Download - A.1. Desain Bangunan Atas
STUDIO PERANCANGAN II
A. DESAIN BANGUNAN ATAS
A.1 Perhitungan Lantai Kendaraan dan Sandaran
A.1.1 Perencanaan Pipa Sandaran
100 175 175 175 175 100
900
100700100
2025
4545
90
700
Ls500
187,
5
Trotoar
Gelagar Memanjang
Sandaran
Pelat Lantai Kendaraan
Sandaran
700
Menurut PPPJJR ’ 87 Bab III Pasal 1 (2) 2.5 Beban pada sandaran :
Tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoar harus diperhitungkan untuk dapat
menahan beban horisontal sebesar 100 kg/m1 yang bekerja pada tinggi 90 cm di atas
trotoar.
Jika gelagar memanjang diasumsikan menggunakan profil WF 400.400 dengan ketinggian
profil 40 cm dan gelagar melintang menggunakan profil WF 700.300. dengan ketinggian
profil 70 cm, sedangkan tinggi pelat lantai 20 cm, maka tinggi sandaran dari titik terbawah
rangka induk :
hs = (0,7-(0,35/2))+0,2+0,25+0,9 = 1,875 m
sedangkan tinggi total rangka :
h total rangka = 7 m
sandaran diasumsikan menumpu sendi pada rangka utama dengan panjang sandaran yang
menumpu pada rangka utama sebesar (pada tengan bentang), dengan menggunakan rumus
segitiga :
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Ls500
187,5
Trotoar
Gelagar Memanjang
Sandaran
Pelat Lantai Kendaraan
Sandaran
700
0,5 Ls0,5 x 5
=7−1 ,8757
0,5 Ls = 1.8303
Ls = 3,6607 m
1. Pembebanan
Gaya yang terjadi akibat beban mati 7,13 kg/m’ → pipa baja ø76,3 mm
beban hidup 100 kg/m’
q1 = 100 kg/mqd = 7,13 kg/m
A B
3,6607 m
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
2. Data Sandaran
Sandaran direncanakan menggunakan pipa baja ø76,3 mm
ijin
MPa
d
mm
t
mm
A
cm2
W
kg/m’
Ix=Iy
cm4
ix=iy
mm
Wx=Wy
cm3
160 76,3 4,0 9,085 7,13 59,5 2,56 15,6
3. Analisa struktur
RA = RB = qxLs
2=
(7 ,13+100 )x 3 ,66072
=196 ,0854 kg
Mmaks = 18xqxLs2=1
8x (7 ,13+100 )x 3 ,66072=179 ,452452 kgm
σ
4. Cek kekuatan dan kekakuan
Terhadap Momen
σ=Mmaks
W<❑
σ =
179452452Nmm15600mm2
=115 ,03MPa< σijin = 160 Mpa OK
Terhadap Geser
τ=DA
<τ=0,58×σ
τ =
1960 ,854N908 ,5mm2
=2,1583MPa< τ ijin = 0,58 x 160 = 92,8 Mpa OK
Terhadap Lendutan
∆= 5×q×L4
384×E×I < L
300
∆ =
5 x1 ,0713 kg /cmx366 ,074 cm384 x 2,0x 106kg /cm2 x595000 cm4 <366 ,07
300
∆ = 2,105 x 10-4 cm < 1,22 cm OK
Jadi, pipa baja Ø 76,3 mm dapat digunakan sebagai pipa sandaran.
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
A.1.2 Perencanaan Lantai Trotoar
Kerb
Pelat Beton Trotoar
Pelat Lantai Trotoar
Gelagar Memanjang
Pipa Sandaran
Gelagar Melintang
100 25
4520
2545
Direncanakan :
Lebar trotoar = 1 m
Lebar kerb = 0,25 m
Tebal trotoar = tebal kerb = 0,25 m
1. Pembebanan
Menurut PPPJJR ’ 87 Bab III Pasal 1 (2) 2.5 Beban pada trotoar, kerb dan
sandaran :
a. Konstruksi trotoar harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500 kg/m2.
Dalam perhitungan kekuatan gelagar karena pengaruh beban hidup pada trotoir,
diperhitungkan beban sebesar 60% beban hidup trotoir.
b. Kerb yang terdapat pada tepi-tepi lantai kendaraan harus diperhitungkan untuk
dapat menahan satu beban horisontal ke arah melintang jembatan sebesar 500 kg/m1
yang bekerja pada puncak kerb atau pada tinggi 25 cm di atas permukaan lantai
kendaraan apabila tinggi kerb yang bersangkutan lebih tinggi dari 25 cm.
c. Tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoar harus diperhitungkan untuk dapat
menahan beban horisontal sebesar 100 kg/m1 yang bekerja pada tinggi 90 cm di
atas trotoar.
Maka beban yang bekerja pada trotoar dan kerb :
H1 = 500 kg/m2
H2 = 500 kg/m
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Gelagar Memanjang
Pelat Lantai Trotoar
KerbH2 = 500 kg/m
Pelat Beton TrortoarH1 = 500 kg/m2
P2
P1
100 25
2025
Beban mati
Besarnya nilai berat isi untuk bahan-bahan bangunan menurut PPPJJR’87 Bab III
Pasal 1 (1)
Beton bertulang / pratekan . . . . . . . . . . . . . . . 2500 kg/m3
Beton biasa, tumbuk, siklop . . . . . . . . . . . . . . . 2200 kg/m3
Momen = b x h x ϒ x (0,5 L)
Jenis Beban
b hBerat isi (ϒ)
L MassaLenga
nMome
n
(m) (m) (kg/m3) (m) (kg) (m) (kgm)
P1 1 0.25 2200 1 550 0.5 275
P2 1 0.2 2500 1 500 0.5 250
Pms 1050 Mms 525
Beban hidup
Beban hidup tiap 1 m, tegak lurus bidang lantai trotoar :
Jenis Beban
GayaLenga
nMome
n
(kg) (m) (kgm)
H1 500 0.5 250
H2 500 0.25 125
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Mtp 375
Momen terfaktor
Kms = 1,3 (RSNI T-02-2005, tabel 2, hal. 10)
Ktp = 1,8 (RSNI T-02-2005, tabel 16, hal. 27)
Mu = Kms x Mms + Ktp x Mtp
Mu = 1,3 Mms + 1,8 Mtp
= (1,3 x 525) + (1,8 x 375)
= 1357,5 kgm
2. Rencana penulangan
Mu = 1357,5 kgm
f’c = 26 Mpa
fy = 320 Mpa
Es = 200000 Mpa
h slab beton = 200 mm
d’ = 50 mm
d = 150 mm
b = 1000 mm
= 0,85
ρmin=1,4f y
= 1,4320
=0 ,004375
ρmaks=0 ,750 ,85 f ' c
f yβ 600
600+f y=0 ,75 0 ,85 x26
3200 ,85 600
600+320=0 ,0287
Faktor reduksi kekuatan (ø) = 0,8
Rn=M n
b x d2=M u
∅ x b x d2=1357,5x 104
0,8 x 1000 x 15 02 =0 ,754 MPa
m=f y
0 ,85 f ' c=320
0 ,85 x 26=14 ,4796
ρ= 1m (1−√1−
2mRnf y )= 1
14 ,4796 (1−√1− 2 x14 , 4796 x 0 ,754320 )=0 ,0024
min = 0,004375 > = 0,0024 < maks = 0,0287 digunakan ρmin = 0,004375
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Luas tulangan perlu :
As perlu = min x b x d = 0,004375 x 1000 x 150
= 656,25 mm2 = 6,56 cm2
Dipakai tulangan D13 – 150, As = 8,45 cm2
Tulangan bagi arah memanjang diambil 50% dari luas tulangan pokok :
As’ = 0,5 As = 0,5 x 656,25
= 328,125 mm2 = 3,28 cm2
Dipakai tulangan Ø8 – 110, As = 4,57 cm2
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
A.1.3 Perencanaan Kerb
Kerb
Pelat Beton Trotoar
Pelat Lantai Trotoar
Gelagar Memanjang
Pipa Sandaran
Gelagar Melintang
100 25
4520
2545
1. Pembebanan
Menurut PPPJJR ’ 87 Bab III Pasal 1 (2) 2.5 Beban pada trotoar, kerb, dan
sandaran :
Kerb yang terdapat pada tepi-tepi lantai kendaraan harus diperhitungkan untuk
dapat menahan satu beban horisontal ke arah melintang jembatan sebesar 500
kg/m1 yang bekerja pada puncak kerb atau pada tinggi 25 cm di atas permukaan
lantai kendaraan apabila tinggi kerb yang bersangkutan lebih tinggi dari 25 cm.
Kerb jembatan direncanakan menahan beban horizontal sebesar 500 kg/m yang
bekerja 0,25 m diatas lantai kendaraan.
Mtp = 500 kg/m x 1 m x 0,25 m = 125 kgm
Ktp = 1,8 (RSNI T-02-2005, tabel 16, hal. 27)
Mu = Ktp x Mtp
Mu = 1,8 x 125 = 225 kgm
2. Rencana penulangan
Mu = 225 kgm
f’c = 26 Mpa
fy = 320 Mpa
Es = 200000 Mpa
h = 250 mm
d’ = 50 mm
d = 200 mm
b = 250 mm
= 0,85
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
ρmin=1,4f y
= 1,4320
=0 ,004375
ρmaks=0 ,750 ,85 f ' c
f yβ 600
600+f y=0 ,75 0 ,85 x26
3200 ,85 600
600+320=0 ,0287
Faktor reduksi kekuatan (ø) = 0,8
Rn=M n
b x d2=M u
∅ x b x d2=2 25x x104
0,8 x 2 50 x 20 02 =0 ,2812 MPa
m=f y
0 ,85 f ' c=320
0 ,85 x 26=14 ,4796
ρ= 1m (1−√1−
2mRn
f y )= 114 ,4796 (1−√1− 2 x14 , 4796 x 0 ,2812
320 )=0 ,0008844
min = 0,004375 > = 0,0008844 < maks = 0,0287
digunakan ρmin = 0,004375
Luas tulangan perlu :
As perlu = min x b x d = 0,004375 x 250 x 200
= 218,75 mm2
As’ = 0,5 As = 0,5 x 218,75
= 109,375 mm2
Tulangan bawah 2-Ø 12 (As = 2,25 cm2)
Dan tulangan atas 2-Ø 10 (As = 1,57 cm2)
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Perencanaan Penulangan Geser Kerb
Vu = 1,8 x 500 x 1 = 900 kg
ø = 0,75 (faktor reduksi untuk geser SNI 03-2847-2002 pasal 11.3.2.(3) halaman 61)
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13.3.1.(1) halaman 89, komponen-komponen struktur
yang hanya menahan geser dan lentur saja, beton memberikan kapasitas kemampuannya
(tanpa penulangan geser) untuk menahan gaya geser yaitu Vc sebesar :
Vc =
√ f ' c6
×b×d
=
√26 Mpa6
×250 mm×200 mm
= 42491,83 N = 4249,183 kg
ø Vc = 0,75 x 4249,183
= 3186,89 kg ;
Vu < ø Vc → sehingga hanya perlu tulangan geser praktis Ø 8-200
Ø8-200
2-Ø12
2-Ø10
Gambar. Penulangan Kerb
Kerb
Pelat Lantai Kendaraan
Ø8-110D13-140
Ø8-200
2-Ø12
2-Ø10
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Gambar. Penulangan Lantai Trotoar dan Kerb
A.1.4 Perencanaan Lantai Kendaraan
1. Data yang diketahui :
Tebal pelat lantai = 20 cm
Tebal perkerasan aspal = 5 cm
Tinggi air hujan = 5 cm
Tebal trotoar = 25 cm
Jarak gelagar memanjang = 1,75 m
Jarak gelagar melintang = 5 m
Bentang jembatan = 70 m
Lebar jembatan = 9 m
Lebar lantai kendaraan = 7 m
Lebar trotoar = 1 m
2. Data bahan struktur :
f’c = 26 Mpa
fy = 320 Mpa
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
100 175 175 175 175 100
900
POTONGAN MELINTANG JEMBATAN
0 200
100 300cm
100700100
Perkerasan Lentur 50 mmKerb
Trotoar
Pipa Baja Ø 763 mm
25
25
Profil WF 350.350
Profil WF 700.300Profil WF 400.400
2025
4545
90
700
Profil WF 350.350
3. Pembebanan
1. Berat Sendiri (Ms)
Besarnya nilai berat isi untuk bahan-bahan bangunan menurut PPPJJR’87 Bab III
Pasal 1 (1)
Beton bertulang / pratekan . . . . . . . . . . . . . 2,50 t/m3
Faktor beban ultimit = 1.3 (RSNI T-02-2005 hal 10 Tabel 2)
Berat sendiri pelat
QMS = b x h x beton = 1 x 0,2 x 2500 = 500 kg/m
2. Beban Mati Tambahan (Ma)
Besarnya nilai berat isi untuk bahan-bahan bangunan menurut PPPJJR’87 Bab III
Pasal 1 (1)
Perkerasan jalan beraspal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,00 – 2,50 t/m3
Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,00 t/m3
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Diambil berat isi aspal = 2,200 t/m3
Faktor beban ultimit = 2,0 (Sumber : RSNI T-02-2005 hal 12 Tabel 4)
Berat Perkerasan Aspal
QMA = b x h x aspal = 1 x 0,05 x 2200 = 110 kg/m
Berat Air Hujan
QMA = b x h x air = 1 x 0,05 x 1000 = 50 kg/m
QMa = 160 kg/m
3. Beban Truk "T" (Tt)
Faktor beban ultimit = 1,8 (Sumber : RSNI T-02-2005 hal 22 Tabel 12)
Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil 30 % (DLA) = 0,3
((Sumber : RSNI T-02-2005 hal 24)
Menurut PPPJJR’87 Bab III Pasal 1 (2) 2.3
Untuk perhitungan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan, harus
digunakan beban ‘T”. Beban ‘T” adalah beban yang merupakan kendaraan truck yang
mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton = 100 kN.
Beban truk "T" à PTT = ( 1 + DLA ) x T
= ( 1 + 0.3) x 100
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
= 130 kN = 13.000 kg
4. Beban Angin (Ew)
Faktor beban ultimit = 1,2 (Sumber : RSNI T-02-2005 hal 36 Tabel 26)
Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan
akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus.
(Sumber : RSNI T-02-2005 hal 37)
dengan,
Cw (koefisien seret) = 1,20
Vw (Kecepatan angin rencana = 25 m/s
Sehingga,
TEW = 0,0012 . Cw . (Vw)2
= 0,0012 x 1,20 x (25)2
= 0,9 kN = 90 kg
Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan
tinggi 2 m di atas lantai jembatan.
Tinggi kendaraan (h) = 2 m
Jarak antara roda kendaraan (x) = 1.75 m
Transfer beban angin ke lantai jembatan,
PEW = [ ½ x h/x x TEW ]
= [ ½ x 2/1,75 x 90 ]
= 51,4 kg
5. Pengaruh Temperatur (Et)
Faktor beban ultimit = 1,2 (Sumber : RSNI T-02-2005 hal 29 Tabel 19)
Koefisien muai panjang untuk beton (α) = 10-5 / oC
Modulus elastis beton (Ec) = 25.000 Mpa
(Sumber : RSNI T-02-2005 hal 30 Tabel 21)
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat
pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari
selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai
jembatan.
Lantai beton di atas gelagar, books atau rangka baja.
Temperatur maksimum rata-rata (Tmax) = 40 °C
Temperatur minimum rata-rata (Tmin) = 15 °C
(Sumber : RSNI T-02-2005 hal 30 Tabel 21)
Maka, DT = ( Tmax - Tmin ) / 2
= (40 - 15) / 2
= 12,5 °C
4. Perhitungan Momen Maksimum :
100 175 175 175 175 100
900
100700100
700
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Momen maksimum pada pelat lantai dihitung berdasarkan beban sebagai berikut :
QMS = 500 kg/m
QMA = 160 kg/m
PTT = 13.000 kg
PEW = 90 kg
DT = 12,5 °C
1. Momen akibat berat sendiri (QMs)
QMs = 500 kg/m
1,75 m 1,75 m 1,75 m 1,75 m
Momen Tumpuan (Mms) = 127,604 kgm
Momen Lapangan (Mma) = 63,802 kgm
2. Momen akibat beban mati tambahan (QMa)
QMa = 160 kg/m
1,75 m 1,75 m 1,75 m 1,75 m
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Momen Tumpuan (Mms) = 40,833 kgm
Momen Lapangan (Mma) = 20,417 kgm
3. Momen akibat beban truk (TT)
1,75 m 1,75 m 1,75 m 1,75 m
13.000 kg13.000 kg13.000 kg13.000 kg
Momen Tumpuan (Mms) = 2844 kgm
Momen Lapangan (Mma) = 2843,8 kgm
4. Momen akibat beban angin (EW)
1,75 m 1,75 m 1,75 m 1,75 m
90 kg 90 kg 90 kg 90 kg
Momen Tumpuan (Mms) = 19,688 kgm
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Momen Lapangan (Mma) = 19,688 kgm
5. Momen akibat temperatur (ET)
Momen Tumpuan (Mms) = 922,779 kgm
Momen Lapangan (Mma) = 922,779 kgm
No. Jenis Beban
Faktor Momen Momen Mu Mu
Beban Tumpuan Lapangan Tumpuan x FBU Lapangan x FBU
Ultimit (kgm) (kgm) (kgm) (kgm)
1 Berat sendiri 1.3 127,604 63,802 165,885 82,94
2Berat mati tambahan
240,833 20,417 81,67 40,834
3 Berat truk "T" 1.8 2844 2843,8 5119,2 5118,84
4 Beban Angin 1.2 19,688 19,688 23,626 23,626
5 Temperatur 1.2 922,779 922,779 4.4 20.1
TOTAL 5394,781 5286,34
5. Rencana Penulangan :
Penulangan Tumpuan
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Mu = 5394,781 kgm
f’c = 26 Mpa
fy = 320 Mpa
Es = 200000 Mpa
h slab beton = 200 mm
d’ = 50 mm
d = 150 mm
b = 1000 mm
= 0,85
ρmin=1,4f y
= 1,4320
=0 ,00438
ρmaks=0 ,750 ,85 f ' c
f yβ 600
600+f y=0 ,75 0 ,85 x26
3200 ,85 600
600+320=0 ,0287
Faktor reduksi kekuatan (ø) = 0,8
Rn=M n
b x d2=M u
∅ x b x d2=5394,781 x10 4
0,8 x 1000 x 15 02 =2,997 MPa
m=f y
0 ,85 f ' c=320
0 ,85 x 26=14 ,4796
ρ= 1m (1−√1−
2mRnf y )= 1
14 ,4796 (1−√1−2 x14 , 4796 x 2 ,997320 )=0 ,0101
min = 0,0043 < = 0,0101 < maks = 0,0287 digunakan ρ = 0,0101
Luas tulangan perlu :
As perlu = min x b x d = 0,0101 x 1000 x 150
= 1515 mm2 = 15,15 cm2
Dipakai tulangan D19 – 120, As = 23,90 cm2
Tulangan bagi arah memanjang diambil 50% dari luas tulangan pokok :
As’ = 0,5 As = 0,5 x 2220
= 1110 mm2 = 11,1 cm2
Dipakai tulangan D13 – 100, As = 12,70 cm2
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
Penulangan Lapangan
Mu = 8955,24 kgm
f’c = 24 Mpa
fy = 390 Mpa
Es = 200000 Mpa
h slab beton = 200 mm
d’ = 50 mm
d = 150 mm
b = 1000 mm
= 0,85
ρmin=1,4f y
= 1,4390
=0 ,0036
ρmaks=0 ,750 ,85 f ' c
f yβ 600
600+f y=0 ,75 0 ,85 x24
3900 ,85 600
600+390=0 ,0202
Faktor reduksi kekuatan (ø) = 0,8
Rn=M n
b x d2=M u
∅ x b x d2=8 955,24 x104
0,8 x 1000 x 15 02 =4 ,975 MPa
m=f y
0 ,85 f ' c=390
0 ,85 x 24=19 ,118
ρ= 1m (1−√1−
2mRnf y )= 1
19 ,118 (1−√1−2 x19 ,118 x 4 ,975390 )=0 ,0149
min = 0,0036 < = 0,0149 < maks = 0,0202 digunakan ρ = 0,0149
Luas tulangan perlu :
As perlu = min x b x d = 0,0149 x 1000 x 150
= 2235 mm2 = 22,35 cm2
Dipakai tulangan D19 – 120, As = 23,90 cm2
Tulangan bagi arah memanjang diambil 50% dari luas tulangan pokok :
As’ = 0,5 As = 0,5 x 2235
= 1117,5 mm2 = 11,175 cm2
Dipakai tulangan D13 – 100, As = 12,70 cm2
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003
STUDIO PERANCANGAN II
AHYA AL ANSHORIE | 115060113111001ATIKA NIKMATUL ULYA | 115060100111003