PERENCANAAN LANTAI KENDARAAN,

SANDARAN DAN TROTOAR

1. Perhitungan Lantai Kendaraan

Direncanakan :

- Lebar lantai

- Tebal lapisan aspal

- Tebal plat beton

- Jarak gelagar memanjang

- Jarak gelagar melintang

- Berat Jenis Aspal

- Berat Jenis Beton

- Berat Jenis Air

= 8 m

= 5 cm

= 20 cm > 16,8 cm (AASTHO -

LRFD)

= 1 m

= 2 m

=2,2t/m3

=2,4t/m3

=1 t/

1.1. Pembebanan lantai kendaraan

a. Muatan mati

- Berat sendiri plat lantai = 0,20 x 2,4 = 0,480 t/m2

- Berat lapisan aspal = 0,05 ¥ 2,2= 0,110 t/m2

- Berat air hujan = 0,05 ¥ 1,0= 0,050 t/m2

qm = 0,640 t/m2

b. Muatan hidup

Beban hidup yang bekerja pada lantai kendaraan adalah

beban “T” yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai

beban roda ganda sebesar 10 ton. Beban untuk jembatan kelas

I diambil sebesar 100 % yaitu untuk jembatan permanen.

Beban roda disebar merata pada lantai kendaraan berukuran (1 x

4) m2 yaitu pada jarak antara gelagar memanjang dan gelagar

melintang. Bidang kontak roda untuk beban 100 % adalah (14

x 35) cm2 (sumber: PPPJJR-1987, hal:23). Besarnya T diambil 100

%, maka T = 100 % x 10 = 10 ton. Penyebaran gaya terhadap

lantai jembatan dengan sudut 450 dapat dilihat pada gambar

berikut:

P = 7T

10

20

b2=35 cm

v

P = 7T

a1=a2=14 cm

u

Penyebaran Gaya :

Untuk potongan memanjang lantai :

u = a1 + 2 (1/2 x tebal plat beton + tebal aspal)

= 14 + 2 (1/2 x tebal plat beton +

tebal aspal)

= 14 + 2 {(1/2 x 20) + 5)}

= 44 cm

Untuk potongan melintang lantai :

v = b2 + 2 (1/2 x tebal plat beton + tebal aspal)

= 35 + 2 (1/2 x tebal plat beton +

tebal aspal)

= 35 + 2 {(1/2 x 20) + 5)}

= 65 cm

c. Muatan angin

Muatan angin merupakan muatan sekunder. Berdasarkan

PPPJJR 1987, tekanan angin diambil sebesar 150 kg/m2. Luas

bidang muatan hidup yang bertekanan angin ditetapkan

setinggi 2 m di atas lantai kendaraan, sedangkan jarak as roda

kendaraan adalah 1,75 m.

Reaksi pada roda akibat angin (R) :

R =(jarak gelagar melintang) x (tinggi kendaraan) x (beban angin) x (1/2 x

tinggi)

Jarak as roda4 x 2 x 0, 15 x 1

1,75= 0,7 ton

2 m

A1,75 m

W = 150

kg/m2

1 m

BReaksi pada roda

Reaksi pada lantai

Atau muatan gaya angin dapat juga dicari dengan cara

keseimbangan momen berdasarkan gambar penyebaran beban

pada kendaraan tersebut.

W = 150 kg/m2 x Jarak gelagar melintang x Tinggi kendaraan

= 150 kg/m2 x 4x 2

= 1200 kg = 1,2 ton

RA ; MB = 0 RB ; MA = 0

- (W x 1) + (RA x 1,75) = 0 - (W x 1) + (RB x 1,75) = 0

1,75 RA = W 1,75 RB = W

1,75 RA = 1,2 1,75 RB = 1,20

RA = + 0,7 ton RB = + 0,7 ton

Jadi, reaksi pada roda akibat angin (R) adalah 0,6 ton.

Beban angin ini akan menyebar dengan beban hidup, sehingga

pembebanan akibat beban hidup + beban angin, adalah :

P = 7 + 0,7 = 7,7 ton

1.2. Pembebanan lantai trotoar

Direncanakan :

- Lebar lantai = 1 m

- Tebal lapisan aspal = 5 cm k

- Tebal plat beton = 20 cm

- Berat Jenis Aspal = 2,2 t/m3

- Berat Jenis Beton = 2,4 t/m3

- Berat Jenis Air = 1 t/m3

a. Muatan mati

- Berat sendiri plat lantai = 0,20 x 2,3= 0,46 t/m2

- Berat lapisan aspal = 0,05 x 2,2= 0,11 t/m2

- Berat air hujan = 0,05 x 1,0= 0,05 t/m2

qm = 0,51 t/m2

b. Muatan hidup

Menurut PPPJJR 1987, muatan hidup untuk konstruksi

trotoar diperhitungkan sebesar 500 kg/m2. Beban hidup ini

disebarkan seluas : (lebar trotoar x jarak gelagar melintang ).

Atau dapat ditulis sebagai berikut :

Beban hidup = 500 kg/m2 x 1 m x 4 m

= 500 kg/m2 x 4 m2

= 2000 kg

= 2,0 ton

Dari pembebanan lantai kendaraan dan trotoar dapat ditabelkan sebagai berikut :

Kondisi Pembebanan M Mati(t/m^2) M Hidup (t/m^2)

I Lantai Kendaraan 0.64 7.7II Lantai Trotoar 0.51 2

Dengan memperhatikan kedua pembebanan pada tabel tersebut, dapat

disimpulkan bahwa kondisi I lebih menentukan (karena bebannya besar), dimana:

Momen mati = 0,64 t/m2

Momen hidup =7,7 t/m2

1.3. Perhitungan momen

a. Momen akibat beban mati (berat sendiri)

Berat sendiri(qm) :0,64 t/m2

Ukuran plat : 1,0 m x 2 m

Diasumsikan plat bertumpu pada keempat tepinya.

Lx = 1 m Ly/Lx = 2

Ly = 2 m

Menurut SK SNI T - 15 - 1991 - 03, untuk berbagai

keadaan tepi plat,

dimana masing-masing tepi plat tersebut dapat terletak bebas

atau terjepit penuh.

Momen-momen di dalam plat dapat dihitung dengan peraturan

tabel 4.2.b dari

buku Grafik & Tabel Perencanaan Beton Bertulang (Vis - Kusuma

1997).

MlX = 0,001 x q x lx2 x X x = 41

= 0,001 x 0,64 x (1)2 x 41

= 0,02624 tm

MlY = 0,001 x q x lx2 x x x = 12

= 0,001 x 0, 64 x (1)2 x 12

= 0,00768 tm

MtX = -0,001 x q x lx2 x x x = 83

= -0,001 x 0, 64 x (1)2 x 83

= -0,05312 tm

Mty = -0,001 x q x lx2 x X x = 57

= -0,001 x 0, 64 x (1)2 x 57

= -0,03648 tm

b. Momen akibat beban hidup dan beban angin

Dihitung berdasarkan PBI-1971 pasal 13.3.1, momen

negatif rencana harus dianggap menangkap pada bidang muka

tumpuan persegi, dimana tumpuantumpuan bulat atau dengan

bentuk lain harus dianggap sebagai tumpuan bujur sangkar

dengan luas yang sama.

* Keadaan I

Plat menerima beban satu roda (di

tengah plat) a = 44 cm ; b = 65 cm

Sa

Ly = 2 m

Lx = 1 m

Beban berada di tengah-tengah diantara kedua tepi yang tidak ditumpu untuk :

Ly > 3 x r x Lxr = ½ (tumpuan jepit)

Ly > 3 x 1/2 x 1

2 > 1,5 (memenuhi)

Sehingga lebar kerja maksimum pelat dalam arah bentang lx (Sa) dicari:

Sa =a+ rx LxLy+ rxLx

x Ly

= 0,44+1/2x(1) 2+1/2x(1)

X 2

= 0,752 m

Ø Momen arah bentang Lx :

Mlx =

MoSa

Dimana Mo dianggap sebagai momen maksimum balok di atas

dua tumpuan.

Mo = ¼ x P x Lx = ¼ . 7,7 x 1 = 1,925 tm

2

Sehingga :

Mlx =

=

MoSa

1,9250,752

= 2,55 tm/m

Ø Momen di arah bentang Ly (momen positif ) :

Ly < 2 x Lx

2 < 2 x 1

2 <

Sehingga :

Mly =

2

Mlx4 a

=2,554.0,44

1+ 1+Ly

= 1,35 tm/m

· Keadaan II :

Beban terpusat dua roda simetris terhadap sumbu plat.

Sa SbLx = 1 m

0,06 0,44 1,0 0,44 0,06

Ly = 2 m

3,73

Momen akibat roda

a :

untuk :

Ly > r x Lx

2 > 1/2 x 1

2 > 0,5

sehingga :

Sa = 3/4 x a + 1/4 x r x Lx + v

r = ½ (tumpuan jepit)

= 3/4 x 0,44 + 1/4x ½ x 1 + 0,06

= 0,33 + 0,125 + 0,06

= 0,515m

Ø Momen arah bentang Lx :

Mlx =

Mo

Sa=

1,9250,515

= 3,737 tm/m

Ø Momen arah bentang Ly :

Mly =Mlx

4 a=

4.0,44

= 1,98 tm/m

1+ 1+Ly

Momen akibat roda

b : untuk :

Ly > r x Lx

2 > 1/2 x 1

2 > 0,5

sehingga :

Sa = 3/4 x a + 1/4 x r x Lx

+ v

r = ½ (tumpuan jepit)

= 3/4 x 0,44 + 1/4x ½ x 1 + 0,06

= 0,405 + 0,152 + 2,54

= 0,515 m

Ø Momen arah bentang Lx :

Mlx =

Mo

0,5=

1,925

0,515

2

= 3,737 tm/m

2

Ø Momen arah bentang Ly :

Mly =Mlx

4 a=

3,7374.0,44

= 1,98 tm/m

1+ 1+Ly ,

Dari perhitungan momen roda A dan B, dapat ditabelkan sebagai berikut:

RodaMlx(kg/

m)Mly

(kg/m)A 3737 1980

B 3737 1980

Dari tabel tersebut dipilih roda A (diambil momen maksimum), yaitu:

Mlx = 3,7 tm/m

Mly = 1,98 tm/m

Kesimpulan:

1. Dengan memperhatikan kedua keadaan tersebut di atas dapat ditabelkan

sebagai berikut:

Keadaan

Mlx(kg/m)

Mly (kg/m)

I 2550 1350

II 3730 1980

Jadi, dari tabel dapat disimpulkan bahwa keadaan II lebih menentukan (karena

momennya besar), dimana:

Mlx = 3,73 tm/m

Mly = 1,98 tm/m

2. Momen yang terjadi seluruhnya pada plat lantai (akibat beban

mati) + (beban

hidup + beban angin) adalah :

Mlx = 0,02624 + 3,73 = 3,75 tm = 37,50 kNm

Mly = 0,0768 + 1,98 = 2,05 tm= 20,50 kNm

Mtx = - 0,05312 tm = -0,52 kNm

Mty = - 0,03648 tm = -0,36 kN

1.4. Perencanaan penulangan plat lantai kendaraan

Data perencana an :

- Mutu baja (fy) = 240 Mpa = 2400 kg/cm2

- Mutu beton (f’c) = 30 Mpa = 250 kg/cm2

Ukuran plat beton direncanakan :

- tebal plat beton (h) = 20 cm= 200 mm

- lebar plat beton dihitung tiap 1 m (b) = 100 cm = 1000 mm

- diameter tulangan (D) = 18 mm

- selimut beton (d’) = 5 cm= 50 mm

Tinggi efektif d untuk arah x :

dx = h – d’ - 1/2 Q dx = 200 - 50 - 0,5(18) = 141

mm = 0,141 m Tinggi efektif d untuk arah y :

dy = h – d’ - Q dx - 1/2 Q dy = 200 - 50 - 18- 0,5(18) = 123 mm = 0,123 m

Mu = 37,5 kNm

k =Mu

2=

37,52

= 2358 kNm2

fbd 0,8.1.(0,141)Dari tabel A - 22 pada buku Struktur Beton Bertulang (Istimawan), sesuai dengan

SK - SNI T - 1991 - 03 didapatkan :

rmin = 0,0042

rmax = 0,0255

Berdasarkan hasil interpolasi didapatkan nilai r = 0,0072

As perlu = r.b.d = 0,0072 .1000. 141 = 1015,2 mm2

Berdasarkan Tabel A -5 didapatkan tulangan yang dipakai sesuai

dengan As perlu, jadi digunakan tulangan Æ 18-200 (As = 1272,3

mm2).

Untuk perencanaan penulangan plat lantai yang lain dapat

dilihat pada tabel dibawah ini:

Momen

Mu

(kNm)

Mu/Æ.bd2

(kNm2)r r min

As perlu

(mm2)

Tulangan

Dipakai(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

MLX 37,50 2358 0,0085 1156,2 Æ18-200

MLY 20,50 1289 0,004 0,0040 564 Æ18-350

MtX 0,52 32,7 - 564 Æ18-450

MtY 0,36 22,6 - 0,0040 564 Æ18-450

1.5. Perhitungan Sandaran Jembatan

Data perencanaan :

- Jarak tiang sandaran : 2 m

- Tinggi sandaran (dari trotoar) : 0,90 m

- Profil sandaran : Profil Baja Bulat 48,6 dengan t = 3,2

- Profil tiang sandaran : Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2

- Beban horizontal (PPPJJR - 1987) :100 kg/m

2 m

Tiang Sandaran

0,9 m Sandaran Mendatar

Lantai Trotoar

1.5.1. Pembebanan

a. Sandaran mendatar (railing)

Sandaran direncanakan dibuat dari Profil Baja Bulat 48,6

dengan t = 3,2 dan datanya sebagai beri

kut :

- q = 3,58 kg/m

- Wx = 4,86 cm3

Pembebanan :

- Berat sendiri profil = 3,58 kg/m

- Beban muatan hidup = 100,00 kg (Beban orang yang bersandar)

Momen yang timbul :

Mx = 1/8x q x L2 + ¼ x P x L

= 1/8 x 3,58 x 22 + ¼ x 100 x 2

= 1,79 + 50

= 45,12 kgm

= 4512 kgcm

Tegangan yang timbul :

sytb = Mx

Wx

4512 =

4,86

= 928,4 kg/cm2....................................................< 1600 kg/cm2 (aman)

Dengan demikian Profil B aja Bulat 48,6 dengan t = 3,2

dapat digunakan sebagai sandaran mendatar.

b. Tiang sandaran (railing fast)

Tiang sandaran direncanakan dari Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2.

Tinggi tiang sandaran dari plat lantai kendaraan = tinggi tiang

sandaran + tebal aspal trotoar + tebal beton trotoar + tebal plat

beton lantai

= 90 + 5 + 20 + 20

= 135 cm

= 1,35 m

Direncanakan menggunakan Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2

sebagai tiang sandaran, dengan data sebagai berikut :

- q = 6,78 kg/m - F = 8,636 cm2

- Wx = 17,9 cm3 - ix = 3,04 cm

- Wn = 17,9 cm3 - imin = 3,04 cm

Mutu baja Bj - 41 dengan s = 1600 kg/cm2

Pembebanan vertikal :

- Berat sendiri profil = 1,35 . 6,78 = 9,153 kg

- Sandaran mendatar = 2 . 3,58 = 7,16 kg

- Beban muatan hidup = 100,00 kg

P = 116,313 kg

Menurut PPPJJR - 1987, pasal 1 ayat 2.5.c, halaman 10,

selain beban vertikal, bekerja pula beban horizontal sebesar 100

kg/m dengan titik tangkap 90 cm dari lantai trotoar.

Besar gaya horizontal pada tiang sandaran : P

H = 100 kg/m x 2 m = 200 kgH

90

Kontrol tegangan :

Lk = 2 x 90 = 180 cm

lk 2 × 90

Momen yang timbul : M = 200 kg x 90 cm

= 18000 kg.cm

l = =imin

= 59,23,04

Dari tabel didapat faktor tekuk :

l = 59,2 w = 1,311

Tegangan yang timbul :

sytb =P

Fbrxw +

M

Wn

= 116,318,636

x1,311 +

1800017,90

= 1023,23 kg/cm2 < stk//............................= 1600 kg/cm2 (aman)

Jadi untuk tiang sandaran dapat dipakai Profil Baja Bulat 89,1 dengan t = 3,2