PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN,
SANDARAN DAN TROTOAR
1. Perhitungan Lantai Kendaraan
Direncanakan :
- Lebar lantai
- Tebal lapisan aspal
- Tebal plat beton
- Jarak gelagar memanjang
- Jarak gelagar melintang
- Berat Jenis Aspal
- Berat Jenis Beton
- Berat Jenis Air
= 8 m
= 5 cm
= 20 cm > 16,8 cm (AASTHO -
LRFD)
= 1 m
= 2 m
=2,2t/m3
=2,4t/m3
=1 t/
1.1. Pembebanan lantai kendaraan
a. Muatan mati
- Berat sendiri plat lantai = 0,20 x 2,4 = 0,480 t/m2
- Berat lapisan aspal = 0,05 ¥ 2,2= 0,110 t/m2
- Berat air hujan = 0,05 ¥ 1,0= 0,050 t/m2
qm = 0,640 t/m2
b. Muatan hidup
Beban hidup yang bekerja pada lantai kendaraan adalah
beban “T” yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai
beban roda ganda sebesar 10 ton. Beban untuk jembatan kelas
I diambil sebesar 100 % yaitu untuk jembatan permanen.
Beban roda disebar merata pada lantai kendaraan berukuran (1 x
4) m2 yaitu pada jarak antara gelagar memanjang dan gelagar
melintang. Bidang kontak roda untuk beban 100 % adalah (14
x 35) cm2 (sumber: PPPJJR-1987, hal:23). Besarnya T diambil 100
%, maka T = 100 % x 10 = 10 ton. Penyebaran gaya terhadap
lantai jembatan dengan sudut 450 dapat dilihat pada gambar
berikut:
P = 7T
10
20
b2=35 cm
v
P = 7T
a1=a2=14 cm
u
Penyebaran Gaya :
Untuk potongan memanjang lantai :
u = a1 + 2 (1/2 x tebal plat beton + tebal aspal)
= 14 + 2 (1/2 x tebal plat beton +
tebal aspal)
= 14 + 2 {(1/2 x 20) + 5)}
= 44 cm
Untuk potongan melintang lantai :
v = b2 + 2 (1/2 x tebal plat beton + tebal aspal)
= 35 + 2 (1/2 x tebal plat beton +
tebal aspal)
= 35 + 2 {(1/2 x 20) + 5)}
= 65 cm
c. Muatan angin
Muatan angin merupakan muatan sekunder. Berdasarkan
PPPJJR 1987, tekanan angin diambil sebesar 150 kg/m2. Luas
bidang muatan hidup yang bertekanan angin ditetapkan
setinggi 2 m di atas lantai kendaraan, sedangkan jarak as roda
kendaraan adalah 1,75 m.
Reaksi pada roda akibat angin (R) :
R =(jarak gelagar melintang) x (tinggi kendaraan) x (beban angin) x (1/2 x
tinggi)
Jarak as roda4 x 2 x 0, 15 x 1
1,75= 0,7 ton
2 m
A1,75 m
W = 150
kg/m2
1 m
BReaksi pada roda
Reaksi pada lantai
Atau muatan gaya angin dapat juga dicari dengan cara
keseimbangan momen berdasarkan gambar penyebaran beban
pada kendaraan tersebut.
W = 150 kg/m2 x Jarak gelagar melintang x Tinggi kendaraan
= 150 kg/m2 x 4x 2
= 1200 kg = 1,2 ton
RA ; MB = 0 RB ; MA = 0
- (W x 1) + (RA x 1,75) = 0 - (W x 1) + (RB x 1,75) = 0
1,75 RA = W 1,75 RB = W
1,75 RA = 1,2 1,75 RB = 1,20
RA = + 0,7 ton RB = + 0,7 ton
Jadi, reaksi pada roda akibat angin (R) adalah 0,6 ton.
Beban angin ini akan menyebar dengan beban hidup, sehingga
pembebanan akibat beban hidup + beban angin, adalah :
P = 7 + 0,7 = 7,7 ton
1.2. Pembebanan lantai trotoar
Direncanakan :
- Lebar lantai = 1 m
- Tebal lapisan aspal = 5 cm k
- Tebal plat beton = 20 cm
- Berat Jenis Aspal = 2,2 t/m3
- Berat Jenis Beton = 2,4 t/m3
- Berat Jenis Air = 1 t/m3
a. Muatan mati
- Berat sendiri plat lantai = 0,20 x 2,3= 0,46 t/m2
- Berat lapisan aspal = 0,05 x 2,2= 0,11 t/m2
- Berat air hujan = 0,05 x 1,0= 0,05 t/m2
qm = 0,51 t/m2
b. Muatan hidup
Menurut PPPJJR 1987, muatan hidup untuk konstruksi
trotoar diperhitungkan sebesar 500 kg/m2. Beban hidup ini
disebarkan seluas : (lebar trotoar x jarak gelagar melintang ).
Atau dapat ditulis sebagai berikut :
Beban hidup = 500 kg/m2 x 1 m x 4 m
= 500 kg/m2 x 4 m2
= 2000 kg
= 2,0 ton
Dari pembebanan lantai kendaraan dan trotoar dapat ditabelkan sebagai berikut :
Kondisi Pembebanan M Mati(t/m^2) M Hidup (t/m^2)
I Lantai Kendaraan 0.64 7.7II Lantai Trotoar 0.51 2
Dengan memperhatikan kedua pembebanan pada tabel tersebut, dapat
disimpulkan bahwa kondisi I lebih menentukan (karena bebannya besar), dimana:
Momen mati = 0,64 t/m2
Momen hidup =7,7 t/m2
1.3. Perhitungan momen
a. Momen akibat beban mati (berat sendiri)
Berat sendiri(qm) :0,64 t/m2
Ukuran plat : 1,0 m x 2 m
Diasumsikan plat bertumpu pada keempat tepinya.
Lx = 1 m Ly/Lx = 2
Ly = 2 m
Menurut SK SNI T - 15 - 1991 - 03, untuk berbagai
keadaan tepi plat,
dimana masing-masing tepi plat tersebut dapat terletak bebas
atau terjepit penuh.
Momen-momen di dalam plat dapat dihitung dengan peraturan
tabel 4.2.b dari
buku Grafik & Tabel Perencanaan Beton Bertulang (Vis - Kusuma
1997).
MlX = 0,001 x q x lx2 x X x = 41
= 0,001 x 0,64 x (1)2 x 41
= 0,02624 tm
MlY = 0,001 x q x lx2 x x x = 12
= 0,001 x 0, 64 x (1)2 x 12
= 0,00768 tm
MtX = -0,001 x q x lx2 x x x = 83
= -0,001 x 0, 64 x (1)2 x 83
= -0,05312 tm
Mty = -0,001 x q x lx2 x X x = 57
= -0,001 x 0, 64 x (1)2 x 57
= -0,03648 tm
b. Momen akibat beban hidup dan beban angin
Dihitung berdasarkan PBI-1971 pasal 13.3.1, momen
negatif rencana harus dianggap menangkap pada bidang muka
tumpuan persegi, dimana tumpuantumpuan bulat atau dengan
bentuk lain harus dianggap sebagai tumpuan bujur sangkar
dengan luas yang sama.
* Keadaan I
Plat menerima beban satu roda (di
tengah plat) a = 44 cm ; b = 65 cm
Sa
Ly = 2 m
Lx = 1 m
Beban berada di tengah-tengah diantara kedua tepi yang tidak ditumpu untuk :
Ly > 3 x r x Lxr = ½ (tumpuan jepit)
Ly > 3 x 1/2 x 1
2 > 1,5 (memenuhi)
Sehingga lebar kerja maksimum pelat dalam arah bentang lx (Sa) dicari:
Sa =a+ rx LxLy+ rxLx
x Ly
= 0,44+1/2x(1) 2+1/2x(1)
X 2
= 0,752 m
Ø Momen arah bentang Lx :
Mlx =
MoSa
Dimana Mo dianggap sebagai momen maksimum balok di atas
dua tumpuan.
Mo = ¼ x P x Lx = ¼ . 7,7 x 1 = 1,925 tm
2
Sehingga :
Mlx =
=
MoSa
1,9250,752
= 2,55 tm/m
Ø Momen di arah bentang Ly (momen positif ) :
Ly < 2 x Lx
2 < 2 x 1
2 <
Sehingga :
Mly =
2
Mlx4 a
=2,554.0,44
1+ 1+Ly
= 1,35 tm/m
· Keadaan II :
Beban terpusat dua roda simetris terhadap sumbu plat.
Sa SbLx = 1 m
0,06 0,44 1,0 0,44 0,06
Ly = 2 m
3,73
Momen akibat roda
a :
untuk :
Ly > r x Lx
2 > 1/2 x 1
2 > 0,5
sehingga :
Sa = 3/4 x a + 1/4 x r x Lx + v
r = ½ (tumpuan jepit)
= 3/4 x 0,44 + 1/4x ½ x 1 + 0,06
= 0,33 + 0,125 + 0,06
= 0,515m
Ø Momen arah bentang Lx :
Mlx =
Mo
Sa=
1,9250,515
= 3,737 tm/m
Ø Momen arah bentang Ly :
Mly =Mlx
4 a=
4.0,44
= 1,98 tm/m
1+ 1+Ly
Momen akibat roda
b : untuk :
Ly > r x Lx
2 > 1/2 x 1
2 > 0,5
sehingga :
Sa = 3/4 x a + 1/4 x r x Lx
+ v
r = ½ (tumpuan jepit)
= 3/4 x 0,44 + 1/4x ½ x 1 + 0,06
= 0,405 + 0,152 + 2,54
= 0,515 m
Ø Momen arah bentang Lx :
Mlx =
Mo
0,5=
1,925
0,515
2
= 3,737 tm/m
2
Ø Momen arah bentang Ly :
Mly =Mlx
4 a=
3,7374.0,44
= 1,98 tm/m
1+ 1+Ly ,
Dari perhitungan momen roda A dan B, dapat ditabelkan sebagai berikut:
RodaMlx(kg/
m)Mly
(kg/m)A 3737 1980
B 3737 1980
Dari tabel tersebut dipilih roda A (diambil momen maksimum), yaitu:
Mlx = 3,7 tm/m
Mly = 1,98 tm/m
Kesimpulan:
1. Dengan memperhatikan kedua keadaan tersebut di atas dapat ditabelkan
sebagai berikut:
Keadaan
Mlx(kg/m)
Mly (kg/m)
I 2550 1350
II 3730 1980
Jadi, dari tabel dapat disimpulkan bahwa keadaan II lebih menentukan (karena
momennya besar), dimana:
Mlx = 3,73 tm/m
Mly = 1,98 tm/m
2. Momen yang terjadi seluruhnya pada plat lantai (akibat beban
mati) + (beban
hidup + beban angin) adalah :
Mlx = 0,02624 + 3,73 = 3,75 tm = 37,50 kNm
Mly = 0,0768 + 1,98 = 2,05 tm= 20,50 kNm
Mtx = - 0,05312 tm = -0,52 kNm
Mty = - 0,03648 tm = -0,36 kN
1.4. Perencanaan penulangan plat lantai kendaraan
Data perencana an :
- Mutu baja (fy) = 240 Mpa = 2400 kg/cm2
- Mutu beton (f’c) = 30 Mpa = 250 kg/cm2
Ukuran plat beton direncanakan :
- tebal plat beton (h) = 20 cm= 200 mm
- lebar plat beton dihitung tiap 1 m (b) = 100 cm = 1000 mm
- diameter tulangan (D) = 18 mm
- selimut beton (d’) = 5 cm= 50 mm
Tinggi efektif d untuk arah x :
dx = h – d’ - 1/2 Q dx = 200 - 50 - 0,5(18) = 141
mm = 0,141 m Tinggi efektif d untuk arah y :
dy = h – d’ - Q dx - 1/2 Q dy = 200 - 50 - 18- 0,5(18) = 123 mm = 0,123 m
Mu = 37,5 kNm
k =Mu
2=
37,52
= 2358 kNm2
fbd 0,8.1.(0,141)Dari tabel A - 22 pada buku Struktur Beton Bertulang (Istimawan), sesuai dengan
SK - SNI T - 1991 - 03 didapatkan :
rmin = 0,0042
rmax = 0,0255
Berdasarkan hasil interpolasi didapatkan nilai r = 0,0072
As perlu = r.b.d = 0,0072 .1000. 141 = 1015,2 mm2
Berdasarkan Tabel A -5 didapatkan tulangan yang dipakai sesuai
dengan As perlu, jadi digunakan tulangan Æ 18-200 (As = 1272,3
mm2).
Untuk perencanaan penulangan plat lantai yang lain dapat
dilihat pada tabel dibawah ini:
Momen
Mu
(kNm)
Mu/Æ.bd2
(kNm2)r r min
As perlu
(mm2)
Tulangan
Dipakai(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
MLX 37,50 2358 0,0085 1156,2 Æ18-200
MLY 20,50 1289 0,004 0,0040 564 Æ18-350
MtX 0,52 32,7 - 564 Æ18-450
MtY 0,36 22,6 - 0,0040 564 Æ18-450
1.5. Perhitungan Sandaran Jembatan
Data perencanaan :
- Jarak tiang sandaran : 2 m
- Tinggi sandaran (dari trotoar) : 0,90 m
- Profil sandaran : Profil Baja Bulat 48,6 dengan t = 3,2
- Profil tiang sandaran : Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2
- Beban horizontal (PPPJJR - 1987) :100 kg/m
2 m
Tiang Sandaran
0,9 m Sandaran Mendatar
Lantai Trotoar
1.5.1. Pembebanan
a. Sandaran mendatar (railing)
Sandaran direncanakan dibuat dari Profil Baja Bulat 48,6
dengan t = 3,2 dan datanya sebagai beri
kut :
- q = 3,58 kg/m
- Wx = 4,86 cm3
Pembebanan :
- Berat sendiri profil = 3,58 kg/m
- Beban muatan hidup = 100,00 kg (Beban orang yang bersandar)
Momen yang timbul :
Mx = 1/8x q x L2 + ¼ x P x L
= 1/8 x 3,58 x 22 + ¼ x 100 x 2
= 1,79 + 50
= 45,12 kgm
= 4512 kgcm
Tegangan yang timbul :
sytb = Mx
Wx
4512 =
4,86
= 928,4 kg/cm2....................................................< 1600 kg/cm2 (aman)
Dengan demikian Profil B aja Bulat 48,6 dengan t = 3,2
dapat digunakan sebagai sandaran mendatar.
b. Tiang sandaran (railing fast)
Tiang sandaran direncanakan dari Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2.
Tinggi tiang sandaran dari plat lantai kendaraan = tinggi tiang
sandaran + tebal aspal trotoar + tebal beton trotoar + tebal plat
beton lantai
= 90 + 5 + 20 + 20
= 135 cm
= 1,35 m
Direncanakan menggunakan Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2
sebagai tiang sandaran, dengan data sebagai berikut :
- q = 6,78 kg/m - F = 8,636 cm2
- Wx = 17,9 cm3 - ix = 3,04 cm
- Wn = 17,9 cm3 - imin = 3,04 cm
Mutu baja Bj - 41 dengan s = 1600 kg/cm2
Pembebanan vertikal :
- Berat sendiri profil = 1,35 . 6,78 = 9,153 kg
- Sandaran mendatar = 2 . 3,58 = 7,16 kg
- Beban muatan hidup = 100,00 kg
P = 116,313 kg
Menurut PPPJJR - 1987, pasal 1 ayat 2.5.c, halaman 10,
selain beban vertikal, bekerja pula beban horizontal sebesar 100
kg/m dengan titik tangkap 90 cm dari lantai trotoar.
Besar gaya horizontal pada tiang sandaran : P
H = 100 kg/m x 2 m = 200 kgH
90
Kontrol tegangan :
Lk = 2 x 90 = 180 cm
lk 2 × 90
Momen yang timbul : M = 200 kg x 90 cm
= 18000 kg.cm
l = =imin
= 59,23,04
Dari tabel didapat faktor tekuk :
l = 59,2 w = 1,311
Tegangan yang timbul :
sytb =P
Fbrxw +
M
Wn
= 116,318,636
x1,311 +
1800017,90
= 1023,23 kg/cm2 < stk//............................= 1600 kg/cm2 (aman)
Jadi untuk tiang sandaran dapat dipakai Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2
Top Related