Click here to load reader

Jembatan Komposit dan Penghubung Geser - … · 4/28/2015 1 Jembatan Komposit dan Penghubung Geser (Composite Bridge and Shear Connector) Dr. AZ Department of Civil Engineering Brawijaya

  • View
    279

  • Download
    12

Embed Size (px)

Text of Jembatan Komposit dan Penghubung Geser - … · 4/28/2015 1 Jembatan Komposit dan Penghubung Geser...

  • 4/28/2015

    1

    Jembatan Komposit dan

    Penghubung Geser (Composite Bridge and Shear Connector)

    Dr. AZ

    Department of Civil Engineering

    Brawijaya University

    Pendahuluan

    JEMBATAN GELAGAR BAJA BIASA

    Untuk bentang sampai dengan 25 m.

    Konstruksi pemikul utama berupa balok memanjang yang dipasang sejarak 45 cm 100 cm.

    Lantai kendaraan berada di atas.

    Pelat lantai kendaraan bisa terbuat dari :

    Kayu ditutup aspal

    Baja + beton ditutup aspal

  • 4/28/2015

    2

    Pendahuluan (lanjut)

    Gelagar melintang sebagai pembagi beban.

    Ikatan angin dan ikatan rem berada di bawah lantai

    kendaraan (tidak ada ikatan angin atas).

    Bangunan bawah yang terdiri dari kepala jembatan

    (Abutment) dan pilar (Pier).

    Abutment dan Pier dapat berfungsi sebagai pondasi

    bila tanahnya cukup baik dan bisa direncanakan

    sebagai pondasi langsung.

    Pendahuluan (lanjut)

    JEMBATAN GELAGAR BAJA KOMPOSIT

    Untuk 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.

  • 4/28/2015

    3

    Pendahuluan (lanjut)

    Bila lantai kendaraan terbuat dari beton bertulang,

    maka ikatan angun hanya diperlukan pada saat

    konstruksi, namun sering kali di lapangan dipasang

    secara permanen.

    Bila lantai kendaraan terbuat dari kayu, maka ikatan

    angin dan ikatan rem mutlak diperlukan.

    Pendahuluan (lanjut)

    Gambar 1. Tampak Melintang Jembatan

  • 4/28/2015

    4

    Pendahuluan (lanjut)

    Gambar 2. Tampak Atas Jembatan

    Pendahuluan (lanjut)

    Gambar 3. Ikatan Rem (bisa dipasang disalah satu

    ujung, di kedua ujung atau di tengah)

  • 4/28/2015

    5

    Pendahuluan (lanjut)

    KEUNTUNGAN KOMPOSIT

    Dapat mengurangi berat baja

    Dapat mengurangi tinggi profil

    Kekakuan lantai lebih besar

    Untuk profil yang telah ditetapkan dapat mencapai

    bentang yang lebih besar

    Kemampuan menerima beban lebih besar

    Pendahuluan (lanjut)

    KELEMAHAN KOMPOSIT

    Kekakuan tidak konstan, untuk daerah momen

    negatif, pelat beton tidak dianggap bekerja

    Pada jangka panjang, terjadi defleksi yang cukup

    besar

  • 4/28/2015

    6

    Analisis Balok Komposit

    Komposit struktur lantai komposit dapat di asumsikan

    sebagai deretan balok T, dengan gaya tarik ditahan

    oleh kayu, gaya tekan ditahan oleh pelat beton dan

    gaya geser pada bidang kontak kayu-beton ditahan

    oleh sejumlah penghubung geser (yang dimensi, jenis

    dan jumlahnya ditentukan sesuai dengan nilai gaya

    geser yang bekerja pada bidang kontak).

    Akibat adanya pembebanan tetap yang dialami balok

    komposit, maka balok akan menahan lentur yang

    disebabkan momen lentur. Lentur balok merupakan

    akibat dari adanya regangan yang timbul akibat

    beban luar.

    Analisis Balok Komposit (lanjut)

    Apabila pembebanan bertambah, maka balok terjadi

    deformasi dan regangan tambahan yang dapat

    mengakibatkan timbulnya retak lentur di sepanjang

    bentang balok. Dalam hal ini termasuk kekuatan plat

    beton dan kapasitas interaksi alat penghubung geser

    yang menghubungkan kayu dengan plat beton.

    Komponen struktur lantai komposit Kayu-Beton

    diperhitungkan sebagai lantai satu arah.

  • 4/28/2015

    7

    Analisis Balok Komposit (lanjut)

    Penampang komposit betonkayu seperti pada

    Gambar 4, dengan be : lebar efektif, h : tinggi total

    penampang, t : tebal beton, hw : tinggi kayu dan bw :

    lebar kayu.

    Gambar 4. Penampang komposit betonkayu

    Analisis Balok Komposit (lanjut)

    Lebar Efektif (beff)

    Berdasarkan SNI 03-1729-2002 ; 12.4.1

    Pembatasan lebar sayap efektif untuk balok T dan

    diambil nilai terkecil dari :

    a. dari bentang balok (jarak antara tumpuan)

    b. dari jarak bersih antara sumbu balok-balok yang

    bersebelahan

    c. Jarak dari sumbu balok ke tepi plat

    syarat c hanya untuk balok tepi, maka tidak dipakai

  • 4/28/2015

    8

    Analisis Balok Komposit (lanjut)

    Rasio Modular (n)

    Rasio modular (n) adalah nilai rasio antara modulus

    elastisitas kayu dengan modulus elastisitas beton.

    Menghitung lebar eqivalen dengan cara membagikan

    lebar efektif dengan menggunakan rasio modular (n),

    sehingga :

    dengan Ec modulus elastisitas beton dan Ew modulus

    elastisitas kayu.

    Analisis Balok Komposit (lanjut)

    Lebar Eqivalen (beq)

    Lebar eqivalen (beq) dari bahan beton menjadi bahan

    kayu, didapat dengan membagikan lebar efektifnya

    dengan persamaan sebelumnya,sehingga :

    bahan dianggap homogen sehingga dapat langsung

    dihitung statis momen/garis netral dan inersia tampang.

  • 4/28/2015

    9

    Analisis Balok Komposit (lanjut)

    Garis Netral Tampang Balok Garis netral tampang balok dapat dicari dengan cara

    menghitung statis momen tampang (lihat Gambar 5)

    Gambar 5. Garis netral tampang

    Analisis Balok Komposit (lanjut)

    Diagram Tegangan

    Gambar 6. Contoh hasil analisis

  • 4/28/2015

    10

    Penghubung Geser

    Gambar 7. Detail Shear Connector

    Penghubung Geser (lanjut)

    Penghubung geser adalah alat sambung mekanik

    yang berfungsi memikul beban geser yang timbul

    pada bidang kontak kedua material tersebut,

    sehingga pada keadaan komposit kedua material

    bekerja sama sebagai satu kesatuan.

    Alat penghubung geser ada bermacam-macam

    diantaranya terdiri dari paku, baut dan pasak. Dalam

    hal kekuatan sambungan tidak dibedakan apakah itu

    sambungan desak atau sambungan tarik, yang

    menetukan kekuatan sambungan bukan kekuatan

    tarik dan geser melainkan kuat desak pada lubang

    serta kekuatan alat penghubung geser tersebut.

  • 4/28/2015

    11

    Penghubung Geser (lanjut)

    Biasanya dalam analisis tegangantegangan dalam

    arah sambungan maupun pada penampang

    penghubung geser dianggap rata.

    Pada dasarnya alat penghubung geser ditempatkan

    menurut gaya geser yang bekerja, dengan demikian

    pada daerah yang gesernya besar akan memiliki alat

    penghubung geser yang lebih banyak dibandingkan

    daerah lainnya.

    Gambar 8. (a) Pembebanan struktur.

    (b) Diagram gaya lintang balok.

    Penghubung Geser (lanjut)

  • 4/28/2015

    12

    Penghubung Geser (lanjut)

    Gambar 8(b) memperlihatkan diagram gaya lintang

    (SFD) balok yang dibebani dengan beban-beban

    terpusat seperti terlihat pada Gambar 8(a).

    Tegangan geser yang terjadi pada balok lentur

    komposit, dihitung dengan :

    dengan D, S, I dan bw berturut-turut menyatakan gaya

    lintang balok, statis momen yang ditinjau, momen

    inersia dan lebar balok.

    Gambar 9.

    (a) Distribusi tegangan geser balok untuk bentang.

    (b) Nilai gaya geser pada zone 1 dan zone 2.

    Penghubung Geser (lanjut)

  • 4/28/2015

    13

    Penghubung Geser (lanjut)

    Distribusi tegangan geser balok yang memikul beban

    seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8(a), disajikan

    untuk bentang pada Gambar 9(a).

    Gaya geser tiap zone (V), merupakan volume tiap

    zone seperti ditunjukkan pada Gambar 9(b),

    sehingga :

    dengan Li adalah panjang zone 1, i adalah tegangan

    geser zone 1 dan bw adalah lebar badan balok.

    Penghubung Geser (lanjut)

    Dari Gambar 9 tampak bahwa besar tegangan geser

    ataupun gaya geser nilainya sama sepanjang L1 dan

    L2.

    Apabila jumlah beban terpusat semakin bertambah

    sepanjang bentang, maka nilai tegangan geser

    ataupun gaya geser mengarah kebentuk garis lurus

    sepanjang bentang.

    Dari tumpuan ke arah pertengahan bentang,

    tegangan dan gaya geser nilainya semakin kecil,

    sehingga jumlah penghubung geser yang dibutuhkan

    juga semakin kecil.

  • 4/28/2015

    14

    Latihan

    Sebuah jembatan komposit dengan perletakan sederhana,

    mutu beton K300 dengan berat jenisnya = 2400 kg/m3,

    panjang bentang, L = 1X m (X diisi dengan nomor

    Kelompok). Tebal lantai beton, h = 20 cm, jarak antar

    gelagar (as ke as), S = 1,X0 m. Gelagar menggunakan baja

    profil WF 600.300.12.20 dengan berat 150 kg/m, dengan

    mutu BJ37.

    Pertanyaan :

    1. Hitunglah tegangan yang terjadi pada penampang

    komposit akibat berat sendiri!

    2. Dan rencanakan penghubung geser (shear connector)

    yang diperlukan!

    (Data yang kurang bisa diasumsikan sendiri)

    Thanks for Your Attention

    and See You Next Week!