134160564 culvert excel

DIMENSI BOX CULVERT

Lebarbox L= 5.50

Tinggi box H = 3.00

Tebal plat lantai 0.40

Tebal plat dinding 0.35

Tebal plat fondasi 0.35

DIMENSI WING WALL

Panjang wing wall c = 2.00

Tinggi wing wall bagian ujung d = 1.50

Tebal wing wal 0.25

DIMENSI LAINNYA

Tebal plat injak (approach slab) 0.20

Tebal lapisan aspal 0.05

Tinggi genangan air hujan 0.05

h1 =

h2 =

h3 =

tw =

t s =

ta =

th =

20.75

24484

0.2

10202

1.0E-05

Mutu baja:

390

###

240

Mutu beton: K - 250

Kuattekanbeton f5' =0.83*K/10 =

Modulus elastik E = 0.043 *(W 5)l.5* I f5' =

Angka poisson U =

Modulus geser G = E / [2*(1 + u)] =

Koefisien muai panjang untuk beton, a =

Untuk baja tulangan dengan 0> 12 mm: U - 39

Teganganlelehbaja,fG =U*10 =

Untuk bajatulangan dengan 0 ~ 12mm: U -

Teganganlelehbaja,fG =U*10 =

Specific Gravity

Berat beton bertulang 25.00

Berat beton tidak bertulang (beton rabat) 24.00

Berataspalpadat 22.00

Beratjenis air 9.80

Berattanahdipadatkan

kN/m3

W 5 =

W' 5 =

Wa =

WW =Ws

=17.20

Berat sendiri plat lantai, 10.00 kN/m

Berat sendiri plat dinding, 26.25 kN

QMS = h1 * w c =PMS = H * h2 * w c =

NO JENIS

1 Lapisan aspal 0.05 22.00 1.10

2 Air hujan 0.05 9.80 0.49

1.59

TEBAL(m)

BERAT (kNIm3)

BEBANkNIm

Beban mati tambahan: QMA =

17.20

= 35

C= 0

0.7

w s =

R

K =

2.00

1.75

1.00

m mkN/m

Temperatur maksimum rata-rata, 40

Temperatur minimum rata-rata, 15

Koefisien muai panjang untuk beton, 1.0E-05 /°C

Modulus elastis beton, E = 24484 kPa

Perbedaan temperatur pada plat lantai, 12.5

Tmax = oC

Tmin = oC

a =

AT = (Tmax - Tmin ) / 2 = OC

3.00 0.388773

0.21150 17.20

0.456 0.20843

m Ka=

ws = kN/m3

rad 0 = tan-1 (Kh) =

0.940077

1.278313

0.735404

0.346632

cos2 (4)' -0 ) =

cos2 0*{ 1 + I (sin 4)' *sin (4)' - 0) )Icos 0 } =KaG = cos2(4)' - 0)I[ cos20*{1 + I(sin 4)' * sin (4)' - 0))Icos 0 }] =

AKaG = KaG - Ka =

No Jenis Beban KOMB-1 KOMB-2 KOMB-3

AKSI TETAP

1 Berat sendiri (MS) 1.30 1.30 1.30

2 Beban mati tambahan (MA) 2.00 2.00 2.00

3Tekanantanah(TA) 1.25 1.25 1.25

AKSI TRANSIEN

4 Beban truk "T" (TT) 2.00 1.00

5 Gaya rem (TB) 2.00 1.00

AKSI LINGKUNGAN

6 Beban angin (EW) 1.00 1.20

7 Pengaruh temperatur (ET) 1.00 1.20

8 Beban gempa statik (EQ) 1.00

9 Tekanan tanah dinamis (EQ) 1.00

Faktor Beban

KMS

KMA

KTA

KTT

KTB

KEW

KET

KEQ

KEQ

TABLE: Element Forces - FramesFrame Station OutputCase

Text m Text KN KN KN-m

PLAT DINDING

1 0 COMB1 -217.422 --41.370 -58.026

1 1.5 COMB1 -217.422 -77.103 33.180

1 3 COMB1 -217.422 -94.029 163.880

1 0 COMB2 -149.962 -13.753 -35.896

1 1.5 COMB2 -149.962 -49.486 13.884

1 3 COMB2 -149.962 -66.412 103.159

1 0 COMB3 --70.550 52.525 45.002

1 1.5 COMB3 --70.550 10.083 -1.281

1 3 COMB3 --70.550 -26.969 12.057

2 0 COMB1 -225.362 58.970 88.993

2 1.5 COMB1 -225.362 94.703 -28.613

2 3 COMB1 -225.362 111.629 -185.714

2 0 COMB2 -153.931 22.553 51.380

2 1.5 COMB2 -153.931 58.286 -11.601

2 3 COMB2 -153.931 75.212 -114.076

2 0 COMB3 --86.690 -16.745 17.952

2 1.5 COMB3 --86.690 25.697 10.565

2 3 COMB3 --86.690 62.749 -56.443

PLAT LANTAI

3 0 COMB1 -102.829 -183.297 --163.880

3 0.45833 COMB1 -102.829 -175.419 -81.675

3 0.91667 COMB1 -102.829 -167.542 -3.079

3 1.375 COMB1 -102.829 -159.664 71.905

3 1.83333 COMB1 -102.829 -151.786 143.279

3 2.29167 COMB1 -102.829 -143.908 211.043

3 2.75 COMB1 -102.829 --136.030 275.195

3 2.75 COMB1 -102.829 143.970 275.195

3 3.20833 COMB1 -102.829 151.848 207.404

3 3.66667 COMB1 -102.829 159.725 136.002

3 4.125 COMB1 -102.829 167.603 60.989

3 4.58333 COMB1 -102.829 175.481 -17.635

3 5.04167 COMB1 -102.829 183.359 -99.869

3 5.5 COMB1 -102.829 191.237 -185.714

3 0 COMB2 -70.812 -115.837 -103.159

3 0.45833 COMB2 -70.812 -107.866 -51.894

3 0.91667 COMB2 -70.812 -99.896 -4.282

3 1.375 COMB2 -70.812 -91.926 39.678

3 1.83333 COMB2 -70.812 -83.956 79.984

3 2.29167 COMB2 -70.812 -75.985 116.637

Pu ~u Mu

TABLE: Element Forces - FramesFrame Station OutputCase

Text m Text KN KN KN-m

3 2.75 COMB2 -70.812 -68.015 149.637

3 2.75 COMB2 -70.812 71.985 149.637

3 3.20833 COMB2 -70.812 79.955 114.817

3 3.66667 COMB2 -70.812 87.925 76.345

3 4.125 COMB2 -70.812 95.896 34.219

3 4.58333 COMB2 -70.812 103.866 -11.559

3 5.04167 COMB2 -70.812 111.836 -60.991

3 5.5 COMB2 -70.812 119.806 -114.076

3 0 COMB3 -44.859 -36.425 -12.057

3 0.45833 COMB3 -44.859 -29.009 2.938

3 0.91667 COMB3 -44.859 -21.593 14.534

3 1.375 COMB3 -44.859 -14.177 22.732

3 1.83333 COMB3 -44.859 -6.761 27.530

3 2.29167 COMB3 -44.859 0.654 28.930

3 2.75 COMB3 -44.859 8.070 26.930

3 2.75 COMB3 -44.859 8.070 26.930

3 3.20833 COMB3 -44.859 15.486 21.532

3 3.66667 COMB3 -44.859 22.902 12.735

3 4.125 COMB3 -44.859 30.318 0.539

3 4.58333 COMB3 -44.859 37.734 -15.057

3 5.04167 COMB3 -44.859 45.149 -34.051

3 5.5 COMB3 -44.859 52.565 -56.443

Pu ~u Mu

TABLE: Joint Reactions

1 COMB1 217.422

1 COMB2 149.962

1 COMB3 70.550

3 COMB1 225.362

3 COMB2 153.931

3 COMB3 86.690

Joint TextOutputCase

Text P KN

275.195 kNm

143.970 kN

kN225.362

185.714 kNm

111.629 kN

20.75

390

400

50

2.00E+05

0.85

0.023297

5.498053

0.80

275.195

350

1000

343.994

2.80811

Mutu beton: K - 250 Kuat tekan beton,fc'=

Mutu baja: U - 39 Tegangan leleh bajafy =

Tebal slab beton, h =

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' =

Modulus elastis baja, Es =

Faktor bentuk distribusi tegangan beton, 1 =

pb = ~1*0.85 * fc'I f y * 600 I ( 600 + fy ) =Rmax = 0.75 * pb* f y * [1 - I/*0.75* pb * fyI (0.85 * fc ) ] =

Faktor reduksi kekuatan lentur, =

Momen rencana ultimit, Mu =

Tebal efektif slab beton, d = h - d' =

Ditinjau slab beton selebar 1 m, b =

Momen nominal rencana, M n = Mu I =

Faktor tahanan momen, R n = M n * 10 !6 I ( b * d2) =

Rasio tulangan yang diperlukan:

Rn < Rmax (OK)

0.00789

Rasio tulangan minimum, 0.0012

Rasio tulangan yang digunakan, p = 0.00789

Luas tulangan yang diperlukan, 2760.

mm2

p = 0. 85 * fc U I fy * [ 1 ! ~ * [1 _2* RnI(0.85*fcU )]=

p = 0.5 I f y =min

As = p * b * d =

177.796

D25 - 150

3272

2

160.253

D13 - 150

mm mm

Diameter tulangan yang digunakan, Jarak tulangan yang diperlukan,Digunakan tulangan,As

Tulangan bagi diambil 30% tulangan pokok,Diameter tulangan yang digunakan, Jarak tulangan yang diperlukan,Digunakan tulangan,As

D25

s = it I 4 * D2 * b I As =

= it I4*D2*bIs = As' = 30%*A s =

mm2 mm2

mm mm

D13

s = it I 4 * D2 * b I As =

=itI4*D2*bIs = 885 mm2

MPa20.75

1.367 MPa

0.60

140.00

0.40 0.30

0.25 m b= 0.50 m

1.2 1200 mm

1.4 1400 mm

350 mm

1820000

2487.14

1492.289 kN

2.0

280.000 kN

Mutu Beton: K - 250 Kuat tekan beton,fc'=

Kuat geser pons yang disyaratkan,fv = 0.3 * @ fc'=

Faktor reduksi kekuatan geser pons, =

Beban roda truk pada slab,h=

PTT =m a=

kN m

ta= u =a+2*ta

+h=m =

v=b+2*ta+h= m =

Tebal efektif plat, d =

Luas bidang geser pons, Av = 2 * ( u + h ) * d =mm2 kN

Gaya geser pons nominal, P n = A v* fv *10-3 =

Kekuatan slab terhadap geser pons, * P n =

Faktor beban ultimit, KTT =

Beban ultimit roda truk pada slab,Pu = KTT * PTT*1 0-3 =

225.362

185.714

20.75

1000

350

50

0.714286

350000

kNkNm MPa mm mm mmmm2

Tulangan tekan, I D 25 - 200

Tulangan tarik, I D 25 - 200

I D 25 -200

I D 25 -200

0.701

Luas

2454.37

0.701 2454.37

Rasio tulangan total = 1.402 tul. total =

Tulangan tarik (As):

mm2 mm2

mm2

Tulangantekan(As'):

Rasio tul. tarik p =% % %

As =

Rasio tul. tekan p' = As' =

4908.74

20.75

390

225.362

185.714

111.629

0.75

1000

350

50

300

4909

1245.000

933.750

MPa MPa kNkNm kNmmmmmmm mm2

kN kN

73

L= 5.50

1.624

162.3617

qc = nilai konus pada kedalaman Z, qc =

Lebarfondasi, L=

qa =qc /50*[(L+0.30)/L ]2 =

qa =

N = nilai SPT hasil pengujian, N = 12

L= Lebarfondasi, L= 5.50

Z = Kedalaman fondasi, Z = 1.00

1.06

1.06

167.6727

Kd=1+0.33*Z/L=

Diambil, Kd =

qa =12.5*N*[(L+0.3)/L]*Kd =

17

8

7

502

167.371

Nq = (40+5*4)/(40 - 4) =

Ny = (6*4)/(40 - 4) =qult =1.3*C*Nc +y*Z*Nq+0.5*y*L*Ny=

qa = qult /3 =

No Uraian Daya Dukung Tanah

1 Pengujian Sondir (Meyerhoff) 162

2 Pengujian SPT (Bowles) 168

3 Pengujian Lab. Hasil boring (TerZaghi dan Thomlinson) 167

162

160

0.65

104

qa

(kN/m2)

Dayadukungtanahterkecil, qa =

Diambil daya dukung nominal tanah: qa =

Faktor reduksi kekuatan, 4 =Kapasitasdukungtanah, 4 *qa =

20.75

390

2.00E+05

0.85

0.80

1000

350

50

300

0.023297

253.678

2.81865

Mutu beton: K - 250 Kuat tekan beton,fc'=

Mutu baja : U - 39 Tegangan leleh bajafy =

Modulus elastis baja, Es =

Faktor bentuk distribusi tegangan beton, 1 =

Faktor reduksi kekuatan lentur, 4 =

Ditinjau slab beton selebar 1 m, b =

Tebal slab fondasi, h =

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' =

Tebal efektif slab beton, d = h - d' =

pb = ~1* 0.85 * fc'/ f y * 600 / ( 600 + fy ) =Rmax = 0.75 * pb * f y * [1 - 11*0.75* pb * f y / ( 0.85 * fc')] =5.498053

Momen nominal rencana, M n = Mu / 4 =

Faktortahanan momen, R n = Mn * 10!6/( b * d2) =

Rasio tulangan yang diperlukan:

Rn < Rmax (OK)

0.00792

Rasio tulangan minimum, 0.00299

Rasio tulangan yang digunakan, 0.00792

Luas tulangan yang diperlukan, 1267.36

mm2

p

= 0. 85 * fc ' / fy * [ 1 ! ~

* [1 _2* Rn/(0.85*fc' )]=

p = 0.5 / f y =min

p =

As = p * b * d =

387.321

D25 -200

2454

380

349.105

D13 -200

664

mm mm

Diameter tulangan yang digunakan, Jarak tulangan yang diperlukan,Digunakan tulangan,As

Tulangan bagi diambil 30% tulangan pokok,Diameter tulangan yang digunakan, Jarak tulangan yang diperlukan,Digunakan tulangan,As

D25

s = Tt / 4 * D2 * b / As =

=Tt/4*D2*b/s = As' = 30%*A s = mm2

mm2

mm mm

D13

s = Tt / 4 * D2 * b / As =

=Tt/4*D2*b/s = mm2

PERHITUNGAN STRUKTUR BOX CULVERTJEMBATAN KALIBAYEM D.I. YOGYAKARTA

A. DATA BOX CULVERT

dH

L

mmmmmmmmmmm

B. BAHAN STRUKTUR

MPa MPa

Oleh: Ir. M. Noer Ilham, MT. [C]2008 :MNI-EC

ta c

h2

h1

h3

tsSheet1

C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 1

Sheet2

MPa /°CMPaMPa

I. ANALISIS BEBAN

I. BERAT SENDIRI (MS)

1.3Berat sendiri (self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan

elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiri box culvert dihitung dengan meninjau selebar 1 m (tegak lurus bid. gambar) sebagai berikut:

2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA)

2.0Beban mati tambahan (superimposed dead load), adalah berat seluruh bahan yang

menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umurjembatan. Jembatan dianalisis harus mampu memikul beban tambahan seperti:

H

Sheet3C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 2

Faktor beban ultimit: KMS =

Sheet4

PMS PMS

Faktor beban ultimit: KMA =

1)Penambahan lapisan aspal (overlay) di kemudian hari,2)Genangan air hujan jika sistim drainase tidak bekerja dengan baik,

QMS

L

kN/m

3. BEBAN LALU-LINTAS

3.1. BEBAN LAJUR "D" (TD)

2.0Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata (Uniformly

Distributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

Gambar 1. Beban lajur "D"

LH


Sheet5

QMA

Faktor beban ultimit: KTD =

q=8.0 kPa untukL~30mq=8.0*(0.5+15/L) kPa untukL>30m


106

4

2

020406080100

L (m)

Gambar 2. Intensitas Uniformly Distributed Load (UDL)

5.50

.0044.0kPa kN/mFaktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut:

Bentang, L (m)

50

40

30

20

Untuk panjang bentang, L =KEL mempunyai intensitas, p =

m q=

DLA= 0.4 untukL~50mDLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untuk 50 < L <90 mDLA = 0.3 untuk L ~ 90 m0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Gambar 3. Faktor beban dinamis (DLA)

10

0

61.6kN

5.50DLA=0.4

3.2. BEBAN TRUK "T" (TT)

2.0Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang

Untuk pembebanan lalu-lintas, digunakan beban "T" yang memberikan pengaruh momen

L

PTD = (1 + DLA) * p =

Untuk harga, L =

Beban hidup pada lantai, QTD =

.00 kN/mC[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 5

PTD

Faktor beban ultimit: KTT =

besarnya, T = 100 kNFaktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil, DLA = 0.4Beban truk "T": PTT = (1 + DLA) * T = 140.00 kN

Akibat beban "D": MTD = 1/12 * QTD * L2 + 1/8 * PTD * L = 62.52 kNm

Akibat beban "T": MTT = 1/8 * PTT * L = 96.25 kNm

lebih besar dibandingkan beban "D". MTD < MTT

QTD

H

HL

4. GAYA REM (TB)

2.00Pengaruh percepatan dan pengereman lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam

arah memanjang jembatan dan dianggap bekerja pada permukaan lantai kendaraan.

4.40kN

5. TEKANAN TANAH (TA)

1.25Pada bagian tanah di belakang dinding abutment yang dibebani lalu-lintas, harus diper-

hitungkan adanya beban tambahan yg setara dengan tanah setebal 0.60 m yang berupa beban merata ekivalen beban kendaraan pada bagian tersebut.

gesek dalam , dan kohesi c dengan:

R

R

Berat tanah dipadatkan, Sudut gesek dalam,

Kohesi,Faktor reduksi untuk sudut gesek dalam

PTT PTT


Faktor beban ultimit: KTB =

Besar gaya rem diperhitungkan sebesar 5% dari beban "D" tanpa faktor beban dinamis.

Gaya rem per meter lebar, TTB = 5% * (q * L + p ) =

TTB TTB

Faktor beban ultimit: KTA =

Tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ws, sudut

ws' = ws

' = tan-1 (K R * tan ) dengan faktor reduksi untuk ', K =

c'= Kc R*c denganfaktorreduksiuntukc', Kc =Koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 (450 - ' / 2)

LH

0kPa

0.71.0

R

0.45573

26.1120

0.3887734.012

kN/m

Sheet6

kN/m3


4)' = tan!1 (K4) * tan 4) ) =

rad =

Koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 (450 -4)' / 2 ) =

Beban tekanan tanah pd plat dinding, I_TA1 = 0.60 * w s * Ka =

24.073

I_TA1

I_TA1

HLI_TA2

I_TA2

kN/m

6. BEBAN ANGIN (EW)

1.20Gaya angin tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat bebanangin yang meniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan rumus:

35m/detBeban angin tambahan yang meniup bidang samping kendaraan:

1.764kN/mBidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi

Beban akibat transfer beban angin ke lantai jembatan,

I_TA2 = I_TA1 + H * w s * Ka=

Faktor beban ultimit: KEW =

TEw=0.0012*Cw*(Vw)2 kN/m2 dengan, Cw =1.2

Kecepatan angin rencana, V w =

TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2 =

2.00 m di atas lantai jembatan. h =Jarak antara roda kendaraan x =

I_EP = 1/2*h/ x *T EW =

C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert

7. PENGARUH TEMPERATUR (ET)

1.2Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat penga-

ruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan.

AT

LH

LH

8. BEBAN GEMPA (EQ)

Sheet7

QEW

Faktor beban ultimit: KET =

Sheet8


8.1. BEBAN GEMPA STATIK EKIVALEN

~ = Faktor kepentingan

C = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas) dari strukturjembatan.

Waktu getar struktur dihitung dengan rumus:

untuk menimbulkan satu satuan lendutan (kN/m)

Waktu getar, T (detik)

0.1Untuk struktur dg daerah sendi plastis beton bertulang, maka faktorjenis struktur

F = faktor perangkaan,n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral.

0.150.050.20.10Tanah keras Tanah sedang Tanah lunak

Beban gempa rencana dihitung dengan rumus: TEQ = Kh * I * Wt

dengan, Kh = C * STEQ = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN)

Kh = Koefisien beban gempa horisontal

Wt = Berat total struktur yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan

T = 2 * ~ * ~ [ Wt / ( g * KP ) ]g = percepatan grafitasi (= 9.8 m/det2)

KP = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yg diperlukan

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Kondisi tanah dasar termasuk sedang (medium). Lokasi di wilayah gempa 3.

Koefisien geser dasar, C =

S = 1.0 * F dengan, F = 1.25- 0.025 * n dan F harus diambil ~ 1


Untuk, n = 3 maka: F = 1.25 - 0.025*n= 1.175

S = 1.0 * F = 1 .175

Untuk jembatan yang memuat> 2000 kendaraan / hari, jembatan pada jalan raya

1.0

0.2115

Gaya inersia akibat gempa didistribusikan pada joint pertemuan plat lantai dan plat din-ding sebagai berikut:

44.99

kN

9.52

kN

HL

8.2. TEKANAN TANAH DINAMIS AKIBAT GEMPA

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan

H=

Koefisien beban gempa horisontal, Kh = C * S = 0.2115

utama atau arteri, dan jembatan dimana terdapat route alternatif, maka diambil faktor

kepentingan, I =

Gaya gempa, TEQ = Kh * I * Wt =

*wt

Wt = 1/2 * ( QMS + QMA)* L + 1/2 * PMS =

T EQ=K h *I *Pt=

TEQ TEQ

koefisien tekanan tanah dinamis (AKaG) sebagai berikut:

0 = tan-1 (Kh)KaG = cos2(41 - 0)/[cos20*{1 +/(sin41*sin(41 - 0))/cos0}]AKaG = KaG - Ka

Tekanan tanah dinamis, p = Hw* Ws *AKaG kN/m2

Kh=

4< =

QEQQEQ

LH

17.89kN/m

9. KOMBINASI BEBAN ULTIMIT

10. ANALISIS MEKANIKA STRUKTUR

Analisis mekanika struktur dilakukan dgn komputer menggunakan Program SAP2000 dengan pemodelan Frame-2D untuk mendapatkan nilai momen, gaya aksial, dan gaya geser. Input data dan hasil analisis struktur dengan SAP2000 dapat dilihat pada gambar berikut.


Sheet10

Beban gempa lateral, QEQ = H * W s * AKaG =


Beban mati (MS)Beban mati tambahan (MA)C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 13

Beban tekanan tanah (TA)Beban Truk "T" (TT)C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 14

Beban angin transfer (EW)Beban tekanan dinamis gempa (EQ)C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 15

Gaya Rem (TB)Gaya aksial

Gaya geser


Momen

11. GAYA AKSIAL, MOMEN, DAN GAYA GESER ULTIMIT

Tabel gaya batang hasil analisis dengan SAP2000

12. REAKSI TUMPUAN

PLAT LANTAI

PLAT DINDING

12. PERHITUNGAN PLAT LANTAI

12.1. TULANGAN LENTUR

275.195kNmMPa MPa mm mmkNmmm mm kNm


Sheet12C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 1Sheet13

Sheet14

Momen ultimit rencana untuk plat atas, Mu =Gaya geser ultimit, Vu =

Gaya aksial ultimit, Pu =

Momen ultimit, Mu =Gaya geser ultimit, Vu =


Momen rencana ultimit slab, Mu =Sheet16

Sheet17Sheet18C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 20

12.2. TULANGAN GESER

12.3. KONTROL KUAT GESER PONS

Gaya geser yang dipikul oleh tulangan geser:

71.985kN

13610.76600mm

Jarak tul. geser yang diperlukan, Digunakan tulangan geser:

D 13

115mm600mm

600

Gaya geser ultimit rencana, Vu =Kuat tekan beton,fc<=

Tebal efektif slab beton, d =Ditinjau slab selebar, b =Vc = (Jfc1)I6* b*d *10-3=Faktor reduksi kekuatan geser, =* V c =

* V c > Vu Hanya perlu tulangan geser minimum

Vs = Vu I 2 =

Untuk tulangan geser digunakan besi tulangan: DJarak tulangan geser arah y, Sy =

Luas tulangan geser, As = itI4*D2*(b I Sy) =

mm2

Sx = Asv* f y * d I ( Vs *103 ) =

Jarak arah x, Sx =

Jarak arah y, Sy =

mm

PTT

baVa

uPTT

b

hVVaub

kNMPammmmkN

ta

kN

265.721143.970199.29120.75010000.75350

14. PERHITUNGAN PLAT DIN DING

14.1. TULANGAN AKSIAL LENTUR

h' = h - 2*d' =250

0.0310310.0695831.200%

25


Sheet19

< 4 * P n AMAN (OK)

Gaya aksial ultimit rencana, Pu =Momen ultimit rencana, Mu =Mutu Beton: K - 250 Kuat tekan beton,fc'=Ditinjau dinding selebar 1 m, b =Tebal dinding, h =Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' =mm h'/h =Ag = b * h =

a = Pu / (fc'.Ag) = 13=Mu/(fc'.Ag.h)=

Nilai a dan 13 diplot ke dalam diagram interaksi P-M diperoleh,

Rasio tulangan yang diperlukan, p =Luas tulangan yang diperlukan: As = p * b * h =

Sheet20

4200 mm2

Diameter tulangan yang digunakan, D =

mmTulangan tekan dibuat sama dengan tulangan tarik:

2100

234mm

~a0.069582530.031031800.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40


A = A = 1/2 * A1 =(tekan) (tarik)

mm2

Jarak tulangan yang diperlukan, S = it/4*D2*b /(1/2*As) =

Digunakan: Juml.LaDis dia. Tulangan JarakSheet21d.Mn I (fcE.Ag.h)

0.95

0.90

0.85

0.80

0.75

0.70

0.65

0.60

0.55

0.50

0.45

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

1.00

e/h=0.01

o=o = 3%o = 1%o = 4%o = 2%e/h=0.05

e/h=0.10

e/h=0.15

e/h=0.20

e/h=0.30

e/h=0.50

e/h=1.00

e/h=2.00

dd=

14.2. KONTROL KEKUATAN DENGAN DIAGRAM INTERAKASI P-M

50mm

20.75MPa

390MPa

350mm

###


Jarak pusat tul.thd.tepi beton, d' =

Kuat tekan beton, c'=

Tegangan leleh baja, G =

Tebal dinding h =

Sheet22

DIAGRAM INTERAKSI PLAT DINDING

5000

4500

4000

3500

3000

2500

•~Mn (kN.m)

2000

0

14.3. TULANGAN GESER

> Vu (OK)

1500

1000

500


Mutu beton: K - 250 Kuat tekan beton,fc'=Mutu baja: U - 39 Tegangan leleh bajafy =Gaya aksial ultimit rencana, Pu =Momen ultimit rencana, Mu =Gaya geser ultimit rencana, Vu =Faktor reduksi kekuatan geser, =Ditinjau dinding selebar, b =Tebal dinding, h =Jarak tulangan thd. Sisi luar beton, d' =Tebal efektif dinding, d = h -d' =Luas tulangan longitudinal abutment, As =Kuat geser beton maksimum, V cmax=0.2 * fc'* b * d * 10-3 =* Vcmax =

131=1.4-dI2000 =

131 > 1 diambil, 131 =

132=1 +Pu *10-3/(14*fc '*b*h)=

133 =Vuc = 131*132*133*b*d*,1[As*fc'i(b*d)]*10-3 =

Vc=Vuc+0.6*b*d*10-3=

Vc = 0.3*(Ifc')* b * d *I [1 + 0.3*Pu*103/ (b * d)] *10-3 =Diambil, V c =* Vc =


55.815kN

13221.22600mm

Jarak tul. geser yang diperlukan, Digunakan tulangan geser:

D 13

464mm400mm

600

mm

kN kN kN kN kN

* V c > Vu (hanya perlu tulangan geser minimum)

Vs = Vu I 2 =

Untuk tulangan geser digunakan besi tulangan: DJarak tulangan geser arah y, Sy =

Luas tulangan geser,As; = itI4*D2*(b I Sy) =

mm2

Sx = Asv* f y * d I ( Vs *103 ) =

Jarak arah x, Sx =

Jarak arah y, Sy =

Sheet23

453.820266.395355.193355.193175.1931.0021.2511

15. PERHITUNGAN FONDASI

15.1. DAYA DUKUNG TANAH

5.50m

1.00m

18.4

21

0

0.012

15.1.1. MENURUT MEYERHOFF (DATA PENGUJIAN SONDIR)

m

15.1.2. MENURUT BOWLES (DATA PENGUJIAN SPT)


Lebar dasar fondasi box culvert, L =

Kedalaman fondasi box culvert, Z =

Berat volume tanah, Ws =

kN/m3

Sudut gesek dalam, =

Kohesitanah, C =

kg/cm2

Daya dukung tanah, qa = qc / 50 * [( L + 0.30 ) / L ]2 kg/cm2

Sheet24

kg/cm2

kg/cm2

kN/m2

pukulan/30 cm mm<1.33

15.1.3. MENURUTTERZAGHI DAN THOMLINSON (PENGUJIAN LAB)

1.00m

5.50mParameter kekuatan tanah di dasar fondasi,

1.2

18.40

210

=

15.1.4. REKAP DAYA DUKUNG TANAH

Dayadukungtanah, qa = 12.5* N *[(L + 0.3)/L]* K d kN/m2

dan Kd = 1 +0.33*Z/L ~1.33Sheet25

kN/m2

qult = 1.3 * C * Nc + Y*Z*Nq + 0.5*Y*L*NY

Z = kedalaman fondasi, Z =

L = lebar dasar fondasi, L =


C = kohesi, C = 0.012 kg/cm2 C =

kN/m2

y = berat volume tanah, y =

kN/m3

4 = sudut gesek dalam, 4 =

Faktor daya dukung menurut Thomlinson:

kN/m2 kN/m2

Sheet26

Nc = (22 8 +4.3*4)/(40 - 4)

Sheet27

15.2. KONTROL KAPASITAS DUKUNG TANAH

mmkNkNkN

217.422225.362442.7845.505.500.5061.00104AMAN (OK)

kN/m2 kN/m2

kN/m2

Ditinjau plat dasar selebar, b =Panjang bentang box culvert, L =Gaya reaksi masing-masing tumpuan, P1 =

P2 =

Beban ultimit pada tanah dasar, P u = P1 + P2 =

Luas dasar fondasi, A = L * b =

Tegangan ultimit pada dasar fondasi, u = P u / A =

< 4 * qa =

m2

kN/m2

kN/m2

15.3. PEMBESIAN PLAT FONDASI

15.3.1. TULANGAN LENTUR

0.5065.50

m

202.943kNm MPa MPa MPamm mm mm mmkNm

15.3.1. TULANGAN GESER



kN/m2

Tegangan ultimit pada dasar fondasi,Qu =Panjang bentang box culvert, L =Momen ultimit rencana, Mu = 1/12* Qu*L 2=

Sheet28Sheet29Sheet30C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 2

Gaya geser ultimit rencana, Vu = 1/2 * Ju * L = Kuat tekan beton,fc<=

Kuat leleh baja tulangan,fy =Tebal efektif slab beton, d =Ditinjau slab selebar, b =Vc = (JfcI)/6* b*d *10-3=Faktor reduksi kekuatan geser, 4 =4 * V c =

4 * V c <Vu Perlu tulangan geser

4*Vs=Vu - 4*V c=Vs=Untuk tulangan geser digunakan besi tulangan: DJarak tulangan geser arah y, Sy =

Luas tulangan geser, s; = ic/4*D2*(b / Sy) =Jaraktul. geser yang diperlukan, S x = s; * f y * d / (Vs *103 ) =

D 13

Digunakan tulangan geser:

221.39220.753903001000227.7610.75170.82150.57167.42813600280.37486

400600kN MPa MPa mm mmkN

kN

kN kN

mm

mm

Jarak arah x, Sx = Jarak arah y, Sy =

mm2

mm mm

PEMBESIAN BOX CULVERTC[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 29

D25-200D25-200 D13-200D1 3-400/600D2 5-2 00D1 3-2004002500350

CLD1 3-600/600400D25-1 50D13-150D13-150D13-200D1 3-400/600D25-1 50D1 3-2003000D13-200350D13-200D25-200C[2008]MNI-EC: Perhitungan Struktur Box culvert 30

elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiri box culvert dihitung dengan meninjau selebar 1 m (tegak lurus bid.

menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umurjembatan. Jembatan dianalisis harus mampu

Distributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yang besarnya tergantung pada panjang total L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang

Untuk pembebanan lalu-lintas, digunakan beban "T" yang memberikan pengaruh momen

arah memanjang jembatan dan dianggap bekerja pada permukaan lantai kendaraan.

Pada bagian tanah di belakang dinding abutment yang dibebani lalu-lintas, harus diper-hitungkan adanya beban tambahan yg setara dengan tanah setebal 0.60 m yang berupa

Besar gaya rem diperhitungkan sebesar 5% dari beban "D" tanpa faktor beban dinamis.

Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat penga-ruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan.

S = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi

Gaya inersia akibat gempa didistribusikan pada joint pertemuan plat lantai dan plat din-

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan

utama atau arteri, dan jembatan dimana terdapat route alternatif, maka diambil faktor

dengan pemodelan Frame-2D untuk mendapatkan nilai momen, gaya aksial, dan gaya geser. Input data dan hasil analisis struktur dengan SAP2000 dapat dilihat pada gambar

134160564 culvert excel

Documents