Embed Size (px)
Citation preview
1
MODIFIKASI PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATANJALAN Ir. H JUANDA KECAMATAN SUKMAJAYA KOTA DEPOKDENGAN BUSUR RANGKA BAJA LANTAI KENDARAAN DI ATAS
Nama mahasiswa : Sanda Praja Riduwan
NRP : 3109.106.033
Jurusan : Teknik Sipil
Dosen Pembimbing : Ir. Djoko Irawan, MS.
Abstrak
Jembatan merupakan suatu struktur bangunan yang berfungsi untuk menghubungkan alur
transportasi melintasi rintangan yang ada tanpa menutupinya. Rintangan bisa berupa sungai, jurang,
ruas jalan tidak sebidang dan lain sebagainya. Sehingga memungkinkan kendaraan, kereta api maupun
pejalan kaki melintas dengan lancar dan aman. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini Jembatan Juanda
didesain ulang menggunakan busur rangka batang baja dengan lantai kendaraan diatas (Deck Arch)
yang melintasi sungai Ciliwung, Kota Depok dengan bentang total 135 m. Metode dipilih karena dengan
metode ini dimungkinkan untuk jembatan bentang panjang dengan pilar yang tidak mengganggu aliran
sungai. Dari segi estetika jembatan dengan metode ini juga lebih indah
Peraturan pembebanan yang dipakai untuk merencanakan jembatan ini mengacu pada Standar
Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005, T-03-2005 , T-12-2004, dan Bridge Design Manual Bridge
Management System (BMS). 1992.yang merupakan pedoman peraturan untuk merencanakan sebuah
jembatan. Adanya peraturan pembebanan dimaksudkan untuk memberikan saran dalam perencanaan
jembatan yang dapat menjamin tingkat keamanan, dan tingkat penghematan yang dapat diterima struktur
jembatan. Sedangkan perencanaan struktur atas jembatan mengacu pada pereturan AISC – LRFD.
Perencanaan tahap awal adalah perhitungan lantai kendaraan dan trotoar. kemudian dilakukan
perencanaan gelagar memanjang dan melintang, serta perhitungan shear connector.Selanjutnya tahap
perhitungan konstruksi pemikul utama dan konstruksi sekunder dilakukan dengan menghitung beban –
beban yang bekerja , kemudian dianalisa menggunakan program SAP2000.Setelah didapatkan gaya-gaya
dalam yang bekerja dilakukan perhitungan kontrol tegangan dilanjutkan perhitungan sambungan.
Memasuki tahap akhir dari perencanaan struktur atas dilakukan perhitungan dimensi perletakan dan
dilanjutkan analisa perhitungan struktur bangunan bawah jembatan (abutment dan pilar). Dari hasil
perencanaan didapatkan profil dan dimensi yang dipakai pada jembatan. Kata kunci : Jembatan busur
rangka baja
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Jembatan Juanda merupakan jembatan yang terdapat pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan sukmajaya Kota Depok, Jembatan ini menghubungkan Jalan Raya Bogor dengan Jalan Margonda Depok. Konstruksi Jembatan Juanda saat ini memiliki panjang total bentang 110 m dan lebar jalan 9m yang terbagi menjadi 3 bentang. Bentang terpanjang sebesar 60m mengunakan struktur baja sementara bentang yang lebih pendek menggunakan beton pratekan.
Arus lalu lintas yang semakin meningkat pada jalan Ir.H. Juanda khususnya yang melewati jembatan Juanda menyebabkan jembatan tersebut tidak dapat lagi melayani dengan baik kendaraan yang melintas pada jembatan tersebut. Kondisi ini menyebabkan Jembatan Juanda perlu direncanakan ulang sesuai dengan kebutuhan akan volume kendaraan yang melintas dan dapat lebih monumental dalam perencanaannya serta kenyamanannya.
Pada Tugas Akhir ini Jembatan Juanda tersebut direncanakan ulang menggunakan Jembatan Baja Busur. Dipilihnya Jembatan Baja Busur pada Jembatan ini karena untuk bentang 60 – 600 meter akan lebihefektif menggunakan Jembatan Baja Busur. Adapun pemberian bentuk Busur itu sendiri dimaksudkan untuk mengurangi momen lentur pada jembatan sehingga penggunaan bahan menjadi lebih efisien dibandingkan gelagar parallel (D Johnson Victor,1980) sedangkan Sebagai penanganan jembatan untuk mendukung pergerakan lalu lintas dan pengembangan kawasan serta peningkatan perekonomian suatu daerah hasil analisis menunjukan bahwa tipe struktur yang sesuai dengan kondisi lapangan dan estetika adalah menggunakan jembatan rangka baja bentuk busur dan pondasi tiang pancang (Asep Saeful Malik, 2010).Selain itu jembatan busur memiliki nilai lebih dalam bentuk arsitekturalnya dan memberi kesan monumental karena masih belum banyak perencanaan jembatan di Indonesia yang menggunakan rangka busur. Sedangkan zaman dahulu, sebelum teknologi beton prestressed dikembangkan, jembatan busur (arch bridges) selalu dipilih untuk konstruksi jembatan bentang panjang, dengan mengambil keuntungan timbulnya gaya tekan pada struktur lengkungnya (Asiyanto,2005).
Pada proses perencanaan Jembatan Rangka Busur ini akan mengacu pada peraturan Bridge
Management System 1992 untuk menentukan segala pembebanan yang bekerja pada struktur jembatan tersebut dan berdasarkan AISC-LRFD untuk analisa perhitungan upper-structur yang seluruhnya menggunakan bahan dari baja.
Data jembatan rencana Jembatan Juanda (Kota Depok) akan diuraikan sebagai berikut :
1. Nama Proyek : Perencanaan Teknis Jembatan Juanda, Depok.
2. Pemilik Proyek : Dinas PU Kota Depok.
3. Lokasi Proyek : Ruas jalan Ir.H. Juanda, Kota Depok.
4. Bangunan Atas : Busur Rangka Batang Baja
5. Bangunan Bawah : Pondasi tiang pancang
Gambar 1.1 Lokasi Proyek Jembatan Juanda, Depok
1.2 PERMASALAHANPermasalahan yang akan dibahas dalam tugas
akhir ini adalah :1. Bagaimana prosedur perencanaan busur rangka
batang baja jembatan?2. Bagaiman prosedur perencanaan bangunan
bawah jembatan?3. Bagaimana prosedur perencanaan bangunan
pelengkap jembatan?
1.3 BATASAN MASALAHPerencanaan Jembatan Juanda Kecamatan
Sukmajaya Kota Depok meliputi :1. Perencanaan dimensi dan analisis struktur
busur rangka batang, abutment jembatan dan bangunan pelengkap jembatan.
2. Penggunaan rumus-rumus yang sesuai dengan yang ada di peraturan ataupun literatur yang digunakan.
LOKASI
3
3. Penggambaran hasil perencanaan struktur jembatan.
Perencanaan yang dilaksanakan tidak membahas tentang perhitungan anggaran biaya dan metode pelaksanaan pembangunan jembatan.
1.4 TUJUANPerencanaan Jembatan Juanda ini bertujuan
untuk dapat merencanakan suatu struktur jembatan yang baik dan memenuhi kelayanan dan mempunyai kekuatan yang cukup. Dan apabila terjadi kehilangan kelayanan dan kemungkinan terjadi keruntuhan struktur maka hal itu terjadi tidak terlalu parah dan umurjembatan sesuai dengan umur rencana jembatan.Secara khusus, tujuan perencanaan Jembatan Juanda ini adalah :2 Perencanaan bangunan atas jembatan yang meliputi
perencanaan busur rangka batang, balok girder, balok diafragma, trotoar dan kerb jembatan. Yang meliputi perencanaan dimensi dan kebutuhan baut yang diperlukan sesuai dengan peraturan yang berlaku.
3 Perencanaan bangunan bawah jembatan yang meliputi perencanaan Abutment, poer pilar serta kebutuhan tiang pancang. Yang meliputi perencanaan dimensi, kebutuhan tulangan serta kebutuhan tiang pancang yang diperlukan sesuai dengan peraturan yang berlaku.
1.5. MANFAATManfaat untuk masyarakat yang didapatkan dari
proses perencanaan struktur Jembatan Juanda Kecamatan Sukmajaya Kota Depok adalah dengan volume arus lalu lintas yang terus meningkat jembatan yang baru dapat menampung dan melayani volume lalu lintas yang ada dengan tingkat kenyamanan yang diharapkan. Jembatan ini juga dapat menjadi icon bangunan monumental daerah tersebut karena dengan metode ini dimungkinkan untuk jembatan bentang panjang dengan pilar yang tidak mengganggu aliran sungai sehingga mengurangi resiko kegagalan struktur akibat tergerusnya lapisan bawah pilar, selain itu bila ditinjau dari segi estetika juga lebih indah. Untuk dunia teknik sipil dengan direncanakan jembatan bentuk busur rangka baja diharapkan dapat menjadi Inspirasi Jembatan masa depan.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 UMUMDefinisi jembatan adalah suatu struktur yang
menghubungkan alur transportasi melintasi rintangan yang ada tanpa menutupinya. Rintangan bisa berupa sungai, jurang, ruas jalan tidak sebidang dan lain sebagainya. Sehingga memungkinkan kendaraan, kereta api maupun pejalan kaki melintas dengan lancar dan aman.
Jembatan Juanda Kecamatan Sukmajaya Kota Depok didesain dengan menggunakan metode prategangdan rangka baja. Dalam tugas akhir ini Jembatan Juandadidesain ulang dengan menggunakan busur rangka batang baja dengan lantai kendaraan diatas (Deck Arch).Metode dipilih karena dengan metode ini dimungkinkan untuk jembatan bentang panjang tanpa ada perbedaan struktur pratekan dan rangka baja. Untuk pilar posisinya tidak menggangu aliran sungai. Dari segi estetika jembatan dengan metode ini juga lebih indah.
2.2 BAGIAN JEMBATAN RANGKA BUSUR2.2.1 Deck Girder
Deck girder atau lantai jembatan termasuk ke dalam struktur bangunan atas (Super-Structure). Bagian ini berfungsi untuk memikul beban lalu – lintas dan melindungi terhadap keausan. Berdasarkan lantai kendaraannya, ada beberapa bentuk jenis yang umum dipakai yaitu: Deck Arch
Salah satu jenis jembatan busur dimana letak lantainya menopang beban lalu– lintas secara langsung dan berada di bagian paling atas busur.
Gambar 2.1 Tipe ” Deck Arch ” Through Arch
Merupakan jenis lainnya, dimana letak lantai jembatan terdapat tepat di springline busurnya.
4
Gambar 2.2 Tipe “ Through Arch ” A Half – Through Arch
Dimana lantai jembatan terletak di antara springline dan bagian paling atas busur atau di tengah – tengah.
Gambar 2.3 Tipe ” A Half – Through Arch “2.2.2 Pier / Collumn
Fungsi dari pier itu sendiri yaitu untuk menyangga deck langsung ke tebing atau tepi sungai dan menyalurkan semua beban yang diterima oleh deck baik beban lalu – lintas untuk diteruskan ke bagian pondasi.
2.3 SISTEM KONSTRUKSI JEMBATANSistem Bangunan Jembatan yang telah diteliti dan
dikembangkan selama bertahun-tahun, Konsep perencanaan struktur jembatan adalah berdasarkan atas seni (estetika) dan konstruksi jembatan itu sendiri. Berdasarkan dari fungsi komperhensif, maka nilai maksimum dari suatu jembatan akan ditentukan oleh : Biaya konstruksi, Kemudahan Pelaksanaan, Estetika dan pertimbangan lingkungan, dan Biaya pemeliharaan. Jembatan rangka busur baja adalah suatu struktur jembatan dari pelengkung baja, dimana pelengkung merupakan rangka utama dari jembatan yang fungsinya menerima semua gaya-gaya yang bekerja pada jembatan. Pada prinsipnya konstruksi dari jembatan busur dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban vertikal yang bekerja, selain itu jembatan busur dapat menerima momen lentur lebih efisien bila di bandingkan dengan gelagar parallel (Djoko Irawan, 2007). Berikut contoh bentang ekonomis jembatan : Tipe Gelagar, untuk bentang : 10m-25m, Tipe gelegar Box Prismatic Section : 30m-60m, Tipe Box Free Cantilever Sistem : 60m-200m, Tipe Pelengkung untuk bentang : 50m-250m, Tipe Rangka untuk bentang :
40m-400m, Tipe Gantung untuk bentang: 100m-2000m. (Herry, Vaza. 2003)
2.4 APLIKASI METODA PERKUATAN JEMBATAN RANGKAJembatan dengan struktur bangunan atas rangka baja
pada umumnya mengalami getaran, akibat beban dinamis yang relatif besar. Hal ini terjadi mengingat kekakuan jembatan rangka baja yang relatip rendah nilainya apabila dibebani dengan beban kejut sehingga menghasilkan getaran yang besar pula. Selain getaran yang cukup besar, pelat lantai dari beton bertulang juga sering mengalami kerusakan yang cukup parah hingga jembatan tidak dapat dilalui. Banyak faktor yang menyebabkan kerusakan pada pelat lantai, diantaranya getaran berlebih pada jembatan akibat sambungan kurang baik, beban kejut berlebih akibat ketidak rataanpermukaan jalan terutama oprit, beban berlebih, kurang baiknya mutu bahan beton baja dan kurang baiknya pelaksanaan. Dari makalah diatas dapat diambil perhatian khusus mengenai sambungan konstruksi rangka baja yang harus diperhitungkan dengan teliti agar dalam pelaksanaan dilapangan tidak menimbulkan kendala. (Wardana, Panji Krisna. 2002)
2.5 ANALISIS SISTEM RANGKA BAJA PADA STRUKTUR JEMBATAN BUSUR RANGKA BAJA.Rangka batang adalah susunan elemen – elemen
yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga, sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak berubah bentuknya ketika diberi gaya-gaya dari luar.Prinsip utama yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai pemikul beban utama adalah penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga yang menghasilkan bentuk stabil. Pada struktur yang stabil deformasi yang terjadi relatif kecil, dan lentur tidak akan terjadi selama gaya-gaya luar berada pada titik simpul (Dien Aristadi, 2006).
Selain itu momen sekunder yang terjadi pada rangka batang khususnya pada daerah sambungan sangat kecil, sehingga kekuatan dari struktur rangka baja dapat dijaga. Pelengkung baja pada rangka busur baja adalah struktur yang dibentuk oleh elemen garis yang melengkung dan membentang antara dua titik. Struktur ini biasanya terdiri atas ptongan – potongan yang mempertahankan posisinya akibat adanya pembebanan. kekuatan struktur pada pelengkung ini sangat tergantung pada penyusunannya serta beban yang akan bekerja padanya.
5
2.6 STRUKTUR JEMBATAN BUSUR.An arch is a curved structure capable of spanning a
space while supporting significant weight ( Busur merupakan suatu bentuk kurva yang mampu menghubungkan bentang dengan dukungan suatu berat tertentu ) http://id.wikipedia.org/wiki/JembatanKonstruksi busur didefinisikan sebagai bukaan bentang anggota struktur dan bekerja sebagai penopang bagi beban di atas bukaan tersebut. Dan konstruksi tersebut dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban vertikal yang bekerja. (Diktat kuliah, Djoko Irawan).Sedangkan, jembatan busur menurut H.J Struyk, dkk (1995), merupakan jembatan yang mana konstruksipada gelagar-gelagar induknya dibangun oleh busur -busur. Jembatan busur juga dapat dikatakan sebagaijembatan lengkung. Jembatan ini mengadakan reaksi tumpuan yang arahnya seseorang pada beban tegak lurus. Gaya-gaya uraian mendatar sering menimbulkan pada bangunan bawah suatu tekanan tinggi yang pada terrein yang kurang teguh umumnya oleh bangunan bawah tidak dapat diterima jika tidak dengan pertolongan konstruksi konstruksi yang mahal. (www.wikipedia.com ).
2.7 PERLETAKAN UNTUK JEMBATAN BENTANG PANJANG
Jenis – jenis dari perletakan dapat berupa sendi rol, maupun rubber bearing pad. Umumnya pembangunan jembatan bentang pendek sekarang telah banyak menggunakan perletakan dari rubber bearing pad. Tetapi perletakan untuk jembatan yang memiliki bentang cukup panjang perletakan jenis rubber bearing belum tentu cocok. Hal ini di karenakan gaya yang terjadi sangat besar sehingga perletakan rubber bearing pad tidak mampu menahan gaya yang terjadi. Untuk mengatasi hal itu perletakan sendi rol dengan roda lebih dari satu pada sisi rol mungkin lebih tepat digunakan. Fungsi utama dari perletakan yaitu antara lain :
Menerima beban berat sendiri jembatan dan lalu lintas, melalui balok pemikulnya.
Meneruskan beban tersebut ke bangunan, tanpa menimbulkan kerusakan padanya.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)
2.8 KEGAGALAN JEMBATANTerjadinya kegagalan pada jembatan rangka busur
baja disebabkan banyak hal. Salah satu diantaranya karena struktur pondasi yang rapuh. Pondasi merupakan bagian yang palig penting dari bangunan bawah struktur jembatan yang harus meneruskan beban
kendaraan serta bagian – bagian diatasnya ke lapisan tanah. Kegagalan bangunan bawah (pilar dan abutment) terjadi apabila keruntuhan atau amblasnya bangunan bawah tersebut dan terjadinya keretakan struktural yang berpengaruh terhadap fungsi struktur bangunan atas.(http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)
BAB IIIMETODOLOGI
3.1 BAGAN ALIR METODOLOGI
6
Penjelasan metodologi flow cart dalam Perencanaan Ulang Struktur Jembatan juanda Dengan Menggunakan Busur Rangka Baja di atas sebagai berikut :3.2 PENGUMPULAN DATA
Data-data perencanaan yang dibutuhkan antara lain :3.2.1 Profil Sungai
Jembatan pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan sukmajaya Kota Depok melintang di atas sungai Ciliwung , Jembatan ini menghubungkan Jalan Raya Bogor dengan Jalan Margonda Depok. Data profil sungai Ciliwung yang berada di bawah jembatan juanda :
Lebar bentang sungai : 36.5meter
Elevasi dasar sungai : -23,22 meter
Elevasi tepi sungai : -2,71 meter Elevasi muka air normal : -
21,846 meter Elevasi muka air banjir : -
17,895 meter
3.2.2 Jembatan EksistingJembatan pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan
sukmajaya Kota Depok adalah jembatan pratekan. Bentang jembatan dibagi menjadi 3 span atau berarti terdiri dari 2 pilar. Data perencanaan awal jembatan sebagai berikut :Nama Jembatan : Jembatan
Ir.H JuandaLokasi Jembatan : Sungai Ciliwung,
menghubungkanJalan Raya Bogor
dengan Jalan Margonda Depok, Jawa Barat
Panjang jembatan : 105 meter, dibagi menjadi 3 span 2 pilar:
25 meter dan 25 meter pada bentang tepi
60 meter pada bentang tengahLebar jembatan : 9 meterTinggi bebas jembatan : 17,895 meterJenis konstruksi jembatan : Jembatan Pratekan
3.2.3 Gambar jembatan eksisting, meliputi :1. Potongan memanjang dan melintang jembatan.
Berguna untuk mengetahui panjang dan lebar jembatan.
2. Gambar penampang sungai.
Gambar 3.1 Tampak Samping Jembatan Eksisting
3.2.4 Data bahan yang akan digunakan. Beton
Modulus elastisias beton (Ecj) berdasarkan Standar Nasional Indonesia T-12-2004 pasal 4.4.1.5 hal 35 pada umur tertentu mutu beton bisa diambil:
cccj fWE '043,0(5,1 )
.....................................3.1di mana, Wc = Berat volume beton 24 Mpaf’c = 25 Mpa
Baja Tulangan Non Prateganga. Tegangan Leleh
Menurut Standar Nasional Indonesia T-12-2004 pasal 4.4.2.1.2 Kuat tarik leleh, fy, ditentukan dari hasil pengujian, tetapi perencanaan tulangan tidak boleh didasarkan pada kuat leleh fy yang melebihi 550 Mpa.Sedangkan sifat mekanis baja struktural menurut pasal 5 SNI 03-1729-2002 tabel 5.3 adalah sebagaimana yang tercantum pada tabel 3.1 berikut :
Tabel 3.1.Sifat Mekanis Baja Struktural Menurut SNI 031729-2002
b. Tegangan Ijin Tegangan Ijin Pada Pembebanan Tetap
7
Tegangan ijin tarik pada tulangan non-prategang boleh diambil dari ketentuan di bawah ini:- Tulangan dengan fy = 300 MPa, tidak boleh diambil melebihi 140 MPa.- Tulangan dengan fy = 400 MPa, atau lebih, dan anyaman kawat las (polos atau ulir), tidak
boleh diambil melebihi 170 MPa.- Untuk tulangan lentur pada pelat satu arah yang bentangnya tidak lebih dari 4 m, tidak boleh
diambil melebihi 0,50 fy namun tidak lebih dari 200 MPa.
c. Tegangan ijin Pada Pembebannan Sementara
Boleh ditingkatkan 30 % dari nilai tegangan ijin pada pembebanan tetap.
d. Modulus ElastisitasMenurut Standar Nasional Indonesia T-12-2004 pasal 4.4.2.4 modulus elastisitas baja struktural Es untuk semua nilai tegangan yang tidak melebihi kekuatan leleh fy, dapat diambil salah satu :
i. Sama dengan 2 x 105 MPa, atauii. Ditentukan oleh pengujian
3.2.5 Data tanah lokasi perencanaan jembatan.Dalam perencanaan jembatan Ir.H Juanda data
tanah yang digunakan merupakan data tanah dari pembangunan jembatan daerah kota depok. Data tanahdapat digunakan karena sama - sama terletak didaerah kota depok, selanjutnya dapat dilihat pada lembar lampiran.
3.3 STUDI LITERATUR1. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005.
Standar Pembebanan Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.
2. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-03-2005. Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.
3. Standar Nasional Indonesia (SNI) T-12-2004. Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.
4. Bridge Design Manual Bridge Management System (BMS). 1992. Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga.
5. Chen, Wai-Fah, Duan, Lian. 2000. Bridge Engineering Handbook. Boca Raton. London
6. Sosrodarsono, Suyono.Ir, dan Nakazawa, Kazuto. 1984. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : PT. Pradnya Paramitha.
7. Troitsky, M. S. 1994. Planning and Design of Bridge. John Wiley & Sons, Inc. New York
3.4 MENDESAIN LAYOUT AWAL JEMBATAN3.4.1 Rencana Jembatan Modifikasi
Dengan metode pratekan dan jembatan rangka, maka jembatan pada jalan Ir.H Juanda Kecamatan sukmajaya Kota Depok , terdapat 3 span jembatan yang memiliki struktur yang berbeda. Dengan adanya 2 jenis struktur yang berbeda yaitu pratekan dan rangka baja. Maka jembatan direncanakan ulang dengan desain modifikasi metode jembatan busur rangka baja dengan lantai kendaraan di atas dan pilar yang posisinya tidak menggangu aliran sungai. Data jembatan modifikasi :
Panjang jembatan : 135 meterLebar jembatan : 11 meterTinggi fokus : 14 meter (1/5 bentang)Struktur utama : Baja BJ-55 dengan mutu
baja : Kuat leleh : 410 MPa Kuat putus : 550 MPaLebar lantai kendaraan : 9.5 meterJarak antar tiang sandaran : 3 meter Mutu Beton : f’c 350 Mpa = 350
kg/cm Tulangan : fy 400 Mpa = 400 kg/cm
Direncanakan perletakan baja- Mutu baja : BJ 55- Mutu beton : f’c 350 Mpa = 350
kg/cmZona Gempa : Zona Gempa 3Jenis Tanah : Tanah LunakLokasi : < 5 km dari pantai
Gambar 3.2 Tampak Samping Jembatan Rencana Modifikasi
3.4.2 Pemilihan Jenis StrukturPemilihan jenis struktur busur rangka baja
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :
1. Kondisi tanah dasar
BT
BT
BT
BT
BT
BT
BT
BT
BT B
T BT BT BT
RHRH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RHRH
RH
BSBS
BS
BS
BS
BSBS
BS
BS
BS
BS
BSBS
BS
BSBS
BS
BS
BS
BS BS
BS
BS
BS
BSBS
BS BS
RDRD
RD
RD
RD
RDRD
RD
RD
RD
RD
RDRD
BT
BT
BT
BT
BT
BT
BT
BT
BTB
TBTBTBT
RHRH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RH
RHRH
RH
BSBS
BS
BS
BS
BSBS
BS
BS
BS
BS
BSBS
BSBS
BS
BS
BS
BSBS
BS
BS
BS
BSBS
BSBS
RDRD
RD
RD
RD
RDRD
RD
RD
RD
RD
RDRDRD
CL
MABMAB = -17,895
MAT = -21,846
Elv dasar = -23,22
93059010008107801190930250320
4281750 780 1370 610 330 790 310 740 680 580 1750
90.
33
88.
338
5.94
85.
44
83.
74
78.6
3
76.1
6
72.0
6
68.
70
66.
73
66.
28
66.
79
79.6
6
79.6
18
0.79
88.
318
9.36
89.
74
90.
15
92.
13
90.
87
95.
87
7.00
11.00
ELEVASI (m)
JARAK (m)
AbutmentPlat Injak
Wing Wall
DATUM -29.00
3.00
-1.00
-5.00
-9.00
-13.00
-17.00
8
Jembatan busur baja memiliki gaya lenting yang besar. Sehingga diperlukan tanah dasar yang kuat untuk menahan gaya lenting tersebut. Dan biasanya pada tebing-tebing sungai yang kuat. Pada jembatan Ir.H Juanda, tidak memiliki tebing yang kuat untuk menahan gaya lenting tersebut. Sehingga perlu adanya batang tarik untuk menahan gaya lenting dari busur.
2. Panjang jembatanJembatan busur mampu digunakan untuk bentang hingga 600 meter. Dengan bentang jembatan Ir.H Juanda yang 135 meter, maka jembatan busur dapat digunakan.
3. Estetika atau keindahanJembatan busur memiliki bentuk yang indah. Sehingga akan enak dipandang dibandingkan dengan jembatan tipe lain.
3.4.3 Pemilihan Bentuk StrukturDalam perencanaan jembatan Ir.H Juanda,
bentuk struktur yang dipilih dengan pertimbangan ;1. Pada jembatan juanda terdapat dua struktur
jembatan yang berbeda yaitu untuk bentang tengah menggunakan rangka batang dan bentang tepi menggunakan pratekan maka jembatan direncanakan dengan desain modifikasi metode jembatan busur rangka baja dengan lantai kendaraan di atas yang merupakan bentang jembatan panjang, Sehingga model ini dapat digunakan pada penampang sungai tersebut dan tidak memerlukan dua jenis struktur jembatan yang berbeda.
2. Untuk busur dengan lantai kendaraan, kontruksi lantai kendaraan akan mengalami gaya tekan. Sehingga jenis bahan yang cocok untuk digunakan untuk lantai kendaraan adalah beton. Karena beton baik untuk menahan gaya tekan.
3.5 Perencanaan Bangunan Atas3.5.1 Perencanaan Rangka Batang
Selain harus memiliki kekuatan yang cukup, rangka batang juga harus memiliki tinggi lengkung busur yang cukup dan ideal. Sehingga kekuatan busur dapat optimum. Tinggi lengkung busur tergantung pada panjang bentang jembatan. Contoh beberapa jembatan yang ada di dunia yang menggunakan busur rangka baja. Antara lain :
The Modern Britannia Bridge, di Anglesey, North Wales. Jembatan ini memiliki panjang bentang busur 461 meter
dengan tinggi lengkung busur 40 meter. Sehingga perbandingan tinggi tampang dengan panjang bentang adalah 1 : 11,5. Jembatan ini merupakan jembatan busurrangka baja.
Wanxian Yangtze Bridge, di China. Jembatan ini memiliki panjang bentang 425 meter dengan tinggi lengkung busur 85 meter. Sehingga perbandingan tinggi tampang dengan panjang bentang adalah 1 : 5. Jembatan ini merupakan jembatan beton rangka busur dan merupakan yangterpanjang.
New River Gorge, di Fayetteville Virginia Barat. Merupakan jembatan busur rangka batang. Dan merupakan yang terpanjang.Jembatan ini memiliki panjang bentang 518 meter dengan perbandingan tinggi lengkung busur dengan panjang bentang adalah 1 : 4,6.
Dari beberapa contoh di atas, dapat diambil kesimpulan bahwa perbandingan tinggi muka tampang busur dengan panjang bentang jembatan adalah berkisar 1 : 11,5 s/d 1 : 4,6. Sehingga tinggi lengkung jembatan Juandadirencanakan 15 meter.Tinggi tampang busur untuk
jembatan rangka batang adalah sekitar hingga . Dan
jembatan Juanda direncanakan memiliki tinggi tampang busur 3,5 meter.Lebar jembatan rangka batang agar busur kaku, maka harus direncanakan memiliki perbandingan lebar dan panjang lebih besar sama dengan 1 : 20. Sehingga lebar minimum jembatan Juanda adalah 8,5 meter. Dan jembatan Juanda ini direncanakan memiliki lebar jembatan 11 meter.3.5.2 Analisis Pembebanan
Pada peraturan teknik jembatan Standar Nasional Indonesia T-02-2005 aksi-aksi (beban) digolongkan berdasarkan sumbernya yaitu:3.5.2.1 Beban Mati
Berat sendiri dari masing – masing bagian struktural jembatan dan berat mati tambahan yang berupa berat perkerasan3.5.2.2 Beban HidupBeban hidup pada jembatan meliputi :1. Beban Lalu - LintasBeban lalu – lintas untuk perencanaan struktur jembatan terdiri dari beban lajur ” D ” dan beban truk ”T” :a. Beban Lajur ”D”
Beban lajur D bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada girder yang ekivalen dengan suatu iring – iringan kendaraan yang sebenarnya. Intensitas beban D
9
terdiri dari beban tersebar merata dan beban garis. Beban tersebar merata (UDL = q). Besarnya beban tersebar merata q Standar Nasional Indonesia T-02-2005 pasal 6.3.1.adalah :q = 9,0 kN/m² (untuk L < 30 m) 3.2digunakan dalam desainq = 9,0 ( 0,5 + 15/L ) kM/m² (untuk L > 30 m) 3.3dimana, L = bentang Girder menerus.Beban garis (KEL). Besarnya beban garis ” P ” ditetapkan sebesar 49 kN/m.
Gambar 3.3. Kedudukan Beban Lajur “D’’
b. Beban Truk ” T ”Beban truk ” T ” adalah berat satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi yang digunakan untuk menganalisis pelat jalur lalu – lintas.
Gambar 3.4. Pembebanan Truk “T”2. Beban Pejalan Kaki
Intensitas beban pejalan kaki dipengaruhi oleh luas total daerah pejalan kaki yang
direncanakan.dimana besarnya beban yang bekerja adalah 0,5 kN/m².3. Gaya RemGaya ini tidak tergantung pada lebar jembatan dan diberikan dalam tabel 3.4 untuk panjang struktur yang tertahan.Tabel 3.3. Gaya Rem
Panjang Struktur (m) Gaya Rem S.L.S. (kN)
80 250
80 L 180 2.5L + 50
L 180 500Catatan : Gaya rem U.L.S adalah 2.0 Gaya rem S.L.S
3.5.3 Beban Lateral1. Beban Gempa
Berdasarkan peraturan Standar Nasional Indonesia T-02-2005 pasal 7.7, beban rencana akibat gempa minimum diperoleh dari rumus berikut :
W.I.Kh T TEQ Dengan :TEQ = gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau I = faktor kepentinganWT = total berat nominal bangunan yang
dipengaruhi oleh percepatan diambil akibat gempa, sebagai beban mati tambahan
Kh = koefisien beban gempa horisontalKh = C . SC = koefisien geser dasar untuk daerah, waktu dan
kondisi setempat yang sesuai S = faktor tipe bangunan
Untuk bangunan yang mempunyai satu derajat kebebasan yang sederhana, maka rumus berikut ini dapat digunakan.
KPg
W2T TP
Dengan :T = waktu getar dalam detik G = percepatan gravitasi (g = 9.8 m/dt2)WTP = total berat nominal bangunan atas termasuk
beban mati tambahan ditambah setengah dari pilar ( bila perlu dipertimbangkan )
KP = kekakuan gabungan sebagai gaya horisontal yang diperlukan untuk menghasilkan satu satuan lendutan pada bagian atas pilar (kN/m).
2. Beban anginGaya angin nominal ultimate pada jembatan
tergantung pada kecepatan angin rencana sebagai berikut :
Ab(Vw)Cw0.0006T 2EW
Dengan :
10
Vw = kecepatan angin rencana (m/dt)Cw = koefisien seret ( lihat tabel 2.5)Ab = luas ekivalen bagian samping jembatan (m2)
Tabel 3.4. Koefisien Seret Cw
Tabel 3.5. Kecepatan Angin Rencana
Catatan :1) B = lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi
luar sandarand = tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang masif.
2) Untuk harga antara dari B/d bisa diinterpolasi linier.
3) Apabila bangunan atas mempunyai superelevasi, Cw harus dinaikkan sebesar 3% untuk setiap derajat superelevasi, dengan kenaikkan maksimum 25%.
3.5.4 Perencanaan SambunganSambungan harus dianggap memiliki kekakuan
yang cukup agar profil antara unsur tidak berubah pada pembebanan. Deformasi sambungan harus demikian agar tidak mempunyai pengaruh besar pada pembagian pengaruh aksi maupun pada keseluruhan rangka.
Berikut adalah tipe – tipe baut dengan diameter , proof load dan kuat tarik minimumnya :Tabel 3.6 Tipe – tipe BautTipe Baut Diameter (mm) Proof Stress (Mpa) Kuat Tarik Min (Mpa)
A307 6.35-104 - 60A325 12.7-25.4 585 825
28.6-38.1 510 725A490 12.7 - 38.1 825 1035
Sambungan Baut mutu tinggi dapat didesain sebagai sambungan tipe friksi (jika dikehendaki tidak ada slip) atau juga sebagai sambungan tipe tumpu.
3.5.4.1 Tahanan Nominal BautSutau baut yang memikul beban terfaktor Ru,
sesuai persyaratan LRFD harus memenuhi :Ru ≤ Ø.Rn
Dengan Rn adalah tahanan nominal baut sedangkan Ø adalah faktor reduksi yang diambil sebesar 0,75. Besarnya Rn berbeda – beda untuk masing – masing tipe sambungan.
3.5.4.2 Tahanan Geser BautTahanan mominal satu buah baut yang memikul gaya geser memenuhi persamaan :
bb
u AfrmRn 1Dengan :r1 = 0,50 untuk baut tanpa ulir pada bidang geserr1b = 0,40 untuk baut tanpa ulir pada bidang geserfu
b = Kuat tarik baut (Mpa)Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak ber ulirm = Jumlah bidang geser
3.5.4.3 Tahanan Tarik Baut Baut yang memikul gaya tarik tahanan
nominalnya dihitung menurut :Rn = 0,75.fu
b.Ab
Dengan :fu
b = Kuat tarik baut (Mpa)Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak ber ulir
3.5.4.4 Tahanan Tarik Baut Tahanan tumpu nominal tergantungkondisi yang
terlemah dari baut atau komponen pelat yang di sambung. Besarnay ditentukan sebagai berikut:
Rn=2,4.db.tp.fu
Dengan :db = diameter baut pada daerah yang tak berulirtp = tebal platfu = kuat putus terendah dari baut atau platuntuk lubang baut selot panjang tegak lurus arah gaya berlaku
Rn=2,0.db.tp.fu 3.24
3.5.4.5 Tata Letak BautTata letak baut diatur dalam SNI pasal 13,4
Gambar 3.5. Tata Letak Baut
S1 S S1
S1
S1
S
11
dimana:3db < S < 15 tp atau 200 mm1,5db < S1 < (4tp+100mm) atau 200 mm
3.5.5 Perencanaan Bangunan Pelengkap Seperti telah disebutkan di atas, yang termasuk
pada bagian bangunan pelengkap jembatan adalah sandaran, pelat lantai dan trotoar atau kerb. Dimana setiap bagian tersebut akan dijelaskan sebagai berikut.3.5.5.1 Perencanaan Sandaran
Standar Nasional Indonesia T-02-2005 pasal 12.5, sandaran untuk pejalan kaki harus direncanakan untuk dua pembebanan yang bekerja secara bersamaan dalam arah menyilang vertikal dan horisontal dengan masing-masing beban sebesar W* = 0.75 kN/m.3.5.5.2 Perencanaan Kerb
Beban hidup pada kerb diperhitungkan sebesar 15 kN/m yang bekerja pada bagian atas kerb sepanjang jembatan dengan arah horisontal (Standar Nasional Indonesia T-02-2005 pasal
BAB IVPERHITUNGAN PELAT LANTAI KENDARAAN
4.1. Perencanaan Tebal Pelat Lantai Kendaraan
Berdasarkan SNI T-12-2004 ps. 5.5.2 tentang tebal minimum pelat lantai kendaraan jembatan,Syarat :
d 200 mm
100 + 0.04 (b)
100 + 0.04 x 1700
168 mm
Direncanakan tebal pelat lantai kendaraan 250 mm
Gambar 4.1. Pelat Lantai Kendaraan
4.2. Pembebanan Pelat Lantai Kendaraan
Beban Mati :
Berat Sendiri Pelat = 0.25 x 1 x 1.7 x 2.5 = 1.063
Ton/m
Berat Aspal = 0.05 x 1 x 1.7 x 2.2 = 0.187 Ton/m
Berat Air Hujan = 0.05 x 1 x 1.7 x 2.2 = 0.085 Ton/m
=1.335 Ton/m
Beban Hidup :
Menurut SNI T-02-2005 ps. 6.4.1 tentang besarnya
beban truk “T”, beban T ditentukan sebesar 112.5
KN = 11.25 Ton.
Faktor beban ultimate untuk beban T = 1.8. Maka
total beban T = 1.8 x 11.25 x (1+0.3) = 26.325 Ton.
Perhitungan Momen Pada Pelat Lantai
Kendaraan
Pada balok menerus, rumus sederhana perhitungan
momen adalah sebagai berikut :
Gambar 4.2. Gambar Rumus Perhitungan Momen Balok
Menerus
Momen akibat beban mati :
MD = 2
10
1bqD
= 38607001335.110
1 2 .. ton.m
Dimana :
b = Jarak bersih antar balok memanjang
Momen akibat beban hidup :
ML = 10
)6.0(8.0 uTS
= 8438.410
325.26)6.07.1(8.0
on.m
Mu = LD MM
= 0.386 ton.m + 4.8438 ton.m
= 5.229 ton.m
4.4. Penulangan Pelat Lantai Kendaraan
Data perencanaan untuk penulangan pelat lantai
antara lain:
ASPAL
PLAT BETON
b1
d3
d4
1.7
-110
110
-110
110
-110
110
-110
110
-110
+
12
f’c = 35 MPa
fy = 400 MPa
t = 250 mm
lentur = 16 mm (arah x)
13 mm (arah y)
Decking = 40 mm
dx = 2
. xlenturtuldeckingt
= 2022
1640250 mm
dy =
2
..
ylenturtulxlenturtuldeckingt
= 5.1872
131640250 mm
Dimana :
dx = jarak antara serat tekan terluar hingga
pusat tulangan tarik untuk tulangan arah
melintang.
dy = jarak antara serat tekan terluar hingga
pusat tulangan tarik untuk tulangan arah
memanjang.
4.4.1. Perhitungan Tulangan Arah Melintang
m = 3585.0
400
'85.0
cf
fy
= 13.445
ρmin = yf
4,1=
400
4,1
= 0.0035 (SNI-03-2847-2002 ps 12.5.1)
ρb =
yy
c
ff
f
600
600'85.0 1 (SNI-03-2847-2002
ps 10.4.3)
menurut SNI-T-12-2004 nilai 1 untuk beton dengan
f’c lebih dari 30 MPa adalah :
1 = )30'(008.085.0 cf
= )3035(008.085.0
= 0.81
ρb =
400600
600
400
81.03585.0
= 0,0361
ρmax = 0,75 x ρb (SNI-03-2847-2002 ps 12.3.3)
= 0,75 x 0,0361
= 0,0271
Mu = 5.229 ton.m = 5.229 x 107 N.mm
Mn = 8.0
10229.5
8.0
7uM
= 6.537 x 107 N.mm
Rn = 2
7
2 2021000
10 6.537
x
n
db
M
= 1.602
=
fy
Rm
mn2
111
=
400
602.1445.13211
45.13
1
= 0.00412
min < < max
As = ρ x b x d
= 0,00412 x 1000 x 202
= 832.0553 mm2
Dipasang tulangan D16-200 (As pasang = 1005.309
mm2)
4.4.2. Perhitungan Tulangan Arah Memanjang
Dipasang tulangan susut dengan ketentuan besar
rasio luas tulangan terhadap luas penampang beton
untuk struktur yang menggunakan tulangan dengan fy =
13
400 MPa sebesar 0,0018. sehingga didapatkan luas
tulangan yang digunakan :
dbAs 0018.0
5.3375.18710000018.0 As mm2
Dipasang tulangan D13-250 (As pasang = 530.929
mm2)
Gambar 4.3. Gambar Letak Tulangan Plat
4.4.3. Perhitungan Kekuatan Pelat Menahan Geser
Pons
Kekuatan geser pelat lantai kendaraan didapat
dengan menggunakan rumus :
Karena Mv* = 0, sehingga Vn = Vno …… SNI
T-12-2004 ps. 5.6.1.
Gambar 4.4. Bidang Geser Pons
Maka digunakan rumus :
Vn = pecv ffdu 3.0 …… SNI T-12-
2004 ps. 5.6-2.
Dimana,
Vn = Kuat geser nominal pelat
u = panjang efektif dari keliling geser kritis, mm
= )(2 dobo
bo = 750250500 mm
do = 450250200 mm
u = 2400)450750(2 mm
d= jarak serat tekan terluar ke pusat tulangan tarik
= 2
4
deckingd
= 2
1640250
= 202 mm
fcv = cch
ff '34.0'2
16
1
… SNI
T-12-2004 ps. 5.6-4
h = rasio sisi panjang dan sisi pendek beban
terpusat
= 5.2200
500
fcv = 3534.0355.2
21
6
1
= 1.77 MPa < 2.01 MPa …Memenuhi syarat
fpe = tegangan tekan dalam beton akibat gaya
pratekan.= 0 MPa
Maka,
Vn = 077.12022400
= 858096 N = 858.096 kN
Kekuatan geser efektif = nV
Dimana :
= faktor reduksi kekuatan geser
= 0.7 ……. SNI T-12-2004 ps. 4.5.2.
Vn = 0.7 x 858.096
= 600.6672 kN
ASPALD13 - 250 D16 - 250
D16 - 250
1700
ASPAL
PLAT BETONd3d4
0.50
Arah penyebaranbeban
0.20
d4/2
d4/2
d4/2 0.50 d4/2
b0
d0
14
Vu = gaya geser yang terjadi
= 112.5 kN < Vn = 600.6672 kN….
Pelat mampu menahan gaya geser
terjadi.
BAB V
PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN
Perencanaan gelagar jembatan ini menggunakan
profil baja dengan mutu BJ 55, dengan ketentuan
sebagai berikut :
Tegangan leleh → fy = 410 MPa
Tegangan ultimate → fu = 550 MPa
Modulus Elastisitas E = 2.1 x 106 kg/cm2
Jarak gelagar memanjang = 1.7 m
Jarak gelagar melintang = 5 m
5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang
Untuk perencanan gelagar memanjang dipilih
profil WF dengan dimensi 400 x 200 x 12 x 19,
dan dibawah ini merupakan gambar perencanaan
jarak gelagar memanjang :
Gambar 5.1. Perencanaan Jarak Gelagar Memanjang
Data – data profil WF 400 x 200 x 12 x 19
g = 94.87 kg/m; Ix = 32346 cm4
A = 120.85 cm2 ; Iy = 2538 cm4
ix = 16.4 cm ; Zx = 1617 cm3
iy = 4.6 cm; Zy = 253 cm3
d = 400 mm; t f = 19 mm
b = 200 mm; t w = 12 mm
a. Beban Hidup
Beban terbagi rata (UDL)
Menurut ketentuan SNI T-02-2005 ps. 6.3.1 (2) untuk
kPa)L
15(0.59.0q;m30L
kPa)135
15(0.59.0q;m135L
2Kg/m550 kPa500.5q
Beban yang bekerja :
qL= 550 x 1.7 x 1.8 = 1683 kg/m = 16.83 kN/m
Beban garis (KEL)
Menurut ketentuan SNI T-02-2005 ps 6.3.1 (3)P = 49 kN/m = 4900 kg/m, DLA = 0.3
P1 = UTDxKbPDLA 1)1(
P1 = 8.17.149)3.01( x
= 194.922 kN
= 1949.22 Kg
Berikut merupakan gambar momen akibat pembebanan
UDL dan KEL :
Gambar 5.2. Pembebanan Akibat Beban UDL dan KEL
ML1 =
LP
4
1Lq
8
11L
2
=
52.19492
4
151683
8
1 2
= 29624.625 kgm
b. Momen akibat beban truk ”T”
1.25 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.25
BEBAN GELAGARMEMANJANGq
11.00
PL1qL1
5.00
14xPL1xL
18xqL1xL²
15
Menurut SNI T-02-2005, besar beban truk ”T”
adalah sebesar 112.5 kN. Berikut merupakan
gambar momen akibat pembebanan beban truk :
Gambar 5.3. Pembebanan Akibat Beban Truk
ML2 = UTT
K L4
1)0.31(T
= 8.154
1)0,31(112.5
= 329.063 kN.m = 33577.806 Kg.m
Karena ML1 > ML2 , maka dipakai momen akibat
beban Truck “T” yaitu ML2 = 33577.806 Kg.m
5.1.1 Kontrol kekuatan lentur
5.1.1.1 Kontrol penampang
Gambar 5.4. Penampang Gelagar Memanjang
a. Badan :
h = d – 2 ( t f + r )
= 350 - 2 ( 16 + 0 ) = 362 mm
tw
h ≤
fy
1680 ..... (LRFD Psl. 7.6.4 tabel
7.5.1)
12
362 ≤
410
1680
30.167 ≤ 82.969 → OK !!
b. Sayap :
ft2
b ≤
fy
170 ..... (LRFD Psl. 7.6.4 tabel 7.5.1)
19x2
200≤
410
170
5.263 ≤ 8.396 → OK !!
Penampak kompak : Mnx = Mpx
5.1.1.2 Kontrol tekuk lateral
Dipasang shear connector praktis sejarak 120 cm sebagai
pengaku arah lateral.
LP =fy
Eiy76.1 (LRFD Psl. 8.3.3 tabel 8.3.2)
= 410
21000060.476.1
= 183.23 cm
LB = 120 cm LP > LB (Bentang Pendek)
Mnx = Mpx
Mp = fyZ x = 41001617 = 6629700 Kg.cm
un MM .
6629700 9.0 kg.cm 33577.806 Kg.m
5966730 Kg.cm 335778.06 Kg.cm OK
5.1.2 Kontrol lendutan
Persyaratan untuk lendutan per bentang memanjang
(L = 5 m)
a. Lendutan ijin :
ijin = λ800
1 = 500
800
1 = 0.625 cm ..... SNI T
03-2005 ps. 4.7.2
b. Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :
)kel(udl
= x
L
IE
λq
384
54
+ x
1
IE
P
48
13
PL2
5.00
14xPL2xL
250
350
16
9
16
= 32346x10x2.1
)500(x35.9
384
56
4
+ 32346x10x2.1
00)5(x10829
48
16
3
= 0.112 + 0,415 = 0.527 cm
c. Lendutan akibat beban truck :
)T(
= xIE
λT
P
48
13
= 32346x10x2.1
)500(11250
48
16
3 = 0.4313 cm
Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu
akibat beban UDL + KEL = 0.527 cm
)(T
≤ ijin
0.527 ≤ 0,625 .... OK
5.1.3 Kontrol geser
Gaya geser maksimum terjadi apabila beban
hidup berada dekat dengan perletakan. dan gambar
garis pengaruh yang terjadi seperti gambar di bawah ini
:
Gambar 5.5. Garis Pengaruh Akibat Beban Hidup
a. Untuk beban hidup ( UDL + KEL ) menentukan :
Va max =
2
1211 qLlkP U
Td
=
5
2
1235.918.129.108
= 236.475 kN
= 23647.5 Kg
b. Untuk beban T menentukan :
Va max = 8.1)3.01( lT
= 8.11)3.01(5.112
= 263.25 kN
= 26325 Kg
Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban truk
sebesar 26325 kg.
wt
h≤
fy
1100 ..... (LRFD Psl. 8.8.2-a)
12
362≤
290
1100
30.167 ≤ 64.59 ...... OK
uV ≤ n
V ..... (LRFD Psl. 8.8.3-a)
Vu ≤ wAfy 6.0
Dimana,
tbdAw
Sehingga :
26862.2 Kg ≤ 2.14029006.0
26862.2 Kg ≤ 83520 Kg ..... OK!!
5.2 Perencanaan Gelagar Melintang
Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih
profil WF dengan dimensi : 900 x 300 x 16 x 38, dan
dibawah ini adalah gambar perencanaan jarak gelagar
melintang :
Gambar 5.6. Perencanaan Jarak Gelagar Melintang
Data – data profil WF 900 x 400 x 16 x 38 :
g = 344.1 kg/m ;Ix = 498406 cm4
A = 438.34 cm2;Iy = 639676 cm4
ix = 38.3cm;Zx = 40561 cm3
iy = 9.64 cm; Zy = 2028 cm3
PL1qL1
5.00
5.000
BALOKMELINTANG
BALOKMEMANJANG PELAT
LANTAI
17
d = 900 mm ; t f = 38 mm
b = 400 mm ; t w = 16 mm
5.2.1 Pembebanan
a. Beban Mati
Sebelum komposit
Gambar 5.7. Pembebanan Gelagar Melintang
Berat gelagar memanjang= 306.9324 kg/m
Berat gelagar melintang = 378.51 kg/m
Berat pelat beton = 3900.000 kg/m
Berat bekisting = 350.000 kg/m
qD1 = 4935.442 kg/m
)(q D1 u = D1q = 4935.442 kg/m
Q1
M = 218
1BqD
= 2114935.4428
1
= 74648.56 Kg.m
Sesudah komposit
Gambar 5.8. Pembebanan Gelagar Melintang
(komposit)
Berat aspal = 715.000 kg/m
Berat trotoar = 3120.000 kg/m
QD2 = 3835.000 kg/m
Σ MB = 0
Ra = 11
)5.013120()5.59715()5.1013120(
Ra = 11
15605.3539232760
Ra = 6337.50 Kg
= 62.108 kN
MQ2 = (Ra x 5.5) – (3120 x 1 x 5) – (715 x 4.5 x 2.3)
= (6337.5x 5.5) – (3120 x 1 x 5) – (715 x 5x 2.3)
= 34856.25 – 15600 – 7239.375
= 12016.875 Kg.m
b. Beban Hidup
mKgxqUDL /49508.15550
Beban garis (KEL)
- PKEL = UTDKPDLA )1(
= ( 1 + 0.3 ) x 4900x1.8
= 11466 kg/m
Gambar 5.9. Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL
Beban ”D” = Beban UDL + Beban KEL
= 4950 + 11466 = 16416 kg/m
q1 = 100 % x 16416 = 16416 kg/m
q2 = 50 % x 16416 = 8208 kg/m
Va = =59508 Kg
Mmax L1= Va x 5.5 – q2 x 3.625 x 1.75 – q1 x 2.75 x 1.375
= (59508 x 5.5) – (8208 x 3.625 x 1.75) – (16416 x
2.75 x 1.375)
= 213151.5 kgm.
c. Beban truk “T’
1.25 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.25
BEBAN GELAGARMEMANJANGq
11.00
11.00
1.00 1.00
TROTOARASPAL
A B
1.751.00 1.75 1.00
11.00
100%
A B
5.50
50%50%
18
Gambar 5.10. Pembebanan Akibat Beban Truck
(kondisi a)
Va = 52650 Kg
Mmax L2 a = Va x 5.5 – T x 1.8 x ( 2.25 + 0.5 )
= 52650 x 5.5 – 26325 x ( 2.25 + 0.5 )
= 217181.25 kgm
Gambar 5.11. Pembebanan Akibat Beban Truck
(kondisi b)
Va = 26325 Kg
Mmax L2 b = Va x 5.5 – T x 1.8 (0.875)
= 26325 x 5.5 – 26325 x (0.875)
= 121753.125 Kg.m
Dipakai Momen beban Truk kondisi a = 217181.25 kgm.
Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang
memberikan Mmax terbesar yaitu :
Mmax L2 a = 217181.25 kgm
5.2.2 Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton
Menurut SNI T-03-2005 ps. 8.2.1 lebar efektif pelat
beton
be1 ≤ S
≤ 500 cm
be2 ≤ 5
L
≤ 5
1100 = 220 cm
Dimana :
S = Jarak antar gelagar melintang
L = Lebar jembatan
Untuk lebar effektif pelat beton diambil yang terkecil yaitu
220 cm.
Cek kriteria penampang
h = )038(2900
= 824 mm
tw
h
250
1680
16
824
250
1680
51,5 106.253 ... penampang kompak
a. Menentukan Letak Garis Netral
Luas beton :
AC = beff x tb = 2200 x 250 = 550000 mm2
= 5500 cm2
Luas baja :
AS = 438.34 cm2
C1 = ys fA
= 71027.129043834 N
C2 = cc Af '85.0
= 71064.15500003585.0 N
Nilai C diambil yang terkecil = 71027.1 N.
Maka dapat disimpulkan letak garis netral berada
pada pelat beton.
Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-gaya
yang bekerja
a = bef
C
c '85.0
a = 22003585.0
1027.1 7
= 194.22 mm
11.00
A B
1.00 1.751.75
T=112.5x1.3
P1 P2 P3 P4
1.75
T=112.5x1.3
A B11.00
19
Gambar 5.12. Garis Netral
d1 = 89.1522
22.194250
2
atb mm
d2 = 0 ... karena baja tidak mengalami tekan
d3 = 4502
900
2
Dmm
Perhitungan momen
nM = )23()21( ddPyddC
Py = ys fA
= 71027.1 N
nM =
)0450(1027.1)089.152(1027.1 77
= 910514.6 N.mm
uM = nM
= 99 10514.6 x107.66 85.0 N.mm
Gambar 5.13. Tegangan Komposit
5.2.3 Gaya Geser
a. Gaya geser sebelum komposit.
Gambar 5.14. Beban Merata Geser Sebelum Komposit
Va = 27144.93 Kg
b. Gaya geser setelah komposit.
Gambar 5.15. Beban Merata Geser Setelah Komposit
Va = 6337.5 kg
c. Gaya geser akibat beban hidup
Gaya geser maksimum diperoleh jika UDL + KEL tidak
simetris.
Gambar 5.16. Gaya Geser Akibat UDL + KEL Tak
Simetris
Va = 66690 kg
5.2.4 Kontrol Lendutan
Persyaratan untuk balok :
375.1800
1100
800
Lijin cm
2.7354700
200000
c
s
E
En
Lebar efektif setelah komposit =
cmn
bE 586.302.7
220
Perhitungan modulus elastisitas penampang komposit :A y A x y Io d Io + A.d2
cm2 cm cm3 cm4 cm cm4
Beton 764,65 12,50 9558,17 39825,69 17,31 268884,81
WF 438,34 60 26300,40 639676 30,19 1039253,52
S 1202,99 35858,57 1308138,32
Komponen
cmA
yAy 81.29
99.1202
57.35858
Itr = 1308138.32 cm4
Py
be = 2200 mm
g.n194.22mm
a=
2.50
9.00
C
Py d3
be = 2200 mm
g.n194.22mm
a=
2.50
9.00
11.00
A B
4869.816 Kg/m2
11.001.00 1.00
TROTOAR
A B
ASPAL
1.00
11.00
100%
A B
5.50
50%
3.50 1.00
20
Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL )
ditunjukkan seperti gambar di bawah ini :
Gambar 5.17. Beban Akibat UDL dan KEL
Lendutan yang terjadi didapatkan dengan rumus :
LIE
baP
LIE
dcP
LIE
baP
333
223
222
221
E = Modulus Elastisitas Baja
= 2100000 Kg/cm2
I = Inersia Komposit
= 1308138.32 cm4
Lendutan akibat 1P = 11001308138.3221000003
)5.9125.187(7980 22
= 0.026 cm
Lendutan akibat 2P = 11001308138.3221000003
)550550(7980 22
= 0.081 cm
Lendutan akibat 3P = 11001308138.3221000003
)5.9125.187(7980 22
= 0.026 cm
Total lendutan akibat beban UDL + KEL =
0.026+0.081+0.026 = 0.132 cm ... < ijin
Lendutan akibat beban Truk ditunjukkan seperti
gambar di bawah ini :
Gambar 5.18. Beban Akibat Truk
Lendutan yang terjadi didapatkan dengan rumus :
LIE
baP
LIE
dcP
LIE
dcP
LIE
baP
3333
224
223
222
221
Lendutan akibat 1P = 11001308138,3221000003
)775325(14625 22
= 0.102 cm
Lendutan akibat 2P = 11001308138,3221000003
)600500(14625 22
= 0.145 cm
Lendutan akibat 3P = 11001308138,3221000003
)600500(14625 22
= 0.102 cm
Lendutan akibat 4P = 11001308138,3221000003
)775325(14625 22
= 0.145 cm
Total lendutan akibat beban Truk =
0.102+0.145+0.102+0.145 = 0.495 cm ... < ijin
BAB VIKONSTRUKSI PEMIKUL UTAMA
Gambar 6.1 Konstruksi Pemikul Utama
Dengan menggunakan program Autocad didapat Panjang Batang Penggantung sebagai berikut :Tabel 6.1 Panjang Batang Tekan
Titik x yPanjang Batang
Tekan
14 0 1,50 1,50
13 5 1,75 1,75
12 10 2,51 2,51
11 15 3,80 3,80
P1 P2 P311.00
100%
A B
5.50
50%50%
1.751.00 1.75 1.00
3.25 3.25
11.00
A B
1.00 1.751.75
T=112.5x1.3
P1 P2 P3 P4
1234
56
7
8
9
1011
121314 0
L2 L1
1 2 34
56
7
8
9
1011
12 13 14
L2
21
10 20 5,67 5,67
9 25 8,20 8,20
8 30 11,50 11,50
7 35 8,87 8,87
6 40 6,70 6,70
5 45 4,94 4,94
4 50 3,56 3,56
3 55 2,54 2,54
2 60 1,87 1,87
1 65 1,54 1,54
6.1 Batang PenggantungDari hasil perhitungan :Batang Tekan :Menggunakan WF 400 x 350 x 12 x 22
6.2 Konstruksi Busur6.2.1 Bentuk Geometrik Busur
Δ Sn = 22 ΔX)'1Y'(Ynn
Tabel 6.2 Persamaan Parabola BusurBusur Atas
Titik SegmenX
(m)Y (m) An (cm2)
Δ Sn (m)
14 0 -1,500
13-14 312,260 5,006
13 5 -1,751
12-13 312,260 5,057
12 10 -2,510
11-12 312,260 5,164
11 15 -3,803
10-11 312,260 5,339
10 20 -5,674
9-10 312,260 5,601
9 25 -8,199
8-9 312,260 5,992
8 30 -11,500
7-8 312,260 5,648
7 35 -8,873
6-7 312,260 5,452
6 40 -6,700
5-6 312,260 5,301
5 45 -4,940
4-5 312,260 5,186
4 50 -3,561
3-4 312,260 5,102
3 55 -2,545
2-3 312,260 5,045
2 60 -1,874
1-2 312,260 5,011
1 65 -1,542
Busur BawahTitik Segmen X (m)
Y (m)
An (cm2)Δ Sn (m)
14 0 -3,500
13-14 312,260 5,010
13 5 -3,821
12-13 312,260 5,095
12 10 -4,799
11-12 312,260 5,278
11 15 -6,488
10-11 312,260 5,593
10 20 -8,995
9-10 312,260 6,120
9 25 -12,524
8-9 312,260 7,054
8 30 -17,500
7-8 312,260 6,301
7 35 -13,665
6-7 312,260 5,896
6 40 -10,541
5-6 312,260 5,560
5 45 -8,109
4-5 312,260 5,337
4 50 -6,242
3-4 312,260 5,182
3 55 -4,882
2-3 312,260 5,078
2 60 -3,994
1-2 312,260 5,019
1 65 -3,555
312,260 65,097
6.2.2 Penampang BusurUkuran tebal sayap (tf) dan tebal badan (tw) :Segmen 27-26 sampai dengan segmen 0-1 :d = 400 mmB = 400 mmtf = 32 mmtw = 16 mm
Luas penampang :A = 312.26 cm2
Momen inersia penampang :Ix = 91947 cm4
Momen tahanan penampang :W = Ix/0.5 h = 4597.35 cm3
Berat tiap segmen busur :
Gambar 6.5 Segmen Busurgn = An . ΔSn . bajaγ
Dimana : bajaγ = 7.850 kg/m3 = 7,85.10-3 kg/cm3
h
ΔSn
22
Tabel 6.3Berat Busur Pada Titik Buhul
Busur Atas
TitikSegme
nX (m) Y (m) An (cm2)
Δ Sn (m)
gn (kg/m)
14 0 -1,500
13-14 312,260 5,006 12,272
13 5 -1,751
12-13 312,260 5,057 12,397
12 10 -2,510
11-12 312,260 5,164 12,659
11 15 -3,803
10-11 312,260 5,339 13,086
10 20 -5,674
9-10 312,260 5,601 13,730
9 25 -8,199
8-9 312,260 5,992 14,687
8 30 -11,500
7-8 312,260 5,648 13,844
7 35 -8,873
6-7 312,260 5,452 13,364
6 40 -6,700
5-6 312,260 5,301 12,994
5 45 -4,940
4-5 312,260 5,186 12,713
4 50 -3,561
3-4 312,260 5,102 12,507
3 55 -2,545
2-3 312,260 5,045 12,366
2 60 -1,874
1-2 312,260 5,011 12,283
1 65 -1,542
Busur Bawah
Titik Segmen X (m)Y
(m)An (cm2)
Δ Sn (m)
gn (kg/m)
14 0 -3,500
13-14 312,260 5,010 12,281
13 5 -3,821
12-13 312,260 5,095 12,489
12 10 -4,799
11-12 312,260 5,278 12,937
11 15 -6,488
10-11 312,260 5,593 13,711
10 20 -8,995
9-10 312,260 6,120 15,001
9 25 -12,524
8-9 312,260 7,054 17,292
8 30 -17,500
7-8 312,260 6,301 15,446
7 35 -13,665
6-7 312,260 5,896 14,452
6 40 -10,541
5-6 312,260 5,560 13,629
5 45 -8,109
4-5 312,260 5,337 13,083
4 50 -6,242
3-4 312,260 5,182 12,701
3 55 -4,882
2-3 312,260 5,078 12,448
2 60 -3,994
1-2 312,260 5,019 12,303
1 65 -3,555
6.2.3 Stabilitas Penampang Busura. Dimensi flens :Untuk menghindari local buckling.
ft2
b=
32x2
400= 6.25
λR = fy
250=
410
250= 12.35
b. Dimensi Web :Untuk menghindari terjadinya flexural buckling pada badan.
h = d – 2 (tf + r)= 400 – 2 (32 + 0) = 336 mm
bt
h=
16
336= 21
λR = fy
665=
410
665= 32.35
Dari Hasil Perhitungan DidapatBusur Utama 1 Wf 400x400x16x32Busur Utama 2 Wf 400x400x25x40Busur Utama 3 Wf 400x400x30x50Portal AkhirBalok WF 900x400x16x32Kolom WF 400 x 400 x 16 x 32
ft2
b< Rλ → OK
bt
h
< Rλ → OK
23
BAB VIIKONSTRUKSI SEKUNDER
Dari hasil perhitungan didapat :Ikatan Angin Atas (busur)WF 400x300x12x19(horizontal)WF 200x200x8x12 (diagonal)Ikatan angin bawah (lantai kendaraan)WF 200x200x8x12 (diagonal)
BAB VIIIPERHITUNGAN SAMBUNGAN
8.1 Sambungan Gelagar Melintang – Gelagar Memanjang
Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi (HTB) yang perencanaannya berdasarkan AISC – LRFD. Kekuatan geser baut (LRFD 13.2.2.1 )
Vd = φf x Vn
Dimana → Vn = r1 x buf x Ab
Keterangan :r1 = Untuk baut tanpa ulir pada bidang geser ( =0.5 )r1 = Untuk baut dengan ulir pada bidang geser ( =0.4 )φf = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur ( =0.75 )
buf = Tegangan tarik putus baut.
Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir.
Kekuatan tumpu (LRFD 13.2.2.4 )Rd = φf x RnDimana → Rn = 2,4 x db x tp x fu
Data – data perencanaan :Pelat penyambung → tp = 20 mmBaut → db = 20 mm
Sambungan pada gelagar memanjang (2 bidang geser)Kekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser baut
Vd = φf x Vn = 7724.4 kg- Kekuatan tumpu baut
Rd = φf x Rn = 18000 kg
Pu = 2
1x [(Qd x λ) + (QL x λ) + P1]
= 2
1x [(1821,035 x 5) + (1683 x 5) + 19890]
= 18705.09 kgJumlah baut yang diperlukan.
- n = Vd
Pu =
7724.4
18705.09
= 2.42 baut ≈ 3 baut Sambungan pada gelagar melintang
- Kekuatan geser bautVd = φf x Vn = 3862.2 kg
- Kekuatan tumpu bautRd = φf x Rn = 36000 kg
Pu= 2
1x [(Qd x λ) + Tr]
= 2
1x [(1857.55 x 5) + 14625]
= 4552.59 kg
Jumlah baut yang diperlukan.
- n = Vd
Pu =
3862.2
4552.589
= 1.3 baut ≈ 3 baut (dipasang 2 sisi masing-masing 3 baut)
WF 400 x 300 x 10 x 16 (memanjang)
WF 900 x 300 x 18 x 34 (melintang)
Profil siku 90 x 90 x 11
Baut pada balok melintang
Baut pada balok memanjang
8.2 Sambungan Gelagar Melintang – Batang LenturGelagar melintangAlat sambung yang digunakan adalah :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
58880,52
= 4.23 baut ≈ 6 baut Batang LenturAlat sambung yang digunakan adalah :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37
Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
19929,4
= 1.4 baut ≈ 4 baut
24
8.3 Sambungan Batang TekanAlat sambung yang digunakan adalah :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37
Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu =
13903.92
104245,22
= 7.5 ≈ 8 baut 8.4 Sambungan Batang Tekan – Rangka Busur
Batang TekanAlat sambung yang digunakan adalah :Baut → db = 26 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
114135,3
= 8.2 ≈ 10 baut8.5 Sambungan Konstruksi Busur dan Rangka
Batang8.5.1 Sambungan Batang Busur Atas dengan
Rangka Batang bagian atasDari hasil perhitungan diperoleh :
Frame 229 (Busur Atas)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
198106,04
= 14.24 baut ≈ 16 baut Frame 1646 (Rangka Batang Vertikal)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
223141,86
= 16.04 baut ≈ 18 baut Frame 485 (Rangka Batang Diagonal)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
21724.875
344941.33
= 15.88 baut ≈ 16 baut Frame 1663 (Batang Tekan)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41
Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
104245,22
= 7.5 baut ≈ 8 baut Frame 1800 (Batang Tekan sebagai Portal tengah)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
114135,3
= 8.2 baut ≈ 10 baut
99
9
10
3.7
5
3. 75 912
12
9
99
10
3.75
3.7
59
12
12
10
10
10
10
1010
4 4
6 6
121
21
212
10
1 0
10
10
10
10
6 9
10 9
6
6
9 10
9
6
10
10
10
10
10
10
BAUT Ø 24 mm
BAUT Ø 30 mm
RANGKA DIAGONAL400x300x12x16
BUSUR400x400x16x32
BUSUR400x400x16x32
BAUT Ø 30 mm
RANGKA DIAGONAL400x300x12x16
RANGKA VERTIKAL400x300x12x16
400x350x12x22
PLAT SIMPUL tb 20mm
20
1010
G1
G2
4
6 6
10
101
010
10
4
BAUT Ø 24 mm
IKATAN ANGIN HORIZONTAL300x300x12x19BAUT Ø 24 mm
BUSUR400x400x16x32
BAUT Ø 24 mm
RANGKA VERTIKAL400x300x12x16
BAUT Ø 24 mm
BAUT Ø 30 mm
RANGKA DIAGONAL400x300x12x16
BUSUR400x400x16x32
BAUT Ø 24 mm
PLAT SIMPUL tb 20mmK1
K2
12
10
10
101
2
10 10 10 10 10
6
9
10
9
6
1010101010
6
9
10
9
6
99
9 10 3.75
3.75
9 12
15
10
20
10
GELAGAR MELINTANG900x300x16x38
BATANG LENTUR400x400x16x32
PELAT SIMPUL tb 20mm
GELAGAR MELINTANG900x300x16x38
BATANG LENTUR400x400x16x32
25
8.5.2 Sambungan Batang Busur Bawah dengan Rangka Batang Bawah
Frame 464 (Busur Bawah)Direncanakan :Baut → db = 30 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
21724.875
955258,45
= 43.97 baut ≈ 44 baut Frame 1646 (Rangka Batang Vertikal)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
223141,86
= 16.04 baut ≈ 18 baut Frame 485 (Rangka Batang Diagonal)Direncanakan :Baut → db = 30 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
21724.875
344941.33
= 15.88 baut ≈ 16 baut Frame 273 (Portal Akhir)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
103631,68
= 7.45 baut ≈ 10 baut Frame 425 (Ikatan Angin Horizontal)Direncanakan :Baut → db = 24 mm ; BJ 41Pelat → tp = 20 mm ; BJ 37Jumlah baut yang dibutuhkan
n = Vd
Pu=
13903.92
34478,47
= 2.5 baut ≈ 4 baut
BAB IXDESAIN PERLETAKAN
9.1 Perencanaan PerletakanDirencanakan perletakan baja- Mutu baja = BJ 50- Mutu beton = f’c 35 Mpa
= 350 kg/cm
Sendi
400x350x12x22
BUSUR400x400x16x32
BUSUR400x400x16x32
IKATAN ANGIN HORIZONTAL300x300x12x19
PLAT tb = 20 mmLAS SUDUT 20 mmTipe E70xx
PLAT SIMPUL tb 20mm
H1
H2
ANCHOR BOLT
10
10
10
10
10
10
4 4
6 6
RANGKA VERTIKAL400x300x12x16
9
99
10
3 .7
5
3.7
5
9
12
12
10
10
10
10
10
6
9
10 9
6
1 0
10
10
10
10
6
9
10
9
6
BAUT Ø 30 mm
RANGKA DIAGONAL400x300x12x16
PLAT SIMPUL tb 20mm
BUSUR400x400x16x32
BAUT Ø 24 mm
IKATAN ANGIN HORIZONTAL300x300x12x19
9
9
9
10
3.75
3.75
9
12
12
4
66
10
101
01
01
0
4
12
10
12
9 9 9 9 9 9 129
10
12
10
12
99999912 9 10
RANGKA VERTIKAL400x300x12x16
BAUT Ø 24 mmBAUT Ø 30 mm
RANGKA DIAGONAL400x300x12x16
PELAT SIMPUL tb 20mm
BUSUR400x400x16x32
IKATAN ANGIN HORIZONTAL300x300x12x19
BAUT Ø 24 mm
9
9
9
10
3.75
3.75
9
12
12
BAUT Ø 30 mm
RANGKA DIAGONAL400x300x12x16L1
L2
15
A1
15
7
13
7
1616
7.5
9
9
12
10
12
9
10
10
BAUT Ø 30 mm
BUSUR400x400x16x32
6.7
10
10
10
20
9 9 9 9 9 12
PORTAL AKHIR400x400x16x32
BAUT Ø 24 mm
12 9
6.7
ANCHOR BOLT
LONGITUDINALSTOPER
26
Rol
BAB XSTRUKTUR BAWAH JEMBATAN
Rangkuman Data beban AbutmentV Hy Hx Ordinat My Mx
(ton) (ton) (ton) (m) (ton m) (ton m)
M 468,19
H 59,51
Ta1 3,66 5,38 19,67
Ta2 32,78 3,58 117,46
Gg 79,15 11,00 870,70
Rmt 16,10 11,00 177,10
A 3,29 11,00 36,14
Hg(atas) 58,62 195,40 11,00 644,81 2149,36
Hg(bwh) 409,53 409,53 3,50 1433,35 1433,35
Tag 474,27 3,50 1659,95
Beban
Dimana :M = Beban mati (dead load)H = Beban hidup (live load)Ta = Tekanan tanahGg = Gaya gesek = 0,15 (M + H)Rm = Gaya Rem (traffic load)A = Beban angin (wind load)Hg = Gaya gempa (earthquake)Tag = Tekanan tanah akibat gempa
Perhitungan daya dukung tiang kelompokQL (group) = QL (1 tiang) x n x ηKoefisien efisiensi menggunakan perumusan dari Converse-Labarre :
η=nm
mnnm
s
d
90
)1()1(arctan1
= 9590
5)19(9)15(
60.1
6.0arctan1
= 0.60
Reaksi Pada tiang Yang terjadi :Ptekan = 87.44 tonPcabut = -45.61ton10.4.1 Perhitungan daya dukung BM-1
perhitungan daya dukung tanah menggunakan rumus Meyerhof yang telah di modifikasi Wika:
540
1 xAsNxNxAb
SFP
Dimana:P = daya dukung tanah (ton)Np = nilai SPT pada ujungdasar tiang pancang
N = Nilai rata – rata SPT sepanjang tiang pancangAs = luas penampang tiang pancang
= 2
4
1D = 260
4
1 = 2827.84 cm2
Ap = keliling tiang pancang= D = 60 = 188.50 cm
SF = safety faktor → 2Didapat Daya Dukung Tanah BM-1 Berdasarkan Rumus WIKA (Ø60cm) dengan ke dalaman 22m.P ijin Tekan 348.65 ton.QL = ηPijin
tekan = 348.65 x 0.60 = 209.19 ton
QL > Pmax (87.44 ton) .....OK
Daya Dukung Untuk Tiang Tarik Qu = (2LH+2BH)Cu+W = 13382.52 ton
Qu untuk 1 tiang = gjumlahtian
Qu
= 13382.52/45 = 297.39 ton
Qu tarik > P min (45.61 ton) ...OK
Kontrol Kekuatan Tiang Dari Spesifikasi Wika Pile Classification
direncanakan tiang pancang beton dengan :
Diameter : 60 cm Tebal : 10 cm Luas : 1570.80 cm2
: 243.47 inch2
Kelas : C fc’ : 600 kg/cm2
: 8533.64 psi fpe : 55.25 kg/cm2
: 785.81 psi Allowable axial : 211.60 ton Bending moment crack : 29.00 t-m Bending moment ultimate : 58.00 t-m P ultimit tiang = (0.85 x fc’ – 0.60 x fpe) x 0.6
x A= 47.2436.0)81.7856.064.853385.0(
27
= 990743.90 lbs= 449.39 ton
Modulus elastisitas (E) = wc1.5x0.043x fc'
=24001.5x0.043 60
= 39161.65 MPa = 391616.47 kg/cm2
Momen inersia (I)= 44 4060π64
1
= 510508.81 cm4
Perencanaan Tulangan Abutment Dan PilecapPenulangan pilecapPerhitungan tulangan pilecap yaitu penulangan lentur pada pilecap, dianalisa sebagai balok kantilever dengan perletakan jepit. Beban yang diterima pilecap adalah beban terpusat dari tiang sebesar P dan beban merata dari berat pilecap dan urugan diatasnya sebesar q. Perhitungan dari gaya dalam dianalisa dengan statis tertentu.Data perencanaan : fc’ = 35 MPa fy = 360 Mpa q = Lebar pilecap x tinggi pilecap x γ beton
=15 x 2 x 2.4 = 72 t/m P = Dari gaya reaksi PV 1 tiang =87.44 tMu = Ptiang pancang x (0.6 + 2.6) – berat poer x 3.6 x 1.8= (87.44 x 9 x 0.6 + 87.44 x 9 x 2.6) – 72 x 3.6 x 1.8= 2051.712 ton-m = 20517120000 NmmTebal plat = 2.0 mDiameter tul utama = 32 mmDiameter tul memanjang = 32 mm Selimut beton = 100 mm
d = t - selimut beton - 0.5utama - memanjang= 1852 mm
balance = fy600
600x
fy1βxfc'x0.85
= 603600
600x
360
81.0x53x0.85
= 0.042max = 0.75 xbalance ..... SNI 03 - 2847 - 2002 Ps. 12.3.3
= 0.0314
min = fy
1.4 = 0.004
Koefisien Ketahanan
Rn = 2dxbxφ
Mu =
28521x1000x0.85
01367800000
= 0.469 N/mm2
m = fc'0.85
fy =
35x0.85
360
= 12.10
perlu =
fy
Rnm211
m
1
=
360
x12.10x211
12.10
1 0.469
= 0.0013Syarat :min < perlu < max
Pakai min = 0.004Luas Tulangan
As perlu = x b x d= 0.004 x 1000 x 1852= 7408 mm2
Digunakan tulangan 32 - 100 mm (As = 8846.73mm2)Untuk tulangan memanjang :memakai dianggap pelat menggunakan batang ulir mutu 400 SNI 03-2847-02 ps.9.12As perlu = x b x d
= 0.0018 x 1000 x 1852= 3336 mm2
Digunakan tulangan 32 - 250 mm (As = 3216.99 mm2 )
Kontrol geser poerGaya geser yang terjadi :Vu = Jumlah reaksi tiang x jumlah tiang
= 87.44 x 9 = 786.96 tonKekuatan beton :
φ Vc = 0.6 x dbwfc'61
= 0.6 x 1852x15000x356
1
= 16434869.64 N= 1643.49 ton
Vu < φ Vc → Tidak perlu tulangan geser.Vs perlu = 1643.49 – 786.96 = 856.53 tonPakai Ø 24, As = 452.16 mm2
jarak antar sengkang S= 8565300
1852360016.452 xx
= 351.96 mmPasang tulangan geser praktis Φ 24 – 350 mm
28
Penulangan dinding abutmentKontrol apakah dinding abutment dihitung
sebagai kolom atau dinding. Kontrol dilakukan dengan menggunakan rumus :
Pu < .10%.0,85.fc.ADengan,Pu = jumlah total gaya aksial yang terjadi
= 468.19 ton = 4681900 Nfc’ = 35 MpaA = luas penampang
= 2.8 x 15 = 42 m2 = 42000000 mm2
x 10% x 0.85 x fc’ x A = 0.7 x 10% x 0.85 x 35 x 42000000
= 87465000 N 4681900 N < 87465000 N
Maka perhitngan dinding abutment dihitung sebagai pelat.
Untuk perencanaan dinding abutment direncanakan berdasarkan momen maksimum yang terjadi Mxmax = 2363.93 tm maka akan direncanakan Tulangan abutment Mmax= 3875.24 tm = 3.88 x 1010 Nmm Tebal dinding abutment = 280 cm Diameter tul utama= 36 mm Diameter tul mmanjang= 36 mm Selimut beton = 500 mmdx = t – selimut beton – 0.5 utama – memanjang
= 2246 mmbalance=
fy600
600x
fy
β1xfc'x0.85
= 360600
600x
360
0.81x35x0.85
= 0.042max = 0.75 xbalance ..... (SNI 03 - 2847 - 2002 Ps. 12.3.3)
= 0.0314min =
fy
1.4 = 0.004
a. Koefisien Ketahanan
Rn = 2dxbxφ
Mu
= 2
10
2246
10x3.88
x15000x0.85
= 0.6 N/mm2
m = fc'0.85
fy
= 350.85
360
= 12.10
perlu =
fy
Rnm211
m
1
=
360
6.0x10.21x211
12.10
1
= 0,0017
Syarat :min < perlu < max
Dipakai → min = 0.004
b. Luas TulanganAs perlu = x b x d
= 0.004 x 15000 x 2246= 134760 mm2
Digunakan tulangan 36 – 100 mm (As = 152681.403 mm2)Untuk tulangan memanjang digunakan :As perlu = ρ x b x d
= 0.0018 x 15000 x 2246= 60642 mm2
Digunakan tulangan 32 - 175 mm (As = 68935.519 mm2 )
Perhitungan PilarPembebanan pilarTabel 10.21 Rangkuman Data Beban
V Hy Hx Ordinat My Mx
(ton) (ton) (ton) (m) (ton m) (ton m)
M 930,46
H 551,14 870,47 40,48
Ta 1,14 1,00 1,14
Gg 144,53 11,00 1589,83
Rmt 16,10 11,00 177,10
A 3,29 11,00 36,14
Hg(atas) 58,62 139,57 11,00 644,81 1535,26
Hg(bwh) 192,94 192,95 1,50 289,41 289,42
Tag 17,65 1,50 26,47
Beban
Dimana :M = Beban mati (dead load)H = Beban hidup (live load)Ta = Tekanan tanahGg = Gaya gesek = 0,15 (M + H)Rm = Gaya Rem (traffic load)A = Beban angin (wind load)Hg = Gaya gempa (earthquake)Tag = Tekanan tanah akibat gempaPerhitungan daya dukung Tiang kelompokQL (group) = QL (1 tiang) x n x η
29
Koefisien efisiensi menggunakan perumusan dari Converse-Labarre :
η=nm
mnnm
s
d
90
)1()1(arctan1
= 9590
5)19(9)15(
60.1
6.0arctan1
= 0.60
Reaksi Pada tiang Yang terjadi :Ptekan = 62.57 tonPcabut = -9.4 ton10.4.2 Perhitungan daya dukung BM-1
perhitungan daya dukung tanah menggunakan rumus Meyerhof yang telah di modifikasi Wika:
540
1 xAsNxNxAb
SFP
Dimana:P = daya dukung tanah (ton)Np = nilai SPT pada ujungdasar tiang pancang
N = Nilai rata – rata SPT sepanjang tiang pancangAs = luas penampang tiang pancang
= 2
4
1D = 260
4
1 = 2827.84 cm2
Ap = keliling tiang pancang= D = 60 = 188.50 cm
SF = safety faktor → 2Didapat Daya Dukung Tanah BM-1 Berdasarkan Rumus WIKA (Ø60cm) dengan ke dalaman 22m.P ijin Tekan 348.65 ton.QL = ηPijin
tekan = 348.65 x 0.60 = 209.19 ton
QL > Pmax (87.44 ton) .....OK
Daya Dukung Untuk Tiang Tarik Qu = (2LH+2BH)Cu+W = 13382.52 ton
Qu untuk 1 tiang = gjumlahtian
Qu
= 13396.99/54 = 248.09 ton
Qu tarik > P min (9.4 ton) ...OK
Kontrol Kekuatan Tiang Dari Spesifikasi Wika Pile Classification
direncanakan tiang pancang beton dengan :
Diameter : 60 cm Tebal : 10 cm Luas : 1570.80 cm2
: 243.47 inch2
Kelas : C fc’ : 600 kg/cm2
: 8533.64 psi fpe : 55.25 kg/cm2
: 785.81 psi Allowable axial : 211.60 ton Bending moment crack : 29.00 t-m Bending moment ultimate : 58.00 t-m P ultimit tiang = (0.85 x fc’ – 0.60 x fpe) x 0.6
x A= 47.2436.0)81.7856.064.853385.0(
= 990743.90 lbs= 449.39 ton
Modulus elastisitas (E) = wc1.5x0.043x fc'
=24001.5x0.043 60
= 39161.65 MPa = 391616.47 kg/cm2
Momen inersia (I)= 44 4060π64
1
= 510508.81 cm4
Perencanaan Tulangan PilarPenulangan pilecapPerhitungan tulangan pilecap yaitu penulangan lentur pada pilecap, dianalisa sebagai balok kantilever dengan perletakan jepit. Beban yang diterima pilecap adalah beban terpusat dari tiang sebesar P dan beban merata dari berat pilecap dan urugan diatasnya sebesar q. Perhitungan dari gaya dalam dianalisa dengan statis tertentu.Data perencanaan : fc’ = 35 MPa fy = 360 Mpa q = Lebar pilecap x tinggi pilecap x γ beton
=15 x 2 x 2.4 = 72 t/m P = Dari gaya reaksi PV 1 tiang =68.29 tMu= Ptiang pancang x (0.6 + 2.6) – berat poer x 3.6 x 1.8= (68.29 x 9 x 0.6 + 87.44 x 9 x 2.6) – 72 x 3.6 x 1.8= 1948.302 ton-m
= 19483020000 NmmTebal plat = 2.0 mDiameter tul utama = 32 mmDiameter tul memanjang = 32 mm Selimut beton = 100 mm
d = t - selimut beton - 0.5utama - memanjang= 1852 mm
balance = fy600
600x
fy1βxfc'x0.85
= 603600
600x
360
81.0x53x0.85
= 0.042
30
max = 0.75 xbalance ..... SNI 03 - 2847 - 2002 Ps. 12.3.3
= 0.0314
min = fy
1.4 = 0.004
Koefisien Ketahanan
Rn = 2dxbxφ
Mu =
28521x1000x0.85
01367800000
= 0.469 N/mm2
m = fc'0.85
fy =
35x0.85
360
= 12.10
perlu =
fy
Rnm211
m
1
=
360
x12.10x211
12.10
1 0.469
= 0.0013Syarat :min < perlu < max
Pakai min = 0.004Luas Tulangan
As perlu = x b x d= 0.004 x 1000 x 1852= 7408 mm2
Digunakan tulangan 32 - 100 mm (As = 8846.73 mm2)Untuk tulangan memanjang :memakai dianggap pelat menggunakan batang ulir mutu 400 SNI 03-2847-02 ps.9.12As perlu = x b x d
= 0.0018 x 1000 x 1852= 3336 mm2
Digunakan tulangan 32 - 200 mm (As = 4019.2mm2 )
Kontrol geser poerGaya geser yang terjadi :Vu = Jumlah reaksi tiang x jumlah tiang
= 68.29 x 9 = 614.6 tonKekuatan beton :
φ Vc = 0.6 x dbwfc'61
= 0.6 x 1852x15000x356
1
= 16434869.64 N= 1643.49 ton
Vu < φ Vc → Tidak perlu tulangan geser.Vs perlu = 1643.49 – 614.6 = 1028.89 tonPakai Ø 24, As = 452.16 mm2
jarak antar sengkang S= 10288900
1852360016.452 xx
= 292.99 mmPasang tulangan geser praktis Φ 24 – 300 mm
BAB XIPENUTUP
11.1 KesimpulanDari hasil perencanaan yang diperoleh dapat
disimpulkan sebagai berikut:1. Dimensi melintang lantai kendaraan lengkap
dengan trotoar adalah 11 m untuk jalan 2 jalur 2 arah. Tinggi fokus busur adalah 14 m.
2. Pelat lantai kendaraan komposit, dengan tebalpelat beton bertulang 250 mm. Tulangan terpasang arah melintang D16-200 dan arah memanjang D13-250.
3. Gelagar memanjang WF 400.200.12.19 melintang WF 900.400.16.38 dengan BJ 55, lendutan 0.00132 m (UDL+KEL) dan 0.00495m (T) ≤ 0.01375 m (Yijin).
4. Struktur utama busur berupa profil WF 400x400x16x32 , Rangka busur menggunakan profil WF 400x300x12x16 (diagonal), profil WF 400x300x12x19 (Vertikal) dan Batang tekanmenggunakan WF 400 x 350 x 12 x 22.
5. Struktur sekunder berupa ikatan angin dengan dimensi profil yaitu WF 200 x 200 x 8 x 12 (diagonal), WF 300 x 300 x 12 x 19 (Horizontal),ikatan angin pada lantai kendaraan menggunakan profil WF 200x200x8x12 , Bresing pada portal menggunakan profil WF 200x200x8x12 sedangkan untuk dimensi portal tengah dan portal akhir berupa profil WF 400 x 400 x 16 x 32 dengan menggunakan mutu baja BJ 55.
6. Perletakan berupa perletakan sendi dan rol. 7. Konstruksi abutment berupa dinding penuh
setebal 2.8 m selebar 15 m untuk mendukung bentang 135 m yang ditumpu pondasi tiang pancang beton dengan diameter 0,6 m dengan kuat tekan K600, sebanyak 45 buah kedalaman 13 m untuk BM-1 dan . Ukuran pile cap (poer) 10 x 15 x 2 m. Untuk Pilar dameter pancang beton 0,6 m dengan kuat tekan K-600, sebanyak 45 buah kedalaman 6.5 untuk BM-1 dan ukuran pile cap 10x15x2 m.
31
DAFTAR PUSTAKA
Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005. Standar Pembebanan Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.
Standar Nasional Indonesia (SNI) T-03-2005. Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.
Standar Nasional Indonesia (SNI) T-12-2004. Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum.
Bridge Design Manual Bridge Management System (BMS). 1992. Departemen Pekerjaan Umum Dirjen Bina Marga.
Chen, Wai-Fah, Duan, Lian. 2000. Bridge Engineering Handbook. Boca Raton. London
Sosrodarsono, Suyono.Ir, dan Nakazawa, Kazuto. 1984. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta : PT. Pradnya Paramitha.
Troitsky, M. S. 1994. Planning and Design of Bridge. John Wiley & Sons, Inc. New York
Hardiatmo, Hary Christadi. 2010. Analisis dan Perancangan Fondasi. Gajah Mada Universitas Pess. Yogakarta.
Herry, Vaza . 2003. Sistem Konstruksi Jembatan. http://www.pu.go.id/katalogdetail
Wardana, Panji Krisna. 2002. Aplikasi Metoda Perkuatan Jembatan Rangka Baja.http://pustaka.pu.go.id/katalogdetail.
Dien,aristadi. 2006 Analisis Sistem Rangka Baja Pada Struktur Jembatan Busur Rangka Baja. http://www.pu.go.id/bapekin/hasil%20kajian//kajian2.html.
