Asd Poison's Ratio Koef Kejut Modulus Elastis

BAB II STUDI PUSTAKA

5

BAB II

STUDI PUSTAKA 2.1 TINJAUAN UMUM

Di Indonesia , dahulu perencanaan jembatan jalan raya menggunakan

peraturan PPPJJR 1987, konsep perencanaanya masih mengandalkan desain

elastis (ASD). Akan tetapi pada tahun 1992 mulai dijajaki dengan memakai

peraturan yang baru yakni BMS 1992 yang merupakan hasil kerjasama antara

DPU-RI dengan Australian International Development Assistance Bureau, yang

mempunyai konsep desain kekuatan batas (LRFD).

2.2. DESAIN ASD (ALLOWABLE STRESS DESIGN)

Desain ini sudah lama dipakai baik di Indonesia maupun di luar negeri,

filosofi perencanaanya sudah dipakai kurang lebih 120 tahun. Perencanaan

struktur bajanya masih menggunakan konsep desain elastis atau desain ASD

(Allowable Stress Design) atau WSD (Woking Stress Design) yang menitik

beratkan pada beban kerja (Service Load) dengan menganggap struktur tetap

elastis. Konsep ini mempunyai batasan keamanan struktur berupa tegangan dasar

ijin sebesar (σ =SF

yσ), dan tidak menggunakan faktor beban atau faktor reduksi

kekuatan. Untuk analisanya penulis menggunakan beberapa literatur yang dipakai,

antara lain :

1. PPPJJR 1987

2. PPBBI 1984

3. SNI 03-1729-2002, dan lain-lain.

2.2.1 Pembebanan Struktur pada Desain ASD dengan PPPJJR

Pada desain ASD, penentuan beban yang bekerja pada jembatan

disesuaikan dengan PPPJJR “Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan

This document‐ is Undip Institutional Repository Collection. The author(s) or copyright owner(s) agree that UNDIP‐IR may, without changing the content, translate the submission to any medium or format for the purpose of preservation. The author(s) or copyright owner(s) also agree that UNDIP‐IR may keep more than one copy of this submission for purpose of security, back‐up and preservation:

( http://eprints.undip.ac.id )


6

Jalan Raya” SKBI 1.3.28.1987 Dirjen Bina Marga DPU. Di bawah ini akan di

bahas mengenai beban-beban yang berhubungan dengan perencanaan bangunan

atas jembatan yaitu :

2.2.1.1 Beban Primer

Beban primer atau muatan primer adalah beban atau muatan yang

merupakan muatan utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan

jembatan. Yang termasuk muatan primer adalah :

a. Beban Mati

Yaitu merupakan beban yang berasal dari berat sendiri jembatan atau

bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan yang

dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya.

Dalam menentukan besarnya muatan mati tersebut, harus dipergunakan

nilai berat isi untuk bahan bangunan dibawah ini :

1. Baja tuang 7,85 t / m3

2. Alumunium paduan 2,80 t / m3

3. Beton bertulang 2,50 t / m3

4. Beton biasa, beton cyclop 2,20 t / m3

5. Pasangan batu 2,00 t / m3

6. Kayu 1,00 t / m3

7. Tanah, pasir, kerikil (dalam keadaan padat)2,00 t / m3

8. Perkerasan jalan beraspal 2,00 – 2,50 t / m3

9. Air 1,00 t / m3

b. Beban Hidup

Muatan hidup adalah semua muatan yang berasal dari berat kendaraan-

kendaraan bergerak/ lalu lintas dan atau berat pejalan kaki yang

dianggap bekerja pada jembatan.

1. Macam-macam Beban Hidup

Muatan hidup pada jembatan yang harus ditinjau dinyatakan dalam dua

macam, yaitu muatan “T” yang merupakan beban terpusat untuk lantai

kendaraan dan muatan “D” yang merupakan beban jalur untuk gelagar.




7

2. Lantai Kendaraan dan lajur Lalu Lintas

Lajur lalu lintas ini mempunyai lebar minimum 2,75 meter dan lebar

maksimum 3,75 meter. Lebar lajur minimum ini harus untuk

menentukan muatan “D” per lajur. Jumlah lajur lalu lintas untuk lantai

kendaraan dengan lebar 5,50 meter atau lebih ditentukan menurut Tabel

2.1 ,untuk selanjutnya ini digunakan dalam menentukan muatan “D”

pada perhitungan reaksi perletakan.

Tabel 2.1 Jumlah lajur Lalu Lintas NO LEBAR LANTAI KENDARAAN JUMLAH LAJUR LALU LINTAS

1 5,50 sampai 8,25 m 2

2 Lebih dari 8,25 m sampai dengan

11,25 m 3


15,00 m 4


18,75 m 5


32,50 m 6

Catatan : Daftar tersebut di atas hanya digunakan dalam menentukan jumlah lajur pada

jembatan.

3. Beban “T”

Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai

kendaraan jembatan, harus digunakan beban “T” seperti dijelaskan

berikut ini :

Beban “T” adalah muatan yang merupakan kendaraan truk semitriller

yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton,

dengan ukuran-ukuran seperti gambar berikut: a1 = a2 = 30 cm

b1 = 12,50 cm

b2 = 50,00 cm

Ms = Muatan rencana sumbu = 20 ton




8

Gambar 2.1 Ketentuan beban “T” yang terjadi pada jembatan jalan raya

4. Beban “D”

- Untuk perhitungan kekuatan gelagar-gelagar harus digunakan

beban “D”. Beban “D” atau beban jalur adalah susunan beban pada

setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar “q” ton

per meter panjang per jalur, dan beban garis “P” ton per jalur lalu lintas

tersebut.

Besar “q” ditentukan sebagai berikut :

q = 2,2 t/m’ untuk L < 30 m

q = 2,2 t/m’ – 1,1/60 *(L – 30) t/m’ untuk 30 m < L < 60 m

q = 1,1 *(1+30/L) t/m’ untuk L > 60 m

L = panjang dalam meter, ditentukan oleh tipe konstruksi jembatan

sesuai tabel III (PPPJJR hal 11)

t/m’ = ton per meter panjang, per jalur

400 500

275

175 50 50

kerb

0,25 Ms Ms Ms

275 cm

275 cm

a1

b1

a2

b2

0,5Ms 0,5Ms 0,125Ms




9

Beban terbagi rata q t/m'

1 Jalur

P

q

Beban garis P = 12 ton

5,51/2 p

p

1/2 q 5,5

1/2 p 1/2 q

q

- Ketentuan penggunaan beban “D” dalam arah melintang jembatan

adalah sebagai berikut :

Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan sama atau lebih kecil

dari 5,50 meter, muatan “D” sepenuhnya (100%) harus dibebankan

pada seluruh lebar jembatan.

Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan lebih besar dari 5,50

meter, muatan “D” sepenuhnya (100%) dibebankan pada lebar jalur

5,50 meter sedang lebar selebihnya dibebani hanya separuh dari

muatan “D” (50%).

Gambar 2.3 Ketentuan penggunaan beban “D” pada jembatan jalan raya

Gambar 2.2 Distribusi beban “D” yang bekerja pada jembatan jalan raya




10

- Dalam menentukan beban hidup (beban terbagi rata dan beban

garis) perlu diperhitungkan ketentuan bahwa :

Muatan hidup per meter lebar lajur lalu lintas jembatan menjadi sebagai

berikut :

Beban terbagi rata = metermetertonq

75,2/

Beban garis = metertonP

75,2

Angka pembagi 2,75 meter di atas selalu tetap dan tidak tergantung pada

lebar lajur lalu lintas.

5. Beban pada Trotoir, Kerb dan Sandaran

Konstruksi trotoir harus diperhitungkan terhadap beban hidup

sebesar 500 kg/m2. Dalam perhitungan kekuatan gelagar karena

pengaruh beban hidup pada trotoir, diperhitungkan beban sebesar

60% beban hidup trotoir.

Kerb yang terdapat pada tepi-tepi lantai kendaraan harus

diperhitungkan untuk dapat menahan beban horisontal ke arah

melintang jembatan sebesar 500 kg/m yang bekerja pada puncak

kerb yang bersangkutan atau pada tinggi 25 cm di atas permukaan

lantai kendaraan apabila kerb yang bersangkutan lebih tinggi dari

25 cm.

Tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoir harus diperhitungkan

untuk dapat menahan beban horizontal sebesar 100 kg/m, yang

bekerja pada tinggi 90 cm di atas lantai trotoir.

c. Beban Kejut

Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran-getaran dan

pengaruh-pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban

garis “P” harus dikalikan dengan koefisien kejut yang akan memberikan

hasil maksimum, sedangkan beban merata “q” dan beban “T” tidak

dikalikan dengan koefisien kejut.




11

Koefisien kejut ditentukan dengan rumus :

( )Lk

++=

50201

Dimana : k = Koefisien kejut

L = Panjang bentang dalam meter, ditentukan oleh tipe

konstruksi jembatan (keadaan statis) dan kedudukan

muatan garis “P”

Koefisien kejut tidak diperhitungkan terhadap bangunan bawah apabila

bangunan bawah dan bangunan atas tidak merupakan satu kesatuan.

Bila bangunan bawah dan bangunan atas merupakan satu kesatuan maka

koefisien kejut diperhitungkan terhadap bangunan bawah.

2.2.1.1 Beban Sekunder

Beban sekunder atau muatan sekunder adalah muatan pada jembatan

yang merupakan muatan sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan

tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Yang termasuk muatan sekunder

adalah beban angin.

Pengaruh beban angin yang ditetapkan sebesar 150 kg/m2 dalam arah

horisontal terbagi rata pada bidang vertikal jembatan, dalam arah tegak lurus

sumbu memanjang jembatan. Dalam menghitung luas bagian-bagian sisi jembatan

yang terkena angin dapat digunakan ketentuan sebagai berikut:

1. Ketentuan tanpa beban hidup

- Untuk jembatan rangka diambil sebesar 30% luas bidang sisi jembatan

yang langsung terkena angin, ditambah 15% luas bidang sisi lainnya.

2. Keadaan dengan beban hidup

- Untuk jembatan diambil sebesar 50% terhadap luas bidang diatas.

- Untuk beban hidup diambil sebesar 100% luas bidang sisi yang langsung

terkena angin.




12

2.2.2 Penyaluran Beban/ Distribusi Gaya

2.2.2.1 Beban Mati

1. Beban Mati Primer

Beban mati yang digunakan dalam perhitungan kekuatan gelagar-gelagar

(baik gelagar tengah maupun gelagar pinggir) adalah berat sendiri pelat

dan sistem lainnya yang dipikul langsung oleh masing-masing gelagar

tersebut.

2. Beban Mati Sekunder

Beban mati sekunder yaitu kerb, trotoir, tiang sandaran dan lain-lain,

yang dipasang setelah pelat di cor, dan dapat dianggap terbagi rata di

semua gelagar.

2.2.2.2 Beban Hidup

1. Beban “T”

Dalam menghitung kekuatan lantai akibat beban “T” dianggap bahwa

beban tersebut menyebar ke bawah dengan arah 45 derajat sampai ke

tengah-tengah tebal lantai.

2. Beban “D”

Dalam menghitung momen dan gaya lintang dianggap bahwa gelagar-

gelagar mempunyai jarak dan kekuatan yang sama atau hampir sama

sehingga penyebaran beban “D” melalui lantai kendaraan ke gelagar-

gelagar harus dihitung dengan cara sebagai berikut :

3. Perhitungan momen dan perhitungan gaya lintang

a. Gelagar memanjang tengah

Beban hidup yang diterima oleh tiap gelagar memanjang tengah


Beban merata : q’ = q/2,75 x α x s

Beban garis : P’ = P/2,75 x α x s

Dimana :

s = jarak gelagar yang berdekatan (yang ditinjau) dalam

meter, diukur dari sumbu ke sumbu.

α = faktor distribusi.




13

α = 0,75 bila kekuatan gelagar melintang diperhitungkan.

α = 1,00 bila kekuatan gelagar melintang tidak

diperhitungkan.

b. Gelagar memanjang pinggir

Beban hidup yang diterima oleh gelagar memanjang pinggir adalah

beban hidup tanpa memperhitungkan faktor distribusi (α = 1,00).

Bagaimana pun juga gelagar memanjang pinggir harus

direncanakan minimum sama kuat dengan gelagar memanjang

tengah. Dengan demikian beban hidup yang diterima oleh tiap

gelagar memanjang pinggir tersebut adalah sebagai berikut :

Beban merata : q’ = q/2,75 x s’

Beban garis : P’ = P/2,75 x s’

Dimana :

s’ = lebar pengaruh beban hidup pada gelagar memanjang

pinggir.

c. Gelagar melintang tengah.

Beban hidup yang diterima oleh gelagar melintang tengah adalah

sebagai berikut :

Beban merata : q’ = q x s

Beban garis : P’ = P

Dimana :

s = lebar pengaruh beban hidup pada gelagar melintang

tengah.

d. Gelagar melintang pinggir

Beban hidup yang diterima oleh gelagar melintang pinggir adalah

sebagai berikut :

Beban merata : q’ = q x s’

Beban garis : P’ = P

Dimana :

s’ = lebar pengaruh beban hidup pada gelagar melintang

pinggir.




14

2.2.3 Kombinasi Beban

Karena tidak menggunakan faktor beban, kombinasi beban desain ASD

disesuaikan dengan konsep AISC-ASD 1989, yakni dengan persamaan-persamaan

seperti di bawah ini :

1. DL Dimana : DL = beban mati

2. DL + LL LL = beban hidup

3. DL + LL + WL WL = beban angin

4. DL + LL + EL EL = beban gempa

5. DL + EL

6. DL + WL

2.2.4 Kelangsingan Penampang

Kelangsingan (λ) penampang adalah ukuran dari kecenderungan untuk

menekuk pada lentur atau beban aksial atau kombinasi keduanya. Suatu unsur

dengan kelangsingan besar akan lebih mudah menekuk dibanding unsur dengan

kelangsingan kecil.

2.2.4.1 Kelangsingan Penampang Elemen Lentur

Nilai kelangsingan elemen lentur adalah tb

=λ

dimana: b = lebar bersih dari elemen pelat tekan kearah luar dari permukaan

elemen pelat pendukung

t = tebal elemen

2.2.4.2 Kelangsingan Penampang Elemen Tekan

Nilai kelangsingan elemen tekan adalah r

Lk=λ ≤ 200

dimana: Lk = panjang tekuk elemen tekan = K*L

r = jari-jari girasi profil = imin

K = koefisien tekuk, besarnya seperti di bawah ini:

Tumpuan ujung sendi-sendi K = 1 sendi-jepit K = 0,7

jepit-jepit K = 0,5 jepit-bebas K = 2,0




15

2.2.4.3 Kelangsingan Penampang Elemen Tarik

Nilai kelangsingan elemen tarik adalah rL

=λ ≤ 300......batang sekunder

dimana: L = panjang elemen tarik rL

=λ ≤ 240......batang primer

r = jari-jari girasi profil

2.2.5 Kekompakan Penampang

Penampang kompak adalah penampang yang mampu mengembangkan

kekuatan lentur plastis penuh dan memikul pengaruh persendian plastis tanpa

menekuk. Penampang ini mempunyai persyaratan yaitu λ ≤ λp, sedangkan

penampang tak kompak yaitu λp ≤ λ ≤ λr

2.2.5.1 Daya Dukung Komponen Struktur Tekan

Jika penampang profil dinyatakan kompak, maka daya dukung

komponen struktur tekan dapat dihitung sebagai berikut (PPBBI 1984):

N = Ag ωσ λg =

yfE*7,0

*π λs = gλλ

Untuk λs ≤ 0,183 maka ω = 1

Untuk 0,183 ≤ λs ≤ 1,0 maka ω = sλ−593,1

41,1

Untuk λs ≥ 1,0 maka ω = 2,381* λs2

Dimana : N = gaya tekan batang

Ag = luas penampang bruto

λg = kelangsingan batas

λs = rasio kelangsingan

fy = tegangan leleh baja

σ = tegangan dasar ijin baja

E = modulus elastis baja (E = 2*105 Mpa)

ω = faktor tekuk




16

2.2.5.2 Daya Dukung Komponen Struktur Tarik

Tegangan rata-rata pada suatu penampang yang melaluai lobang dari

suatu batang tarik tidak boleh lebih besar dari 0,75 kali tegangan dasar. Besarnya

tegangan rata-rata tersebut adalah (PPBBI 1984) n

r AN

=σ ≤ 0,75*σ .

Dimana: An = luas penampang bersih/ efektif

N = gaya tarik batang

σr = tegangan rata-rata

Dalam suatu potongan jumlah lobang tidak boleh lebih besar daripada 15% luas

penampang utuh.

Tabel 2.2 Perbandingan Maksimum Lebar terhadap Tebal untuk Elemen Tertekan

Jenis elemen Perbandingan lebar terhadap

tebal (λ)

Perbandingan maksimum untuk

penampang kompak

(λp)

Perbandingan maksimum untuk penampang tak

kompak (λr)

Pelat sayap balok I

dan kanal dalam

lentur

b/t 170/ fy 370/ frfy −

Pelat sayap dari

komponen struktur

tekan

b/t - 250/ fy

Bagian-bagian pelat

badan dalam tekan

akibat lentur

h/tw 1680/ fy 2550/ fy

Sumber SNI 2002

2.3. Pembebanan Struktur Dengan Bridge Management System

Merupakan konsep baru dalam desain struktur, konsep desain ini

pertama kali diperkenalkan di Amerika pada tahun 1986 dengan terbitnya AISC-

LRFD. Di Indonesia khususnya untuk desain jembatan, konsep tersebut mulai

dipakai tahun 1992 dengan ditandainya kerjasama antara Dinas Pekerjaan Umum

dengan Australian International Development Assistance Bureau dengan




17

keluarnya Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan atau lebih dikenal dengan

nama Bridge Management System (BMS 1992).

Menurut para ahli, konsep ini lebih rasional karena antara lain

menggunakan angka keamanan (faktor beban) yang berbeda untuk setiap macam

beban, dan kekuatan penampang (faktor resistensi/ reduksi) yang berbeda untuk

setiap kondisi pembebanan. Konsep ini merupakan teori kekuatan batas (Limit

State Design) yakni perencanaan pada pembebanan sesaat sebelum terjadi

keruntuhan dengan batasan mencapai tegangan leleh (σy), sedangkan untuk

analisa strukturnya dapat dipakai analisa elastis (jika penampang profil baja tidak

kompak) dan analisa plastis (jika penampang profil baja kompak).

Perhitungan didasarkan pada desain faktor resistensi beban dengan

asumsi bahwa dalam keadaan apapun struktur harus memiliki kekuatan yang

cukup, baik sisi kekuatan maupun ketahanannya sehingga mampu berfungsi

dengan baik selama umur rencana. Desain harus menyediakan cadangan diatas

yang diperlukan untuk menanggung beban layan, yaitu kemungkinan terjadinya

kelebihan beban. Kelebihan beban bisa saja terjadi akibat perubahan fungsi

struktur, akibat terlalu rendahnya taksiran atas efek-efek beban karena

penyederhanaan berlebihan dalam analisis strukturnya dan akibat variasi-variasi

dalam prosedur konstruksinya. Disamping itu harus ada persediaan yang cukup

terhadap kemungkinan kekuatan material yang lebih rendah. Penyimpangan dalam

dimensi batang walaupun masih dalam batas toleransi yang bisa diterima, dapat

mengakibatkan suatu batang memiliki kekuatan yang lebih rendah dari yang telah

diperhitungkan sebelumnya. Sedangkan beberapa literatur yang dipakai antara

lain:

1. PPTJ 1992 atau BMS 1992

2. SNI 03-1729-2002, dan lain-lain.

2.3.1 Pembebanan Struktur

Penentuan beban yang bekerja pada struktur jembatan ini disesuaikan

dengan “Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan” (PPTJ) 1992 atau yang lebih




18

dikenal sebagai “Bridge Management System” (BMS) 1992, ada dua kategori aksi

berdasarkan lamanya beban bekerja :

a. Aksi tetap atau beban tetap

Merupakan aksi yang bekerja sepanjang waktu dan bersumber pada sifat

bahan, cara jembatan dibangun dan bangunan lain yang mungkin menempel pada

jembatan.

b. Aksi transien atau beban sementara

Merupakan aksi yang bekerja dengan jangka waktu yang pendek,

walaupun mungkin sering terjadi.

Menurut BMS 1992, beban dibedakan menjadi :

1. Beban Permanen :

a) Beban sendiri

b) Beban mati tambahan

2. Susut dan rangkak

3. Tekanan tanah

4. Beban lalu lintas

5. Beban lingkungan, dan lain-lain.

2.3.1.1 Beban Permanen

1. Beban Sendiri

Beban sendiri dari bagian bangunan yang dimaksud adalah berat dari

bagian tersebut dan elemen-elemen struktural yang dipikulnya, atau berat sendiri

adalah berat dari bagian jembatan yang merupakan elemen struktural ditambah

dengan elemen non struktural yang dianggap tetap. Berat isi dari berbagai bahan


Tabel 2.3 Berat Isi untuk Berat Sendiri Bahan Berat/Satuan Isi

kN/m3

Aspal Beton 22,0

Beton Bertulang 25,0

Baja 77,0

Air Bersih 9,8




19

2. Beban Mati Tambahan

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural dan mungkin

besarnya berubah selama umur rencana. Beban mati tambahan diantaranya:

- Perawatan permukaan khusus.

- Pelapisan ulang dianggap sebesar 50 mm aspal beton (hanya

digunakan dalam kasus menyimpang dan dianggap nominal 22

kN/m3).

- Sandaran, pagar pengaman dan penghalang beton.

- Tanda-tanda.

- Perlengkapan umum seperti pipa air dan penyaluran (dianggap

kosong atau penuh).

2.3.1.2 Beban Lalu Lintas

1. Beban Kendaraan Rencana

a. Aksi kendaraan

Beban kendaraan tediri dari tiga komponen :

- Komponen vertikal

- Komponen rem

- Komponen sentrifugal (untuk jembatan melengkung)

b. Jenis kendaraan

Beban lalu lintas untuk rencana jembatan jalan raya terdiri dari

pembebanan lajur “D” dan pembebanan truk “T”. Pembebanan lajur “D”

ditempatkan melintang pada lebar penuh dari jalur lalu lintas pada

jembatan dan menghasilkan pengaruh pada jembatan yang ekivalen

dengan rangkaian kendaraan sebenarnya. Jumlah total pembebanan lajur

“D” yang ditempatkan tergantung pada lebar jalur pada jembatan.

Pembebanan truk “T” adalah kendaraan berat tunggal (semitriller)

dengan tiga gandar yang ditempatkan dalam kedudukan jembatan pada

lajur lalu lintas rencana. Tiap gandar terdiri dari dua pembebanan bidang

kontak yang dimaksud agar mewakili pengaruh roda kendaraan berat.




20

Hanya satu truk “T” yang boleh ditempatkan per spasi lajur lalu lintas

rencana.

Umumnya, pembebanan “D” akan menentukan untuk bentang sedang

sampai panjang dan pembebanan “T” akan menentukan untuk bentang

pendek dan sistem lantai.

2. Beban Lajur “D”

Beban lajur “D” terdiri dari :

a. Beban terbagi rata (UDL) dengan intensitas q kPa, dengan q tergantung

pada panjang yang dibebani total (L) sebagai berikut :

L ≤ 30 m q = 8,0 kPa

L ≥ 30 m kPaL

q ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ +=

155,0*0,8

Beban UDL boleh ditempatkan dalam panjang terputus agar terjadi

pengaruh maksimum. Dalam hal ini, L adalah jumlah dari panjang

masing-masing beban terputus tersebut. Beban UDL ditempatkan tegak

lurus terhadap arah lalu lintas.

b. Beban garis (KEL) sebesar p kN/m, ditempatkan pada kedudukan

sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada arah lalu lintas.

Besar P = 44,0 kN/m. Pada bentang menerus, KEL ditempatkan dalam

kedudukan lateral sama yaitu tegak lurus arah lalu lintas pada dua

bentang agar momen lentur negatif menjadi maksimum.

Intensitas beban

“b” kurang dari 5,5 m

b5,5

50 100

100%

b




21

Intensitas beban

“b” lebih dari 5,5 m

Penempatan alternatif

Gambar 2.4 Skema Penyebaran Muatan “D”

3. Beban Truk “T”

Hanya satu truk yang harus ditempatkan dalam tiap lajur lalu lintas

rencana untuk panjang penuh dari jembatan. Truk “T” harus ditempatkan di

tengah lajur lalu lintas. Lajur-lajur ini ditempatkan dimana saja antara kerb. Untuk

lebih jelasnya lihat gambar berikut :

Gambar 2.5 Penyebaran Beban Truk T

Selain untuk perhitungan sistim pelat lantai, beban “T” juga berpengaruh

pada gelagar memanjang dengan faktor distribusi sebagai berikut:

5,5

5 m 4-9 m

2,75 m

1,75 m 0,5 m

kerb

50 kN 200 kN 200 kN

275 cm

200 mm

125 mm 500 mm

0,5 m

200 mm

500 mm

200 mm

25 kN 100 kN 100 kN




22

Tabel 2.4 Faktor Distribusi untuk Pembebanan Truk “T” Jenis Bangunan Atas Jembatan Jalur Tunggal Jembatan Jalur Majemuk

Pelat lantai beton:

- balok baja I atau balok

beton pratekan

- balok beton bertulang

- balok kayu

S/4,2

S/4,0

S/4,8

S/3,4

S/3,6

S/4,2

Lantai papan kayu S/2,4 S/2,2

Lantai baja gelombang

tebal 50 mm atau lebih S/3,3 S/2,7

Kisi-kisi baja:

- kurang dari tebal 100 mm

- tebal 100 mm atau lebih

S/2,6

S/3,6

S/2,4

S/3,0

Catatan: 1. Dalam hal ini beban pada tiap balok memanjang adalah reaksi beban roda

dengan menganggap lantai antara gelagar sebagai balok sederhana

2. S adalah jarak rata-rata antara balok memanjang (m)

3. Balok geser dihitung untuk beban roda dengan reaksi 2S yang disebarkan

oleh S/faktor > 0,5

Sedangkan penyebaran bidang kontak roda terhadap gelagar memanjang

mempunyai sudut 22,5o, lihat gambar berikut:

4. Faktor Beban Dinamik

Faktor beban dinamik (DLA) berlaku pada “KEL” lajur “D” dan truk

“T” untuk simulasi kejut dari kendaraan bergerak pada struktur jembatan. Faktor

beban dinamik adalah untuk S.L.S dan U.L.S dan untuk semua bagian struktur

Gambar 2.6 Penyaluran Beban Bidang Kontak “T”

α 22,5o

Gelagar memanjang

Gelagar memanjang

Bidang kontak roda




23

sampai pondasi. Untuk truk “T” nilai DLA adalah 0,3, untuk “KEL” nilai DLA

diberikan dalam tabel berikut :

Tabel 2.5 Nilai Faktor Beban Dinamik Bentang Ekivalen LE (m) DLA (untuk kedua keadaan batas)

LE ≤ 50 0,4

50 < LE < 90 0,525 – 0,0025 LE

LE ≥ 90 0,3

Catatan : 1. Untuk bentang sederhana LE = Panjang bentang aktual

2. Untuk bentang menerus LE = maksimumratarata LL •−

5. Beban Pejalan Kaki

Intensitas beban pejalan kaki untuk jembatan jalan raya tergantung pada

luas beban yang dipikul oleh unsur yang direncanakan. Bagaimanapun, lantai dan

gelagar yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk 5 kPa.

Intensitas beban untuk elemen lain, diberikan dalam tabel berikut :

Tabel 2.6 Intensitas Beban Pejalan Kaki untuk Trotoir Jembatan Jalan Raya

Luas Terpikul Oleh Unsur (m2) Intensitas Beban Pejalan Kaki Nominal (kPa)

A < 10 5 10 < A < 100 5,33 – A/30

A > 100 2 Bila kendaraan tidak dicegah naik ke kerb oleh penghalang rencana, trotoir juga harus direncanakan agar menahan beban terpusat 20 kN

2.3.1.3 Beban Lingkungan

Yang termasuk beban lingkungan untuk keperluan perencanaan

bangunan atas jembatan adalah beban angin. Gaya angin pada bangunan atas

tergantung pada luas ekivalen diambil sebagai luas padat jembatan dalam arah

tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Untuk jembatan rangka luas ekivalen ini

diambil 30% luas yang dibatasi oleh unsur rangka terluar.

Angin harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh banguna atas.

Gaya nominal ultimit dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan

angin rencana seperti berikut:

TEW = 0,0006*CW*(VW)2*Ab kN , dimana:

VW = kecepatan angin rencana (m/det) untuk keadaan batas yang ditinjau

(lihat tabel 2.6)




24

CW = koefisien seret (lihat tabel 2.5)

Ab = luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Apabila suatu kendaraan sedang berada diatas jembatan, beban garis

merata tambahan arahhorisontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti

rumus berikut:

TEW = 0,0012*CW*(VW)2 kN/m , dimana CW = 1,2

Tabel 2.7 Koefisien Seret (CW) Tipe Jembatan CW

Bangunan atas masif 2,1 1,5 1,25

Bangunan atas rangka 1,2

Tabel 2.8 Kecepatan Angin Rencana (VW)

Keadaan batas

Lokasi

Sampai 5 km dari pantai

> 5km dari pantai

Daya layan 30 m/s 25 m/s

Ultimit 35 m/s 30 m/s

2.3.2 Kombinasi Beban

Karena menggunakan faktor beban, kombinasi beban desain LRFD

disesuaikan dengan konsep AISC-LRFD 1993, yakni dengan persamaan-

persamaan seperti di bawah ini :

1. 1,4 DL Dimana : DL = beban mati

2. 1,2 DL + 1,6 LL LL = beban hidup

3. 1,2 DL + 0,5 LL + 1,3 WL WL = beban angin

4. 1,2 DL + 0,5 LL + 1,0 EL EL = beban gempa

5. 0,9 DL + 1,0 EL

6. 0,9 DL + 1,3 WL

7. 1,2 DL + 1,0 EL

8. 1,2 DL + 1,3 WL




25

2.3.3 Faktor Beban

Menurut BMS 1992 faktor beban dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.9 Faktor Beban Keadaan Batas Ultimate

Jenis Beban Faktor Beban Keadaan Batas Ultimit

Keterangan Faktor Beban

Berat sendiri Baja

Beton cor ditempat

1,1

1,3

Beban mati tambahan Kasus umum

Kasus khusus

2,0

1,4

Beban lajur “D” - 2,0

Beban truk “T” - 2,0

Beban pejalan kaki - 2,0

Beban angin - 1,2

2.3.4 Faktor Reduksi

Menurut BMS 1992, faktor reduksi untuk baja dapat dilihat pada tabel

dibawah ini :

Tabel 2.10 Faktor Reduksi Kekuatan U.L.S. untuk Baja Situasi Rencana Faktor Reduksi

Unsur yang memikul lentur 0,90

Unsur yang memikul tekan aksial 0,90

Unsur yang memikul tarik aksial 0,90

Penghubung geser 1,00

Hubungan baut 0,70

Sedangkan faktor reduksi untuk beton menurut SKSNI T15-1991-03 adalah:

Tabel 2.11 Faktor Reduksi untuk Beton Situasi Rencana Faktor Reduksi

Beban lentur 0,80

Gaya tekan aksial 0,80

Gaya tarik aksial 0,65

Gaya lintang dan torsi 0,60




26

2.3.5 Kelangsingan Penampang

Kelangsingan (λ) penampang adalah ukuran dari kecenderungan untuk

menekuk pada lentur atau beban aksial atau kombinasi keduanya. Suatu unsur

dengan kelangsingan besar akan lebih mudah menekuk dibanding unsur dengan

kelangsingan kecil. 250

* fytb⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=λ

dimana: b = lebar bersih dari elemen pelat tekan kearah luar dari permukaan

elemen pelat pendukung

t = tebal elemen

fy = tegangan leleh elemen

2.3.5.1 Kekuatan Unsur Tehadap Lentur

Kekuatan unsur terhadap momen lentur ultimit rencana (Mu) tergantung

pada tekuk setempat dari elemen pelat yang membentuk penampang unsur. Dapat

ditentukan dengan rumus Mu ≤ Ø*Mn. Jika unsur berpenampang kompak, yakni

penampang yang mampu mengembangkan kekuatan lentur plastis penuh dan

memikul pengaruh persendian plastis tanpa menekuk, atau dengan persyaratan λ ≤

λp, maka besarnya momen nominal adalah sama dengan momen plastis (Mn =

Mp). Besarnya momen plastis sendiri (buku “metode plastis, analisa dan desain”

Wahyudi, Sjahril A. Rahim) adalah :

Mp = Z*fy, Z = f*S

Dimana : Z = modulus plastis penampang

f = faktor bentuk penampang ( penampang I - f=1,12)

S = modulus elastis penampang

Ø = faktor reduksi kekuatan bahan

Mu = momen ultimit unsur

Mn = momen nominal penampang




27

Tabel 2.12 Nilai Batas Kelangsingan Elemen Pelat Deskripsi Ujung-ujung

didukung Tegangan sisa Batas plastis

λp Batas leleh

λy Tekanan merata Satu HR 9 16 Tekana maksimum pada ujung tidak didukung, tekanan nol atau tarikan pada ujung didukung

Satu HR 9 25

Tekanan merata Dua HR 30 45 Tekanan pada satu ujung, tarikan pada ujung lain

Dua Any/ tiap 82 115

Penampang bulat berongga - HR,CF 50 120

Catatan HR= Hot Rolled sumber BMS 1992

2.3.5.2 Kekuatan Unsur badan

Kekuatan unsur terhadap gaya geser ultimit rencana (Vu) ditentukan oleh

ketahanan badan seperti kekuatan geser badan. Dapat dinyatakan dengan rumus:

Vu ≤ Ø*Vn λw ≤ 82, maka Vn = 0,6*fy*Aw (BMS 1992)

Dimana : Vu = kekuatan geser ultimit unsur

Vn = kekuatan geser nominal penampang


Aw = luas elemen badan

2.3.5.3 Kekuatan Unsur terhadap Tekan

Unsur yang memikul gaya tekan cukup besar dapat runtuh dalam salah

satu dari dua cara yakni tekuk setempat dari elemen pelat yang membentuk

penampang melintang dan tekuk lentur dari seluruh unsur. Jika penampang suatu

unsur dinyatakan kompak, maka rumus yang dipakai adalah:

Nu ≤ Ø*Nn Nn = Kf*An*fy (BMS 1992)

Dimana : Nu = gaya tekan aksial terfaktor

Nn = gaya tekan aksial nominal penampang


An = luas penampang bersih




28

Kf = faktor bentuk = g

e

AA

, untuk penampang kompak Kf =1

2.3.5.4 Kekuatan Unsur terhadap Tarik

Kekuatan unsur terhadap gaya tarik ultimit rencana (Nu) ditentukan oleh

persyaratan sebagai berikut:

Nu ≤ Ø*Nt nilai Nt diambil terkecil dari Nt = Ag*fy (BMS1992)

Nt = 0,85*kt*An*fu

Dimana : Nu = gaya tarik aksial terfaktor

Nt = gaya tarik aksial nominal penampang


Ag = luas penampang penuh

An = luas penampang bersih

fu = tegangan tarik/ putus bahan

fy = tegangan leleh bahan

kt = faktor koreksi untuk pembagian gaya

= untuk hubungan yang simetris kt = 1

= untuk hubungan yang asimetris kt = 0,85 atau 0,9

= hubungan penampang I atau kanal pada kedua sayap kt = 0,85

2.4 PERENCANAAN STRUKTUR ATAS

Struktur atas merupakan struktur dari jembatan yang terletak pada

bagian atas dari jembatan, seperti sandaran, trotoar, lantai kendaraan, gelagar-

gelagar dan rangka.

2.4.1 Perencanaan Sandaran

Sandaran merupakan pembatas antara daerah trotoar dan kendaraan

dengan tepi jembatan, yang berfungsi sebagai pengaman bagi pemakai lalu lintas

maupun pejalan kaki yang melewati jembatan tersebut. Konstruksi sandaran

terdiri dari :

1. Tiang sandaran (Raill Post), biasanya dibuat dari konstruksi beton

bertulang untuk jembatan dengan balok girder beton, sedangkan untuk

jembatan rangka tiang sandaran menyatu dengan struktur rangka utama.




29

2. Sandaran (Hand Raill), biasanya dari pipa besi, kayu dan beton

bertulang.

2.4.1.1 Desain PPPJJR

Menurut PPPJJR 1987 Beban yang bekerja pada sandaran adalah beban

sebesar 100 kg/m yang bekerja dalam arah horizontal setinggi 0,9 meter. Adapun

langkah-langkah perencanaannya adalah:

1. Menghitung panjang sandaran yang menumpu pada rangka jembatan:

a. Menentukan tinggi total rangka jembatan (Ht)

b. Menghitung tinggi sandaran dari as rangka jembatan terbawah (hs)

c. Menentukan panjang per segmen rangka jembatan (b)

d. Menghitung panjang sandaran dengan perbandingan segitiga (ls)

2. Menentukan mutu dan profil sandaran (pipa baja)

3. Menghitung pembebanan (q=100 kg/m + berat profil)

4. Analisa struktur (momen dan gaya lintang)

M = 1/8*q*l2 D = (q*l)/2

5. Cek kekuatan (tegangan)

WM

=σ ≤ σ dimana : σ = tegangan yang terjadi

σ = tegangan ijin dasar

M = momen luar

W = momen tahanan penampang

l ls

Gambar 2.7 Panjang Sandaran Pada Jembatan

H

b

hs

ls

b




30

AwD

=τ ≤ τ dimana : τ = tegagan geser yang terjadi

τ = tegangan geser ijin = 0,58*σ

D = gaya lintang

Aw = luas pada badan penampang

6. Cek kekakuan (lendutan)

∆>=∆500L dimana: ∆ = lendutan yang terjadi

∆ = lendutan ijin

IElq**384

**5 4

=∆ l = bentang

q = beban merata

E = modulus elastisitas bahan

I = momen Inersia

2.4.1.2 BMS 1992

Menurut BMS 1992 sandaran untuk pejalan kaki harus direncanakan

untuk dua pembebanan rencana daya layan yaitu q=0,75 kN/m, yang bekerja

secara bersamaan dalam arah menyilang dan vertikal pada sandaran. Adapun


1. Menghitung panjang sandaran yang menumpu pada rangka jembatan:

idem

2. Menentukan mutu dan profil sandaran (pipa baja)

3. Menghitung dua pembebanan arah V dan H (q=0,75 kN/m *faktor

beban)

4. Menghitung resultante dari dua beban V dan H (R=

[quV/cosα]+[quH/cosα]+berat profil)

5. Analisa struktur (momen dan gaya lintang)

Mu = 1/8*qu*l2 Vu =(qu*l)/2

6. Cek kapasitas

Kapasitas momen lentur nominal

Mu ≤ Ø* Mn dimana: Mu = momen terfaktor




31

Mn = momen nominal penampang

Ø = faktor reduksi elemen lentur

Kapasitas geser

Vu ≤ Ø*Vn dimana: Vn = kuat geser nominal

Vu = gaya geser perlu

Ø = faktor reduksi kuat geser

7. Cek kekakuan (lendutan)

Sama dengan desain ASD yaitu tanpa faktor beban.

2.4.2 Perencanaan Trotoar

Trotoar berfungsi untuk memberikan pelayanan yang optimal kepada

pejalan kaki baik dari segi keamanan maupun kenyamanan. Konstruksi trotoar

direncanakan sebagai pelat beton yang terletak di atas plat lantai tepi jembatan

yang dalam perhitungan diasumsikan sebagai konstruksi kantilever yang tertumpu

pada gelagar memanjang. Dilihat dari ukurannya konstruksi trotoar dianggap

sebagai plat satu arah.


Menurut PPPJJR 1987 konstruksi trotoar menerima beban hidup merata

sebesar qh=500 kg/m2. Adapun langkah-langkah perencanaannya adalah:

1. Menentukan mutu beton (fc) dan mutu tulangan (fy) yang dipakai.

2. Menentukan dimensi plat trotoar yang direncanakan (h, L, b)

3. Menghitung pembebanan (qh=500 kg/m2) tanpa berat sendiri plat

trotoar, karena seluruhnya menumpu pada plat lantai jembatan.

4. Analisa struktur (momen)

M = 0,5*q*l2

5. Menghitung tulangan (desain plat satu arah)

Penulangan pelat trotoir berdasarkan buku “beton bertulang Ir.Gideon

Kusuma dkk” dengan urutan sebagai berikut :

a. Tulangan utama (arah x)

d = h – p M/b*d2 ρ ρmin , ρmaks As = ρ * b * d Ast




32

dimana :

d = tinggi efektif trotoir M = momen

h = tebal trotoir ρ = rasio tulangan

p = tebal selimut beton As = Luas tulangan analisa

b = lebar trotoir per meter Ast = Luas tulangan terpakai

b. Tulangan pembagi/ susut (arah y)

Menurut SKSNI T15-1991-03 dalam arah tegak lurus terhadap tulangan

utama harus disediakan tulangan pembagi sebesar:

Untuk fy=240 Mpa : As=25%*b*h

Untuk fy=400 mpa : As=18%*b*h

2.4.2.2 Desain LRFD

Menurut BMS 1992 trotoar harus direncanakan untuk menahan beban

rencana ultimit sebesar qu=15 kN/m yang bekerja sepanjang bagian atas trotoar.

Adapun langkah-langkah perencanaannya adalah:

1. Menentukan mutu beton (fc) dan mutu tulangan (fy) yang dipakai

2. Menentukan dimensi plat trotoar yang direncanakan (h, L, b)

3. Menghitung pembebanan (qu=15 kN/m) tanpa berat sendiri plat trotoar,

karena seluruhnya menumpu pada plat lantai jembatan.


Mu = 0,5*qu*l2

5. Menghitung tulangan (desain plat satu arah)

idem

2.4.3 Perencanaan Pelat Lantai

Pelat lantai berfungsi sebagai konstruksi penahan beban lalu lintas.

Konstruksi pelat lantai dicor dan menumpu seluruhnya pada metal dek, sehingga

pelat lantai hanya menahan beban tekan saja dari beban lalu lintas dan tidak

mengalami lentur karena sudah ditahan oleh metal dek tadi. Artinya perencanaan

tulangan pelat lantai hanya pada daerah tekan saja.




33

Sebenarnya konstruksi pelat lantai bagian tengah diasumsikan tertumpu

menerus pada gelagar-gelagar di empat sisi-sisinya, sedangkan pada bagian tepi

dianggap sebagai konstruksi kantilever yang menumpu pada gelagar memanjang.

2.4.3.1 Perencanaan Metal Dek

Metal dek di sini hanya berfungsi sebagai cetakan plat lantai permanen

sekaligus sebagai penahan lentur plat lantai. Dan tidak direncanakan sebagai

konstruksi komposit, karena tidak dipasangnya elemen penyatu antara beton

dengan baja sebagai penahan gelincir/ geser antar bahan di atas (shear connector).

Metal dek yang dipakai dalam jembatan ini mempunyai ukuran dan spesifikasi

sebagai berikut:

1. Mutu baja σy = 360 Mpa

2. Tinggi total hr = 10 cm

3. Tebal tp = 4,5 mm

4. Tinggi puncak Yt = 5,359 cm

5. Tinggi bawah Yb = 4,641 cm

6. Momen inersia I = 344,195 cm4


1. Menghitung pembebanan

a. Beban mati, berupa berat sendiri metal dek, berat sendiri pelat lantai, dan

beban perkerasan

b. Beban hidup, berupa beban truk “T” dan beban air hujan

c. Beban angin pada kendaraan (dikonversikan ke beban truk “T”)


3. Memilih momen yang menentukan (terbesar) antara kombinasi

(DD+LL) atau (DD+LL+WL)

Gambar 2.8 Penampang Metal dek

8cm 8cm 8cm 8cm16cm 9cm 16cm

hr:10cm

9cm

GN Yt

Yb




34


a. Pada serat atas

σts = (M*Yt)/ I < σijin

b. Pada serat bawah

σbs = (M*Yb)/ I < σijin

5. Cek kekakuan (lendutan) idem


Menurut PPPJJR 1987 beban pada pelat lantai jembatan berupa beban

truk “T” yang merupakan beban roda ganda sebesar 10 ton, dari kendaraan truk

semitriller. Beban ini mempunyai bidang kontak pada pelat (30*50 cm2) dan

disebarkan 45o kearah bawah sampai ketengah-tengah tebal pelat. Adapun



2. Menentukan tebal plat yang direncanakan (tebal total + tebal ekivalen)


a. Beban mati, berupa beban perkerasan dan beban trotoar

b. Beban hidup, berupa beban truk “T” dan beban air hujan

c. Beban angin pada kendaraan (dikonversikan ke beban truk “T”)

4. Analisa struktur (momen), perencanaan pelat dua arah seperti pada buku

beton bertulang Ir.Gideon Kusuma dkk (metode amplop dan koefisien

momen)


(DD+LL) atau (DD+LL+WL)

6. Menghitung tulangan dua arah pada daerah serat atas/tekan saja (idem)

2.4.3.3 Desain BMS

Menurut BMS 1992 beban pada pelat lantai jembatan berupa beban truk

“T” yang merupakan beban roda ganda sebesar 100 kN, dari kendaraan truk

semitriller. Beban ini mempunyai bidang kontak pada pelat (20*50 cm2) dan

disebarkan 45o kearah bawah sampai ketengah-tengah tebal pelat. Adapun





35


2. Menentukan tebal plat yang direncanakan (tebal total + tebal ekivalen)


a. Beban mati, berupa beban perkerasan dan beban trotoar (*faktor beban)

b. Beban hidup, berupa beban truk “T” (*faktor beban dan beban dinamik)

dan beban air hujan (*faktor beban)

c. Beban angin pada kendaraan (dikonversikan ke beban truk “T”) *faktor

beban

4. Analisa struktur (momen), perencanaan pelat dua arah seperti pada buku

beton bertulang Ir.Gideon Kusuma dkk (metode amplop dan koefisien

momen)


(1,2DD+1,6LL) atau (1,2DD+0,5LL+1,3WL)

6. Menghitung tulangan dua arah pada daerah serat atas/tekan saja (idem)

2.4.4 Perencanaan Gelagar Memanjang

Gelagar memanjang berfungsi menahan beban pelat lantai, beban

perkerasan, beban lalu lintas “D” dan beban air hujan , kemudian menyalurkannya

ke gelagar utama/melintang. Gelagar ini tidak direncanakan sebagai struktur

komposit karena bentangnya pendek (l=5m) namun tetap saja diberikan elemen

pengikat (baut) antara profil gelagar dengan metal dek yang berfungsi juga

sebagai pengikat lateral gelagar memanjang.


Menurut PPPJJR 1987 untuk perhitungan gelagar-gelagar pada beban

hidup lalu lintas yang digunakan adalah beban “D” saja. Adapun langkah-langkah

perencanaannya adalah:

1. Menentukan profil yang digunakan beserta mutu bajanya (σy)

2. Menghitung pembebanan (metode amplop/ penyaluran beban pada

gelagar terdekat)




36

a. Beban mati, berupa beban sendiri profil, beban perkerasan, beban pelat

lantai dan beban metal dek

b. Beban hidup, berupa beban “D” dan beban air hujan (analisa dan

penyebarannya terhadap gelagar memanjang seperti pada penjelasan

awal pada PPPJJR 1987)

c. Perataan beban (mencari h’) pada beban trapesium

P1 = 1/2*h*h = 1/2h2

P2 = (1/2L-h)*h = (1/2Lh-h2)

RA = P1+ P2 = 1/2h2 + (1/2Lh-h2) = (1/2Lh-1/2h2)

M = RA*1/2L – P1*(1/2L-2/3h) – P2*(1/2L-h)*1/2

= (1/2Lh-h2)*1/2L - 1/2h2*(1/2L-2/3h - (1/2Lh-h2)* (1/4L-1/2h)

= 1/4L2h– 1/4Lh2– 1/4Lh2+ 1/3h3– 1/8L2h– 1/4Lh2+ 1/4Lh2– 1/2h3

= 1/8L2h – 1/6h3

M = 1/8h’L2

1/8h’L2 = 1/8L2h – 1/6h3

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

−= 2

3

2

3

2

32

341

34

8/16/18/1'

Lhh

Lhh

LhhLh

Lx

Ly

45o 1/2Lx

Gambar 2.9 Penyaluran Beban ke Tumpuan

h

L

Gambar 2.10 Perataan Beban Gelagar Memanjang

h’

2/3hP1 P2 P2 P1RA




37

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−= 2

3

341'

Lhhh

3. Analisa struktur (momen dan gaya lintang) yang paling menentukan/

terbesar

Mmax = (1/8*q*l2)+(1/4*p*l) D = (q*l)/2 + (p)

4. Cek kekompakan penampang (seperti penjelasan awal pada SNI 2002)


a. Pada serat atas

σts = (Mmax*Yt)/ Is < 0,66*σy

b. Pada serat bawah

σbs = (Mmax*Yb)/ Is < 0,66*σy


2.4.4.2 Desain BMS

Menurut BMS 1992 untuk perhitungan gelagar memanjang pada beban

hidup lalu lintas yang digunakan adalah beban “D” dan beban “T”. Adapun




gelagar terdekat)

a. Beban mati, berupa berat sendiri profil, beban perkerasan, beban pelat

lantai dan beban metal dek (*faktor beban)

b. Beban hidup, berupa beban “D”, beban “T”dan beban air hujan (*faktor

beban), analisa dan penyebarannya terhadap gelagar memanjang seperti

pada penjelasan awal pada BMS 1992

c. Perataan beban (mencari h’) idem


terbesar

4. Cek kekompakan penampang (seperti penjelasan awal pada BMS 1992)

5. Cek kapasitas dan kekakuan (idem)




38

2.4.5 Perencanaan Gelagar Melintang

Gelagar melintang berfungsi menahan beban pelat lantai, beban

perkerasan, beban lalu lintas “D”, beban reaksi gelagar memanjang dan beban air

hujan , kemudian menyalurkannya ke rangka utama jembatan. Gelagar ini

direncanakan sebagai struktur komposit karena bentangnya panjang (l±9m).

Ditandai dengan adanya hubungan antara profil gelagar dengan pelat lantai beton

berupa paku (stud) yang berfungsi sebagai penghubung geser (shear connector)

untuk pengikat lateral gelagar.


Menurut PPPJJR 1987 untuk perhitungan gelagar-gelagar pada beban

hidup lalu lintas yang digunakan adalah beban “D” saja. Adapun langkah-langkah




gelagar terdekat) idem

a. Beban mati, berupa beban sendiri profil, beban perkerasan, beban pelat

lantai, beban metal dek dan beban reaksi gelagar memanjang

b. Beban hidup, berupa beban “D” dan beban air hujan (analisa dan

penyebarannya terhadap gelagar memanjang seperti pada penjelasan

awal pada PPPJJR 1987)

c. Perataan beban (mencari h’) pada beban segitiga

h

L

Gambar 2.11 Perataan Beban Gelagar Melintang

h’ h’

L

P P RA 1/6L RA 1/3L P




39

Untuk segitiga sama kaki Untuk segitiga siku

P = 1/2*1/2L*h = 1/4Lh P = 1/2*L*h

RA = P = 1/4Lh RA = P*(2/3L/L)

M = RA*1/2L – P*1/6L = 1/2Lh*(2/3L/L)

= 1/4Lh*1/2L– 1/4Lh*1/6L = 2/6Lh

= 1/8L2h – 1/24L2h = 1/12L2h M = RA*1/3L

M = 1/8h’L2 = 2/6Lh *1/3L = 2/18L2h

1/8h’L2 = 1/12L2h = 1/9L2h

hL

hLh 3/28/1

12/1' 2

2

== M = 1/8h’L2

hh 3/2'= 1/8h’L2= 1/9L2h

hL

hLh 9/88/19/1' 2

2

==

hh 9/8'=


terbesar

4. Mencari ukuran-ukuran komposit (be, n, Ytk, Yc, Ys, Ybk, Ik)

a. Menghitung lebar efektif pelat beton (be), menurut BMS 1992 diambil

nilai terkecil dari:

- Untuk gelagar tengah

be ≤ L/5, be ≤ 12*tmin, be ≤ A

- Untuk gelagar tepi

be ≤ (L/10)+c, be ≤ 6*tmin, be ≤ (a/2)+c

Dimana : A = jarak antar gelagar melintang

tmin = tebal pelat lantai minimum

c = jarak bebas tepi pelat

b. Menghitung nilai n, n = EcEs

Dimana : Es = modulus elastis baja (2*105Mpa)

Ec = modulus elastis beton (4700* fc Mpa)

c. Ukuran-ukuran komposit :




40

Yc = jarak antara serat teratas beton sampai garis netral

Ys = jarak antara serat teratas baja sampai garis netral

Ybk = jarak garis netral bagian bawah penampang komposit

Ybk = ( ) ( )AsAc

YbAsYdAc++ **

Ac = luas beton efektif = tbnbe *

tb = tebal pelat beton

As = luas profil

Is = momen inersia profil

Yd = jarak titik berat pelat beton terhadap serat terbawah

Yb = jarak titik berat profil terhadap serat terbawah

Ytk = jarak garis netral bagian atas penampang komposit

Ik = momen inersia komposit

= Is + (As*es2)+(Ac*ec2)+(1/12*nbe *tb

3)

5. Cek kekompakan penampang (seperti penjelasan pada SNI 2002)


Tegangan lentur:

a. Pada saat prakomposit

- Pada serat atas

σts = (MD*Yt)/Is < 0,66*σy

- Pada serat bawah

σbs = (MD*Yb)/Is < 0,66*σy

b. Pada saat postkomposit

- Pada serat atas

σtc = (MD+L*Yc)/(n*Ik) < 0,45*fc

σbc = (MD+L*Ys)/(n*Ik) < 0,45*fc

σts = (MD+L*Ys)/Ik < 0,66*σy

- Pada serat bawah

σbs = (MD+L*Ybk)/Ik < 0,66*σy




41

Tegangan geser:

Menghitung statis momen terhadap sumbu komposit (GN)

- Pada plat beton Sx1 = tb*(be/n)*ec

- Pada profil baja Sx2 = As*es

Sx = Sx1+ Sx2

Iktw

SxD LD

**+=τ < 0,58*σ


2.4.5.2 Desain BMS

Menurut BMS 1992 untuk perhitungan gelagar melintang pada beban

hidup lalu lintas yang digunakan adalah beban “D”saja. Adapun langkah-langkah




gelagar terdekat)

a. Beban mati, berupa berat sendiri profil, beban perkerasan, beban pelat

lantai, beban metal dek (*faktor beban) dan beban reaksi gelagar

memanjang

b. Beban hidup, berupa beban “D”dan beban air hujan (*faktor beban)

c. Perataan beban (mencari h’) idem

be/n

Yt

Gambar 2.12 Ukuran-Ukuran Komposit dan Tegangan Elastis Postkomposit

Ytk

Ybk

Ys

Yb

Yc

GN ec

es

tb

Yd

σtc= 0,45*fc

σts≤ 0,66*σy

σbs≤ 0,66*σy




42


terbesar

4. Cek kapasitas momen positif pada penampang komposit dengan

distribusi tegangan plastis (AISC-LRFD)

a. Cek kekompakan penampang (seperti penjelasan pada BMS 1992)

b. Menghitung lebar efektif pelat beton (be) idem

c. Menghitung besar gaya tekan beton (C) diambil nilai terkecil dari:

- Ac = be*tb Ac = luas beton

- C1 = As*fy As = luas profil

- C2 = 0,85*fc*Ac tb = tebal pelat beton

d. Menghitung jarak-jarak centroid gaya-gaya yang bekerja

Tinggi tekan efektif pada pelat beton (a = C/(0,85*fc*be)

d1 = hr + (a/2) hr = tinggi metal dek

d2 = 0 karena pada profil baja direncanakan tidak ada tekan

d3 = H/2 H = tinggi profil

e. Menghitung kapasitas penampang

- Terhadap kapasitas lentur

Py = fy*As

Mn = C*(d1+d2)+Py*(d3-d2)

Mu ≤ Ø*Mn

- Terhadap kapasitas geser

Vu ≤ Ø*Vn λw ≤ 82, maka Vn = 0,6*fy*Aw (BMS 1992)

be

Yt

Gambar 2.13 Distribusi Tegangan Plastis

Ytk

Ybk

Yb

GN d1

d3

tb C

Py

σc=0,85*fc

σts=fy

σts=fy




43

5. Cek kekakuan/ lendutan (idem)

2.4.5.3 Perencanaan Penghubung Geser (Shear Connector)

Menurut AISC-LRFD kekuatan nominal paku/ stud (Qn) adalah:

Qn = SF

EcfcAs ***0005,0 kN

Untuk perencanaan struktur komposit penuh, maka gaya geser horisontal

ditentukan oleh kapasitas tekan beton (Vhc) atau kapasitas tarik baja (Vhs),

diambil yang terkecil:

Vhc = SF

tbbefc ***85,0

Vhs = SF

fyAs *

Karena metal dek tidak direncanakan sebagai komposit (hr = 100 mm,

terlalu tinggi dari yang ditetapkan AISC, maks 3’= 76 mm), maka dalam

perhitungan penghubung geser maupun struktur komposit pada gelagar melintang,

pengaruhnya tidak diperhitungkan, sehingga jumlah paku n = QnVh .

Pemasangan paku : memanjang s ≥ 6*d

melintang s ≥ 4*d

2.4.6 Perencanaan Rangka Baja

Rangka baja berfungsi menahan semua beban yang bekerja pada

jembatan dan menyalurkannya pada tumpuan untuk disalurkan ke tanah dasar

melalui pondasi.

2.4.6.1 Desain ASD



2. Menghitung pembebanan yang terjadi:

a. Beban mati berupa berat sendiri profil, beban trotoir, beban pelat lantai,

beban perkerasan, beban gelagar-gelagar, beban ikatan angin, dan lain-

lain.




44

b. Beban hidup berupa beban satu satuan/ beban berjalan yang

dikonversikan terhadap beban “D”

c. Beban akibat tekanan angin (dari hasil perhitungan ikatan angin)

d. Semua beban dikonversikan per joint/ simpul rangka

3. Menghitung gaya-gaya batang, dengan manual maupun bantuan program

(SAP) untuk tiap pembebanan

4. Menghitung kombinasi beban yang terjadi akibat DD,LL,WL, ambil

gaya yang terbesar untuk batang tekan atau batang tarik

5. Cek kekuatan/ tegangan (idem)

6. Menghitung alat penyambung

2.4.6.2 Desain LRFD



2. Menghitung pembebanan yang terjadi:

a. Beban mati berupa berat sendiri profil, beban trotoir, beban pelat lantai,

beban perkerasan, beban gelagar-gelagar, beban ikatan angin, dan lain-

lain (*faktor beban)

b. Beban hidup berupa beban satu satuan/ beban berjalan yang

dikonversikan terhadap beban “D” (*faktor beban)

e. Beban akibat tekanan angin (*faktor beban)

f. Semua beban dikonversikan per joint/ simpul rangka


(SAP) untuk tiap pembebanan

4. Menghitung kombinasi beban yang terjadi akibat DD,LL,WL, ambil

gaya yang terbesar untuk batang tekan atau batang tarik

5. Cek kekuatan/ tegangan (idem)





45

2.4.7 Perencanaan Ikatan Angin

Ikatan angin berfungsi untuk menahan gaya yang diakibatkan oleh

tekanan angin samping, sehingga struktur dapat lebih kaku. Untuk pekerjaan

jembatan Kali Tuntang Gubug ini, yang direncanakan hanya ikatan angin bagian

atas saja, karena tekanan angin bawah sudah dianggap ditahan oleh gelagar-

gelagar.




2. Menghitung pembebanan akibat tekanan angin yang terjadi:

( seperti penjelasan awal PPPJJR1987), semua beban dikonversikan per

joint/ simpul ikatan angin, dimana konstruksi ikatan angin dianggap

sebagai konstruksi sederhana yang terletak pada dua tumpuan sendi-rol


(SAP)

4. Menentukan batang tekan atau batang tarik

5. Cek kekuatan/ tegangan dan kelangsingan (idem)


2.4.7.2 Desain BMS



2. Menghitung pembebanan akibat tekanan angin yang terjadi*faktor beban

( seperti penjelasan awal BMS 1992), semua beban dikonversikan per

joint/ simpul ikatan angin, dimana konstruksi ikatan angin dianggap

sebagai konstruksi sederhana yang terletak pada dua tumpuan sendi-rol


(SAP)

4. Menentukan batang tekan atau batang tarik

5. Cek kekuatan/ tegangan dan kelangsingan (idem)





46



Documents

Asd Poison's Ratio Koef Kejut Modulus Elastis