122256297 panduan perhitungan struktur girder komposit

Download 122256297 Panduan Perhitungan Struktur Girder Komposit

Post on 05-Dec-2015

62 views

Category:

Documents

21 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

komposit

TRANSCRIPT

Table 1PERHITUNGAN STRUKTUR GIRDER KOMPOSITProyek / Bagpro : Perencanaan Revitalisasi Jembatan Semi Permanen Menjadi Permanen Rayon A 100m Nama Paket : Pembangunan Jembatan Simpang D Kec. Rambah HilirJembatan Komposit 18mProp / Kab / Kodya : Rokan Hulu-Riau(C)2010: TRIANTO KURNIAWAN, ST.1. DATA KONSTRUKSITebal slab lantai jembatanh =-0200mTebal lapisan aspalta =-0050mTebal genangan air hujanth =-0050mJarak antara girder bajas =-1,250mLebar jalur lalu-lintasb1 =-5,000mLebar trotoarb2 =-mLebar total jembatanb =-5,900mPanjang bentang jembatanMUTU BAJABj --37L =-18,000mTegangan leleh baja,fy =-240MPaTegangan dasar,fs = fy / 1.5 =160MPaModulus elastis baja,MUTU BETONK --250Es =-210.000MPaKuat tekan beton,fc' =2,075MPaModulus elastis beton,SPESIFIC GRAFITYEc = 4700 fc' =21.40952MPaBerat bajaws =-7,700kN/m3Berat beton bertulangwc =-2,500kN/m3Berat lapisan aspalwa =-2,200kN/m3Berat air hujanwh =-980kN/m3PROFIL BAJA :WF 700.300.15.28Berat profil baja,wprofil =-21,500kN/mTinggi,d =-708mmLebar,b =-302mmTebal badan,tw =-15mmTebal sayap,tf =-28mmLuas penampang,A =-27.360mm2Tahanan momen,Wx =6.700.000mm3Momen inersia,Ix =2,37,E+09mm4Panjang bentang girder,L =18.000mmTebal slab beton,h =200mmJarak antara girder,s =1.250mm2. SECTION PROPERTIES SEBELUM KOMPOSIT2.1. KONTROL PENAMPANG2.2. TEGANGAN IJIN KIPL / d = 25,4241.25*b / tf = 13,482L / d > 1.25*b / tf (OK) d / tw = 47,20d / tw < 75,00 (OK)Compact section (OK)Pada girder baja diberi pengaku samping yang berupa balok diafragma yang berfungsisebagai pengaku samping yang merupakan dukungan lateral dengan jarak,L1 = L / 3 =6.000mmc1 = L1 * d / (b * tf) =502,365c2 = 0.63 * Es / fs =826,875Karena nilai, 250 < c1 < c2 maka :Tegangan kip dihitung dengan rumus :Fskip = fs - ( c1 - 250 ) / ( c2 -250 ) * 0.3 * fs = 139,001 MPa3. SECTION PROPERTIES SETELAH KOMPOSIT3.1. LEBAR EFEKTIF SLAB BETONLebar efektif slab beton ditentukan dari nilai terkecil berikut ini :L/4 = 4.500,00 mms = 1.250,00 mm12*h = 2.400,00 mmDiambil lebar efektif slab beton, Be = 1.250,00 mm3.2. SECTION PROPERTIES GIRDER KOMPOSITRasio perbandingan modulus elastis, n = Es / Ec = 9,80872Luas penampang beton transformasi, Act = Be* h / n = 25.487,52 mm2Luas penampang komposit, Acom = A + Act = 52.847,52 mm2Momen statis penampang terhadap sisi bawah balok,Acom * ybs = A * d / 2 + Act * (d + h / 2) Jarak garis netral terhadap sisi bawah,ybs = [ A * d / 2 + Act * (d + h / 2) ] / Acom = 572,96 mm< d maka garis netral di bawah slab betonJarak sisi atas profil baja thd. grs. netral,yts = d - ybs =135,04 mmJarak sisi atas slab beton thd. grs. netral,ytc = h + yts =335,04 mmMomen inersia penampang komposit :3.3. TEGANGAN IJIN1/2 * Be* h3 / n =509.750.450mm4Act * (ytc - h/2)2 =1.408.063.528mm4Ix =2.370.000.000mm4A * (d/2 - yts)2 =1.311.697.765mm4Icom =5.599.511.743mm4Tahanan momen penampang komposit :Sisi atas beton,Wtc = Icom / ytc =16.712.815mm3Sisi atas baja,Wts = Icom / yts =41.464.659mm3Sisi bawah baja,Wbs = Icom / ybs =9.773.005mm3Tegangan ijin lentur beton,Fc = 0.4 * fc' =830MPaTegangan ijin lentur baja,Fs = 0.8 * fs =12,800MPa4. KONDISI GIRDER SEBELUM KOMPOSIT4.1. BEBAN SEBELUM KOMPOSITNoJenis bebanBeban (kN/m)1Berat sendiri profil bajaWF 700.300.15.2821,5002Berat diafragmaWF 300.200.8.12056803Perancah dan bekisting darikayu17,5004Slab beton1250,20 25,0062,500107,180Total beban mati girder sebelum komposit, QD =Beban hidup sebelum komposit, merupakan beban hidup pekerja pada saat pelaksana-an konstruksi, dan diambilqL =-200kN/m2Beban hidup girder sebelum komposit,QL = s * qL =250kN/mTotal beban pada girder sebelum komposit,Qt = QD + QL =132,180kN/m4.2. TEGANGAN PADA BAJA SEBELUM KOMPOSITPanjang bentang girder,L =1,800mMomen maksimum akibat beban mati,M = 1/8 * Qt * L2 =53,533kNmTegangan lentur yang terjadi,f = M * 106 / Wx =79,900MPa< Fskip =139,001MPaAMAN (OK)4.3. LENDUTAN PADA BAJA SEBELUM KOMPOSITQt =13,22 kN/mE =210.000.000kPaL =18 mIx =0002370m2d = 5/384 * Qt * L4 / (E * Ix) =003630m< L/240 =007500m(OK)5. BEBAN PADA GIRDER KOMPOSIT5.1. BERAT SENDIRI (MS)NoJenis bebanBeban (kN/m)1Berat sendiri profil bajaWF 700.300.15.2821,5002Berat diafragmaWF 300.200.8.12056803Slab beton1250202,50062,50089,680Total berat sendiri girder QMS =Panjang bentang girder, L = 18,00 mMomen dan gaya geser maksimum akibat berat sendiri,MMS = 1/8 * QMS * L2 = 363,204 kNmVMS = 1/2 * QMS * L = 80,712 kN5.2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA)NoJenis KonstruksiBeban (kN/m)1Aspal0051252,2001,3752Air hujan00512598006131,988Total beban mati tambahan, QMA =kN/mPanjang bentang girder, L = 18,00 mMomen dan gaya geser maksimum akibat beban mati tambahan,MMA = 1/8 * QMA * L2 = 80,49 kNmVMA = 1/2 * QMA * L = 17,89 kN5.3. BEBAN LAJUR "D"Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata (UniformlyDistributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pada Gambar. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yg dibebani lalu-lintas atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :q = 8.0kPauntuk L 30 mq = 8.0 *( 0.5 + 15 / L )kPauntuk L > 30 mKEL mempunyai intensitas, p = 44,00 kN/mFaktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut :DLA = 0.4 untuk L 50 mDLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untuk 50 < L < 90 mDLA = 0.3 untuk L 90 mPanjang bentang girder,q = 8,00 kPa Beban lajur "D",L =1,800mDLA =04s =125mQTD = q * s =1,000kN/mPTD = (1 + DLA) * p * s =7,700kNMomen dan gaya geser maksimum akibat beban lajur "D",MTD = 1/8 * QTD * L2 + 1/4 * PTD*L =751,500kNmVTD = 1/2 * QTD * L + 1/2 * PTD =128,500kN5.4. GAYA REM (TB)Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sbg gaya dalam arah memanjangdan dianggap bekerja pada jarak 1.80 m dari permukaan lantai jembatan. Besarnya ga- ya rem tergantung panjang total jembatan (Lt) sebagai berikut :Gaya rem, TTB = 250 kNGaya rem, TTB = 250 + 2.5*(Lt - 80)kNuntuk Lt 80 m untuk 80 < Lt < 180 mGaya rem, TTB = 500 kNuntuk Lt 180 mPanjang bentang girder,L =1,800mJumlah girder,n =-500Besarnya gaya rem,TTB = 250 / n =5,000kNLengan thd. pusat tampang girder,y = ytc + ta + 1.80 =219mMomen dan gaya geser maksimum akibat beban lajur "D",MTB = 1/2 * TTB * y = 54,626 kNmVTB = TTB * y / L = 6,070 kN5.5. BEBAN ANGIN (EW)Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibatangin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus :TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2Cw = koefisien seret = 1,20Vw = Kecepatan angin rencana = 35,00 m/detTEW = 0.0012*Cw*(Vw)2 = 1,764 kNBidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi2.00 m di atas lantai jembatan.h =-200mJarak antara roda kendaraanx =-175mTransfer beban angin ke lantai jembatan, QEW = [ 1/2*h / x * TEW ] = 1,008 kN/mPanjang bentang girder, L = 18,00 mMomen dan gaya geser maksimum akibat transfer beban angin,MEW = 1/8 * QEW * L2 =40,824kNmVEW = 1/2 * QEW * L =9,072kN5.6. BEBAN GEMPA (EQ)Gaya gempa vertikal pada balok dihitung dengan menggunakan percepatan vertikal ke bawah sebesar 0.1*g dengan g = percepatan grafitasi.Gaya gempa vertikal rencana : TEW = 0.10 * WtWt = Berat total struktur yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan.Momen dan gaya geser maksimum akibat transfer beban angin,Beban berat sendiri,QMS =897kN/mBeban mati tambahan,QMA =199kN/mBeban gempa vertikal,QEQ = 0.10 * (QMS + QMA) =1,096kN/mPanjang bentang girder,L =1,800mMEQ = 1/8 * QEQ * L2 =44,370kNmVEQ = 1/2 * QEQ * L =9,860kN6. TEGANGAN PADA GIRDER KOMPOSITTegangan pada sisi atas beton, ftc = M *10^6 / ( n * Wtc )Tegangan pada sisi atas baja, fts = M *10^6 / WtsTegangan pada sisi bawah baja, fbs = M *10^6 / WbsWtc =16.712.815mm2Wts =41.464.659mm2Wbs =9.773.005mm2n =98,087Tegangan yang terjadi pada sisiatas betonatas bajabawah bajaNoJenis BebanMomen M (kNm)ftc (MPa)fts (MPa)fbs (MPa)1Berat sendiri (MS)36,320,4002,2168,75937,1642Beban mati tamb (MA)8,049,37504911,9418,2363Beban lajur "D" (TD)75,150,0004,58418,12476,8954Gaya rem (TB)5,462,60703331,3175,5895Beban angin (EW)4,082,400024909854,1776Beban gempa (EQ)4,436,97802711,0704,540KOMBINASI - 1Tegangan ijin beton :100% * Fc =830MPaTegangan ijin baja :100% * Fs =12,800MPaTegangan yang terjadi pada sisiatas betonatas bajabawah bajaNoJenis Bebanftc (MPa)fts (MPa)fbs (MPa)1Berat sendiri (MS)2,2168,7