14
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

Mg-11 Komposit dan Penghubung Geser

  • Upload
    lamthuy

  • View
    256

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

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 beton–kayu 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 beton–kayu

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. ⅛ dari bentang balok (jarak antara tumpuan)

b. ½ 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 tegangan–tegangan 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 ½ 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 ½ 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, τi 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!