Bab 8 Jembatan Komposit

7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit

1/39

Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||1

BAB 8 J EMBATAN KOMPOSIT

SUB POKOK BAHASAN :

8.1. Pendahuluan

8.2. Struktur Komposit Baja - Beton

8.3. Pembebanan Pada Struktur Komposit

8.4. Aplikasi dan perhitungan jembatan Komposit

1. Tujuan Pembelajaran Umum :

Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis

Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah

jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.

2. Tujuan Pembelajaran Khusus :

a. Mampu menjelaskan bentuk dan kriteria perencanaan jembatan komposit baja beton

b. Mampu melakukan analisa jembatan komposit Baja Beton

8.1. PendahuluanUntuk bentang sampai dengan 30 m komponennya sama dengan jembatan gelagar baja biasa lantai

kendaraan dari beton bertulang yang menyatu dengan gelagar memanjang dan disatukan dengan penghubung

geser (shear connector) tidak memerlukan ikatan rem hanya ada ikatan angin bawah,bila lantai kendaraannya

terbuat dari beton bertulang,maka ikatan angin hanya diperlukan pada saat pendirian, namun di lapangan

sering dipasang secara permanen.bila lantai kendaraannya terbuat dari kayu, maka ikatan angin dan ikatan

rem mutlak diperlukan.

Aksi komposit atau konstruksi komposit dalam struktur adalah interaksi dari elemen struktur yang berbeda dan

dapat terjadi dengan menggunakan material yang sama atau berlainan. Termasuk dalam konstruksi komposit

adalah balok baja-beton, kolom baik terbungkus penuh atau sebagian, atau diikat dengan menggunakan 'shear

connector' dan balok beton.

Konstruksi komposit yang paling umum dalam struktur jembatan adalah komposit baja-beton dimana baja dan

plat beton bertulang (cor ditempat atau prefab) dihubungkan dengan shear connector sehingga bekerja

sebagai satu kesatuan.


2/39


Balok baja dapat terbungkus penuh dalam beton, terbungkus sebagian, atau ditempatkan dibawah plat. Jika

selimut beton atau beton pembungkus monolit mempunyai ketebalan minimum tertentu, ikatan dengan balok

baja akan memberikan aksi komposit dan akan didapat tambahan kekakuan. Untuk menjamin terjadi aksi

komposit maka harus disediakanshear connector berupa stud, tulangan baja, atau bentuk lain yang dilas

pada flens atas dari balok baja dan tertanam dalam plat beton.

Beberapa sistem komposit dari material konstruksi yang sama dan berlainan. Sistem komposit dari

material yang sama adalah:

1. Struktur monolit, misalnya elemen struktur beton cor ditempat (pondasi, kolom, balok, portal, shear

wall, pelat, panel).

2. Struktur komposit, yaitu antara elemen struktur prefab dengan elemen beton cor ditempat. Contoh:

balok beton cor ditempat dengan plat beton bertulang cor ditempat.3. Struktur orthotropik, terjadi pada balok baja yang berinteraksi dengan plat baja.

Pemasangan jembatan komposit merupakan hal penting dan memerlukan tahapan tahapan yang harus

dilakukan yaitu :

1. Pemasangan jembatan komposit terdiri atas dua tahap, yaitu

- Tahap pemasangan gelagar baja

- Pengecoran lantai yang merupakan bagian struktur dari jenis komposit.

1. Pemasangan gelagar dapat dilaksanakan dengan cara perancah atau dengan cara peluncuran.

2. Pemasangan Gelagar harus mengacu pada desain yang dilaksanakan, karena apabila digunakan dengan

cara peluncuran ( launching ), maka bisa terdapat anggapan dalam perhitungan bahwa gelagar menahan

semua beban mati beton yang berada di atas gelagar sebelum beton mengeras. Sedangkan pada

pemasangan dengan cara perancah, perancah harus dihitung dapat menahan beban gelagar baja dan

beton sebagai beban mati sebelum mengeras.

3. Buat camber sesuai yang disyaratkan , karena dengan tidak adanya camber akan mengurangi kapasitas

keamanan gelagar komposit.

4. Gelagar komposit baru berfungsi sebagai komposit apabila beton yang berada di atas gelagar tersebut

mengeras dan bekerja sama dengan gelagar menjadi satu kesatuan dalam suatu struktur.

5. Komposit terbentuk melalui Shear Connectoryang dipasang pada gelagar melintang.


3/39



4/39


Penampang komposit terbentuk jika dua buah komponen bahan (Baja Beton) digabung menjadi satu kesatuan

penampang dan terjadi intreaksi antara komponen-komponen tersebut yang berupa Lantai beton dan Balok baja

dalam menahan beban kerja, masing-masing karakteristik dasar dan meterialnya dari

dua komponentersebut dimanfaatkan secara optimal. Agar terbentuknya interaksi yang baik antara dua komponen

tersebut, gaya geser yang terjadi antara lantai beton dan balok baja ditahan oleh Penghubung Geser

(ShearConnector).

Ada beberapa macam bentuk balok komposit yang sering digunakan sebagai Gelagar jembatan adalah seperti

pada gambar berikut :

Karakteristik penting yang dimilki oleh struktur baja adalah

Kekuatan yang tinggi

Modulus elastisitas yang tinggi

Daktalitas yang tinggi

Karakteristik penting yang dimiliki oleh struktur beton aladah :

Sifat ketahanan yang baik terhadap api

Mudah dibentuk

Relatif murah

Ada dua tipe balok komposit yaitu :

a. Balok komposit dengan penghubung geser

b. Balok baja yang diberi selubung beton


5/39


Aksi komposit terbentuk dengan adanya transfer geser antara pelat beton danbalok baja yang dapat terjadi

melalui :

a. Mekanisme interlocking antara penghubung geser dan pelat beton

b. Mekanisme lekatan dan frksi sepanjang permukaan atas profil baja yang terkekang di dalam beton dan

mekanisme tahanan geser pada bidang antarapelat beton dan selubung beton disekitar profil baja.


6/39


8.2. Struktur Komposit Baja dan Beton

Material Komposit

Ciri struktur komposit berdasarkan pada sifat interaksi antara struktur elemen bajadan

beton yang dirancang untuk memanfaatkan kekuatan maksimum dari tiap material dalam

menahan beban. Elemen dan sistem komposit yang dihasilkan secara umummenggambarkan

tingkat efisiensi tinggi dalam menahan beban sehingga biaya menjadiefektif lebih ringan.

Karakteristik terpenting dari struktur baja adalah kekuatan yang tinggi, moduluselastisitas

tinggi, dan daktilitas yang tinggi, yang menghasilkan dimensi elemen berukuran kecil,

bentang bersih yang panjang, dan sifat adaptif yang baik dalam pembuatan dan

penggunaannya. Kelebihan utama lainnya, berhubungan dengan ringannya baja persatuan

luas bangunan, stabilitas dimensional bangunan, kemudahan untuk dimodifikasi, dan

kecepatan pembangunan yang dihasilkan dari prepabrikasielemen dan sambungan. Oleh sebab

itu fungsi dari struktur baja dalam struktur kompositdiorientasikan kedalam beberapa hal berikut :

- Pelat lantai (Floor framing) yang diperlukan untuk menahan bentang bersih antar

kolom yang panjang dan potensi untuk memodifikasi elemen struktur dikemudianhari.

- Mengurangi luas penampang kolom yang diperlukan sehingga jumlah kolom lebih

sedikit serta pelaksanaan menjadi lebih cepat.

- Daerah dengan aktivitas gempa tinggi dimana daktilitas yang tinggi dan berat gedung

yang lebih ringan memberikan suatu keuntungan.

Konstruksi beton memiliki sifat tahan api yang baik, daya lekat massa yang tinggidan biaya

material yang relatif rendah. Konstruksi Beton ini dapat diubah kedalambentuk apapun asal

dapat menghasilkan konstruksi yang kompleks dan bentuk bentuk arsitektural, termasuk

bentuk pracetak yang dibuat memiliki bentuk struktural yangefisien. Penggunaan beton

dalam konstruksi komposit menguntungkan pada aplikasiberikut:

- Pelat lantai, yang mempunyai sifat isolasi pada beton.


7/39


- Pelat lantai beton membentuk diapraghma horizontal yang kaku, memberikan stabilitas

pada sistem bangunan ketika mendistribusikan kekuatan gempa pada beban lateral yang

menahan elemen.

-Kolom, yang mempunyai kuat tekan beton yang digunakan dengan sangat efektif danbiaya materialnya dapat diperkecil.

8.3. Pembebanan Pada Struktur K omposit

Desain elemen struktur komposit harus memperhitungkan sambungan antaramaterial baja

dan beton, yang ditandai dengan interaksinya bergantung waktu, termasukpengaruh daya tahan

terhadap beban konstruksi sementara, pembagian beban, dankesesuaian deformasi. Perubahan

selanjutnya dalam pembagian beban dikarenakanadanya pemuaian dan penyusutan dari beton.

Beban mati (Dead load) meliputi berat sendiri dari semua elemen tetap meliputirangka

baja, dinding dan kolom beton, selubung beton, plat lantai, lantai baja dan lainsebagainya

Beban hidup (Live load) meliputi semua beban yang disumsikan berubah setelah

digunakan pada struktur lengkap. Beban hidup meliputi beberapa lapisan arsitektural,meubel,

partisi, peralatan dan perlengkapan lainnya.

Ada atau tidak adanya penyokong pada saat pemasangan konstruksi mengakibatkan

adanya hubungan langsung antara beban mati dan beban hidup dalam material komposit.Dulu

sistem rangka lantai komposit sering didesain sebagaisokongan untuk mencegah tegangan lentur

berlebihan akibat beban mati pada elemenkonstruksi baja yang disebabkan oleh berat baja dan

beton segar. Tetapi, Tegangan tinggiseperti itu adalah kekhasan dari konstruksi tanpa sokongan

"unshored". Percobaan pada balok komposit menunjukkan bahwa redistribusi tegangan

berlangsung dalam penampang komposit ketika mendekati batas maksimum. Kekuatan

maksimumpenampang komposit tidak tergantung pada ada atau tidaknya sokongan pada saat

konstruksi. Sebagai hasilnya, seluruh beban yang awalnya diasumsikan, dapat bertindak

berdasarkan penampang komposit keseluruhan, juga pada desain tegangan. Selain itu,

perkiraandefleksi akibat beban mati dari konstruksi harus berdasarkan pada kekakuanpenampang baja itu

sendiri.


8/39


Sistem Struktur Komposit

Yang termasuk kedalam sistem lantai komposit adalah penyokong balok bajastruktural,

balok melintang, gelagar, atau rangka yang dihubungkan oleh sambungangeser (shear connector)

dengan pelat lantai beton untuk membentuk sebuah balok T efektif yang tahan terhadap beban

terutama beban lentur akibat gravitasi. Kemampuandari sistem ini diakibatkan oleh sifat kuat dari

komponen lantai beton itu, kemampuanjarak bentang baja, dan kemampuan elemen baja.

Keuntungan dari sistem lantai komposit yaitu efisien dalam biaya material, tenaga kerja dan

waktu pekerjaan.

Pelat Lantai

Pelat lantai komposit adalah sistem pelat lantai yang terdiri dari lembaran tipisbaja

berprofil atau bergelombang yang dikombinasikan dengan campuran beton (Gambar2.1).

Lembaran baja tersebut berfungsi untuk bekisting tetap dan sebagai pengganti tulangan

tarik.

Aksi komposit antara pelat lantai baja gelombang dengan pelat beton dapat terbentuk

melalui lekatan kimia dan friksi aktif antara kedua material, kekangan pasif,profil dek dan


9/39


adanya bentuk geometris yang khas pada lembaran bajaserta mampu pula menahan gaya geser

yang terjadi.


10/39



11/39


8.4. Aplikasi dan Perencanaan Jembatan Komposit


12/39



13/39



14/39



15/39



16/39



17/39



18/39



19/39



20/39



21/39



22/39



23/39



24/39



25/39



26/39



27/39



28/39



29/39



30/39



31/39



32/39



33/39


SAMBUNGAN


34/39



35/39



36/39



37/39



38/39



39/39

Documents

Bab 8 Jembatan Komposit