DASAR PERENCANAAN BANGUNAN...
Transcript of DASAR PERENCANAAN BANGUNAN...
DASAR PERENCANAAN BANGUNAN ATAS
Disampaikan oleh Heri Yugiantoro
Subdit Teknik Jembatan – Direktorat Jembatan
Jenis-jenis Bangunan Atas Jembatan
3
Superstructure
Jembatan
Rangka
(Truss)
Kayu
Beton
Baja
Pelengkung
(Arch)
Kayu
Beton
Biasa
Beton Pratekan
Baja
Pasangan Batu
Gelagar
(Girder Bridge)
Plat
(Slab Bridge)
Gelagar Baja &
Lantai Kayu / Baja
Kayu
Composite :
Gelagar Baja + Lantai Beton
Beton Bertulang
Biasa
Beton Pratekan
Beton Biasa
Cast in Place
Pra-Fabrikasi
Pre-tensioned
Post-tensioned
Plat- Slab Units
Balok
Balok Box
Balok
Balok
Box
Beam Units
Plat- Slab Units
Balok
Balok
Box
Beam Units
Balok
Balok
Tipe bangunan atas jembatan
KOMPONEN – KOMPONEN JEMBATAN
4
Lantai kendaraan Landasan
Kepala tiang (pile cap)
Kepala jembatan
Pilar
5
Komponen jembatan
Bangunan Bawah
• Fondasi
• Pilar (pier)
• Kepala jembatan (abutment)
Bangunan atas:
• Semua struktur di atas landasan yang
mendukung lalu lintas
• Lapis permukaan
Lantai kendaraan Landasan
Pilar
Kepala jembatan
Kepala tiang (pile cap)
6
Kepala Jembatan Bang. Bawah
Bangunan atas
Lantai Jembatan
Landasan
Pilar (bang.Bawah)
Fondasi
Gelagar melintang • Diafragma berupa Ikatan angin
Potongan melointang bangunan atas
Dasar-dasar komponen jembatan
7
JENIS SISTEM STRUKTUR
PELENGKUNG (ARCH)
GELAGAR
KANTILEVER
CABLE STAYED
JEMBATAN GANTUNG
LAIN-LAIN
3 JENIS DASAR JEMBATAN
9
Panjang bentang
Panjang bentang
Bentang tunggal
Bentang jamak
Bentang > 6 m - Jembatan Bentang < 6 m - gorong2
Bentang pendek : 6 – 30 m Bentang sedang : 30 – 100 m Bentang panjang : > 100 m
Bentang
ELEMEN UTAMA DAN SEKUNDER PADA JEMBATAN BALOK PELENGKUNG
JEMBATAN BALOK PELENGKUNG
12
Jembatan Balok Pelengkung - Pelengkung
• Jembatan balok pelengkung merupakan jenis struktur yang melengkung dengan abutment di tiap ujungnya
Apa yang terjadi pada saat beban bekerja pada jembatan jenis ini ?
• Berat beban akan ditanggung pada sepanjang lengkung yang ada dan diteruskan ke abutment pada setiap ujung pelengkung. Abutment juga akan menahan beban yang berada di bagian luarnya.
Gaya tekan yang ada pada setiap sisi jembatan
Faktor yang harus dipertimbangkan pada saat
mendesain jembatan pelengkung
• Jembatan pelengkung selalu berada dalam kondisi tertekan akibat berat lantai yang
meneruskan beban ke bagian pelengkung dan selanjutnya ke abutment. Bentuk lengkung
yang meningkat menyebabkan beban vertikal harus diimbangi dengan gaya horizontal yang
menahannya.
16
17
18
19
20
22
JENIS JEMBATAN GELAGAR
Beban vertikal lalu lintas
Reaksi Reaksi
Gaya dalam gelagar
Jenis jembatan yang paling
umum
Umumnya terdiri atas
gelagar yang menumpu
sederhana pada tiap
ujungnya pada pilar atau
abutment dan dapat dibuat
menjadi gelagar menerus
Umumnya tidak memerlukan
biaya yang besar
23
JENIS JEMBATAN KANTILEVER
Tipe Gelagar
• Gelagar pada jembatan adalah suatu struktur horizontal yang kaku dan terletak atas 2 tumpuan (abutment – abutment atau abutment – pilar atau pilar – pilar)
Faktor-faktor yang harus diperhatikan pada waktu mendesain jembatan tipe gelagar
• Gelagar harus cukup kuat dan tidak melendut akibat berat sendiri maupun
akibat beban hidup (lalulintas) yang melintas di atasnya.
26
JENIS JEMBATAN GELAGAR
Bahan/material yang umum digunakan:
Kayu
Beton bertulang
Baja (rangka, komposit, gelagar boks dll)
Beton pratekan
Bentuk gelagar I, T, U,
Gelagar Segmental
Sistem Gelagar
29
sederhana
kantilever
menerus
JENIS JEMBATAN GELAGAR
Saat ini yang banyak digunakan yaitu beton pracetak di fabrikasi
Umumnya sebagai gelagar menumpu sederhana (2 tumpuan)
Beberapa dijadikan menerus di lapangan
30
JENIS JEMBATAN GELAGAR
Profil melintang jembatan gelagar baja dapat dibentuk dari hot rolled (untuk bentang pendek), boks (bentang menengah) atau pelat
31
JENIS JEMBATAN GELAGAR
32
JENIS JEMBATAN GELAGAR
33
JENIS JEMBATAN GELAGAR
35
JENIS JEMBATAN GELAGAR
39
JENIS JEMBATAN GELAGAR
RANGKA
JENIS-JENIS JEMBATAN RANGKA BAJA
42
JENIS JEMBATAN GELAGAR
Rangka baja dapat dibuat menjadi jenis gelagar, pelengkung tergantung pada mekanisme struktur awalnya
43
JENIS JEMBATAN GELAGAR
44
JENIS JEMBATAN KANTILEVER
45
JENIS JEMBATAN KANTILEVER
46
JENIS JEMBATAN RANGKA BAJA KANTILEVER
47
JENIS JEMBATAN KANTILEVER
JEMBATAN KABEL (CABLE STAYED)
49
JEMBATAN JENIS CABLE STAYED
50
JEMBATAN JENIS CABLE STAYED
51
JEMBATAN JENIS CABLE STAYED
JEMBATAN GANTUNG
53
JEMBATAN GANTUNG
54
JEMBATAN GANTUNG
55
JEMBATAN GANTUNG
56
JEMBATAN GANTUNG
57
JENIS BANGUNAN ATAS MANA YANG DIPILIH ???
Pertimbangkan faktor-faktor berikut: Panjang bentang Panjang jembatan total Panjang gelagar Bahan yang tersedia Kondisi lapangan (fondasi, tinggi, batasan ruang bebas dll) Waktu pelaksanaan Kemudahan pelaksanaak Teknologi / peralatan yang tersedia Estetika Biaya Akses pemeliharaan
58
Panjang bentang
59
60
Biaya vs panjang bentang
Panjang bentang dapat berhubungan dengan biaya bangunan atas (harga/meter) dan bangunan bawah (harga/pilar)
Jika biaya bangunan bawah sekitar 25% dari total biaya - bentangan diperpendek, kemungkinan akan lebih hemat
Jika biaya bangunan bawah sekitar 50% biaya total - bentangan sebaiknya diperpanjang sehingga lebih ekonomis
61
62
AKSES PEMELIHARAAN
Biaya total = biaya awal + biaya pemeliharaan
Jembatan harus mudah diperiksa dan dipelihara
Biatya pemeliharaan akan berhubungan dengan jenis pemiihan
jenis jembatan:
Jembatan baja memerlukan pemeliharaan yang lebih besar
yang tergantung lokasinya
Jembatan beton usumnya memerlukan pemeliharaan yang
lebih kecil
63
• Jarak gelagar ditentukan oleh jumlah gelagar
• Jarak yang besar: • Jumlah gelagar sedikit
(erection lebih cepat) • Lebih tinggi dan berat
(masalah dengan transportasi)
• Mengurangi masalah yang berlebihan
• Pelat lantai lebih tebal • Jarak yang dekat:
• Jumlah gelagar lebih banyak • Gelagar lebih kecil • Masalah pemeriksaan
bertambah (lebih banyak gelagar yang diperiksa)
• Pelat lantai lebih tipis
64
Kondisi jembatan – lurus, bersudut atau busur Gelagar I precast tidak dapat
berupa busur Gelagar segmental ..mungkin
dapat sedikit membentuk busur
Cor di tempat Pengangkutan dari pabrik ke
lapangan apakah per segment?? Apakah perlu persyaratan khusus Apakah perlu perancah khusus ??
Bagaimana pelaksanaannya di lapangan
PERSYARATAN LAPANGAN
Pembebanan dan
Distribusi Beban
Pendahuluan
Beban yang dominan pada jembatan
• Beban berat sendiri
• Beban dinamis akibat beban bergerak sebagai dampak lalu lintas yang bergerak
Beban lainnya termasuk beban angin, gempa, suhu dan pelaksanaan.
Beban pada Jembatan
Permanen Transien
Beban mati
Benan mati super
Bahan Susut
rangkak
Lingkungan Angin, Gempa,
Suhu, Banjir
Trafik Pelaksanaan Alat, metoda pelaksanaan
Beban vertikal primer akibat berat
kendaraan
Beban sekunder horizontal akibat
perubahan kecepatan kendaraan
Normal Abnormal Khusus
Pembebanan pada Jembatan
Perbedaan Pembebanan lama dan baru
DEFINISI PADA PEMBEBANAN
• beban mati - semua beban tetap yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan yang dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya
• beban mati primer - berat sendiri pelat dan sistem lainnya yang dipikul langsung oleh tiap-tiap gelagar jembatan
• beban mati sekunder - berat kerb, trotoar, tiang sandaran dan lain-lain yang dipasang setelah pelat dicor. Beban tersebut dianggap terbagi rata di seluruh gelagar
• beban hidup - semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan bergerak/lalu lintas dan/atau pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan
• beban khusus - beban yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan
• beban lalu lintas - seluruh beban hidup, arah vertikal dan horizontal, akibat aksi kendaraan pada jembatan termasuk hubungannya degan pengaruh dinamis, tetapi tidak termasuk akibat tumbukan
• beban pelaksanaan - beban sementara yang dapat bekerja pada bangunan secara menyeluruh atau sebagian selama pelaksanaan
DEFINISI PADA PEMBEBANAN
• beban primer - beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan
• beban sekunder - beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan
• beban tetap - beban dengan besaran yang diasumsikan konstan selama konstruksi atau bervariasi dalam jangka waktu yang panjang
• faktor beban - pengali numerik yang digunakan pada aksi nominal untuk menghitung aksi rencana
DEFINISI PADA PEMBEBANAN
• faktor beban biasa - faktor beban yang digunakan apabila pengaruh dari aksi rencana akan mengurangi keamanan
• faktor beban terkurangi - faktor beban yang digunakan apabila pengaruh dari aksi rencana akan menambah keamanan
• lever rule - metode analisis yang menggunakan distribusi statika beban dengan asumsi tiap panel lantai merupakan perletakan sederhana sepanjang gelagar kecuali pada gelagar eksterior
DEFINISI PADA PEMBEBANAN
Filosofi perencanaan
• Jembatan harus direncanakan sesuai dengan keadaan batas yang disyaratkan untuk mencapai target pembangunan, keamanan, dan aspek layan, dengan memperhatikan kemudahan inspeksi, faktor ekonomi, dan estetika
• Seluruh keadaan batas harus dianggap memiliki tingkat kepentingan yang sama besar.
Keadaan batas daya layan
Keadaan batas daya layan disyaratkan dalam perencanaan dengan melakukan pembatasan pada :
– tegangan,
–deformasi, dan
– lebar retak pada kondisi pembebanan layan
agar jembatan mempunyai kinerja yang baik selama umur rencana
Keadaan batas fatik dan fraktur
• Keadaan batas fatik disyaratkan agar jembatan tidak mengalami kegagalan akibat fatik selama umur rencana.
• Untuk tujuan ini, perencana harus membatasi rentang tegangan akibat satu beban truk rencana pada jumlah siklus pembebanan yang dianggap dapat terjadi selama umur rencana jembatan.
• Keadaan batas fraktur disyaratkan dalam perencanaan dengan menggunakan persyaratan kekuatan material sesuai spesifikasi
• Keadaan batas fatik dan fraktur dimaksudkan untuk membatasi penjalaran retak akibat beban siklik yang pada akhirnya akan menyebabkan terjadinya kegagalan fraktur selama umur desain jembatan.
Keadaan batas kekuatan
• Keadaan batas kekuatan disyaratkan dalam perencanaan
– untuk memastikan adanya kekuatan dan kestabilan jembatan yang memadai, baik yang sifatnya lokal maupun global,
– untuk memikul kombinasi pembebanan yang secara statistik mempunyai kemungkinan cukup besar
– untuk terjadi selama masa layan jembatan.
– Pada keadaan batas ini, dapat terjadi kelebihan tegangan ataupun kerusakan struktural, tetapi integritas struktur secara keseluruhan masih terjaga
Keadaan batas ekstrem
• Keadaan batas ekstrem diperhitungkan untuk memastikan struktur jembatan dapat bertahan akibat gempa besar.
• Keadaan batas ekstrem merupakan kejadian dengan frekuensi kemunculan yang unik dengan periode ulang yang lebih besar secara signifikan dibandingkan dengan umur rencana jembatan.
Kelompok pembebanan dan simbol untuk beban
BEBAN TRANSIEN
Faktor beban dan kombinasi pembebanan
Faktor beban dan kombinasi pembebanan
Faktor beban dan kombinasi pembebanan
Lanjut ke SNI 1725-2016