150058158 Perhitungan Struktur Jembatan Penyeberangan

  • View
    354

  • Download
    64

Embed Size (px)

Text of 150058158 Perhitungan Struktur Jembatan Penyeberangan

  • DATA JEMBATAN SPESIFIC GRAVITY

    Uraian Notasi Dimensi Jenis bahan Berat (kN/m3)

    Panjang balok prategang L 16.00 m Beton prategang wc = 25.50

    Tebal plat lantai jembatan ho 0.20 m Beton bertulang wc' = 25.00

    Tinggi genangan air hujan th 0.05 m Beton wc" = 24.00

    PERHITUNGAN BALOK PRATEGANG

    JEMBATAN PENYEBERANGAN ORANG DI JALAN BRIGJEND SUDIARTO SEMARANG

    OLEH : Andri Mujahidin

  • Air hujan w air = 9.80

    DIMENSI BALOK PRESTRESS

    Kode Lebar (m) Kode Tebal (m)

    b1 0.80 h1 0.05

    b2 1.00 h2 0.10

    b3 0.40 h3 0.10

    b4 0.20 h4 1.20

    b5 0.35 h5 0.15

    b6 0.90 h6 0.15

    h 1.50

    1. BETON

    Mutu beton girder prestress K- 500

    Kuat tekan beton fc' =.83 * K / 10 = 41.5 MPa

    Modulus elastik beton Ec = 4700 fc' = 30277.6 MPa

    Angka Poisson = 0.15

    Modulus geser G = Ec / ((2*( 1 + )) = 13164.2 MPa

    Koefisien muai panjang untuk beton = 0.00001 / C

    Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer) fci' = 0.80* fc' = 33.20 MPa

    Tegangan ijin beton saat penarikan Tegangan ijin tekan 0.60 * fci' = 19.92 MPa

    Tegangan ijin tarik 0.50 fci' = 2.88 MPa

    Tegangan ijin beton pada keadaan akhir Tegangan ijin tekan 0.45 * fc' = 18.68 MPa

    Tegangan ijin tarik 0.50 fc' = 3.22 MPa

    Mutu beton plat lantai K- 300

    Kuat tekan beton fc' =.83 * K / 10 = 24.9 MPa

    Modulus elastik beton Ec = 4700 fc' = 23453.0 MPa

  • 2. BAJA PRATEGANG

    DATA STRANDS CABLE - STANDAR VSL

    Jenis strands Uncoated 7 wire super strands ASTM A-416 grade 270

    Tegangan leleh strands fpy = 1580 MPa

    Kuat tarik strands fpu = 1860 MPa

    Diameter nominal strands 12.7 mm (=1/2")

    Luas tampang satu strands Ast = 98.7 mm

    Beban putus minimal satu strands Pbs = 187.32 kN 100% UTS

    Jumlah kawat untaian (strands cable) 19 kawat untaian / tendon

    Diameter selubung ideal 84 mm

    Luas tampang strands 1875.3 mm

    Beban putus satu tendon Pb1 = 3559.1 kN 100% UTS

    Modulus elastis strands Es = 193000 MPa

    Tipe dongkrak VSL 19

    3. BAJA TULANGAN

    Untuk baja tulangan deform D > 12 mm U - 32 Kuat leleh baja fy =U*10 = 320 MPa

    Untuk baja tulangan polos 12 mm U - 24 Kuat leleh baja fy =U*10 = 240 MPa

    PENENTUAN LEBAR EFEKTIF PLAT LANTAI

    Lebar efektif plat ( Be ) diambil nilai terkecil dari :

    L / 4 = 4.00 m

    12 * ho = 2.40 m

  • Diambil lebar efektif plat Be = 2.00 m

    Kuat tekan beton plat fc' (plat) = 0.83 * K / 10 = 24.9 MPa

    Kuat tekan beton balok fc' (balok) = 0.83 * K / 10 = 41.5 MPa

    Modulus elastik plat beton E plat = 4700 fc' (plat)= 23453.0 MPa

    Modulus elastik balok beton prategang E balok =0.043*(wc)^1.5* fc' (balok)= 3.57E+05 MPa

    Nilai perbandingan modulus elastik plat dan balok n = Eplat / Ebalok = 6.57E-02

    Jadi lebar pengganti beton plat lantai jembatan B eff = n * B e = 1.31 m

    SECTION PROPERTIES BALOK PRATEGANG

    Lebar (b) Tinggi (h)

    m m m m m m m

    1 0.80 0.05 0.04000 1.48 0.05900 0.08703 8.3E-06

    2 1.00 0.10 0.10000 1.40 0.14000 0.19600 8.3E-05

    3 0.40 0.10 0.04000 1.32 0.05267 0.06934 3.3E-05

    4 0.20 1.20 0.24000 0.75 0.18000 0.13500 2.9E-02

    5 0.35 0.15 0.05250 0.20 0.01050 0.00210 9.8E-05

    6 0.90 0.15 0.13500 0.08 0.01013 0.00076 2.5E-04

    Total 0.60750 0.45229 0.49023 0.02928

    Tinggi total balok prategang h = 1.50 m ho = 0.20 m

    Luas penampang balok prategang A = 0.60750 m B eff = 1.31 m

    Letak titik berat yb = A*y / A = 0.745 m ya = h - yb = 0.755 m

    Momen inersia terhadap alas balok Ib = A*y + Io = 0.48157 m

    Momen inersia terhadap titik berat balok Ix = Ib - A * yb = 0.14483 m

    Tahanan momen sisi atas Wa = Ix / ya = 0.19171 m

    Tahanan momen sisi bawah Wb = Ix / yb = 0.74451 m

    Inersia

    Momen

    A * y2

    Inersia

    Momen

    Io

    Dimensi Luas

    Tampang

    (A)

    Jarak thd

    alas yNo

    Statis momen

    A * y

  • SECTION PROPERTIES BALOK KOMPOSIT (BALOK PRATEGANG + PLAT)

    No

    Lebar (b) Tinggi (h)

    m m m m m m m

    0 1.31 0.20 0.26300 1.600 0.42080 0.67328 0.00088

    1 0.80 0.05 0.04000 1.475 0.05900 0.08703 0.00001

    2 1.00 0.10 0.10000 1.400 0.14000 0.19600 0.00008

    3 0.40 0.10 0.04000 1.317 0.05267 0.06934 0.00003

    4 0.20 1.20 0.24000 0.750 0.18000 0.13500 0.02880

    5 0.35 0.15 0.05250 0.200 0.01050 0.00210 0.00010

    6 0.90 0.15 0.13500 0.075 0.01013 0.00076 0.00025

    Total 1.70 0.87050 0.87309 1.16351 0.03015

    Tinggi total balok composit hc = 1.70 m

    Luas penampang balok prategang A = 0.87050 m

    Letak titik berat ybc = Ac*y / Ac = 1.003 m yac = hc - ybc = 0.697 m

    Momen inersia terhadap alas balok I bc= Ac*y + I co = 0.90324 m

    Momen inersia terhadap titik berat balok composit I xc = I bc - Ac * ybc = 0.02755 m

    Tahanan momen sisi atas plat Wac = I xc / yac = 0.03953 m

    Tahanan momen sisi atas balok W' ac = I xc / (yac - ho) = 0.05544 m

    Tahanan momen sisi bawah balok Wbc = Ixc / ybc = 0.02747 m

    Inersia

    Momen

    Io

    Inersia

    Momen

    A * y2

    Statis momen

    A * y

    Jarak thd

    alas y

    Luas

    Tampang

    (A)

    Dimensi

  • PEMBEBANAN BALOK PRATEGANG

    BERAT SENDIRI BALOK PRATEGANG (MS)

    Panjang balok prategang L= 16.00 m Luas tampang A = 0.61

    Berat balok prategang + 10 % W balok = A * L Wc = 247.86

    Q balok = W balok / L = 15.491 kN/m

    GAYA GESER DAN MOMEN AKIBAT BERAT SENDIRI (MS)

    Beban Q ms = A * w

    Gaya geser V ms = 1/2 * Qms * L

    Momen M ms = 1/8 * Qms * L

    Lebar Tebal Luas Berat sat Beban Geser Momen

    b h A w Qms Vms Mms

    (m) (m) (m) (kN / m) (kN/m) (kN) (kNm)

    1 Balok prategang 15.491 123.93 495.72

    2 Plat lantai 2.00 0.20 0.40 25.00 10.00 80.00 320.00

    3 Deck slab 0.60 0.05 0.03 25.00 0.75 6.00 24.00

    Jenis beban berat

    sendiriNo

  • Total 26.241 209.93 839.72

    BEBAN MATI TAMBAHAN (MA)

    a. Genangan air hujan setinggi 50 mm apabila ada air tampias yang masuk ke lantai jembatan

    b. Beban railing dan beban atap fiber di asumsikan 2 kN/m

    Beban Q ms = A * w Panjang bentang L= 16.00 m

    Gaya geser V ms = 1/2 * Qms * L

    Momen M ms = 1/8 * Qms * L

    Lebar Tebal Luas Berat sat Beban Geser Momen

    b h A w Qma Vma Mma

    (m) (m) (m) (kN / m) (kN/m) (kN) (kNm)

    1 Air hujan 2.00 0.05 0.10 9.80 0.98 7.84 31.36

    Total 2.98 23.84 95.36

    BEBAN PEJALAN KAKI (PK)

    Panjang balok prategang L= 16.00 m

    Beban pejalan kaki diambil dari grafik beban hidup pejalan kaki sebesar q = 5.00 kPa

    Lebar jembatan s = 2.00 m

    Beban merata pada balok Q pk = q * s = 10.00 kN/m

    Beban mati tambahan ( superimposed dead load ) , adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan suatu beban pada balok

    girder jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Girder

    Jembatan direncanakan mampu memikul beban mati tambahan berupa :

    NoJenis beban mati

    tambahan

    2 2.00 16.00 64.00

    Beban pejalan kaki adalah beban akibat pejalan kaki sebesar q (kN) dikalikan dengan lebar jembatan s (m)

    Beban railing dan

    beban atap

  • Gaya geser dan momen maksimum pada balok akibat beban pejalan kaki

    V Pk = 1/2 * Q PK * L = 80.00 kN

    M Pk = 1/8 * Q PK * L = 320.00 kNm

    BEBAN ANGIN (Wn)

    Cw = koefisien seret = 1.20

    Vw = kecepatan angin rencana = 35.00 m/det

    Ab = luas permukaan sisi jembatan = 3.20 m

    T wn = 0,0006 * Cw * (Vw) * Ab = 2.82 kN/m

    Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping rangka dengan tinggi 4 meter diatas lantai jembatan.

    h = 4.00 m Jarak antar rangka jembatan x = 1.80 m

    Transfer beban angin ke lantai jembatan, Q ew = (1/2h / x * T wn)= 3.14 kN/m

    Panjang balok L = 16.00 m

    Gaya geser dan momen maksimum akibat angin :

    V Wn = 1/2 * QWn * L = 25.088 kN

    M Wn = 1/8 * QWn * L = 100.352 kNm

    Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin meniup sisi luar plat lantai

    jembatan dihitungt menggunakan rumus : T wn = 0,0006 * Cw * (Vw) * Ab dengan,

  • BEBAN GEMPA (EQ)

    Koefisien beban gempa horisontal : Kh = C * S

    Kh = Koefisien beban gempa horisontal

    C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah setempat

    S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa ( daktilitas ) dari struktur.

    Waktu getar Struktur dihitung dengan rumus T = 2 * (Wt / g * Kp)

    Wt = Berat total yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan

    Kp = kekuatan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu sastuan lendutan

    g = percepatan gaya gravitasi bumi = 9.81 m/det

    Berat total yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan : Wt = Pms + Pma

    Berat sendiri Q ms = 26.241 kNm Beban mati tambahan Q ma = 2.98 kNm

    Panjang bentang balok L = 16.00 m

    Wt = (Qms + Qma) * L = 467.54 kN

    Momen inersia balok prategang I xc = 0.028

    Modulus Elastik Ec = 3.57E+05 Mpa Ec = 356699725.1

    Kekakuan balok prategang Kp = 48 * Ec * I xc * L = 115178.6622

    Waktu getar T = 2 * (Wt / g * Kp) = 0.128

    Untuk lokasi di wilayah gempa 3 di atas tanah sedang, dari kurva diperoleh koefisien geser dasar, C = 0.175

    Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis beton prategang penuh, S = 1.3

    dengan F = 1.25 - 0.025 * n dan F harus diambil 1,00

    F = faktor perangkaan n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi lateral

    Gaya gemp