baja jembatan.docx

7/25/2019 Baja Jembatan.docx

1/26

Baja Jembatan (Steel Bridge)

mantap bung 11:21 PMTeori

ads

DASAR TEORI
http://www.civildoqument.com/search/label/Teorihttp://www.civildoqument.com/search/label/Teorihttp://www.civildoqument.com/search/label/Teori


2/26

Jembatan adalah suatu konstruksi yang berguna untuk menghubungkan jalan yangterhalang oleh suatu rintangan baik berupa sungai, rawa-rawa dan jurang.

Perhitungan konstruksi jembatan harus didukung oleh teori-teori, rumus-rumus dan

peraturan-peraturan dalam perenanaan. !alam bab ini akan diuraikan mengenai peraturan-

peraturan standard jembatan di "ndonesia dan rumus-rumus untuk perenanaan jembatan rangka

baja Teupin #apeng, $eamatan %aktiya %arat, $abupaten &eh 'tara.


3/26

2.1 Standard Jembatan

Merenanakan suatu jembatan, baik ditinjau dari (olume lalu lintas maupun berat lalu

lintas yang melewati jembatan tersebut, maka pihak !irektorat Jenderal %ina Marga

menggolongkan jembatan atas tiga kelas, yaitu :

1. Jembatan kelas A, lebar lantai jembatan ),** meter dan 2 + 1,** meter sebagai trotoar dengan

beban 1** dari loading istem %ina Marga.

2. Jembatan kelas B, lebar lantai jembatan ,** meter dan 2 + *,/* meter sebagai trotoar dengan

beban )* dari loading istem %ina Marga.

0. Jembatan kelas , lebar lantai jembatan ,/* meter dan 2 + *,2/ meter sebagai trotoar dengan

beban /* dari loading istem %ina Marga.

%erdasarkan klasiikasi diatas, maka jembatan yang penulis renanakan termasuk ke

dalam jembatan kelas &, dengan lebar lantai kendaraan ) meter, lebar trotoar 1,** meter.

Pembebanan diambil 1** dari #oading istem %ina Marga.

2.2. !embebanan

%erdasarkan Pedoman Perenanaan Pembebanan Jembatan Jalan 3aya (!!!JJR S"BI#

1.$.2%#1&%'),beban-beban yang bekerja pada sebuah konstruksi jembatan adalah beban primer,beban sekunder dan beban khusus.

2.2.1 Beban rimer

%erdasarkan !!!JJR S"BI#1.$.2%#1&%', yang dimaksud dengan beban primer adalah

beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perenanaan jembatan. %eban itu

meliputi :

a. Beban mati

%eban mati adalah beban yang diakibatkan oleh berat sendiri dari konstruksi dan segala

unsur tambahan yang dianggap satu kesatuan tetap dengannya. %erdasarkan truyk dan 4an !er

4een 5166*7, berat sendiri konstruksi dapat dihitung dengan menggunakan rumus empiris, yaitu :

8 9 52* 0#7 kg;m2 .....................................................................................52.17


4/26

$eterangan :

8 9 %erat sendiri gelagar utama 5kg;m27

# 9 Panjang bentang jembatan 5m7

8aya


5/26

-1

/

0

3&

3&

>

-2

2

1

%

&

P

5&7

3%


6/26

3&

-2

3%

-0

)

-0

)

-0

-1

3%

-2


7/26

5%7

5=7

5!7

8ambar 2.1!iagram =remona gaya batangumber : Mekanika Teknik ", ?leh @einA Brik 516607

'ntuk perhitungan gaya batang digunakan skala gambar dan untuk penentuan arah gaya

dengan ara perjanjian tanda sebagai berikut :

1. %atang disebut tekan 5-7, apabila arah gaya menuju titik sambung.

2. %atang disebut tarik 57, apabila arah gaya meninggalkan titik sambung.

b. Beban id*

%erdasarkan !!!JJR S"BI#1.$.2%#1&%',beban hidup yaitu semua beban yang berasal

dari kendaraan yang bergerak;lalu lintas dan penjalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan.

%eban hidup pada jembatan terdiri dari beban CTD yang merupakan beban terpusat untuk

lantai kendaraan dan beban C!D yang merupakan beban jalur untuk gelagar. %eban C!D atau

beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban terbagi rata

sebesar CED ton;meter sepanjang jalur dan beban garis CPD sebesar 12 ton per jalur lalu lintas

tersebut.

%esarnya beban terbagi rata CED dengan bentang 0*F # F * meter adalah :

E 9 2,2 t;m1- 5#-0*7 t;m .......................................................52.27


8/26

%eban hidup permeter lebar jembatan ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai

berikut :

E 9 ............................................................................. 52.07

P 9 ................................................................................. 52.7

$eterangan :

E 9 %eban terbagi rata 5t;m17

P 9 %eban garis 5ton7

# 9 Panjang bentang jembatan 5m7

%esarnya gaya batang akibat beban hidup dihitung dengan menggunakan metode garispengaruh. Metode garis pengaruh adalah suatu ara untuk menghitung gaya batang dengan beban

P 9 1 ton bekerja disepanjang jembatan, proses kerja garis pengaruh diperlihatkan pada gambar

2.2 berikut ini :


9/26

8aris pengaruh batang 1diperoleh dengan ara meletakkan beban P 9 1 ton dititik !

dengan memotong batang 1, 2dan 0diperoleh :

M! 9 *

3& + 5# < +17 1+ @ 9 * 3& 9

sehingga diperoleh :

5 - 7 ......................................................................52./a7


10/26

%atang 1 digambarkan dibawah titik ! sebagai ordinat garis pengaruh 5G17. 8aris

pengaruh 1diperlihatkan pada gambar 52.27. ?rdinat garis pengaruh batang 2diperoleh dengan

ara yang sama, yaitu dengan ara meletakkan beban P 9 1 ton dititik >, sehingga diperoleh :

29 ........................................................................ 52./b7

%eban P 9 1 ton dianggap bekerja pada titik buhul bawah, mengakibatkan garis pengaruh

batang 2terjadi pemotongan seperti diperlihatkan pada gambar 2.2 garis pengaruh batang 0

diperoleh dengan ara memotong batang


11/26

$ 9 $oeisien kejut

# 9 Panjang bentang Jembatan 5m7

2.2.2 Beban Sek*nder

%eban sekunder adalah beban sementara, yang dipengaruhi oleh beban angin, pengaruh

suhu dan gaya rem meliputi :

a. Beban angin

%erdasarkan !!!JJR S"BI 1.$.2% 1&%',tekanan angin diperhitungkan 1/* kg;m2yang

bekerja tegak lurus sumbu memanjang jembatan. %agian


12/26

%erdasarkan truyk dan 4an !er 4een, besarnya gaya reaksi yang timbul pada bagian

tumpuan rangka jembatan dapat dihitung dengan persamaan statis momen, yaitu :

$ 9 .......................................52.)7

8ambar 2.0 8aya angin yang bekerja di bagian jembatan

umber : Jembatan,oleh truyk dan 4an !er 4een


13/26

$eterangan :

$ 9 8aya reaksi yang timbul pada bagian tumpuan reaksi jembatan 5kg7

Hbr 9 Tekanan angin pada rangka jembatan 5kg7

Hm 9 Tekanan angin pada kendaraan 5kg7

Hr 9 Tekanan angin pada lantai kendaraan 5kg7

m, hr 9 Jarak masing < masing tekanan angin terhadap tumpuan rangka jembatan 5m7

%esarnya gaya-gaya batang gelagar utama akibat tekanan angin diperoleh dengan ara

mengalikan aktor perbandingan reaksi tumpuan akibat tekanan angin dengan reaksi tumpuan

akibat berat sendiri.

B 9 .......................................52.I7

b. -aa akibat engar* s**

%erdasarkan !!!JJR S"BI#1.$.2%#1&%',besarnya tegangan akibat pengaruh suhu untuk

konstrusi baja diperhitungkan apabila terjadi perbedaan suhu 1/*=.

+. -aa rem

%erdasarkan !!!JJR S"BI 1.$.2%#1&%', gaya rem dianggap bekerja horiAontal dalam

arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,I* meter diatas permukaan lantai

kendaraan. %esarnya gaya ini diperhitungkan / dari beban C!D tanpa koeisien kejut.

2.2.$ Beban k*s*s

%eban khusus adalah beban yang tidak langsung membebani jembatan tetapi hanya

mempengaruhi bagian


14/26

'ntuk merenanakan rangka baja sebuah jembatan, diperlukan beberapa rumus yang

mendukung dalam perenanaan. 3umus-rumus yang digunakan dalam perenanaan akan

dijelaskan pada sub bab dibawah ini.

2.$.1 Sandaran (railing)

Menurut Potma dan !e 4ries, sandaran akan menimbulkan momen akibat berat sendiri dan

beban hidup.

Momen yang timbul pada sandaran adalah:

Mn 9 b + Mn K Mu LLLLLLLLLLLLLLL.L.. 5 2.6 7

$eterangan :

Mn 9 Momen desain 5km7

b 9 Baktor reduksiMu 9 Momen maksimum yang bekerja 5km7

2.$.2 -elagar melintang

%eban yang bekerja pada gelagar melintang terdiri dari berat sendiri, berat lantai beban

hidup, beban angin dan beban rem.

2.$.$ -elagar *tama

8aya yang bekerja pada gelagar utama jembatan rangka baja adalah gaya tekan dan gaya

tarik.

Jenis-jenis tumpuan berdasarkan gambar diatas adalah :

1. 1k 9 # untuk tumpuan sendi-sendi

2. 1k 9 2 # untuk tumpuan jepit-bebas

0. 1k 9 *,/ # untuk tumpuan jepit-jepit

. 1k 9 *,) # untuk tumpuan jepit-sendi

%erdasarkan Potma dan !e 4ries 516I7, untuk menentukan beban yang diterima proil

tergantung pada aktor keamanan 5n7, dalam perenanaan ini aktor keamanan diambil 0,/.


15/26

ebelum dipilih nomor proil harus terlebih dahulu di hitung " pendekatan atau momen

kelembanan dimana " proil harus lebih besar dari " pendekatan. &dapun besarnya momen

kelembanan dihitung dengan mempergunakan persamaan :

&g min 9 ............................................................................52. 1* 7

$eterangan :

" min 9 Momen kelembaman 5m7

u 9 9 Baktor keamanan

3umus >uler ini berlaku apabila 1** F F 2**, dimana angka kelangsingannya adalah :

r min K ..................................................................................... 52. 117

$eterangan :

"min 9 Jari-jari kelembaman proil 5m7

9 &ngka kelangsingan

&pabila * F F *, maka digunakan persamaan Tetmayer, yaitu :

d 9 01** < 11, .......................................................................52.12a7

&pabila * F F 1**, maka digunakan persamaan 3ein, yaitu :

d 9 2I6* < I,1I .....................................................................52.12b7

Proil yang akan dipakai dapat dikontrol dengan menggunakan persamaan :

P 9 B tot+ d ................................................................................5 2.10 7

$eterangan :B tot 9 #uas penampang proil 5m72

P 9 !aya muat proil 5kg7

d 9 Tegangan desak proil 5kg;m72


16/26

b. Batang tarik

$uat tarik renana 5n7 ditentukan oleh kondisi batas yang mungkin dialami oleh

batang tarik dengan mengambil kondisi terkeil diantara kondisi leleh dan kondisi raktur :

$ondisi leleh :

n 9 *,6* &g By .............................................................52.17

$ondisi raktur :

n 9 *,)/ &g Bu .............................................................52.1/7

$eterangan :

&g 9 #uas tampang kotor 5mm27

&e 9 #uas bersih eekti penampang 5mm27

By 9 tegangan leleh nominal baja proil yang digunakan dalam desain 5MPa7

Bu 9 tegangan 5batas7 tarik yang digunakan dalam desain 5MPa7

b. Batang tekan

%atang yang memikul gaya tekan konsentris akibat beban teraktor, u harus

direnanakan sedemikian rupa sehingga selalu terprnuhi hubungan :

u F n LLLLLLLLLLLLLLLLLL.LL52.17

!imana :

9 ator reduksi kuat tekan , diambil *,I/

u 9 kuat tekan nominal terkeil yang ditentukan diantara kondisi batas tekuk lentur dan tekuk torsi.

Tekuk lentur

$uat tekan nominal kolom dihitung sebagai barikut :

n 9 &g Br 9 &g LLLLLLLLLL.LL.52.1)7

!imana :

&g 9 penampang bruto


17/26

Br 9 tegangan kritis penampang 9

By 9 tegangan leleh penampang 5MPa7

9 direnanakan menurut batas yang diperhitungkan#eleh umum N F *,2/ maka 9 1,* LLLLL..52.1I7

Tekuk inelasti *,2/ F N F 1,2 maka 9 ...L52.167

Tekuk elasti N K 1,2 maka 91,2/ N2L......L52.2*7

%atas yang diperhitungkan N 9 LLLLLLLLLL.52.217

TekukTorsi

$uat tekan nominal yang mengalami tekuk torsi dihitung sebagai berikut :

nlt9 &g . Blt .......................................................................................52.227

2.$./ Ikatan Angin

Perhitungan ikatan angin terdiri dari ikatan angin atas 5$a7 dan ikatan angin bawah 5$b7.

%erdasarkan PPJJ3 beban angin diambil 1/* kg;m2

. 8aya-gaya yangmempengaruhi ikatan angin atas dan ikatan angin bawah diperlihatkan pada gambar 8.2./ di

bawah ini :


18/26

8ambar 2./ Tekanan anginyang bekerja pada jembatanumber : Jembatan, oleh truyk dan 4an !er 4een


19/26

%esarnya ikatan angin yang bekerja pada jembatan adalah :

a. Ikatan angin atas

$a 9 ...............................52.1/7

b. Ikatan angin ba0a

$b 9 5 Hbr Hm Hr7 < $a..............................................................52.17

$eterangan :

$a 9 8aya reaksi tumpuan ikatan angin atas 5kg7

$b 9 8aya reaksi tumpuan ikatan angin bawah 5kg7

Hbr 9 Tekanan angin pada rangka jembatan 5kg7

Hm 9 Tekanan angin pada kenderaan 5kg7

Hr 9 Tekanan angin pada lantai kendaraan 5kg7

hbr 9 Jarak tekanan angin rangka terhadap tumpuan rangka jembatan 5m7

hm 9 Jarak tekanan angin pada kendaraan terhadap tumpuan rangka jembatan 5m7

h 9 Tinggi rangka jembatan 5m7

2.$. !erit*ngan alat samb*ng

%erdasarkan b*k* +atatan k*lia S1 ( inal Re3rt Str*kt*r Jembatan Baja)

besarnya tekanan baut didasarkan pada perhitungan tampang satu dan tampang dua dengan

ketentuan sebagai berikut :

a. Samb*ngan Tamang Sat*

$ekuatan baut ditinjau terhadap geser dan ditinjau terhadap tumpu. kekuatan baut dapatdihitung dengan menggunakan persamaan :

$uat geser perbaut 5tanpa ulir7

3n 9 5*,/ Bub7 m + &b ............................................................52.1)7

$uat geser pelat


20/26

3n 9 52, Bub7 d1 + tp.............................................................52.1I7

b. Samb*ngan Tamang D*a

$ekuatan baut ditinjau terhadap geser dan ditinjau terhadap tumpu. kekuatan baut dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan : $uat geser perbaut 5tanpa ulir7

3n 9 5*,/ Bub7 m + &b ............................................................52.1)7

$uat geser pelat

3n 9 52, Bub7 d1 + tp.............................................................52.1I7

$eterangan :

gs 9 kekuatan baut terhadap geser 5kg7

ds 9 kekuatan baut terhadap desak 5kg7d 9 diameter baut 5m7

s 9 tebal plat buhul 5m7

9 tegangan geser yang diiAinkan 5*, kg;m72

tp 9 tegangan tumpuan yang diiAinkan 51,/ kg;m72

9 tegangan dasar yang diiAinkan dengan baut mutu baja I,I 52) kg;m72

Bub 9 tegangan tarik baut

mlah baut yang diperlukan dihitung dengan menggunakan persamaan :

n 9 ................................................................52.217

$eterangan :

P 9 8aya batang 5kg7

n 9 Jumlah baut 5buah7

2.$.4. Samb*ngan -elagar melintang dengan -elagar 5tama

%erdasarkan !3rma dan De 6ries (1&%/), gaya batang bekerja pada baut bagian atas

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :


21/26

19 ......................................................................52.227

$eterangan :

19 8aya tarik baut 5kg73 9 8aya lintang atau gaya tumpuan 5kg7

H 9 Jarak gaya lintang ketumpuan 5m7

e 9 Jarak titik berat baut dengan tepi plat penyambung 5m7

8aya tarik baut diperlihatkan pada gambar 2. dibawah ini :

8anbar2.. ambungan gelagar melintangdengan gelagar utamaumber : Jembatan Potma dan !e 4ries 516I7


22/26

a. Tegangan Tarik

tr 9 ..............................................................52.207

b. Tegangan -eser

7 .....................................................52.27

$eterangan :

tr 9 tegangan tarik baut 5kg7

1 9 gaya tarik baut 5kg7

d 9 diameter baut 5m73 9 gaya lintang atau gaya tmpuan 5kg7

9 tegangan geser baut 5kg;m72

n 9 jumlah baut

Pada gelagar melintang, besarnya gaya mendatar dapat ditentukan dengan menggunakan

persamaan :

@ 9 .........................................................................52.2/7

! 9 ...................................................................52.27

Tegangan tumpuan yang timbul pada baut dapat dihitung dengan persamaan :


23/26

tp 9 ...........................................................................52.2)7

$eterangan :

@ 9 8aya tarik mendatar baut 5kg7t 9 Jarak antar baut tepi, atas dan bawah 5m7

! 9 3esultante gaya 5kg7

4 9 8aya geser baut 5kg7

tp 9 Tegangan tumpuan pada baut 5kg;m72

d 9 !iameter baut 5m7

s 9 Tebal plat badan gelagar melintang 5m7

2.$.' !erit*ngan !lat B**l

8aya-

gaya yang bekerja pada plat buhul diperlihatkan pada gambar 2.) dibawah ini :


24/26

%erdasarkan Str*k dan 6an Der 6een (1&&8),bagian plat buhul yang Paling berbahaya

adalah pada penampang &%. Jika C3D gaya batang kiri dan C!D gaya batang diagonal maka

penampang &% menerima gaya tarik 5P7. %esarnya gaya tarik tersebut dihitung dengan

persamaan :

P 9 ! =os 3........................................................................52.2I7

Momen yang timbul pada penampang plat &% dihitung dengan persamaan :


25/26

M 9 5! =os 3 + e7 ..............................................................52.267

&kibat dari gaya tarik dan momen, maka timbul tegangan. !imana tegangan yang timbul

harus lebih keil dari tegangan iAin. Tegangan < tegangan adalah sebagai berikut :

a. Tegangan tarik

tr 9 ............................................................................52.0*7

Tegangan geser

9 F , dimana 4 9 ! sin ............................................ 52.017

terangan :

P 9 8aya tarik pada plat buhul 5kg7

! 9 8aya batang diagonal 5kg7

3 9 8aya batang bawah 5kg7

M 9 Momen pada plat buhul 5kg;m7

B 9 #uas tampang plat buhul 5m72

e 9 Titik tangkap momen pada plat buhul 5m7

4 9 8aya geser pada plat buhul 5kg7

tr 9 Tegangan tarik yang timbul 5kg;m72

9 tegangan geser yang timbul 5kg;m72

2.$.%. 9end*tan

%erdasarkan b*k* +atatan,perubahan panjang-panjang dapat dihitung dengan persamaan :

'ntuk balok biasa dimana bahan inishing tidak akan rusak akibat lendutan yang terjadi,

lendutan dibatasi sebesar :

iAin 9 ............................................................................ 52.027

#endutan yang terjadi F iAin

$eterangan :

9 Perubahan panjang batang 5m7


26/26

P 9 8aya batang 5kg7

# 9 Panjang batang 5m7

> 9 Modulus elastisitas baja 52,1 + 1* kg;m72

B 9 #uas penampang proil 5m7

#endutan yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

min " 9 .................................................................... 52.007

$eterangan :

M 9 Momen yang terjadi 5tm7

baja jembatan.docx

Documents