TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJAPERENCANAAN JEMBATAN RANGKA
BAJA
Andi AswarAnnisa Hapsari
Nur Baiti Hasanah2 Sipil 1 Pagi
Pengajar : Ibu Anis Rosyidah
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
2010PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
SPESIFIKASI JEMBATAN :
b (lebar jembatan) = 7 ma (lebar trotoar) = 0,5 mb-2a (lebar jalan) = 6 mh (tinggi jembatan) = 3 mλ(panjang segmen)= 4 mL (panjang bentang) = 24 mTebal trotoar =0,2m
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
Mutu baja = BJ 37fy = 240 MPafu = 370 MPaE = 200.000 MPaBJ Aspal = 22 KN/m3BJ Beton =24 KN/m3Tebal aspal =0,05 mTebal perkerasan = 0,2 m
PERENCANAAN DIAFRAGMA
o BEBAN MATI : Beban perkerasan = 4 x 0,2 x 24 = 19,2 kN/m3
Beban Aspal = 4 x 0,05 x 22 = 4,4 kN/m3 +
q = 23,6 kN/m3
7 m RA RB
Mmax = 1/8 x q x L2 Mu = 1,4 x Mmax= 1/8 x 23,6 x 49 = 1,4 x 144,55= 144,55 kN.m = 202,37 kN.m
RA =82.6 KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG
o Cek Derajat Ketidaktentuan Struktur α 1 = 37˚
m = 2J – 3 sin α1 = 0,6˚21 = (2x12) – 3 cos α1 =
0,8˚21 = 21 OK ! α 2 =
53˚o Jumlah Reaksi Tumpuan sin α2 =
0,8˚= 2 cos α2 = 0,6˚
3 ( Struktur Tertentu )= 1
o Menghitung Reaksi Tumpuan
ΣMB = 0Ra x 24 – 0,5P x 24 – P1 x 20 – P2 x 16 – P3 x 12 – P4 x 8 – P5 x 4 = 024RA – 12P – 20P – 16P – 12P – 8P – 4P = 0RAV = 3P KN
ΣMA = 0-Rb x 24 + 0,5P x 24 + P5 x 20 + P4 x 16 + P3 x 12 + P2 x 8 + P1 x 4 = 0-24Rb + 12P + 20P + 16P + 12P + 8P + 4P = 0RBV = 3P KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG (METODE TITIK BUHUL)
BUHUL B
S20sinα1
20 P/2
S2cosα1 21
RB
∑V = 0 ∑H = 0
RB + S20sinα1 - 0,5P = 0 -S21 – S20cosα1 = 0
3P – 0,5P + S20 x 0,6 = 0 S21 = - (-4,167 x 0,8)
2,5P/0,6 = S20 S21 = 3,334P KN
S20 = -4,167P KN
BUHUL G
19 ∑V = 0 ∑H = 0
18 21 S19 = P KN S21 = S18
S18 = 3,334P KN
P
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BUHUL L
S17cosα1 16 S20cosα1
17 20
19
S17sinα1
S20sinα1
∑V = 0 ∑H = 0
-S19 – S17sinα1 – S20sinα1 = 0 S20cosα1 – S16 – 2P = 0
-P – 0,6S17 + 2,5P = 0 3,334P – S16 – 2P = 0
1,5P = 0,6S17 S16 = 1,334P KN
S17 = 2,5P KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BUHUL F
S17sinα1
15
17
14 S17cosα1
18
P
∑V = 0 ∑H = 0
S15 + S17sinα1 – P = 0 S18 + S17cosα1 – S14 = 0
S15 = P – 1,5 3,334 + 2 – S14 = 0
S15 = 0,5P KN S14 = 1,334P KN
BUHUL K
12
S13cosα1 16
13 15
S13sinα1
∑V = 0 ∑H = 0
-S15 – S13sinα1 = 0 S16 – S12 – S13cosα1 = 0
0,5P = S13sinα1 1,334 – S12 – 0,666 = 0
S13 = 0,833P KN S12 = 0,668P KN
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BUHUL E
S13sinα1
S9sinα1
10
9 13
S9cosα1 S13cosα1
10 14
P
∑V = 0 ∑H = 0
S11 + S9sinα1 + S13sinα1 – P = 0 S14 + S13cosα – S10 – S9cosα1 = 0
0,6S9 + 0,5P – P = 0 1,334P + 0,66P – S10 – 0,666P = 0
S9 = 0,5P/0,6 S10 = 1,334P KN
S9 = 0,833P KN
BUHUL J
∑V = 0 ∑H = 0
8 12 - S11 = 0 S12 = S8
S11 = 0 S8 = 0,668P KN
11
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BUHUL I
4 8 S9cosα1
10 9
S9sinα1
∑V = 0 ∑H = 0
-S7 – S9sinα1 = 0 S8 + S9cosα1 – S4 = 0
S7 = -0,833 x 0,6 0,668 + 0,666P – S4 = 0
S7 = -0,5P KN S4 = 1,334P KN
BUHUL D
gfgvn
S5sinα1
5 7
6 10
S5cosα1
P
∑V = 0 ∑H = 0
S7 + S5sinα1 – P = 0 S10 – S6 – S5cosα1 = 0
-0,5P + 0,6S5 – P = 0 1,334 – S6 – 2 = 0
-1,5P = -0,6S5 S6 = -0,666P KN
S5 = 2,5P KN
BUHUL C
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
3
2 6
P
∑V = 0 ∑H = 0
S3 = P KN S6 = S2
S2 = -0,666P KN
BUHUL H
S1cosα1 4 S5cosα1
1 3 5
S5sinα1
S1sinα1
∑V = 0 ∑H = 0
-S3 – S5sinα1 – S1sinα1 = 0 S4 + S5cosα1 – S1cosα1 = 0
-P – 1,5 – 0,6S1 = 0 S4 = (-2,5x0,8) – (-4,167x0,8)
-2,5P = 0,6S1 S4 = -2 + 3,334
S1 = -4,167P KN S4 = 1,334P KN
BUHUL A
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
∑V = 0
S1sinα1 RA + S1sinα1 – 0,5P = 0
P 1 3P + 0,6S1 – 0,5P = 0
2,5P = -0,6S1
2 S1cosα1 S1 = -4,167P KN
∑H = 0
S2 = -S1cosα1
S2 = 3,334P KN
TABEL HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG
No. Gaya Keterangan
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
Batang Batang
1 -4,1617P Tekan
2 3,334P Tarik
3 P Tarik
4 1,334P Tarik
5 2,5P Tarik
6 -0,666P Tekan
7 -0,5P Tekan
8 0,668P Tarik
9 0,833P Tarik
10 1,334P Tarik
11 0 Batang Kestabilan
12 0,668P Tarik
13 0,833P Tarik
14 1,334P Tarik
15 -0,5P Tekan
16 1,334P Tarik
17 2,5P Tarik
18 3,334P Tarik
19 P Tarik
20 -4,167P Tekan
21 3,334P Tarik
PERHITUNGAN BEBAN-BEBAN YANG BEKERJA
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
PDL : B. mati + diafragma =82.6 x 1.1 =90.86 knB. trotoar = 24 x 0.2x 0.5 x 4 x 1.3 =12.48 knTotal = 103.34 kN
PLL:b. pejalan = 5 x 0.5 x 4 x 2 =20 knb. lajur = 9 x 7 x 4 x 2 x 0.5 = 252 kn b. gen air= 0.5 x 5.6 x 4 x 1 x 0.5 = 5.6 kntotal =277.6 kN
Beban berjalan :b. garis(KEL) = 49 x 7 x 1.4 x 2 x 0.5 =480.2 kN
ANALISA GAYA BATANG
TABEL BEBAN MATI DAN HIDUP
No.Batang Nilai Gaya Batang
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
B. Mati B.HidupB1 -4.162 -1,155 -430.07008B2 3.334 926 344.53556B3 1.000 278 103.34B4 1.334 370 137.85556B5 2.500 694 258.35B6 -0.666 -185 -68.82444B7 -0.500 -139 -51.67B8 0.668 185 69.03112B9 0.833 231 86.08222
B10 1.334 370 137.85556B11 0.000 0 0
TABEL GAYA BATANG AKIBAT BEBAN BERJALAN
No.Batang NilaiGaya batang (kn)Beban Berjalan
B1 -1.389 -666.94978B2 1.111 533.55022B3 1.000 480.2B4 0.000 0B5 2.222 1067.10044B6 1.111 533.5022B7 0.500 240.1B8 2.000 960.4B9 0.833 400.0066
B10 1.778 853.69956B11 0.000 0
TABEL PENTABULASIAN BEBAN MATI, B. HIDUP & B. BERJALAN
NO B. MATI B. HIDUP B. BJALAN TOTAL
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BATANG TEKAN TARIKB1 -1,155 -430.07 -666.95 -2,252.31 B2 926 344.54 533.55 1,803.60B3 278 103.34 480.20 861.14B4 370 137.86 0.00 508.17B5 694 258.35 1,067.10 2,019.45B6 -185 -68.82 533.50 -253.71 533.50B7 -139 -51.67 240.10 -190.47 240.10B8 185 69.03 960.40 1,214.87B9 231 86.08 400.01 717.33B10 370 137.86 853.70 1,361.87B11 0 0.00 0.00 0.00
DESIGN BATANG TARIK
BATANG DIAGONAL (B5)
Pu = 2,019.45
Φtarik = 0.9
Φfraktur 0.75
Fy = 410 MPa
Fu = 550 MPa
Dbaut = 20 MmPreliminary DesignPu≤ΦPnPu=ΦxFyxAgAg=Pu/ΦfyAg = 5472.76542 mm2
54.7276542 cm2
Dari tabel baja dipilih profil baja sbb:IWF 300 x 300 x 76Ag = 119.8 cm2 r = 18 mmbf = 300 mm h = 300 mmtf = 15 mm Ix = 20400 cm4tw = 10 mm Iy = 6750 cm4
iy = 7.51 cm
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
Cek Kuat Leleh TarikSyarat : Pu≤ΦPn 2,019.45 ≤ 3980 OK!!!ΦPn = 3979.8
Cek Kuat fraktur Syarat Pu≤ΦPnΦPn= 0.75xFuxAeAn= Ag - 4(luas lubang)An = 10720 mm2Ae = An * UAe = 9648 mm2ΦPn = 3979800
3979.8 KN
DESIGN BATANG TEKAN
BATANG DIAGONAL (B1)
Pu = -2,252.31
Φtekan = 0.85
K = 1
L = 5 m
E = 200000 MpaDari tabel baja dipilih profil baja sbb:IWF 300 x 300 x 76Ag = 119.8 cm2 r = 18 mmbf = 300 mm h = 300 mmtf = 15 mm Ix = 20400 cm4tw = 10 mm Iy = 6750 cm4
iy = 7.51 cm
cek kelangsingan penampang
66.57789614 <140 okks
cek penampang
λ 15 λp 15.8113883 OK
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
λ 30 λp 42.0582929 OK
cek kuat tekan nominalλc 0.960013521
ternyata kurang dari 1.5
Maka :ω = 1.466604434Fcr = 279.5573165 MpaΦPn = 2846732.154 N
design sambunganpada sambungan D
240.102,019.45
533.50 1,361.87
pada batang 5Pu = 2,019.45 kn fu = 825 MPa
Dbaut = 20 mmD lubang = 21
Abaut = 314 mm2jmlh baut = 16 buah bauttplat = 20 mmtf = 15 mmh = 300 mmΦ fraktur = 0.75Φleleh = 0.9An = 10740 mm2Ae = 9666 mm2
Syarat : Pu<ΦPn2252.31<2846.73 ok
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
cek lelehΦPn = 4420620 knPu ≤ Φ Pn
201,945.00 4420620 kn OK
cek frakturΦPn = 2972295 knPu ≤ Φ Pn
201,945.00 2972295 kn OK
kekuatan baut
cek kuat geser
Vd = 3108.6 kn > 2,019.45 kn
r1 = 0.5
cek kuat tumpu
Rd = 9504 kn > 2,019.45 kn
Cek block shear
s1= 40 mm
s = 30 mm
s2= 60 mm
Agt= 1800 mm2
Ant= 1170 mm2
Ags= 13200 mm2
Ans= 8790 mm2
Fu Ant= 965250 kn
0.6fuAnt= 579150 kn
ΦPn = 3818.599875 kn
sambungan A
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
2,252.31
1,803.60
pada batang 1
Pu = 2252.31
cek kuat plat
cek leleh
ΦPn = 4420.62 kn
Pu < ΦPn OK
cek fraktur
ΦPn = 2972.295 kn
Pu < ΦPn OK
jmlh baut 16 Baut
cek kuat baut
cek kuat geser
Vd = 3108.6 kn
r1 = 0.5
cek kuat tumpu
Rd = 9504 kn
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
cek block shear
s1= 40 mm
s = 30 mm
s2= 60 mm
Agt= 1800 mm2
Ant= 1170 mm2
Ags= 13200 mm2
Ans= 8790 mm2
Fu Ant= 965250 kn
0.6fuAnt= 579150 kn
ΦPn = 3818.59988 kn
Sambungan H
508.17
2252.31861.14 2019.45
pada batang 1
Pu = 2252.31
cek kuat plat
cek leleh
ΦPn = 4420.62 kn
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
Pu < ΦPn
cek fraktur
ΦPn = 2972.295 kn
Pu < ΦPn OK
jmlh baut 16 Baut
cek kuat baut
cek kuat geser
Vd = 3108.6 kn
r1 = 0.5
cek kuat tumpu
Rd= 9504 kn
cek block shear
s1= 40 mm
s = 30 mm
s2= 60 mm
Agt= 1800 mm2
Ant= 1170 mm2
Ags= 13200 mm2
Ans= 8790 mm2
Fu Ant= 965250 kn
0.6fuAnt= 579150 kn
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
ΦPn = 3818.599875 kn
**K eterangan :
Saat digunakan jumlah baut 4 buah baut, maka didapat hasil Vd dan Rd yang lebih kecil dari harga Pu. Setelah dilakukan trial dengan jumlah baut 8, 12, dan 16, didapat jumlah baut yang memenuhi syarat adalah 16 buah baut. Maka jumlah baut yang digunakan pada sambungan adalah 16 buah baut.
KESIMPULAN
Dari perencanaan jembatan rangka yang telah dibuat, dapat disimpulkan bahwa dengan spesifikasi jembatan sbb:
b (lebar jembatan) = 7 ma (lebar trotoar) = 0,5 mb-2a (lebar jalan) = 6 mh (tinggi jembatan) = 3 mλ(panjang segmen)= 4 mL (panjang bentang) = 24 mTebal trotoar =0,2mMutu baja = BJ 37fy = 240 MPafu = 370 MPaE = 200.000 MPaBJ Aspal = 22 KN/m3
TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA
ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI
BJ Beton =24 KN/m3Tebal aspal =0,05 mTebal perkerasan = 0,2 m
Ternyata jembatan rangka mampu menahan beban-beban yang nekerja. Juga pada sambungan baut yang telah direncanakan, mampu menahan semua beban dan sambungannya kuat.