

741037.72 613914.19

w =

Ag

666933.9 613914.19

λc< =>1.2<0.25

Pn = =

=

=

=

= 56.35

1.43

0.63

200000=> λc =λy

250

=λy

λmin =

} λ

56.35

λx = = 32.2

<}λR = = 39.05

15.70==

}λR

5.81==

14.68= =

λR

λR

OK

OK

b. Batang Horisontal ( H6 => tarik => Pu =

543674.69 kg ) Dipakai : WF 400 x 400 x 21 x 21

h = 400 - 2 ( 21 + 22 ) = 314 mm

D = 400 mm bf = 408 mm Ag = 250.7 cm2

ix = 16.8 cm iy = 9.75 cm

L = 500 cm

Beban tarik Pu = = kg

* Kontrol Kelangsingan =>

LK 500

i 9.75

* Kontrol Kekuatan Batang Tarik =>

Batas Leleh =>

P = Ø fy Ag

= 0.9 2500 251

= kg > Pu = kg OK

Batas Putus =>

An = 0.85 , Ag = 213.095 cm2

(dimisalkan)

P = Ø fy Ae

dimana:

Ø = 0.75

Ae = ū An = 0.9 213

= 192 cm2

P = 0.75 4100 192

= kg > Pu = kg OK

543674.69

543674.69

(dimisalkan)

543674.69589740.413

564075

λ max= = = 51.28 < 240 OK

ū = 0.9

x x

x

xx

xx

c. Batang Diagonal ( D5 => tekan => Pu =

20808.24 kg ) Dipakai : WF 400 x 200 x 8 x 13

h = 400 - 2 ( 13 + 16 ) = 342 mm

D = 400 mm bf = 200 mm Ag = 84.12 cm2

ix = 16.8 cm iy = 4.54 cm

L = cm



LK 1080

i 4.54


Batas Leleh =>

P = Ø fy Ag

= 0.9 2500 84.12

= kg > Pu = kg OK

Batas Putus =>

An = 0.85 , Ag = 71.5 cm2

(dimisalkan)

P = Ø fy Ae

dimana:

Ø = 0.75

Ae = ū An = 0.9 71.5

= 64.4 cm2

P = 0.75 4100 64.35

= kg > Pu = kg OK

189270

20808.24197881.785

0.9

1080.33

20808.24

20808.24

(dimisalkan)

λ max= = =

ū =

238 < 240 OK

x x

x x

x x

15

500

L=∆

cmL

12500

6000

500===∆

AB C D E F G H I J K L

M

N

O

PQ R S T U

V

W

X

5 0 0

2 5 0

y

w

1

2

3

4

w

w

w

d. Batang Vertikal ( V1 => tekan => Pu = 173226.96

kg ) Dipakai : WF 400 x 200 x 8 x 13

h = 400 - 2 ( 13 + 16 ) = 342 mm

D = 400 mm bf = 200 mm Ag = 84.12 cm2

ix = 16.8 cm iy = 4.54 cm

L = 306 cm



LK 306

i 4.54


Batas Leleh =>

P = Ø fy Ag

= 0.9 2500 84.12

= kg > Pu = kg OK

Batas Putus =>

An = 0.85 , Ag = 71.5 cm2

(dimisalkan)

P = Ø fy Ae

dimana:

Ø = 0.75

Ae = ū An = 0.9 71.5

= 64.4 cm2

P = 0.75 4100 64.35

= kg > Pu = kg OK

173226.96

173226.96

(dimisalkan)

173226.96197881.785

189270

67.4 < 240 OKλ max= = =

ū = 0.9

x x

x x

x x

6.5. Kontrol Lendutan

Syarat lendutan rangka batang pada BMS 7- K7 pasal

7.2.3.3 adalah sebesar :

dengan ∆ adalah lendutan ijin dalam centimeter.

Untuk L =60 m = 6000 cm, maka lendutan ijin yang

diperbolehkan

Kontrol Lendutan dilakukan dengan program SAP 10.0.7 Adapun hasilnya adalah :

Lendutan maksimum = lendutan di tengah bentang (Joint

G)

= 11 cm < ∆ijin = 12 cm

Gambar 6.38 Rencana Rangka Busur

Gambar 6.39 Lendutan dari Program Bantu SAP 10

6.6. Pembebanan

a. Beban Angin

Menurut BMS’92 gaya nominal ultimate pada bangunan

atas :

TEW = 0,0006 x CW x VW2 x Ab ....... (kN)

(Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, Pasal 2.4.6 hal

2-43)

Dimana : CW = Koefisien seret (tabel 2.9 BMS, PPTJ hal 2-44)

= 1,5 (b/d = 2, bangunan atas masif)

VW = Kecepatan angin rencana = 30 m/det.

( > 5 km dari pantai)

Ab = Luas ekivalen bagian samping jembatan

(m2). Sedangkan gaya nominal ultimate pada kendaraan

sepanjang jembatan (bekerja pada lantai kendaraan)

hanya dipikul oleh ikatan angin bawah : TEW = 0,0012 x CW x VW2 x Ab ...... (kN)

(Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan, Pasal 2.4.6

hal 2-44)

Bidang vertikal muatan hidup ditetapkan sebagai suatu

bidang vertikal yang mempunyai tinggi menerus

sebesar 5m di atas lantai kendaraan.

Gambar 6.40 Beban Angin Pada Konstruksi Busur

Untuk jembatan rangka : Ab = 30 % x Luas yang dibatasi batang

= 30 % x ( )1fxL x π

4

1

2

1

= 30 % x ( )10x60.π4

1

2

1

= 70,65 m2

Beban angin pada konstruksi Rangka busur (TEW1) :

TEW1 = 0,0006 x CW x VW2 x Ab

= 0,0006 x 1,2 x 302 x 70,65

= 45,781 kN = 4578,1 Kg

Beban hidup : TEW2 = 0,0006 x CW x VW2

= 0,0012 x 1,2 x 302

= 1,296 kN = 129,6 Kg

Konstruksi lantai kendaraan :

W1 = 0,0006 x 1,2 x 302 x (1,144 x 5,00)

= 3,707 kN = 370,7 kg

Beban hidup

W2 = 0,0012 x 1,2 x 302

= 1,296 kN = 129,6 Kg

Konstruksi rangka : W3 = 0,0006 x 1,2 x 302 x (0,3 Y)

= 0,194 Y kN = 19,4 Y kg

Konstruksi busur : W4 = 0,0006 x 1,2 x 302 x 0,582 x ∆S

= 0,377 ∆S kN/m = 37,7 ∆S kg

b. Beban Gempa

Bplat lantai kendn.= 0,25x9,5x60x2.400= 342.000 kg

Berat trotoar = 2 x 0,25 x 1 x 60 x 2.400= 72.000 kg

Berat aspal = 0,05 x 9,5 x 60 x 2.200= 1.045 kg

Berat gel. memanjang = 128 x 5 x 12 x 9= 69.120 kg

Berat gel. melintang= 286 x 9,5 x 13= 35.321 kg

Total konst. Lt. Kendn. = 519.486 kg

16

Berat Rangka Busur = 92.675,706Kg =92.675,706 kg

Total konst. = 612.161,706kg Berat ikatan angin atas, ikatan angin bawah, berat gelagar

memanjang, dan berat sambungan diasumsikan menerima

beban sebesar 10% dari berat konstruksi lantai kendaraan. P = 10% x (612.161,706 kg)

= 61.216,171 kg

Maka :

Wm total = W total konst + P

= 612.161,706 + 61.216,171

= 673.377,877 kg = 673,378 ton

� Koefisien dasar gempa ”C”

T = 43

H0,085 (bangunan baja)

Dimana :

H = Tinggi dasar bangunan ke level tertinggi (ft)

Maka :

T = 0,085 x ( ) 43

375,.7 = 0,38

Dalam perencanaan ini, lokasi terletak di pulau Jawa

maka termasuk ke dalam zone gempa daerah 4. Untuk

tanah zona gempa (gambar 2.15 BMS, PPTJ ’92) tanah

lunak didapat :

C = 0,10

WTP = Wm tot = 705,54 ton

� Faktor tipe bangunan ”S”

Berdasarkan BMS, PPTJ 2.4.7.3 tabel 2.14 Digunakan tipe A4 yaitu : jembatan dengan daerah sendi

beton atau baja.

S = 1F F = 1,25 – 0,025 n

F ≤ 1

Dimana :

F = Faktor perangkaan

n = Jumlah sendi yang menahan

deformasi arah

lateral.

F = (1,25 – 0,025 x 2) = 1,2 ≤ 1,0

Maka → S = 1,0

� Faktor kepentingan ”I” Berdasarkan BMS, PPTJ 2.4.7.3 tabel 2.13

Digunakan Iminimum = 1,0

� Perhitungan beban geser gempa

WTP = 2

673,378 = 336,689 ton

TEQ = kh x I x WTP → kh = C x S = C x S x I x WTP

= 0,10 x 1,0 x 1,0 x 336,689 ton = 33,669 ton

= 33.669 kg

Gaya Geser Total arah memanjang

TEQ = 33.669 kg

= 33,669 ton F(y) Q = 0,5 TEQ

= 16,835 ton

Gaya Geser Total arah melintang TEQ = 33.669 kg

= 33,669 ton

F(x) Q = TEQ

= 33,669 ton

BAB VII

PERENCANAAN KONSTRUKSI SEKUNDER

7.1. Ikatan Angin Atas

Gambar 7.1 Ikatan Angin Atas

P = W4 (rata – rata) + ½ W3 (rata – rata)

W4 (rata-rata) = 7

1209.454 = 172.779 kg

W3 (rata - rata) =

7

867.762

2

1 = 61.983 kg

P = 172.779 + 61.983 = 234.762 kg

Ikatan angin direncanakan berdasarkan gaya batang terbesar dari

perhitungan SAP 2000 yaitu :

Batang vertikal → S maks = 1139.791 kg

Batang diagonal → S maks = 1365.238 kg

7.1.1. Batang vertikal

Profil yang dipakai : WF 200 x 150 x 6 x 9

Gaya yang terjadi :

N = 1139.791 kg

Panjang tekuk : Lkx = 9,53 m = 953 cm

Lky = 5, 00 m = 500 cm

Kontrol kelangsingan sebagai batang tekan :

λx =

x

kx

i

L =

8,3

953 = 114,82

λy =

y

ky

i

L = 3,61

500 = 138,50

λ = λy = 138,50

λc = E

fy

π

λ =

510 x 2,1

250

π

138,50 = 1,52

Untuk :

λc ≥ 1,2 → ω = 1,25 λc2 = 1,25 x (1,52)2 = 2,89

Kekuatan nominal :

Nn = Ag x ω

fy = 39,01 x

2,89

2.500

= 33.745,67 kg Kekuatan rencana :

Nu = φ Nn = 0,85 x 33.745,67 = 28.683,82 kg > 1139.791

kg → OK!!

Kontrol Penampang :

Pelat sayap :

tf2

bf =

9x2

150 = 8,33

λR =

fy

250 =

250

250 = 18,81

Pelat badan :

tb

h =

6

150 = 25

λR =

fy

665 =

250

665 = 42,06

λx < λy

OKλtf2

bfR →<

OKλtb

hR →<

17

9,53 m

5,83 m

Rc

Ra

7.1.2. Batang diagonal


φ baut = 19 mm

φ lubang = 19 + 3 = 22 mm

Gaya yang terjadi :

N = 1365.238 kg

Panjang tekuk :

L = 22

5,0053,9 + = 10,762 m

Lk = kc x L = 1 x 10,762 = 10,762 m

Kontrol kelangsingan sebagai batang tarik :

λ max =

mini

Lk ≤ 300

= 3,61

1076,2 = 298,12 ≤ 300 → OK!!

Kontrol kekuatan leleh :

Pnφ =

Agxfyxφ

= 0,9 x 2.500 x 39,01 = 87.772,5 kg > 1365.238 kg → OK!!

Kontrol kekuatan patah :

An = 39,01 – ( 4 x 2,2 x 0,9 ) = 31,09 cm2

u = 1 - L

x = 1 -

12

2,63

= 0,781

Ae = u x An = 0,781 x 31,09

= 24,281 cm2

φ Pn = φ x fu x Ae

= 0,75 x 5.000 x 24,281

= 93.633,75 kg > 1365.238 kg → OK!!

Kontrol kekuatan / Block Shear :

Agt = 4 x ( 3 x 0,9 ) = 10,8 cm2

Ant = 4 x ( 3 – 0,5 x 2,2 ) x 0,9 = 6,84 cm2

Agv = 4 x ( 16 x 0,9 ) = 57,6 cm2

Anv = 4 x ( 16 – 2,5 x 2,2 ) x 0,9 = 37,8 cm2 fu x Ant = 5.000 x 6,84 = 34.200 kg

0,6 x fu x Anv = 0,6 x 5.000 x 37,8 = 113.400 kg

Karena putus geser > putus tarik

Φ Pn = φ [( 0,6 x fu x Anv ) + ( fy x Agt ) ]

= 0,75 [(113.400) + ( 2.500 x10,8 )]

= 105.300 kg > 1365.238 kg → OK!!

7.2. Ikatan Angin Bawah

Gambar 7.2 Ikatan Angin Atas

P = W1 + ½ W3 rata-rata

P = 370.7 +

7

867.762

2

1

P = 432.683 kg

7.2.1. Dimensi batang diagonal


Gaya yang terjadi :

N = 1254.658 kg

Panjang tekuk :

L = 22

00,553,9 + = 10,762 m

Lk = 2

10,762 = 5,381 m = 538,1 cm

φ baut = 19 mm φ lubang = 19 + 3 = 22 mm

Kontrol kelangsingan sebagai batang tarik

λ max =

min

k

i

L ≤ 300

= 2,97

538,1 = 181,18 ≤ 300 → OK!!

Kontrol kekuatan leleh

Pnφ = Agxfyxφ

= 0,9 x 2.500 x 29,65

= 66.712,5 kg > 1254.658 kg → OK!! Kontrol kekuatan patah

An = 29,65 – ( 4 x 2,2 x 1.2 ) = 19,09 cm2

u = 1 - L

x = 1 -

12

2,27 = 0,811

Ae = u x An

= 0,811 x 19,09 = 16,139 cm2

φ Pn = φ x fu x Ae

= 0,75 x 5.000 x 16,139

= 60.521,25 kg > 5.756,35 kg → OK!!

Kontrol kekuatan (Block Shear)

Agt = 4 x 1,2 x 3 = 14,4 cm2

Ant = ( 3 – 0,5 x 2,2 ) x 1,2 x 4 = 9,12 cm2

Agv = 16 x 1,2 x 4 = 76,8 cm2

Anv = ( 16 – 2,5 x 2,2 ) x 1,2 x 4 = 50,4 cm2 fu x Ant = 5.000 x 9,12 = 45.600 kg

0,6 x fu x Anv = 0,6 x 5.000 x 50,4 = 151.200 kg

Karena putus geser > putus tarik

ΦPn = φ [ ( 0,6 x fu x Anv ) + ( fy x Agt ) ]

= 0,75 [ 151.200 + ( 2.500 x 14,4 ) ]

= 140.400 kg > 1254.658 kg → OK!!

7.3. Portal Akhir

TEW1 = 4578,1 Kg

TEW2 = 129,6 Kg

dan untuk beban vertikalnya adalah beban busur (54.502,75 kg).

Dari SAP 2000, beban yang bekerja pada balok sebesar :

Gambar 7.3 Portal Akhir

7.3.1. Balok Portal Akhir

Beban yang bekerja pada balok sebesar :

N = 2.361,691 Kg Ma = 9.390,194 Kgm

Vu = 3.109,217 Kg Mb = 10.834,979 Kgm

Mmax = 13.768,658 Kgm Mc = 12.294,466 Kgm

Digunakan profil WF 250 x 250 x 8 x 13

7.3.1.1. Kontrol lendutan

f = 240

L =

240

953 = 3,971

f = IxE384

4Lq +

IxE48

LP3

=

930.9x10.1,2x384

539x0,6656

4

+

930.9x10.2,1x48

539x691,361.26

3

= 0,069 + 2,042

= 2,111 < 3,971 → OK!!

18

7.3.1.2. Kontrol penampang profil

Flens :

tf2

b =

13x2

249 = 9,577

λP = fy

170 =

250

170 = 10,752

Web :

h = d – 2 (tf + r)

= 248 – 2 (13 + 16) = 190 mm

tb

h =

8

190 = 23,75

λP = fy

1.680 =

250

1.680 = 106,253

Penampang kompak.

Mn = Zx . fy

= 859 x 2.500 = 2.147.500 kgcm

7.3.1.3. Kontrol lateral buckling

Lp = 1,76 iy fy

E = 1,76 x 6,29 x

2.500

610x2,1

= 320,851 cm

J = 3

tb.d3

1 +

3tf.b

3

2

=

− 3

0,8x)1,3x28,24(x3

1 +

31,3x9,24x

3

2

= 3,7888 + 36,4702 = 40,259 cm4

X1 = 2

AJGE

Sx

π

= 2

7,84x259,04x10x8x10x2,1x

801

π 56

= 209.908,583 kg/cm2

Iw = Iy 4

h2

= ( )

4

1,38,42x350.3

2−

= 462.509,375 cm6

X2 = 4 Iy

Iw

J.G

Sx2

= 4 3.350

5462.509,37x

259,04x10x8

8012

5

= 3,416 x 10 -7 cm2/kg

fL = fy – fr

= 2.500 – 700 = 1.800 kg/cm2

Lr = iy ( )

( )2L21 fX11frfy

X++

−

= 6,29 x ( )27008.1x10416,311x

1.800

3209.908,58 −++

x

= 1148,476 cm

Lb = 953 cm ; Lp = 320,851 cm ; Lr = 1148,476 cm

Lp < Lb < Lr → Bentang menengah

Cb = Mc3Mb4Ma3M2,5

M12,5

max

max

+++

=

( )( ) ( ) ( ) ( )466,294.21x3979,834.01x4194,390.9x3658,768.31x2,5

658,768.31x12,5

+++

= 1,205

MR = Sx (fy – fr) = 801 (2500 – 700) = 1.441.800 Kgcm

Mp = Zx x fy = 859 x 2500 = 2.147.500 Kgcm

Mn = Mp )Lp) -(Lr

Lb) -(Lr MR) - (Mp (MR Cb ≤+

Mn = )320,851) - (1.148,476

953) - (1.148,4761.441.800) - (2.147.500 (1.441.800 1,205 +

= 1.938.216,767 < Mp = 2.147.500 Kgcm........... (Ok)

7.3.1.4. Kontrol geser

Syarat :

tb

h ≤ 1,10

fy

E.Kn

Kn = 5 (tanpa pengaku lateral)

8

190 ≤ 1,10

2.500

000.100.25 x

23,75 ≤ 71,288 → OK!!

Vn = 0,6 fy . Aw → Aw = d . tb

= 0,6 x 2.500 x (24,8 x 0,8)

= 29.760 kg

Vu ≤ Vnφ

3.109,217 ≤ 0,9 x 29.760

3.109,217 ≤ 26.784 → OK!! Balok kuat terhadap

geser

7.3.2. Kolom Portal Akhir

Beban yang bekerja pada kolom portal :

N = 3.482,250 Kg Mb = 6.884,33 Kgm

Mmax = 13.768,658 Kgm Mc = 10.326,49 Kgm

Ma = 3.442,16 Kgm Digunakan profil WF 450 x 200 x 8 x 12

7.3.2.1. Kontrol interaksi kolom

Pnφ

Pu

c

≤ 0,2 (Rumus Interaksi 2)

857,084.77x0,85

3.482,25 ≤ 0,2

0,053 ≥ 0,2

Maka :

++

Mnyφ

Muy

Mnxφ

Mux

Pnφ

Pu

bbc

≤ 1,00

0,053 +

+

6.100x0,933.315,839x0,9

2.558,15813.768,658 ≤ 1,00

0,978 ≤ 1,00 → OK

Dari perhitungan kontrol di atas maka konstruksi busur kuat sebagai

portal.

BAB VIII

PERHITUNGAN SAMBUNGAN dan

PERLETAKAN

8.1. Sambungan Gelagar Melintang – Gelagar

Memanjang

• Profil gelagar melintang WF 900 x 300 x 18 x 34

• Profil gelagar memanjangWF500x300x11x18

• Pelat penyambung → tp = 10 mm ; BJ 50

• Baut → db = 20 mm ; BJ 50

Φ lubang = 20 + 1,5 = 21,5 mm (dibor)

OKλtf2

bfP →<

OKλtb

hP →<

19

B A LO K M EL IN TAN GW F 900X 300X 18X 34

L 9 0X 90X 11

BA LO K M EM AN JANGW F 500 x 3 0 0 x 1 1 x 1 8

1 6 .0 05 .0 0

3 .0 0

5 .0 0

3 .0 0

H6 H7

V6

D5 D6

20808.240 Kg2

0808.240 Kg 5

7261.146 Kg

543674.697 Kg543674.697 Kg

G

RB5B6

V5D5

20808.240 Kg

76306.084 Kg

551388.080

Kg546324.080 Kg

BATANG H7

WF 400X400X21X21

BATANG H6

WF 400X400X21X21

BATANG D6

WF 400X200X8X13

BATANG D6

WF 400X200X8X13

BATANG V6WF 400X200X8X13

Gelagar MelintangWF 900x300x18x34

PELAT T=20BAUT D-26

Gelagar Melintang

WF 900x300x18x34

BATANG VERTIKAL

WF 400X200X8X13

BATANG HORISONTAL

WF 400X400X118X18

PELAT T=20

BAUT D-26

L 90x90x11

� Jumlah baut yang diperlukan.

n = Vd

Pu =

4.710

19.382,75 = 4.12 ≈ 6 baut (2 sisi)

masing – masing sisi 3 buah baut

Gambar 8.1 Sambungan Gelagar Melintang – Memanjang

8.2. Sambungan Gelagar Melintang – Batang

Penggantung / Batang Vertikal

� Baut → db = 26 mm ; BJ 55 � Pelat → tp = 20 mm ; BJ 55

� Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu =

10.950,41

83.310,15

= 7,608 ≈ 8 baut

Jadi baut untuk tiap flens digunakan sebanyak 8 buah baut.

Gambar 8.2 Sambungan Gelagar Melintang – Batang Penggantung /

Batang Vertikal

8.3. Sambungan Pada Konstruksi Rangka Busur

8.3.1. Sambungan Pada Titik G

Gambar 8.3 Gaya – Gaya Batang Untuk Titik G

8.3.1.1. Direncanakan :

� Baut → db = 26 mm ; BJ 55 � Pelat → tp = 20 mm ; BJ 55


n = Vd

Pu =

21.900,82

7543.674,69 = 24,82 ≈ 28 baut

Jadi baut untuk tiap flens digunakan sebanyak 28 buah

baut.

8.3.1.2. Sambungan Baut Pada Batang D5 = D6


n = Vd

Pu =

10.950,41

20.808,240 = 1,9 ≈ 8 baut


8.3.1.3. Sambungan Baut Pada Batang V6

Jumlah baut yang dibutuhkan

n = Vd

Pu =

10.950,41

57.261,146 = 5,23 ≈ 8 baut


baut.

8.3.1.4. Kontrol Pelat simpul

(Nnt

Nu

Φ+

Mn

Mu

Φ)2 + (

Vt

Vu

Φ)2 < 1

(5,204.727

726,035.19 + 12.228.660

8482.365,29)2 + (

271.048,95

94.268,882 )2 < 1

(0,125) < 1....OK

Gambar 8.4 Detail Sambungan dan Pelat simpul

8.3.2. Sambungan Pada Titik R

Gambar 8.3 Gaya – Gaya Batang Untuk Titik R

8.3.2.1. Direncanakan :

� Baut → db = 26 mm ; BJ 55

� Pelat → tp = 20 mm ; BJ 55


n = Vd

Pu =

21.900,82

0551.388,08 = 25,18 ≈ 28 baut


8.3.2.2. Sambungan Baut Pada Batang B6


n = Vd

Pu =

21.900,82

0546.324,08 = 24,94 ≈ 28 baut

20

BATANG B6

WF 400X400X20X35

BATANG B5

WF 400X400X20X35

BATANG B5

WF 400X200X8X13

BATANG V6

WF 400X200X8X13

BAUT D-26

PELAT T=20

SVSD


baut.

8.3.2.3. Sambungan Baut Pada Batang D5


n = Vd

Pu =

10.950,41

20.808,240 = 1,9 ≈ 8 baut


8.3.2.4. Sambungan Baut Pada Batang V5


n = Vd

Pu =

10.950,41

76.306,084 = 6,96 ≈ 8 baut


8.3.2.5. Kontrol Pelat simpul

(Nnt

Nu

Φ+

Mn

Mu

Φ)2 + (

Vt

Vu

Φ)2 < 1

(5,204.727

14.573,918 + 12.228.660

3519.265,65 )2 + (

271.048,95

4156.277,18 )2 < 1

(0,336) < 1....OK

Gambar 8.5 Detail Sambungan dan Pelat simpul

8.4. Sambungan Ikatan Angin Atas

8.4.1. Titik simpul 1

Gambar 8.7 Gaya – Gaya Batang Untuk Titik 1 SD = 1.365,238 kg

SV = 1.139,791 kg

8.4.1.1. Direncanakan

� Pakai baut

d = 12 mm → BJ 41 Pakai pelat simpul dengan tebal

t = 10 mm → BJ 37

8.4.1.2. Sambungan batang vertikal ke pelat simpul.

Gaya batang maksimum yang bekerja

SV = 1.139,791 kg

Jumlah baut yang dibutuhkan :

n = Rnφ

Sv =

1.738,872

1.139,791 = 0,65 baut ≈ 4 baut

8.4.1.3. Sambungan batang diagonal ke plat simpul Gaya batang maksimum yang bekerja

SD = 1.365,238 kg


n = Rnφ

SD =

1.738,872

1.365,238 = 0,785 baut ≈ 4 baut

8.4.1.4. Sambungan plat simpul ke busur Gaya yang terjadi pada plat simpul :

SD = 1.365,238 kg

SV = 1.139,791 kg S = SV + SD sin42

0= 1.139,791 + 1.365,238 sin420

= 2.053,314 Kg


n = Rnφ

SD =

1.738,872

2.053,314 = 1,181 baut ≈ 2 baut

8.5. Sambungan Ikatan Angin Bawah

8.5.1. Direncanakan

� Pakai baut

d = 20 mm → BJ 41

� Tebal pelat t = 14 mm → BJ 37

8.5.2. Sambungan batang diagonal ke pelat simpul

Gaya maksimum yang terjadi pada batang diagonal :

S = 5.756,35 kg


n = Rnφ

SD =

4.830,199

5.756,35 = 0,795 baut ≈ 2 baut

8.5.3. Sambungan pelat simpul ke gelagar

melintang

Gaya maksimum yang terjadi pada batang diagonal : P = sin α x 5.756,35 = 4.553,273 kg


n = Rnφ

SD =

4.830,199

4.553,273 = 0,943 baut ≈ 2 baut

8.6. Sambungan Portal Akhir

Gambar 8.9 Sambungan Balok ke Busur

8.6.1. Data :

Beban yang bekerja pada balok sebesar :

P = 21.361,691 Kg Pakai baut 8D40 mutu BJ 41 Mmax= 131.768,658 Kgm

8.6.2. Kontrol kekuatan baut

Kekuatan masing – masing baut :

Vu = 2.670,211 kg

Kekuatan geser baut

Vnφf

= 19.320,795 kg Vu < Vnφ → OK!!

Kekuatan tarik baut

Tnφ = 26.153,759 kg Vu < Tnφ → OK!!

Menentukan besar gaya tarik Td

Mu = φMn= 2.990.727kgcm ≥131.768,658Kgm→ OK

Sambungan tersebut cukup kuat menerima beban geser +

lentur.

21

Z

Y

X

8.7. Perencanaan Elastomer

8.7.1. Perencanaan bahan elastomer

Durometer hardness IRHD 70

- Panjang perletakan= 900 mm

- Lebar perletakan= 900 mm - Shear modulus (G)= 1,2 MPa

- Bulk modulus (B)= 2.000 MPa

- Tebal selimut (tc)= 14 mm

- Tebal lapis dalam (t1)= 16 mm

- Tebal pelat baja (ts)= 5 mm

- Jumlah pelat baja (n)= 3

- Tebal total elastomer (T)= 75 mm

- Side cover thickness (tsc)= 16 mm

- Panjang karet (a)= 700 mm - Lebar karet (b)= 700 mm

- Luas denah total karet (Ar)= 490.000 mm2

Gambar 8.10 Perletakan Laminasi

8.7.2. Kontrol elastomer

8.7.2.1. Faktor bentuk (BMS 8.3.5)

Untuk lapis dalam perletakan laminasi :

S = etxP

A = 10,938 ≤ 12 Pakai S = 10,938

8.7.2.2. Persyaratan perencanaan

� Regangan geser pada perletakan laminasi :

aδ = G.A

T.Ha = 21,473 mm

bδ = G.A

T.Hb = 42,945 mm

aδ = 1,2x000.490

75x 168.350 = 21,473 mm

bδ = 1,2x000.490

75x 336.690 = 42,945 mm

Aeff = A

−−b

δ

a

δ1 ba = 444.907,4 mm

2

cε = ( )2S21xGxAx3

V

eff

max

+ = 0,0065

scε = 6 x S x cε = 0,426

� Regangan geser tangensial ( shε )

shε = T

δa = 75

21,473 = 0,286

• Aeff ≥ 0,9 A

444.907,4 ≥ 441.000→ OK

• Aeff ≥ 0,8 A

444.907,4 ≥ 392.000 → OK

Maka nilai regangan geser maksimum ijin ialah :

shε ≤ 0,7

0,286 ≤ 0,7 → OK

� scε + srε + shε ≤ G

2,6

0,712 ≤ 2,373 → OK!

� Persyaratan stabilitas perletakan

eff

max

A

V ≤

t.3

S.Gb.2 .e

5,586 ≤ 81,67 → OK!

� Persyaratan tebal minimum pelat baja

Tebal baja → ts = 3 mm dengan BJ 37 dan fy = 240

Mpa

• ts ≥ y

1max

fA

tV3

3 ≥ 1,01 → OK!

• ts ≥ 3 mm

3 ≥ 3 mm → OK!

� Persyaratan penahan perletakan

• Kombinasi beban :

H’ < 0,1 ( Vmax + 3 Aeff x 103 )

336,690 < 395,54 → OK!

• Beban permanen :

eff

max

A

V≥ 2

5,586≥ 2 → OK!

a

b

tct 1

ts

tsc

t 1

I

I

Section I - I

Gambar 8.11 Elastomer

Jadi Elastomer berukuran 700 x 700 mm2 dapat dipakai

BAB IX

PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN

BAWAH 8.8. Pembebanan

Gambar 9.1 Gaya-gaya Beban Pada Abutment

Dimana :

M =Beban mati (dead load) x 2 elastomer u/ 1 abutment

H =Beban hidup (live load) x 2 elastomer u/ 1 abutment

Ta = Tekanan tanah

Gg = Gaya gesek = 0,15 (M + H)

Rm = Gaya Rem (traffic load)

A = Beban angin (wind load)

Hg = Gaya gempa (earthquake)

22

Tag = Tekanan tanah akibat gempa

Struktur bangunan atas jembatan menggunakan bahan baja dengan bentang 60 m dengan spesifikasi

pembebanan sebagai berikut :

a. Beban mati

� Reaksi di Perletakan

Ra = 0,5 x 795.368,32 kg = 397.684,16 kg

b. Beban hidup

Va = 54.500 kg

c. Beban angin

Hw1 = 4.578,1 kg x 1,2 = 5.493,72 kg

d. Beban gesekan

HL1 = 88.175,91 kg

e. Beban rem Rm1 = 310 Kn = 31 ton

f. Beban gempa

� Arah memanjang TEQ (y) = 135.497,55 kg = 135,498 ton

� Arah melintang

TEQ (x) = 135.497,55 kg = 135,498 ton

g. Tekanan Tanah

Ta = 11,313 x 11 = 124,454 ton

h. Tekanan Tanah Akibat Gempa

Tag = 271,7 ton Tabel 9.5 Rangkuman Data Beban

Kombinasi I = M + H + Ta

Kombinasi II = M + Ta + Gg + A

Kombinasi III = Komb.I + Rm + Gg + A

Kombinasi IV = M + Ta + Hg + Tag

Kombinasi V = M + Hg + Gg + A

Kombinasi VI = M + Ta Dipilih kombinasi dengan P terbesar dan M terbesar

� M terbesar ( kombinasi IV )

V = 397,68 ton Hx = 152,33 ton

Hy = 565,32 ton

Mx = 359,15 ton-m My = 1166,61 ton-m

� P terbesar ( kombinasi III )

V = 452,18 ton

Hx = 124,67 ton

Hy = 124,45 ton

Mx = 723,08 ton-m

My = 185,44 ton-m

� Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv)

Pv = 22 XΣ

Xmax.My

YΣ

Ymax.Mx

n

V++

N = 24 buah

Σy2 = {(2 x 4 x 4,50) + (2 x 4 x 2,70) + (2 x 4 x 0,90)}2 = 4.199,04 m

2

Σx2 = {(2 x 6 x 0,75) + (2 x 6 x 2,25)}2 = 1.296 m2

ymax = 4,50 m

xmax = 2,25 m a. Kombinasi I : Pmax = 19.163 ton

b. Kombinasi II : Pmax = 17.474 ton

c. Kombinasi III : Pmax = 19.938 ton d. Kombinasi IV : Pmax = 18.980 ton

e. Kombinasi V : Pmax = 18.330 ton

f. Kombinasi VI : Pmax = 16.892 ton

8.9. Kontrol Kekuatan Tiang

Dari Spesifikasi Wika Pile Classification

(“Daya Dukung Pondasi Dalam” oleh Dr. Ir. Herman

Wahjudi) direncanakan tiang pancang beton dengan :

� Diameter = 50 cm

� Tebal = 9 cm � Kelas = A2

� fc’ = 600 kg/cm2

� Allowable axial = 170,63 ton � Bending moment crack = 12,50 t-m

� Bending moment ultimate = 18,75 t-m

� Modulus elastisitas (E) = wc1,5 . 0,043 . fc'

= 2.4001,5 x 0,043 x 60

= 39.161,647 MPa

= 391.616,465 kg/cm2

� Momen inersia (I) = ( )444150π

64

1−

= 168.086,94 cm4

8.9.1. Kontrol terhadap gaya aksial

Pv = 52,27 ton < Pijin = 170,63 ton → OK

8.9.2. Kontrol terhadap gaya lateral

Ha = a.δβ

k.D

= 9,172 ton < Ha = 12,4 ton → OK

8.9.3. Kontrol terhadap gaya momen

Mm = 0,2079.Mo = 0,2079.

2.β

H:

Mm = 0,2079.

0,276 x 2

9,172

= 3,454 t-m < Mcrack = 29 t-m → OK

8.9.4. Kontrol defleksi

Y = ( )

EI12

ZfeH3+ = ( )

95,086.681x5391.616,46x12

205,02903 9,172 +

= 0,00049 cm → Y < Ymaks = 1 cm → OK

8.10. Perencanaan Tulangan Abutment Dan Pilecap

8.10.1. Penulangan pilecap

Data perencanaan :

� fc’ = 35 MPa � fy = 320 Mpa � qpilecap = Lebar pilecap x tinggi pilecap x γ beton

= 11 x 1 x 2,4 = 26,4 t/m

� P = Dari gaya reaksi PV 1 tiang = 19,938 ton V = 452,18 ton (Kombinasi III)

Mu = Ptiang pancang x 1 + berat poer x 1

= (19,938 x 1) + (26,4 x 1) = 46,338 ton-m

= 46.338.000 Nmm

23

� Tebal plat = 1,00 m

� Diameter tul utama = 25 mm � Diameter tul memanjang = 20 mm

� Selimut beton = 100 mm

d = t - selimut beton - 0,5 Ø utama - Ø memanjang = 1000 – 100 – 0,5 x 25 – 20

= 867,5 mm

ρbalance = fy600

600x

fy

1βxfc'x0,85

+

= 203600

600x

81,0x53x0,85

320 + = 0,0491

ρmax = 0,75 x ρbalance = 0,75 x 0,0491 = 0,0368

ρmin = fy

1,4 =

320

1,4 = 0,00438

a. Koefisien Ketahanan

Rn = 2dxbxφ

Mu = 25,867x1.000x0,85

46.338.000 = 0,0725 N/mm2

M = fc'0,85

fy =

35x0,85

320 = 10,756

ρperlu =

−−

fy

Rnm211

m

1

=

−−

320

0725,0x756,10x211

10,756

1 = 0,000227

Syarat :

ρmin < ρperlu < ρmax Pakai ρperlu = 0,00438 b. Luas Tulangan

As perlu = ρx b x d = 0,00438 x 1.000 x 867,5 = 3.799,65 mm2

Digunakan tulangan Ø 25 - 100 mm (As = 4.906 mm2)

Untuk tulangan pembagi : As perlu = 20% x 3.799,65

= 759,93 mm2

Digunakan tulangan Ø 20 - 200 mm (As = 1.570 mm2 )

c. Kontrol geser poer

Gaya geser yang terjadi :

Vu = 19,938 ton

= 19,938 x 6 / 11 = 10,875 ton ( per meter lebar)

Vu = 10,875 ton = 108,75 kN

Kekuatan beton :

φ Vc = 0,6 x dbwfc'61

= 0,6 x 5,678x1.000x3561

= 513.219,92 N = 513,220 kN

Vu < φ Vc → Tidak perlu tulangan geser.

Pasang tulangan geser praktis Ø 16 – 300 mm

8.10.2. Penulangan dinding abutment

� Mmax = 1.166,61tm = 1,167 x 1010 Nmm

� Tebal dinding abutment = 220 cm

� Diameter tul utama = 25 mm

� Diameter tul mmanjang = 20 mm � Selimut beton = 100 mm

Dx = t – selimut beton – 0,5 Ø utama – Ø memanjang

= 2200 – 100 – 0,5 x 25 – 20 = 2.067,5 mm

ρbalance = fy600

600x

fy

1βxfc'x0,85

+

= 203600

600x

81,0x53x0,85

320 + = 0,0491

ρmax = 0,75 x ρbalance = 0,75 x 0,0491 = 0,0368

ρmin = fy

1,4 =

320

1,4 = 0,00438

a. Koefisien Ketahanan

Rn = 2dxbxφ

Mu =

2

10

5,067.2x11.000x0,85

10 x 1,167

= 0,292 N/mm2

m = fc'0,85

fy =

350,85

320

×

= 10,756

ρperlu =

−−

fy

Rnm211

m

1

=

−−

320

292,0x756,10x211

10,756

1

= 0,000917 Syarat :

ρmin < ρperlu < ρmax Dipakai → ρmin = 0,00438 b. Luas Tulangan

As perlu = ρ x b x d = 0,00438 x 11.000 x 2.067,5

= 99.612,15 mm2 (Untuk dua sisi)

Untuk tiap sisi = 99.612,15 / 2 = 49.806,075 mm2

Digunakan tulangan Ø 25–100 mm (As = 53.969 mm2)

Untuk tulangan longitudinal digunakan :

As perlu = ρ x b x d = 0,00188 x 11.000 x 2.067,5

= 42.755,9 mm2

Untuk tiap sisi = 42.755,9 / 2 = 21.377,95 mm2

Digunakan tulangan Ø20-100 mm (As = 34.540 mm2 )

24

POTONGAN B - B

POTONGAN A - A

Gambar 9.5 Penulangan Pilecap Dan Dinding Abutment

BAB I 9. Bagaimana menggambarkan hasil dari...

Documents

Transcript of BAB I 9. Bagaimana menggambarkan hasil dari...