PERENCANAAN JEMBATAN KENDENG LEMBU RUAS...

1

PERENCANAAN JEMBATAN KENDENG LEMBU RUAS GLENMORE – MALANGSARI STA 5 + 750 DENGAN METODE RANGKA

BAJA DI KABUPATEN BANYUWANGI Nama mahasiswa : Mohammad Muchlisin Mahzum. NRP : 3107.100.555 Jurusan : Teknik Sipil Dosen Pembimbing : Ir. Ketut Dunia, PD. Eng. D

Abstrak Jembatan Kendenglembu Ruas Glenmore - Malangsari merupakan jembatan penghubung ruas jalan

Glenmore menuju Malangsari Kabupaten Banyuwangi. Saat ini desain jembatan adalah baja yang tidak permanen (Bailey) dimana jembatan ini memerlukan biaya perbaikan yang cukup mahal. Dari segi alinyemen horizontal jembatan yang lama kurang baik dikarenakan lokasi jembatan tersebut berada pada ruas lintas selatan sehingga perlu diadakan peningkatan dari 1 lajur menjadi 2 lajur.

Perencanaan ini dimulai dengan penjelasan mengenai latar belakang pemilihan tipe jembatan, perumusan tujuan perencanaan hingga lingkup pembahasan, dan diikuti dengan dasar – dasar perencanaan dimana analisa didasarkan pada peraturan BMS dan AISC – LRFD. Dari data awal yang ada, jembatan didesain dengan mengambil bentang 60 m untuk Rangka Batang. Setelah itu dilakukan preliminary desain dengan menentukan dimensi – dimensi jembatan menggunakan bahan baja. Tahap awal perencanaan adalah perhitungan lantai kendaraan dan trotoar. Kemudian dilakukan perencanaan gelagar memanjang dan melintang, sekaligus perhitungan shear connector. Memasuki tahap konstruksi pemikul utama, dilakukan perhitungan beban – beban yang bekerja, kemudian dianalisa dengan menggunakan program SAP 2000. Setelah didapatkan gaya – gaya dalam yang bekerja dilakukan perhitungan kontrol tegangan dan perhitungan sambungan. Bersamaan dilakukan perhitungan konstruksi pemikul utama juga dilakukan perhitungan konstruksi sekunder yang meliputi ikatan angin atas, bawah, dan portal akhir. Kemudian memasuki tahap akhir dari perencanaan struktur atas dilakukan perhitungan dimensi perletakan. Setelah selesai analisa dari struktur atas jembatan, dilakukan analisa perencanaan struktur bawah jembatan (abutment). Dari data tanah yang ada, substructure jembatan tersebut menggunakan pondasi tiang pancang, Dari analisa data tanah yang ada, maka dipilih pondasi dalam karena lapisan tanah yang kompeten untuk menerima beban adalah di atas 10 m. Kata kunci : Jembatan Rangka, Baja , Abutment

2

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Jembatan Kendenglembu Ruas Glenmore - Malangsari

merupakan jembatan penghubung ruas jalan Glenmore menuju Malangsari Kabupaten Banyuwangi. Jembatan ini terletak pada STA 5+750 dan mempunyai panjang bentang 40 m dan lebar 5 m. Peranan jembatan ini sangat vital sekali mengingat jembatan inilah sebagai satu-satunya penghubung antara Desa Malangsari dengan Glenmore. Sebelum ada jembatan ini penduduk Desa Malangsari mengalami kesulitan jika akan menuju Glenmore maupun pusat kota Banyuwangi karena harus berputar melalui desa lain yang jaraknya cukup jauh sehingga memerlukan biaya, begitu pun sebaliknya. Saat ini desain jembatan adalah baja yang tidak permanen (Bailey) dimana jembatan ini memerlukan biaya perbaikan yang cukup mahal. Dari segi alinyemen horizontal jembatan yang lama kurang baik dikarenakan lokasi jembatan tersebut berada pada ruas lintas selatan, dimana frekuensi kendaraan mulai dari kelas I s/d IV akan melintasi jalur tersebut, sehingga perlu diadakan peningkatan dari 1 lajur menjadi 2 lajur.

Berdasarkan situasi dan kondisi tanah (soil) di daerah tersebut sangat dimungkinkan untuk direncanakan jembatan baru sebagai pengganti jembatan lama. Dimana penempatanya dipindahkan atau digeser, sehingga trase jalan lama juga dialihkan.

Perencanaan jembatan baru tersebut menggunakan rangka baja dengan 1 bentang atau segmen yang terdiri dari 2 lajur dengan perkiraan panjang bentang ± 60 m. Penggunaan rangka baja dikarena strukturnya memiliki kekuatan atau usia yang tahan lama serta mudah pada pengerjaan di lapangan. Sehingga diharapkan jembatan baru ini mampu menampung volume lalu lintas kendaraan yang cukup padat. 1.2 RUMUSAN MASALAH

1) Bagaimana menghitung dan merencanakan bangunan atas jembatan meliputi :

a. Merencanakan gelagar-gelagar induk b. Perhitungan lantai kendaraan c. Ikatan angin d. Merencanakan sambungan pada profil rangka

baja 2) Bagaimana menghitung dan merencanakan bangunan

bawah jembatan meliputi : a. Merencanakan abutment. b. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan

tanah setempat. 3) Bagaimana mengontrol kekuatan dan kestabilan struktur?

4) Bagaimana menuangkan hasil bentuk desain dan analisa ke dalam bentuk gambar teknik ?

1.3 TUJUAN Dari permasalahan yang ada di atas, adapun tujuan

yang akan dicapai dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :

1) Menghitung dan merencanakan bangunan atas jembatan,meliputi : • Merencanakan gelagar-gelagar induk • Perhitungan lantai kendaraan • Ikatan angin • Merencanakan sambungan pada profil rangka

baja 2) Menghitung dan merencanakan bangunan bawah

jembatan meliputi : a. Merencanakan abutment. b. Merencanakan pondasi yang sesuai

dengan tanah setempat. 2) Dapat mengontrol kekuatan dan kestabilan

struktur 3) Dapat memvisualisasikan hasil desain dan analisa

yang telah dibuat ke dalam bentuk gambar teknik.

1.4 BATASAN MASALAH Batasan masalah pada penulisan tugas akhir ini, antara lain :

1. Tidak merencanakan bangunan pelengkap jembatan

2. Tidak merencanakan tebal perkerasan dan desain jalan

3. Tidak menghitung aspek ekonomis dari biaya konstruksi jembatan

4. Analisa struktur manual dan program bantu SAP 2000

5. Penggambaran mengunakan program bantu Auto Cad

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 DEFINISI JEMBATAN

Jembatan merupakan bagian dari jalan raya dan merupakan konstruksi bangunan yang bertujuan untuk menghubungkan antara jalan yang satu dengan yang lain melalui suatu rintangan yang lebih rendah dari permukaan jembatan tersebut baik itu sungai, danau, lembah ataupun jurang. Gelagar merupakan bagian dari konstruksi yang mempunyai fungsi menahan beban – beban diatasnya.

konsep perencanaan struktur jembatan adalah berdasarkan atas seni ( estetika ) dari perencanaan jembatan dan konstruksi jembatan itu sendiri. Berdasarkan dari fungsi komperehensif, maka nilai maksimum dari suatau jembatan akan ditentukan oleh :

Biaya konstruksi Kemudahan pelaksanaan Estetika dan pertimbangan lingkungan Biaya pemeliharaan

Jembatan rangka baja adalah suatu struktur jembatan yang bahan dasarnya menggunakan profil dari baja, dimana pada arah melintang diperoleh bentuk segitiga diatas pemikul-pemikul lintangnya.

3

Pada prinsipnya pada gelagar rangka terjadi gaya tarik dan tekan yang bekerja pada titik simpul yang disambung berengsel atau dianggap seperti dihubungkan secara demikian, dalam keadaan-keadaan dimana gaya-gaya luar hanya bekerja pada titik-titik simpul. (struyk dan van der veen 1984).

2.2 OPTIMASI STRUKTUR JEMBATAN RANGKA BAJA DENGAN TEORI MAXWELL DAN MITCHELL

Syarat-syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas dari suatu struktur harus dipenuhi dalam perencanaan struktur. Namun syarat-syarat lain seperti estetika, arsitektur, dan keekonomisan terkadang juga menjadi pertimbangan penting. Syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas bisa diperoleh dari perhitungan konvensional, sementara syarat estetika, arsitektur, dan keekonomisan suatu struktur bisa ditinjau dari berbagai aspek. Dalam hal syarat keekonomisan, untuk struktur baja dapat diidentikan dengan volume minimum struktur. Untuk itu perlu dilakukan optimasi pada struktur, agar diperoleh struktur dengan volume material minimum. Materi ini bertujuan untuk menentukan tinggi optimum suatu jembatan rangka baja akibat beban gravitasi, sehingga menghasilkan volume profil baja yang minimum. Menurut Teori Maxwell dan Mitchell, volume minimum dapat dicapai dengan meminimumkan batang tarik atau batang tekan pada struktur rangka, yang diaplikasikan dalam analisa ini, di mana volume minimum diperoleh dengan cara mendiferensialkan volume total terhadap tinggi jembatan tersebut. (http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)

BAB III METODOLOGI

3.1 Diagram Alir Metodologi

Gambar 3.1 Metodologi Pengerjaan Tugas Akhir 3.1 Pengumpulan Data 3.1.1 Data – Data Teknis Jembatan

Adapun data-data yang digunakan dalam perencanaan adalah sebagai berikut:

1. Panjang jembatan : 40 m 2. Lebar jembatan : 7 m 3. Rencana panjang jembatan : 60 m 4. Rencana lebar jembatan : 9 m

3.1.2 Data Tanah Dari hasil penyelidikan tanah di lokasi pembangunan jembatan diperoleh pekerjaan Boring dilakukan pada 2 titik (BH 1 dan BH 2) namun terdapat beda tinggi ± 1,50 m dimana BH 1 lebih tinggi daripada BH 2. sedangkan untuk pekerjaan Sondir dilakukan pada 2 titik pula. Dari titik sondir 1 diperoleh hasil bahwa pada kedalaman -2,20 m dari muka tanah setempat nilai konus sudah mencapai 250 kg/cm2 dengan jumlah hambatan pelekat 234 kg/cm2, dasar sungai dari lantai jembatan lama -7,60 m. Sedangkan pada titik sondir 2 diperoleh hasil bahwa pada kedalaman -2,40 m dari muka tanah setempat nilai konus sudah mencapai 250 kg/cm2 dengan jumlah hambatan pelekat 260 kg/cm2, dasar sungai dari lantai jembatan lama -7,60 m. 3.1.3 Data Topografi

Data topografi sangat diperlukan dalam menentukan hal-hal dibawah ini : – Bentang jembatan – Perencanaan jalan pendekat (Approach Road)

3.1.4 Data Hidrologi Data ini diperlukan untuk menentukan tinggi muka air banjir (MAB) maksimum yang terjadi selain itu juga dipakai untuk menentukan elevasi muka jembatan.

A

Perencanaan dan analisa struktur bawah, meliputi : 1. Perencanaan perletakan. 2. Perencanaan kepala jembatan dan

penulangannya. 3. Perencanaan pondasi dan penulangannya.

B

Menuangkan bentuk dan analisa struktur dalam gambar teknik.

Finish

Not OK

Kontrol terhadap kekuatan dan

kestabilan

Pengumpulan data dan literature : 1. Data umum jembatan, data eksisting,

data tanah. 2. Buku-buku yang berkaitan. 3 Peraturan peraturan yang berkaitan

Mendesain lay out awal jembatan

Merencanakan dimensi profil jembatan : 1. Penentuan tinggi penampang.

Analisa struktur utama jembatan : 1. Analisa tegangan terhadap berat sendiri,

beban mati tambahan, dan beban hidup. 2. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja. 3. Permodelan struktur dengan program SAP

Start

A B

Menentukan jenis pembebanan jembatan : 1. Beban mati struktur utama. 2. Beban hidup struktur utama. 3. Beban angin struktur utama. 4 B b t kt t

4

3.2 Preliminary Desain Bahan yang akan digunakan dalam perencanaan jembatan:

1. Beton Kekuatan tekan beton (fc’) = 35 MPa

Tegangan leleh (fy) = 360 Mpa 2. Baja

Mutu profil baja BJ 50 dengan : Tegangan leleh (fy) = 290 MPa Tegangan putus (fu) = 500 MPa

3. Direncanakan bangunan atas jembatan menggunakan Rangka Baja Type B standart fabrikasi.

4. Penentuan dimensi tebal minimum plat dengan beton bertulang berdasar BMS 1992 pasal 5.3.2 hlm 5.4

200 ≤ D ≥ 100 + 0,04 L ( D dan L dalam mm ) 5. Profil Lantai direncanakan yang sudah digalvanis

dengan grade 42 sesuai ASTM A572 3.4 Bangunan Atas Jembatan 3.4.1 Pembebanan Pada Struktur Utama Jembatan

1. Aksi dan Beban Tetap

Beban tetap terdiri :

• Berat Sendiri Berat sendiri adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap. • Beban Mati Tambahan Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. • Tekanan Tanah Koefisen tekanan tanah nominal harus dihitung dari sifat – sifat tanah yang ditentukan berdasarkan pada kepadatan, kadar kelembaban, kohesi sudut geser dalam dan sebagainya.

Limit of travelBatas lewat

SurchageBeban tambahan

600 mm

Daerah keruntuhan aktif

Traffic able to travel next to wallLalu lintas bisa lewat disebelah dinding

Aktive failure zone

Limit of travelBatas lewat

SurchageBeban tambahan

Daerah keruntuhan aktifAktive failure zone

Traffic prevented from travelling next to wallLalu lintas dicegah untuk bisa melewati disebelah dinding

Gambar 3.2 Tambahan Beban Hidup

2. Beban Lalu Lintas

• Beban lajur “D”

1. Beban terbagi rata (UDL) dengan intensitas q kPa, dengan q tergantung pada Beban panjang yang dibebani total (L) sebagai berikut:

L ≤ 30m, q = 8 kPa

L > 30m, q = kPaL15

0.58 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +×

2. Beban garis (KEL) sebesar p kN/m, ditempatkan dalam kedudukan sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada arah lalu lintas.

P = 44 KN P = 44 KN/m Adapun pembebanan ini dapat dilihat pada gambar

dibawah :

Intesity q kPaIntensitas q kPa

Intensity p kN/mIntensitas p kN/m

Knife edge loadBeban garis

Direction of trafficArah lalu lintas

UDLBeban tersebar merata

90°

Gambar 3.3 Kedudukan beban lajur “D”

• Beban Truk “T” Beban truk “T” adalah kendaraan berat tunggal dengan

tiga gandar yang ditempatkan dalam kedudukan sembarang pada lajur lalu lintas rencana.

Muatan “T” = 100% ⇒ P = 10 ton

5 8

1.75 m

2.75 m

0.500.50

50 kN 200 kN 200 kN

200 mm

25 kN 500 mm

200 mm

100 kN

2.75 m

500 mm

200 mm

100 kN

200 mm

25 kN

200 mm

500 mm 100 kN

200 mm

500 mm 100 kN

mm

125 mm

125 mm

Kendaraan truck ”T” ini harus ditempatkan di tengah-

tengah lajur lalu-lintas rencana. Jumlah maksimum lajur lalu-lintas rencana seperti tercantum dalam tabel berikut

Type Jembatan (1)

Lebar jalur Kendaraan

(m) (2)

Jumlah Lajur Lalu-Lintas

Rencana

Satu jalur 4.0-5.0 1 Dua arah, tanpa

median 5.5-8.25 11.3-15.0

2 (3) 4

Banyak arah 8.25-11.25 11.3-15.0 15.1-18.75 18.8-22.5

3 4 5 6

5

Tabel 3.1 Jumlah Lajur Lalu-Lintas Rencana 3. Untuk Pejalan Kaki

Semua elemen dari trotoar atau jembatan penyeberangan yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban nominal 5 kPa. Jembatan pejalan kaki dan trotoar pada jembatan jalan raya harus direncanakan untuk memikul beban per m2 dari luas yang di bebani seperti pada Gambar 3.4

Loaded Area : Luas Beban (m2)120100806040200

6

4

2

0

Load

Inte

nsity

: In

tens

itas b

eban

(kPa

) Pejalan kaki yang berdiri sendiri dan bangunan atas jembatanFootbridges and sidewalks independent of road bridge superstructure

bangunan atas jembatanPejalan kaki yang dipasang padaroad bridge superstructureFor sidewalks attached to the

Gambar 3.4 Pembebanan untuk Pejalan Kaki

• Faktor beban Dinamik (DLA)

Faktor beban dinamik berlaku pada “KEL” lajur “D” dan truk “T” untuk simulasi kejut dari kendaraan bergerak pada struktur jembatan.( BMS 1992 ).

Untuk muatan “T” ⇒ DLA = 0,30

Untuk bentang menerus, panjang bentang ekivalen LE diberikan dengan rumus berikut:

maxxLLL evE = (2.1) Dimana : Lev = Panjang bentang rata-rata dari kelompok bentang yang disambung secara menerus. Lmax = panjang bentang maksimum dalam kelompok bentang yang disambung secara menerus. Untuk pembebanan Truk ”T“, DLA diambil 0.3.

Gambar 3.5 Faktor Beban Dinamis untuk KEL

Untuk KEL lajur “D”

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

90m ≤ LE ⇒ DLA = 0.30 3. Aksi Lingkungan

• Beban Angin Perhitungn beban angin sesuai dengan RSNI T-02-2005 pasal 7.6 hlm 34, digunakan rumus sebagai berikut : TAW = 0,0006 CW ( VW )2 Ab Dimana : CW = Koefisien seret

VW = Kecepatan angin rencana (m/dt) untuk keadaan batas yang ditinjau Ab = luas koefisien bagian samping jembatan (m2) Tabel 3.2 Koefisien Seret Cw

Tipe jembatan Cw Bangunan atas masif ; (1), (2) b/d = 1.0 b/d = 2.0 b/d = 6.0

2.1 (3) 1.5 (3) 1.25 (3)

Bangunan atas rangka 1.2 Tabel 3.3 Kecepatan Angin Rencana Vw Catatan :

(1) b = lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran; d = tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang masif

(2) Untuk harga antara dari b/d bisa diinterpolasi linier (3) Apabila bangunan atas mempunyai su

TAW = 0,0012 CW (VW)2

• Beban Gempa Pengaruh beban gempa hanya ditinjau pada keadaan batas ultimate. Pada metode beban statis ekivalen untuk beton rencana gempa minimum sesuai RSNI T-02-2005 pasal 7.7.1 hlm 35. dipakai rumus :

TEQ = Kh I WT

Dimana : Kh = C . S

TEQ = Gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau (KN)

Kh = Koefisien gempa horisontal

W T = Berat total nominal bangunan (KN)

I = Faktor kepentingan

C C = Koefisien gempa dasar untuk daerah waktu

Limit State Keadaan

Batas

Location Lokasi Within 5 km of

the coast Sampai 5 km dari

pantai

> 5 km from the coast

> 5 km dari pantai

Serviceability Daya layan 30 m/s 25 m/s Ultimate 35 m/s 30 m/s

6

kondisi setempat yang sesuai

S = Faktor type bangunan (1-3)

G

Gambar 3.6 Peta Zona Gempa Indonesia • Pengaruh temperatur

Pengaruh temperatur dibagi menjadi 2 yaitu :

Variasi temperatur jembatan rata-rata Variasi temperatur di dalam bangunan

atas jembatan (perbedaan temperatur). • Gaya Rem

(BDM 1992 hlm 2.21) : L ≤ 80 : gaya rem S.L.S = 250 KN

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

L ≤ 180 : gaya rem S.L.S = 500 KN 3.4.2 Aksi-Aksi Lainnya

• Gaya Gesekan • Kombinasi beban

3.5.3 Desain Struktur • Analisa pembebanan menurut yang ada pada

struktur jembatan tersebut. • Analisa struktur dengan manual dan program

Bantu seperti SAP 2000 • Perhitungan plat kendaraan, trotoar dan kerb.

Tebal minimum plat lantai kendaraan adalah : ts ≥ 200 mm ts ≥ (100 + (40 x L)) mm

Dimana : L = Bentang dari plat lantai kendaraan antara pusat tumpuan (m)

• Perhitungan perletakan jembatan 3.5 Bangunan Bawah Jembatan

3.5.1 Perencanaan Abutmen 1. Perencanaan abutment

Beban dari bangunan atas Berat sendiri abutment Beban tekanan tanah aktif Beban gempa REM

2. Perhitungan gaya gaya dalam Gaya vertikal akibat DL gelagar dan LL

(UDL x kejut, KEL x kejut)

Gaya horisontal akibat beban gempa dan REM

Momen yang terjadi akibat gaya vertikal dan horisontal

3. Penulangan abutment Perhitungan penulangan plat vertikal

Mu = Mmax Rn =

2.*

dbM

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−−

=

'2,1

'.

.*..4,2).(.

2

2

22

fcfsyK

fcfsy

dbMKfsyKfsyK

RC

RC

RC

RC

ρ

( BMS Pasal 5.4 Hal. 5 – 13 ) ρ min = 1,4/fsy

ρ min > 2bdAst .............digunakan ρ min

As = ρ b d

Perhitungan penulangan konsol pendek Vu = Vu1+Vu2 Nuc = 0,2 Vu

Vn = φVv

Avf = µ.fy

Vn

Tulangan Af yang dibutuhkan untuk menahan momen Mu adalah Mu = 0,2 Vu + Nuc (h-d)

Rn = 2.*

dbM

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−−

=

'2,1

'.

.*..4,2).(.

2

2

22

fcfsyK

fcfsy

dbMKfsyKfsyK

RC

RC

RC

RC

ρ

( BMS Pasal 5.4 Hal. 5 – 13 ) ρ min = 1,4/fsy

ρ min > 2bdAst .............digunakan ρ min

Af = ρ b d Tulangan tarik An = Nuc / (Φ.Fy) Tulangan utama total

Klasifikasi Jembatan

Umur Rencana

Kalikan KU Dengan

Aksi Tetap

Aksi Transien

Jembatan sementara

20 tahun 1,0 0,87

Jembatan Biasa 50 tahun 1,0 1,00Jembatan Khusus

100 tahun

1,0 1,10

7

As = Af + An

As = AnAvf+

3.2

Asmin = minρ . b d

Ah = 3

Avf

4. Penggambaran hasil perhitungan 5. Penulisan hasil analisis

3.5.2 Perencanaan Pondasi Tiang 3.5.2.1 Pemilihan Tiang Pancang

Faktor yang mempengaruhi dalam pemilihan tiang pancang yang dipergunakan di struktur bangunan ini adalah : 1. Diusahakan dengan harga yang termurah. 2. Kemampuan menembus lapisan tanah keras tinggi,

untuk menghindari terjadinya tekuk. 3. Mampu menahan pemancangan / pemukulan yang

keras, agar tidak hancur ketika pemancangan berlangsung

Gambar 3.7 Contoh – Contoh Pondasi Bila Lapisan Pendukung Pondasi Cukup Dangkal

Perencanaan pondasi harus diperhitungkan terhadap daya dukung tiang :

Daya dukung tiang individu berdasarkan :

• Kemampuan bahan. Rumus : Qbahan = A x fc’

Dimana : Qbahan = daya dukung tiang

A = luas penampang

fc’ = mutu bahan

• Effisiensi tiang dengan menggunakan persamaan conversi Labarre :

Rumus : Ek = 1 – ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −+−

xmxnnmmn

90)1()1(

θ

Dimana : Ek= effisiensi tiang individu

m = jumlah baris

n = jumlah tiang per baris

θ = arc tan d/s d = dimensi tiang

s = jarak antar tiang

• Daya dukung tiang

Rumus : Qtiang = SF

xJHPSFAxC )()( φ

+

Dimana : Qtiang = daya dukung tiang individu

A = luas penampang

C = harga conus

∅ = keliling tiang

JHP = jumlah hambatan pelekat

SF = angka keamanan yang besarnya masing – masing 3 dan 5

• Perhitungan jarak tiang pancang

Rumus : 2,5D ≤ S ≤ 3D

Perhitungan jarak tiang pancang ke tepi poer

Rumus : 1,5D ≤ S1 ≤ 2D

• Perkiraan jumlah tiang pancang

Rumus : ijinP

Pn ∑=

Dimana : n = jumlah tiang ∑P = jumlah beban vertikal

ijinP = daya dukung ijin (diambil nilai terkecil dari Qbahan dan Qtiang) • Daya dukung tiang dalam group

Rumus :

Pgroup = η x P ijin

Dimana :

Pgroup = daya dukung tiang

Pijin = daya dukung tiang individu

η = effisiensi tiang individu • Beban maksimum yang diterima tiang dalam kelompok tiang

Rumus :

∑∑∑ ×

±×

±= 22

maxmax

yyM

xxM

nP

P xysatu TP

Dimana : ∑P = jumlah beban vertikal

n = jumlah tiang

Mx = My= momen yang bekerja diatas poer

x,y = jarak dari sumbu tiang ke titik berat

susunan kelompok tiang

8

BAB IV PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN DAN

TROTOAR 4.1 Perencanaan Lantai Kendaraan

Menurut BMS 1992 Pasal 6.7.1.2 untuk tebal minimum pelat minimum pelat lantai kendaraan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

d4 = 5d3 = 20

balokmemanjang

b1= 120

aspal

beton

balok melintang

Gambar 4.1 Lantai Kendaraan

mm148(1,20)40100b40100tsmm200ts

1 =+=+≥

≥

Jadi dipakai tebal pelat = 200 mm Dimana : ts = tebal pelat lantai kendaraan b1 = bentang pelat lantai antara pusat tumpuan

Direncanakan pelat lantai kendaraan dari beton dengan ketebalan 20 cm. 4.1.1 Pembebanan a. Beban Mati

• Berat sendiri pelat = 0,2 x 2.400 x 1 x 1,3 = 624 kg/m

• Berat aspal = 0,05 x 2.200 x 1 x 1,3 = 143 kg/m

• Berat air hujan = 0,05 x 1.000 x 1 = 50 kg/m Qd (u) = 817 kg/m

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

BMS pasal 2.3.4.1 • Dengan factor kejut (DLA = Dynamic Load

Allowance) = 0,3 ..... BMS pasal 2.3.6 Total muatan : T = ( 1 + 0,3 ) x 100 = 130 kN = 13.000 kg

4.1.2 Penulangan Lantai Kendaraan • Faktor beban MS

UK = 1,3 ..... (beton di cor setempat) • Faktor beban TT

UK = 2 ..... (beban truck) • Qd (u) = 817 kg/m • Tu = 2 x T = 2 x (13.000) = 26.000 kg

4.1.2.1 Penulangan Arah Melintang Untuk b1 = 120 cm

- 1 / 1 0- 1 / 1 0

+ 1 / 8

b 1b 1

+ 1 / 8

- 1 / 1 0

Gambar 4.2 Momen Distribusi Arah Melintang Dipakai tulangan D19 – 120 (As = 2361,54 mm2)

As’ = ρ’ x b x d = 0,0088 x 1.000 x 150,5 = 1324,4 mm2

Dipakai tulangan D19 – 200 (As’ = 1416,93 mm2)

h =200

b =1000

D19 - 200

d = 150.5

40 d"

D19 - 120

Gambar 4.3 Penulangan Arah Melintang

4.1.2.2 Penulangan Arah Memanjang Dipasang tulangan susut dan suhu dengan ketentuan sebagai berikut : (SNI 03 – 2847 – 2002 Psl. 9.12) As min = 0,00188 x 1.000 x 150,5 = 282,94 mm2 Dipakai tulangan D8 – 170 (As = 295,53 mm2 )

h= 200

b =1000

D19 - 200

d = 150.5

40 d"

D19 - 120

D8 - 170

Gambar 4.4 Penulangan Arah Memanjang

4.1.3 Kekuatan Pelat Lantai Terhadap Geser Kekuatan geser ultimate dari pelat lantai kendaraan didasarkan pada persamaan berikut : (BMS 6.7.2.3) Vuc = ( )cpσ0,3fcvdxu + Dengan :

fcv = fc'0,34fc'xhβ

210,17 ≤+ ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

Dimana : u = panjang efektif dari keliling geser kritis. d = tinggi efektif, diambil rata – rata di sekeliling

garis keliling geser kritis. β h = perbandingan antara dimensi terpanjang dari

luas efektif yang dibebani Y, dengan dimensi X, diukur tegak lurus Y.

Beban T yang bekerja sebesar 100 kN, dengan luas bidang kontak roda 20 x 50 cm. Beban pada saat ultimate dengan faktor beban 2 dan faktor beban dinamis 0,3 sebesar = (100 + (1 + 0,3)) x 2 = 260 kN. Lintasan kritis yang terjadi sesuai ketentuan BMS 1992 (Ps.6.7.2 )

b1 = 120 b1 = 120

9

50 cm 45° ( arah penyebaran bebanT = 100 kN x 1,3 )

d3

d020

50 d3/2

b0

luas bid. kontak roda

keliling kritis

arah kendaraan

d3/2

d3/2

d3/2

Gambar 4.5 Lintasan Kritis

Dari gambar di atas maka :

cmd 5,12225

23

==

bo = 700 cm do = 400 cm u = 2 x (700 + 400) = 2200 mm β h = 50 / 20 = 2,5 d = 200 mm

fcv = 35x2,52

10,17 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

+

= 35x0,34N/mm1,810 2 < = 2,011 N/mm2 (OK) Vuc = 0)x0,3(1,810x200x2.200 + = N796400 = 796,4 kN Gaya geser ultimate = 260 kN ≤ Vuc = 796,4 kN → OK!! 4.2 Perencanaan Trotoar 4.2.1 Perhitungan Trotoar a. Data – data perencanaan :

• Lebar trotoar = 1 m • Tinggi pelat trotoar = tinggi kerb = 20 cm • Mutu beton fc’ = 35 MPa • Mutu baja fy = 360 Mpa

Gambar 4.6 Trotoar

Dipakai tulangan D16 – 250 (As = 804,2 mm2)

As’ = dxbxρ' = 0,0026 x 1.000 x 172 = 447,2 mm2 Dipakai tulangan D16 – 400 (As = 502,4 mm2) Untuk tulangan susut : As = 0,00188 x 1.000 x 172 = 323,36 mm2 Pakai tulangan D8 – 150 (As = 334,93 mm2)

h =200

b =1000

D16 - 400

d = 172

40 d"

D16 - 250

D8 - 150

Gambar 4.7 Penulangan Trotoar

BAB V

PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN

Untuk perencanaan gelagar jembatan ini menggunakan profil baja dengan mutu BJ 50, dengan ketentuan sebagai berikut :

Tegangan leleh → fy = 290 Mpa Tegangan ultimate → fu = 500 MPa Modulus Elastisitas → E = 2,1 x 106 kg/cm2

5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang

500

Gelagar Memanjang

d4d3

Gambar 5.1 Detail Perencanaan Gelagar

Untuk perencanan gelagar memanjang dipilih profil WF dengan dimensi : 450 x 300 x 10 x 15

5.1.1 Pembebanan a. Beban Mati

• Berat pelat beton = d3 x b1 x γbeton x MS

UK …BMS 1992 Pasal 2.2.2 tabel 2.1

= 0,2 x 1,20 x 2.400 x 1,3 = 748,8 kg/m • Berat aspal

= d4 x b1 x γbeton x MSUK …BMS 1992 Pasal

2.2.2 tabel 2.1 = 0,05 x 1,20 x 2.200 x 1,3 = 171,6

kg/m • Berat bekisting

= g x b1 x MSUK …BMS 1992 Pasal 2.2.2

tabel 2.1

15 kN/m

10

= 50 x 1,20 x 1,4 = 84 kg/m • Berat sendiri balok

= g x MSUK …BMS 1992 Pasal 2.2.2 tabel 2.1

= 106 x 1,1 = 116,6 kg/m Qd (u) = 1.121 kg/m

• MD = 2lx(u)Qdx81

= 25x1211x81 = 3503,13 kgm

b. Beban Hidup • Beban terbagi rata (UDL)

Menurut ketentuan BMS 1992 pada pasal 2.3.3.1 untuk :

kPaL15

0,58,0q;m30L

kPa8,0q;m30L

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +=>

=≤

QL = 800 x 1,2 x 2 = 1920 kg/m = 19,2 kN/m

• Beban garis (KEL) P = 44 kN/m = 4.400 kg/m LE = L = 60 m → (untuk bentang tunggal) Untuk LE = 60 m, dari gambar 2.8 BMS 2.3.6 didapatkan harga DLA = 30 %, maka beban yang bekerja dengan adanya faktor kejut DLA adalah : P1 = (1 + DLA) x P x b1 x TD

UK = (1 + 0,3) x 44 x 1,2 x 2 = 137,28 kN = 13.728 kg

λ

λ

1/4P gp.Mc

qL1

(m)

C

A B

Gambar 5.2 Pembebanan Akibat Beban KEL

1LM = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ + λxPx

41

λxQx81

1L2

= ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ + 5x13.728x

41

5x1920x81 2

= 23.160 kgm

c. Momen akibat beban truck ”T” T ( 1 + 0,3 )

gp.Mc1/4 λ

Gambar 5.3 Pembebanan Akibat Beban Truck

2LM = UTT

Kxλx41x)0,31(T +

= 2x5x41x)0,31(x100 +

= 325 kNm = 32.500 kgm Karena ML1 < ML2 , maka dipakai momen akibat beban hidup yaitu ML = 32.500 kgm

5.1.2 Kontrol kekuatan lentur Mu = φ Mn (3503,13 + 32.500 ) x 100 = 0,9 x 2.900 x Zx 3.600.312,5 = 2.610 Zx Zx ≥ 1.409,63 cm3 → (Anggap kompak)

5.1.2.1 Kontrol penampang :

a. Badan :

h = d – 2 ( t f + r ) = 434 - 2 ( 15 + 24 ) = 356 mm

twh ≤

fy1.680

10356 ≤

2901.680

35,6 ≤ 98,653 → OK !! b. Sayap :

f

f

t2b

≤ fy

170

15x2299

≤ 290

170

9,967 ≤ 9,983 → OK !! Penampang kompak : Mnx = Mpx

5.1.2.2 Kontrol tekuk lateral : Dipasang shear connector praktis sejarak 120 cm sebagai pengaku arah lateral.

• LP =1,76 x fyE

yi = 290

210.000x04,7x1,76

= 333,423 cm • LB = 120 cm ⇒ LP > LB (Bentang

Pendek) • Mnx = Mpx Mp = Zx x fy = 2.287 x 2.900 = 6.632.300

kgcm • ΦMn ≥ Mu

0,9 x 6.632.300 ≥ 3.600.656 5.969.070 ≥ 3.600.312,5 ⇒ OK !!

5.1.3 Kontrol lendutan Persyaratan untuk lendutan per bentang memanjang (L = 5 m) a. Lendutan ijin :

11

• ijin∆ = λ800

1 = 005x800

1 = 0,625 cm

..... (BMS 6.8.2) b. Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :

• )kel(udl∆o+ =

x

L

IEλQ

3845 4

+ x

1

IELP

481 3

= 800.46x10x2,1

)500(x2,91384

56

4

+

800.46x10x2,1)500(x

481

6

313728

= 0,15 + 0,36 = 0,51 cm c. Lendutan akibat beban truck :

• )T(o∆ =

xIEλP

481 3

= 800.46x10x2,1)500(x000.31

481

6

3

= 0,34 cm

Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat beban hidup = 0,51 cm

• )kel(udl∆o+ ≤ ijin∆

0,51 ≤ 0,625 ⇒ OK !! 5.1.4 Kontrol geser a. Untuk beban hidup ( UDL + KEL ) menentukan :

• Va max = ( ) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+ λx

21

xQ1xP L11

= ( ) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+ 5x

21

x2,191x 137,28

= 185,28 kN = 18.528 kg b. Untuk beban T menentukan :

• Va max = ( ) 2x1x0,31xT + = ( ) 2x1x0,31x100 + = 260 kN = 26.000 kg

Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban T sebesar 13.000 kg.

• wth ≤

fy1.100

10356 ≤

2901.100

35,6 ≤ 64,594 ⇒ Plastis!! • Vu ≤ Vnφ

Vu ≤ 0,6 x fy x Aw → Aw = d x tb 26.000 kg ≤ 0,9 x 0,6 x 2.900 x 43,4 x 1 26.000 kg ≤ 67.964,4 kg ⇒ OK!! Jadi profil 450 x 300 x 10 x 15 dapat dipakai

5.2 Perencanaan Gelagar Melintang Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih profil :

WF 900 x 300 x 18 x 34 a. Beban Mati

Sebelum komposit

b1berat b. memanjang

BA B

q1

Gambar 5.6 Pembebanan Gelagar Melintang

QD1 = 4.270,43 kg/m

• )U(D1Q = D1Q = 4.270,43 kg/m

• Q1M = 2)U(D1 BxQx

81

= 29xx81 4.270,43

= 43238,14 kgm Sesudah komposit

aspalkerb

0,2 m

1 m

B

A B1 m

Gambar 5.7 Pembebanan Gelagar Melintang

Beban mati = QD2 = 3835 kg/m MQ2 = (RA x 4,5) – (31,2 x 1 x 4) – (7,15 x 3,5 x 1, 75) = (56,225 x 4,5) – (31,2 x 1 x 4) – (7,15 x 3,5 x 1,75) = 84,419 kNm = 8.441,9 kgm b. Beban Hidup

• Beban terbagi rata (UDL) qUDL = q x λ = 800 x 5 x 2 = 8.000 kg/m

• Beban garis (KEL) Beban P = 44 kN/m = 4.400 kg/m dengan faktor DLA = 0,3 Maka beban KEL yang bekerja adalah :

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

5,5 m

lebar 2 jalur kendaraanB (m)

1 m

100% D

50% D

BA

gp.Mc

C

Gambar 5.8 Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL

Q2

b = 9 m

9 m

12

Beban ”D” = Beban UDL + Beban KEL = (8.000 + 11.440) = 19.440 kg/m - q1 = 100 % x 19.440 = 19.440 kg/m - q2 = 50 % x 19.440 = 9.720 kg/m

Mmax L1 = 177.086,25 kgm c. Beban truck “T’

1,75 m T = 100 x 1,3

B (m)

1,75 m1 m

TTT

A B

gp.Mc

C

Gambar 5.9 Pembebanan Akibat Beban Truck

(kondisi a) Mmax L2 a = 162.500 kgm

B (m )BA

g p .M c

C

1 ,7 5 m

T T

Gambar 5.10 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi b)

Mmax L2 b = VA x 4,5 – T (0,875) = 26.000 x 4,5 – 26.000 x (0,875) = 94.250 kgm Dipakai Momen beban truck kondisi a = 201.500 kgm

Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang memberikan Mmax terbesar yaitu : M max L1 = 177.086,25 kgm 5.2.1 Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton

• be1 ≤ S ≤ 500 cm

• be2 ≤ 4L

≤ 4

900 = 225 cm

Dimana : S = Jarak antar gelagar melintang L = Lebar jembatan Untuk lebar effektif pelat beton diambil yang terkecil yaitu 225 cm.

5.2.2 Check Kriteria Penampang h 1100 788 1100tw fy 18 290

64.6 OK PLASTIS≤ => ≤ => 43.78 ≤

5.2.3 Menentukan letak garis netral • Luas beton :

AC = beff x tb = 2.250 x 200 = 450.000 mm2 = 4.500 cm2

• Luas baja : AS = 364 cm2

Es = 2,1 x 10 6 kg/cm2 = 210.000 MPa EC = fc'4.700

= 357004. = 27.805,575 MPa

n = EcEs =

27.805,575210.000 = 7,552

• Luas konversi beton terhadap baja = 2cm868,955

7,552nAc 4.500

==

• Luas total AT = n

Ac + As = 595,868 + 364 =

959,868 cm2

dt = ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +

2tb

2d = ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ +

220

291,2 = 55,6 cm

dt x As = AT x dc Dimana :

dc = TA

dtxAs = 959,868

55,6x364 = 21,05 cm

ds = dt – dc = 55,6 – 21,05 = 34,55 cm

dt = 55,6 cm

ds = 34,55 cm

Yaa =11,05 cm

Yba = 31,05 cm

Yab = 80,15 cm

dc = 21,05 cm

Grs. Netralsetelah komposit

Grs. Netralsebelum komposit

Gambar 5.11 Garis Netral

Ic = Iprofil + ( As x ds2 ) + nIc + ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ 2dcx

nAc

= 498.000 + ( 364 x 34,552 ) + 7,552

20x225x121 3

+

(595,868 x 21,052 ) = 264.030,629,862.914.507,7134498.000 +++ = 1.216.400,6 cm4

Yab = dprofil + ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ tb

21 - dc

= 91,2 + ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ 20x

21 - 21,05 = 80,15 cm

Wab = abY

Ic = 80,15

61.216.400, = 15.176,551 cm3

Yaa = dc - ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ tb

21 = 21,05 - ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ 20x

21 =

11,05 cm

13

Waa = aaY

Ic =

11,0561.216.400, = 110.081,502cm3

Yba = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+ tb

21

dc = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+ 20x

21

21,05 = 31,05 cm

Wba = baY

Ic =

31,0561.216.400, = 39.175,543 cm3

a. Momen sebelum komposit : Mtot1 = MQ1 = 42.291,446 kgm

σsebelum komposit = x

tot

S1M =

10.90064.229.144, = 387,995 kg/cm2

b. Momen setelah komposit : Mtot2 = MQ2 + Mmax L1

= 8.441,9 + 177.086,25 = 185.528,15 kgm = 18.552.815 kgcm

σab = ab

tot2

WM

= 15.176,55118.552.825 = 1.222,465 kg/cm2

σaa = aa

tot2

WM

= 2110.081,50

18.552.825 = 168,537 kg/cm2

σba = n1x

WM

ba

tot2 = 7,552

1x39.175,54318.552.825 = 62,709

kg/cm2

1.222,465 kg/cm2

62,709 kg/cm2168,537 kg/cm2387,995 kg/cm2

1610,46 kg/cm2

556,532 kg/cm2

387,995 kg/cm2

62,709 kg/cm2

Gambar 5.12 Tegangan Komposit

5.2.5 Gaya Geser a. Gaya geser sebelum komposit.

q D1 = 4.176,933 kg/m

BA B

gp.vA Gambar 5.13 Beban Merata Geser Sebelum Komposit • Σ MB = 0

VA x 9 - QD1 x 9 x 4,5

Va = 9

4,5 x 9 4.176,933x = 18.796,19 kg

b. Gaya geser setelah komposit.

q

B

aspal

Gambar 5.14 Beban Merata Geser Setelah Komposit

VA = 56,225 kN = 5.622,5 kg

c. Gaya geser akibat beban hidup Gaya geser maksimum diperoleh jika UDL + KEL tidak simetris.

B

A Blebar 2 jalur kendaraan

100% D50% D

gp.VA

Gambar 5.15 Gaya Geser Akibat UDL + KEL Tak Simetris

• Σ MB = 0

VA x 9 – q1 x 5,5 x 5,25 – q2 x 1,5 x 1,75 = 0 Va = ( ) ( )

91,75x1,5x720.95,25x5,5x 19.440 +

= 9

586845 = 65.205 kg

5.2.6 Kontrol Lendutan Persyaratan untuk lendutan (L = 9 m)

• ijin∆ = L800

1 = 009x800

1

= 1,125 cm .....(BMS 6.8.2) • Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :

- ∆0(UDL + KEL) =

xIEλQ

3845 4

L

= 498.000x10x2,1

)(900x2,97384

56

4

= 0,794 cm < ijin∆ = 1,125 cm.............OK

Jadi profil 900 x 300 x 18 x 34 dapat dipakai

5.3 Perhitungan Shear Connector Untuk jarak perhitungan shear connector (BMS

7.6.8.3) tidak boleh melebihi nilai sebagai berikut

BA9 m

14

• 600 mm • 2 x tebal lantai • 4 x tinggi shear connector

Tinggi minimum dari paku shear connector adalah 75 mm dan jarak antara paku shear connector dengan ujung flens gelagar tidak boleh kurang dari 25 mm. Untuk diameter paku shear connector tidak boleh melebihi :

• 1,5 x tebal plat flens bila plat memikul tegangan tarik. • 2,0 x tebal plat flens bila tidak terdapat tegangan tarik.

Digunakan shear connector jenis paku / stud dengan data – data sebagai berikut :

• Diameter = 25 mm < 1,5 x 34 = 51 mm • Tinggi total = 100 mm • Jarak melintang antar stud = 130 mm • Kuat beton fc’ = 35 MPa → σc = 0,4 fc’

σC = 0,4 x 35 = 14 Mpa 5.3.1 Kekuatan Stud Connector (Q)

Ec = 0,041 W 1,5 'fc

= 0,041 x 24001,5 x 35 = 28.519,03 Mpa

Gambar 5.15 Stud connector

Qn = 0,5 Asc (fc’.Ec)0,5

= 0,5 x (0.25 x 3,14 x 252) x (35 x 28.519,03)0,5

= 245087,45 N

Asc x fu = 490,63 x 500 = 245315 N Qn ≤ Asc x fu 245087,45 N ≤ 245315 N............................OK Vh = C Ac = beff x tb = 2250 x 200 = 450.000 mm2

C1 = As.fy = 36400 x 290 = 10.556.000 N C2 = 0,85 fc’.Ac = 0,85 x 35 x 450000 = 13.387.500 N

C3 = ∑=

N

n

Qn1

( untuk komposit penuh C3 tidak menentukan) C = C1 ( menentukan )

Jumlah stud Connector ( n ) = 07,4345,245087

10556000==

QnVh

≈ 45 buah

Jadi jumlah shear connector stud yang dibutuhkan sepanjang balok adalah :

2n = 2 x 45 = 90 buah Jarak shear connector = 900/45 = 20 cm

5.3.2 Jarak Pemasangan Shear Connector S = 200 mm

WF 900 x 300 x 18 x 34

d = 25 mm

912

200 200 200 20086 86130

Gambar 5.16 Pemasangan stud connector

BAB VI KONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA

6.1 Umum a. Beban Mati (Untuk Satu Rangka)

• Berat trotoar Berat pelat trotoar = 3120 kg/m

• Berat pejalan kaki Beban nominal trotoar = 5 kPa = 500 kg/m2 (akibat pejalan kaki) ..... (BMS 2.3.9) = q x λ …………..…(BMS 2.3.9) = 500 x 5 = 2500 kg/m

QD1 = 5620 kg/m Beban PD1 = 1 m x 5620 kg/m = 5.620 kg

• Berat pelat lantai kendaraan

Beban PD2 = 9x3120x21

= 14.040 kg • Berat gelagar melintang → (g = 286 kg/m)

Beban PD3 =

1,1x9x286x21

= 1.415,7 kg • Berat gelagar memanjang → (g = 106 kg/m)

Beban PD4 =

1,1x9x5/1,2x106x21

= 2186,25 kg • Berat aspal

Beban PD5 = 7x715x21

= 2.502,5 kg

15

Jadi PD TOT = ( PD1 + PD2 + PD3 + PD4 + PD5 ) = (5.620 + 14.040 + 2186,25 + 1.765,5 + 2.502,5) = 26.114,25 kg

Jadi P mati = 26.114,25 kg P rangka adalah beban yang diakibatkan berat sendiri struktur rangka batang tersebut Direncanakan profil :Horisontal Atas = WF 400 x 400 x 20 x 35 :Horisontal Bawah = WF 400 x 400 x 20 x 35 :Diagonal

Tepi (frame 4, 5 dan 36, 37) = WF 400 x 400 x 21 x 21

Tengah (frame 6 -35) = WF 400 x 400 x 15 x 15

Berat Rangka Total = 99715,53 kg Berat Pelat penyambung + Ikatan angin = 20% x Berat Rangka = 20 % x 99715,53 = 19.943,11 kg Prangka total = 99.715,53 + 19.943,11 = 119.658,64kg

Prangka = 119.658,64: (12 x 2) = 4.985,77 kg P = Pmati + Prangka

= 26.114,25 + 4.985,77 = 31.100,03 kg

Gaya batang Akibat Beban Mati P

1

2

34 5 6

1'

2'

3'4'5'6'

P/2 P P P P P P P P P P P P/2

b. Beban Hidup

• Beban terbagi rata (UDL) Beban yang bekerja : QUDL = q x λ x U

TDK = 800 x 5 x 2 = 8.000 kg/m

A B

qq

9.0

1.0 5.5

m

mm m m

12

1.5 1.0

Gambar 6.2 Pembebanan Akibat UDL

- q1 = 100 % x UDL = 100 % x 8.000 = 8.000

kg/m - q2 = 50 % x UDL = 50 % x 8.000 = 4.000

kg/m • Beban garis (KEL)

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

A B

qq

9.0

1.0 5.5

m

mm m m

12

1.5 1.0

Gambar 6.3 Pembebanan Akibat Beban ”D”

Jadi : VUDL = 26.833,33 kg

VKEL = 38.237,5 kg V UDL = 26.833,33 kg (dibebankan pada titik

simpul sepanjang bentang)

V KEL = 38.237,5 kg (dibebankan pada titik terkritis)

1

2

34 5 6

1'

2'

3'4'5'6'

VUDL/2 VUDL VUDL /2VUDL VUDL VUDL VUDL VUDL VUDL VUDL VUDL VUDL VUDL

Gambar 6.4 letak beban P (hidup) pada rangka utama d. Beban Angin

Menurut BMS’92 gaya nominal ultimate pada bangunan atas : TEW = 0,0006 x CW x VW

2 x Ab ....... (kN) Dimana : CW = Koefisien seret (tabel 2.9 BMS’92) = 1,2 (bangunan atas rangka) VW = Kecepatan angin rencana = 30 m/det. (>5 km

dari pantai) Ab = Luas ekivalen bagian samping jembatan (m2). TEW = 0,0012 x CW x VW

2 ...... (kN/m)

Wb

Wa

Wb

LEA CORP

TEW1

Wa

Gambar 6.5 Beban Angin Pada Konstruksi Jembatan

W

W

Wa

W

LEA CORP

TEW2

a

bb

Gambar 6.6 Beban Angin Pada Konstruksi Beban Hidup

100% D 50% D

16

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

= 30 % x (12 λ + 11 λ) x 2h

= 30 % x {(12 x 5) + (11x5)} x224,9

= 159,39 m2

Beban konstruksi lantai kendaraan : TEW1 = 0,0006 x 1,2 x 302 x 159,39 = 103,29 kN Beban hidup : TEW2 = 0,0012 x 1,2 x 302 = 1,296 kN/m Beban Ikatan angin Atas : Wa =

λΣ+1

1 xxTCDAB

CDEW

= 5560

55+

x 103,29 x 111

= 4,49 kN

Beban Ikatan Angin Bawah : Wb1 =

λΣ+1

1 xxTCDAB

ABEW

= 5560

60+

x 103,29 x 121

= 4,49 kN Wb2 = λ x TEW2 = 5 x 1,296 = 6,48 kN Wb = Wb1 + Wb2 = 4,49 + 6,48 = 10,97 kN

e. Beban Gempa Wn total : • Berat plat lantai kendaraan

= 0,2 x 9 x 60 x 2.400 = 259.200 kg • Berat trotoar

= 2 x 0,2 x 1 x 60 x 2.400 = 57.600 kg • Berat aspal

= 0,05 x 7 x 60 x 2.200 = 46.200 kg • Berat gelagar memanjang

= 106 x 60 x 8 = 50.880 kg • Berat gelagar melintang

= 286 x 9 x 13 = 33.462 kg • Berat Struktur Utama

- Horisontal atas = 2 x (11 x 5,04 x 283) = 31.379,04 kg - Diagonal

Tepi : = 2 x (4 x 6,78 x 197) = 10.685,28 kg

Tengah : = 2 x (20 x 8,84 x 140) = 49.504 kg - Horisontal bawah = 2 x (12 x 5 x 283) = 33.960 kg

= 572.870,32kg

Berat ikatan angin atas, ikatan angin bawah, berat gelagar memanjang, dan berat sambungan diasumsikan menerima beban sebesar 10% dari berat pelat beton. = 10 % x 259.200 = 25.920 kg

Maka WTOT = 572.870,32 + 25.920 = 598.790,32 kg • Koefisien dasar gempa ”C”

T = 43

H0,085 (bangunan baja) Dimana : H = Tinggi dasar bangunan ke level tertinggi (ft) Maka :

T = 0,085 x ( ) 43

4,92 = 2,533 Dalam perencanaan ini, lokasi terletak di pulau Jawa maka termasuk ke dalam zone gempa daerah 4.Untuk tanah zona gempa (gambar 2.15 BMS ’92) tanah sedang didapat : C = 0,18 WTP = Wm tot = 788,41 ton

• Faktor tipe bangunan ”S” S = 1F F = 1,25 – 0,025 n Dimana : n = Jumlah sendi yang menahan deformasi arah lateral. F = (1,25 – 0,025 x 2) = 1,2 ≤ 1,0 Maka → S = 1,0

• Faktor kepentingan ”I” Berdasarkan BMS 2.4.7.3 tabel 2.13 Digunakan Iminimum = 1,0

• Perhitungan beban geser gempa

WTP = 4

788,41 = 197,1 ton

TEQ = kh x I x WTP → kh = C x S = C x S x I x WTP = 0,18x 1,0 x 1,0 x 197,1 = 35,478 ton = 33.757 kg Gaya Geser Total arah memanjang TEQ = 35478 kg = 35,478 ton F(y) Q = 0,5 TEQ = 17,739 ton Gaya Geser Total arah melintang TEQ = 35478 kg = 35,478 ton F(x) Q = TEQ

= 35,478 ton

17

Gaya batang kombinasi Pembebanan terdiri dari Beban mati, Beban hidup dan

Beban angin: Dari Hasi analisa menggunakan SAP 2000 didapatkan gaya batang terbesar sebesar : Batang Horisontal atas (frame 38 - 48) :

- tekan max = 629216,83 kg Batang Horisontal bawah (frame 49 - 60) :

- tarik max = 616514,76 kg Batang Diagonal tepi (frame 4, 5 dan 36, 37):

- tekan max = 379931,43 kg - tarik max = 324722,04 kg

Batang Diagonal tengah (frame 6 -35) : - tekan max = 248840,3 kg - tarik max = 220643,98 kg

6.3 Desain Rangka dan Kontrol Stabilitas Profil DESAIN PROFIL: 6.3.1 Batang Horisontal Atas Dari hasil SAP 2000, Pu = -629216,83 kg Direncanakan profil: WF 400 x 400 x 20 x 35 o Kontrol Kelangsingan

4,484,104,503

===iyLkλ < 240……………… OK!

o Kontrol Kekuatan Batang Tekan Batas Leleh Pu = Ø fy Ag = 0.9 x 2900 x 360,7 = 941427 kg > 629216,83 kg ………………. OK ! Batas Putus Pu = Ø Fu An U = 0.75 x 5.000 x 345,7 x 0,9 = 1166737,5 kg > 629216,83 kg………………. OK ‼ 6.3.2 Batang Horisontal Bawah Sehingga diperoleh Batang tarik Pu = 616514,76 kg Direncanakan profil: WF 400 x 400 x 20 x 35 o Kontrol tekuk Elastis

07,484,10

500===

iyLkλ < 40………………………..OK

o Kontrol Penampang

h 314tw 20 h OK !!

665 tw290

bf 4052.tf 70 bf < OK !!

250 2.tf290

}

} λR

λR=

15.70==<

λR = = 39.05

λR

5.79==

14.68=

o Kontrol Kelangsingan Struktur Cek : Ф Pn ≥ Pu

0,9 ≥kg ≥ kg OK!!

891669,05 616514,76757918,7 616514,76

6.3.3 Batang Diagonal o Batang Diagonal Tepi Batang tekan Pu = -366218,72 kg Direncanakan profil: WF 400 x 400 x 21 x 21 o Kontrol tekuk Elastis

20053,6975,9

9,677<===

iyLkλ

o Kontrol Penampang h 314

tw 21 h OK !!665 tw290

bf 4082.tf 42 bf < OK !!

250 2.tf290

λR

9.71==

14.68==

14.95==<

λR = = 39.05

}

} λR

λR

o Kontrol Kelangsingan Struktur

67817.56789.75

λ fy 69.5 290π E 3.14 210000

= 0.82

1.6 - 0.67 λcfy 2900w 1.36

= 1.36

} λ = 69.5== 69.5

λx = = 38.7

λy

λmax = =λy 69.5 => λc = =

w ==> 1.43<

Pn = Ag = 251

0.25 1.2<

533309.52 kg

λc

=

Cek : Ф Pn ≥ Pu0,85 ≥

kg ≥ kg OK !!533309,52 366218,72

453313,09 366218,72

o Batang Diagonal Tengah Batang tekan Pu = -248840,3 kg Direncanakan Profil :WF 400 x 400 x 15 x 15 o Kontrol tekuk Elastis

20064,9254,9

75,883<===

iyLkλ

o Kontrol Penampang

18

500L

=∆

h 314tw 15 h OK !!

665 tw290

bf 4022.tf 30 bf < OK !!

250 2.tf290

}

} λR

λR=

20.93==<

λR = = 39.05

λR

13.40==

14.68=


88416.68849.54

λ fy 92.6 290π E 3.14 210000

= 1.1

1.6 - 0.67 λcfy 2900w 1.65

Cek : Ф Pn ≥ Pu0.85 ≥

kg ≥ kg OK !!

= 1.65

} λ = 92.6== 92.6

λx = = 53.2

λy

λmax = =λy 92.6 => λc = =

w ==>1.43

313425.2 248840.3266411.42 248840.3

<

Pn = Ag = 179

0.25 1.2<

313425.2 kg

λc

=

6.4 Kontrol Lendutan Syarat lendutan rangka batang pada BMS 7- K7 pasal 7.2.3.3 adalah sebesar Dari hasil SAP 2000 didapatkan lendutan Sebesar = 0.108731 m = 10,8 cm < 12 cm..............................OK

BAB VII KONSTRUKSI SEKUNDER

7.1 Ikatan Angin Atas

IKATAN ANGIN ATAS

PLAT SIMPUL

2,71 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 5,41 KN 2,71 KN

Gambar 7.1 Ikatan Angin Atas

• Beban ikatan angin atas (Wa)

Wa = . TEW1 . 1AB + CD jml lap CD

= . 123.94 . 160 + 55.4326 11

= 5.41 KN

CD

55.4326

• Beban ikatan angin bawah (Wb)

Wb1 = . TEW1 . 1AB + CD jml lap AB

= . 123.94 . 160 + 55.43 12

= 5.37 KN

AB

60

Wb2 = λ . TEW2

= 5 . 1.56 = 7.8 KNWb = Wb1 + Wb2

= 5.39 + 7.8 = 13.19 KN

Ikatan angin direncanakan berdasarkan gaya batang terbesar dari perhitungan SAP 2000 yaitu : Batang vertikal → S maks = - 20952,6 kg Batang diagonal → S maks = - 15523,77 kg a. Batang vertikal

Profil yang dipakai : WF 150 x 150 x 7 x 10 Gaya yang terjadi : N = 20952,6 kg Panjang tekuk : Lkx = 9 m = 900 cm Lky = 5 m = 500 cm

o Kontrol Penampang

h 108tw 7 h OK !!

665 tw290

bf 1502.tf 20 bf < OK !!

250 2.tf290

}

} λR

λR=

15,43==<

λR = = 39,05

λR

7,50==

14,68=


9006.395003.75

λ fy 141 290π E 3.14 210000

= 1.67

1.2>λc

=> λc = =

w ==> 1.25λċ²

λy

λmax = =λx 140.85

133.33

λx = = 140.85= 141

==

= 3.47

} λ

• Kekuatan nominal :

fy 2900w 3.47

33550.816 kg=Pn = Ag = 40.1

• Kekuatan rencana :

Cek : Ф Pn ≥ Pu0.85 ≥

kg ≥ kg OK!!33550.816 20952.6

28518.19 20952.6b. Batang diagonal

Profil yang dipakai : WF 150 x 100 x 6 x 9 φ baut = 19 mm φ perlemhan = φ baut + 3 mm = 19 + 3 = 22 mm Gaya yang terjadi :

19

N = -14668,95 kg

P

Panjang tekuk :

L = 2 25 5+ = 7,0716 m Lk = kc x L = 1 x 7,0716 = 7,0716 m • Kontrol kelangsingan sebagai batang tarik :

λ max = miniLk ..... (LRFD 7.6.4)

= 707,162,79

2,37

16,707 = 298,37 ≤ 300 → OK!!

• Kontrol kekuatan leleh : Pnφ = Agxfyxφ ..... (LRFD 10.1.1-2.a)

= 0,9 x 2900 x 26,84 = 70052,4 kg > 14668,95 kg → OK!!

• Kontrol kekuatan patah : φ Pn = φ x fu x Ae ..... (LRFD 10.1.1-2.b) = 0,75 x 5.000 x 14,787 = 55453,75 kg > 14668,95 kg → OK!!

• Kontrol kekuatan / Block Shear : Karena putus geser > putus tarik Φ Pn = φ [( 0,6 x fu x Anv ) + ( fy x Agt ) ] = 0,75 [(111.240) + ( 2.900 x 10,8 )] = 106.920 kg > 14668,95 kg → OK!! 7.1.1 Sambungan

Gambar 7.2 Sambungan Ikatan Angin Atas

o Titik simpul 1

Gambar 7.3 Titik Simpul 1

P = 551,67 kg H = 10869,33 kg SD = 14668,95 kg SV = 7763,66 kg

db = 18 mm → BJ 50 tp = 10 mm → BJ 50

Jumlah baut yang dibutuhkan :

- n = Rnφ

Sv =

4768,887763,66

= 1,63 baut ≈ 4 baut • Sambungan batang diagonal ke plat simpul

Gaya batang maksimum → SD = 14.668,95 kg


- n = Rnφ

SD =

4768,8814668,95

= 3,07 baut ≈ 4 baut • Sambungan plat simpul ke rangka utama

V = 551,67 kg H = 10869,33 kg Dipakai sambungan las sudut dengan design sebagai berikut : Panjang las → L = 200 mm

fu = 20

10869,33 = 543,47 kg/cm2

Kekuatan untuk tebal las 1 cm fnφ = φ . 0,6 . F70xx

= 0,75 x 0,6 x 70 x 70,3 x 1 = 2.214,45 kg Syarat : fu < fnφ → OK!!

teperlu = fnφ

fu = 2214,45543,47 = 0,245 cm

aperlu = 0,7070,245 = 0,346 cm

aeff mks = 1,41 2tFexx

fu

= 1,41 x 65000

70x70,3x = 8,59 mm

tebal plat = 10 mm Untuk : 7 < t ≤ 10 didapat : ..... (LRFD 13.5.3.2) amin = 4 mm amaks = 10 – 1 = 9 mm aeff maks = 8,59 mm Jadi dipakai a = 9 mm

• Titik simpul 2

Gambar 7.4 Titik Simpul 2

SD1

SD2

P = 20.952,6 kg

1

2

SV

SD

PH

20

V = 20.952,6 kg SD1 = 14.668,95 kg SD2 = 14.668,54 kg • Sambungan batang diagonal ke pelat simpul.

Gaya batang maksimum yang bekerja SV = 14.668,95 kg db = 18 mm → BJ 50 tp = 10 mm → BJ 50


- n = Rnφ

Sv = 4768,88

14668,95

= 3,07 baut ≈ 4 baut • Sambungan plat simpul ke batang vertikal.

Gaya batang maksimum → V = 20.952,6 kg Jumlah baut yang dibutuhkan :

- n = Rnφ

SD =

4768,88 20.952,6

= 4,39 baut ≈ 5 baut 7.2 Ikatan Angin Bawah

IKATAN ANGIN BAWAHPLAT SIMPUL BALOK MELINTANG

BOTTOM CHORD PROFIL WF

POT I-I

BALOK MEMANJANG

6,59 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN13,19 KN6,59 KN

Dimensi batang diagonal Profil yang dipakai : WF 150 x 150 x 7 x 10 Gaya yang terjadi :

N = 23331,18 kg Panjang tekuk :

Imin = maxλ

kL

Lk = 3,75 x 100 = 375 cm φ baut = 19 mm φ lubang = 19 + 3 = 22 mm

P

7.2.2. Sambungan • Sambungan batang diagonal ke pelat simpul

370

I/1

50 100 80 80 50

BALOK MELINTANG

70

35

80

35

50

70

70

50

I/1

IKATAN ANGIN BAWAH

BEAM

35

80

35

50

70

70

50

808080808080 80 80 80 80

BAUT D-18

Gaya maksimum yang terjadi pada batang diagonal :

S = 22.216,85 kg Pakai baut d = 18 mm → BJ 50 Tebal pelat t = 10 mm → BJ 50


- n = Rnφ

SD =

4768,88 22.216,85

= 4,65 baut ≈ 6 baut • Sambungan pelat simpul ke gelagar melintang

Gelagar melintang → WF 900 x 300 x 18 x 34 Gaya maksimum yang terjadi pada batang diagonal : P = sin α x 22.216,85 kg = 19.431,29 kg (tekan) Pakai baut db = 18 mm → BJ 50 Tebal pelat tp = 10 mm → BJ 50 Jumlah baut yang dibutuhkan :

- n = Rnφ

SD =

4768,88 19.431,29

= 4,07 baut ≈ 6 baut 7.3 Portal Akhir Pembebanan dari portal akhir ini didapat dari :

• reaksi ikatan angin atas • reaksi ikatan angin bawah dan untuk beban vertikalnya adalah beban rangka

Beban- beban angin adalah sebagai berikut : a. beban angin atas (Rc) = (5,4 x 5) + (0,5 x 5,4)

= 29,76 KN b. beban angin bawah (Ra) = (13,19 x 6) + (0,5 x 13,19) = 85,745 KN

2 9 ,7 6 K N

R C

8 5 ,7 4 K N

R A Gambar 7.7 Portal Akhir

21

Mc = Mg = 9.931,85 kgm V = 1.582,51 kg N = 1.628,84 kg 7.3.1 Balok Portal Akhir Digunakan profil WF 250 x 125 x 6 x 9 dengan mutu baja BJ 50 Dari perhitungan SAP diperoleh : Mc = Mg = 9.931,85 kgm V = 2.381,55 kg N = 1.576,48 kg Vu ≤ Vnφ 2.381,55 ≤ 0,9 x 26.100 2.381,55 ≤ 23.490 → OK!! Balok kuat terhadap geser !!! 7.3.2 Kolom Portal Akhir Beban yang bekerja pada kolom portal yang diperoleh dari SAP : Pu = 23.535,25 kg V = 1576,48 kg M = 9.931,85 kgm Digunakan profil WF 400 x 400 x 13 x 21 dengan mutu baja Kontrol terhadap kolom

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

MnyφMuy

MnxφMux

Pn2φPu

bbc ≤ 1,00 ..... (LRFD 7.4-

7a)

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛++

4.915.500 x 0,9 992.343

10.440.000 x 0,9 993.185

03,0

0,03 + 0,33 ≤ 1,00 0,36 ≤ 1,00 ………………….OK Dari perhitungan kontrol di atas maka profil yang digunakan kuat sebagai portal

a. Sambungan balok ke rangka utama

Baut Ø 19 mm

WF 250.125.6.9WF 400.400.13.21

Las t 10 mm

Gambar 7.9 Sambungan Balok ke Rangka Utama Mu = 993.185 kgcm ≤ φMn=993.457,4 kgcm....OK

Sambungan tersebut cukup kuat menerima beban geser + lentur.

BAB VIII PERHITUNGAN SAMBUNGAN dan PERLETAKAN

8.1 Sambungan Gelagar Melintang – Gelagar Memanjang Data – data perencanaan :

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

• Profil gelagar memanjang WF 450 x 300 x 10 x 15

• Pelat penyambung → tp = 10 mm ; BJ 50 • Baut → db = 20 mm ; BJ 22

Jumlah baut yang diperlukan.

- n = VdPu =

9.42014.466,5

= 1.5 baut ≈ 3 baut • Sambungan pada gelagar melintang

Jumlah baut yang diperlukan.

- n = VdPu =

4.71014.466,5

= 3.07 ≈ 6 baut (2 sisi) masing – masing sisi 3 buah baut

GELAGAR MELINTANG WF 900.300.18.34

BAUT D 20PROFIL SIKU L 150.150.10

GELAGAR MEMANJANG WF 450.300.10.15

Gambar 8.1 Sambungan Gelagar Melintang –

Memanjang 8.2 Sambungan Gelagar Melintang – Batang

Horizontal Bawah

B/1

B/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA BAWAH

DIAGONAL

P = 314.634,60 kg Alat sambung yang digunakan adalah :

• Baut → db = 24 mm ; BJ 50 • Pelat buhul → tp = 20 mm ; BJ 50

- Jumlah baut yang dibutuhkan

n = VdPu =

16.956 314.634,60

= 18,5 ≈ 20 baut 8.3 Sambungan Konstruksi Rangka

48

47

44 43

38

39

404142

3736353433323130292827264 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 25

49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

22

8.3.1 Sambungan Batang Atas

G/2

G/2

G/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA ATAS

DIAGONAL

G/1

a. Segmen 43

T = 323.437,47 kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35

Baut → db = 24 mm ; BJ 50 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 50

Jumlah baut yang dibutuhkan

n = VdPu =

8.478323.437,47

= 38,15 baut ≈ 40 baut Jadi baut untuk tiap flens digunakan sebanyak 40 buah baut.

b. Segmen 44 dan 42

G/2

G/2

G/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA ATAS

DIAGONAL

G/1

T = 310212,57 kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35

Baut → db = 24 mm ; BJ 50 Pelat buhul → tp = 20 mm ; BJ 50


n = VdPu =

8.478310.212,57

= 36,5 ≈ 40 baut Jadi baut untuk tiap flens digunakan sebanyak 40 buah baut.

c. Segmen 45 dan 41

E/2

E/2

E/1

E/1

PELAT t = 20 mm

DIAGONAL

RANGKA ATAS

IKATAN ANGIN ATAS

T = 285508,27 kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35 Direncanakan :



n = VdPu =

8.478285508,27

= 33,67 ≈ 36 baut d. Segmen 46 dan 40

PELAT t = 20 mm

DIAGONAL

F/1

F/1F/

2

F/2

IKATAN ANGIN ATAS

Gaya yang diterima penampang busur : T = 250.365,27 kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35 Direncanakan :



n = VdPu =

8.478250.365,27

= 29,53 ≈ 32 baut e. Segmen 47 dan 39

E/2

E/2

E/1

E/1

PELAT t = 20 mm

DIAGONAL

RANGKA ATAS

IKATAN ANGIN ATAS

T = 202.332,44 kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35 Direncanakan :

Baut → db = 24 mm ; BJ 50

23

Pelat → tp = 20 mm ; BJ 50


n = VdPu =

8.478 202.332,44

= 23,86 ≈ 24 baut

f. Segmen 48 dan 38

D/1

D/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA ATAS

DIAGONAL

PORTAL AKHIR

T = 125228,31kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35 Direncanakan :



n = VdPu =

8.478125.228,31

= 14,7 baut ≈ 16 baut 8.3.2 Sambungan Batang Bawah a. Segmen 54 & 55

B/1

B/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA BAWAH

DIAGONAL

Gaya yang diterima penampang rangka bawah: T = 314.634,60 kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35 Direncanakan :

Baut → db = 24 mm ; BJ 50 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 50 - Jumlah baut yang dibutuhkan

n = VdPu =

8.478314.634,60

= 38 baut ≈ 40 baut b. Segmen 53 & 56

B/1

B/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA BAWAH

DIAGONAL

T = 297.495,918 kg Profil WF 400 x 400 x 20 x 35



n = VdPu =

8.478 8297.495,91

= 35,09 baut ≈ 36 baut c. Segmen 52 & 57

B/1

B/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA BAWAH

DIAGONAL



n = VdPu =

8.478 264.706,66

= 31,22 baut ≈ 32 baut Jadi baut untuk tiap flens digunakan sebanyak 32 buah baut.

d. Segmen 51 & 58

24

B/1

B/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA BAWAH

DIAGONAL



n = VdPu =

8.478 5223.027,33

= 26,31 baut ≈ 32 baut e. Segmen 50 & 59

B/1

B/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA BAWAH

DIAGONAL

T = 163.197,539 kg

Profil WF 400 x 400 x 20 x 35 Direncanakan :


n = VdPu =

8.478 9163.197,53

= 19,25 baut ≈ 20 baut f. Segmen 49 dan 60

PELAT t = 20 mm

PERLETAKAN BAJA

RANGKA HORISONTAL BAWAH

DIAGONAL


Baut → db = 24 mm ; BJ 50 Pelat buhul → tp = 20 mm ; BJ 50 - Jumlah baut yang dibutuhkan

n = VdPu =

8.478 135.395,52

= 15,97 baut ≈ 16 baut 8.3.3 Sambungan Batang Diagonal a. Segmen 4-5 & 36-37

D/1

D/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA ATAS

DIAGONAL

PORTAL AKHIR Gaya yang diterima rangka diagonal : T = 178.820,14 k Direncanakan :

Baut → db = 24 mm ; BJ 50 Pelat buhul → tp = 20 mm ; BJ 50 - Jumlah baut yang dibutuhkan

n = VdPu =

8.478 178.820,14

= 21,45 baut ≈ 24 baut b. Segmen 6-7 & 34-35

Gaya yang diterima rangka diagonal : T = 123.224,95 kg Profil WF 400 x 400 x 15 x 15 Direncanakan :

E/2

E/2

E/1

E/1

PELAT t = 20 mmDIAGONAL

RANGKA ATAS

IKATAN ANGIN ATAS


n = VdPu =

8.478 123.224,95

= 14,54 baut ≈ 16 baut

c. Segmen 8-9 & 32-33

25

PELAT t = 20 mm

DIAGONAL

F/1

F/1

F/2

F/2

IKATAN ANGIN ATAS



n = VdPu =

8.478 87.041,39

= 10,26 baut ≈ 10 baut d. Segmen 10-11 & 30-31

PELAT t = 20 mm

DIAGONAL

F/1

F/1

F/2

F/2

IKATAN ANGIN ATAS



n = VdPu =

8.478 74.238,24

= 8,78 baut ≈ 10 baut d. Segmen 12-13 & 28-29

E/2

E/2

E/1

E/1

PELAT t = 20 mmDIAGONAL

RANGKA ATAS

IKATAN ANGIN ATAS


Baut → db = 24 mm ; BJ 50

Pelat → tp = 20 mm ; BJ 50 - Jumlah baut yang dibutuhkan

n = VdPu =

8.478 46.228,87

= 5,45 baut ≈ 6 baut d. Segmen 24-25& 26-27

G/2

G/2

G/1

PELAT t = 20 mm

RANGKA ATAS

DIAGONAL G/1



n = VdPu =

8.478 33.705,25

= 3,97 baut ≈ 4 baut 8.4 Kontrol Pelat simpul

V 55 = 314634,60 KG

V 26 = 33705,25 KGV 25 = 33705,25 KG

V 54 = 314634,60 KG Gambar 8.3 Gaya – gaya pada Pelat simpul

PELAT t = 20 mm

RANGKA BAWAH

BATANG DIAGONAL

WF. 400.400.15.15

WF. 400.400.20.35

Garis Netral

Gambar 8.4 Detail Sambungan dan Pelat simpul

Direncanakan : t = 20 mm h = 1000 mm mutu plat BJ 41

26

fy = 4100 kg/cm2 fu = 2500 kg/cm2

pembuatan lubang dengan bor Φ perlemahan = Φbaut + 1,5mm = 24mm + 1,5mm = 25,5 mm Kontrol Kekuatan Pelat

√(Nnt

NuΦ

+ Mn

MuΦ

)2 + ( Vt

VuΦ

)2 = 1

√(080.856

86,040.166 + 2,360.175.21 568.100.622, )2 + (

402.39077,556.32 )2 = 1

(0,62) < 1..........OK Jadi kekuatan pelat memnuhi terhadap beban yang bekerja 8.5 Perencanaan Perletakan • Direncanakan perletakan baja

- Mutu baja = BJ 50 - Mutu beton = f’c 35 Mpa = 350 kg/cm

Perletakan tepi (sendi) Dari hasil perhitungan didapatkan : S1 = tinggi pelat penumpu atas sendi = 14 cm S2 = tebal pelat pemumpu perletakan = 4,5 cm S3 = tebal pelat penyokong Vertikal = 5 cm S4 = tebal pelat vertikal penumpu = 3,5 cm S5 = tebal pelat lengkung penumpu = 5 cm 4) Perhitungan diameter engsel Didapatkan L = 50 cm

r = 0,8 x L

V

bajaσ = 0,8 x

501600 379.016,14

x= 3,79 cm

d1 = 2.r = 2 x 3,79 = 7,58 cm diambil diameter = 8 cm

d2 = d1 + (2 x 2,5) = 7,58 + (2 x 2,5) = 12,5 cm

d3 = 2

4d = 3,125 ≈ 3 cm

L = 50 cm b = 45 cm

d1

d2

d3

S1

L

L

h

S2

S4

S5

S2

hS3S3 S3

b

Gambar 8.5 : Perletakan Tepi ( SENDI)

Perletakan tepi (Rol)

Dari hasil analisa SAP 2000 didapatkan reaksi perletakan (tengah) - H = 0 kg - V = 379.016,58 kg

1) Luas alas kursi / bantalan Ambil b = 45 cm > 40 cm

2) Tebal kursi dan bantalan

S1 = 0,5 x bajabx

xVxLσ

3 = 0,5 x 160045

5014,3790163x

xx

= 14,05 cm Ambil S1 = 14 cm 3) Garis tengah gelinding

Direncanakan jari-jari gelinding (r1) = 35 cm

Б = 014,021

1

=r

γ² = 0,75.106 .L

p l.

= 0,75.106.

3/842.704.11335

014,014,016.379 cmkgx=

d4 = 6

2

0, 75 10.

x xPL γ

=11370484235

14,3790161075,0 6

xxx

= 71 cm ≈ 70 cm d5 = d4 + (2x2,5) = 70 + (2.2,5) = 75 cm d6 ambil 5,3 cm

Gambar 8.6 : perletakan tepi ( ROL)

BAB IX

STRUKTUR BAWAH JEMBATAN 9.1 Abutment Tepi arah Glenmore

Perhitungan daya dukung tiang kelompok :

27

sb. y

sb. x

Tiang pancang Ø 60 cm

Gambar 9.6 Konfigurasi Tiang Group

9.1.6.1 Perhitungan beban 1. Beban mati (Wt) = 609.161,63 kg

kg41,290.1524

63,161.609perletakanjumlah Wt

===

2. Beban Hidup

kgVA 875.922750.185

abutmenjumlah 185.750

===

3. Ta ( Tekanan Tanah ) Ta = 214,379 ton

4. Gaya Gesek ( HL ) HL = 100.486,75 kg ≈ 100,486 ton

5. Gaya Rem ( Rm ) Rm = 10 ton

6. Beban Angin ( A ) A = 8000,5 kg ≈ 8 ton

7. Gaya Gempa ( Hg) Hgatas = 35,478 ton Hgbawah = 91,374 ton

8. Tekanan tanah akibat gempa ( Tag ) Tag = 214,708 t

Kombinasi I = M + H + Ta Kombinasi II = M + Ta + Gg + A Kombinasi III = Komb.I + Rm + Gg + A Kombinasi IV = M + Ta + Hg + Tag Kombinasi V = M + Hg + Gg + A Kombinasi VI = M + Ta

Didapat kombinasi pembebanan terbesar yaitu kombinasi IV V = 152,290 ton Hy = 555,939 ton Hx = 126,852 ton My = 1274,925 ton-m Mx = 483,555 ton-m 9.1.6.2 Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv)

Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv) akibat beban vertikal (V), horisontal (H) dan momen (M) pada kepala tiang (poer) adalah sebagai berikut :

Pv = 22 XΣXmax.My

YΣYmax.Mx

nV

++

n = jumlah tiang dalam group = 30 buah x = jarak sebuah tiang dengan sumbu netral grup

tiang M = Momen pada kepala pondasi Σx2 = 38,88 m2

Σy2 = 170,1 m2 X max = 4,5 m Y max = 3 m

a. Kombinasi IV : Pmax = 36,097 ton Pmin = -25,96 ton

9.1.6.3 Kontrol Kekuatan Tiang Dari Spesifikasi Wika Pile Classification (“Daya

Dukung Pondasi Dalam” oleh Dr. Ir. Herman Wahjudi) direncanakan tiang pancang beton dengan :

• Diameter : 60 cm • Tebal : 10 cm • Kelas : C • fc’ : 600 kg/cm2 • Allowable axial : 211,60 ton • Bending moment crack : 29,00 t-m • Bending moment ultimate : 58,00 t-m • Modulus elastisitas (E)

= wc1,5 . 0,043 . fc' = 2.4001,5 x 0,043 x 60 = 39.161,647 MPa = 391.616,465 kg/cm2 • Momen inersia (I)

= ( )44 4060π641

−

= 510.508,806 cm4

9.1.6.4 Kontrol terhadap gaya aksial Pv max = 36,097 ton < Pijin = 211,60 ton → OK

• Kontrol terhadap gaya lateral Daya dukung mendatar dihitung dengan perumusan :

Ha = a.δβ

k.D

dimana : k = 0,2.Eo. D-3/4.y-1/2

= 0,2.(28.N).D-3/4.y-1/2 = 0,2.(28.5).60-3/4.1-1/2 = 1,298 kg/cm3

β = 4EI4Dk

= 46510.508,80x5391.616,46x4

60x1,298

= 0,00314 cm-1 Sehingga :

Ha = 1x0,00314

60298,1 ×

= 24.802,55 kg = 24,8 ton

H = 7,5

190,066

= 15,839 ton < Ha → OK • Kontrol terhadap gaya momen

28

Momen maksimum pada tiang pancang dihitung dengan perumusan :

Mm = 0,2079.Mo = 0,2079. ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛2.βH

Perhitungan momen maksimum :

Mm = 0,2079. ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

2.0,27615,839

= 5,955 t-m < Mcrack = 29 t-m → OK • Kontrol defleksi

Deflection at head untuk fixed-headed pile,

Y = ( )

EI12ZfeH 3+

Zf = 1,8 T = 1,8 x 5

hnEI

Nh untuk lempung = 350 KN/m3 = 3,433 kg/cm3

Zf = 1,8 x 53,433

6510.508,80x5391.616,46

= 256,055 cm = 2,561 m

Y = ( )

EI12ZfeH 3+

=

( )6510.508,80x5391.616,46x12

2,561015,839 3+

= 1,11× 10-5 m = 0,001 cm

Y < Ymaks = 1 cm → OK

9.1.7 Perencanaan Tulangan Abutment Dan Pilecap 9.1.1.1 Penulangan pilecap Data perencanaan :

• fc’ = 35 MPa • fy = 360 Mpa • q = Lebar pilecap x tinggi pilecap x γ beton = 11 x 1,5 x 2,4 = 39,6 t/m • P = Dari gaya reaksi PV 1 tiang = 56,81 ton

Berat Poer = 1,5 x 3 x 2,4 = 10,8 ton Mu = Ptiang pancang x (0,5 + 2) – berat poer x 1,5 = (56,81 x 2,5) – (10,8 x 1,5) = 125,825 ton-m = 1.258.250.000 Nmm

• Tebal plat = 1,5 m • Diameter tul utama = 32 mm • Diameter tul memanjang = 32 mm • Selimut beton = 100 mm

d = t - selimut beton - 0,5 φutama - φmemanjang = 1.352 mm

ρbalance = fy600

600xfy

1βxfc'x0,85

+

= 603600

600x360

81,0x53x0,85+

= 0,0418 ρmax = 0,75 x ρbalance ..... SNI 03 - 2847 - 2002 Ps.12.3.3 = 0,0314

ρmin = fy1,4 = 0,00389 ≈ 0,004

s b . y

s b . x

T i a n g p a n c a n g Ø 6 0 c m

M y

M x

M y

P P Gambar 9.8 Asumsi Perencanaan Penulangan Pilecap

a. Koefisien Ketahanan

Rn = 2dxbxφMu =

2352.1x1.000x0,850001.258.250.

= 0,81 N/mm2

m = fc'0,85

fy = 35x0,85

360

= 12,101

ρperlu = ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛−−

fyRnm2

11m1

= ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

360418,1x12,101x211

12,1011 =

0,0025 Syarat : ρmin < ρperlu < ρmax ρ alternatif = 4/3 * ρ perlu

= 0,003 Pakai ρmin = 0,004

b. Luas Tulangan As perlu = ρ x b x d

= 0,004 x 1.000 x 1.352 = 5.408 mm2

Digunakan tulangan φ 32 - 140 mm (As = 5.744,627 mm2) Untuk tulangan memanjang : As perlu = ρ x b x d

29

= 0,002 x 1.000 x 1.352 = 2.704 mm2

Digunakan tulangan φ 32 - 280 mm (As = 2.872,313 mm2 )

c. Kontrol geser poer Gaya geser yang terjadi : Vu = Jumlah reaksi tiang/lebar pile cap = 56,81 x 8/11 = 41,316 ton ( per meter lebar) Vu = 41,316 ton = 413,16 kN Kekuatan beton : φ Vc = 0,6 x dbwfc'6

1

= 0,6 x 1.352x1.000x3561

= 799.853,987 N = 799,854 kN Vu < φ Vc → Tidak perlu tulangan geser. Pasang tulangan geser praktis Φ 18 – 400 mm 9.1.7.2 Penulangan dinding abutment • Mmax = 483,555tm = 4,835.1010 Nmm • Tebal dinding abutment = 200 cm • Diameter tul utama = 32 mm • Diameter tul mmanjang = 32 mm • Selimut beton = 100 mm

dx = t – selimut beton – 0,5 φutama – φmemanjang = 1.852 mm

ρbalance = fy600

600xfy

β1xfc'x0,85+

= 360600

600x360

0,81x35x0,85+

= 0,0418 ρmax = 0,75 x ρbalance ..... (SNI 03 - 2847 - 2002 Ps. 12.3.3) = 0,0314

ρmin = fy1,4 = 0,00389 ≈ 0,004

a. Koefisien Ketahanan

Rn = 2dxbxφMu =

2

10

852.1x11.000x0,85 4,835.10

= 1,507 N/mm2

m = fc'0,85

fy = 350,85

360×

= 12,101

ρperlu = ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

fyRnm211

m1

= ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

360507,1x101,21x2

1112,101

1

= 0,0043 Syarat : ρmin < ρperlu < ρmax

Dipakai → ρmin = 0,0043 b. Luas Tulangan

As perlu = ρ x b x d = 0,0048 x 11.000 x 1.852 = 87.599,6 mm2 Digunakan tulangan φ 32 – 125 mm (As = 87.736,115 mm2) Untuk tulangan memanjang digunakan : As perlu = ρ x b x d

= 0,001945 x 12.000 x 1.752 = 40.891,68 mm2

Digunakan tulangan φ 32 - 200 mm (As = 48.254,863 mm2 )

PERENCANAAN JEMBATAN KENDENG LEMBU RUAS...

Documents

Transcript of PERENCANAAN JEMBATAN KENDENG LEMBU RUAS...