karena masih belum banyak perencanaan jembatan di. Indonesia yang .... 40m-
400m, Tipe Gantung untuk bentang: 100m-2000m. (Herry, Vaza. 2003).
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN JALAN Ir. H JUANDA KECAMATAN SUKMAJAYA KOTA DEPOK DENGAN BUSUR RANGKA BAJA LANTAI KENDARAAN DI ATAS Nama mahasiswa
: Sanda Praja Riduwan
NRP
: 3109.106.033
Jurusan
: Teknik Sipil
Dosen Pembimbing
: Ir. Djoko Irawan, MS. Abstrak
Jembatan merupakan suatu struktur bangunan yang berfungsi untuk
menghubungkan alur
transportasi melintasi rintangan yang ada tanpa menutupinya. Rintangan bisa berupa sungai, jurang, ruas jalan tidak sebidang dan lain sebagainya. Sehingga memungkinkan kendaraan, kereta api maupun pejalan kaki melintas dengan lancar dan aman. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini Jembatan Juanda didesain ulang menggunakan busur rangka batang baja dengan lantai kendaraan diatas (Deck Arch) yang melintasi sungai Ciliwung, Kota Depok dengan bentang total 135 m. Metode dipilih karena dengan metode ini dimungkinkan untuk jembatan bentang panjang dengan pilar yang tidak mengganggu aliran sungai. Dari segi estetika jembatan dengan metode ini juga lebih indah Peraturan pembebanan yang dipakai untuk merencanakan jembatan ini mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005, T-03-2005 , T-12-2004, dan Bridge Design Manual Bridge Management System (BMS). 1992.yang merupakan pedoman peraturan untuk merencanakan sebuah jembatan. Adanya peraturan pembebanan dimaksudkan untuk memberikan saran dalam perencanaan jembatan yang dapat menjamin tingkat keamanan, dan tingkat penghematan yang dapat diterima struktur jembatan. Sedangkan perencanaan struktur atas jembatan mengacu pada pereturan AISC – LRFD. Perencanaan tahap awal adalah perhitungan lantai kendaraan dan trotoar. kemudian dilakukan perencanaan gelagar memanjang dan melintang, serta perhitungan shear connector.Selanjutnya tahap perhitungan konstruksi pemikul utama dan konstruksi sekunder dilakukan dengan menghitung beban – beban yang bekerja , kemudian dianalisa menggunakan program SAP2000.Setelah didapatkan gaya-gaya dalam yang bekerja dilakukan perhitungan kontrol tegangan dilanjutkan perhitungan sambungan. Memasuki tahap akhir dari perencanaan struktur atas dilakukan perhitungan dimensi perletakan dan dilanjutkan analisa perhitungan struktur bangunan bawah jembatan (abutment dan pilar). Dari hasil perencanaan didapatkan profil dan dimensi yang dipakai pada jembatan. Kata kunci : Jembatan busur rangka baja
1
Management System 1992 untuk menentukan segala pembebanan yang bekerja pada struktur jembatan tersebut dan berdasarkan AISC-LRFD untuk analisa perhitungan upper-structur yang seluruhnya menggunakan bahan dari baja.
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Data jembatan rencana Jembatan Juanda (Kota Depok) akan diuraikan sebagai berikut : 1. Nama Proyek : Perencanaan Teknis Jembatan Juanda, Depok. 2. Pemilik Proyek : Dinas PU Kota Depok. 3. Lokasi Proyek : Ruas jalan Ir.H. Juanda, Kota Depok. 4. Bangunan Atas : Busur Rangka Batang Baja 5. Bangunan Bawah : Pondasi tiang pancang
Jembatan Juanda merupakan jembatan yang terdapat pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan sukmajaya Kota Depok, Jembatan ini menghubungkan Jalan Raya Bogor dengan Jalan Margonda Depok. Konstruksi Jembatan Juanda saat ini memiliki panjang total bentang 110 m dan lebar jalan 9m yang terbagi menjadi 3 bentang. Bentang terpanjang sebesar 60m mengunakan struktur baja sementara bentang yang lebih pendek menggunakan beton pratekan. Arus lalu lintas yang semakin meningkat pada jalan Ir.H. Juanda khususnya yang melewati jembatan Juanda menyebabkan jembatan tersebut tidak dapat lagi melayani dengan baik kendaraan yang melintas pada jembatan tersebut. Kondisi ini menyebabkan Jembatan Juanda perlu direncanakan ulang sesuai dengan kebutuhan akan volume kendaraan yang melintas dan dapat lebih monumental dalam perencanaannya serta kenyamanannya. Pada Tugas Akhir ini Jembatan Juanda tersebut direncanakan ulang menggunakan Jembatan Baja Busur. Dipilihnya Jembatan Baja Busur pada Jembatan ini karena untuk bentang 60 – 600 meter akan lebih efektif menggunakan Jembatan Baja Busur. Adapun pemberian bentuk Busur itu sendiri dimaksudkan untuk mengurangi momen lentur pada jembatan sehingga penggunaan bahan menjadi lebih efisien dibandingkan gelagar parallel (D Johnson Victor,1980) sedangkan Sebagai penanganan jembatan untuk mendukung pergerakan lalu lintas dan pengembangan kawasan serta peningkatan perekonomian suatu daerah hasil analisis menunjukan bahwa tipe struktur yang sesuai dengan kondisi lapangan dan estetika adalah menggunakan jembatan rangka baja bentuk busur dan pondasi tiang pancang (Asep Saeful Malik, 2010). Selain itu jembatan busur memiliki nilai lebih dalam bentuk arsitekturalnya dan memberi kesan monumental karena masih belum banyak perencanaan jembatan di Indonesia yang menggunakan rangka busur. Sedangkan zaman dahulu, sebelum teknologi beton prestressed dikembangkan, jembatan busur (arch bridges) selalu dipilih untuk konstruksi jembatan bentang panjang, dengan mengambil keuntungan timbulnya gaya tekan pada struktur lengkungnya (Asiyanto,2005). Pada proses perencanaan Jembatan Rangka Busur ini akan mengacu pada peraturan Bridge
LOKASI
Gambar 1.1 Lokasi Proyek Jembatan Juanda, Depok
1.2 PERMASALAHAN Permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah : 1. Bagaimana prosedur perencanaan busur rangka batang baja jembatan? 2. Bagaiman prosedur perencanaan bangunan bawah jembatan? 3. Bagaimana prosedur perencanaan bangunan pelengkap jembatan? 1.3 BATASAN MASALAH Perencanaan Jembatan Juanda Kecamatan Sukmajaya Kota Depok meliputi : 1. Perencanaan dimensi dan analisis struktur busur rangka batang, abutment jembatan dan bangunan pelengkap jembatan. 2. Penggunaan rumus-rumus yang sesuai dengan yang ada di peraturan ataupun literatur yang digunakan.
2
3. Penggambaran hasil perencanaan struktur jembatan. Perencanaan yang dilaksanakan tidak membahas tentang perhitungan anggaran biaya dan metode pelaksanaan pembangunan jembatan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Definisi jembatan adalah suatu struktur yang menghubungkan alur transportasi melintasi rintangan yang ada tanpa menutupinya. Rintangan bisa berupa sungai, jurang, ruas jalan tidak sebidang dan lain sebagainya. Sehingga memungkinkan kendaraan, kereta api maupun pejalan kaki melintas dengan lancar dan aman. Jembatan Juanda Kecamatan Sukmajaya Kota Depok didesain dengan menggunakan metode prategang dan rangka baja. Dalam tugas akhir ini Jembatan Juanda didesain ulang dengan menggunakan busur rangka batang baja dengan lantai kendaraan diatas (Deck Arch). Metode dipilih karena dengan metode ini dimungkinkan untuk jembatan bentang panjang tanpa ada perbedaan struktur pratekan dan rangka baja. Untuk pilar posisinya tidak menggangu aliran sungai. Dari segi estetika jembatan dengan metode ini juga lebih indah.
1.4 TUJUAN Perencanaan Jembatan Juanda ini bertujuan untuk dapat merencanakan suatu struktur jembatan yang baik dan memenuhi kelayanan dan mempunyai kekuatan yang cukup. Dan apabila terjadi kehilangan kelayanan dan kemungkinan terjadi keruntuhan struktur maka hal itu terjadi tidak terlalu parah dan umur jembatan sesuai dengan umur rencana jembatan. Secara khusus, tujuan perencanaan Jembatan Juanda ini adalah : 2 Perencanaan bangunan atas jembatan yang meliputi perencanaan busur rangka batang, balok girder, balok diafragma, trotoar dan kerb jembatan. Yang meliputi perencanaan dimensi dan kebutuhan baut yang diperlukan sesuai dengan peraturan yang berlaku. 3 Perencanaan bangunan bawah jembatan yang meliputi perencanaan Abutment, poer pilar serta kebutuhan tiang pancang. Yang meliputi perencanaan dimensi, kebutuhan tulangan serta kebutuhan tiang pancang yang diperlukan sesuai dengan peraturan yang berlaku.
2.2 BAGIAN JEMBATAN RANGKA BUSUR 2.2.1 Deck Girder Deck girder atau lantai jembatan termasuk ke dalam struktur bangunan atas (Super-Structure). Bagian ini berfungsi untuk memikul beban lalu – lintas dan melindungi terhadap keausan. Berdasarkan lantai kendaraannya, ada beberapa bentuk jenis yang umum dipakai yaitu: Deck Arch Salah satu jenis jembatan busur dimana letak lantainya menopang beban lalu – lintas secara langsung dan berada di bagian paling atas busur.
1.5. MANFAAT Manfaat untuk masyarakat yang didapatkan dari proses perencanaan struktur Jembatan Juanda Kecamatan Sukmajaya Kota Depok adalah dengan volume arus lalu lintas yang terus meningkat jembatan yang baru dapat menampung dan melayani volume lalu lintas yang ada dengan tingkat kenyamanan yang diharapkan. Jembatan ini juga dapat menjadi icon bangunan monumental daerah tersebut karena dengan metode ini dimungkinkan untuk jembatan bentang panjang dengan pilar yang tidak mengganggu aliran sungai sehingga mengurangi resiko kegagalan struktur akibat tergerusnya lapisan bawah pilar, selain itu bila ditinjau dari segi estetika juga lebih indah. Untuk dunia teknik sipil dengan direncanakan jembatan bentuk busur rangka baja diharapkan dapat menjadi Inspirasi Jembatan masa depan.
3
Gambar 2.1 Tipe ” Deck Arch ” Through Arch Merupakan jenis lainnya, dimana letak lantai jembatan terdapat tepat di springline busurnya.
40m-400m, Tipe Gantung untuk bentang: 100m-2000m. (Herry, Vaza. 2003)
2.4 APLIKASI METODA PERKUATAN JEMBATAN RANGKA Jembatan dengan struktur bangunan atas rangka baja pada umumnya mengalami getaran, akibat beban dinamis yang relatif besar. Hal ini terjadi mengingat kekakuan jembatan rangka baja yang relatip rendah nilainya apabila dibebani dengan beban kejut sehingga menghasilkan getaran yang besar pula. Selain getaran yang cukup besar, pelat lantai dari beton bertulang juga sering mengalami kerusakan yang cukup parah hingga jembatan tidak dapat dilalui. Banyak faktor yang menyebabkan kerusakan pada pelat lantai, diantaranya getaran berlebih pada jembatan akibat sambungan kurang baik, beban kejut berlebih akibat ketidak rataan permukaan jalan terutama oprit, beban berlebih, kurang baiknya mutu bahan beton baja dan kurang baiknya pelaksanaan. Dari makalah diatas dapat diambil perhatian khusus mengenai sambungan konstruksi rangka baja yang harus diperhitungkan dengan teliti agar dalam pelaksanaan dilapangan tidak menimbulkan kendala. (Wardana, Panji Krisna. 2002)
Gambar 2.2 Tipe “ Through Arch ” A Half – Through Arch Dimana lantai jembatan terletak di antara springline dan bagian paling atas busur atau di tengah – tengah.
Gambar 2.3 Tipe ” A Half – Through Arch “ 2.2.2 Pier / Collumn
Fungsi dari pier itu sendiri yaitu untuk menyangga deck langsung ke tebing atau tepi sungai dan menyalurkan semua beban yang diterima oleh deck baik beban lalu – lintas untuk diteruskan ke bagian pondasi.
2.5 ANALISIS SISTEM RANGKA BAJA PADA STRUKTUR JEMBATAN BUSUR RANGKA BAJA. Rangka batang adalah susunan elemen – elemen yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga, sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak berubah bentuknya ketika diberi gaya-gaya dari luar. Prinsip utama yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai pemikul beban utama adalah penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga yang menghasilkan bentuk stabil. Pada struktur yang stabil deformasi yang terjadi relatif kecil, dan lentur tidak akan terjadi selama gaya-gaya luar berada pada titik simpul (Dien Aristadi, 2006). Selain itu momen sekunder yang terjadi pada rangka batang khususnya pada daerah sambungan sangat kecil, sehingga kekuatan dari struktur rangka baja dapat dijaga. Pelengkung baja pada rangka busur baja adalah struktur yang dibentuk oleh elemen garis yang melengkung dan membentang antara dua titik. Struktur ini biasanya terdiri atas ptongan – potongan yang mempertahankan posisinya akibat adanya pembebanan. kekuatan struktur pada pelengkung ini sangat tergantung pada penyusunannya serta beban yang akan bekerja padanya.
2.3 SISTEM KONSTRUKSI JEMBATAN Sistem Bangunan Jembatan yang telah diteliti dan dikembangkan selama bertahun-tahun, Konsep perencanaan struktur jembatan adalah berdasarkan atas seni (estetika) dan konstruksi jembatan itu sendiri. Berdasarkan dari fungsi komperhensif, maka nilai maksimum dari suatu jembatan akan ditentukan oleh : Biaya konstruksi, Kemudahan Pelaksanaan, Estetika dan pertimbangan lingkungan, dan Biaya pemeliharaan. Jembatan rangka busur baja adalah suatu struktur jembatan dari pelengkung baja, dimana pelengkung merupakan rangka utama dari jembatan yang fungsinya menerima semua gaya-gaya yang bekerja pada jembatan. Pada prinsipnya konstruksi dari jembatan busur dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban vertikal yang bekerja, selain itu jembatan busur dapat menerima momen lentur lebih efisien bila di bandingkan dengan gelagar parallel (Djoko Irawan, 2007). Berikut contoh bentang ekonomis jembatan : Tipe Gelagar, untuk bentang : 10m-25m, Tipe gelegar Box Prismatic Section : 30m-60m, Tipe Box Free Cantilever Sistem : 60m-200m, Tipe Pelengkung untuk bentang : 50m-250m, Tipe Rangka untuk bentang :
4
kendaraan serta bagian – bagian diatasnya ke lapisan tanah. Kegagalan bangunan bawah (pilar dan abutment) terjadi apabila keruntuhan atau amblasnya bangunan bawah tersebut dan terjadinya keretakan struktural yang berpengaruh terhadap fungsi struktur bangunan atas. (http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)
2.6 STRUKTUR JEMBATAN BUSUR. An arch is a curved structure capable of spanning a space while supporting significant weight ( Busur merupakan suatu bentuk kurva yang mampu menghubungkan bentang dengan dukungan suatu berat tertentu ) http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan Konstruksi busur didefinisikan sebagai bukaan bentang anggota struktur dan bekerja sebagai penopang bagi beban di atas bukaan tersebut. Dan konstruksi tersebut dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban vertikal yang bekerja. (Diktat kuliah, Djoko Irawan). Sedangkan, jembatan busur menurut H.J Struyk, dkk (1995), merupakan jembatan yang mana konstruksi pada gelagar-gelagar induknya dibangun oleh busur busur. Jembatan busur juga dapat dikatakan sebagai jembatan lengkung. Jembatan ini mengadakan reaksi tumpuan yang arahnya seseorang pada beban tegak lurus. Gaya-gaya uraian mendatar sering menimbulkan pada bangunan bawah suatu tekanan tinggi yang pada terrein yang kurang teguh umumnya oleh bangunan bawah tidak dapat diterima jika tidak dengan pertolongan konstruksi konstruksi yang mahal. (www.wikipedia.com ).
BAB III METODOLOGI 3.1 BAGAN ALIR METODOLOGI
2.7 PERLETAKAN UNTUK JEMBATAN BENTANG PANJANG Jenis – jenis dari perletakan dapat berupa sendi rol, maupun rubber bearing pad. Umumnya pembangunan jembatan bentang pendek sekarang telah banyak menggunakan perletakan dari rubber bearing pad. Tetapi perletakan untuk jembatan yang memiliki bentang cukup panjang perletakan jenis rubber bearing belum tentu cocok. Hal ini di karenakan gaya yang terjadi sangat besar sehingga perletakan rubber bearing pad tidak mampu menahan gaya yang terjadi. Untuk mengatasi hal itu perletakan sendi rol dengan roda lebih dari satu pada sisi rol mungkin lebih tepat digunakan. Fungsi utama dari perletakan yaitu antara lain : Menerima beban berat sendiri jembatan dan lalu lintas, melalui balok pemikulnya. Meneruskan beban tersebut ke bangunan, tanpa menimbulkan kerusakan padanya. (http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan) 2.8 KEGAGALAN JEMBATAN Terjadinya kegagalan pada jembatan rangka busur baja disebabkan banyak hal. Salah satu diantaranya karena struktur pondasi yang rapuh. Pondasi merupakan bagian yang palig penting dari bangunan bawah struktur jembatan yang harus meneruskan beban
5
Penjelasan metodologi flow cart dalam Perencanaan Ulang Struktur Jembatan juanda Dengan Menggunakan Busur Rangka Baja di atas sebagai berikut : 3.2 PENGUMPULAN DATA Data-data perencanaan yang dibutuhkan antara lain : 3.2.1 Profil Sungai Jembatan pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan sukmajaya Kota Depok melintang di atas sungai Ciliwung , Jembatan ini menghubungkan Jalan Raya Bogor dengan Jalan Margonda Depok. Data profil sungai Ciliwung yang berada di bawah jembatan juanda : Lebar bentang sungai : 36.5 meter Elevasi dasar sungai : 23,22 meter Elevasi tepi sungai : -2,71 meter Elevasi muka air normal : 21,846 meter Elevasi muka air banjir : 17,895 meter
3.2.3 Gambar jembatan eksisting, meliputi : 1. Potongan memanjang dan melintang jembatan. Berguna untuk mengetahui panjang dan lebar jembatan.
2. Gambar penampang sungai.
Gambar 3.1 Tampak Samping Jembatan Eksisting 3.2.4 Data bahan yang akan digunakan. Beton Modulus elastisias beton (Ecj) berdasarkan Standar Nasional Indonesia T-12-2004 pasal 4.4.1.5 hal 35 pada umur tertentu mutu beton bisa diambil:
3.2.2 Jembatan Eksisting Jembatan pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan sukmajaya Kota Depok adalah jembatan pratekan. Bentang jembatan dibagi menjadi 3 span atau berarti terdiri dari 2 pilar. Data perencanaan awal jembatan sebagai berikut : Nama Jembatan : Jembatan Ir.H Juanda Lokasi Jembatan : Sungai Ciliwung, menghubungkan Jalan Raya Bogor dengan Jalan Margonda Depok, Jawa Barat Panjang jembatan : 105 meter, dibagi menjadi 3 span 2 pilar: 25 meter dan 25 meter pada bentang tepi 60 meter pada bentang tengah Lebar jembatan : 9 meter Tinggi bebas jembatan : 17,895 meter : Jembatan Jenis konstruksi jembatan Pratekan
Ecj Wc (0,043 f 'c ) 1, 5
.....................................3.1 di mana, Wc = Berat volume beton 24 Mpa f’c = 25 Mpa Baja Tulangan Non Prategang a. Tegangan Leleh Menurut Standar Nasional Indonesia T12-2004 pasal 4.4.2.1.2 Kuat tarik leleh, fy, ditentukan dari hasil pengujian, tetapi perencanaan tulangan tidak boleh didasarkan pada kuat leleh fy yang melebihi 550 Mpa.Sedangkan sifat mekanis baja struktural menurut pasal 5 SNI 03-1729-2002 tabel 5.3 adalah sebagaimana yang tercantum pada tabel 3.1 berikut :
Tabel 3.1.Sifat Mekanis Baja Struktural Menurut SNI 0 1729-2002
b. Tegangan Ijin Tegangan Ijin Pada Pembebanan Tetap 6
Tegangan ijin tarik pada tulangan non-prategang boleh diambil dari ketentuan di bawah ini: - Tulangan dengan fy = 300 MPa, tidak boleh diambil melebihi 140 MPa. - Tulangan dengan fy = 400 MPa, atau lebih, dan anyaman kawat las (polos atau ulir), tidak boleh diambil melebihi 170 MPa. - Untuk tulangan lentur pada pelat satu arah yang bentangnya tidak lebih dari 4 m, tidak boleh diambil melebihi 0,50 fy namun tidak lebih dari 200 MPa. c. Tegangan ijin Pada Pembebannan Sementara Boleh ditingkatkan 30 % dari nilai tegangan ijin pada pembebanan tetap. d. Modulus Elastisitas Menurut Standar Nasional Indonesia T-12-2004 pasal 4.4.2.4 modulus elastisitas baja struktural Es untuk semua nilai tegangan yang tidak melebihi kekuatan leleh fy, dapat diambil salah satu : i. Sama dengan 2 x 105 MPa, atau ii. Ditentukan oleh pengujian
3.4 MENDESAIN LAYOUT AWAL JEMBATAN 3.4.1 Rencana Jembatan Modifikasi Dengan metode pratekan dan jembatan rangka, maka jembatan pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan sukmajaya Kota Depok , terdapat 3 span jembatan yang memiliki struktur yang berbeda. Dengan adanya 2 jenis struktur yang berbeda yaitu pratekan dan rangka baja. Maka jembatan direncanakan ulang dengan desain modifikasi metode jembatan busur rangka baja dengan lantai kendaraan di atas dan pilar yang posisinya tidak menggangu aliran sungai. Data jembatan modifikasi : Panjang jembatan : 135 meter : 11 meter Lebar jembatan Tinggi fokus : 14 meter (1/5 bentang) Struktur utama : Baja BJ-55 dengan mutu baja : Kuat leleh : 410 MPa Kuat putus : 550 MPa Lebar lantai kendaraan : 9.5 meter Jarak antar tiang sandaran : 3 meter Mutu Beton : f’c 350 Mpa = 350 kg/cm Tulangan : fy 400 Mpa = 400 kg/cm Direncanakan perletakan baja : BJ 55 - Mutu baja - Mutu beton : f’c 350 Mpa = 350 kg/cm Zona Gempa : Zona Gempa 3 Jenis Tanah : Tanah Lunak Lokasi : < 5 km dari pantai
3.2.5 Data tanah lokasi perencanaan jembatan. Dalam perencanaan jembatan Ir.H Juanda data tanah yang digunakan merupakan data tanah dari pembangunan jembatan daerah kota depok. Data tanah dapat digunakan karena sama - sama terletak didaerah kota depok, selanjutnya dapat dilihat pada lembar lampiran. STUDI LITERATUR 1. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005. Standar Pembebanan Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum. 2. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-03-2005. Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum. 3. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-12-2004. Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum. 4. Bridge Design Manual Bridge Management System (BMS). 1992. Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga. 5. Chen, Wai-Fah, Duan, Lian. 2000. Bridge Engineering Handbook. Boca Raton. London 6. Sosrodarsono, Suyono.Ir, dan Nakazawa, Kazuto. 1984. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : PT. Pradnya Paramitha. 7. Troitsky, M. S. 1994. Planning and Design of Bridge. John Wiley & Sons, Inc. New York
Abutment Plat Injak Wing Wall
CL
RH BS
RD
RD
BS
RH
RD
RD
BS
RH
RD BS
BT
BT
RD
BS RH RD BS
BS
BS
RH RD
RD
BS
BS
BS
RH
RH
RH
BS
BS RD
RD
RD BS
RD
BS
RH
-5.00
RH RH
RH BS
BS
BS
BS
BS RD
BS RH
BS
RD
BS
RH
BS
RD
BS
-1.00
BT
BS RH
BS
BT
BS RD
BS
BT
BS RD
BT
RH
RH BS
BT
RD
BT
BS BS RH
BS
BS
BT
BT
BT
RD
BT
BS
RH
RH
BS
BT
RD
BT
BT
RD RH
RH BS
RH RD
RD
BS
BS
BS BS
BS
RH BS
BT
BS RD BS
BT
BT BT
BT
RH
BT
RD BS
BT
BS
RH
BS
3.00
BT
BT
BS
RD
BT
BS RH
7.00
BT
11.00
RH
BS
BS BS
BS
-9.00 -13.00 -17.00
MAB = -17,895 MAT = -21,846
JARAK (m)
1750
320 428 250 930
1190
780
810
1000
590
930
780
1370
610 330 790 310 740 680 580
90.87
92.13
90.15
89.74
88.31 89.36
79.61 80.79
79.66
66.79
66.73
68.70
72.06
76.16
78.63
83.74
90.33 88.33 85.94 85.44
ELEVASI (m)
66.28
Elv dasar = -23,22
DATUM-29.00 95.87
3.3
1750
Gambar 3.2 Tampak Samping Jembatan Rencana Modifikasi
3.4.2 Pemilihan Jenis Struktur Pemilihan jenis struktur busur rangka baja dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain : 1. Kondisi tanah dasar 7
dengan tinggi lengkung busur 40 meter. Sehingga perbandingan tinggi tampang dengan panjang bentang adalah 1 : 11,5. Jembatan ini merupakan jembatan busur rangka baja. Wanxian Yangtze Bridge, di China. Jembatan ini memiliki panjang bentang 425 meter dengan tinggi lengkung busur 85 meter. Sehingga perbandingan tinggi tampang dengan panjang bentang adalah 1 : 5. Jembatan ini merupakan jembatan beton rangka busur dan merupakan yang terpanjang. New River Gorge, di Fayetteville Virginia Barat. Merupakan jembatan busur rangka batang. Dan merupakan yang terpanjang.Jembatan ini memiliki panjang bentang 518 meter dengan perbandingan tinggi lengkung busur dengan panjang bentang adalah 1 : 4,6. Dari beberapa contoh di atas, dapat diambil kesimpulan bahwa perbandingan tinggi muka tampang busur dengan panjang bentang jembatan adalah berkisar 1 : 11,5 s/d 1 : 4,6. Sehingga tinggi lengkung jembatan Juanda direncanakan 15 meter.Tinggi tampang busur untuk jembatan rangka batang adalah sekitar hingga . Dan jembatan Juanda direncanakan memiliki tinggi tampang busur 3,5 meter.Lebar jembatan rangka batang agar busur kaku, maka harus direncanakan memiliki perbandingan lebar dan panjang lebih besar sama dengan 1 : 20. Sehingga lebar minimum jembatan Juanda adalah 8,5 meter. Dan jembatan Juanda ini direncanakan memiliki lebar jembatan 11 meter. 3.5.2 Analisis Pembebanan Pada peraturan teknik jembatan Standar Nasional Indonesia T-02-2005 aksi-aksi (beban) digolongkan berdasarkan sumbernya yaitu: 3.5.2.1 Beban Mati Berat sendiri dari masing – masing bagian struktural jembatan dan berat mati tambahan yang berupa berat perkerasan 3.5.2.2 Beban Hidup Beban hidup pada jembatan meliputi : 1. Beban Lalu - Lintas Beban lalu – lintas untuk perencanaan struktur jembatan terdiri dari beban lajur ” D ” dan beban truk ”T” : a. Beban Lajur ”D” Beban lajur D bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada girder yang ekivalen dengan suatu iring – iringan kendaraan yang sebenarnya. Intensitas beban D
Jembatan busur baja memiliki gaya lenting yang besar. Sehingga diperlukan tanah dasar yang kuat untuk menahan gaya lenting tersebut. Dan biasanya pada tebing-tebing sungai yang kuat. Pada jembatan Ir.H Juanda, tidak memiliki tebing yang kuat untuk menahan gaya lenting tersebut. Sehingga perlu adanya batang tarik untuk menahan gaya lenting dari busur. 2. Panjang jembatan Jembatan busur mampu digunakan untuk bentang hingga 600 meter. Dengan bentang jembatan Ir.H Juanda yang 135 meter, maka jembatan busur dapat digunakan. 3. Estetika atau keindahan Jembatan busur memiliki bentuk yang indah. Sehingga akan enak dipandang dibandingkan dengan jembatan tipe lain. 3.4.3 Pemilihan Bentuk Struktur Dalam perencanaan jembatan Ir.H Juanda, bentuk struktur yang dipilih dengan pertimbangan ; 1. Pada jembatan juanda terdapat dua struktur jembatan yang berbeda yaitu untuk bentang tengah menggunakan rangka batang dan bentang tepi menggunakan pratekan maka jembatan direncanakan dengan desain modifikasi metode jembatan busur rangka baja dengan lantai kendaraan di atas yang merupakan bentang jembatan panjang, Sehingga model ini dapat digunakan pada penampang sungai tersebut dan tidak memerlukan dua jenis struktur jembatan yang berbeda. 2. Untuk busur dengan lantai kendaraan, kontruksi lantai kendaraan akan mengalami gaya tekan. Sehingga jenis bahan yang cocok untuk digunakan untuk lantai kendaraan adalah beton. Karena beton baik untuk menahan gaya tekan. 3.5 Perencanaan Bangunan Atas 3.5.1 Perencanaan Rangka Batang Selain harus memiliki kekuatan yang cukup, rangka batang juga harus memiliki tinggi lengkung busur yang cukup dan ideal. Sehingga kekuatan busur dapat optimum. Tinggi lengkung busur tergantung pada panjang bentang jembatan. Contoh beberapa jembatan yang ada di dunia yang menggunakan busur rangka baja. Antara lain : The Modern Britannia Bridge, di Anglesey, North Wales. Jembatan ini memiliki panjang bentang busur 461 meter
8
direncanakan.dimana besarnya beban yang bekerja adalah 0,5 kN/m². 3. Gaya Rem Gaya ini tidak tergantung pada lebar jembatan dan 3.2diberikan dalam tabel 3.4 untuk panjang struktur yang tertahan. 3.3Tabel 3.3. Gaya Rem
terdiri dari beban tersebar merata dan beban garis. Beban tersebar merata (UDL = q). Besarnya beban tersebar merata q Standar Nasional Indonesia T02-2005 pasal 6.3.1.adalah : q = 9,0 kN/m² (untuk L < 30 m) digunakan dalam desain q = 9,0 ( 0,5 + 15/L ) kM/m² (untuk L > 30 m) dimana, L = bentang Girder menerus. Beban garis (KEL). Besarnya beban garis ” P ” ditetapkan sebesar 49 kN/m.
Panjang Struktur (m)
Gaya Rem S.L.S. (kN)
80
250
80 L 180
2.5L + 50
500 L 180 Catatan : Gaya rem U.L.S adalah 2.0 Gaya rem S.L.S
3.5.3 Beban Lateral 1. Beban Gempa Berdasarkan peraturan Standar Nasional Indonesia T-02-2005 pasal 7.7, beban rencana akibat gempa minimum diperoleh dari rumus berikut : TEQ Kh . I . WT Dengan : TEQ = gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau I = faktor kepentingan WT = total berat nominal bangunan yang dipengaruhi oleh percepatan diambil akibat gempa, sebagai beban mati tambahan Kh = koefisien beban gempa horisontal Kh =C.S C = koefisien geser dasar untuk daerah, waktu dan kondisi setempat yang sesuai S = faktor tipe bangunan Untuk bangunan yang mempunyai satu derajat kebebasan yang sederhana, maka rumus berikut ini dapat digunakan.
Gambar 3.3. Kedudukan Beban Lajur “D’’ b. Beban Truk ” T ” Beban truk ” T ” adalah berat satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi yang digunakan untuk menganalisis pelat jalur lalu – lintas.
T 2
WTP g KP
Dengan : T = waktu getar dalam detik G = percepatan gravitasi (g = 9.8 m/dt2) WTP = total berat nominal bangunan atas termasuk beban mati tambahan ditambah setengah dari pilar ( bila perlu dipertimbangkan ) KP = kekakuan gabungan sebagai gaya horisontal yang diperlukan untuk menghasilkan satu satuan lendutan pada bagian atas pilar (kN/m). 2. Beban angin Gaya angin nominal ultimate pada jembatan tergantung pada kecepatan angin rencana sebagai berikut :
Gambar 3.4. Pembebanan Truk “T” 2. Beban Pejalan Kaki Intensitas beban pejalan kaki dipengaruhi oleh yang luas total daerah pejalan kaki
TEW 0.0006 Cw (Vw)2 Ab Dengan :
9
Vw Cw Ab
Dengan Rn adalah tahanan nominal baut sedangkan Ø adalah faktor reduksi yang diambil sebesar 0,75. Besarnya Rn berbeda – beda untuk masing – masing tipe sambungan.
= kecepatan angin rencana (m/dt) = koefisien seret ( lihat tabel 2.5) = luas ekivalen bagian samping jembatan (m2)
Tabel 3.4. Koefisien Seret Cw 3.5.4.2 Tahanan Geser Baut Tahanan mominal satu buah baut yang memikul gaya geser memenuhi persamaan :
Rn m r1 fub Ab Dengan : r1 = 0,50 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser r1b = 0,40 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser fub = Kuat tarik baut (Mpa) Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak ber ulir m = Jumlah bidang geser
Tabel 3.5. Kecepatan Angin Rencana
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 superelevasi, Cw harus dinaikkan sebesar 3% untuk setiap derajat superelevasi, dengan kenaikkan maksimum 25%. 3.5.4 Perencanaan Sambungan Sambungan harus dianggap memiliki kekakuan yang cukup agar profil antara unsur tidak berubah pada pembebanan. Deformasi sambungan harus demikian agar tidak mempunyai pengaruh besar pada pembagian pengaruh aksi maupun pada keseluruhan rangka. Berikut adalah tipe – tipe baut dengan diameter , proof load dan kuat tarik minimumnya : Tabel 3.6 Tipe – tipe Baut
3.5.4.3 Tahanan Tarik Baut Baut yang memikul gaya tarik tahanan nominalnya dihitung menurut : Rn = 0,75.fub.Ab Dengan : fub = Kuat tarik baut (Mpa) Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak ber ulir 3.5.4.4 Tahanan Tarik Baut Tahanan tumpu nominal tergantungkondisi yang terlemah dari baut atau komponen pelat yang di sambung. Besarnay ditentukan sebagai berikut: Rn=2,4.db.tp.fu Dengan : db = diameter baut pada daerah yang tak berulir tp = tebal plat fu = kuat putus terendah dari baut atau plat untuk lubang baut selot panjang tegak lurus arah gaya berlaku Rn=2,0.db.tp.fu 3.24
Tipe Baut Diameter (mm) Proof Stress (Mpa) Kuat Tarik Min (Mpa) A307 6.35-104 60 A325 12.7-25.4 585 825 28.6-38.1 510 725 A490 12.7 - 38.1 825 1035
3.5.4.5 Tata Letak Baut Tata letak baut diatur dalam SNI pasal 13,4
Sambungan Baut mutu tinggi dapat didesain sebagai sambungan tipe friksi (jika dikehendaki tidak ada slip) atau juga sebagai sambungan tipe tumpu.
S1 S
3.5.4.1 Tahanan Nominal Baut Sutau baut yang memikul beban terfaktor Ru, sesuai persyaratan LRFD harus memenuhi : Ru ≤ Ø.Rn
S1
S1
S
S1
Gambar 3.5. Tata Letak Baut
10
Berat Air Hujan = 0.05 x 1 x 1.7 x 2.2 = 0.085 Ton/m
dimana: 3db < S < 15 tp atau 200 mm 1,5db < S1 < (4tp+100mm) atau 200 mm
=1.335 Ton/m Beban Hidup :
3.5.5
Perencanaan Bangunan Pelengkap Seperti telah disebutkan di atas, yang termasuk pada bagian bangunan pelengkap jembatan adalah sandaran, pelat lantai dan trotoar atau kerb. Dimana setiap bagian tersebut akan dijelaskan sebagai berikut. 3.5.5.1 Perencanaan Sandaran Standar Nasional Indonesia T-02-2005 pasal 12.5, sandaran untuk pejalan kaki harus direncanakan untuk dua pembebanan yang bekerja secara bersamaan dalam arah menyilang vertikal dan horisontal dengan masing-masing beban sebesar W* = 0.75 kN/m. 3.5.5.2 Perencanaan Kerb Beban hidup pada kerb diperhitungkan sebesar 15 kN/m yang bekerja pada bagian atas kerb sepanjang jembatan dengan arah horisontal (Standar Nasional Indonesia T-02-2005 pasal
Menurut SNI T-02-2005 ps. 6.4.1 tentang besarnya beban truk “T”, beban T ditentukan sebesar 112.5 KN = 11.25 Ton. Faktor beban ultimate untuk beban T = 1.8. Maka total beban T = 1.8 x 11.25 x (1+0.3) = 26.325 Ton.
Perhitungan
Momen
Pada
Pelat
Lantai
Kendaraan Pada balok menerus, rumus sederhana perhitungan momen adalah sebagai berikut : 1 10
-1 10
1 10
-1 10
-1 10
1 10
-1 10
1 10
-1 10
BAB IV Gambar 4.2. Gambar Rumus Perhitungan Momen Balok
PERHITUNGAN PELAT LANTAI KENDARAAN
Menerus
4.1. Perencanaan Tebal Pelat Lantai Kendaraan
Momen akibat beban mati :
Berdasarkan SNI T-12-2004 ps. 5.5.2 tentang tebal minimum pelat lantai kendaraan jembatan,Syarat : d 200 mm
100 + 0.04 (b)
100 + 0.04 x 1700
168 mm
MD
1 qD b 2 10
=
1 1.335 1.700 2 0.386 ton.m 10
Dimana :
Direncanakan tebal pelat lantai kendaraan 250 mm d3
=
b
ASPAL
= Jarak bersih antar balok memanjang
Momen akibat beban hidup :
PLAT BETON d4
ML 1.7 b1
Gambar 4.1. Pelat Lantai Kendaraan
Mu
4.2. Pembebanan Pelat Lantai Kendaraan
( S 0.6) Tu 10
= 0 .8
(1.7 0.6) 26.325 4.8438 on.m 10
= MD ML = 0.386 ton.m + 4.8438 ton.m
Beban Mati :
= 5.229 ton.m
Berat Sendiri Pelat = 0.25 x 1 x 1.7 x 2.5 = 1.063
4.4. Penulangan Pelat Lantai Kendaraan
Ton/m Berat Aspal
= 0.8
Data perencanaan untuk penulangan pelat lantai = 0.05 x 1 x 1.7 x 2.2 = 0.187 Ton/m
antara lain:
+ 11
f’c
=
35
MPa
menurut SNI-T-12-2004 nilai 1 untuk beton dengan
fy
= 400
MPa
f’c lebih dari 30 MPa adalah :
t
= 250
mm
1
lentur =
Decking = dx
16
mm (arah x)
13
mm (arah y)
40
mm
= t decking
= 0.85 0.008 (35 30) = 0.81
tul . lentur x 2
ρb
=
ρmax = 0,75 x ρb (SNI-03-2847-2002 ps 12.3.3) = 0,75 x 0,0361
=
t decking tul . lentur x = 250 40 16
tul . lentur y 2
= 0,0271
13 187 .5 mm 2
Mu
= 5.229 ton.m = 5.229 x 107 N.mm
Mn
=
=
jarak antara serat tekan terluar hingga Rn
pusat tulangan tarik untuk tulangan arah melintang. dy
=
=
jarak antara serat tekan terluar hingga
=
memanjang. 4.4.1. Perhitungan Tulangan Arah Melintang =
=
fy 400 0.85 f 'c 0.85 35
2
6.537 10 7 1000 202 2
2 m Rn 1 1 1 m fy
1 2 13.445 1.602 1 1 400 13.45
min < < max
1,4 1,4 = fy 400
As
=ρxbxd = 0,00412 x 1000 x 202 = 832.0553 mm2
= 0.0035 (SNI-03-2847-2002 ps 12.5.1)
0.85 f ' c 1 ρb = fy
b dx
= 0.00412
= 13.445 ρmin =
Mn
= 1.602
pusat tulangan tarik untuk tulangan arah
m
M u 5.229 10 7 0 .8 0 .8
= 6.537 x 107 N.mm
Dimana : dx
0.85 35 0.81 600 600 400 400
= 0,0361
16 = 250 40 202 mm 2 dy
= 0.85 0.008 ( f 'c 30)
Dipasang tulangan D16-200 (As pasang = 1005.309
600 (SNI-03-2847-2002 600 f y
mm2) 4.4.2. Perhitungan Tulangan Arah Memanjang
ps 10.4.3)
Dipasang tulangan susut dengan ketentuan besar rasio luas tulangan terhadap luas penampang beton untuk struktur yang menggunakan tulangan dengan fy = 12
u
400 MPa sebesar 0,0018. sehingga didapatkan luas
= panjang efektif dari keliling geser kritis, mm = 2 (bo do)
tulangan yang digunakan :
As 0.0018 b d
bo = 500 250 750 mm
As 0.0018 1000 187.5 337.5 mm
do = 200 250 450 mm
Dipasang tulangan D13-250 (As pasang = 530.929
u
2
= 2 (750 450) 2400 mm
2
mm )
d= jarak serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik
D13 - 250
= d 4 decking
ASPAL
D16 - 250
= 250 40
D16 - 250
2
16 2
= 202 mm
1700
Gambar 4.3. Gambar Letak Tulangan Plat
1 2 1 6 h
fcv =
4.4.3. Perhitungan Kekuatan Pelat Menahan Geser Pons
f ' c 0.34
f ' c … SNI
T-12-2004 ps. 5.6-4
Kekuatan geser pelat lantai kendaraan didapat
h = rasio sisi panjang dan sisi pendek beban
dengan menggunakan rumus :
terpusat
Karena Mv* = 0, sehingga Vn = Vno …… SNI =
T-12-2004 ps. 5.6.1. 0.50
fcv = Arah penyebaran beban
ASPAL PLAT BETON
d3
500 2.5 200
1 2 1 35 0.34 35 6 2.5
= 1.77 MPa < 2.01 MPa …Memenuhi syarat
d4
fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya pratekan.= 0 MPa
d4/2 0.20
d0
Maka,
d4/2
d4/2
0.50
Vn = 2400 202 1.77 0
d4/2
b0
= 858096 N = 858.096 kN Gambar 4.4. Bidang Geser Pons
Kekuatan geser efektif = Vn
Maka digunakan rumus : Vn =
u d f cv 0.3 f pe …… SNI T-12-
Dimana : = faktor reduksi kekuatan geser
2004 ps. 5.6-2.
= 0.7 ……. SNI T-12-2004 ps. 4.5.2.
Dimana,
Vn
Vn = Kuat geser nominal pelat
= 0.7 x 858.096 = 600.6672 kN
13
Vu = gaya geser yang terjadi
15 ) kPa L 15 q 9.0 (0.5 ) kPa 135
L 30 m ; q 9.0 (0.5
= 112.5 kN < Vn = 600.6672 kN….
L
Pelat mampu menahan gaya geser
135 m
terjadi.
;
q 5.500 kPa 550 Kg/m 2
BAB V
Beban yang bekerja :
PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN
qL= 550 x 1.7 x 1.8 = 1683 kg/m = 16.83 kN/m
Perencanaan gelagar jembatan ini menggunakan
Beban garis (KEL)
profil baja dengan mutu BJ 55, dengan ketentuan
Menurut ketentuan SNI T-02-2005 ps 6.3.1 (3) P = 49 kN/m = 4900 kg/m, DLA = 0.3
sebagai berikut :
Tegangan leleh
Tegangan ultimate → fu = 550 MPa
Modulus Elastisitas
Jarak gelagar memanjang = 1.7 m
Jarak gelagar melintang = 5 m
→ fy = 410 MPa E = 2.1 x 106 kg/cm2
P1
U = (1 DLA ) P b1xK TD
P1
= (1 0.3) 49 1.7 x1.8 = 194.922 kN = 1949.22 Kg
Berikut merupakan gambar momen akibat pembebanan
5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang
UDL dan KEL :
Untuk perencanan gelagar memanjang dipilih PL1
profil WF dengan dimensi 400 x 200 x 12 x 19,
qL1
dan dibawah ini merupakan gambar perencanaan 5.00
jarak gelagar memanjang : BEBAN GELAGAR MEMANJANG
q
1.25
1.70
1.70
1.70 11.00
1.70
1.70
1 4xPL1xL
1.25
1 8xqL1xL²
Gambar 5.1. Perencanaan Jarak Gelagar Memanjang
Data – data profil WF 400 x 200 x 12 x 19
g
=
94.87 kg/m;
Ix
= 32346 cm4
A
=
120.85 cm2 ;
Iy
=
2538 cm4
ix
=
16.4 cm ;
Zx =
1617 cm3
iy
=
4.6
Zy =
253 cm3
d
=
400 mm;
tf
=
19 mm
b
=
200 mm;
tw
=
12 mm
cm;
Gambar 5.2. Pembebanan Akibat Beban UDL dan KEL
1 1 ML1 = q L2 P L L 1 8 4 1 1 = 1683 52 19492.2 5 8 4 = 29624.625 kgm
a. Beban Hidup
b. Momen akibat beban truk ”T”
Beban terbagi rata (UDL) Menurut ketentuan SNI T-02-2005 ps. 6.3.1 (2) untuk
14
Menurut SNI T-02-2005, besar beban truk ”T”
b. Sayap :
adalah sebesar 112.5 kN. Berikut merupakan
b 2 tf
gambar momen akibat pembebanan beban truk :
≤
..... (LRFD Psl. 7.6.4 tabel 7.5.1)
fy
200
PL2
170
2 x 19 5.00
5.263
≤
170
410 ≤ 8.396 → OK !!
Penampak kompak : Mnx = Mpx
1 4xPL2xL
5.1.1.2 Kontrol tekuk lateral Gambar 5.3. Pembebanan Akibat Beban Truk ML2 = T ( 1 0.3 )
Dipasang shear connector praktis sejarak 120 cm sebagai
1 L KU TT 4
pengaku arah lateral.
E (LRFD Psl. 8.3.3 tabel 8.3.2) fy
LP = 1.76 i y
1 = 112.5 ( 1 0,3 ) 5 1.8 4 = 329.063 kN.m = 33577.806 Kg.m
= 1.76 4.60
Karena ML1 > ML2 , maka dipakai momen akibat = 183.23 cm
beban Truck “T” yaitu ML2 = 33577.806 Kg.m 5.1.1
LB
Kontrol kekuatan lentur
= 120 cm LP > LB (Bentang Pendek)
Mnx = Mpx
5.1.1.1 Kontrol penampang
Mp = Z x fy = 1617 4100 = 6629700 Kg.cm
9
.M n M u
350
0.9 6629700 kg.cm 33577.806 Kg.m
16
5966730 Kg.cm
250
5.1.2
Gambar 5.4. Penampang Gelagar Memanjang
335778.06 Kg.cm OK
Kontrol lendutan
Persyaratan untuk lendutan per bentang memanjang
a. Badan : h
210000 410
(L = 5 m)
= d–2(tf +r) = 350 - 2 ( 16 + 0 ) = 362 mm h
tw
≤
1680
..... (LRFD Psl. 7.6.4 tabel
a. Lendutan ijin :
fy
1 1 ijin = λ = 500 = 0.625 cm ..... SNI 800 800
7.5.1)
362 12
≤
1680
03-2005 ps. 4.7.2
410
b. Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :
30.167 ≤ 82.969 → OK !!
15
(udl kel )
=
5 384
qL λ E Ix
4
+
1 48
P1 E Ix
3
=
5 384
9.35 x ( 500 )
4
2.1 x 10 6 x 32346
1
+
48
10829 x (500)3
= 263.25 kN
2.1 x 106 x 32346
= 26325 Kg
= 0.112 + 0,415 = 0.527 cm
Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban truk
c. Lendutan akibat beban truck :
sebesar 26325 kg.
=
3
P λ = T 48 E Ix
1
(T)
1 48
2.1 x 10 6 x 32346
5.1.3
1100
..... (LRFD Psl. 8.8.2-a)
fy ≤
1100 290
30.167 ≤ 64.59 ...... OK ≤ V ..... (LRFD Psl. 8.8.3-a) n
Vu
≤ ijin
0.527
tw
12
= 0.4313 cm
akibat beban UDL + KEL = 0.527 cm
(T )
≤
362
11250 ( 500) 3
Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu
h
≤ 0.6 fy Aw
Vu
Dimana,
≤ 0,625 .... OK
Kontrol geser
Aw d tb
Gaya geser maksimum terjadi apabila beban
Sehingga : 26862.2 Kg ≤ 0.6 2900 40 1.2
hidup berada dekat dengan perletakan. dan gambar garis pengaruh yang terjadi seperti gambar di bawah ini
26862.2 Kg ≤ 83520 Kg ..... OK!!
PL1
5.2
qL1
Perencanaan Gelagar Melintang Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih
5.00
profil WF dengan dimensi : 900 x 300 x 16 x 38, dan dibawah ini adalah gambar perencanaan jarak gelagar
:
melintang :
Gambar 5.5. Garis Pengaruh Akibat Beban Hidup BALOK MELINTANG
a. Untuk beban hidup ( UDL + KEL ) menentukan :
Va max = P1 kTd l qL1 2 U
= 108.29 1.8 1 9.35 2
BALOK MEMANJANG
1 2
1 5 2
PELAT LANTAI
5.000
Gambar 5.6. Perencanaan Jarak Gelagar Melintang
= 236.475 kN
Data – data profil WF 900 x 400 x 16 x 38 :
= 23647.5 Kg b. Untuk beban T menentukan : Va max = T (1 0.3) l 1.8 = 112.5 (1 0.3) 1 1.8
16
g
= 344.1 kg/m ;Ix
= 498406 cm4
A
= 438.34 cm2;Iy
=
639676 cm4
ix
=
38.3cm;Zx
=
40561 cm3
iy
=
9.64 cm; Zy
=
2028 cm3
d
= 900 mm ; t f
=
38 mm
b
= 400 mm ; t w
=
16 mm
5.2.1
Ra = (3120 1 10.5) (715 9 5.5) (3120 1 0.5) 11
Pembebanan
Ra =
a. Beban Mati
32760 35392 .5 1560 11
Ra = 6337.50 Kg
Sebelum komposit
= 62.108 kN BEBAN GELAGAR MEMANJANG
q
1.25
1.70
1.70
1.70 11.00
1.70
1.70
MQ2 = (Ra x 5.5) – (3120 x 1 x 5) – (715 x 4.5 x 2.3) = (6337.5x 5.5) – (3120 x 1 x 5) – (715 x 5x 2.3)
1.25
= 34856.25 – 15600 – 7239.375
Gambar 5.7. Pembebanan Gelagar Melintang
Berat gelagar memanjang= 306.9324 kg/m
Berat gelagar melintang = 378.51 kg/m
Berat pelat beton
= 3900.000 kg/m
Berat bekisting
= 350.000 kg/m
qD1
= 4935.442
= 12016.875 Kg.m b. Beban Hidup
qUDL 550 5 x1.8 4950 Kg / m Beban garis (KEL) U PKEL = (1 DLA) P K TD
-
kg/m
q D1 (u ) = q D1 = 4935.442 kg/m M
Q1
= ( 1 + 0.3 ) x 4900x1.8 = 11466 kg/m
1 = q D1 B 2 8
1.00
1.75
5.50 100%
50%
=
1 4935.442 11 2 8
1.75
1.00
50%
A
B 11.00
= 74648.56 Kg.m
Gambar 5.9. Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL Beban ”D” = Beban UDL + Beban KEL = 4950 + 11466 = 16416 kg/m
Sesudah komposit TROTOAR
A
ASPAL
q1 = 100 % x 16416 = 16416 kg/m
1.00
1.00
B
q2 = 50 % x 16416 = 8208 kg/m Va = =59508 Kg
11.00
Mmax L1= Va x 5.5 – q2 x 3.625 x 1.75 – q1 x 2.75 x 1.375
Gambar 5.8. Pembebanan Gelagar Melintang
= (59508 x 5.5) – (8208 x 3.625 x 1.75) – (16416 x
(komposit) Berat aspal
= 715.000
kg/m
Berat trotoar
= 3120.000
kg/m
QD2
= 3835.000
2.75 x 1.375) = 213151.5 kgm. c. Beban truk “T’
kg/m
Σ MB = 0
17
1.75
1.00
1.75
Untuk lebar effektif pelat beton diambil yang terkecil ya T=112.5x1.3
A
P1
P2
P3
220 cm.
B
P4
Cek kriteria penampang
11.00
h
Gambar 5.10. Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi a) Va = 52650 Kg
900 2 (38 0)
=
824 mm
= 52650 x 5.5 – 26325 x ( 2.25 + 0.5 )
824 16
= 217181.25 kgm T=112.5x1.3
250
Luas beton :
Gambar 5.11. Pembebanan Akibat Beban Truck
AC
= beff x tb = 2200 x 250 = 550000 mm2 = 5500 cm2
(kondisi b)
Luas baja :
Va = 26325 Kg Mmax L2 b = Va x 5.5 – T x 1.8 (0.875) = 26325 x 5.5 – 26325 x (0.875)
AS
= 438.34 cm2
C1
= As f y
= 121753.125 Kg.m
= 43834 290 1.27 10 7 N
Dipakai Momen beban Truk kondisi a = 217181.25 kgm. C2
Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang
= 0.85 f ' c Ac = 0.85 35 550000 1.64 10 7 N
memberikan Mmax terbesar yaitu : Mmax L2 a = 217181.25 kgm
Nilai C diambil yang terkecil = 1.27 10 7 N.
Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton
Maka dapat disimpulkan letak garis netral berada
Menurut SNI T-03-2005 ps. 8.2.1 lebar efektif pelat
pada pelat beton.
beton
Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-gaya ≤ S
yang bekerja
≤ 500 cm be2
1680
a. Menentukan Letak Garis Netral
B 11.00
be1
250
51,5 106.253 ... penampang kompak
1.75
5.2.2
1680
h tw
Mmax L2 a = Va x 5.5 – T x 1.8 x ( 2.25 + 0.5 )
A
=
≤
L
≤
1100
a
=
C 0.85 f ' c be
a
=
1.27 10 7 0.85 35 2200
5 5
= 220 cm
= 194.22 mm
Dimana : S
= Jarak antar gelagar melintang
L
= Lebar jembatan
18
be = 2200 mm
g.n
Va = 27144.93 Kg
2.50
a=
194.22mm
Gambar 5.14. Beban Merata Geser Sebelum Komposit
b. Gaya geser setelah komposit.
9.00
Py
TROTOAR
A
ASPAL
1.00
1.00
B
11.00
Gambar 5.12. Garis Netral
Gambar 5.15. Beban Merata Geser Setelah Komposit
194.22 a 250 152.89 mm 2 2
d1
= tb
d2
= 0 ... karena baja tidak mengalami tekan
d3
=
Va = 6337.5 kg c. Gaya geser akibat beban hidup Gaya geser maksimum diperoleh jika UDL + KEL tidak
D 900 450 mm 2 2
simetris.
Perhitungan momen
1.00
5.50
3.50
100%
1.00
50%
M n = C (d1 d 2) Py (d 3 d 2)
A
B
Py = As f y
11.00
Gambar 5.16. Gaya Geser Akibat UDL + KEL Tak
= 1.27 10 7 N
Simetris
Mn =
Va = 66690 kg
1.27 10 (152.89 0) 1.27 10 (450 0) 7
7
5.2.4
Kontrol Lendutan
Persyaratan untuk balok : = 6.514 10 N.mm 9
ijin
Mu = Mn = 0.85 7.66 x10 9 6.514 10 9 N.mm
n
be = 2200 mm 194.22mm
Es 200000 7.2 Ec 4700 35
Lebar efektif setelah komposit
C
2.50
g.n
9.00
Py
=
bE 220 30.586 cm n 7.2
d3
a=
1100 L 1.375 cm 800 800
Perhitungan modulus elastisitas penampang komposit : A
y
Axy
Io
d
Io + A.d2
cm2
cm
cm3
cm4
cm
cm4
Beton
764,65
12,50
9558,17
39825,69
17,31
268884,81
WF
438,34
60
26300,40
639676
30,19
1039253,52
S
1202,99
Komponen
Gambar 5.13. Tegangan Komposit 5.2.3
Gaya Geser
a. Gaya geser sebelum komposit.
y
4869.816 Kg/m2
A
B
A y 35858.57 29.81 cm A 1202.99
Itr = 1308138.32 cm4
11.00
19
35858,57
1308138,32
Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL )
ditunjukkan seperti gambar di bawah ini : 1.00
1.75
5.50 100%
1.75
50%
A
Lendutan akibat P1
1.00
=
50%
P1
11.00
Lendutan akibat P 2
=
Gambar 5.17. Beban Akibat UDL dan KEL
P a2 b2 P a2 b2 P c2 d 2 1 2 3 3 E I L 3 E I L 3 E I L E
Lendutan akibat P 3
=
14625 (3252 7752 ) 3 2100000 1308138,32 1100
14625 (5002 6002 ) 3 2100000 1308138,32 1100
14625 (500 2 600 2 ) 3 2100000 1308138,32 1100
= 0.102 cm
= Modulus Elastisitas Baja Lendutan akibat P 4
= 2100000 Kg/cm2 I
= 0.145 cm
Lendutan yang terjadi didapatkan dengan rumus :
= 0.102 cm
B
P3
P2
P c2 d 2 P1 a 2 b 2 P c2 d 2 P a2 b2 2 3 4 3 E I L 3 E I L 3 E I L 3 E I L
=
= Inersia Komposit
14625 (3252 7752 ) 3 2100000 1308138,32 1100
= 0.145 cm
4
= 1308138.32 cm Lendutan akibat P1
Total lendutan akibat beban Truk =
7980 (187.52 912.52 ) = 3 2100000 1308138.32 1100
0.102+0.145+0.102+0.145 = 0.495 cm ... < ijin
= 0.026 cm Lendutan akibat P 2
=
BAB VI KONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA
7980 (5502 5502 ) 3 2100000 1308138.32 1100
= 0.081 cm Lendutan akibat P 3
=
14 13 12
7980 (187.5 912.5 ) 3 2100000 1308138.32 1100 2
11
2
5
10
4
3
2
101
2
6 9
7
L1
L2
gambar di bawah ini : 1.00
1.75
9 8
Dengan menggunakan program Autocad Panjang Batang Penggantung sebagai berikut : Tabel 6.1 Panjang Batang Tekan
Lendutan akibat beban Truk ditunjukkan seperti
1.75
Titik
x
y
Panjang Batang Tekan
14
0
1,50
1,50
13
5
1,75
1,75
12
10
2,51
2,51
11
15
3,80
3,80
3.25 T=112.5x1.3
A
P1
P2
P3
P4
14 12 13
10
Gambar 6.1 Konstruksi Pemikul Utama
0.026+0.081+0.026 = 0.132 cm ... < ijin
3.25
11
5 7
L2
Total lendutan akibat beban UDL + KEL =
4
6
8
= 0.026 cm
3
B
11.00
Gambar 5.18. Beban Akibat Truk Lendutan yang terjadi didapatkan dengan rumus :
20
didapat
Busur Bawah
10
20
5,67
5,67
9
25
8,20
8,20
Titik
8
30
11,50
11,50
14
7
35
8,87
8,87
6
40
6,70
6,70
5
45
4,94
4,94
4
50
3,56
3,56
3
55
2,54
2,54
2
60
1,87
1,87
1
65
1,54
1,54
Segmen X
13
14
0
(m) An (cm2)
13
5
-1,751
10
-2,510
15
-3,803
20
-5,674
25
-8,199
30
-11,500
12-13 12 11-12 11 10-11 10 9-10 9 8-9 8 7-8 7
35
40
45
50
55
-2,545
60
-1,874
65
-1,542
2-3 2 1-2 1
312,260
5,339
312,260
5,601
312,260
5,992
312,260
5,648
312,260
5,452
312,260
5,301
312,260
5,186
312,260
5,102
312,260
5,045
312,260
5,011
-8,995
25
-12,524
30
-17,500
35
-13,665
40
-10,541
45
-8,109
50
-6,242
55
-4,882
60
-3,994
65
-3,555
4-5 4 3-4 3 2-3 2 1-2
Δ Sn (m)
312,260
5,010
312,260
5,095
312,260
5,278
312,260
5,593
312,260
6,120
312,260
7,054
312,260
6,301
312,260
5,896
312,260
5,560
312,260
5,337
312,260
5,182
312,260
5,078
312,260
5,019
312,260
65,097
6.2.2 Penampang Busur Ukuran tebal sayap (tf) dan tebal badan (tw) : Segmen 27-26 sampai dengan segmen 0-1 : d = 400 mm B = 400 mm tf = 32 mm tw = 16 mm Luas penampang : A = 312.26 cm2 Momen inersia penampang : Ix = 91947 cm4 Momen tahanan penampang : W = Ix/0.5 h = 4597.35 cm3 Berat tiap segmen busur :
h
-3,561
3-4 3
5,164
20
An (cm2)
-4,940
4-5 4
312,260
-6,488
5-6
-6,700
5-6 5
5,057
15
6-7 6
-8,873
6-7 6
312,260
-4,799
7-8 7
1
5,006
10
8-9 8
Δ Sn (m)
312,260
-3,821
9-10 9
-1,500
13-14
5
10-11 10
(Yn ' Yn 1 ' ) 2 ΔX 2 Tabel 6.2 Persamaan Parabola Busur Busur Atas Y
-3,500
11-12 11
Δ Sn =
Segmen
0
12-13 12
5
Titik
Y (m)
13-14
6.1 Batang Penggantung Dari hasil perhitungan : Batang Tekan : Menggunakan WF 400 x 350 x 12 x 22 6.2 Konstruksi Busur 6.2.1 Bentuk Geometrik Busur
X (m)
(m)
gn
ΔSn Gambar 6.5 Segmen Busur = An . ΔSn . γ baja
Dimana : γ baja = 7.850 kg/m3 = 7,85.10-3 kg/cm3 21
Tabel 6.3 Berat Busur Pada Titik Buhul Busur Atas Titik
Segme X (m) Y n
14
0
(m) An (cm2)
11
10
35
40
45
55
60
65
3
5,992
14,687
14
0
Y (m)
5
312,260
5,648
13,844
312,260
5,452
13,364
312,260
5,301
12,994
5,186
12,713
312,260
5,102
12,507
312,260
5,045
12,366
312,260
5,011
12,283
An (cm2)
Δ Sn (m)
gn (kg/m)
312,260
5,010
12,281
312,260
5,095
12,489
λR
10
11
312,260
5,278
12,937
15 10-11
312,260
5,593
13,711
17,292
312,260
6,301
15,446
312,260
5,896
14,452
312,260
5,560
13,629
312,260
5,337
13,083
312,260
5,182
12,701
312,260
5,078
12,448
312,260
5,019
12,303
-8,109
-6,242
-4,882
-3,994
-3,555
-4,799
-6,488
22
=
250
250
b 2 tf
< λ R → OK
= = 12.35 410 fy b. Dimensi Web : Untuk menghindari terjadinya flexural buckling pada badan. h = d – 2 (tf + r) = 400 – 2 (32 + 0) = 336 mm 336 h = = 21 h tb 16 tb 665 665 < λR → O = = = 32.35 λR 410 fy Dari Hasil Perhitungan Didapat Busur Utama 1 Wf 400x400x16x32 Busur Utama 2 Wf 400x400x25x40 Busur Utama 3 Wf 400x400x30x50 Portal Akhir Balok WF 900x400x16x32 Kolom WF 400 x 400 x 16 x 32
-3,821
11-12
65
7,054
6.2.3 Stabilitas Penampang Busur a. Dimensi flens : Untuk menghindari local buckling. 400 b = = 6.25 2 tf 2 x 32
-3,500
12-13 12
60
1
-1,542
13-14 13
55
312,260
-10,541
1-2
Busur Bawah
Titik Segmen X (m)
50
13,730
-1,874
1-2 1
5,601
-2,545
2-3 2
13,086
-3,561
3-4 3
5,339
2
312,260 50
45
4
-4,940
4-5 4
12,659
-6,700
5-6 5
5,164
-8,873
6-7 6
40
5
-11,500
7-8 7
12,397
15,001
-13,665
2-3
312,260 30
5,057
6
-8,199
8-9 8
35
3-4
312,260 25
12,272
-5,674
9-10 9
7
6,120
-17,500
4-5
312,260 20
5,006
-3,803
10-11
30
5-6
312,260 15
8
312,260 -12,524
8-9
gn (kg/m)
-2,510
11-12
25
6-7
312,260 10
9
-1,751
12-13 12
-8,995
7-8
312,260 5
20 9-10
-1,500
13-14 13
Δ Sn (m)
10
BAB VII KONSTRUKSI SEKUNDER Dari hasil perhitungan didapat : Ikatan Angin Atas (busur) WF 400x300x12x19(horizontal) WF 200x200x8x12 (diagonal) Ikatan angin bawah (lantai kendaraan) WF 200x200x8x12 (diagonal)
BAB VIII PERHITUNGAN SAMBUNGAN 8.1
Sambungan Gelagar Melintang – Gelagar Memanjang Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi (HTB) yang perencanaannya berdasarkan AISC – LRFD. Kekuatan geser baut (LRFD 13.2.2.1 ) Vd = φf x Vn Dimana → Vn = r1 x f ub x Ab Keterangan : r1 = Untuk baut tanpa ulir pada bidang geser ( =0.5 ) r1 = Untuk baut dengan ulir pada bidang geser ( =0.4 ) φf = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur ( =0.75 ) f ub = Tegangan tarik putus baut. Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir.
= 18705.09 kg Jumlah baut yang diperlukan. 18705.09 Pu - n = = Vd 7724.4 = 2.42 baut ≈ 3 baut Sambungan pada gelagar melintang - Kekuatan geser baut Vd = φf x Vn = 3862.2 kg - Kekuatan tumpu baut Rd = φf x Rn = 36000 kg 1 x [(Qd x λ) + Tr] Pu= 2 1 x [(1857.55 x 5) + 14625] = 2 = 4552.59 kg Jumlah baut yang diperlukan. 4552.589 Pu - n = = Vd 3862.2 = 1.3 baut ≈ 3 baut (dipasang 2 sisi masing-masing 3 baut) WF 400 x 300 x 10 x 16 (memanjang)
Baut pada balok melintang
Baut pada balok memanjang
Profil siku 90 x 90 x 11 WF 900 x 300 x 18 x 34 (melintang)
8.2 Sambungan Gelagar Melintang – Batang Lentur Gelagar melintang Alat sambung yang digunakan adalah : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 58880,52 Pu n= = Vd 13903.92 = 4.23 baut ≈ 6 baut Batang Lentur Alat sambung yang digunakan adalah : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 19929,4 Pu n= = Vd 13903.92 = 1.4 baut ≈ 4 baut
Kekuatan tumpu (LRFD 13.2.2.4 ) Rd = φf x Rn Dimana → Rn = 2,4 x db x tp x fu Data – data perencanaan : Pelat penyambung → tp = 20 mm Baut → db = 20 mm Sambungan pada gelagar memanjang (2 bidang geser) Kekuatan ijin 1 baut : - Kekuatan geser baut Vd = φf x Vn = 7724.4 kg - Kekuatan tumpu baut Rd = φf x Rn = 18000 kg 1 x [(Qd x λ) + (QL x λ) + P1] Pu = 2 1 x [(1821,035 x 5) + (1683 x 5) + 19890] = 2
23
Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 104245,22 Pu n = = Vd 13903.92 = 7.5 baut ≈ 8 baut Frame 1800 (Batang Tekan sebagai Portal tengah) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 114135,3 Pu n = = Vd 13903.92 = 8.2 baut ≈ 10 baut
8.3 Sambungan Batang Tekan Alat sambung yang digunakan adalah : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 104245,22 Pu n = = Vd 13903.92 = 7.5 ≈ 8 baut 8.4 Sambungan Batang Tekan – Rangka Busur Batang Tekan Alat sambung yang digunakan adalah : Baut → db = 26 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 114135,3 Pu n = = Vd 13903.92 = 8.2 ≈ 10 baut 8.5 Sambungan Konstruksi Busur dan Rangka Batang 8.5.1 Sambungan Batang Busur Atas dengan Rangka Batang bagian atas Dari hasil perhitungan diperoleh : Frame 229 (Busur Atas) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 198106,04 Pu n = = Vd 13903.92 = 14.24 baut ≈ 16 baut Frame 1646 (Rangka Batang Vertikal) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 223141,86 Pu n = = Vd 13903.92 = 16.04 baut ≈ 18 baut Frame 485 (Rangka Batang Diagonal) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 344941.33 Pu n = = Vd 21724.875 = 15.88 baut ≈ 16 baut Frame 1663 (Batang Tekan) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41
400x350x12x22
PLAT SIMPUL tb 20mm 10
BUSUR 400x400x16x32
10
G1 12
20
12
6
9
BUSUR 400x400x16x32
12
6
9
10
12
9
10
6
9 6
10 10 10 10
10 10
10
10
10
10 10 10
3.75
BAUT Ø 30 mm
BAUT Ø 30 mm
10 9
9
9
9
3.75
3.75
RANGKA DIAGONAL 400x300x12x16
12
10
12 10
12 9
10
3 .75
9 9
G2
10
12
10
10
RANGKA VERTIKAL 400x300x12x16
RANGKA DIAGONAL 400x300x12x16
9
10
6
6
4
4
BAUT Ø 24 mm
BAUT Ø 24 mm
PLAT SIMPUL tb 20mm 12
K1
BAUT Ø 24 mm
10
IKATAN ANGIN HORIZONTAL 300x300x12x19 BAUT Ø 24 mm
10
10
BUSUR 400x400x16x32
9
10
6
9
6
10 10 10 10 10
9
6
9
10 6 10
10
10
10
10
10
6
6
4
RANGKA VERTIKAL 400x300x12x16
9
9
12
3.7
9
10
9
K2
10
BAUT Ø 24 mm
3.7 5
10
12
10
BAUT Ø 24 mm
5
10
BUSUR 400x400x16x32
4
BAUT Ø 30 mm RANGKA DIAGONAL 400x300x12x16
GELAGAR MELINTANG 900x300x16x38
GELAGAR MELINTANG 900x300x16x38 BATANG LENTUR 400x400x16x32
15
BATANG LENTUR 400x400x16x32
PELAT SIMPUL tb 20mm 10
10 20
24
8.5.2 Sambungan Batang Busur Bawah dengan Rangka Batang Bawah Frame 464 (Busur Bawah) Direncanakan : Baut → db = 30 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 955258,45 Pu n = = Vd 21724.875 = 43.97 baut ≈ 44 baut Frame 1646 (Rangka Batang Vertikal) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 223141,86 Pu n = = Vd 13903.92 = 16.04 baut ≈ 18 baut Frame 485 (Rangka Batang Diagonal) Direncanakan : Baut → db = 30 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 344941.33 Pu n = = Vd 21724.875 = 15.88 baut ≈ 16 baut Frame 273 (Portal Akhir) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 103631,68 Pu n = = Vd 13903.92 = 7.45 baut ≈ 10 baut Frame 425 (Ikatan Angin Horizontal) Direncanakan : Baut → db = 24 mm ; BJ 41 Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37 Jumlah baut yang dibutuhkan 34478,47 Pu n = = Vd 13903.92 = 2.5 baut ≈ 4 baut
400x350x12x22 H1
BUSUR 400x400x16x32
H2
BUSUR 400x400x16x32
PLAT SIMPUL tb 20mm
IKATAN ANGIN HORIZONTAL 300x300x12x19
PLAT tb = 20 mm LAS SUDUT 20 mm Tipe E70xx
ANCHOR BOLT
RANGKA VERTIKAL 400x300x12x16 4
4
6
6
10
10
10
10
9
10
3.75
10
6
10
9
RANGKA DIAGONAL 400x300x12x16
3.75
10
6
BAUT Ø 30 mm
10 10
12
10
9 10
9 9
10
9 12
IKATAN ANGIN HORIZONTAL 300x300x12x19
PLAT SIMPUL tb 20mm BAUT Ø 24 mm 6
10 10 10
10
9
BUSUR 400x400x16x32
10 10 6
9
RANGKA VERTIKAL 400x300x12x16
PELAT SIMPUL tb 20mm
BAUT Ø 24 mm
BAUT Ø 30 mm RANGKA DIAGONAL 400x300x12x16
4
BAUT Ø 30 mm RANGKA DIAGONAL 400x300x12x16
4
6
6
5 3.7
3.75
L1
12
10
12 9
9 9
10
10
9
10
9
9 9
10
3.7 5
12
10
10
12
5 3.7
9
12
12
10
10
12
12
BUSUR 400x400x16x32
9
9
9
9
9
9
9
12
9
9
9
9
9
9
9
10
10
L2
12
BAUT Ø 24 mm IKATAN ANGIN HORIZONTAL 300x300x12x19
PORTAL AKHIR 400x400x16x32 BAUT Ø 24 mm 9
A1 7
9
7 .5
13 7
20 10 6.7
6.7
10 10 10
16
10
BAUT Ø 30 mm 16
LONGITUDINAL STOPER
10
BUSUR 400x400x16x32
12
15
12
15
12
9
9
9
9
9
9
9
12
ANCHOR BOLT
BAB IX DESAIN PERLETAKAN 9.1 Perencanaan Perletakan Direncanakan perletakan baja - Mutu baja - Mutu beton
Sendi 25
= BJ 50 = f’c 35 Mpa = 350 kg/cm
P
N
= Nilai rata – rata SPT sepanjang tiang pancang = luas penampang tiang pancang 1 1 = D 2 = 60 2 = 2827.84 cm2 4 4 Ap = keliling tiang pancang = D = 60 = 188.50 cm SF = safety faktor → 2 Didapat Daya Dukung Tanah BM-1 Berdasarkan Rumus WIKA (Ø60cm) dengan ke dalaman 22m.P ijin Tekan 348.65 ton. η = 348.65 x 0.60 = 209.19 ton QL = Pijin
BAB X STRUKTUR BAWAH JEMBATAN
As
Rangkuman Data beban Abutment V
Hy
Hx
Ordinat
My
Mx
(ton)
(ton)
(ton)
(m)
(ton m)
(ton m)
M
468,19
H
59,51
Ta1
3,66
5,38
19,67
Ta2
32,78
3,58
117,46
Gg
79,15
11,00
870,70
Rmt
16,10
11,00
177,10
A
N xAs 40 xNxAb 5
Dimana: P = daya dukung tanah (ton) Np = nilai SPT pada ujungdasar tiang pancang
Rol
Beban
1 SF
3,29
11,00
tekan
36,14
Hg(atas)
58,62
195,40
11,00
644,81
2149,36
Hg(bwh)
409,53
409,53
3,50
1433,35
1433,35
Tag
474,27
3,50
1659,95
QL > Pmax (87.44 ton) .....OK Daya Dukung Untuk Tiang Tarik Qu = (2LH+2BH)Cu+W = 13382.52 ton
Dimana : M = Beban mati (dead load) H = Beban hidup (live load) Ta = Tekanan tanah Gg = Gaya gesek = 0,15 (M + H) Rm = Gaya Rem (traffic load) A = Beban angin (wind load) Hg = Gaya gempa (earthquake) Tag = Tekanan tanah akibat gempa
Qu untuk 1 tiang =
Qu jumlahtiang
= 13382.52/45 = 297.39 ton Qu tarik > P min (45.61 ton) ...OK Kontrol Kekuatan Tiang Dari Spesifikasi Wika Pile Classification direncanakan tiang pancang beton dengan :
Perhitungan daya dukung tiang kelompok QL (group) = QL (1 tiang) x n x η Koefisien efisiensi menggunakan perumusan dari Converse-Labarre : d (m 1)n (n 1)m η= 1 arctan s 90 m n 0.6 (5 1) 9 (9 1) 5 = 1 arctan 1.60 90 5 9 = 0.60
Diameter : 60 cm Tebal : 10 cm Luas : 1570.80 cm2
: 243.47 inch2 Kelas : C fc’ : 600 kg/cm2 : 8533.64 psi fpe : 55.25 kg/cm2 : 785.81 psi Allowable axial : 211.60 ton Bending moment crack : 29.00 t-m Bending moment ultimate : 58.00 t-m P ultimit tiang = (0.85 x fc’ – 0.60 x fpe) x 0.6 xA = (0.85 8533.64 0.6 785.81) 0.6 243.47
Reaksi Pada tiang Yang terjadi : Ptekan = 87.44 ton Pcabut = -45.61ton 10.4.1 Perhitungan daya dukung BM-1 perhitungan daya dukung tanah menggunakan rumus Meyerhof yang telah di modifikasi Wika: 26
= 990743.90 lbs = 449.39 ton 1.5 Modulus elastisitas (E) = wc x0.043x 1.5 =2400 x0.043 60 = 39161.65 MPa = 391616.47 kg/cm2 Momen inersia (I)= 1 π 60 4 40 4
fy 360 = 0.85 fc' 0.85 x 35 = 12.10 2 m Rn 1 1 1 perlu = fy m
m =
fc'
64
=
= 510508.81 cm4 Perencanaan Tulangan Abutment Dan Pilecap Penulangan pilecap Perhitungan tulangan pilecap yaitu penulangan lentur pada pilecap, dianalisa sebagai balok kantilever dengan perletakan jepit. Beban yang diterima pilecap adalah beban terpusat dari tiang sebesar P dan beban merata dari berat pilecap dan urugan diatasnya sebesar q. Perhitungan dari gaya dalam dianalisa dengan statis tertentu. Data perencanaan : fc’ = 35 MPa fy = 360 Mpa q = Lebar pilecap x tinggi pilecap x γ beton =15 x 2 x 2.4 = 72 t/m P = Dari gaya reaksi PV 1 tiang =87.44 t Mu = Ptiang pancang x (0.6 + 2.6) – berat poer x 3.6 x 1.8 = (87.44 x 9 x 0.6 + 87.44 x 9 x 2.6) – 72 x 3.6 x 1.8 = 2051.712 ton-m = 20517120000 Nmm Tebal plat = 2.0 m Diameter tul utama = 32 mm Diameter tul memanjang = 32 mm Selimut beton = 100 mm d = t - selimut beton - 0.5utama - memanjang = 1852 mm balance = 0.85 x fc' x β1 x 600 fy
=
2 x 12.10 x 0.469 1 1 12.10 360 1
= 0.0013 Syarat : min < perlu < max Pakai min = 0.004 Luas Tulangan As perlu = x b x d = 0.004 x 1000 x 1852 = 7408 mm2 Digunakan tulangan 32 - 100 mm (As = 8846.73 mm2) Untuk tulangan memanjang : memakai dianggap pelat
menggunakan batang ulir mutu 400 SNI 032847-02 ps.9.12 = x b x d = 0.0018 x 1000 x 1852 = 3336 mm2 Digunakan tulangan 32 - 250 mm (As = 3216.99 mm2 ) Kontrol geser poer Gaya geser yang terjadi : Vu = Jumlah reaksi tiang x jumlah tiang = 87.44 x 9 = 786.96 ton Kekuatan beton : φ Vc = 0.6 x 1 fc' bw d 6 = 0.6 x 1 35 x 15000 x 1852 6 = 16434869.64 N = 1643.49 ton Vu < φ Vc → Tidak perlu tulangan geser. Vs perlu = 1643.49 – 786.96 = 856.53 ton Pakai Ø 24, As = 452.16 mm2 As perlu
600 fy
0.85 x 35 x 0.81 600 x 360 600 360
= 0.042 max = 0.75 xbalance ..... SNI 03 - 2847 - 2002 Ps. 12.3.3 min
= 0.0314 = 1.4 = 0.004
jarak antar sengkang S=
fy
452.16 x3600 x1852 8565300
= 351.96 mm Pasang tulangan geser praktis Φ 24 – 350 mm
Koefisien Ketahanan Mu 13678000000 = Rn = 2 φxbxd 0.85 x 1000 x 1852 2 2 = 0.469 N/mm
27
Penulangan dinding abutment Kontrol apakah dinding abutment dihitung sebagai kolom atau dinding. Kontrol dilakukan dengan menggunakan rumus : Pu < .10%.0,85.fc.A Dengan, Pu = jumlah total gaya aksial yang terjadi = 468.19 ton = 4681900 N fc’ = 35 Mpa A = luas penampang = 2.8 x 15 = 42 m2 = 42000000 mm2 x 10% x 0.85 x fc’ x A = 0.7 x 10% x 0.85 x 35 x 42000000 = 87465000 N 4681900 N < 87465000 N Maka perhitngan dinding abutment dihitung sebagai pelat. Untuk perencanaan dinding abutment direncanakan berdasarkan momen maksimum yang terjadi Mxmax = 2363.93 tm maka akan direncanakan Tulangan abutment Mmax= 3875.24 tm = 3.88 x 1010 Nmm Tebal dinding abutment = 280 cm Diameter tul utama= 36 mm Diameter tul mmanjang= 36 mm Selimut beton = 500 mm dx = t – selimut beton – 0.5 utama – memanjang = 2246 mm balance = 0.85 x fc' x β1 x 600 fy
= max min
perlu
2 x 12.10 x 0.6 1 1 12.10 360 = = 0,0017 Syarat : min < perlu < max Dipakai → min = 0.004 b. Luas Tulangan As perlu = x b x d = 0.004 x 15000 x 2246 = 134760 mm2 Digunakan tulangan 36 – 100 mm (As = 152681.403 mm2) Untuk tulangan memanjang digunakan : As perlu = ρ x b x d = 0.0018 x 15000 x 2246 = 60642 mm2 Digunakan tulangan 32 - 175 mm (As = 68935.519 mm2 ) Perhitungan Pilar Pembebanan pilar Tabel 10.21 Rangkuman Data Beban Beban
600 fy
= 0.042 = 0.75 xbalance ..... (SNI 03 - 2847 - 2002 Ps. 12.3.3) = 0.0314 = 1.4 = 0.004 fy
3.88 x 1010 0.85 x 15000 x 2246 2
m
V
Hy
Hx
Ordinat
My
Mx
(ton)
(ton)
(ton)
(m)
(ton m)
(ton m)
870,47
40,48
M
930,46
H
551,14
Ta
1,14
1,00
1,14
Gg
144,53
11,00
1589,83
Rmt
16,10
11,00
177,10
A
3,29
11,00
36,14
Hg(atas)
58,62
139,57
11,00
644,81
1535,26
Hg(bwh)
192,94
192,95
1,50
289,41
289,42
Tag
17,65
1,50
26,47
Dimana : M = Beban mati (dead load) H = Beban hidup (live load) Ta = Tekanan tanah Gg = Gaya gesek = 0,15 (M + H) Rm = Gaya Rem (traffic load) A = Beban angin (wind load) Hg = Gaya gempa (earthquake) Tag = Tekanan tanah akibat gempa Perhitungan daya dukung Tiang kelompok QL (group) = QL (1 tiang) x n x η
= 0.6 N/mm2 fy = 0.85 fc' =
1
0.85 x 35 x 0.81 600 x 360 600 360
a. Koefisien Ketahanan Mu 2 Rn = φxbxd =
=
2 m Rn 1 1 1 m fy
360 0.85 35
= 12.10
28
: 243.47 inch2 Kelas : C fc’ : 600 kg/cm2 : 8533.64 psi fpe : 55.25 kg/cm2 : 785.81 psi Allowable axial : 211.60 ton Bending moment crack : 29.00 t-m Bending moment ultimate : 58.00 t-m P ultimit tiang = (0.85 x fc’ – 0.60 x fpe) x 0.6 xA = (0.85 8533.64 0.6 785.81) 0.6 243.47 = 990743.90 lbs = 449.39 ton 1.5 Modulus elastisitas (E) = wc x0.043x fc' =24001.5x0.043 60 = 39161.65 MPa = 391616.47 kg/cm2 Momen inersia (I)= 1 π 60 4 40 4
Koefisien efisiensi menggunakan perumusan dari Converse-Labarre : d (m 1)n (n 1)m η= 1 arctan s 90 m n 0.6 (5 1) 9 (9 1) 5 = 1 arctan 1.60 90 5 9 = 0.60 Reaksi Pada tiang Yang terjadi : Ptekan = 62.57 ton Pcabut = -9.4 ton 10.4.2 Perhitungan daya dukung BM-1 perhitungan daya dukung tanah menggunakan rumus Meyerhof yang telah di modifikasi Wika:
P
1 SF
N xAs 40 xNxAb 5
Dimana: P = daya dukung tanah (ton) Np = nilai SPT pada ujungdasar tiang pancang
64
= 510508.81 cm4 Perencanaan Tulangan Pilar Penulangan pilecap Perhitungan tulangan pilecap yaitu penulangan lentur pada pilecap, dianalisa sebagai balok kantilever dengan perletakan jepit. Beban yang diterima pilecap adalah beban terpusat dari tiang sebesar P dan beban merata dari berat pilecap dan urugan diatasnya sebesar q. Perhitungan dari gaya dalam dianalisa dengan statis tertentu. Data perencanaan : fc’ = 35 MPa fy = 360 Mpa q = Lebar pilecap x tinggi pilecap x γ beton =15 x 2 x 2.4 = 72 t/m P = Dari gaya reaksi PV 1 tiang =68.29 t Mu= Ptiang pancang x (0.6 + 2.6) – berat poer x 3.6 x 1.8 = (68.29 x 9 x 0.6 + 87.44 x 9 x 2.6) – 72 x 3.6 x 1.8 = 1948.302 ton-m = 19483020000 Nmm Tebal plat = 2.0 m Diameter tul utama = 32 mm Diameter tul memanjang = 32 mm Selimut beton = 100 mm d = t - selimut beton - 0.5utama - memanjang = 1852 mm balance = 0.85 x fc' x β1 x 600
N
= Nilai rata – rata SPT sepanjang tiang pancang = luas penampang tiang pancang 1 1 = D 2 = 60 2 = 2827.84 cm2 4 4 Ap = keliling tiang pancang = D = 60 = 188.50 cm SF = safety faktor → 2 Didapat Daya Dukung Tanah BM-1 Berdasarkan Rumus WIKA (Ø60cm) dengan ke dalaman 22m.P ijin Tekan 348.65 ton. η = 348.65 x 0.60 = 209.19 ton QL = Pijin As
tekan
QL > Pmax (87.44 ton) .....OK Daya Dukung Untuk Tiang Tarik Qu = (2LH+2BH)Cu+W = 13382.52 ton Qu untuk 1 tiang =
Qu jumlahtiang
= 13396.99/54 = 248.09 ton Qu tarik > P min (9.4 ton) ...OK Kontrol Kekuatan Tiang Dari Spesifikasi Wika Pile Classification direncanakan tiang pancang beton dengan :
fy
=
Diameter : 60 cm Tebal : 10 cm Luas : 1570.80 cm2
= 0.042 29
600 fy
0.85 x 35 x 0.81 600 x 360 600 360
max = 0.75 xbalance ..... SNI 03 - 2847 - 2002 Ps. 12.3.3 min
= 0.0314 = 1.4 = 0.004
jarak antar sengkang S=
fy
2 x 12.10 x 0.469 1 1 12.10 360 1
452.16 x3600 x1852 10288900
= 292.99 mm Pasang tulangan geser praktis Φ 24 – 300 mm
Koefisien Ketahanan Mu 13678000000 = Rn = 2 φxbxd 0.85 x 1000 x 1852 2 = 0.469 N/mm2 fy 360 m = = 0.85 fc' 0.85 x 35 = 12.10 2 m Rn 1 1 1 perlu = fy m =
Vu < φ Vc → Tidak perlu tulangan geser. Vs perlu = 1643.49 – 614.6 = 1028.89 ton Pakai Ø 24, As = 452.16 mm2
BAB XI PENUTUP 11.1 Kesimpulan Dari hasil perencanaan yang diperoleh dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Dimensi melintang lantai kendaraan lengkap dengan trotoar adalah 11 m untuk jalan 2 jalur 2 arah. Tinggi fokus busur adalah 14 m. 2. Pelat lantai kendaraan komposit, dengan tebal pelat beton bertulang 250 mm. Tulangan terpasang arah melintang D16-200 dan arah memanjang D13-250. 3. Gelagar memanjang WF 400.200.12.19 melintang WF 900.400.16.38 dengan BJ 55, lendutan 0.00132 m (UDL+KEL) dan 0.00495 m (T) ≤ 0.01375 m (Yijin). 4. Struktur utama busur berupa profil WF 400x400x16x32 , Rangka busur menggunakan profil WF 400x300x12x16 (diagonal), profil WF 400x300x12x19 (Vertikal) dan Batang tekan menggunakan WF 400 x 350 x 12 x 22. 5. Struktur sekunder berupa ikatan angin dengan dimensi profil yaitu WF 200 x 200 x 8 x 12 (diagonal), WF 300 x 300 x 12 x 19 (Horizontal),ikatan angin pada lantai kendaraan menggunakan profil WF 200x200x8x12 , Bresing pada portal menggunakan profil WF 200x200x8x12 sedangkan untuk dimensi portal tengah dan portal akhir berupa profil WF 400 x 400 x 16 x 32 dengan menggunakan mutu baja BJ 55. 6. Perletakan berupa perletakan sendi dan rol. 7. Konstruksi abutment berupa dinding penuh setebal 2.8 m selebar 15 m untuk mendukung bentang 135 m yang ditumpu pondasi tiang pancang beton dengan diameter 0,6 m dengan kuat tekan K600, sebanyak 45 buah kedalaman 13 m untuk BM-1 dan . Ukuran pile cap (poer) 10 x 15 x 2 m. Untuk Pilar dameter pancang beton 0,6 m dengan kuat tekan K-600, sebanyak 45 buah kedalaman 6.5 untuk BM-1 dan ukuran pile cap 10x15x2 m.
= 0.0013 Syarat : min < perlu < max Pakai min = 0.004 Luas Tulangan As perlu = x b x d = 0.004 x 1000 x 1852 = 7408 mm2 Digunakan tulangan 32 - 100 mm (As = 8846.73 mm2) Untuk tulangan memanjang : memakai dianggap pelat
menggunakan batang ulir mutu 400 SNI 032847-02 ps.9.12 = x b x d = 0.0018 x 1000 x 1852 = 3336 mm2 Digunakan tulangan 32 - 200 mm (As = 4019.2 mm2 ) Kontrol geser poer Gaya geser yang terjadi : Vu = Jumlah reaksi tiang x jumlah tiang = 68.29 x 9 = 614.6 ton Kekuatan beton : φ Vc = 0.6 x 1 fc' bw d 6 1 = 0.6 x 35 x 15000 x 1852 6 = 16434869.64 N = 1643.49 ton As perlu
30
DAFTAR PUSTAKA Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005. Standar Pembebanan Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-03-2005. Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-12-2004. Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum. Bridge Design Manual Bridge Management System (BMS). 1992. Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga. Chen, Wai-Fah, Duan, Lian. 2000. Bridge Engineering Handbook. Boca Raton. London Sosrodarsono, Suyono.Ir, dan Nakazawa, Kazuto. 1984. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : PT. Pradnya Paramitha. Troitsky, M. S. 1994. Planning and Design of Bridge. John Wiley & Sons, Inc. New York Hardiatmo, Hary Christadi. 2010. Analisis dan Perancangan Fondasi. Gajah Mada Universitas Pess. Yogakarta. Herry, Vaza . 2003. Sistem Konstruksi Jembatan. http://www.pu.go.id/katalogdetail Wardana, Panji Krisna. 2002. Aplikasi Metoda Perkuatan Jembatan Rangka Baja. http://pustaka.pu.go.id/katalogdetail. Dien,aristadi. 2006 Analisis Sistem Rangka Baja Pada Struktur Jembatan Busur Rangka Baja. http://www.pu.go.id/bapekin/hasil%20kajian//kajian 2.html.
31
