5.4 perhitungan struktur asd berdasarkan bms 5.4.1...

BAB V PERHITUNGAN KONSTRUKSI

122

5.4 PERHITUNGAN STRUKTUR ASD BERDASARKAN BMS

5.4.1 Sandaran

5.4.1.1 Pembebanan

Menurut BMS 1992 sandaran untuk pejalan kaki harus direncanakan

untuk dua pembebanan rencana daya layan yaitu q=0,75 kN/m, yang bekerja

secara bersamaan dalam arah menyilang dan vertikal pada sandaran serta tidak

ada ketentuan beban ultimit untuk sandaran.

H = 0,70m + 0,20m +0,32m + 0,9 = 2,12 m

Sandaran menumpu pada rangka induk. Untuk perhitungan sandaran

diambil sandaran yang bawah karena mempunyai bentang yang panjang yaitu :

Dengan perbandingan segitiga

659,130,6

12,230,65,2

=−

=m

mmm

l m, ls = 2*1,659m = 3,318 m

- Beban mati = berat sendiri pipa baja,taksir adalah 10 kg/m

- Beban hidup = qH = qV = 0,75 N/mm =75 kg/m

l ls

Gambar 5.51 Sandaran Pada Jembatan

H = 6,30 m

0,70 m0,20 m

5 m

0,9 m0,32 m hs = 2,12m

ls

5 m

B A 3,318 m

Gambar 5.52 Skema Pembebanan Sandaran

q=75 +10 kg/m

This document‐ is Undip Institutional Repository Collection. The author(s) or copyright owner(s) agree that UNDIP‐IR may, without changing the content, translate the submission to any medium or format for the purpose of preservation. The author(s) or copyright owner(s) also agree that UNDIP‐IR may keep more than one copy of this submission for purpose of security, back‐up and preservation:

( http://eprints.undip.ac.id )


123

Sandaran direncanakan menggunakan pipa Ø3” t=3,2mm

5.4.1.2 Data-data Teknis fy

Mpa σijin

Mpa d

mm t

mm A

cm2

Wkg/m

Ix=Iymm4

ix=iy mm

Wx=Wymm3

240 160 76,3 3,2 7,349 5,77 49,2 2,59 12,9

5.4.1.3 Analisa Struktur

- RA = RB = 015,1412

318,3*/852

*==

mmkglq s kg

- Mmax = 972,116318,3*/85*81**

81 22 == mmkglq s kgm

5.4.1.4 Cek Kekuatan dan Kekakuan

a. Terhadap momen

W

M max=σ < σ

67,9012900

11697203 ==

mmNmmσ MPa < 160 Mpa (ok)

b. Terhadap geser

AD

=τ < τ = 0,58*σ

92,19,73415,1410

2 ==mm

Nτ MPa < 0,58*160 = 92,8 MPa (ok)

c. Terhadap lendutan

t

X D

Y

Gambar 5.53 Penampang Pipa Sandaran




124

IE

lq**384

**5 4

=∆ <IE

lq**384

**5 4

=∆

436,149200*/10*0,2*3848,331*/085,0*5

426

4

−==∆ Ecmcmkg

cmcmkg cm 922,0360

8,331=

cm

cm (ok)

Jadi pipa Ø 3” dapat dipakai untuk sandaran.

D=76,3mm

Gambar 5.54 Pemasangan Pipa Sandaran

Rangka utama diagonal

Plat landas t=10 mm

begel penjepit U Ø16 mm




125

5.4.2 Lantai Kendaraan dan Trotoar

Karena menggunakan metal deck maka beban diarahkan kesatu arah

sehingga termasukdalam sistem pelat satu arah, sehingga bisa diasumsikan

sebagai konstruksi yang terletak menerus diatas beberapa tumpuan.

5.4.2.1 Pembebanan

Dengan menempatkan roda di tengah-tengah pelat diharapkan

mendapatkan momen yang maksimal, dari pada menempatkan 2 roda pada pelat

dengan jarak minimal 1 m.

Untuk tinjauan perhitungan penampang pelat lantai diambil selebar per

segmen metal deck yaitu selebar 400 mm dan sudah dianggap mewakili.

Gelagar memanjang Gelagar melintang

Pelat Lantai Trotoar

5,00 m

0,6 m 1,5 m 1,5 m 1,5 m 1,5 m 0,6 m

Gambar 5.55 Denah Pelat Lantai dan Gelagar

Gelagar memanjang Gelagar melintang

5,00 m Lajur pelat satu arah 0,4 m




126

a. Beban mati lantai

- berat sendiri = 0,2m*0,4m*25kN/m3 = 2,0

- beban perkerasan = 0,05m*0,4m*22kN/m3 = 0,44

- beban air hujan = 0,05m*0,4m*9,8kN/m3 = 0,196

Qd2 = 2,636 kN/m

= 2636 N/m

b. Beban hidup lantai

- beban roda 100 kN = 22 /1000

5,0*2,0100 mkN

mkN

=

= 1000 kN/m2*0,2m*(1,3) =260 = 260 kN/m

Ql2 = 260000 N/m

c. Beban mati trotoar

- berat sendiri = 0,5m*0,4m*25kN/m3 = 5,0 = 5,0 kN/m

Qd1 = 5000 N/m

d. Beban hidup trotoar

Luas trotoar A = b* l = 1m*60m = 60 m2

Qd1 Ql1

Qd2 Ql2

Gambar 5.56 Pembebanan Lantai Jembatan

1,5m 1,5m 1,5m 1,5m 0,6m 0,6m

1,5m 1,5m 1,5m 1,5m 0,6m 0,6m

30 cm20 cm

7,2m




127

BMS 92 10m2 < A < 100m2 , maka:

- beban pejalan kaki Ql1 = 306033,5

3033,5 −=−

A = 3,33 Kpa = 333 kg/m2

= 333 kg/m2*60m2/60m = 333 kg/m

Ql1 = 3330 N/m


Dengan menggunakan bantuan program SAP didapat besarnya:

Momen positif max = 84170,76 Nm = 84170760 Nmm

5.4.2.3 Data-data Teknis MUTU LANTAI DAN TROTOAR MUTU METAL DECK

fc (Mpa) fy (Mpa) fy (Mpa) tdek (mm)

30 400 360 4,5

Panjang total Metal deck per segmen P = 492,4 mm

Luas As = tdek*P = 4,5*492,4 = 2215,8 mm2

Panjang total Metal deck per 1 m lebar P = 1231mm

Berat W = V* γbaja = (0,0045*1,231*1,0)*77 kN/m3 = 0,427 kN/m2

Menentukan titik berat Metal deck :

Y = 54321

)1*5()2*4()3*3()2*2()1*1(AAAAA

YAYAYAYAYA++++

++++

)40*5,4()2,131*5,4()150*5,4()2,131*5,4()40*5,4()25,2*40*5,4()50*2,131*5,4()75,97*150*5,4()50*2,131*5,4()25,2*40*5,4(

++++++++

Y = 8,568,221525,125831

= mm

X = ½*L = ½*400 = 200 mm

Gambar 5.57 Penampang Metal deck Per Segmen

X

Y3Y2

Y1 Y

40 40 15085 85

100 mm 131,2

1

24

3

5

L=400 mm




128

5.4.2.4 Cek Momen Nominal Penampang

d = H-Y = 200-56,8 = 143,2 mm

γ = 0,85-0,007*(fc-28) = 0,85-0,007*(30-28) = 0,836 dan 0,65 ≤ γ ≤ 0,85 (ok)

Ku = 261,0836,01*

30360*

2,143*10008,2215*

85,011**

**

85,01

==γc

ys

ff

dbA

a = γ*Ku*d = 0,836*0,261*143,2 = 31,2 mm

z = d-a/2 = 143,2-(31,2/2) = 127,6 mm

Mn = fy*As*d* ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

c

ys

ff

dbA **

*6,01

Mn = 7,10150279830360*

2,143*10008,2215*6,012,143*8,2215*360 =⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛− Nmm

Mu ≤ Ø*Mn

84170760 Nmm ≤ 0,9*101502798,7 Nmm

84170760 Nmm ≤ 91352518,82 Nmm

8,417 Tm ≤ 9,135 Tm (ok)

Jadi Metal deck bisa digunakan sebagai tulangan positif searah pelat lantai

jembatan.

5.4.2.5 Penulangan Pelat Lantai dan Trotoar

Tulangan pada serat atas pelat lantai dan trotoar digunakan tulangan

susut, yaitu sebesar:

As = 18%*b*h = 0,18%*1000*200 = 360 mm2

Dipakai tulangan ØD 10-200 = 393 mm2 (arah x dan y)




129

5.4.2.6 Gambar Penulangan Pelat dan Trotoar

ØD10-200 ØD10-200

50 cm

Plat 10cm Metal deck 10cm

CL

150 cm 150 cm 60 cm

Gelagar memanjang

500

cm

Gambar 5.58 Penulangan Plat Lantai Kendaraan

ØD10

-200

ØD10-200

ØD10

-200

ØD10-200

Gel

agar

mem

anja

ng

10 c

m

10 c

m

ØD 0

-200

½

.q

ØD10

-200

ØD10-200 ØD 10-200




130

5.4.3 Gelagar Memanjang

5.4.3.1 Pembebanan

A. Gelagar Memanjang Tengah

a. Beban mati

- Beban lantai = 0,2m*1,5m*25kN/m3 = 7,5 kN/m

- Beban perkerasan = 0,05m*1,5m*22kN/m3 = 1,65 kN/m

- Beban air hujan = 0,05m*1,5m*9,8kN/m3 = 0,735 kN/m

- beban metal deck = 0,427kN/m2*1,5m = 0,64 kN/m

qd = 10,525 kN/m

= 10,525 N/mm

b. Beban hidup

- Beban D

Beban UDL

untuk L = 50 m, maka:

ql = 4,6155,0*0,8 =⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ + Kpa

LKpa = 640 kg/m2 = 6,4 kN/m2

ql = 6,4kN/m2*1,5m = 9,6 kN/m = 9,6N/mm

Gambar 5.60 Pengaruh Beban D pada Gelagar Memanjang

UDL,KEL

½.UDL,KEL ½.UDL,KEL

1,5 m

0,25 m 0,25 m

1,5 m1,5 m1,5m

1,5 m

5,5 m

Arah gelombang Metal deck

Lx

Ly

Gambar 5.59 Penyaluran Beban gelagar memanjang

Gelagar melintang

Gelagar memanjang




131

Beban KEL

Beban dinamik (DLA)

Bentang jembatan 20<LE<90 , maka DLA = 0,525-(0,0025* LE) = 0,4

p = 44kN/m*1,5 m*(1,05) = 69,3 kN = 69300 N

- Beban T

qT = 45,67438,005,1*

3,35,1*

2100*

3,3*

2==

bDLAsT = 67,45 kN/m

= 67,45 N/mm

B. Gelagar Memanjang Tepi

a. Beban mati

- Beban lantai = 0,2m*(0,3+0,75)m*25kN/m3 = 5,25 kN/m

- Beban trotoar = 0,3m*0,3m*22t/m3 = 1,98 kN/m

- beban metal deck= 0,427kN/m2*(0,3+0,75)m = 0,448 kN/m

qd = 7,678 kN/m

= 7,678 N/mm

B A

Gambar 5.62 Model Struktur Gelagar Memanjang Tengah

ql = 9,6 N/mm

p = 69300 N

5m

qT = 67,45 N/mm

qd = 10,525 N/mm

Gambar 5.61 Penyebaran Beban Roda Dalam Lantai Baja

α 22,5o

0,2 0,1190,1190,438

α 11,25o0,6

1,5 0,5 T=100kN

Gelagar memanjang




132

b. Beban hidup

- Beban UDL

ql = 3kN/m2*0,75m = 2,25 kN/m = 2,25 N/mm

Beban KEL

pl = 22kN/m*0,75m*(0,5) = 8,25 kN = 8250 N

- Beban T

qT = 45,67438,04,0*

3,35,1*

2100*

3,3*

2==

bDLAsT kN/m = 67,45 N/mm

- Beban Hidup Trotoar

pt = 3,33kN/m*0,25m = 0,8325 kN = 83,25 N

5.4.3.2 Menentukan Profil Gelagar Memanjang

Untuk profil gelagar memanjang tengah dan tepi dibuat sama yaitu

dipilih profil IWF 450*200*9*14 dengan data profil sebagai berikut: fy

Mpa Wx cm3

A cm2

Wkg/m

Ixcm3

Hmm

Bmm

tw

mm tf

mm ix

mm

iymm

360 1490 114,2 96,76 33500 450 200 9 14 186 44

H=450mm

Gambar 5.64 Penampang Profil Gelagar Memanjang

Metal deck10 cm10 cm

B= 200mm

t2=14mm

t1=9mm

Plat lantai

r=18mm

B A

Gambar 5.63 Model Struktur Gelagar Memanjang Tepi

ql = 2,25 N/mm

pl = 8250 N

5m

qT = 67,45 N/mm

qd = 7,678 N/mm

pt =83,25 N




133



a. Gelagar Memanjang Tengah

- Momen positif max = 46148036,42 Nmm

- Gaya lintang max = 20403,25 N

b. Gelagar Memanjang Tepi

- Momen positif max = 16844880,33 Nmm

- Gaya lintang max = 9307 N

Dipilih yang terbesar/menentukan yaitu “ a”

5.4.3.4 Cek Kekuatan

a. Tegangan lentur

σbs= σts= 718,3091490

3642,461480max3 ==

cmkgcm

WxM kg/cm2 < σ =1900 kg/cm²..ok

b. Tegangan geser

866,1722,114

325,2040===

cmkg

AwDτ kg/cm2<0,58*1900=1102kg/cm2.....ok

5.4.3.5 Cek Kekakuan/Lendutan

∆= profIE

lPprofIElqu

.**48*

.**384**5 34

+ .....< ∆ = 1500500

500==

L cm

∆= 1293,01283,000106,033500*10*2*48

500*6930033500*10*2*384

500*027575,8*56

3

6

4

=+=+−E cm

<1cm..........ok

σbs = 309,718kg/cm2

h/2 = 22,5 cm

h/2 = 22,5 cm

σts =309,718kg/cm2

Gambar 5.65 Diagram Tegangan Gelagar Memanjang




134

5.4.4 Gelagar Melintang

5.4.4.1 Gelagar Melintang Tengah

1. Pembebanan

- Beban Reaksi Gelagar Memanjang

Reaksi gelagar memanjang di sini tanpa beban KEL atau pl

P1 = 2* 38553,25 = 77106,5 N

P2 = 2*9307,83 = 18615,66 N

- Beban D (KEL)

Menurut BMS 92 beban KEL P=44 KN/m

p = 44kN/m*(1,05) = 46,2 kN/m = 46,2 N/mm

p = 22kN/m*(1,05) = 23,1 kN/m = 23,1 N/mm

2. Menentukan Profil Gelagar Melintang

Pilih profil IWF 700*300*13*24 dengan data profil sebagai berikut: fy

Mpa Wx cm3

A cm2

Wkg/m

IxCm3

Hmm

Bmm

tw

mm tf

mm ix

mm

iymm

360 5760 235,5 185 201000 700 300 13 24 293 67,8

H=700mm

Gambar 5.66 Penampang Profil Gelagar Melintang Tengah

10 cm10 cm

B= 300mmt2=24mm

t1=13m

r=28mm




135

3. Analisa struktur


- Momen positif max = 612196784 Nmm

- Gaya lintang max = 274530,36 N

4. Perhitungan Komposit

a. Untuk aksi komposit sebagian jumlah shear connector direncanakan dulu

yaitu : digunakan Stud (paku) ds = 16 mm dan Hs = 185 mm

Mutu 8.8 fu = 830 Mpa

Syarat = 6,1116185

==s

s

dH ≥ 4 (ok)

Luas 1 paku Asc = 20116*4

*4

22 ==ππ

sd mm2

Kekuatan 1 paku

Q = 0,5*Asc* cc Ef * usc FA *≤ (N)

Q = 0,5*201* 9,25742*30 = 88319,4 N

Q usc FA *≤ = 201*830 = 166830 N (ok)

Posisi gelombang dek baja sejajar dengan penumpu, maka reduksi

kekuatan paku adalah :

Rpa = 0,11**60,0 ≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

r

s

r

r

hH

hw

Rpa = 1199,11100185*

100235*60,0 ≥=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ maka dipakai reduksi 1

Gambar 5.67 Model Struktur Gelagar Melintang Tengah

0,6 m 1,5 m 1,5 m 1,5 m 0,6 m

KEL

1,5 m

P2 P1 P1 P1 P2




136

Jadi kekuatan1 paku = 1*88319,4 = 88319,4 N

Data perencanaan paku, yaitu:

Jarak Bentang (m) Gaya Lintang D (N) Rencana Paku/Baris

0,6 274530,36 2

1,5 187912,82 2

1,5 38553,252 1

44,88319

)36,274530*%10(36,274530)*%10( 111 =

−=

−=

nQDDn buah

Dengan jarak d1 = 220 mm

n2 = 4 buah d2 = 425 mm

n3 = 2 buah d3 = 566 mm

Jumlah paku setengah bentang : 10 buah

b. Cek kekompakan penampang

Untuk penampang komposit hanya ditinjau pada Web saja.

Web:

[ ] 185,60250360*

1324*2700

250* =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= yf

tbλ ≤ 82

Dari hasil di atas profil adalah berpenampang “kompak”.

be

a = 5m a = 5m c = 0,2m

Gambar 5.69 Potongan Memanjang Lantai Jembatan

be be

2*2@220 2*2@425 1*2@566

600 1500 1500

700.300.13.24

Gambar 5.68 Pemasangan Stud Gelagar Memanjang Tengah

CL




137

c. Lebar efektif plat beton

menurut BMS 92 :

Gelagar tengah

- be ≤ 5l be = 44,1

52,7= m

- be ≤ 12*tmin be = 12*0,10m = 1,2 m

- be ≤ a be = 5 m

Dipilih yang terkecil be = 1,2 m

Tebal beton ekivalen (tbe) dicoba 15 cm, maka:

Angka ekivalensi n = 709,736*4700/10*2

*470010*2 255

≈===MpammN

fcEsEc

Luas beton Fc = 76,21115*7

120* == cmcmtbenbe cm2

Luas profil Fs = 235,5 cm2

Luas total Ft = 235,5cm2 + 211,76cm2 = 467,76 cm2

Ybs = 352

702

==cmh cm

Ybc = 5,8252

15702

=++=++ cmcmcmttbeh cm

Ybkomp = 2

22

76,467)35*5,235()5,82*76,211()*()*(

cmcmcmcmm

FtYbsFsYbcFc +

=+

= 56,46 cm

Gambar 5.70 Penampang Luas Beton Ekivalen Gelagar Melintang Tengah

700 mm

tbe:15cm

t:5 cm

be/n=17,14 cm

b= 300mm




138

Ytkomp = Htot – Ybkomp = (70cm + 20cm) – 56,46cm = 33,54 cm

Ys = Ybkomp – Ybs = 56,46cm – 35cm = 21,46 cm

Yc = Ytkomp - 2.bet = 33,54 cm – 7,5cm = 26,04 cm

Ikomp = Iprof + (Fs*Ys2) + (Fc*Yc2) + 3**121 tbe

nbe

=201000+(235,5*21,462)+(211,76*26,042)+ 315*14,17*121

=467077,008 cm4

5.4.4.1.7 Cek Kekuatan

a. Tegangan Lentur

7*008,467077

33,54cm*kgcm6121967,84*

*4cmnI

YtM

komp

kompc ==σ

28,62 cmkgc =σ < 0,45*fc = 0,45*360 =162 kg/cm2.......ok

[ ]

komp

kompkomp

komp

ts Yt

tdYtI

YtM−

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

=

**

σ

[ ]

207,37454,33

554,33*008,467077

54,33*84,6121967

cmkgts =−⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡

=σ

2740008,467077

46,56*84,6121967*cmkg

IYbM

komp

kompbs ===σ < 1900=σ ....ok

15cm

5 cm

be/n=17,14 cm

σbs = 740kg/cm2

Ys=21,46cm

σc = 62,8 kg/cm2

Gambar 5.71 Diagram Tegangan Gelagar Melintang Tengah Komposit

Ytkomp= 33,54cm

Ybkomp=56,46cm

Yc = 26cm σts = 374,07kg/cm2

Ybs = 35 cm

Ybc = 82,5cm




139

b. Tegangan Geser

268,3270*2,1

3036,2745 cmkgcmcmkg

AwD

===τ < 211021900*58,0 cmkg==τ

5.4.4.1.8 Cek Kekakuan

- Beban Mati

( )IkompE

alaPIkompElP

IkompElqu

**48*4*3*

**48*

**384**5 2234 −

++=∆ < 500

l=∆

⎢⎣⎡++=∆

*4875*1,23*2

008,467077*10*2*48720*25,30553

008,467077*10*2*384720*2,46*5

6

3

6

4

( ) ( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −+⎥

⎦

⎤−008,467077*10*2*48

210*4720*3*210*66,18615*2008,467077*10*2

60*4720*3*6

22

6

22

= 0,173+ 0,254 + 0,00012 + 0,120 = 0,568 cm < cmcm 44,1500

720==∆

5.4.4.2 Gelagar Melintang Tepi

1. Pembebanan

- Beban Reaksi Gelagar Memanjang

Reaksi gelagar memanjang di sini tanpa beban KEL atau pl

P1 = 30553,25 N

P2 = 9307,83 N

- Beban D (KEL)

Menurut BMS 92 beban KEL P=44 KN/m

p = 44kN/m*(1,05) =46,2 kN/m = 46,2 N/mm

p = 22kN/m*(1,05) = 23,1 kN/m = 23,1N/mm

2. Menentukan Profil Gelagar Memanjang

Pilih profil IWF 588*300*12*20 dengan data profil sebagai berikut: fy

Mpa Wx cm3

A cm2

Wkg/m

Ixcm3

Hmm

Bmm

tw

mm tf

mm ix

mm

iymm

360 4620 192,5 151 118000 588 300 12 20 248 68,5




140

3. Analisa struktur


- Momen positif max = 431593764 Nmm

- Gaya lintang max = 199075 N

4. Perhitungan Komposit

a. Untuk aksi komposit sebagian jumlah shear connector direncanakan dulu

yaitu : digunakan Stud (paku) ds = 16 mm dan Hs = 185 mm

Mutu 8.8 fu = 830 Mpa

Kekuatan1 paku = 1*88319,4 = 88319,4 N

Data perencanaan paku, yaitu: Jarak Bentang (m) Gaya Lintang D (N) Rencana Paku/Baris

0,6 199075,29 2

1,5 119614,92 2

1,5 15276,63 1

44,88319

)29,199075*%10(29,199075)*%10( 111 =

−=

−=

nQDDn buah

Dengan jarak d1 = 275 mm

n2 = 4 buah d2 = 566 mm

n3 = 2 buah d3 = 566 mm

Jumlah paku setengah bentang : 10 buah

2*2@275 2*2@566 1*2@566

600 1500 1500

588.300.12.20

Gambar 5.72 Pemasangan Stud Gelagar Memanjang Tepi

CL




141

b. Cek kekompakan penampang

Untuk penampang komposit hanya ditinjau pada Web saja.

Web:

[ ] 8,54250360*

1220*2588

250* =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= yf

tbλ ≤ 82

Dari hasil di atas profil adalah berpenampang “kompak”.

c. Lebar efektif plat beton

menurut BMS 92 :

Gelagar tepi

- be ≤ (L/10)+c be = (7,2/10)+0,2 = 0,92 m

- be ≤ 6*tmin be = 6*0,10 = 0,6 m

- be ≤ (a/2)+c be = (5/2)+0,2 = 2,7 m

Dipilih yang terkecil be = 0,6 m

Tebal beton ekivalen (tbe) dicoba 15 cm, maka:

Angka ekivalensi n = 709,736*4700/10*2

*470010*2 255

≈===MpammN

fcEsEc

Luas beton Fc = 57,12815*7

60* == cmcmtbenbe cm2

Luas profil Fs = 192,5 cm2

Luas total Ft = 192,5cm2 + 128,57cm2 = 321,07 cm2

Ybs = 4,2928,58

2==

cmh cm

Gambar 5.73 Penampang Luas Beton Ekivalen Gelagar Melintang Tengah

588 mm

tbe:15cm

t:5 cm

be/n=8,57 cm

b= 300mm




142

Ybc = 3,7152

158,582

=++=++ cmcmcmttbeh cm

Ybkomp = 2

22

07,321)4,29*5,192()3,71*57,128()*()*(

cmcmcmcmm

FtYbsFsYbcFc +

=+

= 46,178 cm

Ytkomp = Htot – Ybkomp = (58,8cm + 20cm) – 46,178cm = 32,622 cm

Ys = Ybkomp – Ybs = 46,178cm – 29,4 cm = 16,778 cm

Yc = Ytkomp - 2.bet = 32,622 cm – 7,5cm = 25,122 cm

Ikomp = Iprof + (Fs*Ys2) + (Fc*Yc2) + 3**121 tbe

nbe

=118000+(192,5*16,7782)+(128,57*25,1222)+ 315*57,8*121

=255754,670 cm4

5.4.4.2.1 Cek Kekuatan

a. Tegangan Lentur

7*67,255754

32,622cm*kgcm4315937,64*

*4cmnI

YtM

komp

kompc ==σ

264,78 cmkgc =σ < 0,45*fc = 0,45*360 =162 kg/cm2.......ok

[ ]

komp

kompkomp

komp

ts Yt

tdYtI

YtM−

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

=

**

σ

[ ]

2129,466622,32

5622,32*67,255754

622,32*64,4315937

cmkgts =−⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡

=σ

226,77967,255754

178,46*64,4315937*cmkg

IYbM

komp

kompbs ===σ <

1900=σ ....ok




143

b. Tegangan Geser

2272,5648,58*6,0

529,19907 cmkgcmcmkg

AwD

===τ < 211021900*58,0 cmkg==τ

5.4.4.2.2 Cek Kekakuan

- Beban Mati

( )IkompE

alaPIkompElP

IkompElqu

**48*4*3*

**48*

**384**5 2234 −

++=∆ < 500

l=∆

⎢⎣⎡++=∆

*4875*1,23*2

67,255754*10*2*48720*25,30553

67,255754*10*2*384720*2,46*5

6

3

6

4

( ) ( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −+⎥

⎦

⎤−67,255754*10*2*48

210*4720*3*210*83,9307*267,255754*10*2

60*4720*3*6

22

6

22

= 0,316+ 0,464 + 0,0002 + 0,11 = 0,889 cm < cmcm 44,1500

720==∆

15cm

5 cm

be/n=8,57 cm

σbs = 779,26kg/cm2

Ys=16,78cm

σc = 78,64 kg/cm2

Gambar 5.71 Diagram Tegangan Gelagar Melintang Tengah Komposit

Ytkomp= 32,62cm

Ybkomp=46,18cm

Yc = 25,12cm σts = 466,129kg/cm2

Ybs = 29,4 cm

Ybc = 71,3cm




144

5.4.4.3 Sambungan Gelagar Memanjang dengan Gelagar Melintang

a. Beban yang bekerja :

- Beban reaksi gelagar memanjang = 30553,25 N

- Beban KEL = 69300 N

Pu = 99853,25 N

b. Material penyambung

- Plat penyambung = 2L 120.120.15 fup = 520 Mpa

fy

Mpa

A cm2

w mm

bmm

Wx=Wycm3

Ix=Iy

cm4

ix= iymm

iη

mm iξ

mm

360 33,9 55 120 52,5 446 36,3 23,4 45,6

- Baut mutu 8.8 = d 20 mm fuf = 830 Mpa

Ac = 225 mm2 As = 245 mm2

c. Syarat jarak baut

- Tengah 2,5*d ≤ S ≤ 7*d 60 – 168 diambil 80 mm

- Tepi 1,5*d ≤ S1≤ 3*d 36 – 72 diambil 40 mm

1. Baut Geser

a. Cek pola baut

Lj = 320mm (300 < Lj < 1300) kr = 1,075 – Lj/4000 = 0,995

Ngeser = Ø*Vf Ntumpu = Ø*Vb

= Ø*0,62* fuf*kr*nc*Ac = Ø*3,2*df*tp* fup

= 0,7*0,62*400*0,995*2*225 = 0,7*3,2*20*15*520

= 161288,505 N = 349440 N

Ntumpu = Ø*Vb Ntumpu = Ø*Vb

Gambar 5.72 Sambungan Gelagar Memanjang Terhadap Gelagar Melintang dengan Baut Geser

Pu e1

IWF700*300*13*24

IWF 450*200*9*14

4080

80

40

320 450 80

Y2Y1

Baut geser




145

= Ø*ae*tp* fup = Ø*ae*tp* fup

= 0,7*40*15*520 = 0,7*80*15*520

= 218400 N = 436800 N

Pilih terkecil N = 161288,505 N

M = Pu*e1 = 99853,25 *(13/2+55) = 6140974,875 Nmm

Gaya yang bekerja pada baut:

Akibat gaya geser KVP = 3125,249634

25,99853==

nPu N

Akibat momen KHM = 655,23028120*240*2

120*56140974,872*21*2

*2222 =

+=

+ YYYM N

K = 22HMVP KK + = 051,33765655,230283125,24693 22 =+ ≤N=161288,505N

(ok)

Pola baut geser bisa digunakan!

b. Cek pelat penyambung

a. Kapasitas pelat hubung terhadap kombinasi geser dan momen

Adalah konservatif untuk hanya mempertimbangkan leleh umum dari

pelat seperti yang diuraikan dalam BMS 1992 yaitu:

Ixy = 2*446*104 = 8920000 mm4

ixy = 272,363390*2

8920000= mm

567,10250360*1*

968,265148

250** === y

fxy

eny

fK

iLλ

αc = 0,999

Akibat geser τ = 39,10320*15*2

999,0*25,99853*==

p

cu

AP α

Mpa

Akibat momen σ = 99,11320*15*6/1*2

875,61409742 ==

pWM Mpa

22 *3 τσσ +=i ≤ Ø*fy




146

= 21,62 Mpa ≤ 0,7*360 = 252 Mpa (ok)

b. Kekuatan pelat hubung dalam tumpu

Menurut BMS 1992 “kekuatan pelat dalam tumpu adalah memadai bila

melampaui gaya tumpuan rencana akibat baut dalam geser”

Ø*Vb tumpu = 349440 N

Ø*Vb ujung = 218400 N

Ø*Vb antar lobang = 436800 N

Pilih terkecil N = 218400 N

Vbu ≤ Ø*Vbn

nPu ≤ 218400 N

24963,3125 ≤ 218400 N (ok)

Pelat penyambung bisa digunakan!

2. Baut Geser dan Tarik

e2

Pu

IWF700*300*13*24

IWF 450*200*9*14

4080

80

40

450

80

Titik putar

240160

80

Baut geser+tarik

Pu

IWF 700*300*13*24 IWF 450*200*9*14

4080

80

40

320

700 80

Baut tarik+geser

Gambar 5.73 Sambungan Gelagar Memanjang Terhadap Gelagar Melintang Dengan Baut Geser dan Tarik




147

“Metode pendekatan”

Ntarik = Ø*Ntf Ngeser = Ø*Vf

= Ø*As*fuf = 161288,505 N

= 0,7*245*830 Ntumpu = Ø*Vb

= 142315 N = 218400 N

= 436800 N

M = Pu*e2 = 99853,25*(13/2) = 694046,125 Nmm

ΣY2 = 2*(802+1602+2402) = 179200 mm2

Akibat gaya geser KV = 3,249634

25,99853==

nPu N

Akibat momen KH = 526,929179200

240*694046,125*2 ==

ΣYYM N

1023,0142315

526,929505,1612883,24963

**

2222

≤=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛=⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

tf

H

f

V

NK

VK

φφ (ok)

Pola baut geser dan tarik bisa digunakan!

5.4.5 Pertambatan/Ikatan Angin

5.4.5.1 Pembebanan

Gambar 5.75. Pengaruh Angin dan Beban hidup Terhadap Rangka Utama

Tew1=30%

Tew2

6,17

m

3,08

5 m

3,

085

m

5,22

m

0,95

m

45 m

50 m

6,17 m

Gambar 5.74. Bidang Sisi Rangka Utama dan Beban Hidup

Beban hidup pada lantai kendaraan




148

Luas bidang rangka Ab = (50m+45m)*0,5*6,17m = 293,075 m2

Beban angin yang timbul:

a. Rangka induk

Menurut BMS 92 “luas ekivalen diambil sebagai luas padat jembatan

dalam elevasi proyek tegak lurus, untuk jembatan rangka diambil

sebesar 30% luas yang dibatasi oleh unsur rangka terluar”.

Tew1 = 30%*[0,0006*Cw*(Vw)2*Ab]*(1,2)

= 30%*0,0006*1,2*302*293,075*(1,2)

= 68,368 kN

b. Beban hidup

Menurut BS 92 “apabila ada kendaraan di atas jembatan,maka beban

garis merata tambahan arah horizontal harus diterapkan pada

permukaan lantai jembatan”.

Tew2 = [0,0012*Cw*(Vw)2]*L*(1,2)

= 0,0012*1,2*302*50*(1,2)

= 77,76 kN

1. Tekanan angin atas

RA= 307,4615,6

)95,0*76,77()085,3*368,68(15,6

)95,0*2()085,3*1(=

+=

+ ewew tTkN

P1= 145,59307,46

9==AR kN

P2= 572,22145,5

2==

P kN

RA

RB

Tew1 6,17 m

3,085 m

3,085 m

5,22 m

0,95 m

Tew2




149

2. Tekanan angin bawah

RB = 296,10015,6

)22,5*76,77()085,3*368,68(15,6

)22,5*2()085,3*1(=

+=

+ ewew tT

P1= 029,1010

296,10010

==BR kN

P2= 014,52029,10

2==

P kN

5.4.5.2 Pendimensian Ikatan Angin Atas

1. Batang Vertikal (1-2)

L= 7,2 m, P = -43,448 kN (tekan)

Dicoba profil IWF 200*200*8*12, dengan data profil :

fy

Mpa

A cm2

Wkg/m

Hmm

Bmm

tw

mm tf

mm ix

mm

iy mm

250 63,53 49,9 200 200 8 12 86,2 50,2

Koefisien tekuk (sendi-sendi) K=1

Le = Ke*L = 1*7200 = 7200 mm

a. Tentukan kapasitas penampang (Nn)

Kelangsingan penampang

168250250*

12*28200

=≤=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=− eyflense λλ

4522250250*

8)12*2(200

=≤=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=− eywebe λλ




150

Karena semua elemen pelat adalah kurang dari batas kelangsingan, lebar

efektif dari tiap elemen pelat adalah lebar aktual (Kf = 1)

Jadi Nn = Kf*An*fy

= 1*6353*250

= 1588250 N

b. Tentukan kapasitas tekan unsur (Nc)

Kelangsingan unsur

20043,1432,50

7200

min

≤===iLeλ (batas kelangsingan batang tekan)

4,143250250*1*

2,507200

250**

min

=== yf

eny

fK

iL

λ

αc = 0,212 (interpolasi)

Nc = αc * Nn

Nc = 0,212*1588,25 kN

Nc = 336,709 kN

Nu ≤ Ø*Nc

43,448 kN ≤ 0,9*336,709 kN

4,3448 T ≤ 30,304 T (ok)

2. Batang Diagonal (21-22,55-56)

L= 4,383 m, P = -56,021 kN (tekan)

Dicoba profil IWF 169*125*5,5*8, dengan data profil:

fy

Mpa

A cm2

W kg/m

Hmm

Bmm

tw

mm tf

mm ix

mm

iy mm

Iy

cm4

250 29,65 23,3 169 125 5,5 8 71,8 29,7 1530

Koefisien tekuk (sendi-sendi) didapat K=1

Le = Ke*L = 1*4383 = 4383 mm



169,8250360*

8*25,5125

=≤=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=− eyflense λλ




151

454,33250360*

5,5)8*2(169

=≤=⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ −=− eywebe λλ



Jadi Nn = Kf*An*fy

= 1*2965*250

= 741200 N


Kelangsingan unsur

20057,1477,29

4383

min


57,147250250*1*

7,294383

250**

min

=== yf

eny

fK

iLλ


Nc = 0,229*741,2 = 169,735 kN

Nu ≤ Ø*Nc

56,021 kN ≤ 0,9*169,735 kN

5,6021 T ≤ 15,276 T (ok)

3. Batang Diagonal (37-56)

L= 4,383 m, P = 39,893 kN (tarik)

Dipakai IWF 169*125*5,5*8

a. Menentukan kuat tarik rencana

- Leleh unsur

Nt = Ag*fy = 2965*250 = 741200 N

- Patahan unsur

Nt = 0,85*Kt*An*fu = 0,85*0,85*75%*2965*410 = 658730,344 N

Ambil terkecil Nt = 658730,344 N

Nu ≤ Ø*Nt

39893 N ≤ 0,9*658730,344 N

3,8893 T ≤ 59,286 T (ok)




152

b. Kelangsingan unsur

57,1477,29

4383

min

===iLλ ≤ 300 (konstruksi sekunder) ok

5.4.5.3 Sambungan

Untuk profil I sambungan harus pada kedua sayapnya (jumlah minimal baut

adalah 4 buah/2 per sayap).

a. Material penyambung

- Plat penyambung = tp 10 mm fup = 410 Mpa


Ac = 144 mm2 As = 157 mm2

b. Syarat jarak baut



1. Batang diagonal dengan plat buhul ikatan angin

A. Batang tarik

Besar gaya batang Pu = 39,893 kN

- Kekuatan nominal penyambung

Ngeser = Vf

= 0,62* fuf*kr*nc*Ac

= 0,62*400*1*1*144

= 35712 N

Ntumpu = Vb Ntumpu = Vb

= ae*tp* fup = 3,2*df*tp* fup

= 35*10*410 = 3,2*16*10*410

= 143500 N = 209920 N


- Jumlah baut

24,135712*9,0

39893*

===N

Pn u

φ~ 4 buah (min)




153

- Cek kekuatan tarik profil

Ag = 2965 mm2

An = Ag – (n*dl*tf) = 2965-(4*18*8) = 2389 mm2

Leleh unsur Nt = Ag *fy = 2965*250 = 741250 N

Patahan unsur Nt = 0,85*Kt*An* fup = 0,85*0,85*2389*410 = 707681,5 N

Pilih terkecil Nt = 707681,5 N

Pu ≤ Ø*Nt

39893 N ≤ 0,9*707681,5 N

3,9893 T ≤ 63,691 T (ok)

B. Batang tekan

Besar gaya batang: Pu = 24,119 kN


Ngeser = Vf Ntumpu = Vb

= 0,62* fuf*kr*nc*Ac = 3,2*df*tp* fup

= 0,62*400*1*1*144 = 3,2*16*10*410

= 35712 N = 209920 N


- Jumlah baut

75,035712*9,0

24119*

===N

Pn u

φ~ 4 buah (min)

- Cek kekuatan

Pu ≤ Ø*N

24119 N ≤ 0,9*35712 N

2,4119 T ≤ 2,49 T (ok)

2. Plat buhul ikatan angin dengan rangka utama

Pu = 2*39,893*sin 55,20 = 32,76 kN (tarik)


Ntarik = Ntf Ngeser = Vf

= As*fuf = 35712 N

= 157*400




154

= 62800 N

Ntumpu = Vb

= 209920 N

= 143500 N

Pilih yang terkecil Nt = 35712 N

- Jumlah baut

019,135712*9,0

32766*

===N

Pn u

φ atau pembautan mengikuti pola dari sambungan

rangka utama!

- Cek kekuatan tarik pelat

Ag = 2*10*300 = 6000 mm2

An = 6000-[(2*18*10*2)+(45*4

10*25*2*22

)] = 5141,111 mm2

Pilih terkecil An = 5141,111 mm2


Patahan unsur Nt = 0,85*Kt*An* fup = 0,85*0,85*5141,111*410=1522925,606 N

Pilih terkecil Nt = 1500000 N

Pu ≤ Ø*Nt

32,766 kN ≤ 0,9*1500 kN

21,383 kN ≤ 1350 kN (ok)

Gambar 5.76 Hubungan Batang Diagonal dengan Buhul

35

3555

3555

125 125

35 35

3535

Rangka utama

35169

125

55 35 35

P P

55,2o45

25

300




155

3. Batang vertikal dengan rangka utama

Gaya tekan tidak pengaruh, sehingga yang diperhitungkan adalah beban reaksi

batang. Reaksi berat profil : R = (0,499*7,2*0,6)/2 = 2,15 kN


Ngeser = Vf

= 35712 N



= 50*10*410 = 3,2*16*10*410

= 205000 N = 209920 N

Pilih yang terkecil N = 35712 N

- Cek kekuatan

R ≤ Ø*N

2155 N ≤ 0,9*35712 N

0,215 T ≤ 2,49 T (ok)

- Jumlah baut

067,035712*9,0

2155*

===N

Rnφ

~ 4 buah

P

Gambar 5.77 Hubungan Batang Vertikal dengan Rangka Utama

45110

200

200

200

11045 45

45Rangka utama

100

R

50

50




156

5.4.5.4 Pendimensian Ikatan Angin Bawah

1. Batang Tekan

L= 8,766/2 = 4,383 m, P = -55,992 kN (tekan)

Dicoba profil 2L 90*90*11, dengan data profil L:

fy

Mpa

A cm2

Wkg/m

bmm

dmm

Ix=Iy

cm4

ix= iymm

iη

mm iξ

mm

250 18,7 14,7 90 11 138 27,2 17,5 34,1

Koefisien tekuk (sendi-sendi) K=1

Le = Ke*L = 1*4383 = 4383 mm



1618,7250250*

111190

=≤=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

= eye λλ

Karena elemen pelat adalah kurang dari batas kelangsingan, lebar efektif

dari tiap elemen pelat adalah lebar aktual (Kf = 1)

Jadi Nn = Kf*An*fy

= 1*2*1870*250

= 935000 N


Kelangsingan unsur

Ixy = 2*138*104 = 2720000 mm4

ixy = 968,261870*2

2720000= mm

20052,162968,26

4383≤===

xy

exy i

Lλ (batas kelangsingan batang tekan)

52,162250250*1*

968,264383

250** === y

fxy

eny

fK

iL

λ


Nc = αc * Nn = 0,192*935 = 179,52 kN

Nu ≤ Ø*Nc

55,992 kN ≤ 0,9*179,52 kN




157

55,992 kN ≤ 161,568 kN (ok)

2. Batang Tarik

P = 47,844 kN (tarik)

Dipakai profil L 90*90*11


- Leleh unsur

Nt = Ag*fy = 1780*250 = 445000 N

- Patahan unsur

Nt = 0,85*Kt*An*fu = 0,85*0,85*85%*1780*410 = 470849,638 N

Ambil terkecil Nt = 445000 N

Nu ≤ Ø*Nt

47,844 kN ≤ 0,9*445 kN

47,844 kN ≤ 400,5 kN (ok)


2505,17

4383

min

===iLλ ≤ 300 (konstruksi skunder) ok

3. Kopel

Batang tekan dihubungkan pelat kopel yang direncanakan berjumlah 5

buah sehingga:

5,73015

43831 =

+==

nL

L e mm

5074,415,175,730

min

11 ≤===⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

iL

iL

c

(ok)

758,16774,413,162 22212 =+=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

cm

e

bn

e

iL

iL

iL


Nc = αc * Nn = 0,181*935 kN = 169,235 kN

Nu ≤ Ø*Nc

55,992 kN ≤ 0,9*169,235 kN




158

55,992 kN ≤ 152,312 kN (ok)

Menurut “Centunion” ikatan angin bawah merupakan ikatan angin

sementara (temporary bracing), karena fungsi utamanya adalah sebagai penjaga

kestabilan konstruksi jembatan rangka bentang satu, saat proses perakitan bentang

yang lain (sistim kantilever), sehingga pada akhirnya ikatan angin ini bisa dicopot.

Selain alasan diatas bahwa gaya akibat tekanan angin bawah sudah

dianggap bisa ditahan oleh gelagar-gelagar jembatan.

5.4.6 Rangka Utama

5.4.6.1 Pembebanan

1. Beban Mati

a. Berat sendiri profil rangka baja

b. Ikatan Angin

P2 = (1/2*7,2*0,499) + (1/2*8,496*0,233) = 2,786 kN

P1 = 2*(1/2*8,496*0,233) = 1,979 kN

c. Beban reaksi gelagar melintang

P3 = 274,263 kN (melintang tengah)

P4 = 199,352 kN (melintang tepi)




159

2. Beban Hidup Berjalan

a. Beban UDL

q = 6155,0*0,8 =⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ + Kpa

L,4Kpa = 640 kg/m2 = 6,4 kN/m2

q = (6 kN/m2*5,5m)/2+(3,2kN/m2*0,25m) = 16,9 kN/m

b. Beban KEL

p = (44kN/m*5,5m/2)+(22kN/m*0,25m)*(0,5) =123,75 kN

3. Beban Tekanan Angin

a. Angin atas

b. Angin bawah

Beban-beban diatas diselesaikan dengan program SAP (lampiran)

5.4.6.2 Kombinasi Gaya Batang

Setelah gaya-gaya batang dari beban-beban diatas dikombinasikan maka

didapat kelompok-kelompok gaya batang yang menentukan yaitu:

- Batang horisontal (1,10) P = 2487,486 kN (tarik)





- Batang horizontal (11,19) P = - 4764,348 kN (tekan)

- Batang horizontal (12,18) P = -8496,994 kN (tekan)



- Batang horizontal (15) P = -13399,628 kN (tekan)

- Batang diagonal (20,39) P = -6381,761 kN (tekan)

- Batang diagonal (21,38) P = 6205,888 kN (tarik)









160




5.4.6.3 Pendimensian

1. Batang Horisontal (15)

L= 5 m, P = -13399,628 kN (tekan)

Dicoba profil IWF 458*417*30*50, dengan data profil :

fy

Mpa

A cm2

W kg/m

HMm

Bmm

tw

mm tf

mm ix

mm

iy mm

Iy

cm4

360 528,6 415 458 417 30 50 188 107 60500

Koefisien tekuk (sendi-sendi) Ke=1

Le = Ke*L = 1*5000 = 5000 mm



166,4250360*

50*230417

=≤=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=− eyflense λλ

4532,14250360*

30)50*2(458

=≤=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=− eywebe λλ 4



Jadi Nn = Kf*An*fy

= 1*52860*360

= 19029600 N


Kelangsingan unsur

200471075000

min


4,56250360*1*

1075000

250**

min

===fyK

iL

fe

nyλ





161

Nc = 0,815*19029,6= 15509,124 kN

Nu ≤ Ø*Nc

13399 kN ≤ 0,9*15509,124 kN

1339,9 T ≤ 1395,82 T (ok)

2. Batang Horisontal (5,6)

L= 5 m, P = 13229,580 kN (tarik)

Dipakai profil IWF 458*417*30*50


- Leleh unsur

Nt = Ag*fy = 52860*360 = 19029600 N

- Patahan unsur

Nt = 0,85*Kt*An*fu = 0,85*0,85*85%*52860*520 = 16880576,7 N

Ambil terkecil Nt = 16880576,7 N

Nu ≤ Ø*Nt

13229,58 kN ≤ 0,9*16880,58 kN

1322,96 T ≤ 1519,25 T (ok)


471075000

min

===iLλ ≤ 240 (konstruksi utama) ok

Dengan cara perhitungan yang sama maka pendimensian rangka utama dapat

ditabelkan sebagai berikut:

Tabel 5.4 Hasil Perhitungan Dimensi Rangka Utama

NO BATANG

POSISI BATANG

PANJANG BATANG

m

GAYA BATANG Nu (kN)

PROFIL TERPILIH

αc

KAPASI TAS

TEKAN UNSUR Nc (kN)

LELEH UNSUR Nt (kN)

PATAHAN UNSUR Nt

kN Nu ≤ Ø*Nn

1,2,9,10 Horisontal 5 +6712,098 400*408*

21*21 - - 8005,98 7205,38 6712,098

3,8 Horisontal 5 +9935,865 428*407*

20*35 - - 11518,77 10366,89 9935,865

4,7 Horisontal 5 +12108,05 458*417*

30*50 - - 19029,6 16880,6 12108,05




162

11,12,18,

19 Horisontal 5 -8496,994

428*407*

20*35 0,792 9255,85 - - 8496,994

14,16 Horisontal 5 -12823,949 458*417*

30*50 0,815 13958,2 - - 12823,949

20,21,38,

39 Diagonal 6,77 -6381,761

400*408*

21*21 0,783 8122,68 - - 6381,76

22,23,33,

34 Diagonal 6,77 -4912,664

394*405*

18*18 0,779 5411,37 - - 4912,664

24,25,34,

35 Diagonal 6,77 +3464,701

390*300*

10*16 - - 4896 3908,78 3464,701

26-29,30-

33 Diagonal 6,77 -2202,0875

386*299*

9*14 0,579 2253,03 - - 2202,0875

A. Hubungan Gelagar Melintang Tengah dengan Rangka Utama

Baut mengalami geser dan tarik secara bersamaan!

Pu = 969231,78 N


- Plat penyambung = tp 20 mm fup = 520 Mpa


Ac = 324 mm2 As = 353 mm2


Baut dipasang lurus






163


Kapasitas nominal penyambung

- Tegak lurus sumbu baut:

Lj = 548 mm (300 < Lj < 1300) kr = 1,075 – Lj/4000 = 0,938

Ngeser = Vf


= 0,62*830*0,938*2*324

= 312786,23 N



= 64*10*520 = 3,2*24*10*520

= 332800 N = 399360 N

Ambil terkecil NVf = 312786,23 N

- Searah sumbu baut:

420

e Pu

Titik putar

Baut geser+tarik

140

64

700 750

548

202,5

IWF 458*417*30*50

DIA

FRA

GM

A

IWF

458*

417*

30*5

0

140

280

64

IWF 700*300*13*24

Gambar 5.35 Hubungan Gelagar Melintang Tengah Terhadap Rangka Utama

Pelat sambung t=20 mmPelat simpul t=20 mm

140

140




164

Ntarik = Ntf

= As*fuf

= 353*830

= 292990 N

ΣY2 = 2*(1402+2802+4202) = 548800 mm2

M = Pu*e = 969231,78*( ½*414+ 20) = 220015614,1 Nmm


78,969231==

nPu N

Akibat momen KH = 297,168379548800

420*1220015614,*2 ==

ΣYYM N

1674,0292990*7,0

297,16837923,312786*7,0

973,121153**

2222

≤=⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛=⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

tf

H

f

V

NK

VK

φφ (ok)


B. Hubungan Gelagar Melintang Tepi dengan Rangka Utama

Baut mengalami geser dan tarik secara bersamaan!

Pu = 685390,01 N

a. Material penyambung (idem)


Baut dipasang lurus






165


Kapasitas nominal penyambung

- Tegak lurus sumbu baut:

Lj = 588 mm (300 < Lj < 1300) kr = 1,075 – Lj/4000 = 0,928

Ngeser = Vf


= 0,62*830*0,928*2*324

= 309451,622 N


= 3,2*df*tp* fup = ae*tp* fup

= 3,2*24*10*520 = 69*10*520

= 399360 N = 358800 N

Ambil terkecil NVf = 309451,622 N

- Searah sumbu baut:

450

e Pu

Titik putar

69

Baut geser+tarik

150

69

600

750

588

150

IWF 390*300*10*16

DIA

FRA

GM

A

IWF

390*

300*

10*1

6

150300

IWF 588*300*12*20

Gambar 5.36 Hubungan Gelagar Melintang Tepi Terhadap Rangka Utama

Pelat sambung t=20 mm

Pelat simpul t=20 mm

150

150

150 800

Jacking force Ru=141,8 TonPelat pengaku badan t=10*144




166

Ntarik = Ntf

= 292990 N

ΣY2 = 2*(1502+3002+4502) = 630000 mm2

M = Pu*e = 685390,01*( ½*390+20) = 147358852,2 Nmm


01,685390==

nPu N

Akibat momen KH = 323,105256630000

450*2,147358852*2 ==

∑YYM N

1416,0292990*7,0

323,105256622,309451*7,0

751,85673**

2222

≤=⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛=⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

tf

H

f

V

NK

VK

φφ (ok)


C. Hubungan Antar Rangka Utama


- Plat penyambung sayap = tpf 20 mm fup = 410 Mpa

Plat penyambung badan = tpw 15 mm fup = 410 Mpa


Ac = 225 mm2 As = 245 mm2


Baut dipasang lurus



Baut dipasang selang-seling

- Tengah V 2,5*d ≤ sg ≤ 7*d 50 – 140 diambil 100 mm

- Tengah H sp ≤ 7*d- ½*sg 90 diambil 80 mm

c. Kekuatan nominal penyambung

- Untuk sambungan irisan 2 Ngeser = Vf


= 0,62*830*1*2*225

= 231570 N

Jika dengan pelat pengisi, Ngeser = 85%* Vf = 196834,5 N




167

- Untuk sambungan irisan 1 Ngeser = Vf


= 0,62*830*1*1*225

= 115785 N

Jika dengan pelat pengisi, Ngeser = 85%* Vf = 98417,25 N



= 50*20*410 = 3,2*20*20*410

= 410000 N = 524800 N

Ntumpu = Vb

= ae*tp* fup

= 100*20*410

= 820000 N

d. Contoh perhitungan jumlah baut pada batang dengan Pu terbesar.

Sambungan batang-batang horisontal direncanakan menggunakan

irisan 2, ini dimaksudkan untuk memperkecil jumlah baut agar kebutuhan

luasan pelat simpul menjadi lebih kecil.

1. Batang horisontal tarik (6)

Besar gaya batang Pu = 7160,929 kN


Untuk sambungan irisan 2 Ngeser = Vf = 231570 N

Ntumpu = Vb = 410000 N

= 524800 N

= 820000 N


- Jumlah baut

45231570*7,0

7160929*

===N

Pn u

φ ~ 48 buah

Pada sayap = 16+16 buah

Pada badan = 16 buah




168

- Cek kekuatan tarik profil

Ag = 29540 mm2

An1 = Ag – (n*dl*tf)-(n*dl*tw) = 29540-(4*22*28)-(2*22*18) = 26284 mm2

An2 = Ag – [(n*dl*tf)+ (g

fp

sts

*4*2

Σ )]-(n*dl*tw)

= 29540-[(8*22*28)+(100*4

28*80*2*22

)]-(2*22*18) = 22028 mm2

Pilih terkecil An2 = 22028 mm2


Patahan unsur Nt = 0,85*Kt*An* fup = 0,85*0,85*22028*520 = 8275919 N

Pilih terkecil Nt = 8275919 N

Pu ≤ Ø*Nt

7160,929 kN ≤ 0,9*8275,919 kN

7160,929 kN ≤ 7448,328 kN (ok)

2. Batang horisontal tekan (18)

Besar gaya batang Pu = -7355 kN


Untuk sambungan irisan 2 Ngeser = Vf = 231570 N

Ntumpu = Vb = 820000 N

= 524800 N


- Jumlah baut

46231570*7,0

7355000*

===N

Pn u

φ ~ 48 buah

Pada sayap = 16+16 buah

Pada badan = 16 buah

Berikut tabel jumlah baut rangka utama :




169

Tabel 5.2 Jumlah Baut Rangka Utama

SIMPUL BATANG IRISAN SAMBUNGAN

TEREDUKSI

GAYA BATANG

(kN)

JUMLAH BAUT

(n)

TERPASANG JUMLAH BAUT

TERPASANG (n)

SAYAP SAYAP BADAN

1 H-1 1 - 1119,024 14 8 8 - 16

D-24 1 - -3020,966 38 20 20 - 40

2

D-24 1 - -3020,966 38 20 20 - 40

H-13 1 - -2230,898 28 14 14 - 28

D-36 1 - 2991,843 37 20 20 - 40

3

H-1 2 - 1119,024 7 8 8 4 20

D-36 1 - 2991,843 37 20 20 - 40

D-25 1 - -2507,554 31 20 20 - 40

H-2 2 - 3115,38 20 8 8 8 24

4

D-25 1 - -2507,554 31 16 16 - 32

H-13 2 - -2230,898 14 10 10 6 26

H-14 2 - -4070,94 26 10 10 10 30

D-37 1 - 2486,201 31 16 16 - 32

5

H-2 2 √ 3115,38 23 10 10 8 28

D-37 1 √ 2486,201 37 20 20 - 40

D-26 1 √ -2029,047 30 20 20 - 40

H-3 2 - 4669,811 29 10 10 10 30

6

D-26 1 √ -2029,047 30 16 16 - 32

H-14 2 √ -4070,94 30 12 12 10 34

H-15 2 - -5513,735 35 12 12 12 36

D-38 1 √ 2006,882 30 16 16 - 32

7

H-3 2 - 4669,811 29 14 14 10 38

D-38 1 √ 2006,882 30 16 16 - 32

D-27 1 √ -1567,916 23 16 16 - 32

H-4 2 - 5957,774 37 14 14 14 42

8

D-27 1 √ -1567,916 23 12 12 - 24

H-15 2 √ -5513,735 40 14 14 14 42

H-16 2 - -6535,412 41 14 14 14 42

D-39 1 √ 1547,16 23 12 12 - 24

9

H-4 2 √ 5957,774 44 16 16 16 48

D-39 1 √ 1547,16 23 12 12 - 24

D-28 1 √ -1116,649 17 12 12 - 24

H-5 2 - 6765,158 42 16 16 14 46

10 D-28 1 √ -1116,649 17 10 10 - 20




170

H-16 2 - -6535,412 41 16 16 14 46

H-17 2 - -7156,632 45 16 16 16 48

D-40 1 √ 1093,32 16 10 10 - 20

11

H-5 2 - 6765,158 42 16 16 14 46

D-40 1 √ 1093,32 16 8 8 - 16

D-29 1 √ -681,717 10 8 8 - 16

H-6 2 - 7160,929 45 16 16 16 48

12

D-29 1 √ -681,717 10 6 6 - 12

H-17 2 - -7156,632 45 16 16 16 48

H-18 2 - -7355 46 16 16 16 48

D-41 1 √ 658,801 10 6 6 - 12

13

H-6 2 - 7160,929 45 16 16 16 48

D-41 1 √ 658,801 10 6 6 - 12

D-30 1 √ 658,801 10 6 6 - 12

H-7 2 - 7160,929 45 16 16 16 48

Catatan :

1. Pada jumlah baut terpasang terlihat jumlah baut yang lebih besar dan seragam (terutama

pada sayap), ini dimaksudkan untuk mempermudah perhitungan luas pelat simpulnya dan

penataan pembautannya.

2. H = batang horisontal

D = batang diagonal

√ = tereduksi 15% akibat penggunaan pelat pengisi



5.4 perhitungan struktur asd berdasarkan bms 5.4.1...

Documents