bab 8 jembatan komposit
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
1/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||1
BAB 8 J EMBATAN KOMPOSIT
SUB POKOK BAHASAN :
8.1. Pendahuluan
8.2. Struktur Komposit Baja - Beton
8.3. Pembebanan Pada Struktur Komposit
8.4. Aplikasi dan perhitungan jembatan Komposit
1. Tujuan Pembelajaran Umum :
Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis
Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah
jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus :
a. Mampu menjelaskan bentuk dan kriteria perencanaan jembatan komposit baja beton
b. Mampu melakukan analisa jembatan komposit Baja Beton
8.1. PendahuluanUntuk bentang sampai dengan 30 m komponennya sama dengan jembatan gelagar baja biasa lantai
kendaraan dari beton bertulang yang menyatu dengan gelagar memanjang dan disatukan dengan penghubung
geser (shear connector) tidak memerlukan ikatan rem hanya ada ikatan angin bawah,bila lantai kendaraannya
terbuat dari beton bertulang,maka ikatan angin hanya diperlukan pada saat pendirian, namun di lapangan
sering dipasang secara permanen.bila lantai kendaraannya terbuat dari kayu, maka ikatan angin dan ikatan
rem mutlak diperlukan.
Aksi komposit atau konstruksi komposit dalam struktur adalah interaksi dari elemen struktur yang berbeda dan
dapat terjadi dengan menggunakan material yang sama atau berlainan. Termasuk dalam konstruksi komposit
adalah balok baja-beton, kolom baik terbungkus penuh atau sebagian, atau diikat dengan menggunakan 'shear
connector' dan balok beton.
Konstruksi komposit yang paling umum dalam struktur jembatan adalah komposit baja-beton dimana baja dan
plat beton bertulang (cor ditempat atau prefab) dihubungkan dengan shear connector sehingga bekerja
sebagai satu kesatuan.
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
2/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||2
Balok baja dapat terbungkus penuh dalam beton, terbungkus sebagian, atau ditempatkan dibawah plat. Jika
selimut beton atau beton pembungkus monolit mempunyai ketebalan minimum tertentu, ikatan dengan balok
baja akan memberikan aksi komposit dan akan didapat tambahan kekakuan. Untuk menjamin terjadi aksi
komposit maka harus disediakanshear connector berupa stud, tulangan baja, atau bentuk lain yang dilas
pada flens atas dari balok baja dan tertanam dalam plat beton.
Beberapa sistem komposit dari material konstruksi yang sama dan berlainan. Sistem komposit dari
material yang sama adalah:
1. Struktur monolit, misalnya elemen struktur beton cor ditempat (pondasi, kolom, balok, portal, shear
wall, pelat, panel).
2. Struktur komposit, yaitu antara elemen struktur prefab dengan elemen beton cor ditempat. Contoh:
balok beton cor ditempat dengan plat beton bertulang cor ditempat.3. Struktur orthotropik, terjadi pada balok baja yang berinteraksi dengan plat baja.
Pemasangan jembatan komposit merupakan hal penting dan memerlukan tahapan tahapan yang harus
dilakukan yaitu :
1. Pemasangan jembatan komposit terdiri atas dua tahap, yaitu
- Tahap pemasangan gelagar baja
- Pengecoran lantai yang merupakan bagian struktur dari jenis komposit.
1. Pemasangan gelagar dapat dilaksanakan dengan cara perancah atau dengan cara peluncuran.
2. Pemasangan Gelagar harus mengacu pada desain yang dilaksanakan, karena apabila digunakan dengan
cara peluncuran ( launching ), maka bisa terdapat anggapan dalam perhitungan bahwa gelagar menahan
semua beban mati beton yang berada di atas gelagar sebelum beton mengeras. Sedangkan pada
pemasangan dengan cara perancah, perancah harus dihitung dapat menahan beban gelagar baja dan
beton sebagai beban mati sebelum mengeras.
3. Buat camber sesuai yang disyaratkan , karena dengan tidak adanya camber akan mengurangi kapasitas
keamanan gelagar komposit.
4. Gelagar komposit baru berfungsi sebagai komposit apabila beton yang berada di atas gelagar tersebut
mengeras dan bekerja sama dengan gelagar menjadi satu kesatuan dalam suatu struktur.
5. Komposit terbentuk melalui Shear Connectoryang dipasang pada gelagar melintang.
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
3/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||3
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
4/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||4
Penampang komposit terbentuk jika dua buah komponen bahan (Baja Beton) digabung menjadi satu kesatuan
penampang dan terjadi intreaksi antara komponen-komponen tersebut yang berupa Lantai beton dan Balok baja
dalam menahan beban kerja, masing-masing karakteristik dasar dan meterialnya dari
dua komponentersebut dimanfaatkan secara optimal. Agar terbentuknya interaksi yang baik antara dua komponen
tersebut, gaya geser yang terjadi antara lantai beton dan balok baja ditahan oleh Penghubung Geser
(ShearConnector).
Ada beberapa macam bentuk balok komposit yang sering digunakan sebagai Gelagar jembatan adalah seperti
pada gambar berikut :
Karakteristik penting yang dimilki oleh struktur baja adalah
Kekuatan yang tinggi
Modulus elastisitas yang tinggi
Daktalitas yang tinggi
Karakteristik penting yang dimiliki oleh struktur beton aladah :
Sifat ketahanan yang baik terhadap api
Mudah dibentuk
Relatif murah
Ada dua tipe balok komposit yaitu :
a. Balok komposit dengan penghubung geser
b. Balok baja yang diberi selubung beton
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
5/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||5
Aksi komposit terbentuk dengan adanya transfer geser antara pelat beton danbalok baja yang dapat terjadi
melalui :
a. Mekanisme interlocking antara penghubung geser dan pelat beton
b. Mekanisme lekatan dan frksi sepanjang permukaan atas profil baja yang terkekang di dalam beton dan
mekanisme tahanan geser pada bidang antarapelat beton dan selubung beton disekitar profil baja.
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
6/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||6
8.2. Struktur Komposit Baja dan Beton
Material Komposit
Ciri struktur komposit berdasarkan pada sifat interaksi antara struktur elemen bajadan
beton yang dirancang untuk memanfaatkan kekuatan maksimum dari tiap material dalam
menahan beban. Elemen dan sistem komposit yang dihasilkan secara umummenggambarkan
tingkat efisiensi tinggi dalam menahan beban sehingga biaya menjadiefektif lebih ringan.
Karakteristik terpenting dari struktur baja adalah kekuatan yang tinggi, moduluselastisitas
tinggi, dan daktilitas yang tinggi, yang menghasilkan dimensi elemen berukuran kecil,
bentang bersih yang panjang, dan sifat adaptif yang baik dalam pembuatan dan
penggunaannya. Kelebihan utama lainnya, berhubungan dengan ringannya baja persatuan
luas bangunan, stabilitas dimensional bangunan, kemudahan untuk dimodifikasi, dan
kecepatan pembangunan yang dihasilkan dari prepabrikasielemen dan sambungan. Oleh sebab
itu fungsi dari struktur baja dalam struktur kompositdiorientasikan kedalam beberapa hal berikut :
- Pelat lantai (Floor framing) yang diperlukan untuk menahan bentang bersih antar
kolom yang panjang dan potensi untuk memodifikasi elemen struktur dikemudianhari.
- Mengurangi luas penampang kolom yang diperlukan sehingga jumlah kolom lebih
sedikit serta pelaksanaan menjadi lebih cepat.
- Daerah dengan aktivitas gempa tinggi dimana daktilitas yang tinggi dan berat gedung
yang lebih ringan memberikan suatu keuntungan.
Konstruksi beton memiliki sifat tahan api yang baik, daya lekat massa yang tinggidan biaya
material yang relatif rendah. Konstruksi Beton ini dapat diubah kedalambentuk apapun asal
dapat menghasilkan konstruksi yang kompleks dan bentuk bentuk arsitektural, termasuk
bentuk pracetak yang dibuat memiliki bentuk struktural yangefisien. Penggunaan beton
dalam konstruksi komposit menguntungkan pada aplikasiberikut:
- Pelat lantai, yang mempunyai sifat isolasi pada beton.
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
7/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||7
- Pelat lantai beton membentuk diapraghma horizontal yang kaku, memberikan stabilitas
pada sistem bangunan ketika mendistribusikan kekuatan gempa pada beban lateral yang
menahan elemen.
-Kolom, yang mempunyai kuat tekan beton yang digunakan dengan sangat efektif danbiaya materialnya dapat diperkecil.
8.3. Pembebanan Pada Struktur K omposit
Desain elemen struktur komposit harus memperhitungkan sambungan antaramaterial baja
dan beton, yang ditandai dengan interaksinya bergantung waktu, termasukpengaruh daya tahan
terhadap beban konstruksi sementara, pembagian beban, dankesesuaian deformasi. Perubahan
selanjutnya dalam pembagian beban dikarenakanadanya pemuaian dan penyusutan dari beton.
Beban mati (Dead load) meliputi berat sendiri dari semua elemen tetap meliputirangka
baja, dinding dan kolom beton, selubung beton, plat lantai, lantai baja dan lainsebagainya
Beban hidup (Live load) meliputi semua beban yang disumsikan berubah setelah
digunakan pada struktur lengkap. Beban hidup meliputi beberapa lapisan arsitektural,meubel,
partisi, peralatan dan perlengkapan lainnya.
Ada atau tidak adanya penyokong pada saat pemasangan konstruksi mengakibatkan
adanya hubungan langsung antara beban mati dan beban hidup dalam material komposit.Dulu
sistem rangka lantai komposit sering didesain sebagaisokongan untuk mencegah tegangan lentur
berlebihan akibat beban mati pada elemenkonstruksi baja yang disebabkan oleh berat baja dan
beton segar. Tetapi, Tegangan tinggiseperti itu adalah kekhasan dari konstruksi tanpa sokongan
"unshored". Percobaan pada balok komposit menunjukkan bahwa redistribusi tegangan
berlangsung dalam penampang komposit ketika mendekati batas maksimum. Kekuatan
maksimumpenampang komposit tidak tergantung pada ada atau tidaknya sokongan pada saat
konstruksi. Sebagai hasilnya, seluruh beban yang awalnya diasumsikan, dapat bertindak
berdasarkan penampang komposit keseluruhan, juga pada desain tegangan. Selain itu,
perkiraandefleksi akibat beban mati dari konstruksi harus berdasarkan pada kekakuanpenampang baja itu
sendiri.
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
8/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||8
Sistem Struktur Komposit
Yang termasuk kedalam sistem lantai komposit adalah penyokong balok bajastruktural,
balok melintang, gelagar, atau rangka yang dihubungkan oleh sambungangeser (shear connector)
dengan pelat lantai beton untuk membentuk sebuah balok T efektif yang tahan terhadap beban
terutama beban lentur akibat gravitasi. Kemampuandari sistem ini diakibatkan oleh sifat kuat dari
komponen lantai beton itu, kemampuanjarak bentang baja, dan kemampuan elemen baja.
Keuntungan dari sistem lantai komposit yaitu efisien dalam biaya material, tenaga kerja dan
waktu pekerjaan.
Pelat Lantai
Pelat lantai komposit adalah sistem pelat lantai yang terdiri dari lembaran tipisbaja
berprofil atau bergelombang yang dikombinasikan dengan campuran beton (Gambar2.1).
Lembaran baja tersebut berfungsi untuk bekisting tetap dan sebagai pengganti tulangan
tarik.
Aksi komposit antara pelat lantai baja gelombang dengan pelat beton dapat terbentuk
melalui lekatan kimia dan friksi aktif antara kedua material, kekangan pasif,profil dek dan
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
9/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||9
adanya bentuk geometris yang khas pada lembaran bajaserta mampu pula menahan gaya geser
yang terjadi.
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
10/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||10
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
11/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||11
8.4. Aplikasi dan Perencanaan Jembatan Komposit
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
12/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||12
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
13/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||13
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
14/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||14
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
15/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||15
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
16/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||16
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
17/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||17
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
18/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||18
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
19/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||19
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
20/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||20
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
21/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||21
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
22/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||22
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
23/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||23
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
24/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||24
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
25/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||25
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
26/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||26
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
27/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||27
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
28/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||28
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
29/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||29
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
30/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||30
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
31/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||31
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
32/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||32
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
33/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||33
SAMBUNGAN
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
34/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||34
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
35/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||35
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
36/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||36
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
37/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||37
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
38/39
Jurusan Teknik SipilFak. Sains dan TeknikUNDANA KUPANG John H. Frans, ST ||38
-
7/24/2019 Bab 8 Jembatan Komposit
39/39