Perhitungan+Boxculvert+Sempaja+Utara

8/12/2019 Perhitungan+Boxculvert+Sempaja+Utara

1/28

PERHITUNGAN STRUKTUR BOX CULVERT

PROGRAMNASIONAL PEMBERDAYAANMASYARAKATMANDIRI PERKOTAAN(PNPM-MP)

KELURAHAN SEMPAJA UTARA, KOTA SAMARINDA

Tenaga Ahli Infrastruktur OSP 6 Kalimantan Timur

ABDUL ROZAK

A. DATA BOX CULVERT

DIMENSI BOX CULVERT

1. Lebar Box L = 5,00 M

2. Tinggi Box H = 3,00 M

3. Tebal Plat Lantai h1 = 0,40 M

4. Tebal Plat Dinding h2 = 0,35 M

5. Tebal Plat Pondasi h3 = 0,35 M

DIMENSI DINDING SAYAP

1. Panjang Dinding Sayap c = 2,00 M

2. Tinggi Dinding Sayap Bagian Ujung d = 1,50 M

3. Tebal Dinding Sayap tw = 0,25 M

DIMENSI LAIN - LAIN

1. Tebal Plat Injak ts = 0,20 M

2. Tebal Lapisan Aspal ta = 0,05 M

3. Tinggi Genangan Air Hujan th = 0,05 M

H

h2

h1 c

d

L

ta

ts

h3


2/28





ABDUL ROZAK

B. BAHAN STRUKTURMutu Beton : K - 175

Kuat tekan beton f = 0,83 10 = 14,525 MPModulus elastik = 4700 = 17912 MPAngka poisson = 0,20Modulus geser

=

[2

(1 +

)]

= 7464 MP

Koefisien muai panjang untuk beton, = 1.0E - 05 /Mutu Baja :

Untuk baja tulangan dengan > 12 mm : U- 39

Tegangan leleh baja, f = 10 = 390 MPUntuk baja tulangan dengan 12 mm : U- 24

Tegangan leleh baja, f = 10 = 240 MPBerat Jenis Bahan :

Berat beton bertulang, w = 25 kN M Berat beton tidak bertulang (beton rabat), w = 24 kN M Berat aspal padat, w = 22 kN M Berat jenis air, w = 9,8 kN M Berat tanah dipadatkan w = 17,20 kN M


3/28





ABDUL ROZAK

C.ANALISIS BEBAN1. BERAT SENDIRI

Faktor Beban Ultimit (KMS) = 1,3

Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemenstruktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiribox culvert dihitung dengan meninjau selebar 1 m (tegak lurus bid. gambar) sebagai berikut :

a. Berat sendiri plat lantai (Q) = 10 kN M b. Berat sendiri plat dinding, (P) = 26,25 kN

H

L

PMS PMS

QMS


4/28





ABDUL ROZAK

2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA)

Faktor Beban Ultimit (KMA) = 2,0

Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang menimbulkansuatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnyaberubah selama umur jembatan. Jembatan dianalisis harus mampu memikul beban tambahanseperti :

1) Penambahan lapisan aspal (overlay) di kemudian hari,

2) 2) Genangan air hujan jika sistim drainase tidak bekerja dengan baik,

NO JENIS TEBAL (M) BERAT (kN/M) BEBAN (kN/M)

1 Lapisan Aspal 0.05 22.00 1.10

2 Air Hujan 0.05 9.80 0.49

Total Beban Mati Tambahan (QMA) 1.59

H

L

QMA


5/28





ABDUL ROZAK

3. BEBAN LALU - LINTAS

3.1. BEBAN LAJUR "D" (TD)

Faktor Beban Ultimit (KTD) = 2,0

Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata (Uniformly Distributed Load), UDLdan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yangbesarnya tergantung pada panjang total L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar 2 atau dinyatakan denganrumus sebagai berikut :

q = 8.0 kPa untuk L 30 m

q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30 m

Gambar 1. Beban lajur " D"

Gambar 2. Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL)

Untuk panjang bentang, L = 5,00 m q = 8,00 kPa

KEL mempunyai intensitas, p = 44,00 kN/m

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

DLA = 0.4 untuk L 50 m

DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untuk 50 < L < 90 m

DLA = 0.3 untuk L 90 m


6/28


7/28





ABDUL ROZAK

3.2. BEBAN TRUK "T" (TT)

Faktor Beban Ultimit (KTT) = 2,0

Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, T = 100 kN

Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil (DLA) = 0,40

Beban truk "T" (PTT) ( 1 + DLA ) x T = 140,00 kN

Akibat beban "D" MTD = {(1/12 x QTD x L2) + (1/8 x PTD x L)} = 55.17 kNm

Akibat beban "T" MTT = 1/8 x PTT x L = 87.5 kNm

Untuk pembebanan lalu-lintas, digunakan beban "T" yang memberikan pengaruh momen lebih

besar dibandingkan beban "D". MTD < MTT

H

L

PTT PTT


8/28





ABDUL ROZAK

4. GAYA REM (TB)

Faktor Beban Ultimit (KTB) = 2,0Pengaruh percepatan dan pengereman lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arahmemanjang jembatan dan dianggap bekerja pada permukaan lantai kendaraan. Besar gaya remdiperhitungkan sebesar 5% dari beban "D" tanpa faktor beban dinamis.

Gaya rem per meter lebar (TTB) 5% x {( q x L) + p } = 4,20 kN

5. TEKANAN TANAH (TA)

Faktor Beban Ultimit (KTA) = 1,25

Pada bagian tanah di belakang dinding abutment yang dibebani lalu-lintas, harus diperhitungkan adanyabeban tambahan yg setara dengan tanah setebal 0.60 m yang berupa beban merata ekivalen bebankendaraan pada bagian tersebut.

Tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ws, sudut gesek dalam , dankohesi c dengan :

ws' = ws = ( ) dengan faktor reduksi untuk = 0,70= dengan faktor reduksi untuk c' = 1,00

H

L

TTB TTB


9/28





ABDUL ROZAK

Koefisien tekanan tanah aktif,

=

(45

2

)

Berat tanah dipadatkan = 17,20 kN M Sudut gesek dalam = 30Kohesi = 0 kPaFaktor reduksi untuk sudut gesek dalam = 0,70 = ( ) =0,70 x 0,50 = 0,35 rad = 19,29Koefisien tekanan tanah aktif

=

(

45

2

) = 0,335241

Beban tekanan tanah pd plat dinding = 0,60 = 3.460 kN/m = + ( ) = 22.920 kN/m

6. BEBAN ANGIN (EW)

Faktor Beban Ultimit (KEW) = 1,20

Gaya angin tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat beban angin yangmeniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan rumus : = 0,0012 () , = 1,20Kecepatan angin rencana = 35 Beban angin tambahan yang meniup = 0,0012 () = 1,764

H

QTA1 QTA1

QTA2 L QTA2


10/28





ABDUL ROZAK

bidang samping kendaraan :

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang sampingkendaraan dengan tinggi 2.00 m di atas lantai jembatan. h = 2,00 m

Jarak antara roda kendaraan x = 1,75 m

Beban akibat transfer beban angin ke lantaijembatan, =

12

h = 1,008

7. PENGARUH TEMPERATUR (ET)

Faktor Beban Ultimit (KET) = 1,20

Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruhtemperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperaturmaksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan.

Temperatur maksimum rata-rata = 40 C

Q EW Q EW

h

h/2

X

TEW

H

L

QEW


11/28





ABDUL ROZAK

Temperatur minimum rata-rata

= 15 C

Koefisien muai panjang untuk beton = 1.0E-05 /CModulus elastis beton = 17912 MPPerbedaan temperatur pada plat lantai = ( T)

2 = 12,50 C

8. BEBAN GEMPA (EQ)

8.1. BEBAN GEMPA STATIK EKIVALEN

Faktor Beban Ultimit (KET) = 1,20

Beban gempa rencana dihitung dengan rumus : = Dimana . =

= Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN) = Koefisien beban gempa horisontal = Faktor kepentingan = Berat total struktur yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas)

dari struktur jembatan.

Waktu getar struktur dihitung dengan rumus :

= 2


12/28


13/28





ABDUL ROZAK

8.2. TEKANAN TANAH DINAMIS AKIBAT GEMPAGaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan koefisientekanan tanah dinamis (RKaG) sebagai berikut := ()

= ( )

[1 +

(sin

sin(

)

cos ]

= Tekanan tanah dinamis = = 3,00 m = 0,335241 = 0,216 = 17,20 kN M = 0,35 rad = ()= 0,21273178( ) = 0,98127549

1 +

(sin

sin(

)

cos = 1,02182838 = ( ) [1 + (sin sin( )cos ]

=0.96031340

= = 0,6250724 = = 36,285

H

L

TEQ TEQ


14/28





ABDUL ROZAK

9. KOMBINASI PEMBEBANAN

NO JENIS BEBANFAKTORBEBAN

KOMB -1 KOMB -2 KOMB -3

BEBAN TETAP

1. Berat sendiri (MS) KMS 1.30 1.30 1.30

2. Beban mati tambahan (MA) KMA 2.00 2.00 2.00

3. Tekanan tanah (TA) KTA 1.25 1.25 1.25

BEBAN KENDARAAN

4. Beban truk "T" (TT) KTT 2.00 1.00

5. Gaya rem (TB) KTB 2.00 1.00

BEBAN LINGKUNGAN

6. Beban angin (EW) KEW 1.00 1.20

7. Pengaruh temperatur (ET) KET 1.00 1.20

8.Beban gempa statik (EQ) KEQ 1.00

9. Tekanan tanah dinamis (EQ) KEQ 1.00

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

QEQ

H

QEQ

L


15/28





ABDUL ROZAK

Beban Mati (MS)

Beban Mati Tambahan (MA)


16/28





ABDUL ROZAK

Beban Truk T (TT)

Gaya Rem (TB)


17/28





ABDUL ROZAK

Tekanan Tanah (TA)

Beban Ang in (EW)


18/28





ABDUL ROZAK

Pengaruh Temperatus (ET)

Beban Gempa (EQ)


19/28





ABDUL ROZAK

Tekanan Tanah Dinamis Ak ibat Gempa

Proses Analisis Struktur Oleh SAP2000 Sukses


20/28





ABDUL ROZAK

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



21/28





ABDUL ROZAK


Gambar Gaya Gesr Ak ibat Kombinasi Pembebanan 1 (Komb. 1)


22/28





ABDUL ROZAK




23/28





ABDUL ROZAK

Gambar Gaya Normal/Aks ial Akibat Kombinasi Pembebanan 1 (Komb. 1)



24/28





ABDUL ROZAK


Modifikasi ACI ke SNI Untuk Perhitungan Beton Bertulang


25/28





ABDUL ROZAK

Jumlah Luas Tulangan Pada Masing Masing Elemen Box Culvert

Distr ibus i Tulangan Di Tiap Tiap Segmen Plat Lantai Box Culvert


26/28





ABDUL ROZAK

Jumlah Luas Tulangan Lapangan Pada Plat Lantai Box Culvert

Jumlah Luas Tulangan Tumpuan Pada Plat Lantai Box Culvert


27/28





ABDUL ROZAK

Distribusi Tulangan Di Tiap Tiap Segmen Plat Dinding Box Culvert

Jumlah Tulangan Dinding Dengan Gaya Geser Terbesar

PERHITUNGAN BETON SECARA MANUAL


28/28





Acuan Normatif :

1. BMS 892 tentang Standar Gorong Gorong Persegi Beton Bertulang Departemen Pekerjaan Umum2. Pedoman Gambar Standar Pekerjaan Jalan Dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum3. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 1) Tentang Beban & Kriteria Perencanaan Departemen Pekerjaan

Umum4. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 3) Tentang Desain Geometrik & Bangunan Atas Departemen Pekerjaan

Umum5. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 4) Tentang Bangunan Bawah Jembatan Departemen Pekerjaan Umum6. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 5) Tentang Oprit & Bangunan Pelengkap Departemen Pekerjaan

Umum7. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 6) Tentang Perkiraan Biaya Departemen Pekerjaan Umum8. SK SNI T : 15 1991 03 Tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Untuk Bangunan Gedung9. N. I. : Perhitungan Struktur Box Culvert

10.

Perhitungan+Boxculvert+Sempaja+Utara

Documents

Transcript of Perhitungan+Boxculvert+Sempaja+Utara