Diktat Struktur Baja Jembatan

SUB POKOK BAHASAN :1.1. Jenis-jeins Jembatan 1.2. Bagian-bagian Struktur Jembatan

1. Tujuan Pembelajaran Umum :Mamapu mengenal Jenis-jenis jembatan Baja dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing-masing Jenis Jembatan baja

2. Tujuan Pembelajaran Khusus :a. Menjelaskan jenis-jenis struktur jembatan bajab. Menjelaskan Bentuk-bentuk Struktur dari masing-masing jembatn Bajac. Mengindentifikasi Bagian-bagian Struktur Jembatan Bajad. Mengidentifikasi perbedaan Bagian Struktur atas dan Bawah

I L U S T R A S I

Struktur Baja Jembatan 1 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

PENGENALAN STRUKTUR JEMBATAN BAJA

BAB

1

1.1. Jenis-jenis Jembatan 1.1. Jenis-jenis Jembatan

Jembatan merupakan suatu bangunan yang dipergunakan untuk melintasi

lalulintas dari rintangan yang berupa ; sungai ataupun saluran air, lembah,jurang

danau dan jalan raya ataupun jalan KA, harus direncanakan dengan menggunakan

jenis struktur dan bahan konstruksi yang tepat sehingga dicapai optimalisasi

perencanaan sesuai dengan fungsinya.

Jenis jembatan bermacam-macam dilihat dari bentuk dan fungsi

pemakaiannya, namun secara garis besar jenis jembatan dapat dibedakan atas :

1.1.1. Klasifikasi Jembatan menurut material jembatan,

Klasifikasi jembatan menurut material yang digunakan dibedakan atas bahan yang

dominan dipergunakan, terutama bahan sebagai struktur utama Banguan Atas

(Gelagar Induk), yaitu :

a) Jembatan Kayu :

Jenis jembatan ini bangunan atasnya terbuat dari bahan balok kayu sebagai

gelagar jembatan dan papan sebagai struktur lantai kendaraan. Bahan kayu yang

dgunakan diambil dari kayu jenis kelas awet (A) dan kelas kelas kekuatan (I) yang

biasanya dari jenis kayu Jati, kayu Bengkirai, kayu Ulin, dan kayu-kay jenis lain

yang tahan terhadap air dan cuaca.

Bentuk struktur dari jembatan kayu biasanya berupa ;Jembatan Rangka Batang

Kayu dan Jembatan Gelagar biasa yang basanya digunakan pada jembatan

bentang pendek.Alat sambung yang digunakan untuk sambungan antara elemen

jembatan digunakan Baut Biasa dengan pelat simpul dari pelat baja .

b). Jembatan Pasangan Batu

Jembatan jenis ini seluruh struktur baik struktur bawah (Sub structrure) dan

struktur atas (Super structure) dibuat dari pasangan batu kali atau bata merah


Tampak potongan melintang bentang Gambar. 1.1.a. (Jembatan Gelagar

Kayu )

yang merupakan jenis jembatan dengan struktur sistim grafitasi yang

kekuatannya mengandalkan dari berat struktur. Bentuk dari jembatan ini

sebaian besar berbentuk struktur lengkung dibagian bentang yang harus

menahan beban utama seperti pada gambar berikut

c). Jembatan Baja

Jembatan dengan material baja merupakan jembatan yang banyak digunakan

disamping jembatan dengan matrial beton. Jembatan jenis ini bermacam-

macam tipe dan bentuknya, Seperti Jembatan Gelagar Biasa, Jembatan

Gelagar Box, Jembatan Gelagar Plat Girder, Jembatan Rangka Batang,

Jembatan Gantung yang sangat tergantung dari bentang jembatan, yang aka

dijelaskan pada pasal berikut.

d). Jembatan Beton

Jembatan dengan material beton banyak digunakan dan perkembangan

teknologi jembatan beton sangat pesat baik teknologi strukturnya maupun cara

pelaksanaannya.Jembatan dengan material beton sering dilaksanakan dengan

cara cor ditempat atau dengan beton pracetak. Tipe jembatan beton ini antara

lain : Jembatan Monolit, jembatan Prategang, Jembatan Komposit, yang akan

dijelaskan pada pasal berikut.

1.1.2. Klasifikasi Jembatan menurut kegunaan :

a). Jembatan Jalan Raya :


Gambar. 1.1.b. (Jembatan Pasangan

Batu) )))BBBBatu)

Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan jalan raya yang melintasi

rintangan seperti sungai, jalan lain dan sebagainya, untuk dilewati lalu-lintas

kendaraan darat.

Gambar. 1.1.c. (Jembatan Jalan Raya)

b). Jembatan Kereta Api :

Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan jalan Rel yang melintasi

rintangan seperti sungai, jalan lain dan sebagainya, untuk dilewati Kereta

Apai..

Gambar.1.1.d (Jembatan Kerata Api)

c). Jembatan Penyebrangan Orang (JPO) :

Jembatan yang digunakan untuk penyebrangan Orang pelajan kaki yang

melintasi rintangan jalan (seperti jalan raya, jalan KA dsb).


Gambar. 1.1.e. (Jembatan Penyebrangan Orang )

d). Jembatan Lain-lain :

Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan Saluran Air, Pipa gas, Pipa

minyak, Kabel Aliran Listrik dan sebagainya yang melintasi rintangan. Dan

biasanya jembata ini didekatkan dengan jembatan lintasan lalu-lintas agar

mudah merawatan dan inspeksi dari sarana yang dilintaskan

1.1.3. Klasifikasi Jembatan menurut bentuk Struktur :

Didasarkan pada bentuk atau tipe stuktur jembatan, jembatan dibedakan dari

bentuk struktur Gelagar induknya yaitu Gelagar yang menopang seluruh elemen

struktur jembatan dan mentransfer seluruh beban struktur yang langsung

berhubungan dengan bangunan bawah. Adapun bentuk struktur jembatan terdiri

atas :

a). Jembatan Balok Gelagar biasa

Jembatan ini digunakan pada jembatan dengan bentang pendek sampai sedang

dan beban hidup yang lewat relative kecil (seperti, Jembatan Penyebrangan

Orang dan sebagainya). Gelagar Induk jembatan ini merupakan struktur balok

biasa yang menumpu pada kedua Abutment dengan susunan struktur ; Gelagar

Induk-Pelat Lantai Kendaraan, dengan dilengkapi Tiang Sandaran (non

struktur), seperti pada jembatan gelagar biasa dengan material kayu.atau baja

seperti pada gambar berikut :


Gambar. 1.1.f (Jembatan Balok Biasa)

b). Jembatan Balok Pelat Girder.

Jenis jembatan ini sering digunakan pada jembatan jalan KA dengan

bentang sedang. Struktur Gelagar Induk jembatan merupakan Balok profil

buatan dari pelat baja dengan tebal tertentu disusun sedemikian rupa

sehinggga merupakan Balok yang profosional dan efektif untuk menehan

beban yang bekerja.yang menopang gelagar meintang dan memanjang

yang dengan bentuk struktur seperti gambar berikut.

Gambar. 1.1.g. (Jembatan Gelagar Pelat Girder)

c). Jembatan Balok Monolit Beton Bertulang

Merupakan Jembatan Beton bertulang yang antara Gelagar Induk dan Pelat

lantai Kendaraan dicor bersamaan dan menyatu sebagai Balok ”T” Seluruh

struktur yang terdiri dari Balok dan pelat lantai, yang juga sering diantara

balok dipasang balok diafragma menopang diatas Abutment , seperti gambar

berikut


Gambar. 1.1.h. (Jembatan Balok Beton Monolit))

d). Jembatan Gelagar Komposit

Jembatan ini Gelagar Induknya merupakan paduan dari dua jenis

material yaitu Balok profil baja dengan pelat lantai beton bertulang yang

dihubungkan dengan penghubung gesar (Shear connector), Jenis iembatan ini

sering digunakan ada jembatan dengan bentang relatif panjang, yang efektif

adalah dari bentang 15 meter sampai dengan 30 meter dan biasanya digunakan

pada struktur dengan balok diatas dua bentang (simple Beam).

Bentuk dan susunan dari Jembatan komposit seperti gambar berikut

Gambar 1.1.i. (Jembatan Komposit Baja-Beton)


e). Jembatan Rangka Batang

struktur jembatan baja rangka batang mempunyai tipe rangka yang banyak

jenisnya. Struktur jembatan rangka batang dengan material profil-profil baja

digunakan pada jembatan dengan bentang yang relatif panjang. Susunan dari

struktur jembatan rangka batang ini terdiri dari ; Struktur rangka batang

dipasang di bagian kiri-kanan yang merupakan Gelagar Induk, yang

menopang Gelagar Melintang dan gelagar memanjang yang bekerja menahan

beban kerja dari lantai kendaraan, seperti pada gambar berikut

Gambar. 1.1.j. (Jembatan Gelagar Rangka Batang)

f). Jembatan Gantung

Jembatan Gantung merupakan struktur jembatan yang terdiri dari struktur

Penopang yang berupa Tiang (pilar atau Menara), struktur Jembatan berupa

Gelagar Induk dan gelagar melintang, Lantai Kendaraan, Penjangkar Kabel dan

Kabel Penggantung yang membentang sepanjang bentang sejajar dengan arah

memanjang jembatan, dimana kabel sebagai struktur utama yang

menstranfer seluruh beban ke bagian bawah jembatan yang berupa Abutmen,

penjangkar kabel dan tiang Penopang . Seluruh kabel diikat dan ditopangkan

pada Penjangkar kabel dan tiang penopang utama, kabel sebagai penopang

seluruh bangunan atas, seperti pada gambar berikut :


Gambar. 1.1.k. (Jembatan Gantung )

g). Jembatan Balok Beton Prategang (Pre Strees)

Gelagar Induk dari jembatan ini merupakan balok beton bertulang yang diberi

pra tegangan dari kabel yang dipasang sedemikian rupa sehingga seluruh

beban hidup jembatan dapat di lawan dengan prategangan yang didapat dari

penarikan kabel dalam tendon yang diletakkan di dalam tubuh balok rsebut.

Embatan ini sering digunakan pada jembatan dengan bentang yang relatif

panjang, seperti yang terlihat pada gambar Jembatan Layang Mono rell


h). Jembatan Tipe Lain

Jembatan tipe dengan jenis struktur yang lain seperti Jembatan Pelengkung

tiga sendi Jembatan Kombinasi dari Struktur yang ada, merupakan jembatan

dengan struktur utama adalah merupakan jenis struktutr seperti yang

dijelaskan pada pasal-pasal diatas.

1.1.4. Klasifikasi Jembatan menurut kelas muatan Bina

Marga :

Didasarkan pada prosentase muatan hidup yang dapat melewati jembatan

dibandingkan dengan kendaraan standar, yaitu terdiri atas :

Jembatan Kelas Standar (A/I) : Merupakan jembatan kelas standar dengan

perencanaan 100 % muatan “T” dan 100 % muatan “D”. Dalam hal ini lebar

jembatan adalah (1,00 + 7,00 + 1,00) meter

Jembatan Kelas Sub Standar (B/II) : Merupakan jembatan kelas standar

dengan perencanaan 70 % muatan “T” dan 70 % muatan “D”. Dalam hal ini

lebar jembatan adalah ( 0,50 + 6,00 + 0,50 ) meter

Jembatan Kelas Low Standar (C/III) : Merupakan jembatan kelas standar


lebar jembatan adalah (0,50 + 3,50 + 0,50) meter


Gambar. 1.1.l (Jemabatan Prategang)

:

Struktur jembatan terbagi atas Konstruksi Bangunan atas (Superstructure) dan

Konstruksi Bangunan Bawah (Substructure), yang terdiri atas bagian-bagian struktur

sebagai berikut

1.2.1. Struktur Bangunan Atas (Superstructure) :

Merupakan struktur yang langsung menerima semua beban termasuk Beban

hidup lalu-lintas dan berat sendiri struktur, bentuk struktur bangunan atas ini

menggambarkan tipe atau jenis strukutur jembatan. Bangunan atas terdiri dari bagian-

bagian :

a. Pelat Lantai Kendaraan

Merupakan bagian konstruksi jembatan yang langsung menerima beban lalu-lintas

yang berjalan di atasnya, yang di dalam perencanaan diperhitungkan terhadap

beban hidup/muatan “T” dari tekanan gandar roda kendaraan dan berat konstruksi

yang dipikulnya (termasuk berat sendiri lantai). Lantai kendaraan biasanya

digunakan Balok papan kayu atau yang sering digunakan adalah lantai beton

bertulang. Lantai kendaraan diletakkan langsung di atas Gelagar Induk atau

Gelagar memanjang pada jembatan Rangka Batang

b. Trotoar

Merupakan bagian layanan jembatan yang digunakan untuk sarana pejalan kaki,

yang berada dibagian pinggir kiri-kanan lantai kendaraan. Ketinggian permukaan


1.2. Bagian-Bagian Struktur Jembatan

lantai Trotoir dibuat lebih tinggi dari pada ketinggian permukaan lapisan aus

lantai kendaraan

c. Tiang Sandaran :

Tiang sandaran yang dilengkapi dengan pipa sandaran merupakan bagian struktur

jembatan yang dipasang dibagian tepi luar lantai Trotoar sepanjang

bentangjembatan berfungsi sebagai pengaman untuk pejalan kaki yang lewat

diatas trotoar, juga merupakan konstruksi pelindung bila terjadi kecelakaan lalu-

lintas.

d. Gelagar Memanjang (Balok lantai)

Merupakan bagian konstruksi jembatan yang berfungsi memikul lantai kendaraan

yang kemudian meneruskan beban-beban tersebut kebagian konstruksi di

bawahnya.

e. Gelagar Melintang

Adalah bagian konstruksi yang berada di bawah gelagar memanjang untuk

memikul memikul gelagar memanjang yang kan diteruskan ke gelagar induk.

Gelagar ini akan menahan momen lentur dan momen punteir bila terjadi gaya-

gaya arah melintang jembatan seperti angina dan gempa

f. Gelagar Induk

Merupakan bagian utama konstruksi bangunan atas, yang berfungsi meneruskan

seluruh beban yang diterima bangunan atas dan diteruskan ke bangunan bawah.


Pelat Lantai Kendaraan Lantai Trotoir Pipa Sandaran

Tiang Sandaran (Jarak as ke as = 2 m)

Gambar. 1.2.a. Konstruksi Trotoar dan Tiang Sandaran

Gelagar induk biasanya biasanya berupa Rangka batang atau balok Girder dan

Balok Komposit

g. Tumpuan Jembatan

Sebagai bagian struktur yang diletakkan diatas Abutmen dan Pilar sebagai

landasan Gelagar Induk menumpu di bagian struktur bawah. Bahan yang sering

digunakan

Sebagai Tumpaun ini adalah Basi Cor (Berupa Roll dan Engsel), dan Lempengan

Super Rubber Elasitic yang dilapisi pelat baja.

h. Drainase

Drainase pada Jembatan berfungsi untuk mengalirkan air yang ada di lantai

kendaraan ke saluran pembuang sehingga tidak menggenangi lantai kendaraan

jembatan, yang sangat mengganggu jalannya lalu-lintas yang melewatinya. Letak

dan susunan dari drainase ini ditunjukkan pada gambar berikut :

Secara keseluruhan susunan dari struktur bangunan atas dari konstruksi jembatan

diicontohkan Jembatan Rangka Batang seperti berikut


Lantai Kendaraan

Gambar. 1.2.b. Drainase Lantai Kendaraan

Lantai Trotoir

Gambar .2.1.c. (Bagian–bagian Struktur Bangunan Atas dari jembatan rangka

batang)

Gambar. 2.1.d. (Bangunan Atas Jembatan Rangka Batang)

1.2.2. Struktur Bangunan Bawah

Merupakan struktur yang berhubungan langsung dengan tanah pendukung

atau pondasi jembatan, yang berfungsi meneruskan beban dari seluruh bangunan atas

lewat tumpuan jembatan yang diteruskan ke tanah pendukung /pondasi. Bangunan

bawah ini terdis atas :

a. Abutment

Bagian yang memikul kedua pangkal jembatan yang terletak di ujung bentang

jembatan (di tepi-tepi lebar lintasan) yang berfungsi untuk neneruskan seluruh


beban bangunan atas ke pondasi/tanah pendukung, bagian ini dibangun dari bahan

beton bertulang atau pasangan batu kali yang dilengkapi dengan sayap Abutment.

Gambar. 2.1.e. (Abutment)

b. Pilar

Merupakan bagian lain dari bangunan bawah yang terletak di bentang jembatan

diantara pangkal jembatan, berfungsi seperti Abutment yang membagi beban dan

memperpendek bentang jembatan. Biasanya dibangun dari Beton bertulang atau

tiang panjang (beton atau Pipa baja) dan di atasnya terdapat kepala pilar.

Gambar. 2.1.f (Pilar Jembatan Rangka Batang)

c. Pondasi

Pondasi berfungsi menyalurkan dan meratakan beban dari abutment ke tanah

pendukung. Penggunaan jenis pondasi tergantung dari kondisi tanah pendukung



Gambar. 2.1.g. Struktur Bangunan Bawah (Pilar dan Pondasi Jembatan)

A. Jenis Jembatan diklasifikasikan menurut :

1. Material yang digunakan :

a Jembatan Kayu

b Jembatan Pasangan Batu/Bata

c Jembatan Beton

d Jembatan Baja

e Jembatan Komposit Baja dan Beton

2. Kegunaan Lalu-lintas yang dilewatkan :

a Jembatan Kereta Api

b Jembatan Lalu-lintas Jalan Raya

c Jembatan Penyeberangan Orang (JPO)

d Jembatan Pelintasan Instalasi (Pipa, Saluran Air, Kabel

dll)

3. Bentuk Struktur :

a . Jembatan dengan Balok Biasa


1.3. Rangkuman

Terdiri dari : Gelagar Induk (Balok Kayu, beton , Baja )

Pelat Lantai Kendaraan (Pelat Beton,

Papan )

Tiang Sandaran (Non Struktur)

b. Jembatan Beton Monolit

Bagian Gelagar Induk dari Balok beton bertulang menyatu dengan Pelat

lantai kendaraan dan Tiang sandaran.

c . Jembatan Komposit


Gelagar Induk dari Profil Baja dengan diberi Penghubung Geser

(shear connector) Pelat lantai dicor diatasnya, sehingg kekuatan

Balok dapat dihitung sebagai Balok ”T” komposit baja Beton

d. Jembatan Prategang

Terdiri dari :

Gelagar Induk Balok Beton Bertulang dengan Kabel Prategang

Kabel Prategang (Kabel Inti dan Tendon)

Blok Pengunci Kabel (End Block)

Pelat Lantai Kendaraan (biasanya pracetak )

e . Jembatan Balok Pelat Girder (Jalan Kerata Api)


Setengah Bentang

Gelagar Induk Balok Beton

Kabel Prategang

Pelat Lantai Kendaraan

Balok Profil Girder (Bisa berbentuk BOX Lantai Kendaraan (Jalan KA) Gelagar Melintang

Pada Jembatan Jalan Raya . Balok Girder bisa berupa Box Girder (Contoh di

Jembatan Layang Tomang Jakarta)

f . Jemabatan Ranga Batang

Gelagar Induk merupakan struktur rangka batang Yang menahan semua

beban kerja melalui Gelgar Melintang (Cross Girder) dan memanjang .

g. Jembatan Gantung


Pilar UtamaKabel Utama Tali Penggantung Struktur Atas Jembatan

4. Kelas Muatan

Jembatan Kelas Standar (A/I) : Merupakan jembatan kelas standar dengan

perencanaan 100 % muatan “T” dan 100 % muatan “D”. Dalam hal ini lebar

jembatan adalah (1,00 + 7,00 + 1,00) meter

Jembatan Kelas Sub Standar (B/II) : Merupakan jembatan kelas standar


lebar jembatan adalah ( 0,50 + 6,00 + 0,50 ) meter

Jembatan Kelas Low Standar (C/III) : Merupakan jembatan kelas standar


lebar jembatan adalah (0,50 + 3,50 + 0,50) meter

B. Bagian Struktur Jembatan Terdiri dari

1. Struktur Jembatan dibagi menjadi dua (2) bagian :

a Struktur Bagian Atas (Super Structure)

b Struktur Bagian Bawah (Sub Structure)

2. Struktur Bagian Atas terdiri :

a Pelat Lantai Kendaraan

b Lantai Trotoir

c Tiang Sandaran

d Gelagar Memanjang

e Gelagar Melintang

f Gelagar Induk

g Tumpuan Jembatan

h Drainase

3. Struktur Bagian Bawah terdiri dari :

a Abutment


Penjangkar Kabel

b Pilar Jembatan

c Pondari

1.4. LEMBAR SOAL

1.4.1. Pre Test

Pertanyaan :

1. Apa yang saudara ketehaui tentang jembatan

2. Gambarkan Bentuk Jembatan Baja yang pernah saudara lihat

3. Sebutkan beberapa bentuk jembatan baja yang saudara ketahui

4. Sebutkan Bagian struktur Jembatan

Jawaban :

1. ..........................................................................................

2. ...........................

3. .............................

4. .............................

1.4.2. Latihan Soal

(Bentuk Tanya jawab langsung saat perkuliahan)

1.4.3. Post Test

1. Ada berapa klasifikasikan Jembatan yang anda ketahui ?

2. Apa maksud dari Klasifikasi Jembatan menurut Kelas muatan ? Jelaskan ada berapa Kelas matan ?


3. Ditinjau dari bentuk struktur jembatan, ada berapa bentuk struktur ?

4. Jelaskan fungsi masing-masing bagian struktur jembatan ?

5. Ada berapa jenis struktur jembatan baja yang saudara ketahui ?

6. Gambarkan sket dari struktur jembatan Rangka Batang, jelaskan elemen-elemen strukturnya ?

7. Ada berapa bagian struktur Jembatan

8. Sebutkan Bagian-bagian yang termasuk Struktur Atas jembatan

9. Sebutkan Bagian-bagian yang termasuk Struktur Bawah jembatan

10. Gambarkan Susunan elemen struktur dengan benar dari Struktur Atas jembatan

11. Apa Fungsi dari Drainase yang ada di bagian Struktur Atas Jembatan

12. Apa fungsi dari Abutment Jembatan


SUB POKOK BAHASAN (UNIT) :2.1.Jenis & Sifat Pembebanan2.2.Beban Rencana 2.3.Aplikasi Pembebanan Pada Jembatan Rangka

Batang

3. Tujuan Pembelajaran Umum :Mampu mengaplikasikan jenis-jenis pembeban pada perhitungan beban rencana dalam perencanaan Jembatan Rangka Batang

4. Tujuan Pemeblajara Khusus :e. Menjelaskan Jenis dan Sifat-sifat Pembebanan Pada Jembatanf. Menjelaskan teori dan Persyaratan pembebanan pada perencanaan jembatang. Menjelaskan Konvigurasi pembebanan pada masing-masing elemen struktur

jembatan h. Menghitung Besarnya Beban rencana pada masing-masing elemen struktur

jembatan akibat beban kerja ILUSTRASI


PEMBEBANAN PADA JEMBATAN

BAB

2

2.1.1. Pendahuluan

Analisis pembebanan dalam perencanaan struktur jembatan, guna

mendapatkan besarnya beban bekerja yang optimum dalam perencanaan seluruh

penampang elemen struktur jembatan, seluruh ketentuan dan besaran pembebanan

harus disesuaikan dengan Peraturan Pembebanan Jembatan SNI. T.02 2005.

Peraturan ini membahas masalah beban dan aksi-aksi lainnya yang akan digunakan

dalam perencanaan pembebanan jembatan jalan raya yang termasuk juga pelajan

kaki. Dengan jenis-jenis aksi-aksi sebagai berikut :


2.1. Jenis dan Sifat Pembebanan

Dimana seluruh aksi –aksi pembebanan yang digunakan untuk menghitung

aksi rencana, harus dikalikan dengan FAKTOR BEBAN seperti yang sudah

ditetapkan dalam SNI, dikarenakan :

- Adanya perbedaan yang tidak diinginkan

- Ketidak tepatan dalam memperkirakan pengaruh pembebanan

- Adanya perbedaan ketepatan dimensi yang dicapai dalam pelaksanaan

Dalam analisis pembebanan aksi-aksi beban perpindahan dan pengaruh lain

dikelompokkan dalam :

a Beban Mati

bBeban Hidup

c Beban Angin

dBeban Gempa

e Beban Lainnya.

2.1.2. Beban Mati

Merupakan Aksi dan beban Tetap dari berat sendiri semua bagian struktur

dihitung sebesar masa dikalikan dengan percepatan grafitasi (g) sebesar g = 9,8 m/dt2.

Besar masa dan kerapatan isi ditabelkan dalam Tabel.21.a. Beban mati jembatan

terdiri dari berat masing-masing bagian struktur dan elemen-elemen non struktur yang

harus dikalikan dengan nilai Faktor beban yang ditetapkan dalam Tabel.21.a. sebagai

berikut :

Berat sendiri dari tiap bagian struktur adalah berat dari elemen struktur tersebut dan

elemen-elemen struktur yang dipikulnya. Berikut adalah berat isi dan Kerapatan

masa untuk berat sendiri :


TABEL. 2.1.a Besar Faktor Beban Mati

Beban mati tambahan

Jangka Waktu Faktor Beban

Tetap

KSMA

KUMA

Biasa Terkurangi

Keadaan Umum 1,0 2,0 0,70

Keadaan Khusus 1,0 1,4 0,80


TABEL. 2.1.b Besar Berat Isi dan Kerapatan masa Beban Mati

TABEL. 2.1.c Besar Faktor Beban Mati Tambahan

2.1.3. Beban Lalu-lintas

Beban lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur "D" dan

beban truk "T". Beban lajur "D" bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iring-iringan

kendaraan yang sebenarnya.

Jumlah total beban lajur "D" yang bekerja tergantung pada lebar jalur

kendaraan itu sendiri. Beban truk "T" adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang

ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari

dua bidang kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda

kendaraan berat. Hanya satu truk "T" diterapkan per lajur lalu lintas rencana.

Secara umum, beban "D" akan menjadi beban penentu dalam perhitungan

jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedangkan beban "T"

digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan.

Lebar Lajur lalu lintas Rencana harus mempunyai lebar 2,75 m. Jumlah

maksimum lajur lalu lintas yang digunakan untuk berbagai lebar jembatan bisa dilihat

dalam Tabel. 2.1.d.

Lajur lalu lintas rencana harus disusun sejajar dengan sumbu memanjang

jembatan.

Tabel. 2.1.d. JUMLAH LAJUR LALULINTAS RENCANA


a. Beban jalur “D” terdiri dari beban jalur Terbagi merata (BRT)

Uniformly Distributed Load (UDL) yang digabungkan dengan beban jalur

Garis (BGT) Knife-edge Load (KEL) dengan posisi pembebanan

melintang dengan bentang jembatan seperti pada gambar berikut

Gambar. 2.1.a (Susunan Beban “D”)

Besar Beban Jalur Merata (BRT) dengan intensitas q kpa yang besarnya

ditentukan dari bentang elemen Jembatan yang ditinjau, yaitu :

L 30 m q = 8,0 kpa

L > 30m q = 8,0 (0,5 + 15/L) kpa

Sedangkan besar beban jalur Garis (KEL) dengan intensitas P KN/m adalah

sebesar P = 44,0 KN/m

Besarnya beban merata jalue UDL untuk berbagai bentang dapat ditetapkan dari

Grafik beban UDL sebagai berikut :

10

8

6

4

2

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Bentang bagian struktur yang ditinjau (m)


BebanGaris

(KEL) kN/mBeban merata (UDL) kpa

Bes

ar U

DL

(kN

/m2)

Gambar. 2.2.b Grafik Besar UDL dengan Bentang Struktur

b. Beban Tekana Roda Truk “T” adalah suatu beban suatu kendaraan

berat dengan 3 as roda yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam jalur

lalu lintas rencana seperti gambar berikut :

Beban satu truk harus ditempatkan dalam tiap lajur lalu-lintas rencana untuk

panjang penuh dari jembatan. Beban ”T” harus ditempatkan di tengah lajur lalu-

lintas dan ditempatkan dimana saja diantara Kerb. Jumlah maksimum lajur lalu-

lintas rencan diberikan pada tabel berikut :

Jenis Jembatan Lebar Jalan Kendaraan Jembatan (m)

Jumlah Lajur Lalu-lintas Rencana

Lajur Tunggal 4,0 – 5,0 1

Dua Arah, tanpa

median

5,5 – 8,25 2

11,25 – 15,0 4

Jalan Kendaraan

Majemuk

10,0 – 12,9 3

11,25 – 15,0 4

15,1 – 18,75 5

18,8 – 22,5 6

(BMS6 – M.21 – Panduan Perencanaan Teknik Jembatan hal 2-20)

c. Gaya Rem

Pengaruh Rem dan percepatan lalulintas harus dipertimbangkan sebagai gaya

memanjang. Gaya ini tidak tergantung pada gaya jembatan tetapi tergantung dari

panjang struktur yang tertahan seperti yang diberikan pada Tabel berikut :


TABEL. 2.1.d Jumlah Lajur maksimum pada Lebar Lantai Kendraan

Panjang Struktur (m) Gaya Rem (KN)

L 80 250

80 < L 180 2,2 L – 50

L > 180 500

Catatan :Gaya Rem kendaraan U.L.S adalah 2,0 kali Gaya Rem Kendaraan

S.LS

2.1.4.Beban Angin

Gaya angin yang diperhitungkan pada struktur jembatan adalah tekanan

angin dari arah tegak lurus bentang jembatan yang bekerja pada bidang kendaraan

sepanjang bentang jembatan dan bidang struktur atas yang tergantung pada :

a. Luas ekuivalen diambil sebagai luas pada bidang pengaruh dari pada jembatan

dalam elevasi proyeksi tegak lurus. Untuk jembatan rangka batang diambil 30%

dari luas yang dibatasi unsur rangka terluar.

b. Tekanan angin rencana (kpa) diberikan dalam Tabel berikut :

Perbandingan Lebar/Tinggi

Jenis

Keadaan

Batas

Besar Tekanan Angin (kpa)

Bangunan Atas Padat

5 Km dari Pantai Lebih dari 5 Km dari pantai

b/d 1,0S.L.S 1,13 0,79U.L.S 1,85 1,36

1,0 < b/d 2S.L.S 1,46 - 1,32.b/d 1,01 – 0,23.b/dU.L.S 2,38 – 0,53.b/d 1,75 – 0,39.b/d

2,0 < b/d 6S.L.S 0,88 – 0,038.b/d 0,61 – 0,02.b/dU.L.S 1,43 – 0,06. b/d 1.,05 – 0,4. b/d

b/d > 6S.L.S 0,68 0,47U.L.S 1,1 0,81

Bangunan Atas Rangka (Seluruh b/d)

S.L.S 0,65 0,45U.L.S 1,06 0,78

b = Lebar bangunan atas antar permukaan luar dinding pengaman

d = Tinggi bangunan atas (Termasuk dinding pengaman)


TABEL. 2.1.e Besar Gaya Pengaruh Rem Terhadap Panjang Struktur

TABEL. 2.1.f Besar Tekanan Gaya Angin Pada Struktur Jembatan

2.1.5. Beban Gempa

Pengaruh gempa pada struktur sedehana masih dapat disumulasi oleh suatu

beban statik ekivalen. Untuk struktur jembatan besar dengan tingkat kerumitan yang

tinggi, penentuan besar beban pengaruh gempa harus dilakukan dengan analisa yang

lengkap seperti yang ditetapkan dalam Standar Perencanaan Ketahanan Gempa, SNI

03-1725, dengan Grafik Respons Spektra Gempa (Sebagai contoh diambil Grafik

Respons Spektra untuk wilayah IV) seperti pada gambar 2.1.b berikut :

Selanjutnya analisis pembebanan dari seluruh aksi pembebanan yang bekerja pada

jembatan dapat mengikuti bagan alir pembebanan pada jembatan seperti berikut :


Gambar . 2.1.b. Grafik Respons Spektra Wilayah Gempa 4

Gambar 1 Bagan alir untuk perencanaan beban jembatan


2.1.6. Rangkuman

1. Jenis Beban yang diperhitungkan pada jembatan adalah :

c. Beban Mati

d. Beban Hidup

e. Beban Angin

f. Beban Gempa

g. Beban Lain-lain

2. Beban Mati adalah Beban tetap yang dihitung dari seluruh berat elemen struktur

dan non struktur yang ditahan oleh bagian struktur jembatan yang ditinjau.

Sebagai contoh adalah Beban mati pada Gelagar memanjang sebagai berikut :

b

b

Berat Aspal = 0,05 x b x qaspal = ………kN/m

Berat genangan Air = 0,50 x b x qAir = ………kN/m

Berat Pelat lantai = d x b x qBeton = ………kN/m

Berat Balok profil = qprofil IWF.300 = …….. kN/m

Total Beban mati (q DL ) = kN

3. Beban Hidup adalah beban bergerak yang diperhitungkan besar beban dari

pengaruh lalu-lintas yang melewati jembatan, termasuk pejalan kaki yang

melintas jembatan tersebut.

4. Beban Lalu-lintas Terbagi atas :

a. Beban ”T” adalah besarnya tekanan gandar mobil yang bekerja langsung

diatas pelat lantai kendaraan.

b. Beban ”D” adalah beban jalur lalu-lintas , yang dikerjakan pada elemen

struktur pendukung (Gelagar induk,gelagar melintang dan gelagar


memanjang. Baban yang diperhitungkan terdiri dari Beban Jalur Merata

(UDL) dan Beban Jalur Garis (KEL) yang bekerja bersamaan dengan arah

sejajar bentang jembatan

5. Beban Angin adalah beban yang diperhitungkan pada Gelagar Induk,

merupakan tekanan dari tiupan angin yang bekerja tegaklurus bidang struktur

dan bidang lalu-lintas sepanjang bentang jembatan.

6. Beban Lain-lain terdiri Beban Rem, beban Salju, beban pengaruh suhu udara

dll yang dianggap mempengaruhi struktur, yang diatur dalam BMS buku 2.

2.1.6. Kunci Tes Formatif


1. Jelaskan Jenis beban yang harus diperhitungkan terhadap perencanaan

jembatan ?

2. Apa yang termasuk beban tetap dari pembebanan jembatan ?

3. Ada berapa macam beban hidup lalu-lintas ?

4. Pada beban jalur lalu-lintas ada yang disebut Beban ”D”, jelaskan macamnya

dan dimana beban itu bekerja pada struktur jembatan ?

5. Bagaimana arah beban angin bekerja pada struktur jembatan.


Oleh

2.2. Beban Rencana

Beban rencana dihitung berdasarkan kondisi dan susunan elemen struktur jembatan

yang direncanakan dengan memperhatikan jarak-jarak dan lebar pias atau bagian

struktur yang menerima beban, baik beban mati, baban hidup lalu-lintas, beban angin

dan dll yang ada. Sehingga dalam menentukan beban rencana tidak terjadi over load

atau sebaliknya

.

2.2.1. Beban Mati

Beban mati yang diperhitungkan dalam perencanaan jembatan adalah

merupakan beban dengan jangka waktu tetap dari semua berat bagian-bagian struktur

jambatan dan elemen non struktur yang membebani masing-masing bagian struktur

yang dihitung.

Berat masing-masing bagian struktur dan elemen non struktur dihitung sebesar berat

per satuan volume bagian struktur dan elemen non struktur yang ditetapkan dalam

SNI T-02 2005 dikalikan dengan besar volume yang membebaninya, semua beban

mati harus dikalikan dengan factor beban (Ri) masing-masing seperti yang terdapat

dalam ketetapan SNI T-02-2005

Sebagai contoh Seperti Besar beban mati yang dipikul oleh Gelagar memanjang

dihitung dengan cara sebagai berikut :

Sebagai contoh di perlihatkan perhiungan beban mati pada Gelagar Memanjang dari

jembatan rangka batang

b


b

Berat Aspal = 0,05 x b x qaspal = ………kN/m

Berat genangan Air = 0,50 x b x qAir = ………kN/m

Berat Pelat lantai = d x b x qaspal = ………kN/m

Berat Balok profil = qprofil = …….. kN/m

Total Beban mati (q DL ) = kN/m

2.2.2. Beban Lalu-lintas

Beban lalu-lintas yang terdiri dari Muatan Jalur “D” dan Muatan tekan roda

Truk “T” dikerjakan di seluruh lebar jalur yang ada pada lebar jembatan, dimana lebar

jembatan dan lebar jalur serta bentang dari bagian struktur jembatan akan menentukan

besarnya beban lalu-lintas tersebut.

Secara umum beban “D” akan menentukan dalam perencanaan bila bentang jembatan

merupakan bentang sedang sampai bentang panjang, sedangkan Beban “T”

diperhitung untuk jembatan dengan bentang pendek dan perencanaan lantai

kendaraan.

Beban lajur “D” terdiri dari beban merata (UDL) uniformly distributed Load yang

digabung dengan beban garis (KEL) Knife Edge Looad .

Dimana beban merata jalur (UDL) mempunyai intensitas q = kpa, dengan besar q

yang tergantung dari bentang bagian struktur yang dibebani seperti berikut :

Untuk L 30 m q = 8,0 kpa

Untuk L > 30 m q = 8,8 [ 0,5 + 15/L] kpa

Dengan besar Beban Garis PKEL = 44 kN/m

Besarnya beban merata jalue UDL untuk berbagai bentang dapat ditetapkan dari

Grafik beban UDL sebagai berikut :

10

8


Gambar. 2.2.a Beban mati pada Gelagar memanjang

Bes

ar U

DL

(kN

/m2)

Gambar. 2.2.b Grafik Besar UDL dengan Bentang Struktur

6

4

2

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Bentang bagian struktur yang ditinjau (m)

Besar Faktor beban Lalu-lintas ditetapkan dalam table sebagai berikut :

Jangka Waktu Faktor Beban

Transient KSTD KU

TD

1,0 2,0

2.2.3. Lajur Lalu-lintas Rencana

Lajur lalu-lintas rencana harus mempunyai lebar 2,75 m, jumlah maksimum

lajur lalu-lintas yang digunakan untuk berbagai lebar jembatan ditabel dalam Tabel II-

2 BMS sebagai berikut :

Tipe Jembatan Lebar Lajur Kendaraan (m) Jumlah Lajur rencana

(1) (2) (3)

Satu arah 4,00 - 5,00 1

Dua arah tanpa median 5,50 - 8,25<15,00

34

Banyak arah 8,25 - 11,2511,30 15,00

15,10 - 18,7518,80 - 22,50

3456

Catatan :

(1) Untuk jembatan tipe lain, jumlah lajur lalu-lintas harus ditentukan oleh

instansi yang berwenang.

(2) Lebar jalur kendaraan adalah jarak minimum antara troroar atau

rintangan untuk satu arah atau jarak antara trotoar/rintangan/median

dengan median untuk banyak arah


TABEL. 2.2.a. Besar Faktor Beban

TABEL.2.2.b. Jumlah dan Lebar Lajur Kendaraan

(3) Lebar minimum yang sama untuk dua arah lajur kendaraan dalah 6,00m

lebar jembatan antara 5,00m sampai 6,00m harus dihindarkan oleh karena

hal ini akan memberikan kesan kepada pengemudi seolah-olah

memungkinkan untuk menyiap

2.2.4. Penyebaran Beban “D” Pada Arah Melintang

Beban “D” harus disusun pada arah melintang bentang yang ditinjau

sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen maksimum pada gelagar yang

ditinjau. Penyusunan komponen muatan UDL dan KEL harus sama.

Bila lebar jalur kendaraan kurang atau sama dengan 5,5 m maka muatan “D”

harus ditempatkan pada seluruh jalur dengan intensitas 100%. Dan apabila lebar jalur

kendaraan lebih besar dari 5,5 m maka muatan “D” harus ditempatkan pada seluruh

lebar jalur tersebut dengan pembagian intensitas 100% pada lebar 5,5m dan sisanya

lebar di kanan kirinya dengan intensitas sebesar 50%, dengan posisi penyebarana

seperti gambar berikut :

Penyebaran muatan pada lebar jalur 5,5m

5,5m

Penyebaran muatan pada lebar jalur > 5,5m

b

5,5m

100% 50% 50%

2.2.5. Beban Angin

Beban angin diperhitungkan adanya tekanan tiupan angin dari arah tegak lurus

bentang jembatan yang bekerja tegak lurus pada bidang Lalu-lintas dan bidang

struktur jembatan sepanjang bentang jembatan.

Akibat dari beban angin, bagian struktur jembatan akan menerima susunan beban

sebagai berikut


100 %

Gambar. 2.2.c Penyebaran Beban Hidup pada jalur < 5,5,m

Gambar. 2.2.c Penyebaran Beban Hidup pada jalur > 5,5,m

WLL 2m

WR

’h’ WG

Gambar. 2.2.d (Susunan Beban Angin)

2.2.6. Beban Lain-lain :

Yang termasuk beban lain-lain serti beban akibat Gempa, Salju , Beban kejut

dan sebagainya yang ditetapkan dalam BMS Buku .2

2.2.7. Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan adalah penjumlahan dari besarnya beban mati,beban

hidup,beban angin dan beban lain-lain yang diambil pada kondisi yang paling besar

yang menyebabkan struktur mengalami beban maksimum. Kombinasi pembeban ini

ditetapkan dalam SNI buku.2 , dengan susunan kombinasi pembebanan sebagai

berikut :

Kombinasi Pembebanan Terfaktor :

Kombinasi I :

1,4 DL

Kombinasi II : 1,2DL + 1,6LL + 0,5La

Kombinasi III : 1,2DL + 1,6La + 1,0WL

Kombinasi IV : 1,2DL + 1,3 WL + 0,5La

Kombinasi V : 1,2DL + 1,0EL + 1,0LL

Kombinasi VI : 0,9DL – (1,3WL atau 1,0EL)

Dimana :

LD = Akibat beban mati

LL = Akibat beban hidup

WL =

Akibat beben Angin


WLL = Beban angin pada bid kendaraan seluas (2m*L)

WR = Beban angin pada bid Gelagar Rangka seluas 30% Bid Rangka

WG = Beban angin pada bid kendaraan seluas (h’*L)

EL = Akibat beban Gempa

La = Akibat beban Lain-lain

2.2.8. Rangkuman

1. Beban Mati merupakan beban tetap trmasuk berat sendiri strukutr yang dihitung

dari seluruh berat komponen struktur dan non struktur yang membebani struktur

yang ditinjau


2. Beban Hidup adalah Beban lalu-lintas yang lewat di atas jembatan yang terdiri dari

Muatan Jalur “D” dan Muatan tekan roda Truk “T” dikerjakan di seluruh lebar jalur

yang ada pada lebar jembatan, dimana lebar jembatan dan lebar jalur serta bentang

dari bagian struktur jembatan akan menentukan besarnya beban lalu-lintas tersebut.

3. Muatan Jalur ”D” pada rencana pembebanan di jembatan ada dua macam beban

yaitu : a. Beban Jalur merata (UDL)

b. Beban Jalur Garis (KEL)

Dengan masing-masing besar dan posisi pembebanan seperti ditetapkan dalam

Buku.2 BMS.

4. Beban Angin adalah beban tiupan angin yang bekerja tegak lurus pada bidang

Lalu-lintas dan bidang struktur jembatan sepanjang bentang jembatan.

Akibat dari beban angin, bagian struktur jembatan akan menerima susunan beban

sebagai berikut

WLL 2m

WR

’h’ WG

5. Kombinasi pembebanan adalah besarnya jumlah beban dari mecam-macam beban

yang dikalikan dengan faktor beban masing-masing macam beban yang

diperhitungkan sebagai beban total rencana. Dengan ketetapan kombinasi

Pembebbanan sebagai beikur :

Kombinasi Pembebanan Terfaktor :

Kombinasi I :

1,4 DL

Kombinasi II : 1,2DL + 1,6LL + 0,5La


WLL = Beban angin pada bid kendaraan seluas (2m*L)

WR = Beban angin pada bid Gelagar Rangka seluas 30% Bid Rangka

WG = Beban angin pada bid kendaraan seluas (h’*L)

Kombinasi III : 1,2DL + 1,6La + 1,0WL

Kombinasi IV : 1,2DL + 1,3 WL + 0,5La

Kombinasi V : 1,2DL + 1,0EL + 1,0LL

Kombinasi VI : 0,9DL – (1,3WL atau 1,0EL)


PERENCANAAN ELEMEN PENAMPANG STRUKTUR JEMBATAN BAJA

BAB

3

SUB POKOK BAHASAN :3.1. Teori Dasar Perencan3.2. Perencanaan Dimensi Penampang Terhadap beban

Aksial3.3. Perencanaan Dimensi Penampang Balok Lentur3.4. Aplikasi Pada Perencanaan Jembatan Rangka Batang

5. Tujuan Pembelajaran Umum :Mampu mengaplikasikan teori perencanaan baja pada perencanaan elemen struktur jembatan baja

6. Tujuan Pemeblajara Khusus :i. Menjelaskan Jenis dan Sifat-sifat Pembebanan Pada Jembatanj. Menjelaskan teori dan Persyaratan pembebanan pada perencanaan jembatank. Menjelaskan Konvigurasi pembebanan pada masing-masing elemen struktur

jembatan l. Menghitung Besarnya Beban rencana pada masing-masing elemen struktur

jembatan akibat beban kerja

ILUSTRASI

3.1.1. Detail Perencanaan


3. 1. TEORI DASAR PERENCANAAN

Struktur baja jembatan yang telah direncanakan, harus memiliki data

perencanaan yang jelas pada gambar kerja yang mencakup :

a. Nomor rujukan dan tanggal standar perencanaan yang digunakan yang masih

berlaku

b. Beban-beban Nominal yang ditetapkan

c. Proteksi karat, jika diperlukan

d. Taraf ketahanan kebakaran, jika diperlukan

e. Mutu Baja yang digunakan.

Sedangkan Gambar Kerja atau spesifikasi atau kedua-duanya untuk komponen

struktur atau struktur baja secara keseluruhan, harus mencantumkan hal-hal sebagai

berikut :

a. Ukuran dan peruntukan tiap-tiap komponen struktur

b. Ukuran dan kategori Baut dan Pengelasan yang digunakan pada sambungan –

sambungan

c. Ukuran-ukuran komponen sambungan

d. Lokasi dan detail titik kumpul, serta sambungan dan sambungan lewatan yang

direncanakan

e. Daftar setiap kendala pada saat pelaksanaan yang diasumsikan dalam perencanaan

f. Lawanan lendut untuk setiap komponen struktur

g. Ketentua-ketentua lainnya yang berlaku

3.1.2. Sifat Baja Sebagai Material Struktur

Baja sebagai material struktural yang digiling panas, dapat dibedakan atas Baja

karbon, baja paduan rendah berkekuatan tinggi dan baja paduan. Syarat-syarat umum

untuk baja ini diberikan dalam ASTM (American Society for Testing and Materials)

Dengan ketentuan semua marial baja yang digunakan sebagai baja struktur harus

sudah melalui uji material dengan bukti laporan uji material baja di pabrik yang

disahkan oleh lembaga yang berwenang .

Adapun baja yang tidak teridentifikasi boleh digunakan selama memenuhi

ketentuan berikut ini :

1). Bebas dari cacat permukaan


2). Sifat fisik material dan kemudaannya untuk dilas tidak mengurangi kekuatan dan

kemampuan laak struktur.

3). Bila dites sesuai ketentuan yang berlaku, Tegangan leleh (fy) untuk perencanaan

tidak boleh diambil lebih dari 170 Mpa, sedangkan untuk Tegangan Putus (fu)

tidak boleh diambil lebih dari 300 Mpa.

seperti berikut :

a. Sifat Mekanis Baja :

Sifat mekanis yang harus dimiliki baja sebagai material struktur harus dapat

ditunjukan dari hasil uji tarik yang dilakukan dari beberapa batang dengan mutu

baja yang berbeda, menghasilkan grafik hubungan antara regangan dan tegangan

yang menunjukan besar tegangan leleh dan tegangan putus yang jelas dari masing-

masing mutu baja seperti seperti gambar berikut :

Hasil dari besar tegangan leleh dan tegangan putus dari uji tarik pada sertiap mutu

baja, merupakan besar satuan tegangan yang digunakan sebagai dasar perhitungan

kekuatan elemen struktur baja.

b. Mempunyai sifat Elastisited :


Baja Mutu A Baja Mutu B Baja Mutu C

Besar Regangan ( )

Besar Teganag

n (f)

fy

E

GAMBAR . 3.1.a (Grafik Hubungan Tegangan Regangan Baja)

Ialah apabila dalam keadaan Elastis sempurna batang baja menahan beban tertentu,

dan apabila beban ditiadakan batang baja mempunyai kesanguppan kembali seperti

semula tanpa menderita perubahan yang mengalami merugikan.

c. Mempunyai sifat kekenyalan

Ialah kesanggupan untuk menerima perubahan bentuk pembebanan tertentu dan

masih dapat kembali pada bentuk semula tanpa menderita kerugian.

d. Mempunyai sifat kemungkinan dapat ditempa :

Apabila baja melalui proses penempaan dalam keadaan merah padam (menjadi

lembek dan plastis) bentuknya dapat diubah dengan tidak mempengaruhi sifat

mekanisnya.

e. Mempunyai sifat kemungkinan dapat dilas

Batang baja harus dapat disambung satu sama lain melalui proses pengelasan

dengan hasil sambungan yang kekuatannya dengan batang yang disambung

f. Mempunyai sifat kekerasan tertentu

Ialah sanggup mengadakan perlawanan terhadap masuknya benda lain ke dalam

batang dengan batas cacat tertentu

g. Tegangan Leleh dan Tegangan Putus :

Besar tegangan Leleh ( fy ) dan tegangan putus ( fu ) yang digunakan pada

perencanaan struktur baja, tidak boleh melebihi dari angka yang ditetapkan dalam

tabel berikut :

h. Sifat-Sifat Mekanisme Lainnya Struktur Baja Jembatan 48 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

13410550Bj 55

16290500Bj 50

18250410Bj 41

20240370Bj 37

22210340Bj 34

Peregangan minimal (%)

Tegangan Leleh minimal fy (Mpa)

Tegangan Putus minimal fu (Mpa)

Jenis Baja

TABEL 3.1.a (Jenis Baja dan Besar Tegangan Leleh - Putus )

Sifat mekanisme lain dari baja struktural yang ditetapkan sebagai dasara

perencanaan adalah sebagai berikut :

Modulus Elastisitas : E = 200.000 Mpa

Modulus Geser : G = 80.000 Mpa

Modulus Poisson : = 0,3

Koefisien pemuaian : = 12.10-6 /C0

3.1.3. Material Alat Sambung

Struktur baja terdiri dari bagian-bagain struktur dan elemen elemen batang yang

dihubungkan satu bagian dengan bagian lain memerlukan alat sambung yang

kekuatannya sama dengan batang yang disambung dan mampu mentransfer beban

dari bagian satu ke bagian yang lain.

Alat sambung yang digunakan pada struktur baja adalah :

1. Baut Biasa ,mur dan ring ; Dibuat dari baja karbon rendah yang diidentifikasi

sebagai ASTM A.307 dan merupakan jenis baut yang paling murah, namun

dengan menggunakan baut ini belum tentu menghasilkan sambungan yang paling

murah karena banyaknya jumlah baut yang harus dibutuhkan. Pemakaian baut ini

digunakan pada sambungan yang bersifat sendi dan sering digunakan pada struktur

rangka batang dan struktur semi permanen terutama pada struktur ringan . Baut

Biasa atau sering disebut Baut Hitam yang digunakan berdiamater antar ¼ inci

sampai 4 inci harus memenuhi ketentuan yang berlaku dan dibedakan pada

Baut Hitam mutu A dan mutu B, dengan bentuk Baut seperti gambar berikut :

2. Baut mutu tinggi (High strenght bolts); Dibuat dari baja karbon sedang yang

dicelup dan dipanasi kembali pada suhu paling rendah 8000F. Yang didentifikasi

ASTM sebagai Baut mutu tinggi Tipe A.325 dengan kekuatan leleh sekitar 558

Mpa sampai 634 Mpa dan A.490 dengan kekuatan leleh sekitar 793 Mpa sampai Struktur Baja Jembatan 49 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

GAMBAR. 3.1.b, (Bentuk Baut Biasa)

896 Mpa dengan diameter baut ¼ inci sampai 1½ inci, sedangkan ukuran yang

umum untuk perencanaan struktur jembatan adalah 7/8 inci dan 1 inci. Dengan

bentuk Baut Mutu Tingggi Seperti pda gambar berikut :

Baut Mutu Tinggi digunakan pada sambungan kaku dan mampu menahan

slip pada bidang sambung, digunakan pada struktur Rangka portal, baut mutu

tinggi yang digunakan harus memenuhi ketentuan yang berlaku baik perencaan

maupun pelaksanaannya yang akan dibahas pada bab berikutnya, baik bentuk dan

kekuatan baut.

3. Las, Elektroda dan Bahan Pengisi ; Yang digunakan adalah las yang dihasilkan

dari panas busur listrik yang meleburkan bahan pengisi yaitu berupa Elektroda dan

bahan dasar yang akan disambung sehingga menyatu sampai dingin kembali

menjadi sambungan yang kekuatannya sama dengan bahan dasar yang disambung.

Elektroda yang digunakan spesifikasinya disesuaikan dengan bahan dasar yang

akan disambung, dan ada beberapa jenis proses pengelasan yang sering digunakan

dalam pengelasan baja struktur, akan dijelaska lebih detail pada bab berikutnya.

4. Penghubung Geser dan Ankur digunakan sebagai penghubung batang baja

dengan material lain seperti Shear connector pada balok komposit dan lain-

lain,bahan yang digunakan sebagai penghubung geser dan ankur harus memenuhi

ketentuan yang berlaku. Dan jenis sambungan ini tidak dibahas dalam buku ajar ini

3.1.4. Jenis Profil Yang Digunakan

Struktur jembatan baja terdiri dari bagian-bagian struktur yang tersusun dari

elemen-elemen batang yang berbentuk gelagar atau balok, batang tekan, batang

tarik.Untuk keperluan batang elemen struktur jembatan baja tersebut digunakan

batang baja berbentuk profil yang dijual dipasaran atau dipesan khusus yang

disesuaikan


du D

Gambar. 3.1.c. Baut Mutu Tinggi

A.490

F

H

PjU

Panjang Baut

W

H H

dengan kebutuhan kekuatan terhadap beban kerja dan stabilitas batang. Bentuk dan

jenis profil yang digunakan seperti :

a. Untuk balok lentur diguanakan I.WF

Bentuk dan spesifikasi dari penampang profil ini ditunjukkan seperti berikut :

Gambar 3.1.d. Penampang Profil I

Jenis profil I. WF yang lain berfariasi pada tebal sayap (t) lebar sayap (b) serta

tebal dari badan profil (w). Sehingga profil I dibagi menjadi I.WF, I.SF, I.MF

b. Untuk batang dengan profil ganda pada rangka batang digunakan Profil

Chanal


Gambar 3.1.e. Penampang Profil Chanal

Profil ini merupakan profi standar dengan spesifkasi yang standar antara

tinggi,lebar sayap,tebal sayap dan tebal badan.

c. Untuk batang dengan profil ganda maupun tunggal pada rangka batang digunakan Profil siku sama kaki atau tidak sama kaki


Gambar 3.1.f. Penampang Profil Siku sama sisi & Tidak sama sisi


b

Hw

t

Dimensi profil dalam tabel profil ditunjukan dengan Kode :I.WF. (H.b. t w.)Misal :I.WF. 400.200.19.9Untuk Besaran Ix, Iy dsb dapat dilihat dalam tabel Profil baja

b

Hw

t

Dimensi profil dalam tabel profil ditunjukan dengan Kode :[ . NP. HMisal :[ . NP. 40 (untuk nilai b,w dan t) tidak ditunjukkan Untuk Besaran Ix, Iy dsb dapat dilihat dalam tabel Profil baja

Dimensi profil dalam tabel profil ditunjukan dengan Kode :L . b.b.t dan L. b . b’. tMisal :L. 100.100.10 dan L. 100.40. 12

3.1.5. Teori Dasar Perencanaan LRFD :

Penggunaan baja sebagai bahan sturktur diatur dalam peraturan perencanaan

struktur baja. Tujuan daripada peraturan tersebut ialah agar didapatkan suatu

bangunan yang memenuhi criteria yang ditetapkan. Untuk mendapatkan suatau

bangunan yang memenuhi criteria yang ditetapkan, maka seorang perencana harus

mengetahui sifat-sifat bahan, mengetahui metode analisis baik analisa kekuatan

bahan maupun analisa strukturnya akibat beban kerja . Dari analisis sifat tegangan

dan regangan pada suatu komponen struktur baja yang diberikan pembebanan, maka

apabila tegangan yang terjadi mencapai tegangan lelh maka akan terjadi perpanjangan

yang besar, meskipun perpanjangan ini belum menimbulkan putusnya komponen

struktur, tetapi dalam praktek perpanjangan ini akan mempengaruhi bagian-bagian

konstruksi yang lainnya. Oleh karena itu perlu dijaga agar tegangan yang terjadi tidak

melebihi tegangan leleh, maka dalam perencanaan dengan konsep keamanan diambil

batasan besar tegangan ijin yang diambil sebesar tegangan leleh dibagi dengan angka

keamanan (fa = Fy / SF) Penggunaan angka keamanan ini adalah adanya ketidak

pastian dari pada pengambilan besaran baik beban yang bekerja, sifat beban yang

tidak seragam, ketidak tepatan dalam pelaksanaan maupun perilaku dari penggunan

bangunan, yang semuanya merupakan variable acak yang tidak menentu.

Sejak dikembangkannya teori probabilitas, penggunaannya dalam bidang

struktur semakin luas, salah satunya adalah keandalan struktur. Dimana k

egagalan Struktur bukan suatu peristiwa yang dapat dihindari, melainkan hanya

diperkecil kemungkinan terjadinya.

Dengan menggunakan teori Probabilitas dinyatakan bahwa: “Kekuatan Struktur dan

tingkat risikonya dinyatakan dengan kemungkinan runtuh”

Kemungkinan runtuh dihitung dengan integrasi fungsi-fungsi distribusi besaran yang

terlibat

Seperti angka reduksi kekuatan dan angka factor pembebanan. Olehb karena itu

penggunaan angak keamanan tunggal seperti yang dijelaskan di atas kurang tepat dan

diharapkan adanya penggunaan nilai factor pembebanan yang berbeda untuk setiap

jenis pembebanan serta angka reduksi kekuatan yang tidak sama untuk setiap bagian

elemen struktur.


Maka Secara umum semua perencanaan yang didasarkan pada teori LRFD

(Load Resistance Factor Design). Struktur dinyatakan kuat bila dipenuhi persyaratan :

“

Beban kerja terfaktor yang bekerja harus lebih kecil dari pada Kekuatan

Nominal tereduksi” Yaitu :

{ (Ni.Ri) = Nu Nn.Ø} ......................... (3.1.1)

Nu adalah Jumlah Beban TerFaktor

diambil dari nilai yang disyaratkan dalam Buku SNI bagian 2 (Dengan Kombinasi

Pembeban yang Maksimum). Adapun

Besar nilia Factor reduksi kekuatan ( Ø ) diambil nilai yang ada dalam Tabel 7.1.b

Buku SNI bagian 3. seperti berikut :

Situasi Rencana Artikel No Faktor Reduksi Kekuatan (Ø )

Unsur Yang Memikul Lentur Pendukung lateral penuh Segmen tanpa pendukung lateral penuh Badan dalam geser Badan dalam tumpuan Pengaku

Unsur Yang Tekanan Aksial

Kapasitas potongan Kapasitas unsur

Unsur Yang Tarik Aksial

Unsur Yang memikul aksi Kombinasi Kapasitas potongan Kapasitas unsurPenghubung Geser

Komponen hubungan selain dari baut,las,pen atau penghubung geserHubungan Baut Baut dalam geser Baut Dalam tarik Baut yang memikul komb Tarik-geser Pelat lapis dalam tumpuan Kelompok baut

Sambungan dengan Baut Pratekan

Hubungan Pen Pen dalam geser Pen dalam tumpuan Pen dalam lenturan Pelat lapis dalam tumpuan

0,900,900,900,900,90

0,900,90

0,90

0,90 1,0

0,90

0,70

0,7007,007,00,700,70

0,7007,007,00,80


Hubungan Las Las tumpul penetrasi penuh Las sudut dan las tumpul Penetrasi sebagian Las tumpul atau pengisi sela Kelompok las

0,900,800,800,80

TABEL. 3.1.b (Daftar besaran Faktor Reduksi Kekuatan

3.1.6. Rangkuman

1. Sifat Baja Sebagai Material Struktur dapat dibedakan atas Baja karbon, baja

paduan rendah berkekuatan tinggi dan baja paduan. Syarat umum yang diberikan

dalam ASTM (American Society for Testing and Materials) seperti :

a. Sifat mekanis ; harus dapat ditunjukan dari hasil uji tarik dari beberapa mutu

baja yang berbeda, menghasilkan besar tegangan leleh dan tegangan putus

b. Mempunyai sifat Elastisited ; dalam keadaan Elastis sempurna batang baja

menahan beban tertentu, apabila beban ditiadakan baja mempunyai

kesanguppan kembali seperti semula tanpa perubahan yang mengalami

merugikan.

c. Mempunyai sifat kekenyalan ; kesanggupan untuk menerima perubahan

bentuk pembebanan tertentu dan masih dapat kembali pada bentuk semula

tanpa menderita kerugian.

d. Mempunyai sifat kemungkinan dapat ditempa : dalam keadaan merah

padam (menjadi lembek dan plastis) bentuknya dapat diubah dengan tidak

mempengaruhi sifat mekanisnya

e. Mempunyai sifat kemungkinan dapat dilas Batang baja harus dapat

disambung satu sama lain melalui proses pengelasan dengan hasil sambungan

yang kekuatannya dengan batang yang disambung

f. Mempunyai sifat kekerasan tertentu ; Ialah sanggup mengadakan

perlawanan terhadap masuknya benda lain ke dalam batang dengan batas cacat

tertentu

2. Alat sambung yang digunakan dalam strutur baja adalah :

a. Baut Hitam atau Baut Biasa ; untuk struktur ringan dsn sementara, sifat

sambungan tidak kaku.

b. Baut Mutu Tinggi ; untuk struktur permanen dengan beban relatif besar, sifat

sambungan kakuStruktur Baja Jembatan 54 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

c, Las Listrik dengan bahan isian Elektroda ; digunakan las dengan panas busur

listrik yang meleburkan bahan pengisi berupa Elektroda dan bahan dasar yang

akan disambung kekuatannya sama dengan bahan dasar yang disambung.

Elektroda yang digunakan spesifikasinya disesuaikan dengan bahan dasar yang

akan disambung,

3. Jenis Profil Yang Digunakan

Untuk keperluan batang elemen struktur jembatan baja tersebut digunakan

batang baja berbentuk profil yang dijual dipasaran atau dipesan khusus yang

disesuaikan dengan kebutuhan kekuatan terhadap beban kerja dan stabilitas

batang. Bentuk dan jenis profil yang digunakan seperti :

a. Untuk balok lentur diguanakan I.WF


Jenis profil I. WF yang lain berfariasi pada tebal sayap (t)

lebar sayap (b) serta tebal dari badan profil (w). Sehingga profil I dibagi menjadi

I.WF, I.SF, I.MF

b. Untuk batang dengan profil ganda pada rangka batang digunakan Profil

Chanal



b

Hw

t

Dimensi profil dalam tabel profil ditunjukan dengan Kode :I.WF. (H.b. t w.)Misal :I.WF. 400.200.19.9Untuk Besaran Ix, Iy dsb dapat dilihat dalam tabel Profil baja

b

Hw

t

Dimensi profil dalam tabel profil ditunjukan dengan Kode :[ . NP. HMisal :[ . NP. 40 (untuk nilai b,w dan t) tidak ditunjukkan Untuk Besaran Ix, Iy dsb dapat dilihat dalam tabel Profil baja

Profil ini merupakan profi standar dengan spesifkasi yang standar antara

tinggi,lebar sayap,tebal sayap dan tebal badan.

c. Untuk batang dengan profil ganda maupun tunggal pada rangka batang digunakan Profil siku sama kaki atau tidak sama kaki


t b

b

t

4. Teori Dasar Perencanaan Dengan Metoda LRFD

Secara umum semua perencanaan yang didasarkan pada teori LRFD

( Load Resistance Factor Design). Struktur dinyatakan kuat bila dipenuhi

persyaratan :

“

Beban kerja terfaktor yang bekerja harus lebih kecil dengan Kekuatan

Nominal tereduksi” Yaitu : { (Ni.Ri) = Nu Nn.Ø} Nilai Faktor

Beban (Ri)

diambil dari nilai yang disyaratkan dalam Buku SNI bagian 2 (Dengan

Kombinasi Pembeban yang Maksimum).

Besar nilia Factor reduksi kekuatan (Ø )


Dimensi profil dalam tabel profil ditunjukan dengan Kode :L . b.b.t dan L. b . b’. tMisal :L. 100.100.10 dan L. 100.40. 12

3.2.1. Perencanaan Batang Tarik

Penggunaan baja struktur yang paling efisien adalah sebagai batang tarik,

yaitu komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tarik antara dua titik pada

struktur. Seluruh kekuatan batang dapat dimobilisasikan secara optimal hingga

mencapai keruntuhan.

Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tarik apabila kekakuan

lenturnya dapat diabaikan seperti pada kabel atau rod. Kemungkinan lain adalah

elemen dengan kondisi sambungan dan pembebanan yang menimbulkan hanya gaya

aksial pada elemen seperti pada elemen rangka batang.

3.2.1.1. Kuat Rencana Batang Tarik

Komponen struktur yang memikul gaya aksial tarik terfaktor, Nu, harus

memenuhi:

Nu Ø. Nn .............................................................(1.3.2.1)

Kuat tarik rencana, Ø.Nn ditentukan oleh dua kondisi batas yang mungkin dialami

batang tarik, yaitu dengan mengambil harga terkecil di antara:

a. Kondisi Leleh sepanjang batang:

Ø . Nn = 0,9 Ag .fy ………………..………......(2.3.2.1)

b. Kondisi Fraktur pada daerah sambungan:

Ø. Nn = 0,75 Ae .fu …………..…………...(3.3.2.1)

dimana:


3.2. PERENCANAAN PENAMPANG BATANG TERHADAP BEBAN AKSIAL

Ag = luas penampang kotor

Ae = luas efektif penampang (lihat penjelasan berikutnya)

fx = tegangan leleh yang digunakan dalam desain

fu = kekuatan (batas) tarik yang digunakan dalam desain

Angka koefesien reduksi Ø sebesar 0,75 untuk kondisi batas fraktur diambil

lebih kecil daripada untuk kondisi leleh, mengingat kondisi fraktur lebih

getas/berbahaya dan harus lebih dihindari. Penggunaan luas Ag pada kondisi batas

leleh dapat digunakan mengingat kelelehan plat pada daerah berlubang akan diikuti

oleh redistribusi tegangan di sekitarnya selama bahan masih cukup daktail (mampu

berfeformasi plastis cukup besar) sampai fraktur terjadi. Kondisi pasca leleh hanya

diijinkan terjadi pada daerah kecil/pendek di sekitar sambungan, karena kelelehan

pada seluruh batang akan menimbulkan perpindahan relatif antara kedua ujung batang

secara berlebihan dan elemen tidak mampu lagi berfungsi.

3.2.1.2. Penampang Efektif Ae

Pada daerah sambungan terjadi perlemahan elemen tarik akibat:

Shear lag sehingga luas efektif harus direduksi dengan koefesien U

Pengurangan luas penampang karena pelubangan sehingga yang dipakai pada

daerah ini adalah luas bersih An

Koefesien Reduksi Penampang akibat Shear Lag:

Elemen batang selain plat datar yang disambung akan mengalami tegangan

tarik yang tidak merata pada daerah sambungan. Hal ini disebabkan adanya

perubahan letak titik tangkap gaya P pada batang tarik:

Di tengah bentang : pada berat penampang

Di daerah sambungan : pada sisi luar penampang berbaut yang bersentuhan dengan elemen plat yang disambung

x

P P


Gambar. 3.2.a. (Daerah sambungan dengan baut)

Pada gambar di atas, bagian plat siku vertical memikul sebagian besar beban

transfer dari baut. Setelah melewati daerah transisi, pada jarak tertentu dari lokasi

lubang baut, barulah seluruh luas penampang dapat dianggap memikul tegangan tarik

secara merata. Keadaan ini sering disebut ‘shear-lag’. Oleh karena itu daerah

penampang siku vertikal mungkin dapat mencapai fraktur walaupun beban tarik P

belum mencapai harga Ag.fy.

Untuk mengantisipasi hal ini, maka dalam analisis kondisi batas fraktur

diagunakan luas enampang efektif, Ae:

Ae = A.U……………………..…................................(4.3.2.1)

dimana:

U : koefesien reduksi = ..….............................................(5.3.2.1)

Harga U dibatasi sebesar 0,9; namun dapat diambil lebih besar dari nilai ini

apabila dapat dibuktikan dengan kriteria yang dapat diterima.

x’ : eksentrisitas sambungan

L : panjang sambungan dalam arah gaya, yaitu jarak terjauh antara dua baut

pada sambungan.

A : harga luas penampang yang ditentukan menurut kondisi elemen tarik

yang disambung, sebagai berikut:

Luas Penambang Bersih An:

a) Apabila gaya tarik disalurkan hanya oleh baut:

A = An = luas penampang bersih terkecil antara potongan 1 - 3 dan potongan 1-

2-3

s Gambar. 3.2.b. (Luas Penampang

bersih)

1


uP 2 P

u 3

Potongan 1-3 : An = Ag – n d t

Potongan 1-2-3 :

dimana : Ag = luas penampang kotor

t = tebal penampang

d = diameter lubang {diameter lubang standar = diameter baut + 2 x

(1,6 mm)}

n = banyaknya lubang dalam garis potongan

s = jarak antara sumbu lubang pada sejajar sumbu komponen

u = jarak antara sumbu lubang pada arah tegak lurus sumbu

komponen struktur

Dalam suatu potongan jumlah luas lubang tidak boleh melebihi 15% luas

penampang utuh.

b) Apabila gaya tarik disalurkan hanya oleh las memanjang ke elemen bukan plat,

atau oleh kombinasi las memanjang dan melintang:

1

P P

1

Gambar. 3.2.c. (Sambungan Las pada Profil Siku)

c) Gaya tarik disalurkan hanya oleh las melintang:

A = luas penampang yang disambung las

U = 1, bila seluruh ujung penampang di las


Potongan 1-1

Gambar. 3.2.d. (Sambungan Las Pada Ujung Batang)

d) Gaya tarik disalurkan ke elemen plat oleh las memanjang sepanjang kedua sisi

bagian ujung elemen :

A = Aplat

l 2w : U =1,0

2w l 1,5w : U = 0,87

1,5w l 1w : U = 0,75

Dimana:

w : lebar plat (jarak antar garis las)

l : panjang las memanjang

selain uraian tersebut di atas, ketentuan di bawah ini dapat digunakan:

1) Penampang (W, M, S pada AISC manual) dengan b/h > 2/3 atau penampang T

yang dipotong dari penampang I ini dan

2) Sambungan pada plat sayap dengan n baut > 3 per baris (arah gaya), U = 0,90

3) Seperti butir a., tetai untuk b/h < 2/3, termasuk penampang tersusun: U = 0,85

4) Semua penampang dengan banyak baut = 2 per-baris (arah gaya): U = 0,75

Penentuan x’ dan I untuk beberapa kasus penampang dan sambungan

ditunjukkan pada gambar-gambar berikut ini:

Gambar.3.2.e. (Susunan Sambungan Baut pada Batang Tarik Yang Mempengaruhi

harga x’)

x

T

x

l

Menentukan nilai x dan i di sambungan zigzag pada Profil Siku


x

x x

Sambungan pada Flens Sambungan pada badan

Menentukan nilai x dan i di sambungan pada Profil I.WF

x

x

Menentukan nilai x dan i di sambungan pada Profil [ .NP

3.2.1.3. Kelangsingan Batang Tarik

Batasan kelangsingan yang dianjurkan dalam peraturan ditentukan

berdasarkan pengalaman, engineering judgment dan kondisi-kondisi praktis untuk:

a. Menghindari kesulitan handling dan meminimalkan kerusakan dalam

fabrikasi, transportasi dan tahap konstruksi

b. Menghindari kendor (sag yang berlebih) akibat berat sendiri batang

c. Menghindari getaran.

Batasan kelangsingan, l, ditentukan sebagai berikut:

l < 240 , untuk komponen utama

l < 300 , untuk komponen sekunder

dimana : l = L/I

L = panjang batang tarik

i = ……………………………………………….....(6.3.2.1)

Untuk batang bulat, diamter dibatasi sebesar 1/d< 500


3.2.1.4. Keruntuhan Geser Blok

Selain diperiksa terhadap kegagalan pada suatu penampang (akibat leleh

maupun fraktur), komponen tarik harus diperiksa terhadap kemungkinan kegagalan

akibat terobeknya suatu blok pelat baja pada daerah sambungan. Kegagalan ini

dikenal dengan blok shear repture’. Aturan yang berhubungan dengan perencanaan

geser blok diatur secara explicit pada AISC spedification, sedangkan pada Tata Cara

Perencanaan Struktur Baja hal ini tidak diatur dengan asumsi mode jeruntuhan ini

tidak akan terjadi apabila penyusunan baut telah memenuhi prasyarat jarak-jarak

minimum.

S1 S2

s

T

s

Gambar. 3.2.f. (Bidang Geser Blok sejajar gaya)

Pada gambar di atas, kegagalan dapat terjadi akibat robeknya daerah yang

diarsir. Mode kegagalan ditahan oleh penampang pada batas daerah yang diarsir

dengan kombinasi tegangan tarik pada penampang vertikal dan tegangan geser pada

penampang horizontal. Keruntuhan terjadi apabila kedua permukaan (vertikal dan

horizontal) telah mencapai kondisi batas. Terdapat dua tipe kondisi keruntuhan blok

geser, yaitu :

1. Pelelehan geser – Fraktur tarik

Bila : fu Ant > 0,6fu Ans

t Nn = t (fu Ant + 0,6fy Ags).........................................................(7.3.2.1)


Gambar.3.2.g (Bidang Geser Blok di ujung batang)

2. Fraktur geser – Pelelehan tarik

Bila : fu Ant < 0,6fu Ans

t Nn = t (fy Agt + 0,6fu Ans) .........................................................(8.3.2.1)

dimana ; Ags = Luas bruto yang mengalami pelelehan geser

Agt = Luas bruto yang mengalami pelelehan Tarik

Ans = Luas bersih yang mengalami fraktur geser

Ant = Luas bersih yang mengalami fraktur tarik

Sebagai contoh, berdasarkan gambar di atas, bermacam-macam besaran dapat

dihitung sebagai berikut :

Agt = s.t +s.t = 2s.t

Ant = (s.t –d/2.t) + (s.t –d/2.t) = s.t – d.t

Bidang geser :

Ags = (S1+s2) + (S1+S2).t = 2 (S1+S2).t

Ans = (S1+S2-11/2).t +(S1+S2-11/2d).t

Selain itu, perlu pula diperiksa kuat blok plat ujung terhadap geser pada baut.

t Tn = t ( 0,6.fu )Ans.............................................................(9.3.2.1)


Gambar. 3.2.h. (Bidang Geser Blok ditepi batang )

3.2.1.5. Penampang Tersususn

Secara umum, penggunaan profil structural tunggal pada batang tarik lebih

ekonomis dibandingkan dengan profil tersusun. Penggunaan profil tersusun mungkin

diperlukan bila :

a. Kapasitas tarik dari batang tunggal tidak mencukupi

b. Rasio kelangsingan (rasio dari panjang tanpa topangan L dengan radius girasi

minimum r) tidak memberikan rigditas yang cukup.

c. Efek lentur yang dikombinasikan dengan perilaku tegangan membutuhkan

kekauan lateral yang lebih besar.

d. Masalah estetika.

Batang tarik yang terdiri dari penampang tersusun harus direncanakan bekerja

secara efektif, yaitu semua penampang memikul gaya yang terdistribusi secara

merata. Komponen struktur tarik yang terdiri dari profil-profil tersusun, dapat

dibentuk melalui batang-batang yang saling membelakangi, baik dengan perantaraan

plat buhul atau dengan cara bersinggungan langsung, atau dapat pula berupa

komponen struktur yang tersusun dari dua buah profil yang dihubungkan dengan

terali atau plat kopel.

a. Komponen struktur tarik tersusun dari dua buah profil saling membelakangi

Terdapat beberapa ketentuan yang harus dipenuhi untuk penampang tersusun

jenis ini.

1. Batang tarik dengan profil-profil yang terpisah oleh plat pengisi

Profil-profil tersebut harus dihubungkan dengan salah satu cara berikut:

Disambung dengan las atau baut pada jarak interval tertentu sehingga

kelangsingannya untuk setiap komponen tidak melebihi 240.

Disambung dengan sistem sambungan yang direncanakan sedemikian

sehingga komponen struktur tersebut terbagi atas paling sedikit tiga

benteng sama panjang. Sistem sambungan harus direncanakan dengan

menganggap bahwa pada sepanjang komponen struktur terdapat gaya

lintang sebesar 0,02 kali gaya aksial yang bekerja pada komponen

2. Komponen struktur tarik dengan profil yang bersinggungan langsung dan

saling membelakangi.


Profil-profil harus disambung pada jarak tertentu sehingga komponen

struktur tersebut terbagi atas paling sedikit tiga bentang sama panjang. Sistem

sambungan harus direncanakan dengan menganggap bahwa pada sepanjang

komponen struktur terdapat gaya lintang sebesar 0,02 kali gaya aksial yang

bekerja pada komponen struktur.

b. Komponen struktur tarik dengan penghubung

Komponen struktur tarik yang tersusun dari dua buah profil yang dihubungkan

dengan terali atau plat kopel harus memenuhi:

c. Kelangsingan komponen, dengan memperhitungkan jarak antar elemen

penghubung tidak lebih dari 240 untuk komponen struktur utama, dan tidak lebih

dari 300 untuk komponen struktur sekunder.

d. Tebal elemen penghubung tidak kurang dari 0,02 dikalikan dengan jarak antara

garis sambungan pelat penghubung dengan komponen utama.

e. Panjang pelat kopel tidak kurang dari 0,67 dikalikan dengan jarak antara garis

sambungan pelat kopel dengan komponen utama.

f. Pelat kopel yang disambung dengan baut harus menggunakan paling sedikit dua

buah baut yang diletakkan memanjang searah sumbu komponen struktur tarik.

3.2.1.6. Batang dengan Sambungan Pen

Batang tarik dengan ujungnya berupa pen seperti terlihat pada gambar, banyak

dijumpai pada jembatan yang dibangun pada masa lalu. Kekuatan batang tarik akan

ditentukan oleh efektifitas ujung pen dalam mentransfer gaya tarik pada batang.

Untuk itu, ujung batang harus direncanakan terhindar dari kegagalan yang berupa:

1. Fraktur akibat pelat bagian ujung kurang panjang.

2. Fraktur akibat penampang bersih yang kurang besar.

3. Tekuk lateral pelat bagian ujung akibat terlalu langsing.

Aaa

Abb An P

b Ac

Acc


Gambar. 3.2.i (Sambungan Pen)

Untuk menghindari kegagalan-kegagalan tersebut maka sambungan pen pada

komponen struktur tarik harus memenuhi persyaratan berikut ini:

g. Tebal komponen struktur tanpa pengaku yang mempunyai lubang sambungan

pendel harus lebih besar atau sama dengan 0,25 dikalikan jarak antara tepi lubang

pen ke tepi komponen struktur yang diukur dalam arah tegak lurus terhadap

sumbu aksis komponen struktur. Batasan ini tidak berlaku untuk tebal lapisan-

lapisan yang menyusun komponen struktur tarik yang digunakan dengan

menggunakan baut.

t1 > 0,25 b ……………………..................(10.3.2.1)

h. Luas irisan pada bagian ujung komponen struktur tarik di luar lubang pen, sejajar

atau di dalam sudut 450 dari sumbu aksis komponen struktur tarik, harus lebih

besar atau sama dengan luas bersih yang diperlukan oleh komponen struktur tarik.

Abb > An ……………………..............…..(11.3.2.1)

i. Jumlah luas sebuah lubang pen, pada potongan tegak lurus sumbu aksis batang

tarik, harus lebih besar atau sama dengan 1,33 dikalikan dengan luas bersih yang

diperlukan oleh komponen struktur tarik.

Aaa + Acc > 1,33 An …………………....(12.3.2.1)

j. Plat pendidikan yang direncanakan untuk memperbesar luas bersih komponen

struktur atau untuk menaikkan daya dukung pen harus disusun sehingga tidak

menimbulkan eksentrisitas dan harus direncanakan mampu menyalurkan gaya dari

pen ke komponen struktur tarik


3.2.1.7. FLOWCHART DESAIN KOMPON BATANG TARIK AKSIAL

Mulai

Data Mutu Baja : fy, fu

Data sambungan Baut atau Las

Data tipe profil Dan ukuran 2Penampang

1Struktur Baja Jembatan 68 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Analisa Struktur

PembebanHitung Gaya Tarik akibat masing-masing beban yg bekerja :ND ; NL ; NLR ; NR ; NW ; NE Hitung Gaya tarik Ultimate “Nu “ dari kombinasi yang paling

menentukann

Hitung “imin” yang dibutuhkan imin = l/240 , unt komponen utamaimin = l/300 , unt komponen sekunder

Dari panjang komponen L

Hitung AE min yang dibutuhkan dari kondisi batas leleh

Hitung Ae min yang dibutuhkan dari kondisi batas leleh

Ambil profil yang memilikiAg Agmin

i imin

1

tidak

Ya


PemeriksaanKekompakan Profil

“llr”

Hitung Ae dari Profil yang dipilh

Data Sambungan :Baut : konfigurasi & diameter bautLas : Panjang las

Ae Aemin 2

Pemeriksaan daerah sambungan“Blaok Geser Ujung” :

“.Nn” = min {.Nngs murni ; .Nngs tarik}

Perbesar jarak antara baut dalam arah gaya

Pertebal pelat simpul

“.Nn”blok ujung

“.Nn”penampang terpilih

Selesai

3.2.1.8 Rangkuman

1. Penggunaan baja struktur yang paling efisien adalah sebagai batang tarik, yaitu

komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tarik antara dua titik pada

struktur. Seluruh kekuatan batang dapat dimobilisasikan secara optimal hingga

mencapai keruntuhan.

2. Komponen struktur yang memikul gaya aksial tarik terfaktor, Nu, harus memenuhi

syarat : Nu Ø. Nn

3. Kuat tarik rencana, .Nn ditentukan oleh dua kondisi batas yang mungkin dialami

batang tarik, yaitu dengan mengambil harga terkecil di antara:


Ø . Nn = 0,9 Ag .fy


Ø. Nn = 0,75 Ae .fu

4. Diperhitungkanya penampang Efektif Ae, karena pada daerah sambungan terjadi

perlemahan elemen tarik akibat akibat dari :

Shear lag sehingga luas efektif harus direduksi dengan koefesien U

Pengurangan luas penampang karena pelubangan sehingga yang dipakai pada

daerah ini adalah luas bersih An

Maka besar luas penampang efektif ditentukan Ae = A.U

5. Selain diperiksa terhadap kegagalan pada suatu penampang (akibat leleh maupun

fraktur), komponen tarik harus diperiksa terhadap kemungkinan kegagalan akibat

terobeknya suatu blok pelat baja pada daerah sambungan. Kegagalan ini dikenal

dengan blok shear repture’


6. Terdapat dua tipe kondisi keruntuhan blok geser, yaitu :

a. Pelelehan geser – Fraktur tarik

Bila : fu Ant > 0,6fu Ans

t Nn = t (fu Ant + 0,6fy Ags).

b. Fraktur geser – Pelelehan tarik

Bila : fu Ant < 0,6fu Ans

t Nn = t (fy Agt + 0,6fu Ans)

7. Selain itu, perlu pula diperiksa kuat blok geser plat ujung batang terhadap geser

pada baut. Dengan syarat yang harus dipenuhi adalah :

t Tn = t ( 0,6.fu )Ans

8. Batasan kelangsingan untuk batang tarik dianjurkan dalam peraturan berdasarkan

pengalaman, engineering judgment dan kondisi-kondisi praktis seperti :

Menghindari kesulitan handling dan meminimalkan kerusakan dalam

fabrikasi, transportasi dan tahap konstruksi

Menghindari kendor (sag yang berlebih) akibat berat sendiri batang

Menghindari getaran.

Batasan kelangsingan, l, ditentukan sebagai berikut:

l < 240 , untuk komponen utama

l < 300 , untuk komponen sekunder

9. Penggunaan profil structural tunggal pada batang tarik lebih ekonomis

dibandingkan dengan profil tersusun. Penggunaan profil tersusun mungkin

diperlukan bila :

Kapasitas tarik dari batang tunggal tidak mencukupi

Rasio kelangsingan (rasio dari panjang tanpa topangan L dengan radius girasi

minimum r) tidak memberikan rigditas yang cukup.

Efek lentur yang dikombinasikan dengan perilaku tegangan membutuhkan

kekauan lateral yang lebih besar.

Masalah estetika.Struktur Baja Jembatan 71 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

10. Penggunaan Profil tersusun pada batang tarik harus menggunakan penghubung

antara elemen penampang yang berupa terali atau pelat kopel dengan persyaratan

yang ditentukan

3.2.1.9. Kunci Tes Formatif

1. Kuat Tarik Rencana

Sebuah batang tarik berupa pelat (2x150 cm disambungkan ke pelat berukuran

(2x30) cm dengan las memanjang sepanjang 20 cm pada kedua sisinya, seperti

terlihat pada gambar.

Mutu baja Fy = 2400 kg/cm2, fu = 4000 kg/cm2.

Hitung Berapa besar beban rencana, Nu, yang dapat dipikul batang tarik

Jawab :

Karena kedua plat yang disambung terbuat dari bahan yang sama, maka beban

rencana akan ditentukan oleh kuat tarik plat yang lebih kecil luas penampangnya,

yaitu plat 2x15.

Kriteria disain ; Nu Ø Nn

Kekuatan pelat, Nn ditentukan dari kondisi batas leleh dan fraktur :


Nu = Ø . Nn = 0,9 Ag .fy

0,9 . (2 x15) . 2400 = 64,8 ton


Ø. Nn = 0,75 Ae .fu

Dimana : Ae = Ag . U

karena l/w = 20/15 = 1,33 Jadi U = 0,75Struktur Baja Jembatan 72 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Ae = 0,75 . (2 x15) = 22,5 cm 2

Maka : Ø. Nn = 0,75 Ae .fu

0,75 . (2 x15). 0,75 . 4000 = 67,5 ton

Dari hasil kedua nila kuat rencana (Nu) yang menentukan adalah nilai (Nu) yang

terkeci, yaitu pada kondisi pelat leleh Nu < 64.8 ton

2. Desain Penampang

Gaya yang harus dipikul batang tarik sepanjang 10 meter, adalah :

Beban mati : Pd = 50 ton dan beban hidup : P1 = 40 ton.

Rencanakan penampang batang tarik yang terbuat dari penampang I .WF mutu Fy

= 2400 kg/cm, fu= 4000kg/cm2 dengan kombinasi beban 1.4 Pd dan (1.2 Pd + 1.6

P1).

Jawab :

Beban rencana terfaktor, Nu:

Nu1 =1.4 Pd =1.4(50 ton) = 70 ton

Nu2 =1.2 Pd +1.6 P1= 1.2 (50 ton) + 1.6 (40 ton) = 124 ton

Nu2 menentukan. = 124 ton

Menhitung Ag minimum :

1. Kondisi leleh :

Nu = Ø. Nn = 0,9 Ag .fy

124.00 = 0,9 . Ag. 2400

2. Kondisi Fraktur :

Nu = Ø. Nn = 0,75 Ae .fu = 0,75 . (An .U ). fu

Untuk batang I. WF yang disambung pada kedua sayapnya seperti pada

gambar di bawah ini :

U=0.9 untuk b/h > 2/3


124.00 = 0,75 . An. 0,9 . 4000

Berdasarkan Ag > 57.41 cm2, diambil IWF-200 dengan tf = 12 mm

Lubang baut ; d=2,5 cm

Jumlah luas lubang baut pada satu irisan tegak lurus penampang

= 4(2.5) (1.2) = 12 cm2

Maka dari kondisi fraktur diperoleh :

Ag min = An min + jumlah luas lubang baut

= 45.93 + 12 cm2

= 57.93 cm2

Dari kedua kondisi batas di atas, diambil harga terbesar :

Ag min = 57.93 cm2

Menghitung I – min untuk syarat kelangsingan :

i min = L/240 = 1000/240 cm = 4.17 cm >iy

Ambil : IWF 200.200.8.12

Cek : b/h = 1> 2/3 OK

A = 63.53 cm2 > 57.93cm2 Ok

iy = 5.02 cm > 4.17 OK (sedikit lebih boros)


Penggunaan baja struktur yang paling perlu perhatian adalah sebagai batang

tekan, yaitu komponen struktur yang memikul/mentransfer gaya tekan antara dua titik

pada struktur. Seluruh kekuatan batang dapat dimobilisasikan secara optimal hingga

mencapai kekuatan tertentu sebelum mencapai keruntuhan.

Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tekan apabila kekakuan tekuknya

dapat dipertanggungjawabkan pada berbagai kondisi tekuk. Yang secara umum

disyaratkan

..................................................................................................(1.3.2.2)

Selanjutnya Kekuatan tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan

oleh :

A. Bahan :

a. Tegangan leleh

b. Tegangan sisa

c. Modulus elastis

B. Geometri :

a. Penampang

b. Panjang komponen

c. Kondisi ujung dan penopang

Selain itu Kondisi batas komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan oleh :

Tercapainya batas kekuatan

Tercapainya batas kestabilan

Dimana batas kestabilan komponen struktur yang memikul gaya tekan

harus ditinjau pada kondisi tekuk/ batas kestabilan yang perlu diperhitungkan

pada :

Tekuk local elemen plat

Tekuk lentur

Tekuk torsi atau kombinasi lentur dan torsi


3.2.2. Perencanaan Batang Tekan

3.2.2.1. Faktor Panjang Tekuk

Komponen struktur dengan gaya aksial murni umumnya merupakan komponen

pada struktur segitiga (rangka batang) atau merupakan komponen struktur dengan

kedua ujung sendi. Untuk kasus-kasus ini, faktor panjang tekuk ditentukan tidak

kurang ditentukan dari panjang teoritisnya dari as-ke-as sambungan dengan

komponen struktur lainnya.

Lk = Kc . l > l ...................................................................................(1.3.2.2)

3.2.2.2. Batas Kelangsingan

Batas kelangsingan batang komponen struktur tekan dibatasi pada angka kelangsingan yang ditetapkan menurut teori perencanaan yang digunakan seperti berikut :

a. Untuk batang-batang yang direncanakan terhadap beban tekan, angka perbandingan

kelangsingan dibatasi :

....................................................................................................(2.3.2.2)

b. AISC (B7) menyatakan : “Kl/r preferably should not exceed 200”

3.2.2.3. Kemungkinan Terjadinya Tekuk

Beberapa kemungkinan terjadinya tekuk akibat gaya aksial tekan yang menyebabkan batang tidak setabil lagi adalah :

A. Tekuk Lokal Tekuk lokal terjadi apabila pada komponen struktur akibat gaya tekan terjadi :


Sendi Sendi Jepit Bebas

Sendi Jepit Jepit Jepit

Lk Lk Lk Lk

Kc = 1 Kc = 0,7 Kc = 0,5 Kc = 2

Tekuk lokal apabila tegangan pada elemen-elemen penampang mencapai

tegangan kritis plat.

Tegangan kritis plat tergantung dari perbandingan tebal dengan lebar,

perbandingan panjang dan tebal, kondisi tumpuan dan sifat material.

Perencanaan dapat disederhanakan dengan memilih perbandingan tebal dan lebar

elemen penampang yang menjamin tekuk local tidak akan terjadi sebelum tekuk

lentur. Hal ini diatur dalam peraturan dengan membatasi kelangsingan elemen

penampang komponen struktur tekan.

..............................................(3.3.2.2)

Besarnya lr ditentukan dalam Buku .7 BMS sebagai berikut :

.....................................................(4.3.2.2)

B.. Tekuk Lentur Kemungkinan-kemungkinan kondisi batas pada Tekuk lentur yang

diperhitungkan pada komponen struktur akibat gaya adalah :

a. Tercapainya batas kekuatan :

Komponen struktur mencapai tegangan leleh tanpa masalah kestabilan

Berdasarkan kekuatan penampang

b. Komponen struktur mengalami tekuk lentur inelastic :

Hasil test distandarisasi dengan persamaan interpolasi

Dipengaruhi oleh tegangan sisa dan ketidak sempurnaan awal

c. Komponen struktur mengalami tekuk lentur elastis :

Berdasarkan persamaan kestabilan persamaan kestabilan Euler

Dipengaruhi oleh ketidak sempurnaan awal

C. Tekuk Lentur – Torsi

Tekuk lentur-Torsi terjadi :

1. Pada umumnya kekuatan komponen struktur dengan beban aksial tekan murni

ditentukan oleh tekuk lentur. Efisiensi sedikit berkurang apabila tekuk local

terjadi sebelum tekuk lentur.


2. Beberapa jenis penampang berdinding tipis seperti L,T,Z dan C yang

umumnya mempunyai kekuatan torsi kecil, mungkin mengalami tekuk torsi

atau kombinasi tekuk lentur – torsi

3. Untuk kepraktisan perencanaan, peraturan tidak menyatakan perlu memeriksa

kondisi tekuk torsi/lentur – torsi apabila tekuk local tidak terjadi kecuali untuk

penampang L-ganda atau T

4. Untuk komponen struktur dengan penampang L-ganda atau T harus

dibandingkan kemungkinan terjadinya tekuk lentur pada kedua sumbu utama

dengan tekuk torsi/lentur – torsi

3.2.2.4. Penampang Majemuk

Komponen struktur yang penampang batangnya terdiri dari beberapa elemen

penampang yang dihubungkan pada tempat-tempat tertentu dengan pelat kopel,

seperti pada gambar 3.2.j , kekuatannya nominalnya harus dihitung terhadap sumbu

bahan dan sumbu bebas bahan, dengan ketentuan sebagai berikut :

a. Kelangsingan arah sumbu bahan …….........…………….....…(5.3.2.2)

b. Kelangsingan arah sumbu bebas bahan ....…………….....…(6.3.2.2)

c. Kelangsingan idel .………………….......................…(7.3.2.2)

d. Elemen batang harus lebih stabil dari batang majemuk

………………………(8.3.2.2)


Gambar. 3.2.j Contoh Susunan Penampang Batang Tekan Pada Rangka batang

Pelat Kopel sebagai penghubung elemen penampang, harus kuat dan stabil.

Agar Pelat kopel stabil, harus memenuhi syarat sebagai berikut :

....................(9.3.2.2)

Pelat-pelat kopel harus dihitung dengan menganggap bahwa pada seluruh

panjang komponen struktur tersusun itu bekerja gaya lintang sebesar:

Du = 0,02 Nu (6.4-8) ………………………………………………(9.3.2.2.a)

dengan Nu, adalah kuat tekan perlu komponen struktur tersusun akibat beban -

bebanterfaktor. Anggapan di atas tidak boleh dipakai apabila komponen


l

l

l X

Y

h

a

y1

x1

L

Pelat Kopel

1y1 i

lλ

Gambar. 3.2.k. Susunan Batang dengan penampang Majemuk

h

t

struktur yang ditinjau dibebani oleh gaya-gaya tegak lurus sumbu komponen

struktur atau dibebani oleh momen. Jadi tidak berlaku untuk komponen

struktur tersusun yang bebannya bukan hanya tekan sentris saja. Dalam hal

ini komponen struktur tersebut harus direncanakan terhadap gaya lintang yang

terbesar di antara yang dihitung dengan persamaan (9.3.2.2.a) di atas dan

gaya lintang yang sebenarnya terjadi.

Beberapa bentuk penampang profil tersusun, dengan berbagai

harga (m) yang bias diambil seperti pada gambar berikut :

Gambar 3.2.l. Sumbu yang memotong semua elemen komponen strukturStruktur Baja Jembatan 80 Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Selanjutnya pada komponen struktur tersusun prismatis dengan elemen yang

dihubungkan oleh unsur diagonal seperti pada gambar {3.2.m (a,b,c,d,e)} di

bawah ini dan memikul gaya sentries

Gambar. 3.2.m komponen struktur tersusun prismatis dengan elemen yang

dihubungkan oleh unsur diagonal

Untuk menghitung kelangsingan komponen tersusun yang dihubungkan oleh unsur

diagonal seperti pada Gambar 6a, 6b, 6c, dan 6d, berlaku persamaan (5.3.2.2),

(6.3.2.2), dan (7.3.2.2) dengan rumus :

…………………………………………………(9.3.2.2.b)

Dan untuk gambar 3.2.l.e

……………………………………...(9.3.2.2.c)

dengan pengertian:

λl = kelangsingan komponen tersusun yang dihubungkan oleh unsur diagonal

A = luas penampang komponen struktur tersusun, dinyatakan dalam milimeter per

segi, (mm2);

Ad = luas penampang unsur diagonal, dinyatakan dalam milimeter per segi, (mm2);

Ld = panjang unsur diagonal, dinyatakan dalam milimeter, (mm);


Ll = panjang komponen struktur pada kedua ujungnya yang dibatasi oleh unsur

penghubung, dinyatakan dalam milimeter, (mm);

a = jarak antara dua pusat titik berat elemen komponen struktur, dinyatakan dalam

milimeter, (mm);

z = konstanta yang tercantum pada masing-masing gambar (Gambar 6).

Selanjutnya besar angka kelangsingan untuk profil tersusun yang jarak

Antara profil sama sengan tebal pelat simpulnya, dapat diambil besar jari-jari girasi

sebagai berikut :

a. Komponen struktur tersusun yang terdiri dari dua baja siku seperti pada Gambar 8a

dan 8b, hanya perlu dihitung terhadap tekuk pada arah sumbu bahan x-x;

b. Jika komponen struktur terdiri dari dua baja siku tidak sama kaki seperti pada

Gambar 8b maka dapat dipakai persamaan pendekatan sebagai berikut:

rx = 0,87.i0. …………..………………………………...(9.3.2.2.d)

dengan i0 adalah jari-jari girasi penampang komponen struktur tersusun terhadap

sumbu 0-0.

Rumus yang lebih teliti senantiasa dapat dipergunakan.

Gambar. 3.2. n Komponen struktur tersusun yang jarak antaranya sama

dengan tebal pelat kopel

c. Komponen struktur tersusun yang terdiri dari dua buah profil baja seperti pada

Gambar 8c dan 8d, perlu dihitung terhadap tekuk pada arah+ sumbu bebas bahan

dan arah sumbu bahan;

d. Untuk komponen struktur tersusun menurut Gambar 8c dan 8d, maka λiy dapat

diambil sama dengan λ y;


e. Selanjutnya, perhitungan kekuatan dapat dilakukan sesuai dengan persamaan

(1.3.2.2) dengan memperhatikan syarat-syarat panjang tekuk.

3.2.2.5. Analisa Kekuatan Batang Tekan

Kekuatan Batang tekan yang mengalami tekuk telah dilakukan penelitiannya

oleh Euler yang telah kita kenal dengan besarnya gaya tekuk elastis Euler (Ncr).

Besar Ncr diambil dari besarnya gaya mulai terjadinya tekuk elastis pada batang

tekan yang kedua ujungnya dipegang oleh sendi, ditetapkan sebesar :

................................................................................. (10.3.2.1)

dimana untuk batang sendi-sendi Lk = L , Maka dengan mengganti Bilangan L

dengan Lk, Rumus Tekuk Elastis Euler berlaku untuk semua kondisi batang sebagai

berikut :

...............................................................................(11.3.2.1)

Besar Tegangan Kritis Tekuk Euler : Bila maka :

Dengan = Faktor Tekuk

Maka dengan luas penampang batang Ag dan mutu Baja fy yang sama. Besar

tergantung dari besarnya nilai Yang disebut dengan nilai Parameter

Kelangsingan Batang .

Yaitu = …………………......….(12.3.2.2)

Selanjutnya pada teori kekuatan batang tekan dengan Teori LRFD disyaratkan.

Batang tekan yang mengalami tekuk dikatakan kuat bila :


…………………….......……………….……………....(13.3.2.2)

Dengan Besarnya Nn ditetapkan

………………........................…………….(13.3.2.2)

Dengan ketenetuan :

untuk …......…...............….(14.3.2.2)

Pada Kondisi ini Kekuatan Batang Tekan pada Kekuatan Plastis

untuk :

………………………………………..........….

(15.3.2.2) Pada Kondisi ini, Kekuatan Batang Tekan mencapai pada Kekuatan Inelastis

untuk lc 1,2 = 1,25lc

2 ………………………………......…....(16.3.2.2)

Pada Kondisi ini, Kekuatan Batang Tekan mencapai pada Kekuatan Elastis


3.2.2.6. FLOWCHART DESAIN KOMPONEN TEKAN

Mulai

Data tipe profil Dan ukuran profil

1

Struktur Baja Jembatan 85Juruan Teknik Sipil Moeljono POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Analisa Struktur

Pembeban Hitung Gaya Tekan akibat masing-masing beban yg bekerja : ND ; NL ; NLR ; NR ; NW ; NE Hitung Gaya Tekan Ultimate “Nu “ dari kombinasi yang paling

Hitung “Nn” yang dibutuhkan

imin = l/300 , unt komponen sekunder

Hitung “imin“ yang dibutuhkan dari

ix min =

Iy min =

Ambil Profil yang memiliki :

ix ix min

iy ix min

Ambil profil yang memilikiAg Agmin

i imin

2

Hitung nilai perbandingan lebar/tebal Web & flens dari profil “l”

Hitung Niali Maksimum “l = l r ”

1

tidak

Ya

2

3.2.2.7. Rangkuman :


PemeriksaanKekompakan penampang

Profil“llr”

2

Hitung Kapasitas penampang terhadap kondisi tekuk lentur :

Hitung Kapasitas tekan penampang terhadap kondisi tekuk lentur-torsi :

“.Nn” Terpilih

“.Nn”Yang diperlukan akibat beban kerja

Selesai

Hitung Kapasitas Tekan PenampangNn = min { Nnx Nny Nnlt }

1. Suatu elemen direncanakan hanya memikul gaya tekan apabila kekakuan tekuknya

dapat dipertanggungjawabkan pada berbagai kondisi tekuk.

2. Kekuatan tekan komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan oleh :

a. Bahan : Tegangan leleh , Tegangan sisa, Modulus elastis

b. Geometri :

Penampang

Panjang komponen

Kondisi ujung dan penopang

Selain itu Kondisi batas komponen struktur yang memikul gaya tekan ditentukan oleh

Tercapainya batas kekuatan

Tercapainya batas kestabilan

3. Faktor panjang tekuk ditentukan tidak kurang dari panjang teoritisnya dari as-ke-as

sambungan dengan komponen struktur lainnya. Dengan panjang tekuk =

Lk = Kc . l > l .

4. Batas kelangsingan batang komponen struktur tekan dibatasi pada angka kelangsingan yang ditetapkan menurut teori perencanaan yang digunakan seperti berikut :

5. Kemungkinan Terjadinya Tekuk akibat gaya aksial tekan yang menyebabkan batang

tidak setabil lagi adalah :

A. Tekuk Lokal terjadi apabila pada komponen struktur akibat gaya tekan terjadi : Apabila tegangan pada elemen-elemen penampang mencapai tegangan kritis

plat.

Tegangan kritis plat tergantung dari perbandingan tebal dengan lebar,

perbandingan panjang dan tebal, kondisi tumpuan dan sifat material.

Perencanaan dapat disederhanakan dengan memilih perbandingan tebal dan

lebar elemen penampang yang menjamin tekuk local tidak akan terjadi sebelum


tekuk lentur. Hal ini diatur dalam peraturan dengan membatasi kelangsingan

elemen penampang komponen struktur tekan

Besarnya lr ditentukan dalam Buku .7 BMS sebagai berikut :

B. Tekuk LenturTekuk lentur yang diperhitungkan pada komponen struktur akibat gaya dengan

syarat :

Dimana :

a. Tercapainya batas kekuatan Komponen struktur mencapai tegangan leleh tanpa

masalah kestabilan Berdasarkan kekuatan penampang bila :

b. Komponen struktur mengalami tekuk lentur inelastic bila :

c. Komponen struktur mengalami tekuk lentur elastis bila :

lc 1,2 = 1,25lc2

3.2.2.8. Kunci Tes Formatif

1. Tentukan gaya aksial terpaktor (Nu = .Nn) dari batang tekan profil I.WF.450.300 yang dibebani secara aksial pada gambar dibawah ini (mutu baja fy = 250 MPa)


JAWAB :

Profil yang digunakan IWF 450.300.10.15 dengan besaran penampang sebagai berikut :

A = 135 cm2

ix = 18,6 cm

iy = 7,04 cm

a) Menentukan rasio kelangsingan

Untuk kondisi yang ujung-ujungnya jepit dan sendi: k = 0,8

Panjang tekuk : Lk = k.l

= (0,8) (4 m) = 3,2 m

Dari rasio kelangsingan didapat tekuk terjadi pada arah sumbu y-y (=sumbu lemah)

Karena :

b) Menentukan lc

c) Menentukan daya dukung nominal tekan

Cek apakah perbandingan lebar terhadap tebal flens penampang (kelangsingan

pelat) lebih kecil dari lr ll

lr =


4.m

Nu

lf < lr………… ok (Jadi tidak terjadi tekuk local)

Rumus Nn = Ag, fcr = Ag fy dapat digunakan

(a)

0,25 < < 1,2 maka (a) = 1,43

1,6 – 0,67 ….

= 1,137

Daya dukung nominal :

Nn = Ag fy

(a)

= (13500)(250 x 10-3)

1,137

= 2968,3 kN

d) Menentukan gaya aksial terfaktor : Nu.

Nu< n Nn

……… = faktor reduksi kekuatan 0,85

Nu < (0,85) (2968.3)

Nu = 2523.0 kN

2. Berapa besar gaya tekan ultimate yang dimiliki penampang berikut ini, panjang

bentang 2,4 m

Besaran penampang

Ag = 655 mm2 ix = 18,7 mm ic = 20,0 mm

Ix = 230000 mm2 iy = 11,1 mm = 8,5 mm

Iy = 80700 mm2 e = 10,5 mm

a) Cek tekuk lokal


Profil L. 60.40.7

b) Estimasi jarak kopel minimum

c) Cek kestabilan elemen-elemen batang

d) Coba 6 daerah : =

e) Kelangsingan arah sumbu bahan

f) Cek: elemen-elemen batang harus lebih stabil dari barang majemuk

g) Kelangsingan arah sumbu bebas bahan

h) Kelangsingan ideal

i) Cek: elemen-elemen batang harus lebih stabil dari batang majemuk

j) Kestabilan batang majemuk

k) Pengecekan tekuk lentur-torsi

Kondisi batas yang menentukan adalah tekuk lentur torsi dan gaya tekan ultimate

yang bisa dipikul oleh batang ini adalah 89,8 kN.

3. Batang kenal tersusun seperti pada gambar direncakan memikul gaya tekan 2,50 kN

cek apakah batang tersebut mampu memikul gaya tersebut fy = 240 Mpa dan

panjang bentang 3 m.

Besaran penampang

Ag = 620 mm2 ix = 15 mm

Ix = 141000 mm2 iy = 10,4 mm

Iy = 67000 mm2 e = 13,3 mm

a) Cek tekuk total


35 20 35

40

b) Estimasi jarak kopel minimum

c) Coba ambil 3 daerah

d) Cek kestabilan batang

e) Coba ambil daerah 6 sehingga:

f) Kelangsingan arah sumbu bahan ( sumbu x-x):

g) Cek kestabilan batang

h) Kelangsingan arah sumbu bebas bahan ( sumbu y-y):

i) Cek kestabilan batang

j) Perhitungan dimensi pelat kopel

Syarat kekakuan pelat kopel

Ambil t = 7 mm (sama dengan tebal flens) maka didapatkan h = 37,7 mm maka

ambil h = 40 mm

Cek kekuatan pelat kopel:

Balok adalah elemen struktur yang menahan beban transversal, pada umumnya

yang disebut balok selalu dalam posisi horizontal, pada struktur jembatan yang

termasuk balok lentur adalah ; Gelagar Induk dari Jembatan Balok Girder, Gelagar


3.3. Balok Lentur Murni

memanjang dan Gelagar Melintang dari Jembatan Rangka batang, Balok Diafragma

yang merupakan elemen pengaku.

3.3.1. Profil Balok

Profil I.WF terbukti sebagai profil yang paling ekonmis dan profil ini telah

menggantikan penggunaan profil kanal dan I.NP. Profil kanal kadang-kadang

digunakan sebagai balaok kecil untuk beban ringan seperti gording, atau lokasi yang

memerlukan lebar flens kecil. Profil kanal mempunyai kemampuan menahan gaya

lateral yang kecil sehingga perlu diperkaku misalnya dengan trekstang seperti pada

Gording. Profil I.WF mempunyai lebih banyak material yang terkonsentrasi pada flens

dibandingkan dengan profil Kanal sehingga mempunyai momen inersia dan tahanan

momen untuk berat yang sama. Profil I.WF relatif lebih lebar dan mempunyai

kekakuan lateral yang cukup tinggi.

3.3.2. Rumus Lentur Murni

Sebagai pendahuluan pembahasan kita tinjau tegangan lentur pada balok persegi

Gambar 3.3.a. Asumsikan bahwa flens tekan balok dikenang secara menerus terhadap

tekuk lateral. Tekuk lateral dibahas secara khusus dalam Bab lain.

Jika suatu balok mendapat momen lentur, tegangan pada setiap titik dapat

dihitung dari rumus : .....................................................................(1.3.3)


Y

Y

X

X

Penampang I.WF lebih simetris. Dengan nilai Iy yang lebih besar disbanding Iy Profil Chanal . Sehingga lebih kaku untuk menahan Tekuk lateral yang biasa terjadi pada balok

Penampang [. NP tidak simetris pada sumbu Y . Dengan nilai Iy yang lebih kecil dibanding Iy Profil I.WF I Sehingga lebih lemah untuk menahan Tekuk lateral yang biasa terjadi pada balok

Perlu diingat bahwa rumus ini hanya dapat digunakan jika tegangan yang terjadi pada

balok masih dibawah batas elastis. Rumus ini didasarkan pada asumsi ::

tegangan sebanding dengan regangan

Penampang tetap datar sebelum dan sesudah terjadi lentur,

Dan lain-lain.

Nilan adalah konstanta yang disebut modulus Elastisitas penampang (S).

Rumus lentur dapat ditulis sebagai berikut : ……………………….…..(2.3.3)

Pada awalnya, jika momen diberikan pada balok tegangan akan berubah secara

linier dari sumbu netral ke serat ekstrim. Kondisi ini diperlihatkan dalam Gambar 3.3.a

(b), jika momen meningkat, tegangan akan terus bertambah secara linier hingga

tegangan leleh tercapai pada serat terluar, seperti yang diberikan dalam Gambar 3.3.a

(c) Momen leleh dari suatu penampang didefinisikan sebagai momen yang akan

menghasilkan tegangan leleh pada serat terluar penampang.

fb Fy Fy Fy Fy

fb Fy Fy Fy Fy .

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

Distribusi Tegangan Sesuai Tahapan Pembentukan Sendi Plastis

Gambar .3.3.a

Jika momen pada suatu balok baja daktil ditingkatkan sehingga melebihi

momen leleh pada serat terluar maka tegangan pada serta tersebut akan tetap yaitu

sebesar tegangaan lelehnya dan momen tahanan tambahan akan diberikan oleh serat

yang dekat dengan sumbu netral. Proses yang diperlihatkan dalam Gambar 3.3.a (d)

dan (e), akhirnya seluruh penampang mencapai tegangan leleh seperti pada Gambar

3.3.a (f). Perhatikan bahwa perubahan regangan dari sumbu netral ke serat terjauh tetap

linier untuk seluruh kasus di atas. Jika distribusi tegangan telah mencapai tahap ini

maka akan terbentuk satu sendi plastis karena tidak ada lagi momen yang dpat ditahan


pada penampang tersebut. Jika ditambahkan momen luar pada penampang tersebut

maka balok akan berotasi dengan sedikit penambahan tegangan.

Momen plastis adalah momen yang menghasilkan plastisitas penuh pada

penampang balok dan membentuk sendi plastis. Perbandingan antara momen plastis

Mp terhadap momen leleh My disebut faktor bentuk shape factor). Nilai faktor bentuk

untuk penampang persegi adalah 1,50 dan untuk profil W,S,M berkisar antara 1,10 dan

1,20.

3.3.3. Kondisi Balok pada Desain Elastis

Sebelumnya hampir semua perencanaan balok baja didasarkan pada teori elastis.

Beban maksimum yang dapat dipikul oleh suatu struktur mencapai tegangan tegangan

lelehnya. Elemen direncanakan sedemikian rupa sehingga tegangan lentur akibat beban

layan (servis) tidak melampaui tegangan leleh dibagi dengan faktor keamanan

(misalnya 1, atau 2,0). Perencanaan yang dilakukan pada masa lalu dengan metoda ini

telah menunjukkan hasil yang baik. Tetapi juga disadari bahwa elemen daktil tidak

akan runtuh sebelum kelelehan yang cukup besar terjadi meskipun tegangan leleh yang

pertama telah terjadi pada struktur. Artinya elemen tersebut mempunyai rentang

(margin) keamanan yang cukup besar untuk terjadi keruntuhan dibandingkan dengan

terori Plastis.

Tegangan lentur yang terjadi masih belum optimum bekerja pada seluruh

penampang balok, seperti terlihat pada diagram tegangan Gambar.3.3.a bagian (b) dan

(c), disitu terliahat tegangan leleh terjadi hanya pada bagian sisi luar penampang,

sedangkan bagian sisi dalam, bahkan pada daerah titik netral penampang, tegangan

masih nol.

3.3.4. Modulus Penampang Elastis & Plastis

Momen leleh My sama dengan tegangan leleh dikalikan dengan modulus elastis.

Modulus elastis sama dengan untuk penampang persegi. Maka momen


leleh . ............................................................................................

(3.3.3)

Hasil yang sama dapat diperoleh dengan meninjau momen kopel penampang yang diperlihatkan dalam Gambar .3.3.b

b fy

C

d 2/3.d

T

fy

Gambar. 3.3.b Penampang Persegi dengan Momen Kopel dalam Kondisi Elastis

. b fy

C

d ½ .d

T

fy

Penampang Persegi dengan Momen Kopel dalam Kondii Platis

Gambar. 3.3.c

Momen tahanan sama dengan T atau C dikalikan dengan lengan momen, yaitu :

My = …Terlihat bahwa dengan cara

ini didapat nilai modulus penampang elastis yang sama untuk penampang persegi, yaitu

………………………………………………………………….(4.3.3)

Momen tahanan pada plastis penuh dapat ditentukan dengan cara yang sama.

Hasil yang didapat disebut momen plastis, Mp. Nilai ini juga momen nominal

penampang Menghitung. Momen plastis atau nominal ini sama dengan T atau C

dikalikan dengan lengan momen. Untuk penampang persegi dalam Gambar 3.3.c. nilai

tersebut adalah :

Mp = Mn = ..


Momen platis sama dengan tegangan leleh dikalikan dengan modulus

plastisnya. Untuk penampang persegi, modulus penampang plastis Zx sama dengan

. ………………………………..……………………………

(5.3.3)

Faktor bentuknya Mp / My, adalah Fy.Z / Fy.S atau Z / S adalah

. …………………………………………………………………(6.3.3)

Hal ini menunjukkan bahwa modulus plastis sama dengan statis momen dari luas

penampang tertarik dan tertekan terhadap sumbu netral. Kecuali jika penampang

simetris, sumbu netral untuk kondisi plastis tidak akan berada pada lokasi yang sama

dengan sumbu netral kondisi elastis. Tegangan tekan dalam harus sama dengan

tegangan tekan akibat beban luar. Karena diasumsikan bahwa semua serat mempunai

tegangan yang sama pada kondisi plastis yaitu sebesar Fy, maka luas daerah diatas dan

dibawah sendi

plastis harus sama. Hal ini tidak berlaku untuk penampang tidak simetris pada kondisi

elastis.

3.3.5. Perencanaan Balok Akibat Momen Lentur

Jika beban gravitasi bekerja pada balok tumpuan sederhana dengan bentang

yang cukup panjang, balok tersebut akan melentur kebawah dengan bagian atas

tertekan dan berperilaku seperti batang tekan. Sebagaimana umumnya balok

mempunyai dimensi tinggi yang lebih besar dibandingkan lebarnya, sehingga momen

inersia bagian yang tertekan terhadap sumbu vertical (sumbu y) akan lebih kecil

dibandingkan momen inersia terhadap sumbu x, maka apabila pada balok tidak

diberikan sokongan lateral terhadap sumbu y, balok akan mengalami tekuk lateral

akibat beban yang lebih kecil seperti pada gambar.3.3.d berikut


Y

X

Y

Gambar.3.3.d. Balok Akibat Momen Lentur

Pada bab ini kekuatan balok ditinjau pada tekuk lateral dengan berbagai kondisi

sokong lateral yaitu pada Jarak sokong lateral Pendek, Jarak sokong lateral Sedang dan

Jarak sokong lateral Panjang, dengan kondisi penampang elemen bagian tertekan

bersifat Kompak .

Dalam Gambar 3.3.e diperlihatkan kurva yang menghubungkan besar momen

tekuk atau momen tahanan nominal balok terhadap panjang jarak sokongan lateral.

Mp

My

Mcr

Zona I Zona II Zona III

I. Lb < Lp Lp < Lb < Lr Lb > Lr .

Jarak sokongan lateral pada flens tekan, Lb

Dari Gambar 3.3.e. Momen Nominal sebagai Fungsi dari Panjang Tanpa

Sokongan pada Flens Tekan terlihat bahwa balok mempunyai tiga daerah tekuk

tergantung pada kondisi sokongan lateral yang diberikan. Jika pada balok diberikan

sokongan lateral menerus atau pada jarak yang pendek, maka balok akan menekuk

secara plastis dan termasuk dalam tekuk Zona 1. Dengan bertambahnya jarak sokongan

lateral, balok akan runtuh secara inelastic pada momen yang lebih kecil dan termasuk


Gambar.3.3.e (Grafik hubungan antara Jarak sokong dengan besar Momen Nomnal )

dalam tekuk Zona 2, demikian seterusnya bila jarak sokong lateral ditambah terus,

balok kan runtuh secara elastis dan termasuk dalam tekuk Zona 3.

Besar batasan jarak sokong lateral Lp dan Lr ditentukan dengan rumus :

a. Untuk Profil I. WF dan chanal :

……………………………………………………..(7.3.3)

…………………………………(8.3.3)

b. Untuk Profil Kotak Pejal atau berongga :

…………………….........(9.3.3)

Jika pada flens tekan dikekang penuh sepanjang bentang secara lateral , pada

balok tidak akan terjadi tekuk Lateral melainkan terjadi Tekuk Lokal yang dipengaruhi

oleh kondisi sifat penampang elemen tertekan serti pada ilustrasi gambar.3.3.f. di

bawah .


Y

X

Gambar.3.3.f. Tekuk Lokal Akibat Momen Lentur

Dimana batasan pada kondisi sifat penampang ini ditetapkan sebagai berikut :

Penampang dikatakan Kompak Bila ( ) ……………….....(10.3.3)

Penampang dikatakan Tidak Kompak Bila ( ) ......................(11.3.3)

Penampang dikatakan Langsing Bila ( ).............................(12.3.3)

Dimana :

Nilai lp = dan lr = ...................................................(13.3.3)

fy dan fr dalam satuan Mpa

Dalam Gambar 3.3.f diperlihatkan kurva yang menghubungkan besar momen

nominal tekuk Lokal atau momen tahanan nominal balok terhadap sifat kondisi

penampang elemen flens tertekan

Mp

My

Mcr

Kompak Tidak Kompak Langsing


Y

- KOMPAK- TIDAK KOMPAK- LANGSING

lb < lp lp < lb < lr l > lr .

Gambar 3.3.g Grafik Momen Nominal sebagai Fungsi dari Sifat kondisi penampang

Flens Tekan

Selanjutnya secara umum dalam perencanaan dimensi penampang balok,

kekuatan balok terhadap momen lentur ditinjau pada tekuk lateral dengan berbagai

asumsi sebagai berikut :

1. Balok diasumsikan mempunyai sokongan lateral menerus pada flens tekan, dengan

kondisi penampang flens tertekan ditinjau terhadap kemungkinan Kompak , Tidak

Kompak dan Langsing

2. Balok dengan sokongan lateral pada interval yang pendek dengan persyaratan yang

ditentukan

3. Balok dengan panjang sokong lateral pada interval sedang dengan persyaratan yang

ditentukan

4. Balok dengan sokongan lateral pada interval yang panjang. dengan persyaratan

yang ditentukan

Pembahasan rinci dari besarnya momen nominal terhadap jenis tekuk pada balok

akibat beban lentur tersebut diberikan uraian seperti di bawah ini :

3.3.5.1. Momen Nominal Penampang Balok Terhadap Tekuk Lokal

Jika pada balok diberi sokong lateral penuh sepanjang bentang, maka besarnya

momen nominal tahanan tergantung dari kondisi kelangsingan elemen penampang

tertekan, yang ditentukan dari besarnya nilai berpandingan antara tebal dengan lebar

pelat flens tertekan yaitu :

1). Penampang pada kondisi kompak maka besar momen nominal penampang balok

tersebut dapat diambil Mn = MP = Fy . Z …….....……………………….(13.3.3)

2). Penampang pada kondisi tidak kompak, maka besar momen nominal

penampang balok tersebut diambil :

............................................................(14.3.3)

3). Penampang pada kondisi Langsing, maka besar momen nominal penampang balok

tersebut diambil :

......................................................................................(15.3.3)


3.3.5.2. Momen Nominal Balok Terhadap Tekuk Lateral

A. Momen Nominal pada Balok dengan Jarak sokong Pendek (Zona 1).

Jika jarak sokongan lateral Lb dari flens tekan dari suatu penampang kompak I,

C, atau balok hybrid tidak lebih dari Lp yang ditetapkan maka besar Momen Nominal

kekuatan lentur balok terhadap sumbu kuat dapat diambil sebesar Momen Plastis yang

ditentukan dari :

Mn = MP = Fy . Z

Mu = . Mn dengan = 0,9

Untuk penampang dengan faktor bentuk yang tinggi, Spsifikasi LRFD

membatasi besar Mp hingga 1,5 My dan tidak berlaku untuk penampang hybrid dengan

tegangan leleh pada web lebih kecil dari tegangan leleh pada flens. Kelelehan web

untuk penampnag hybrid tidak menghasilkan deformasi inelastic yang cukup

signifikan. Untuk penampang hybrid, momen lelehnya sama dengan My = Fy . Sx.

Apabila kondisi sifat penampang tidak kompak, maka besar momen nominanya

diambil sama dengan besarnya momen nominal pada balok terhadap tekuk Lokal.

Namun hampir semua Profil yang diproses giling panas mempunyai sifat penampang

Kompak

B. Momen Nominal pada Balok dengan Jarak sokong Sedang (Zona 2).

Jika sokongan lateral flens tekan suatu balok diberikan pada jarak tertentu

sehingga balok dapat melentur hingga tercapai regangan leleh pada beberapa tapi tidak

seluruh bagian tekan sebelum terjadi tekuk lateral, yang terjadi adalah tekuk inelastic.

Dengan kata lain, sokongan yang ada tidak cukup bagi balok untuk mencapai distribusi

regangan plastis penuh sebelum terjadi tekuk.

Adanya tegangan residual menyebabkan leleh dimulai pada penampang yang

mendapat tegangan sama dengan Fy – Fr dimana Fy adalah tegangan leleh web dan Fr

adalah tegangan tekan residual yang diasumsikan sama dengan 10 ksi untuk profil hasil

rol (cetakan) dan 16,5ksi untuk profil hasil pengelasan.

Dalam rumus menentukan besarnya Momen tahanan Inelastis yang akan

diberikan untuk tekuk inelastic dan tekuk elastis, akan dimasukkan nilai koefisien

momen Cb. Yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tumpuan dan beban pada elemen.


Sebagai ilustrasi diperlihatkan momen dalam balok tanpa sokongan pada

Gambar.3.3.h menghasilkan kondisi flens tekan yang lebih buruk dibandingkan dengan

momen dalam balok tanpa sokongan pada Gambar.3.3.i. Salah satu alasannya adalah

flens atas dari balok (a) menerima tekan pada seluruh panjangnya, sedangkan balok (b)

flens yang tertekan hanya sebagian saja.

Gambar 3.3.h Balok Satu Kelengkungan Gambar 3.3.i Balok Dua

Kelengkungan

Sehingga untuk balok tumpuan sederhana pada (a), Cb diambil sama dengan 1,0

sedangkan untuk balok (b) diambil lebih besar 1,0. Persamaan kapasitas momen untuk

Zona 2 dan 3 dikembangkan untuk balok tanpa sokongan lateral dengan kelengkungan

tunggal dimana Cb = 1,0. Seringkali balok tidak melentur dengan satu kelengkungan

sehingga balok dapat memikul momen lebih tinggi. Hal ini telah diperlihatkan dalam

Gambar.3.5.7.b. Untuk mengatasi masalah ini, spesifikasi LRFD memberikan

koefesien momen Cb lebih besar. Jika perencana selalu menggunakan Cb = 1,0 maka

yang bersangkutan kehilangan kesempatan untuk melakukan penghematan. Secara

umum besarnya Cb dihitung dengan rumus :

………………………….

(16.3.3)

Mmax adalah momen terbesar dalam segmen tanpa sokongan suatu balok, sedangkan

MA, MB dan MC masing-masing adalah momen pada jarak ¼,1/2, dan ¾ segmen

tanpa sokong balok tersebut.seperti dijelaskan pada gambar.3.3. berikut


Besarnya Momen Nominal Balok pada Tekuk Lateral Inelastis ini ditetapkan dengan

rumus :

........................................(17.3.3)

C. Momen Nominal pada Balok dengan Jarak sokong Panjang (Zona 3).

Jika suatu balok tidak diberikan sokongan lateral secara menerus, maka balok

tersebut dapat menekuk secara lateral terhadap sumbu lemah diantara dua sokongan

lateral yang tersedia tanpa mengalami perubahan bentuk penampang dengan tetap akan

terjadi balok melentur terhadap sumbu kuat.

Mula-mula balok akan melentur terhadap sumbu kuat hingga tercapai sampai

momen kritis Mcr. Pada saat tersebut balok akan menekuk secara lateral terhadap sumbu

lemah, flens tarik akan cenderung membuat balok tetap lurus, akibatnya tekuk pada

balok merupakan kombinasi dari lentur lateral dan torsi dari penampang balok. Kondisi

ini diilustrasikan dalam Gambar 3.3.f.

Menurut Spesifikasi LRFD, jika jarak sokongan lateral flens tekan balok lebih

besar dari Lr penampang akan menekuk secara elastis sebelum tegangan leleh tercapai

pada satu titik penampang. Momen kritis atau momen lentur-torsi Mcr dalam suatu

balok akan terdiri dari tahanan torsi dan tahanan warving dari penampang. Spesifikasi

LRFD memberikan persamaan untuk menentukan momen tekuk lentur – torsi, Mcr.

Rumus tersebut adalah :


Mmax MA MB MC

Gambar. 3.3.jPenyebaran momen pada elemen balok tanpa sokong samping

…………………………….

(18.3.3)

Atau dapat ditentukan dengan bentuk rumus lain :

……………………………(19.3.3)

Dimana :

G = Modulus geser elastis baja = 80.000 Mpa

E = Modullus Elastis = 200.000 Mpa

J = Konstanta puntir torsi (mm4)

Iw = Konatanta puntir lengkung (mm4)

3.3.5.3. Kekuatan Web dan Flens Balok Akibat Geser dan Beban Terpusat

Akibat beban lentur pada balok akan terjadi gaya geser karena tertariknya serat

dibagian bawah dan memendek di bgian atas, Pada umumnya gaya geser bukan hal

yang menimbulkan masalah dalam balok profil, karena bagian badan profil mqampu

menahan gaya geser yang cukup besar. Namun ada bebrapa kondisi yang menyebabkan

gaya geser cukup penting antara lain :

3. Beban terpusat berada ditempatkan didekat tumpuan, maka gaya geser akan

meningkat tanpa peningkatan momen lentur

4. Pada pertemuan dua elemen yang kaku dimana pelat badan terletak pada bidang

yang sama

5. Pada bagian pelat badan dipotong atau diberi takikan

6. Struktur balok dengan bentang yang relative pendek

7. Jika pelat badan profil terlalu tipis.

Rumus yang sudah banyak dikenal untuk menghitung tegangan geser pada balok tanpa

menerima gaya luar torsi adalah :

…………………………………………………………….…

(20.3.3)

Dimana :


V = Gaya geser luar pada penampang yang ditinjau

Q = Statis momen penampang dibawah atau di atas serat yang ditinjau

I = Momen Inersia seluruh penampang

B = Tebal serat penampang yang ditinjau

Dari Grafik tegangan geser seperti pada gambar 3.3.j di bawah ini

Gambar 3.3.k Grafik tegangan geser

Besar kekuatan geser nominal dari penampang profil adalah tergantung dari besar

perbandingan tebal dan tinggi pelat badan apakah geser yang terjadi pada kondisi

plastis, Inelastic atau Elastis sebagai berikut :

1. Pelat Badan meleleh plastis jika : ……………..(21.3.3)

Besar Kuat geser Nominal adalah : ………………(22.3.3)

2. Pelat Badan Tertekuk Inelastis jika :

……………………………………(23.3.3)

Besar Kuat geser Nominal adalah :

………………………..…..(24.3.3)

3. Pelat Badan Tertekuk Elastis jika : ………….(25.3.3)

Besar Kuat geser Nominal adalah :

………………………………………………….

(26.3.3)


fv

Dimana :

Balok dikatakan aman terhadap Gaya Geser bila dipenuhi syarat :

Vu . Vn ………………....………………………(27.3.3)

Akibat beban terpusat baik pada daerah tumpuan maupun pada daerah perletakan

balok anak, harus dikontrol terjadinya kerusakan local pada pelat badan, yang harus

dipenuhi syarat :

Ru . Rn ……………………………..…………………………

(28.3.3)

Besar Rn dihitung dengan ketentuan :

1. Di daerah Tumpuan :

Rn = (5.k + N) fy . tw………….………....………………………(29.3.3)

2. Di daerah Perletakan Balok anak :

Rn = (2,5.k + N) fy . tw ………….………....……………………(30.3.3)

Besar Ru dihitung dengan ketentuan :

Ru = (R x Ri)

Dimana :

K = Tebal Pelat sayap + jari2 peralihan

N = Lebar perletakan

Ri = Faktor beban

R = Beban Kerja

Seperti dijelaskan pada gambar 3.3.k berikut :


NN+2,5.k

N N+5.kR

R

k

k

Gambar. 3.3..l Penyebaran Beban titik di Bagian Badan Profil

3.3.6.Rangkuma

1. Pada PERENCANAAN BALOK MOMEN LENTUR Perilaku Penampang

Balok akibat Lentur, yang biasanya profil balok memiliki harga momen Inesia

Ix lebih besar dibanding momen Inersia Iy pada sumbu lemah y-y. Maka

terjadi kemungkinan :

Þ Jika tidak diberikan sokongan lateral terhadap sumbu y maka balok akan

mengalami tekuk lateral (Lateral Buckling).

Þ Bila Lateral Buckling berlanjut atau dengan sokong samping penuh, balok

mengalami perubahan bentuk (Penampang Kompak / Tidak Kompak)

2. Maka dalam perencanaan Penampang balok dibedakan :

a. Balok diasumsikan mempunyai sokongan lateral menerus pada flens tekan

…..……..(0 = Lb)

b. Balok dengan sokong lateral pada interval pendek .......................( Lb <Lp )

c. Balok dengan sokongan lateral pada interval sedang .............. (Lp<Lb < Lr)

d. Balok dengan sokongan lateral pada interval panjang………… (Lb > Lr)


3. Besar Momen Nominal (Mn) sebagai Fungsi dari Kondisi Penampang pada

Balok Sokong Penuh :

Penampang Balok dikatakan Kompak Bila dipenuhi l lp

Besar Mn = Mp = 1,12.Sx.fy

Penampang Balok dikatakan Tidak Kompak Bila lr >l > lp

Besar Mn =

Penampang Balok dikatakan Langsing Bila l > lr

Besar Mn = Mr (lr / l )2

Dimana Mr = Sx (fy – fr) , fr = tegangan residu

4. Besar Nilai l, lp , lr ditetapkan sebagai berikut :


Kondisi ini akan mempengaruhi besar momen nominal (Mn)

SELANJUTNYA LIHAT SEKEMA BERIKUT :

a..Balok diasumsikan mempunyai sokongan lateral menerus pada flens tekan (0 = Lb)

b. Balok dengan sokong lateral pada interval pendek ( Lb <Lp )

c. Balok dengan sokongan lateral pada interval sedang (Lp<Lb < Lr) d. Balok dengan sokongan lateral pada interval panjang (Lb > Lr)

5. Sekema Penentuan Besar Momen Nominal Mn Pada Balok dengan panjang

Sokong Lateral pada Interval tertentu :


6. Besar Momen Nominal (Mn) sebagai Fungsi dari Panjang Sokong Lateral

pada Flens Tekan Tanpa Sokongan :

Lentur Plastis (Zona. 1) (0 = Lb < Lp) ……………….. (Mn = Mp)

Lentur Inelastis (Zona. 2)(Lp < Lb < Lr), ... ………… .(Mn = Min)

(dgn memperhatikan beberapa faktor)

Lentur Elastis (Zona 3)(Lb > Lr), ………………….... .(Mn = Mcr)

7. Balok Lentur dikatakan aman terhadap beban kerja Bila……..Mn. Mu.

Besar Momen nominal (Mn) ditentukan :

a. Momen Plastis (Zona I) Jika Lb < Lp, Momen nominalnya Mn = Mp

Mp = fy.Zx = fy.1,12Sx Balok yang dihitung dengan rumus-rumus di

atas harus berpenampang kompak (syarat penampang kompak lp < lr )

Besarnya nilai-nilai : Lp, Lr, fr Cb, X1, dan X2 serta lp lr ditetapkan

dalam Buku SNI-T03-2005


b. Momen Inelastis (Zona II) : Jika Lr Lb > Lp, Momen nominalnya

Mn < Mp, dan hitung sbb :

Untuk Lb = Lr , Mn = Mr = Sx ( fy-fr) untuk Profil I.WF fr = 10 ksi

Untuk Lr > Lb > Lp,

Mn =

Balok yang dihitung dengan rumus-rumus di atas harus berpenampang

kompak (syarat penampang kompak lp < lr ) Besarnya nilai-nilai : Lp,

Lr, fr Cb, X1, dan X2 serta lp lr ditetapkan dalam Buku SNI-T-03- 2005

c. Momen Elastis (Zona III) : Jika Lb > Lr (Akan terjadi tekuk samping

yang berlanjut sebelum tegangan leleh terjadi).

Mn =

Balok yang dihitung dengan rumus-rumus di atas harus berpenampang

kompak (syarat penampang kompak lp < lr ) Besarnya nilai-nilai : Lp,

Lr, fr Cb, X1, dan X2 serta lp lr ditetapkan dalam Buku SNI-T-03- 2005

Bila penampang tidak kompak,harga Mn yang diambil adalah harga Mn

terkecil dari Kondisi Penampang balok dan jarak sokong samping.


8.



1. Diketahui Balok statis tak tentu menerima momen lentur seperti pada gambar

Penyelesaian :

MA =

MB =

MC =

Mu= 210.000 Nm

ANGGAP PENAMPANG KOMPAK DGN KONDISI PLASTIS :

Mu < Mn

Mn 1,12*Sx*fy

=0,9

1,12 koefesien penampang plastik untuk profil WF

fy = 275 Mpa 2750 kg/cm2 (salah satu mutu baja yang ada di pasaran

210.000 = 0,9 . 1,12 . Sx . 275

758 cm3 (satuan yang dipakai dalam tabel)

Dari Tabel profil baja baja didap;at

WF 400 * 200


210000 Nm110000 Nm

q = 5 ton/m

Sx = 1190 cm3

Sy = 174 cm3

A = 84,1 cm2 b = 200 mm

Ix = 23700 cm4 tr = 13 mm

Iy = 1740 cm4 h = 400 mm

rx = 16,8 cm tw = 8 mm

ry = 4,54 cm r = 16 mm

Pemeriksaan kapasitas penampang :

(pelat sayap)

(pelat badan)

Penampang pada kondisi kompak:

Digunakan Rumus : Mn = Mp

Mn = Mp = 0,9*1,12*1190*2750

= 3298680 kg cm

= 330000 Nm > 210000 Nm OK

Pemeriksaan pengaruh panjang bentang

Misalkan tidak ada penyokong/ literal diantara tumpuan, jadi Lb = 600 cm

Maka didapat :


J

G = 80000 Mpa 80000 kg/cm2

E = 200000 Mpa 2000000 kg/cm2

fL = fy fy fy –0,3fy = 0,7*275 = 1925 MPa

Jadi Lp < Lb < Lr Balok pada Kondisi Tekuk Inelastis (Zona.2)

maka digunakan persamaan :

Tentukan cb dengan persamaan :

Cb = 2,3

Mr = 1190 * 1925 = 2290750 kg cm = 229075 Nm

Didapat :

= 55169 Nm > Mp

Jadi Mn = 366520 Nm

Syarat Balok aman : Mu < Mp


210000 Nm < 0,9*366520 Nm

< 32988 Nm (OK)

Periksa Kondisi pelat badan

atau lebih teliti 42,7 (lihat lw

tidak perlu pengaku

periksaan geser

Vu = 20,5 tm = 205 kN

kn = 5 (asumsi tidak ada pengaku vertikal)

jadi menggunakan persamaan;

Vn = 0,6 * 2750 * 40 * 0,8 = 52800 kg

Vu = 20,5 tm

20500 < 0,9 * 52800 kg (OK)

Pemeriksaan boleh dengan memtoda destruksi atau interaksi

Cek Persamaan Interaksi

Cek dengan metoda distribusi

Mf = Af df fy

= 20 * 1,3 (40-1,3)*2750


= 2767050 kg cm = 276705 Nm

Mu < Mf

210000 < 0,9 * 276705

< 249034,5 Nm (OK)

3.3.5.5. Latihan Soal

Rencanakan dimensi balok bila balok diletakkan pada tumpuan sendi dan

rol (Balok sederhana) dengan beban merata termasuk berat sendiri (q = 4,75

ton/m) dan beban hidup berjalan q = 2,2 ton/m P = 8 ton. Bentang Balok L

= 7 m . Baja yang digunakan mutu BJ.37

3.4.1. Perencanaan Dimensi Batang Rangka


3.4. Aplikasi Perencanaan Dimensi

Penampang elemen Struktur Jembatan Rangka

Batang Bidang

4. PERHI TUNGAN DI MENSI RANGKA BATANG

Gaya extrim a. Batang ( a ) = KN = Kg (tekan)b. Batang ( b ) = KN = Kg (tarik)c. Batang ( V ) = KN = Kg (tekan)d. Batang ( d ) = KN = Kg (tarik)

A. PENDIMENSIAN BATANG TEKAN DENGAN METODE PENDEKATAN

BATANG ( a6 )Panjang tekuk ( Lk ) = L ( sendi - sendi )

Lk = CmElastisitas Baja E = Kg/cm2Faktor keamanan sf = 3.00

P x Lk2 sf x 3.00

x E x

I min = Cm4

Dari Tabel : Dipilih Profil Ι WFS 400 x 400 x 605 Data Profil = Sx = Cm3

Sy = Cm3

Ix = Cm 4

Iy = Cm 4

tw = mm

tf = mm

h = mmb = mm

A = Cm2rx = Cmry = Cmr = mmd = mm

qbs= Kg/m

Cek kondisi Profil

P LkxA rx

dari tabel didapatkan x =

Lkyry

dari tabel didapatkan x =

= < Kg/cm2 ( oke )

PA

= < Kg/cm2 ( oke )

Jadi balok Ι WFS 400 x 400 x 605 dapat digunakan untuk BATANG ( a6 )

1,328.06 3,600.00

855,134.68770.10

tekan y - y

tekan y - y = 1.196

= x

1.196770.10

1,152.62 3,600.00

< ijin

tekan x - x = 1.038855,134.68

1.038

ly = =450.00

= 40.5411.10

=450.00

= 22.8419.70

< ijin lx = tekan x - x = x

314.00605.00

11.1022.00

770.1019.70

498.00432.00

45.00

70.00

298,000.00

94,400.00

12,000.00

4,370.00

202,500.00

9.87 2,000,000

26,317.89

214,541.90

450.002,000,000.00

I min = I min =855,134.68

8,551.3468 855,134.68450.4326 45,043.26

3,422.9908 342,299.082,145.4190

x


B. PENDIMENSIAN BATANG TARIK (metode LRFD )BATANG ( b6)

P maksimum = KgBaja A 36 fy = 2.50 Kg/cm2 dimana : u = 0.90 untuk b/h > 2/3

fu = 4.10 Kg/cm2n = 8 bh (jumlah lubang baut pada 1 irisan tegak lurus penampang)baut = 3 CmLk = 450.00 Cm

1. Pada kondisi leleh

0.90 x

2. Pada kondisi Fraktur.

0.75 4 0.90

Diambil yang terbesar …………………………………………………….. = cm 2

Dari Tabel : Dipilih Profil Ι WFS 400 x 400 x 605 Data Profil = Sx = Cm3

Sy = Cm3

Ix = Cm 4

Iy = Cm 4

tw = mm

tf = mm

h = mmb = mm

A = Cm2rx = Cmry = Cmr = mmd = mm

qbs= Kg/m

Luas Lubang baut pada satu irisan tegak lurus penampang = tf x baut x n= 7.00 x 3.00 8.00

= Cm2

Maka dari kondisi fraktur diperoleh : Ag min = An + Jml. Luas lubang baut= +=

Dari kedua kondisi diatas diambil harga terbesar Ag min = Cm2 ( menentukan )

3. Cek terhadap kelangsingan

Syarat : <

< ( oke )Cek :

b/h = > 0.67 ( oke ) Syarat : b/h > 2/3

Jadi balok Ι WFS 400 x 400 x 605 dapat digunakan untuk BATANG ( b6)

40.54 240

0.87

16,443.79

16,443.79

Lk /imin 240

605.00

168.00

16,275.79 168.00

19.7011.1022.00

314.00

70.00

498.00432.00770.10

4,370.00

298,000.00

94,400.00

45.00

Ag min 20,019.22

12,000.00

= 16,275.79 cm 20,75 * fu * u

An >P

Ag2 =45,043.26

+

20,019.22 cm 20,9 * fy 2.50

45,043.26

Ag min >P Ag min =

45,043.26=

3.4.2. Perencanaan Gelagar Melintang


*). Perencanaan dimensi gelagar melintangKoefisien penampang plastis untuk WF = =

Syarat yang harus dipenuhi

MU Mn

Mn = 1,12. SX . fy

xx 1.12 x 240

WF 400 . 400 .20. 35SX =

SY =

IX =

IY =

iX =

iY =r = = cmA =h = = cmb = = cmtf = = cmtw = = cm

lf

lP

….. OK (Penampang kompak)

lw

lP


5.8

15.7

10.97

108.44

1930

119

cm38,170

SX =

0.85

1.12

39,400

Coba

mm3

0.851,831,639 1000= = 8,016,627

cm3

= cm38,017

cm

cm4

cm4

cm

18.2

10.4mm 2.2cm2

22360.7

428407

mm 3.5

mm 42.8mm 40.7

mm 23520

lf

lw

lP

108.4

lP

10.97

Pelat badan

Pelat sayap

fy

Mu

.12,1.

10. 3

tf.2

b

tw

2.r-2.tf-h

fy

170

fy

1680


@ Pemeriksaan pengaruh panjang bentang

L = b = m = cm

EFy

MU = Mp

Lb < Lp Balok pada zona I dalam kondisi Plastis

@ Periksa plat badan ;

htw

@ Periksa terhadap geser ;Vu = Kn = KgKn = 5

Syarat ; htw

Vn = 0,6 x fy x h x tw = Kg

Syarat Vu < Vn

< ….. Ok !

@ Periksa dengan cara interaksi ;

WF 400 . 400 .20. 35 …. OK ! Untuk gelagar melintang

5.5 550

= 1.76 x 10.40 200,000

< 1.375

= 21 < =

Lp = 1.76 .iy

75,983 110,938

123,264

= 21 <

760

183.60

= 1.409 < 1.375

…. Ok !=

=

1,866,682 110,938 1,831,639

+ 0.625 x

cm240

75,983

528

75,983

……… OK ! Tidak perlu pengaku

71

fy

E36,6

fy

Ekn.1,1

Vn

Vu

Mn

Mu

625,0


3.4.3 Perencanaan Gelagar MemanjangUntuk Perencanaan diambil (J embatan pada kelas muatan A.IVu = 100% x Dmax Total = KN = Nm

Mu = 100% x MU Total = KN = Nm

Mutu baja BJ .37 = Fy = Mpa = KN/m2

Fu = Mpa = KN/m2

=

@ Syarat yang harus dipenuhi

Koefisien penampang plastis untuk WF = (Khusus untuk Profil I.WF)

MU Mn

Mn =

Mn = x Sx x Fy =

MU . 10 3

.Fy

= mm3 = cm3

Coba ; WF 400 .300 . 9 . 14

SX =

SY =

IX =

IY =

iX =

iY =r = = cmA =h = = cmb = = cmtf = = cmtw = = cmd =

@ Kontrol kekuatan Terhadap Kapasitas Penampang (Balok tidak tersokong )

Pelat sayap ;2 tf

Pelat badan ;

370

=

mm

cm

38.6

10.68

34.89

0.91.4

2,400

203,280

3,700

279,510,000

=lf

lw =

h - 2.tf - 2.rtw

1.12

279,510

=

203.28

228.48

0.85

240

279.51

SX

cm4

1,740 418

33,700

6,240

cm4

cm3

2.2

29.9

cm3

mmmm

=

1,223

14

386

299

9

1.12

16.70

7.21

120.10

22

b =

mm314

mm

mm

cm2

1.12

,3,346

cm


Pelat sayap ;

Pelat badan ;

Mn = Mp = x Sx x Fy = kgcm

@ Pemeriksaan pengaruh panjang bentang Balok Tidak disokong penuh ) Lb = l = m = cm

E

Fy

j = 1/3 h .tf 3+ 2.b.tw3 = 0.33 x + = cm 4

G = Mpa = Kg/cm2

E = Mpa = Kg/cm2

FL = 0,70 . Fy = Mpa = Kg/cm2

X X X

Sx

= Kg/cm2 = Mpa

Sx 22 30 2

J .G 4

J adi ; Lp < L < Lr

< <

Balok pada zona II dalam kondisi Elastis

Lr - LbLr - Lp

Bila Mn > Mp maka Mn = Mp

Bila Mn < Mp maka Mn = Mn hasil perhitungan

Mn.> Mu = MP. Reduksi > Mu = 3.10e6 . 0,85 > 279,5 KNm

Cm4/Kg

cm

49.84 120.1



Mp

1,740

2,000,000

1.8483

800,000

39,870,027

105.92

x

=

43.59

1,680

10.97

108.4 34.89

10.68

550

2,000,000

10.97

800,000

1.76

Mr)-

3E+06

=900,348

1,680

4

x

x

lw

lP =

lP =

lf

lP

Fy

lP

170

=

Lp

1680

Mn = Cb

366.3

Mp

E.G.J .A

200,000

Lr

X2

X1 =

=

=

2

124,875

4 x x

7.21240

366

49.84

2

12,487

0.7057

200,000

Mpx

1.7141E-06

= Cm990.54

Fy

3.14

108.44

=

5.50

=Iy.h2 /4

1740

550 991

Iy

x-

467,712 292,320 =+

=

=

=

80,000

=

(Mp

2.3 292,320

=

= 1.76 .iy

168

1.12

2.211.1

FLXFL

iyX


Mr = Sx .FL = Kg/cm = Nm

Mp = fy . Zx= fy. (1,12. Sx) = x 1.12 x = Nm

= Kg/cm

= Nm

Syarat ; Mu Mn x 0.85

@ Periksa plat badan ;

htw

@ Periksa terhadap geser ;Vu = Kn = KgKn = 5

Syarat ; htw

Vn = 0,6 x fy x h x tw = Kg

Syarat Vu < Vn

< ….. Ok !

@ Periksa dengan cara interaksi ;

WF 400 .300 . 9 . 14 …. OK ! Untuk gelagar memanjang

292,320

4,677,120 467,712

<

645,314

20,328 45,023

= 43

203.28

279,510

279,510

759,193

1.375

50,026

= 183.60

0.7153 <=

= …. Ok !71

……… OK ! Tidak perlu pengaku

< 1.375

<

20,328

759,193

1740

2,923,200

240

645,314 203

45,023 + 0.625 x

280

= 42.9fy

E36,6

fy

Ekn.1,1

Vn

Vu

Mn

Mu

625,0


SUB POKOK BAHASAN (UNIT) :4.1. Sambungan Dengan Baut4.2. Perencanaan Kebutuhan Baut4.3. Sambungan Dengan Las 4.4. Perencanaan Kebutuhan Las4.5. Aplikasi Perhitungan Sambungan pada Jembatan

Rangka

7. Tujuan Pembelajaran Umum :Mampu mengaplikasikan teori perencanaan baja pada perencanaan elemen struktur

jembatan baja

8. Tujuan Pemeblajara Khusus :m. Menjelaskan Jenis dan Sifat-sifat Pembebanan Pada Jembatan

n. Menjelaskan teori dan Persyaratan pembebanan pada perencanaan jembatan

o. Menjelaskan Konvigurasi pembebanan pada masing-masing elemen struktur

jembatan

p. Menghitung Besarnya Beban rencana pada masing-masing elemen struktur

jembatan akibat beban kerja


PERENCANAAN STRUKTUR SAMBUNGAN

BAB

4

ILUSTRASI

Keandalan struktur baja yang telah direncanakan dimensi elemen

stnya,dmenjamin bekerja dengan mekanisme yang direncanakan dengan

baiktergantung dar keandalan struktur sambungannya. Berdasarkan perilaku struktur

yang direncanakan, sambungan pada struktur baja dibedakan menjadi :

1. Sambungan Kaku adalah sambungan yang memilki kekakuan yang cukup untuk

mempertahankan sudut-sudut anara elemen yang disambung terhadap beban kerja.

2. Sambungan Semi Kaku adalah sambungan yang tidak memilki kekakuan cukup

untuk mempertahankan sudut-sudut anara elemen yang disambung terhadap beban

kerja. Tetapi memilki kapasitas yang cukup untuk memberikan kekangan yang

dapat diukur terhadap besarnya perubahan sudut-sudut antara elemen struktur.

3. Sambungan Sederhana adalah sambungan yang tidak memilki kekakuan untuk

mempertahankan perubahan sudut-sudut elemen struktur. Sambungan yang

demikian ini tidak bisa menerima momen.

Pada dasarnya suatu struktur sambungan terdiri dari :

a. Komponen struktur yang disambung, berupa Balok, kolom, ataupun Batang

Tekan dan Batang Tarik

b. Alat Penyambung dapat berupa Pengencang (fastener), Baut Biasa (ordinary

Bolts), Baut Mutu Tinggi (high streength bolts), sambungan dengan las (wled) serta

yang sudah jarang digunakan Paku keling (rivet)

c. Elemen Penyambung berupa pelat buhul atau pelat/profil penyambung Struktur

Jembatan baja adalah merupakan gabungan dari batang-batang tersendiri yang

disambungkan satu dengan yang lain sehingga membentuk struktur yang sesuai

dengan yang diinginkan, seperti sruktur Jembatan Rangka Batang seperti pada

gambar berikut


4.1. Struktur Sambungan Dengan Baut

Gambar. 4.1.aRangkaian Struktur Jembatan Rangka Batang

Dalam struktur jembatan baja, untuk menyambung satu bagian konstruksi dengan

bagian konstruksi yang lain, diperlukan konstruksi sambungan dan alat sambung yang

sesuai dengan strukturnya dan dapat menerima beban yang bekerja serta mentransfer

beban tersebut dari bagian konstruksi yang lain (misal sambungan antara Batang

Rangka dan Gelagar melintang pada Jembatan Rangka batang atau sambungan pada

titik simpul batang rnagka.)

4.1.1. Jenis Alat Sambung Baut

Dalam konstruksi Bangunan Baja (Jembatan baja, Bangunan Gedung dll), alat

sambung baut yang sering digunakan tergantung kebutuhan dari struktur bangunan

tersebut, apakah struktur bersifat permanen atau semi permanen dan sifat dari

sambungan. Apakah sambungan bersifat sendi atau kaku (Rigid). Ada dua jenis Baut

yang sering digunakan antara lain :

a . Baut Biasa / Baut Hitam

b. Baut Mutu Tinggi

A. Baut Hitam / Baut Biasa :

Adalah baut yang dibuat dari baja karbon rendah yang memenuhi standar

ASTM A-307, digunakan pada sambungan dengan struktur ringan atau sambungan

yang tidak kaku (rigid). Seperti Rangka Kuda-kuda, sambungan Gording dsb.

Terdapat dua jenis Baut Biasa yaitu :

Baut dengan Ulir Penuh : Seluruh panjang batang Baut diulir penuh, sehingga

dibagian bidang geser penampang baut harus diperhitungkan pada penampang

dengan diameter dalam ulir / diameter Kren (du) .


Gambar. 4.1.b Susunan Sambungan antara Pada Jembatan Rangka Batang

Baut dengan Ulir sebagian : Bagian yang diulir hanya sebagian (bagian bidang

geser utuh tidak diperhitungkan pada penampang dengan diameter luar ulir

/diameter nominal (dn).

Pada kepala baut biasanya ditulis kode mutu baut, yang menunjukkan besar

tegangan leleh minimum baut seperti 4.6 atau 4,8, yang artinya :

Kode 4,6 = Baut Dengan Tegangan leleh =

Kode 4,8 = Baut Dengan Tegangan leleh =

Ukuran Baut hitam yang sering dipergunakan dalam struktur baja dapat diambil

seperti dalam Tabel berikut

Diameter Nominal (dn) Tinggi

Mur (mm)

Diameter

Inti (du) mm

KODE

Inch Mm

.3/8 9,52 9 7,49 M10

.1/2 12,70 13 9,99 M12

.5/8 15,87 16 12,92 M16

.3/4 19,05 19 15,80 M20

.7/8 22,22 22 18,61 M22

1 25,40 25 21,34 M 25

1,5 38,10 38 32,68 M38

TABEL.4.1.a. BAUT HITAM (Diambil dari Tabel Profil Baja)


du

Gambar. 4.1.d. Baut Hitam Ulir Penuh

du dn

Gambar. 4.1.c. Baut Hitam Ulir Sebagian

B. Baut Mutu Tinggi (High Strength Bolt) :

Baut mutu tinggi biasanya digunakan pada sambungan yang rigid (kaku),

dengan kekuatan tarik yang sangat tinggi, baut mutu tinggi, dapat menahan geseran

pada bidang sambungan, yang dalam penggunaannya baut mutu tinggi disertai

dengan sebuah Ring.

Baut mutu tinggi yang sering digunakan adalh Baut mutu tinggi dengan kode A

325 dan A 490 yang dituliskan pada kepala baut seperti pada Gmabar berikut :

Berikut adalah Daftar Kekuatan Tarik Baut Mutu Tinggi A 325 dan A 490 dengan beberapa diameter nominal :

DiameterNominal (D)

Dimensi Baut A325 & A490 Kekuatan Tarik (KN)

Kepala Baut Mur A325 A490Inch Mm F H PjU W H (KN) (KN).1/2 12,7 .7/8 .5/16 1 1 .7/8 53 67.5/8 16 17/16 25/64 .4/5 17/16 39/64 85 107.3/4 19 .5/4 15/32 .11/8 .5/4 47/64 125 156.7/8 22 23/16 35/64 .3/2 23/16 55/64 173 218

1 25,4 13/6 39/64 .7/4 .13/8 63/64 227 285.9/8 29 29/16 .11/16 2 29/16 1 17/64 249 356.5/4 32 2 25/32 2 2 1 17/32 316 454.11/8 35 35/16 27/32 2 2 1 11/32 378 538.3/2 38 .11/6 15/16 .9/4 .11/8 1 15/32 458 658

4.1.2. Tata Letak Baut

Tata letak baut adalah menyusun posisi jumlah baut yang harus dipasang agar

didapatkan sambungan yang memenuhi syarat yaitu :

cukup kuat.

cukup rapat dan


du D

Gambar. 4.1.d. Baut Mutu Tinggi

A.490

F

H

PjU

Panjang Baut

W

H H

TABEL. 4.1.b. Besar Ukuran dan Kekuatan Tarik Baut Mutu Tinggi

cukup tempat.

Penempatan susunan baut memperhatikan arah gaya yang ditahan oleh kelompok baut

tersebut, terutama pada susunan baut yang dibuat silang seperti pada gambar berikut,

luas bidang efektif pada batang yang disembung dihitung sepanjang garis kritis (garis

selang-seling)

Gambar. 4.1.e. Susunan Letak Baut Silang

4.1.2.1. Jumlah Baut :

Agar mendapatkan kekuatan baut yang optimium dengan asumsi beban ang

diterima masing-masing baut sama besarnya. Maka disyaratkan, kecuali untuk unsur

ikatan ringan dan sandaran, jumlah baut sejajar dengan arah garis kerja beban harus

mempunyai jumlah minimum dua baut. Dan maksimum lima Baut, dengan susunan

sebagai berikut :


Gambar. 4.1.e Letak Jumlah minimum Baut sejajar arah gaya

4.1.2.2. Ukuran Baut

Diamater Baut untuk unsur yang memikul beban tidak boleh kurang dari

diameter nominal 16 mm.

Diameter baut tidak boleh lebih dari 2 kali ketebalan bagian tertipis dalam hubungan.

Persyaratan ini tidak bertaku untuk pelat pengisi.

Diameter baut datam profil siku yang memikul beban tidak boleh lebih dari seperempat

lebar kaki profil dimana baut ditempatkan.

4.1.2.3. Jarak Antara Baut

Jarak maksimum antara baut tepi dengan ujung pelat yang disambung harus

sebesar 12 dikali tebal pelat lapis luar tertipis dalam sambungan atau 1,5 kali diameter

baut, tetapi tidak boleh melebihi 150 mm.

Jarak maksimum antara as baut tidak boleh lebih dari 7 kali diameter baut atau 15 kali

tebal pelat tertipis yang disambung .

Jarak minimum antara as baut tidak boleh kurang dari 3 kali diameter baut atau 12 kali

tebal pelat tertipis yang disambung.

4.1.2.4, Lubang-lubang

Diameter nominal lubang yang selesai harus 2 mm lebih besar dari diameter

nominal baut untuk baut dengan diameter tidak melebihi 24 mm. dan tidak lebih dari 3

mm lebih besar untuk baut dengan diameter lebih besar.

Lubang yang kebesaran dapat digunakan dalam tiap atau semua pelat lapis dari

hubungan tumpuan atau gesek dengan syarat bahwa dipasang pelat cincin ketas diatas


U S U

U = Jarak Baut ke tepi Pelat yang disambungS = Jarak antara Asa baut

lubang kebesaran yaitu dibawah kepala baut dan mur. Diameter lubang kebesaran tidak

boleh melebihi nilai terbesar dari.

1.25 df atau df + 8 mm

Lubang sela pendek dapat digunakan dalam tiap atau semua pelat lapis dari

hubungan tumpuan atau gesek, dengan syarat bahwa di pasang pelat cincin keras diatas

lubang sela yaitu dibawah kepala baut dan mur. Lubang sela pendek tidak boleh lebih

paniang dari nilai terbesar:

1.33 df atau df + 10 mm

Lubang sela panjang hanya dapat digunakan dalam pelat lapis bergantian dalam

hubungan tumpuan atau gesek dengan syarat bahwa digunakan pelat cincin dengan

tebal minimum 8 mm untuk menutup seluruh lubang sela panjang dibawah kepala baut

dan murnya. Lubang sela paniang tidak boleh lebih paniang dari 2.5 df.

Hubungan yang memikul gaya geser dapat mempunyai lubang kebesaranm, sela

pendek atau sela panjang dengan pembatasan berikut:

i. sambungan gesek -tidak dibatasi

ii. sambungan tumpuan - lubang seta hanya boleh digunakan bila hubungan tidak

dibebani eksentris dan bila baut dapat menumpu merata, dan bila seta adalah tegak

lurus pada arah beban.

4.1.3. Kuat Nominal Baut (Rn)

Kuat Nominal Baut adalah besarnya daya dukung satu baut pada sambngan

tersebut yang tergantung dari Diameter dan mutu Baut, tebal pelat dan mutu pelat yang

disambung serta tipe sambungan terhadap gaya geser yang bekerja.

Sehingga Kekuatan Nominal Baut harus ditinjau terhadap tiga kemungkinan

kerusakan sebagai berikut :

a. Pada Baut Putus, Kekuatan Sambungan dihitung terhadap kekuatan Geser

Penampang Baut.( Pada kekuatan ini sambungan dibagi dua tipe geser, yaitu ;

Geser Tungal dengan luas penampang bidang geser = Satu luas penampang baut

dan Geser Ganda dengan luas bidang geser (m) kali luas penampang baut.

b. Pada Pelat rusak, Kekuatan Baut dihitung terhadap kekuatan Tumpu (Desak) bagian

tertipis dari Pelat yang disambung


c. Pada Pelat Putus, sudah diperhitungkan pada perencanaan dimensi batang, sehingga

pada kekuatan sambungan tidak perlu ditinjau.

Gambar berikut menunjukan beberapa kemungkinan kerusakan yang terjadi pada

daerah sambungan yang harus diperhatikan

Gambar. 4.1.f. Kemungkinan Kerusakan Sambungan

Sambungan Baut dinyatakan aman bila terpenuhi syarat :

Besar Beban terfaktor Ru harus lebih kecil dari Besar Kekuatan Nominal Baut Rn

tereduksi, yang dinyatakan dengan Rumus :

..........................................................................(1.4.1)

Besar Kekuatan Nominal dihitung dengan ketentuan :

Luas baut Hitam diberikan dalam tabel sebagai berikut

Nominal Diameter of Bolt

Diameter Nominal Bautdf (1)

Bolt Areas Luas Baut mm2

AC (2) At (2) Ao (2)

M16 144 157 201

M20 225 245 314

M24 324 353 452

M30 519 561 706

M36 759 817 1016

TABEL. 4..1.c Luas Bidang Penampang Baut


Catatan : (1) Notasi “M” berarti baut metrik (2) AC = luas inti baut, yang diulir

At = luas untuk menghitung kekuatan tarikAo = luas bagian polos nominal yang tidak diulir

A. Kekuatan Geser Nominal Baut

Kekuatan geser nominal, Rnf, dari baut harus dihitung sebagai berikut:

Rnf = 0.62 fuf kr (nn Ao + nx Ao) .......................................................(2.4.1.)

Nominal Diameter of BoltDiamter Nominal Baut mm M16 M20 M24 M30 M36

Minimum Bolt TensionTarikan Minimum Baut (fuf )KN/m2 95 145 210 335 490

Tabel .4.1.d. Tarikan Baut Minimum

dengan:

fuf = kekuatan tarik minimum baut (lihat Tabel 4.1.d)

kr = Untuk semua hubungan lain, kr = 1.0. kecuali seperti yang diberikan

dalam (Tabel 17.20 BMS Buku.7)

nn = jumlah bidang geser melalui bagian baut yang berulir

Ac = luas diameter lebin kecil pada baut (lihat Tabel. 4.1.c)

nx = jumlah bidang geser melalui bagian baut yang tidak berulir

Ao = luas batang polos nominal pada baut (lihat Tabel 4.1.c)

B. Kekuatan Tarik Nominal Baut

Kekuatan tarik nominal baut, Rnt, harus dibitung sebagai berikut:

Rnt = At fuf …………………………………….......….(3.4.1.)

C. Kekuatan Tumpuan Nominal Pelat Lapis

Kekuatan tumpuan nominal pelat tertipis, Rnb, harus dihitung sebagai berikut:

Rnb = 3.2 df tp fup ………………………………….(4.4.1)


dengan syarat bahwa, untuk pelat tertipis yang memikul komponen gaya yang

bekerja menuju suatu ujung, kekuatan tumpuan nominal dari nilai terkecil dari yang

diberikan oleh Rumus berikut:

Rnb’ = ae tp fup ………………………………….(5.4.1)

dengan:

df = diameter baut

tp = tebal pelat lapis

fup = kekuatan tarik pelat lapis

ae = jarak minimum dari ujung lubang baut terdekat ke uiung pelat tertipis,

dalam arah kerja gaya, ditambah setengah diameter baut.

D. Kekuatan Geser Nominal Baut dalam Hubungan Gesek

Kekuatan ini hanya didapat dari sambungan yang menggunakan Baut Mutu Tinggi

yang dilaksanakan pengencangannya dengan menggunakan kunci Torsi.

Kekuatan geser nominal baut dalam hubungan gesek, Raf, harus dihitung sebagai

berikut:

Raf = µ nei Nti Kh ………...………………......…….(6.4.1)

dengan:

µ = faktor ge!incir gesek ditentukan dalam ayat 7.12.1.7.2. Buku .7

BMS

nei = Jumlah permukaan antara efektip

Nti = tarikan baut minimum pada pemasangan diberikan dalam Tabel.4.1.b

kh = faktor untuk berbagai jenis baut, seperti spesifikasi dalam pasal 7.12.6.5;

Buku.7 BMS

= 1.0 untuk lubang standar;

= 0.85 untuk lubang sela pendek dan kebesaran;

= 0.70 untuk lubang sela panjang.


4.1.4. Rangkuman :

1. sambungan pada struktur baja dibedakan menjadi :

a. Sambungan Kaku adalah sambungan yang memilki kekakuan yang cukup

untuk mempertahankan sudut-sudut anara elemen yang disambung terhadap

beban kerja.

b. Sambungan Semi Kaku adalah sambungan yang tidak memilki kekakuan

cukup untuk mempertahankan sudut-sudut anara elemen yang disambung

terhadap beban kerja. Tetapi memilki kapasitas yang cukup untuk memberikan

kekangan yang dapat diukur terhadap besarnya perubahan sudut-sudut antara

elemen struktur.

c. Sambungan Sederhana adalah sambungan yang tidak memilki kekakuan untuk

mempertahankan perubahan sudut-sudut elemen struktur. Sambungan yang

demikian ini tidak bisa menerima momen.

2. Pada dasarnya suatu struktur sambungan terdiri dari :

a. Komponen struktur yang disambung, berupa Balok, kolom, ataupun Batang

Tekan dan Batang Tarik

b. Alat Penyambung dapat berupa Pengencang (fastener), Baut Biasa (ordinary

Bolts), Baut Mutu Tinggi (high streength bolts), sambungan dengan las (wled)

serta yang sudah jarang digunakan Paku keling (rivet)

c. Elemen Penyambung berupa pelat buhul atau pelat/profil penyambung

3. Ada dua jenis Baut yang sering digunakan antara lain :

a.Baut Biasa / Baut Hitam

b.Baut Mutu Tinggi

4. Sambungan harus memenuhi syarat yaitu :

cukup kuat.

cukup rapat dan

cukup tempat.


5. Penempatan susunan baut memperhatikan arah gaya yang ditahan oleh kelompok

baut tersebut.

6. jumlah baut sejajar dengan arah garis kerja beban harus mempunyai jumlah

minimum dua baut. Dan maksimum lima Baut, dengan susunan sebagai berikut :

7. Jarak maksimum antara baut tepi dengan ujung pelat yang disambung harus sebesar

12 dikali tebal pelat lapis luar tertipis dalam sambungan atau 1,5 kali diameter baut,

tetapi tidak boleh melebihi 150 mm.

Jarak maksimum antara as baut tidak boleh lebih dari 7 kali diameter baut atau 15

kali tebal pelat tertipis yang disambung .

Jarak minimum antara as baut tidak boleh kurang dari 3 kali diameter baut atau 12

kali tebal pelat tertipis yang disambung.


U S U

U = Jarak Baut ke tepi Pelat yang disambungS = Jarak antara Asa baut

7. Kekuatan Nominal Baut hars ditinjau terhadap tiga kemungkinan kerusakan sebagai

berikut

8. Sambungan Baut dinyatakan aman bila terpenuhi syarat :

Besar Beban terfaktor Ru harus lebih kecil dari Besar Kekuatan Nominal Baut Rn

tereduksi, yang dinyatakan dengan Rumus :

9. Kekuatan Nominal Baut dihitung arga terkevcil dari :

A. Kekuatan Geser Nominal Baut

Kekuatan geser nominal, Rnf, dari baut harus dihitung sebagai berikut:

Rnf = 0.62 fuf kr (nn Ao + nx Ao)

B. Kekuatan Tarik Nominal Baut

Kekuatan tarik nominal baut, Rnt, harus dibitung sebagai berikut:

Rnt = At fuf

C. Kekuatan Tumpuan Nominal Pelat Lapis

Kekuatan tumpuan nominal pelat tertipis, Rnb, harus dihitung sebagai berikut:

Rnb = 3.2 df tp fup


a. Pada Baut Putus, Kekuatan Sambungan dihitung terhadap kekuatan Geser

Penampang Baut.( Pada kekuatan ini sambungan dibagi dua tipe geser, yaitu ;

Geser Tungal dengan luas penampang bidang geser = Satu luas penampang

baut dan Geser Ganda dengan luas bidang geser (m) kali luas penampang

baut.

b. Pada Pelat rusak, Kekuatan Baut dihitung terhadap kekuatan Tumpu (Desak)

bagian tertipis dari Pelat yang disambung

c. Pada Pelat Putus, sudah diperhitungkan pada perencanaan dimensi batang,

sehingga pada kekuatan sambungan tidak perlu ditinjau.

dengan syarat bahwa, untuk pelat tertipis yang memikul komponen gaya yang

bekerja menuju suatu ujung, kekuatan tumpuan nominal dari nilai terkecil dari

yang diberikan oleh Rumus berikut:

Rnb’ = ae tp fup

D. Kekuatan Geser Nominal Baut dalam Hubungan Gesek

Kekuatan ini hanya didapat dari sambungan yang menggunakan Baut Mutu

Tinggi yang dilaksanakan pengencangannya dengan menggunakan kunci Torsi.

Kekuatan geser nominal baut dalam hubungan gesek, Raf, harus dihitung sebagai

berikut:

Raf = µ nei Nti Kh



1. Ditinjau dari Perilakuk Struktur ada berapa jenis sambungan .

2. Pada prinsipnya Struktur sambungan terdiri dari ?

3. Bagaimana syarat sambungan yang baik ?

4. Ada berapa jenis Baut yang digunakan pada sambungan struktur baja

5. Gambarkan bentuk dari Baut Biasa dan Baut Mutu Tinggi, Jelaskan bedanya ?

6. Ada berapa jenis mutu Baut Mutu Tinggi ?

7. Ada berapa macam besar kekuatan nominal baut yang ditetapkan

8. Apa yang dimaksud kekuatan Nominal Baut ?

9. Bagaimana syarat Sambungan Baut dinyatakan kuat dan aman ?

10. Gambarkan susunan sambungan Baut yang memenuhi syarat ? Tentukan jarak-

jarak antara Baut ?


Sepeti yang dijelaskan pada ad).4.2.(Unit.10), bahwa alat sambungan yang

digunakan pada struktur baja terdapat dua jenis Baut, yaitu ; Baut Biasa dan Baut Mutu

Tinggi. Dimana pada kedua baut tersebut telah ditetapkan besar tegangan dan kekuatan

nominal baut. Berdasarkan ketentuan tersebut, maka analisa kebutuhan baut dan

kekuatan sambungan dapat ditetapkan tergantung sifat pembebanan yang bekerja

terhadap penampang kelompok baut pada sambungan.

4.2.1. Sifat Pembebanan Terhadap Penampang Baut

Analisa kebutuhan baut pada sambungan adalah, menentukan / merencanakan

jumlah kebutuhan baut serta susunannya untuk dapat menahan beban kerja pada

sambungan tersebut.

Ditinjau dari leta.k Garis kerja gaya terhadap titik berat susunan alat sambung, analisa

kebutuhan alat sambung dibedakan menjadi

A. Sambungan Baut Yang Menahan Beban Sentris

Sambungan Baut dimana garis kerja beban bekerja melalui titik berat susunan baut,

sehingga susunan baut dapat diperhitungkan adanya beban yang diterima secara merata

pada setiap baut.

B. Sambungan Baut Yang Menahan Beban Eksentris

Sambungan Baut dimana garis kerja beban tidak melalui titik berat susunan baut,

sehingga susunan baut harus diperhitungkan adanya beban sekunder berupa Momen

sebesar (M = P x e) Lihat Gambar.

Beberapa sambungan dalam konstruksi Jembatan Baja yang termasuk jenis sambungan


4.2. Analisa Kebutuhan Baut Pada Sambungan

Gambar. 4.2.a. Sambungan Baut Dengan Beban Sentris

Eksentris ini adalah

4.2.2. Analisa Kebutuhan Baut dan Kekuatan Sambungan :

Dalam Analisa kebutuhan baut dan kekuatan sambungan adalah menentukan

jumlah baut yang diperlukan dan menyusunan letak baut pada sambungan agar


Gambar. 4.2.a. Sambungan Baut Dengan Beban Eksentris

didapatkan jumlah baut yang efisien dan susunan letak baut yang efektif berdasarkan

besar dan sifat beben yang bekerja

4.2.2.1. Sambungan Baut Yang Menahan Beban Sentris

Pada sambungan ini merupakan analisa kekuatan sambungan yang peling

sederhana, dengan sifat beban yang sentris pada sambungan ini, jumlah kebutuhan baut

yang diperlukan dapat dihitung langsung dengan sumsi seluruh jumlah baut yang ada

menerima beban yang bekerja sama rata, dengan rumus :

...........................................................(1.4.2.)

Dimana :

Nu = Beban kerja terfaktor

Rn = Kekuatan Nominal Minimal Baut

= Faktor Reduksi kekuatan

n = Jumlah Baut yang Dibutuhkan

Bila terdapat jumlah baut lebih dari lima, maka baut harus dipasang lebih dari satu baris

arah garis kerja beban yang bekerja

4.2.2.2. Sambungan Baut Yang Menahan Beban Eksentris

Bila garis kerja gaya yang bekerja tidak melalui titik berat penampang

kelompok alat sambung, atau bekerja beban momen. Pada jenis sambungan ini

dibedakan menjadi dua type sambungan sebagai yaitu :

1). Sambungan Eksentris Menahan Geser dan Lentur

Pada Alat sambung (Baut) mengalami tegangan tarik lentur dengan titik putar

didaerah bagian pelat yang disambung yang mengalami desakan dan Geser akibat

longsornya sambungan. Sambungan Eksentris Men

2). ahan Geser murni

Pada Alat sambung (Baut) mengalami tegangan Geser akibat longsor dan

berputarnya sambungan dengan titik putar di titik pusat penampang susunan Baut.


A. Sambungan Dengan Beban Eksentris Yang menahan Geser Lentur

Jenis sambungan ini sering disebut dengan sambungan konsol, P bekerja sejauh (e)

dari bidang pisang sambungan, sehingga pada susunan penampang Baut timbul

beban

Mu = P. e. .......................................................................(2.4.2)

Akibat beban kerja P dan momen M. Penampang Baut tergeser dan bekerja gaya

tarik T. Besar tegangan geser dan Gaya Tarik T dihitung sebagai berikut :

Akibat Gaya P (Ditinjau Kekuatan Geser)

Seluruh, penampang Baut yang ada terjadi tegangan geser sebesar :

........................................................................(3.4.2)


Gambar. 4.2.b Sambungan Eksentris Menahan Geser dan Lentur

Besar tegangan tersebut dia atas adalah besar tegangan yang terjadi di setiap satu

baut.

Tegangan ijin Geser baut adalah :

…………………….….(4.4.2)

Akibat Beban M (Ditinjau Kekuatan Tarik)

Pada penampang baut terjadi momen lentur dengan titik netral yang terletak

sejauh (a) dari ujung pelat tertekan, sehingga terjadi diagram tegangan sebagai

berikut (pada kondisi Elastis atau pada kondisi Plastis) , Pada baut menerima

tegangan tarik (Ti) sebesar :

a. Pada Kondisi Elastis

Pada baut menerima tegangan tarik tidak merata, yang paling kritis adalah baut

yang paling atas

Besar jarak (a) diasumsikan (missal 0 < a letak baut yang paling bawah = y)

T3

Y3

Y1 y2

a Y

Dengan melakukan statis momen terhadap serat atas , diperoleh :

...............................................(5.4.2)


Bila : a y {maka asumsi letak garis netral (a) OKE}, bila a y maka asumsi

letak (a) dipindah ke antara baut paling bawah dengan baut diatasnya. Demikian

seterusnya sampai didapat letak (a) yang benar.

Setelah didapat posisi (a) yang benar , maka :

Menghitung besar gaya tarik T3 :

.......................................................................................

(6.4.2)

………………………………………………..

(7.4.2)

Kuat Ijin Tarik satu baut dihitung :

Sambungan dikatakan kuat / aman terhadap beban kerja bila dipenuhi syarat :

fuv fdv dan T3 Rn

Apabila terjadi kondisi sebaliknya, bila cukup tempat susunan baut diperbesar

jarak antara baut. Atau diameter baut diperbesar.

b. Pada Kondisi Plastis

Pada kondisi ini kekuatan baut dihitung sampai pada kekuatan batas yaitu

seluruh bauat yang ada menerima tegangan tarik yang sama rata ditetapkan

sebesar Rn sepeeti pada gambar diagram tegangan tarik di bawah.

Seperti pada kondisi elastis, untuk menentukan besar jarak (a) yang sebenarnya

diasumsikan ( missal 0 < a letak baut yang paling bawah = y)

Rn

Y3

Y1 y2

Y a


b

Gaya nominal tarik Baut dihitung :

Dengan melakukan statis momen terhadap serat atas , diperoleh :

……………………………………………(7.4.2)

Bila : a y {maka asumsi letak garis netral (a) OKE}, bila a y maka

asumsi letak (a) dipindah ke antara baut paling bawah dengan baut diatasnya.

Demikian seterusnya sampai didapat letak (a) yang benar.

Setelah didapat posisi (a) yang benar , maka :

Menghitung besarnya Momen nominal sambungan (Mn) :

…………………(8.4.2)


fuv fdv dan Mu Mn

Seperti pada perhitungan dengan kondisi Elastis. Apabila terjadi kondisi

sebaliknya, bila cukup tempat susunan baut diperbesar jarak antara baut. Atau

diameter baut diperbesar.


B. Sambungan Eksentris Yang Menahan Geser murni

Jenis sambungan ini sering disebut dengan sambungan konsol, P bekerja sejauh

(e) dari titik berat susunan baut (Titik Z), sehingga pada penampang Baut timbul

beban M = P. e yang bekerja sejajar dengan bidang pisang sambungan.

Akibat beban kerja P dan momen M. Penampang Baut tergeser longsor ke bawah

dan berputar dengan titik putar (titik netral ) di titik Z .

Maka pada seluruh baut terjadi gaya geser, dengan titik baut yang paling kritis

adalah baut yang paling jauh dari titik netral Z , yaitu bekerja Gaya geser sebesar

(seperti gambar di atas). Besar KR dihitung sebagai berikut:

# Akibat Gaya P:Akibat beban P sambungan akan longsor ke bawah,s eluruh baut menerima

gaya geser merata sebesar

.....................................................(9.4.2)


Gambar. 4.2.c Sambungan Eksentris yang menahan Geser Murni

#. Akibat Beban M:

Akibat beban M yang bekerja di titik Z. maka pada titik-titik penampang baut

terjadi kaya kopel (Ki), seperti pada contoh gambar di atas, dapat diuraikan

sebagai berikut:

M = K1 . r1 + K2 . r2 + K3 . r3 + K4 . r4 + … + Kn . rn

Dimana besar r1, r2, r3, r4 adalah sama

Maka:

Didapat :

K1 = r1 (Kn/rn), K2 = r2 (Kn/rn), K3 = r3 (Kn/rn), K4 = r4 (Kn/rn) … dst.

Jadi : a

M = (Kn/rn) (r12 + r2

2 + r32 + r4

2) = (Kn/rn) ri2

I=1

Maka :

…………………....

(10.4.2)

Bila : ri = ,didapat r12 = X1

2 + Y12

Selanjutnya Kn dapat diuraikan menjadi Knx dan Kny

.....................................................................(11.4.2)

Dan

.................................................................((12.4.2)

untuk mempermudah perhitungan mencari KiX dan Kiy dapat dilakukan

dengan menggunakan tabel sebagai berikut:


Tabel perhitungan Gaya yang bekerja pada Baut akibat Beban Momen & P

No. Baut

Gaya yang bekerja pada bautAkibat Beban Momen Akibat P

KpXi Yi Xi2 Yi

2 Kx Ky

123---n

Jumlah

Dengan demikian maka besarnya Gaya yang bekerja (KR) pada Baut paling

kritis (Baut No. 4) adalah merupakan Resultant dari gaya-gaya K4X, K4Y dan Kp,

dapat dihitung sebesar :

.........................................................(13.4.2)

Sambungan dinyatakan kuat menerima beban kerja bila KR < Rn

Besar Rn dihitung = Kutan geser nominal baut terkecil dari pasal.4.1


4.2.3. Rangkuman

1. Secara garis besar terdapat dua jenis sifat pembebanan yang bekerja pada sambungan

baut yaitu :

A. Sambungan Baut Yang Menahan Beban Sentris

Sambungan Baut dimana garis kerja beban bekerja melalui titik berat susunan baut,

sehingga susunan baut dapat diperhitungkan adanya beban yang diterima secara

merata pada setiap baut.

jumlah kebutuhan baut yang diperlukan dapat dihitung langsung dengan sumsi

seluruh jumlah baut yang ada menerima beban yang bekerja sama rata, dengan

rumus :

Bila terdapat jumlah baut lebih dari lima, maka baut harus dipasang lebih dari satu

baris arah garis kerja beban yang bekerja


Sambungan Baut dimana garis kerja beban tidak melalui titik berat susunan baut,

sehingga susunan baut harus diperhitungkan adanya beban sekunder berupa Momen



Beberapa sambungan dalam konstruksi Jembatan Baja yang termasuk jenis

sambungan Eksentris ini adalah

2. Ada dua Jenis sambungan yang Menahan Beban eksentris, yaitu :

a. Sambungan Eksentris yang menahan Gesesr Murni ; Seluruh Baut menerima Gaya

geser Murni.

Gaya yang bekerja (KR) pada Baut paling kritis (Baut No. 4) adalah merupakan

Resultant dari gaya-gaya K4X, K4Y dan Kp, dapat dihitung sebesar :


Sambungan dinyatakan kuat menerima beban kerja bila KR < Rn

b. Sambungan Eksentris yang menahan beban Geser Lentur ; Baut menahan Gaya

Tarik lentur dan Gaya Geser yang bersamaan .

Pada Sambungan jenis ini kekuatan sambungan dapat dihitung dengan dua

kondisi, yaitu ;

Pada Kondisi ELASTIS,


fuv fdv dan T3 Rn

Pada Kondisi PLASTIS,

Menghitung besarnya Momen nominal sambungan (Mn) :


fuv fdv dan Mu Mn



1. Apa yang dimaksud dengan analisa kebutuhan Baut pada struktur sambungan Baut ?

2. Ada berapa sifat Pembebanan yang bekerja pada struktur sambungan baut ?

3. Apa yang dimaksud Sambungan Baut Menahan Beban Sentris ? Gambarkan yang

jelas

4. Tuliskan Rumus untuk menentukan jumlah Baut yang diperlukan pada struktur

sambungan Baut yang menahan Beban sentris ?

5. Ada berapa Macam Sambungan Baut Yang menahan Beban Eksentris ? Sebutkan

Perbedaannya ?

6. Gambarkan Struktur sambungan Baut yang Akibat beban eksentris menahan Geser

Murni

7. Tulis Rumus Besar beban yang bekerja pada baut ?

8. Gambarkan Struktur sambungan Baut yang Akibat beban eksentris menahan Geser

Lentur

9. Tulis Rumus Besar beban yang bekerja pada baut ?

10. Perhitungan Sambungan Eksentris ?


SAMBUNGAN GESER MURNI

Syarat Pola letak baut :2,5 d < S < 7d Atau 14 t

2,5 d < u < 7d Atau 14 t1,5d < s1 < 3d atau 6t

Diameter baut = 1.6 CmBaut mutu tinggi = A-325

fub

= 8,250 Kg/cm2

fy = 3,600 Kg/cm2 ( plat )Rumus yang digunakan :

dimana :

Rn = * ( F'b * Ab ) m F'b = 0.60 fy baut = Kg /Cm2

= 0.85Rn = Kekuatan nominal baut

Xi2 + Yi2 n = Jumlah bautRi mak = Gaya mak. Pada baut No. ….

Xi2 + Yi2 Ab = 2.0 Cm 2

Rp = P / n

4,950.0

Rmv =M * Xi

Rmh = M * Yi

Ri mak = (Rmv + Rp ) 2 + ( Rmh ) 2


Sambungan pada Gelagar Memanjang

Jarak baut : Plat penyambung :S = mm = 15.00 cm h = 23.00 cmS1 = mm = 7.00 cm t = 3.00 cmSI' = mm = 5.00 cm e = 22.00 CmU = mm = 13.00 cmBidang geser ( m ) = 2Jumlah baris ( ni ) = 2 Ditinjau satu sisiJumlah kolom ( k ) = 2P = VA G. Memanjang = KgMomen = P * e = Kg cm

Tabel perhitungan :

X Y1 -7.5 6.52 7.5 6.5 Maksimum3 7.5 -6.54 -7.5 -6.5

Rn = 0.85 x ( x 2.01 ) x 2 = Kg /Cm2

Jadi Rn = Kg /Cm2 > Ri mak = Kg /Cm2 OK

103.40

150.070.050.0

130.00

10340.00

No. baut

Gaya yang bekerja pada baut ( Kg )KeteranganGaya akibat momen Gaya akibat P

Total ( Ri )X2 Y2 Rmv

5,730.140.00 5,730.14

227,480.00

Rmh Rp3,752.84 0.0056.25 42.25 -4,330.20

0.00

56.25 42.25 4,330.20 3,752.840.00

5,730.1456.25 42.25 4,330.2056.25 42.25 -4,330.20 -3,752.84

-3,752.84 5,730.14

225.00 169.00394.00

4,950 16,919.36

16,919.36 5,730.14

GAMBAR SAMBUNGAN

GELAGAR MEMANJ ANG

Tanpa skala

4.3.1. Proses Pengelasan

Sambungan las yang dilakukan adalah pengelasan dengan las panas busur listrik

dengan bahan tambahan las berupa Electroda, Arus listrik didapat dari alat Generator

Khusus yang mempunyai daya amper dan voltage yang bisa diatur disesuaikan dengan

batang yang disambung dan jenis elektroda yang digunakan.

Las sebagai alat sambung yang digunakan pada struktur baja Sipil baik gedung

maupun jembatan, terdapat dua proses pengelasan yang sering digunakan yaitu :

a. Proses pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding) Las logam terlindung

merupakan proses pengelasan yang paling sederhana dan paling muah, yang

sering digunakan pada pengelasan di lapangan, yaitu penyambungan bagian-

bagian struktur menjadi struktur. Yang sering disebut Proses pengelasan

Elektroda Tongkat Manual, Proses pengelasan ini juga sering digunakan pada

pengelasan pabrikasi di workshop.

b. Proses pengelasan SAW (Submegged Arc Welding) Las Logam terbenam, yang

sering digunakan pada pengelasan pabrikasi di Wokrshop, yaitu pengelasan

bagian-bagian struktur yang akan dirangkai di lapangan.

Selanjutnya masih banyak jenis proses pengelasan yang ada, yang jarang dan

hampir tidak pernah digunakan pada pengelasan Baja struktur sipil. Diantaranya :

c. Proses pengelasan GMAW (Gas Metal Arc Welding),

d. Proses pengelasan berinti Fluks FCAW (Flux Cored Arc Welding)

e. Proses pengelasan ESW (Electro Slag Welding)


4.3. Struktur Sambungan Dengan Las

Generator

Arus Positif

Arus Neatif

Elektroda

Panas Busur Listrik

Bahan Dasar

Gambar. 4.3.a Sketsa Proses Pengelasan Listrik

4.3.2. Jenis Las dan Ketebalan Rencana

Terdapat empat Jenis pengelasan yang dilakukan sebagai alat sambung Las pada

struktur baja yaitu :

4.3.2.1.Las Tumpul (Groove weld) :

Las tumpul biasanya dilakukan pada sambungan sebidang untuk

penyambungan ujung-ujung pelat datar dengan ketebalan yang sama atau hampir sama.

Terdapat dua macam las tumpul yaitu :

Las Tumpul Penetrasi Penuh ; dimana pada sambungan terdapat penyatuan antara

las dan bahan yang disambung sepanjang kedalaman penuh sambungan

Las Tumpul Penetrasi Sebagian ; dimana kedalaman penetrasi lebih kecil daripada

kedalaman penuh sambungan.

Ukuran Las adalah jarak antara permukaan luar las terhadap kedalaman

penetrasi yang terkecil.

Ketebalan Rencana Las Tumpul (tt) adalah tebal penampang retak las yang

diperhitungkan untuk perhitungan kekuatan nominal las. ditetapkan sebagai berkut :

Untuk Las Tumpul Penetrasi penuh, tebal rencana las adalah kuran las yang ada.

Untuk Las Tumpul Penetrasi sebagian adalah :

Bila Sudut antara bagian yang disambung 600 :

Las satu sisi tt = (d - 3) mm

Las dua sisi tt = (d3 + d4 – 6) mm

Bila Sudut antara bagian yang disambung > 600 :

Las satu sisi tt = d mm


Sambungan Datar sama tebal Sambungan Datar tkd sama tebal

Gambar. 4.3.b Penggunaan Las Tumpul pada Sambungan Datar

Las dua sisi tt = (d3 + d4) mm

Dimana ; d , d3, d4 adalah kedalaman yang dipersiapkan untuk Las.

Seperti yang ditabelkan pada Buku 7 BMS, yang tergantung dari bentuk pengelsannya

yaitu :

Tebal efektif dari Las Tumpul Penetrasi Sebagian

Type of Incomplete Penetration Butt Weld

Jenis Las Tumpul Penetrasi Sebagian

Angle of Preparation Sudut Persiapan

Design Throat Thickness (mm)

Tebal Leher Rencana (mm)

Single V V tunggal < 60o

> 60od – 3 mm

d

Double V V ganda < 60o

> 60od3 + d4 – 6 mm

d3 + d4

Tabel. 4.3.a Tebal Las Tumpul Penetrasi sebagianCatatan :

(1) d = kedalaman persiapan (d3 dan d4 adalah untuk tiap sisi las)

= sudut persiapan

(2) Untuk las tumpul penetrasi sebagian yang dibuat dengan cara pengelasan otomatik

dengan melalui pengujian makro dari hasil las, peningkatan tebal rencana sampai

kedalaman persiapan dapat diijinkan.

Luas Efektip

Luas efektip las tumpul adalah perkalian panjang efektip dengan tebal retak rencana.

4.3.2.2. Las Sudut (Fillet weld) :

Las sudut merupakan jenis las yang sering digunakan dibanding jenis las yang

lain, merupakan las yang paling ekonomis. Las sudut digunakan pada sambungan

lewatan, sambungan siku, sambungan ujung dan sisi batang, sambungan kopel dan

sambungan konsol. Ada tiga tipe las sudut, yaitu ; Las Sudut Konkaf, Las Sudut

Konveks dan las Sudut Datar


tw tw tw

Ketebalan Rencana Las sudut (tw) adalah tebal penampang retak las yaitu daerah

bagian las yang memungkinkan terjadinya kerusakan akibat beban kerja untuk

perhitungan dalam menentukan kekuatan nominal las sudut. ditetapkan pada buku 7

BMS dalam (Tabel 7.24) sebagai berkut :

Ukuran minimum las sudut, selain dari las sudut yang digunakan untuk memperkuat las

tumpul, harus sesuai Tabel 7.24 kecuali bahwa ukuran las tidak boleh melebihi tebal

bagian lebih tipis dalam sambungan

Thickness of Thickest PartTebal bagian paling Tebal

t mm

Minimum Size of a Fillet weldUkuran Minimum Las Sudut

tw mm

t < 7 7 < t < 10

10 < t < 1515 < t < 2020 < t < 2040 < t < 6060 < t < 60

345681012

Tabel. 4.3.b Ukuran Minimum Las Sudut

4.3.2.3. Las Baji dan Las Pasak

Kedua tipe las ini jarang digunakan di struktur baja jembatan. Kecuali unt sambungan

sementara.

(Selanjutnya syarat dan peraturan Pengelasan serta batasan ukuran las dan besar

tegangan ijin las diberlakukan seperti pada Buku SNI-T-03-2005 (pada bab tentang

sambungan las).

4.3.3. Kekuatan Nominal Las

Berdasarkan Teori perencanaan dengan metoda LRFD, tegangan ijin las (fuw)

diambil berdasarkan jenis proses pengelasan serta Electroda yang digunakan (Jenis


Gambar. 4.3. c Tiga Tipe Las Sudut

Las Sudut Koveks Las Sudut Konkaf Las Sudut Datar

Elektroda adalah E.41XX, E.48XX, W40XX, W50XX, dimana nila 40 dan

seterusnya menunjukan besarnya (fuw) pada alas yang dihasilkan dalam satuan Mpa,

seperti yang ditetapkan dalam (Tabel.7.25) Buku SNI-T-03-2005 berikut :

Manual Metal Arc Electroda

Elektroda Aliran Metal Biasa

Submerged Arc Aliran TerendamFlux Cored Arc Aliran Inti FluksGas Metal Arc Aliran Metal Gas

Nominal Tensile Strenght of Weld Metal

Kekuatan Tarik Nominal Metal Las(fuw) MPa

E41XX W40X 410

E48XX W50X 480

Tabel. 4.3.b Kekuatan Tarik Nominal Metal Las fuw

Tabel 7.26 faktor Reduksi untuk Hubungan Lebih yang Dilas Kr

Length of WeldPanjang Las(Lw) m Lw < 1.7 1.7 < Lw < 8.0 Lw > 8.0

kr 1.00 1.10 – 0.06 Lw 0.62

Kekuatan las dinyatakan dalam kekuatan las tiap satuan panjang Las yang

kekuatannya tergantung dari tebal las, mutu bahan yang dilas dan mutu bahan isian

(Elektroda) yang digunakan. Dengan Besarnya Kekuatan Nominal dihitung sebagai

berikut :

A. Kekuatan Nominal Las Tumpul

Bila Sambungan Las dibebani dengan Gaya Tarik atau Tekan aksial terhadap luas

efektif bidang Las :

Rnw = . fy. (tt) Pada Bahan yang disambung ............................................(1.4.3.)

Dan

Rnw = . fuw. (tt) Pada Bahan las.................................................................(2.4.3.)

Bila Sambungan Las dibebani dengan Gaya Geser terhadap luas efektif bidang Las :

Rnw = . (0,6fy). (tt) Pada Bahan yang disambung .....................................(3.4.3.)

Dan

Rnw = . (0,6. fuw) (tt) Pada Bahan las.......................................................(4.4.3.)

Dimana :


= Faktro reduksi keuatan = 0,75 - 0,9 (lihat BMS buku bagian .7)

fuw = Tegangan ijin las = 0,6 . Fu atau 0,75 . Fu

tt = Tebal las efektif (mm)

B. Kekuatan Nominal Las Sudut

Bila Sambungan Las dibebani dengan Gaya terfaktor terhadap luas efektif bidang Las :

Rnw = . (0,6.fy.) (tt) Pada Bahan yang disambung ...................................(5.4.3.)

Dan

Rnw = . (0,6 .fuw) (tw) Pada Bahan las......................................................(6.4.3.)

Dimana :

= Faktro reduksi keuatan = 0,75 - 0,9 (lihat BMS buku bagian .7)

fuw = Tegangan ijin las = 0,6 . Fu atau 0,75 . Fu

tw = Tebal las efektif (mm)


Panjang Las

Tebal efkt Las

Gambar. 4.3.d. Sambungan dengan Las Sudut

4.3.4. Rangkuman

1. Sambungan las yang dilakukan adalah pengelasan dengan las panas busur listrik

dengan bahan tambahan las berupa Electroda, Arus listrik didapat dari alat Generator

Khusus yang mempunyai daya amper dan voltage yang bisa diatur disesuaikan

dengan batang yang disambung dan jenis elektroda yang digunakan.

2. terdapat dua proses pengelasan yang sering digunakan yaitu :

a. Proses pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding) Las logam terlindung

merupakan proses pengelasan yang paling sederhana dan paling muah, yang

sering digunakan pada pengelasan di lapangan, yaitu penyambungan bagian-

bagian struktur menjadi struktur. Yang sering disebut Proses pengelasan

Elektroda Tongkat Manual, Proses pengelasan ini juga sering digunakan pada

pengelasan pabrikasi di workshop.

b. Proses pengelasan SAW (Submegged Arc Welding) Las Logam terbenam, yang

sering digunakan pada pengelasan pabrikasi di Wokrshop, yaitu pengelasan

bagian-bagian struktur yang akan dirangkai di lapangan.

3. Terdapat empat Jenis Las yang digunakan : a. Las Tumpul : Las Tumpul Penetrasi enuh Las Tumpul Penetrasi Sebagian b. Las Sudut c. Las Pasak d. Las Baji

4. Untuk Las Tumpul Penetrasi penuh, tebal rencana las adalah kuran las yang ada.

5. Untuk Las Tumpul Penetrasi sebagian adalah :

Bila Sudut antara bagian yang disambung 600 :

4.4. Las satu sisi tt = (d - 3) mm

4.5. Las dua sisi tt = (d3 + d4 – 6) mm

Bila Sudut antara bagian yang disambung > 600 :

Las satu sisi tt = d mm

Las dua sisi tt = (d3 + d4) mm

6. Luas efektip las tumpul adalah perkalian panjang efektip dengan tebal retak rencana.


7. Ada tiga tipe las sudut, yaitu ; Las Sudut Konkaf, Las Sudut Konveks dan las Sudut

Datar

8. Ukuran minimum las sudut, selain dari las sudut yang digunakan untuk memperkuat

las tumpul, harus sesuai Tabel 7.24 Buku.7 BMS, kecuali bahwa ukuran las tidak

boleh melebihi tebal bagian lebih tipis dalam sambungan

Thickness of Thickest PartTebal bagian paling Tebal

t mm

Minimum Size of a Fillet weldUkuran Minimum Las Sudut

tw mm

t < 7 7 < t < 1010 < t < 1515 < t < 2020 < t < 2040 < t < 6060 < t < 60

345681012

10. Kekuatan las dinyatakan dalam kekuatan las tiap satuan panjang Las yang

kekuatannya tergantung dari tebal las, mutu bahan yang dilas dan mutu bahan isian

(Elektroda) yang digunakan. Dengan Besarnya Kekuatan Nominal dihitung

sebagai berikut :

A. Kekuatan Nominal Las Tumpul

Bila Sambungan Las dibebani dengan Gaya Tarik atau Tekan aksial terhadap

luas efektif bidang Las :

Rnw = . fy. (tt) Pada Bahan yang disambung

Rnw = . fuw. (tt) Pada Bahan las


Las Sudut Koveks Las Sudut Konkaf Las Sudut Datar

tw tw tw

Bila Sambungan Las dibebani dengan Gaya Geser terhadap luas efektif

bidang

Rnw = . (0,6fy). (tt) Pada Bahan yang disambung

Rnw = . (0,6. fuw) (tt) Pada Bahan las

B. Kekuatan Nominal Las Sudut

Bila Sambungan Las dibebani dengan Gaya terfaktor terhadap luas efektif

bidang Las :

Rnw = . (0,6.fy.) (tw) Pada Bahan yang disambung

Dan

Rnw = . (0,6 .fuw) (tw) Pada Bahan las



1. Ada berapa jenis Proses pengelasan Las Listrik ?

2. Ada berapa macam Kampuh Las listrik yang digunakan pada struktur Baja ?

3. Sebutkan dua tipe Las Tumpul, Jelaskan perbedaannya ?

4. Apa Perbedaan dari Las Tumpul dengan Las Sudut ?

5. Sebutkan tiga tipe Las Sudut (Gambarkan perbedaannya )?

6. Apa yang dimaksud Luas Efektif Penampang Las ?

7. Apa yang dinyatakan dengan Kekuatan Nominal Las ?

8. Ada berapa peninjauan besar Kekuatan Nominal Las ?

9. Tulis rumus Kekuatan Nominal Las Tumpul

10. Tulis rumus Besar Besar Kekuatan Nominal Las Sudut.


Sepeti yang dijelaskan pada ad).4.3.(Unit.12), bahwa alat sambungan las yang

digunakan pada struktur baja terdapat dua Tipe Las, yaitu ; Las Tumpul dan Las Sudut .

Dimana pada kedua Tipe Las tersebut telah ditetapkan besar tegangan dan kekuatan

nominal Masing-masing Las. Berdasarkan ketentuan tersebut, maka analisa kebutuhan

Las dan kekuatan sambungan Las dapat ditetapkan tergantung Tipe Las yang

digunakan dan sifat pembebanan yang bekerja terhadap penampang kelompok Las pada

sambungan.

4.4.1. Sifat Pembebanan Terhadap Penampang Las

Analisa kebutuhan Las pada sambungan adalah, menentukan / merencanakan

Panjang kebutuhan Las serta susunannya untuk dapat menahan beban kerja pada

sambungan tersebut. Disini ketebalan Las sudah ditetapkan berdasarkan ketebalan pelat

yang disambung.

Ditinjau dari letak Garis kerja gaya terhadap Penampang Las dan titik berat kelompok

penampang retak las , analisa kebutuhan alat sambung dibedakan menjadi

A. Sambungan Las Yang Menahan Beban Sentris

Sambungan Las dimana garis kerja beban bekerja melalui titik berat susunan

Penampang retak las, sehingga Luas Penampang retak Las dapat diperhitungkan

adanya beban yang diterima secara merata pada setiap Penampang Las


Gambar. 4.3.a. Sambungan Las Dengan Beban Sentris

Panjang Las

4.4. Analisa Kebutuhan Las Pada Sambungan

Pada sambungan ini analisa kebutuhan las adalah menghitung panjang las yang

diperlukan dengan syarat kekuatan sambun


Seperti pada Sambungan Baut yang menahan beban eksentris adalah bila garis kerja

beban tidak melalui titik berat susunan penampang retak Las, sehingga susunan

penampang retak Las harus diperhitungkan adanya beban sekunder berupa Momen


4.4.2. Analisa Kebutuhan Las dan Kekuatan Sambungan :


Gambar. 4.3.b. Beberapa sambungan dalam konstruksi Jembatan Baja yang termasuk jenis sambungan Eksentris

Dalam Analisa kebutuhan Las dan kekuatan sambungan adalah menentukan

Panjang Las efektif yang diperlukan dan menyusunan Letak Penampang Retak Las

pada sambungan agar didapatkan panjang Las yang efisien dan susunan letak baut yang

efektif berdasarkan besar dan sifat beben yang bekerja

4.4.2.1. Sambungan Las Yang Menahan Beban Sentris

Pada sambungan ini merupakan analisa kekuatan sambungan yang peling

sederhana, dengan sifat beban yang sentris pada sambungan ini, Panjang Las yang

diperlukan dapat dihitung langsung dengan asumsi seluruh penampang letak las yang

ada menerima beban yang bekerja sama rata, dengan rumus :

.......................................................................................(1.4.4.)

Dimana :

Nu = Beban kerja terfaktor

Rnw = Kekuatan Nominal Minimal Baut

= Faktor Reduksi kekuatan

Llas = Panjang Las yang Dibutuhkan

Panjang Las yang didapat harus memenuhi ketentuan dan peraturan yang ditetapkan

dalam Buku. SNI T-03-2005

4.4.2.2. Sambungan Baut Yang Menahan Beban Eksentris

Bila garis kerja gaya yang bekerja tidak melalui titik berat penampang

kelompok alat sambung, atau bekerja beban momen. Pada jenis sambungan ini

dibedakan menjadi dua type sambungan sebagai yaitu :

1). Sambungan Eksentris Menahan Geser dan Lentur

Pada Alat sambung (Las) mengalami tegangan tarik lentur dengan titik putar

didaerah bagian pelat yang disambung yang mengalami desakan dan Geser akibat

longsornya sambungan.


2). Sambungan Eksentris Menahan Geser murni

Pada Alat sambung (Las) mengalami tegangan Geser akibat longsor dan

berputarnya sambungan dengan titik putar di titik pusat penampang susunan Las.

A. Sambungan Las Yang Menahan Geser Lentur

Jenis sambungan ini ditinjau dari arah beban terhadap bidang pisah sambungan dimana

momen Bekerja Tegak Lurus Bidang Pisah

Titik putar sambungan

Pada sambungan di atas, akibat beban P kerja sejauh (e) dari bidang pisah sambungan,

penampang Las akan longsor dan berputar dengan titik netral (titik putar sambungan) di

titik las paling bawah. Maka pada penampang Las yang paling kritis (titik ), terjadi

tegangan :

- Akibat Momen

Akibat bekerja momen (M = e x P), pada penampang Las akan tertarik (berputar)

dengan titik netral (dianggap) terjadi pada Las yang paling bawah, sehingga terjadi

tegangan tarik pada las yang paling atas sebesar:

.................................................................................(2.4.4)


Di mana:

Ixlas = 2(1/12 . h3 . a)

- Akibat beban P

Penampang Las longsor ke bawah, sehingga tedadi tegangan geser sebesar:

.......................................................................(3.4.4)

Kedua tegangan tersebut bekerja bersamaan pada Penampang las, maka Las

dikatakan kuat menahan beban bila dipenuhi syarat :

Akibat Beban Momen :

……………………………(4.4.4)

Didapat harga h

Akibat Beban Konsol P :

…………………………………………………..(5.4.4)

Didapat harga h

Dari harga h yang di dapat di atas, diambil harga h yang paling besar kemudian dikontrol kekuatannya.

B. Sambungan Las Yang Menahan Geser Murni

1). Pada Kondisi Elastis.


P

`

Kekuatan las Pada sambungan las ini, dicari tegangan yang paling kritis () akibat

beban P yang bekerja sejauh (L) dari titik berat penampang pengelasan yaitu berada

pada tititk las yang paling jauh dari Titik berat penampang pengelasan ( Z ).

Besar tegangan kritis () dihitung denagn tahapan perhitungan sebagai berikut :

b. Menetukan Letak titik berat penampang pengelasan :

…………………….(6.4.4)

c. Menentukan besar momen Inersia penampang pengelasan :

………….(7.4.4)

d. Menantukan besar tegangan kritis pada Las :

- Akibat beban langsung P : …………………………..(8.4.4)

- Akibat Momen = P. L

…………………………….(9.4.4)

e. Besar tegangan Kritis Las :

……………………………………………..(10.4.4)

Sambungan Las dikatakan aman terhadap beban bila dipenuhi syarat :

. fw ............................................................(11.4.4)


LP

y

xz

h1

h2

te

Z

4.4.3. Rangkuman

1. Analisa kebutuhan Las pada sambungan adalah, menentukan / merencanakan

Panjang kebutuhan Las serta susunannya untuk dapat menahan beban kerja pada

sambungan tersebut


2. Ditinjau dari letak Garis kerja gaya terhadap Penampang Las dan titik berat

kelompok penampang retak las , analisa kebutuhan alat sambung dibedakan

menjadi

A. Sambungan Las Yang Menahan Beban Sentris

Sambungan Las dimana garis kerja beban bekerja melalui titik berat susunan

Penampang retak las, sehingga Luas Penampang retak Las dapat

diperhitungkan adanya beban yang diterima secara merata pada setiap

Penampang Las

Pada sambungan ini analisa kebutuhan las adalah menghitung panjang las yang

diperlukan dengan syarat kekuatan sambun

B. Sambungan Las Yang Menahan Beban Eksentris

Seperti pada Sambungan Last yang menahan beban eksentris adalah bila garis

kerja beban tidak melalui titik berat susunan penampang retak Las, sehingga

susunan penampang retak Las harus diperhitungkan adanya beban sekunder

berupa Momen sebesar (M = P x e) Lihat Gambar.


Panjang Las

Gambar. 4.3.b. Beberapa sambungan dalam konstruksi Jembatan Baja yang termasuk jenis sambungan Eksentris

3. Pada sambungan Las Yang menahan Beban Sentris merupakan analisa kekuatan

sambungan yang peling sederhana, dengan sifat beban yang sentris pada

sambungan ini, Panjang Las yang diperlukan dapat dihitung langsung dengan

asumsi seluruh penampang letak las yang ada menerima beban yang bekerja sama

rata, dengan rumus :


4. Sambungan Las Yang Menahan Beban Eksentris Bila garis kerja gaya yang bekerja

tidak melalui titik berat penampang kelompok alat sambung, atau bekerja beban

momen. Pada jenis sambungan ini dibedakan menjadi dua type sambungan sebagai

yaitu :

A. Sambungan Las Yang Menahan Geser Lentur

Jenis sambungan ini ditinjau dari arah beban terhadap bidang pisah sambungan

dimana momen Bekerja Tegak Lurus Bidang Pisah

- Akibat Momen

Akibat bekerja momen (M = e x P), pada penampang Las akan tertarik (berputar)

dengan titik netral (dianggap) terjadi pada Las yang paling bawah, sehingga terjadi

tegangan tarik pada las yang paling atas sebesar:

- Akibat beban P

Penampang Las longsor ke bawah, sehingga tedadi tegangan geser sebesar:

Las dikatakan kuat menahan beban bila dipenuhi syarat :

Akibat Beban Momen :


Didapat harga h

Akibat Beban Konsol P :

Didapat harga h

Dari harga h yang di dapat di atas, diambil harga h yang paling besar kemudian

dikontrol kekuatannya.

B. Sambungan Las Yang Menahan Geser Murni

Pada sambungan ini panjang Las dan susunan letak Pengelasan direncakan

terlebih dahulu, baru dari Penampang susunan Las yang direncanakan dihitung

besar Gaya Geser longsor yang terjadi akibat beban kerja dihitung dengan

kondisi ELASTIS sebagai berikut :

`

a. Menetukan Letak titik berat penampang pengelasan :

Menentukan besar momen Inersia penampang pengelasan :

Menantukan besar tegangan kritis pada Las :


LP

P

y

xz

h1

h2

te

Z

- Akibat beban langsung P :

Akibat Momen = P. L

Besar tegangan Kritis Las :

Sambungan Las dikatakan aman terhadap beban bila dipenuhi syarat :

. fw

4.4.4. Kunci Tes Formalitas

1. Coba hitung kebutuhan Las sudut pada sambungan yang menahan beban sentris pada Gambar berikut :

2. Coba Kontrol kekuatan Las sudut pada sambungan yang menahan beban eksentris pada Gambar berikut :


Panjang Las

Pu = 200 KN

LPu = 100KN

P

y

xzh1

h2 teZ

30 CM

4.5.1. Analisa Kebutuhan Baut pada Batang Rangka (Beban Sentris)


4.5. Aplikasi Perencanaan Sambungan

Batang a6

Gaya maksimum ( P ) = Kg (tekan)P untuk 1 sisi = Kg

diameter baut ( d ) = 3.81 Cm gs = 0,6 * = Kg/Cm2

dn = d + 1mm = 3.91 Cmds = 1/4 ( dn + (dn - 3mm)) = 1.88 Cm tp = 1,5 * = Kg/Cm2Tebal Plat penyambung (t) = 3 Cm ( tebal plat terkecil)Jumlah bidang geser (n) = 1 bh

7.19 = 16

Tata Letak baut : S = 15 CmS1 = 10 CmU = 12.65 Cm

Batang a5




14.85 = 16


Batang a4




13.79 = 14


N ijin ( kg ) Jumlah baut ( n ) bh Keterangan59,435.8712.01 11.73 59,435.87 145,158.75

Ags ( cm2 ) Atp ( cm2 ) Ngs ( kg ) Ntp ( kg )

1,639,705.04819,852.52

4,950.00

12,375.00

N ijin ( kg ) Jumlah baut ( n ) bh Keterangan12.01 11.73 59,435.87 145,158.75 59,435.87


1,765,136.87882,568.43

4,950.00

12,375.00

N ijin ( kg ) Jumlah baut ( n ) bh Keterangan59,435.8712.01 11.73 59,435.87 145,158.75


855,134.68427,567.34

4,950.00

12,375.00

4.5.2. Analisa Kebutuhan Baut Pada Sambungan Gelagar Memanjang (Beban Eksentris)


SAMBUNGAN

Syarat Pola letak baut :2,5 d < S < 7d Atau 14 t

2,5 d < u < 7d Atau 14 t1,5d < s1 < 3d atau 6t

Diameter baut = 1.6 CmBaut mutu tinggi = A-325

fub

= 8,250 Kg/cm2

fy = 3,600 Kg/cm2 ( plat )Rumus yang digunakan :

dimana :

Rn = * ( F'b * Ab ) m F'b = 0.60 fy baut = Kg /Cm2

= 0.85Rn = Kekuatan nominal baut

Xi2 + Yi2 n = Jumlah bautRi mak = Gaya mak. Pada baut No. ….

Xi2 + Yi2 Ab = 2.0 Cm 2

Rp = P / n

GELAGAR Memanjang

Jarak baut : Plat penyambung :S = mm = 15.00 cm h = 23.00 cmS1 = mm = 7.00 cm t = 3.00 cmSI' = mm = 5.00 cm e = 22.00 CmU = mm = 13.00 cmBidang geser ( m ) = 2Jumlah baris ( ni ) = 2 Ditinjau satu sisiJumlah kolom ( k ) = 2P = VA G. Memanjang = KgMomen = P * e = Kg cm

Tabel perhitungan :

X Y1 -7.5 6.52 7.5 6.5 Maksimum3 7.5 -6.54 -7.5 -6.5

Rn = 0.85 x ( x 2.01 ) x 2 = Kg /Cm2

Jadi Rn = Kg /Cm2 > Ri mak = Kg /Cm2 OK

4,950 16,919.36

16,919.36 5,730.14

225.00 169.00394.00

5,730.1456.25 42.25 4,330.2056.25 42.25 -4,330.20 -3,752.84

-3,752.84 5,730.14

56.25 42.25 -4,330.20

0.00

56.25 42.25 4,330.20 3,752.840.00

5,730.140.00 5,730.14

227,480.00

Rmh Rp3,752.84 0.00

No. baut

Gaya yang bekerja pada baut ( Kg )KeteranganGaya akibat momen Gaya akibat P

Total ( Ri )X2 Y2 Rmv

70.050.0

130.00

10340.00

Ri mak = (Rmv + Rp ) 2 + ( Rmh ) 2

150.0

Rmv =M * Xi

Rmh = M * Yi

4,950.0

103.40

GAMBAR SAMBUNGAN

GELAGAR MEMANJ ANG

Tanpa skala

4.5.3. Analisa Kebutuhan Baut Pada Sambungan Gelagar Melintang (Beban Sentris)

SAMBUNGAN GELAGAR MELI NTANG DENGAN BALOK I NDUK

Tanpa skala

Perhitungan dilakukan dengan Kondisi ELASTI S

Jarak baut : Plat penyambung :S = mm = 0.00 cm h = 31.40 cmS1 = mm = 6.00 cm t = 3.00 cmU = mm = 19.40 cm e = 7.50 CmDiameter baut = 3.81 Cm

Bidang geser ( m ) = 1 Ab = 11.40 Cm2

Jumlah baris ( ni ) = 2Jumlah kolom ( k ) = 2P = VA G. Melintang = KgMomen = P * e = Kg cm

60.00194.00

111,914.25839,356.88

0.00

Sambungan Gesesr Lentur


Rumus yang digunakan :Untuk Sambungan yg menerima geser

Rn = * ( F'b * Ab ) m

Mi x hi 2

hi 2 ijin tarik = 0.75 x dasar

Ni = Gaya tarik akibat momen

Nx = Gaya geser akibat gaya horisontalNy = Gaya geser akibat P

Tabel gaya - gaya yang bekerja pada setiap baut :

1 23.0 5292 23.0 5293 0.0 04 0.0 0

1,058

= Kg /Cm2 > idiil = Kg /Cm2 OK ijin tarik 6,187.50 6,182.26

0.0 0.0 4,908.1 6,130.20.0 0.0 4,908.1 6,130.2

18,246.9 800.2 4,908.1 6,182.3

Teg. Geser akibat Gaya vertikal

( gsr )

Teg. idiil ( idiil ) Kg/cm2

Keterangan

18,246.9 800.2 4,908.1 6,182.3 Maksimum

idiil = ( tr)2 + 1,56 ( gsr )2

No. baut

hi ( cm

)

hi 2 ( cm )

Gaya tarik akibat momen (Ni ) Kg

Teg. Tarik akibat momen

( trk ) Kg/cm2

Ny r2 * ni

gsr =Nx

r2 * ni

Ni =

gsr =

tarik =Ni

r2 * ni


Sambungan Geser Murni

Momen = Kg cmP = Kg cmJarak baut : Plat penyambung :S = mm = 8.00 cm h = 31.40 cmS1 = mm = 6.00 cm t = 2.00 cmU = mm = 19.40 cm e = 15.00 Cm

Bidang geser ( m ) = 2Jumlah baris ( ni ) = 2Jumlah kolom ( k ) = 4

Rmv = Rmh = ( Xi2 + Yi2 ) ( Xi2 + Yi2 )

Rni = ( Rmv +P)2 + ( Rmh )2

Tabel gaya - gaya yang bekerja pada setiap baut :

1 -12.00 9.70 144 942 -4.00 9.70 16 943 4.00 9.70 16 944 12.00 9.70 144 94 Maksimum5 -12.00 -9.70 144 946 -4.00 9.70 16 947 4.00 -9.70 16 948 12.00 9.70 144 94 Maksimum

640 753

Rni mak = Kg/cm2

Jadi Rn = Kg /Cm2 > Rni mak = Kg /Cm2 OK

1,393

22,011.86

Kekuatan nominal baut untuk sambungan yang memikul gaya geser eksentris. ( Rn ) = 0,5 * fub * Ab

47,028.79 22,011.86

7,232.09 5,845.94 13,989.28 22,011.862,410.70 -5,845.94 13,989.28 17,410.75-2,410.70 5,845.94 13,989.28 12,970.68-7,232.09 -5,845.94 13,989.28 8,935.027,232.09 5,845.94 13,989.28 22,011.862,410.70 5,845.94 13,989.28 17,410.75-2,410.70 5,845.94 13,989.28 12,970.68

KeteranganRmv Rmh

-7,232.09 5,845.94 13,989.28 8,935.02

Yi2Akibat Momen

Akibat P (Rmv) RniNo baut Xi Yi Xi2

60.00194.00

M* Xi M* Yi

839,356.88111,914.25

80.00


Politeknik Negeri BandungProgram Diploma 3 Konstruksi Sipil

TUGAS SEMESTER IV

STRUKTUR JEMBATAN RANGKA BAJA

NAMA MAHASISWA : ………………………………… T. Tangan Dosen

NIM : ………………………………….

KELAS : ………………………………….

TGL PENUGASAN :

A. DATA PERENCANAAN :a. Type Rangka : (a), ( b), (c), (d)b. Bentang Jembatan (L) : 40,00m. 45,00m . 50,00m . 55,00m . 60,00mc. Lebar Jembatan (B) : Menyesuaikan dengan kelas muatan . (lebar jembatan termasuk lebar Trotoir)d. Tebal Pelat Lantai Kendaraan : 22,00 Cme. Kelas Muatan : A/I , B/II , C/III f. Mutu Baja : BJ37 , BJ.41 , BJ.50g. Sambungan –sambungan : Dengan Baut Mutu Tinggi & Las suduth. Lain-lain : Tentukan sendiri

B. BENTUK RANGKA :

C. DIMINTA :a. Perhitungan Perencanaan Dimensi Batang rangka & Gelagar/ Balok b. Perhitungan Sambungan-sambungan c. Gambar Rencana & Gambar Kerja d. Gambar Detail-Detail Sambungane. Gunakan Teori pembebanan & Syarat Perencanaan dari buku SNI Bina Marga

PETUNJUK PENYELESAIAN TUGAS PERENCANA JEMBATAN RANGKA :


a b

c d

4.6. 4.6. Aplikasi Perencanaan Jembatan Rangka Batang

1. Rencanakan Bentuk Struktur berdasarkan data yang didapat

a. Jarak Antara Gelagar memanjang ( 1,25m < b > 1,75m)

b. Jarak Antara Gelagar Melintang ( 4,5m < l < 6m )

c. Tinggi Rangka (H = h + h’) …….. h > 4,75 m , h’ < 1,25 m

d. Sudut Batang atas pinggir dgn batang bawah ( 45o < α < 65 o )

e. Gambar Bentuk Rangka dengan susunan Gelagar, Denah Lantai dan Tampak

samping Jembatan

2. Lakukan Analisis Pembebanan Akibat Beban Mati (DL), Baban Lalu lintas (LL) dan

Beban Angin (WL) pada masing-masing elemn struktur :

a. Pada Gelagar Memanjang (Didapat Mu dan Du)

b. Pada Gelagar Melintang (Didapat Mu dan Du)

c. Pada Rangka Batang (Didapat Gaya Batang)

3. Lakukan Analisa Dimensi Penampang Pada setiap Elemen Struktur

a. Dimensi Penampang Gelagar Memanjang (Profil I.WF)

b. Dimensi Penampang Gelagar Melintang (Profil I.WF)

c. Dimensi Penampang Batang Gelagar Induk (Profil I.WF)

4. Lakukan Analisa Perhitungan kebutuhan Sambungan pada :

a. Tiap Titik Simpul Rangak Batang Gelagar Induk

b. Sambungan Antara Gelagar Melintang dengan Gelagar Induk

c. Sambungan Pada Gelagar Memanjang dengan Gelagar Melintang

d. Sambungadi daerah Tumpuan

5. Buat Gambar Rencana (Sekala 1 : 50)

6. Buat Gambar Kerja (Sekala 1 : 10)

7. Buata Gambar Detaililng yang diperlukan (sekala 1 : 5)


Diktat Struktur Baja Jembatan

Documents

Transcript of Diktat Struktur Baja Jembatan