jembatan prategang

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Jembatan

II.1.1 Perkembangan Jembatan

Jembatan dikatakan sebagai peralatan yang tertua di dalam peradaban

manusia. Pada zaman dahulu, jembatan dibuat untuk menyeberangi sungai kecil

dengan menggunakan balok kayu atau batang pohon yang besar dan kuat. Menurut

Degrand, jembatan pertama sekali tercatat pernah dibangun di sungai Nil oleh raja

Manes dari Mesir pada tahun 2650 SM. Suatu deskripsi jembatan kayu yang

dibangun Ratu Semiwaris dari Babilonis yang melintasi sungai Efhrat pada tahun

783 SM juga pernah disusun oleh Diodrons Siculus.

Jembatan ini berlantai kayu, dan bertumpu pada pier dari batu. Lantai kayu

ini dapat dipindahkan atau digeser pada malam hari untuk mencegah pencuri

memasuki kota. Jembatan terapung, yang terbuat dari rangkaian perahu untuk

menyeberangkan tentara pada masa-masa perang pernah dibangun oleh raja

Alexander dari Cyprus pad tahun 556 SM. Jembatan kayu digunakan telah lama,

disebabkan materialnya banyak, dan pelaksanaannya mudah.

Perkembangan Jembatan semakin maju, antara lain dikarenakan penemuan-

penemuan material yang baru antara lain kayu atau batu digabungkan dengan besi.

Jembatan pelengkung beton yang pertama dibangun pada tahun 1776 melintas sungai

Severn di Inggris. Belakangan pada tahun 1824 jembatan gelagar baja dibangun pada

jalan kereta api Dublin Drogheda.

Universitas Sumatera Utara

Jembatan beton hanya digunakan untuk bentuk pelengkung, karena tidak kuat

menahan tegangan tarik. Dengan penemuan baja pada tahun 1825, masa

pembangunan jembatan modern dimulai. Pada tahun 1964, dibangunlah suatu

jembatan yang terpanjang di dunia pada saat itu, yaitu Jembatan Verazano di New

York - USA dengan bentang total adalah 2038 meter, dengan bentang utama adalah

1298 meter. Di banyak negara, jembatan umumnya dibuat dari beton bertulang,

walaupun mulai digantikan oleh beton pratekan.

II.1.2 Pengertiaan Jembatan

Berdasarkan UU 38 Tahun 2004 bahwa jalan dan juga termasuk jembatan

sebagai bagian dari sistem transportasi nasional mempunyai peranan penting

terutama dalam mendukung bidang ekonomi, sosial dan budaya serta lingkungan

yang dikembangkan melalui pendekatan pengembangan wilayah agar tercapai

keseimbangan dan pemerataan pembangunan antar daerah.

Konstruksi jembatan adalah suatu konstruksi bangunan pelengkap sarana

trasportasi jalan yang menghubungkan suatu tempat ke tempat yang lainnya, yang

dapat dilintasi oleh sesuatu benda bergerak misalnya suatu lintas yang terputus akibat

suatu rintangan atau sebab lainnya, dengan cara melompati rintangan tersebut tanpa

menimbun / menutup rintangan itu dan apabila jembatan terputus maka lalu lintas

akan terhenti. Lintas tersebut bisa merupakan jalan kendaraan, jalan kereta api atau

jalan pejalan kaki, sedangkan rintangan tersebut dapat berupa jalan kenderaan, jalan

kereta api, sungai, lintasan air, lembah atau jurang.

Jembatan juga merupakan suatu bangunan pelengkap prasarana lalu lintas

darat dengan konstruksi terdiri dari pondasi, struktur bangunan bawah dan struktur


bangunan atas, yang menghubungkan dua ujung jalan yang terputus akibat bentuk

rintangan melalui konstruksi struktur bangunan atas.

Jembatan adalah jenis bangunan yang apabila akan dilakukan perubahan

konstruksi, tidak dapat dimodifikasi secara mudah, biaya yang diperlukan relatif

mahal dan berpengaruh pada kelancaran lalu lintas pada saat pelaksanaan pekerjaan.

Jembatan dibangun dengan umur rencana 100 tahun untuk jembatan besar, minimum

jembatan dapat digunakan 50 tahun. Ini berarti, disamping kekuatan dan kemampuan

untuk melayani beban lalu lintas, perlu diperhatikan juga bagaimana pemeliharaan

jembatan yang baik.

Karena perkembangan lalu lintas yang ada relatip besar, jembatan yang

dibangun, biasanya dalam beberapa tahun tidak mampu lagi menampung volume lalu

lintas, sehingga biasanya perlu diadakan pelebaran. Untuk memudahkan pelebaran

perlu disiapkan desain dari seluruh jembatan sehingga dimungkinkan dilakukan

pelebaran dikemudian hari, sehingga pelebaran dapat dilaksanakan dengan biaya

yang murah dan konstruksi menjadi mudah.

Pada saat pelaksanaan konstruksi jembatan harus dilakukan pengawasan dan

pengujian yang tepat untuk memastikan bahwa seluruh pekerjaan dapat diselesaikan,

sesuai dengan tahapan pekerjaan yang benar dan memenuhi persyaratan teknis yang

berlaku, sehingga dicapai pelaksanaan yang efektif dan efisien, biaya dan mutu serta

waktu yang telah ditentukan.


II.1.3 Klasifikasi Jembatan

Ditinjau dari berbagai aspek, maka jembatan diklasifikasikan atas :

1. Ditinjau dari material yang digunakan, jembatan bisa dibedakan, yakni :

a. Jembatan Kayu

b. Jembatan Gelagar Baja

c. Jembatan Beton Bertulang

d. Jembatan Komposit

e. Jembatan Beton Prategang

Jembatan Khusus, misalnya jembatan dimana mutu bahannya berbeda untuk

konstruksi utama dan sekunder / jembatan gelagar baja pratekan.

2. Ditinjau dari bentuk struktur konstruksi, jembatan bisa dibedakan ,yakni :

a. Jembatan batang kayu (Log bridge)

b. Jembatan gelagar biasa (Beam bridge)

c. Jembatan portal (Rigid frame bridge)

d. Jembatan penyangga (Cantilever bridge)

e. Jembatan lengkung atau portal (Compression arch bridge)

Gambar II.1 Berbagai Tipe Jembatan Pelengkung (Sumber: Chen & Duan, 2000)


f. Jembatan gantung (Suspension bridge)

Gambar II.2 Jembatan Gantung (Sumber: Chen & Duan, 2000)

g. Jembatan kerangka (Truss bridge)

h. Jembatan kabel penahan (Cable-stayed bridge)

Gambar II.3 Jenis Jembatan Kabel Tarik

(a) jembatan bentang dua dengan angker tanah dan

(b) jembatan bentang tiga dengan pendukung antara di sisi bentang (Sumber: Chen & Duan, 2000)

i. Jembatan gelagar I segmental beton atau beton pra tekan

Jembatan gelagar sederhana merupakan suatu jembatan, yang konstruksi

utama (bagian atas) terdiri dari beberapa buah gelagar, yang dikonstruksikan dan

diletakkan di atas dua buah tumpuan atau perletakkan dengan anggapan satu sendi

dan satu rol. Pada bagian bawah gelagar dibuat beberapa buah profil melintang dan

menyilang yang berfungsi sebagai penyatu gelagar. Pada bagian atas diletakkan

papan lantai jembatan dan kemudian dilapisi dengan aspal.


Gambar II.4 Jembatan Gelagar I segmental panjang 20 m

j. Jembatan baja berdinding penuh (Plat girder bridge)

3. Ditinjau dari statika konstruksi, jembatan bisa dibedakan antara lain :

Berdasarkan analisa struktur (statika konstruksi) maka jembatan dapat di bagi

atas dua bagian yaitu :

a. Jembatan statis tertentu

b. Jembatan statis tak tertentu

4. Ditinjau dari fungsi atau kegunaannya, jembatan bisa dibedakan antara lain :

a. Jembatan untuk lalu lintas kereta api (railway bridge)

b. Jembatan untuk lalu lintas biasa atau umum (highway bridge)

c. Jembatan untuk pejalan kaki (foot path)

d. Jembatan berfungsi ganda, misalnya untuk lalu lintas kereta api dan

mobil, untuk lalu lintas umum dan air minum, dan sebagainya.

e. Jembatan khusus, misalnya untuk pipa-pipa air minum, pengairan, pipa

gas, jembatan militer dan lain-lain.


5. Ditinjau menurut sifat-sifatnya, jembatan bisa dibedakan antara lain :

a. Jembatan sementara atau darurat

b. Jembatan tetap atau permanen

c. Jembatan bergerak, yaitu jembatan yang dapat digerakkan misalnya agar

penyeberangan kapal-kapal di sungai tidak terganggu.

6. Ditinjau menurut letak atau posisinya, jembatan bisa dibedakan antara lain :

a. Jembatan di atas saluran sungai, saluran irigasi atau drainase

b. Jembatan di atas perairan (Aquaduct)

c. Jembatan di atas lembah

d. Jembatan di atas jalan yang sudah ada (Viaduct)

7. Ditinjau menurut letak lantainya, jembatan bisa dibedakan antara lain :

a. Jembatan dengan lantai kenderaan di bawah

b. Jembatan dengan lantai kenderaan di atas

c. Jembatan dengan lantai kenderaan di tengah

d. Jembatan lantai kenderaan di atas dan bawah (Double deck bridge)

Gambar II.5 Jembatan Box Girder Beton Menerus Kelas-A, Jawa Barat, 1979.

Bentang utama 132 meter dua sisi simetris 45 meter (total 222 meter)


II.1.4 Dasar Pemilihan Tipe Jembatan

Banyak beberapa faktor yang menentukan tipe dari jembatan yang akan

dibangun agar bangunan yang akan dibangun efisien dan ekononis. Adapun faktor

tersebut antara lain :

II.1.4.a Keadaan Struktur Tanah Pondasi

Untuk tanah pondasi lunak adalah kurang cocok bila dibuat suatu jembatan

pelengkung, mengingat gaya horizontal yang besar dan memerlukan pondasi tiang

pancang miring, yang sulit dilaksanakan. Untuk tanah keras atau batu cadas yang

menghubungkan jurang yang dalam, sangat cocok bila dibangun jembatan

pelengkung. Selain itu juga sangat cocok di bangun di pegunungan yang memiliki

tanah pendasar atau pondasi yang curam. Dengan adanya gaya horizontal pada

pondasi, maka gaya geser vertikal pada tanah pondasi bisa diimbangi oleh gaya

horizontal, sehingga bahaya longsoran dapat dikurangi.

II.1.4.b Faktor Peralatan dan Tenaga Teknis

Perencanaan jembatan gelagar sederhana, tidak memerlukan keahlian khusus

dalam bidang tertentu. Peralatan berat harus dipikirkan dalam perencanaan sebuah

jembatan beton yang dicor di tempat lain. Jembatan beton pratekan (pre-cast) dengan

bentang 20 meter, yang akan dibangun di daerah pedalaman atau pegunungan

tentunya kurang relevan karena akan sulit dalam pengangkutan dan pelaksanaannya

yang akan melalui jalan berliku.

II.1.4.c Faktor Bahan dan Lokasi

Ada kalanya di sungai tertentu, bila akan dibangun jembatan, dijumpai

banyak sekali batu kerikil yang baik untuk beton dan juga pasir dan batu koral yang


bermutu tinggi. Di sana mungkin akan sangat ekonomis bila jembatan di buat dari

beton bertulang, pondasi dari pasangan batu koral dan sebagainya.

Di daerah pantai laut, dimana udara sekeliling mengandung garam, maka

perlu dipertimbangkan pemakaian konstruksi baja apakah masih sesuai mengingat

faktor perkaratan.

II.1.4.d Faktor Lingkungan

Sebaiknya bentuk jembatan harmonis dengan sekitarnya, agar indah dipandang.

Ketentraman bathin menentukan dalam ruang gerak kehidupan manusia. Bentuk dan

warna alam sekitar mempengaruhi ketentraman jiwa.

Selain faktor di atas, maka perlu dipertimbangkan prinsip pemilihan konstruksi

jembatan, sebagai berikut :

1. Konstruksi Sederhana (bisa dikerjakan masyarakat)

2. Harga Murah (manfaatkan material lokal)

3. Kuat & Tahan Lama (mampu menerima beban lalin)

4. Perawatan Mudah & Murah (bisa dilakukan masyarakat)

5. Stabil & Mampu Menahan Gerusan Air

6. Bentang yang direncanakan adalah yang terpendek

7. Perencanaan abutment yang dihindari terlalu tinggi.

Tipe jembatan umumnya ditentukan oleh faktor seperti beban yang direncanakan,

kondisi geografi sekitar, jalur lintasan dan lebarnya, panjang dan bentang jembatan,

estetika, persyaratan ruang di bawah jembatan, transportasi material konstruksi,

prosedur pendirian, biaya dan masa pembangunan. Tabel II.1 berikut menunjukkan

aplikasi panjang bentang beberapa tipe jembatan.


Tabel II.1 Tipe Jembatan dan Aplikasi Panjang Jembatan

No Tipe Jembatan Panjang Bentang ( m ) Contoh Jembatan dan Panjangnya

1 Gelagar Beton Prestress 10 - 300 Stolmasundet, Norwegia, 301 m 2 Gelagar Baja I / Kotak 15 - 376 Jembatan Stalassa, Itali, 376 m 3 Rangka Baja 40 - 550 Quebec, Canada, 549 m 4 Baja Lengkung 50 - 550 Shanghai Lupu, China, 550 m 5 Beton Lengkung 40 - 425 Wan Xian, China, 425 m (pipa baja berisi beton) 6 Kabel Tarik 110 - 1100 Sutong, China, 1088 m 7 Gantung 150 - 2000 Akaski-Kaikyo, Jepang, 1991 m

II.1.5 Bagian Struktur Jembatan Elemen struktur jembatan sebenarnya dapat dibedakan menjadi bagian atas

(super-structure) dan bagian bawah (sub-structure). Bangunan bawah jembatan

menyalurkan beban dari bangunan atas jembatan ke tapak atau pondasi.

Gambar II.6 Tipikal Struktur Jembatan

(Sumber: Chen & Duan, 2000)

Struktur jembatan bagian atas dipakai untuk melintasi aliran air, jalur rel,

ataupun jalur jalan yang lain. Struktur jembatan tidak harus memotong aliran air atau

alur lainnya secara tegak lurus, tetapi juga boleh secara serong (skew), baik ke kanan,

maupun ke kiri. Alinemen jalan yang lebih baik akan menghasilkan biaya operasi

kendaraan dan waktu perjalanan yang lebih kecil, yang dapat mengimbangi

tambahan biaya struktur jembatan serong (skew).


II.1.5.a Struktur Bangunan Atas Jembatan (Upper/Super-Structure)

Adalah bagian dari struktur jembatan yang secara langsung menahan beban

yang ditimbulkan oleh lalu lintas orang, kenderaan dan lain-lain, untuk selanjutnya

disalurkan kepada bangunan bawah jembatan; bagian-bagian pada struktur bangunan

atas jembatan terdiri atas struktur utama, sistem lantai, sistem perletakan, sambungan

siar muai dan perlengkapan lainnya seperti bangunan pengaman jembatan dan oprit

jembatan; struktur utama bangunan atas jembatan dapat berbentuk pelat, gelagar,

sistem rangka, gantung, jembatan kabel (cable stayed) atau pelengkung.

Oprit-jembatan merupakan timbunan tanah di belakang abutment, timbunan

tanah ini dibuat sepadat mungkin, untuk menghindari terjadinya penurunan

(settlement) yang tidak disukai bagi pengendara. Apabila terjadi penurunan atau

kerusakkan pada hubungan ekspansi yang merupakan bidang pertemuan antara

bangunan atas dengan abutment, maka pemadatan harus dibuat maksimum dan di

atasnya dipasang plat injak di belakang abutment.

II.1.5.b Struktur Bangunan Bawah Jembatan (Sub-Structure)

Adalah bagian dari struktur jembatan yang umumnya terletak di sebelah

bawah bangunan atas dengan fungsi untuk menerima dan memikul beban dari

bangunan atas agar dapat disalurkan kepada pondasi. Bangunan bawah dibagi

menjadi 2 (dua) bagian yaitu kepala jembatan (abutment) atau pilar (pier) dan

pondasi untuk kepala jembatan atau pilar. Struktur bangunan bawah perlu didesain

khusus sesuai dengan jenis kekuatan tanah dasar dan elevasi jembatan.


II.2 Gelagar Beton Prategang

II.2.1 Pengertian Beton Prategang

Beton adalah meterial yang kuat terhadap kondisi tekan, akan tetapi material

yang lemah terhadap kondisi tarik. Kuat tarik beton bervariasi mulai dari 8 sampai 14

persen dari kuat tekannya. Rendahnya kapasitas tarik beton menimbulkan terjadinya

retak lentur pada taraf pembebanan yang masih rendah. Untuk mengurangi atau

mencegah berkembangnya retak tersebut, gaya konsentris atau eksentris diberikan

dalam arah longitudinal elemen struktural. Gaya ini mencegah berkembangnya retak

dengan cara mengeliminasi atau sangat mengurangi tegangan tarik di bagian

tumpuan dan daerah kritis pada kondisi beban kerja sehingga dapat meningkatkan

kapasitas lentur, geser, dan torsional penampang tersebut. Penampang dapat

berperilaku elastis, dan hampir semua kapasitas beton dalam memikul tekan dapat

secara efektif dimanfaatkan di seluruh tinggi penampang beton pada saat semua

beban bekerja di struktur tersebut

Gaya longitudinal yang diterapkan tersebut di atas disebut gaya prategang,

yaitu gaya tekan yang memberikan prategang pada penampang di sepanjang bentang

suatu elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal

atau beban hidup horizontal transien. Gaya prategang ini berupa tendon yang

diberikan tegangan awal sebelum memikul beban kerjanya, yang berfungsi

mengurangi atau menghilangkan tegangan tarik pada saat beton mengalami beban

kerja, mengantikan tulangan tarik pada struktur beton bertulang biasa.


Pada beton bertulang biasa, gaya tarik yang berasal dari momen lentur

ditahan oleh lekatan yang terjadi antara tulangan dan beton. Akan tetapi, tulangan di

dalam komponen struktur beton bertulang tidak memberikan gaya dari dirinya pada

komponen struktur tersebut, suatu hal yang berlawanan dengan aksi baja (tendon)

prategang yang menghasilkan gaya dari dirinya sehingga memungkinkan pemulihan

retak dan defleksi akibat momen lentur tersebut. Pemberian gaya prategang berupa

tendon, guna mengurangi atau menghilangkan tegangan tarik, ini yang dikenal sebagi

beton prategang.

Beton prategang adalah material yang sangat banyak digunakan dalam

kontruksi. Beton prategang pada dasarnya adalah beton di mana tegangan-tegangan

internal dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa sehingga

tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh beban-beban luar dilawan sampai suatu

tingkat yang diinginkan. Prategang meliputi tambahan gaya tekan pada struktur

untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan gaya tarik internal dan dalam hal ini

retak pada beton dapat dihilangkan. Pada beton bertulang, prategang pada umumnya

diberikan dengan menarik baja tulangan. Gaya tekan disebabkan oleh reaksi baja

tulangan yang ditarik, mengakibatkan berkurangnya retak, elemen beton prategang

akan jauh lebih kokoh dari elemen beton bertulang biasa. Prategangan juga

menyebabkan gaya dalam yang berlawanan dengan gaya luar dan mengurangi atau

bahkan menghilangkan lendutan secara signifikan pada struktur.

Beton yang digunkan dalam beton prategang adalah mempunyai kuat tekan

yang cukup tinggi dengan nilai f’c min K-300, modulus elastis yang tinggi dan

mengalami rangkak ultimit yang lebih kecil, yang menghasilkan kehilangan

prategang yang lebih kecil pada baja. Kuat tekan yang tinggi ini diperlukan untuk


menahan tegangan tekan pada serat tertekan, pengangkuran tendon, mencegah

terjadinya keretakan. Tipikal diagram tegangan-regangan beton dapat dilihat pada

gambar II.7. Pemakaian beton berkekuatan tinggi dapat memperkecil dimensi

penampang melintang unsur-unsur struktural beton prategang. Dengan berkurangnya

berat mati material, maka secara teknis maupun ekonomis bentang yang lebih

panjang dapat dilakukan.

Tegangan (Mpa)

Regangan

Gambar II.7 Diagram Tegangan Regangan Pada Beton

Perubahan bentuk pada beton adalah langsung dan tergantung pada waktu.

Pada beban tetap, perubahan bentuk bertambah dengan waktu dan jauh lebih besar

dibandingkan harga langsungnya. Susut tidak disebabkan oleh tegangan, tetapi

merupakan akibat dari hilangnya air dalam proses pengeringan beton, sementara

rangkak oleh bekerjanya tegangan. Susut dan rangkak menyebabkan perubahan

bentuk aksial, kelengkungan pada penampang, kehilangan tegangan lokal antara

beton dan baja, redistribusi aksi internal pada struktur statis tertentu.


II.2.2 Penggunaan Baja Prategang

Untuk penggunaan pada beban layan yang tinggi, penggunaan baja tulangan

(tendon) dan beton mutu tinggi akan lebih efisien. Hanya baja dengan tegangan

elastis tinggi yang cocok digunakan pada beton prategang. Penggunaan baja tulangan

mutu tinggi bukan saja merupakan suatu keuntungan, tetapi merupakan suatu

keharusan. Prategangan akan menghasilkan elemen yang lebih ringan, bentang yang

lebih besar dan lebih ekonomis jika ditinjau dari segi pemasangan dibandingkan

dengan beton bertulang biasa.

Prategang pada dasarnya merupakan suatu beban yang menimbulkan

tegangan dalam awal sebelum pembebanan luar dengan besar dan distribusi tertentu

bekerja sehingga tegangan yang dihasilkan dari beban luar dilawan sampai tingkat

yang diinginkan. Gaya pratekan dihasilkan dengan menarik kabel tendon yang

ditempatkan pada beton dengan alat penarik. Setelah penarikan tendon mencapai

gaya/tekanan yang direncanakan, tendon ditahan dengan angkur, agar gaya tarik

yang tadi dikerjakan tidak hilang. Penarikan kabel tendon dapat dilakukan baik

sebelum beton dicor (pre-tension) atau setelah beton mengeras (post-tension).

Baja (tendon) yang dipakai untuk beton prategang dalam prakteknya ada tiga

macam, yaitu :

1. Kawat tunggal (wires), biasanya digunkan untuk baja prategang pada beton

prategang dengan system pratarik (pre-tension).

2. Kawat untaian (strand), biasanya digunkan untuk baja prategang pada beton

pratengang dengan system pascatarik (post-tension).

3. Kawat batangan (bar), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton

prategang dengan system pratarik (pre-tension)


Kawat tunggal (wires) (b) Untaian Kawat (strand)

(c) Kawat batangan (bars)

Gambar II.8 Jenis-jenis Baja yang Dipakai Untuk Beton Prategang : (a)

Kawat tunggal (wires). (b) Untaian Kawat (strand). (c) Kawat batangan (bars) (Sumber: Prestressed Concrete Design, M.K. Hurst)

Kawat tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yang sesuai

dengan dpesifikasi sepeti ASTM A 421; stress-relieved strands mengikuti standar

ASTM A 416. Strands terbuat dari tujuh kawat dengan memuntir enam diantaranya

pada pich sebesar 12 sampai 16 kali diameter di sekeliling kawat lurus yang sedikit

kebih besar. Ukuran dari kawat tunggal bervariasi dengan diameter antara 3 – 8 m,

dengan tengangan tarik (fp) antara 1500 – 1700 Mpa dengan modulus elastisitas Ep =

200 x 103 Mpa. Tipikal diagram tegangan-regangan dari ketiga jenis tendon tersebut

dapat dilihat pada gambar II.9, gambar II.10, dan gambar II.11.


Gambar II.9 Diagram Tegangan-Regangan Pada Kawat Tunggal (Sumber: Desain Praktis Beton Prategang, Andri Budiadi)

Gambar II.10 Diagram Tegangan-Tegangan Pada Untaian Kawat (Sumber: Desain Praktis Beton Prategang, Andri Budiadi)

Gambar II.11 Diagram Tegangan-Regangan Pada Baja Batangan (Sumber: Desain Praktis Beton Prategang, Andri Budiadi)


Untuk memaksimumkan luas baja strands 7 kawat untuk suatu diameter nominal,

kawat standar dapat dibentuk menjadi strands yang dipadatkan seperti pada gambar II.12.

Standar ASTM yang disyaratkan masing-masing tercantum pada table II.2.

Gambar II.12 Strands Prategang 7 Kawat Standard dan Dipadatkan.

(a) Penampang strand standar. (b) Penampang strand yang dipadatkan (Sumber: Beton Prategang, Edward G. Nawi)

Table II.2 Strand Standar Tujuh Kawat Untuk Beton Prategang Diameter

nominal

strand (in)

Kuat patah

strand (min. lb)

Luas baja

nominal strand

(in.2)

Berat nominal

strand (lb/100

ft)*

Beban minimum

pada ekstensi 1%

(lb)

MUTU 250

1/4 (0,250) 9.000 0,036 122 7.650

5/16 (0,313) 14.500 0,058 197 12.300

3/8 (0,375) 20.000 0,080 272 17.000

7/16 (0,438) 27.000 0,108 367 23.000

1/2 (0,500) 36.000 0,144 490 30.600

3/5 (0,600) 54.000 0,216 737 45.900

MUTU 270

3/8 (0,375) 23.000 0,085 290 19.550

7/16 (0,438) 31.000 0,115 390 26.350

1/2 (0,500) 41.300 0,153 520 35.100

3/5 (0,600) 58.600 0,217 740 49.800

* 100.000 psi = 689,5 Mpa 0,1 in = 2,54 mm, 1 in2 = 645 berat: kalikan dengan 1,49 untuk mendapatkan berat dalam kg per 1000 m. 1000 lb = 4448 N (Sumber: Beton Prategang, Edward G. Nawi)


II.2.3 Prinsip Dasar Prategang

Pemberian gaya prategang, bersama besarnya, ditentukan terutama

berdasarkan jenis sistem yang dilaksanakan dan panjang bentang serta kelangsingan

yang dikehendaki. Gaya pratengang yang diberikan secara longitudinal di sepanjang

atau sejajar dengan sumbu komponen struktur, maka prinsip-prinsip prategang

dikenal sebagai pemberian prategang linier.

Gambar II.13 Pinsip-prinsip Prategang Linier dan Melingkar. (a) Pemberian

prategang linier pada sederetan blok untuk membentuk balok. (b) Tegangan tekan di

penmpang tengah bentang C dan penampang Atau B. (c) Pemberian prategang

melingkar pada gentong kayu dengan pemberian tarik pada pita logam. (d) Prategang

melingkar pada satu papan kayu. (e) Gaya tarik F pada detengah pita logam akibat

tekanan internal, yang harus diimbangi oleh prategang melingkar (Sumber: Beton Prategang, Edward G. Nawi)


Gambar II.13 menjelaskan bahwa aksi pemberian prategang pada kedua

sestem structural dan respon tegangan yang dihasilkan. Pada bagian (a), blok-blok

beton bekerja bersama sebagai sebuah balok pembarian gaya prategang tekan P. Pada

blok-blok tersebut kemungkinan tergelincir pda arah vertical yang mensimulasikan

kegagalan gelincir geser, pada kenyataan tidak demikian karena adanya gaya

longitudinal P. Dengan cara yang sama, papan-papan kayu di dalam bagian (c)

kelihatan dapat terpisah satu sama lain sebagai akibat adanya tekanan yang radial

internal yang bekerja padanya. Akan tetapi, karena adanya prategang tekan yang

diberikan oleh pita logam sebagai prategang melingkar, papan-papan tersebut tetap

menyatu.

II.2.4 Konsep-Konsep Dasar Beton Prategang

Ada tiga konsep yang dapat dipakai untuk menjelaskan dan menganalisis

sifat-sifat dasar dari beton prategang. Hal ini dapat diterangkan sebagai berikut :

Konsep pertama, Sistem Prategang Untuk Mengubah Beton Menjadi Bahan

Yang Elastis. Konsep ini memperlakukan beton sebagai bahan yang elastis. Ini

merupakan sebuah pemikiran dari Eugene Freyssnet yang memvisualisasikan beton

prategang yang pada dasarnya adalah beton dari bahan yang getas menjadi bhan yang

elastis dengan memberikan tekanan (desakan) terlebih dahulu (pratekan) pada bahan

tersebut. Beban yang tidak mampu menahan tarikan dana kuat memikul tekanan

(umumnya dengan baja mutu tinggi yang ditarik) sedemikiaan sehingga beton yang

getas dapat memikul tegangan tarik. Dari konsep inilah lahir kriteria “tidak ada

tegangan tarik” pada beton. Unumnya telah diketahui bahwa jika tidak ada tegangan


F/A

My/I

Mc/I

(F/A + Mc/I)

(F/A My/I)

(F/A - Mc/I)

Akibat Gaya Prategang Akibat Momen Eksternal M Akibat F dan M

c.g.cTendon Konsentris

(Gaya F)

Gaya diberi Prategang dan Dibebani

tarik pada beton, berarti tidak akan terjadi retak, dan beton tidak merupakan bahan

yang getas lagi melainkan bahan yang elastis.

Dalam bentuk yang sederhana, ditinjau sebuah balok persegi panjang yang

diberi gaya prategang oleh sebuah tendon melalui sumbu yang melalui titik berat dan

dibebani oleh gaya eksternal, lihat gambar II.14.

Gambar II.14 Distribusi Tegangan Sepanjang Penampang Beton Prategang

Konsentris (Sumber: Desain Struktur Beton Prategang, T.Y. Lin & Ned H. Burns)

Gaya partegang F pda tendon menghasilkan gaya tekan F yang sama pada beton

yang juga bekerja pada titik berat tendon. Akibatnya gaya prategang tekan secara

merata sebesar

)1.2......(....................................................................................................AFf =

akan timbul pada penampang seluas A. jika M adalah momen eksternal pada

penampang akibat beban dan berat sendiri balok, maka tegangan pada setiap titik

sepanjang penampang akibat M adalah


Bagian Balok Prategang

P

CT

P

CT

Bagian Balok Bertulang

)2.2...(....................................................................................................I

Myf =

dimana y adalah jarak dari sumbu yang melalui titik berat dan I adalah momen

inersia penampang. Jadi distribusi tegangan yang dihasilkan adalah

)3.2......(..........................................................................................I

MyAFf ±=

Kosep kedua, Sistem Prategang Untuk Kombinasi Baja Mutu Tinggi Dengan

Beton. Konsep ini mempertimbangkan beton prategang sebagai kombinasi

(gabungan) dari baja dan beton, seperti pada beton bertulang, dimana baja menahan

tarikan dan beton menahan teknan. Dengan demikian kedua bahan membentuk kopel

penahan untuk melawan momen eksternal, gambar II.15. Hal ini merupakan konsep

yang mudah. Dengan beton bertulang, dimana baja menahan gaya tarik dan beton

menahan gaya tekan, dan kedua gaya membentuk momen kopel dengan memen

diantaranya.

Gambar II.15 Momen Penahan Internal Pada Beton Prategang dan Beton Bertulang (Sumber: Desain Struktur Beton Prategang, T.Y. Lin & Ned H. Burns)


Pada beton bertulangmengalami retak dan lendutan yang besar

Pada beton prategangmengalami retak dan lendutan yang kecil

Pada beton prategang, baja mutu tinggi dipakai dengan cara menariknya

sebelum kekuatannya dimanfaatkan sepenuhnya. Jika beton mutu tinggi ditanamkan

pada beton, seperti pada beton betulang biasa, beton sekitarnya akan mengalami

retak sebelum seluruh kekuatan baja digunkan, Gambar II.16.

Gambar II.16 Balok Beton Menggunakan Baja Mutu Tinggi (Sumber: Desain Struktur Beton Prategang, T.Y. Lin & Ned H. Burns)

Konsep ketiga, Sistem Prategang untuk Mencapai Keseimbangan Beban.

Konsep ini terutama menggunakan prategang sebagai suatu usaha untuk membuat

seimbang gaya-gaya pada sebuah batang.

Pada keseluruhan desain struktur beton prategang, pengaruh dari prategang

dipandang sebagai keseimbangan berat sendiri sehingga batang yang mengalami

lenturan seperti pelat (slab), balok, dan gelagar (girder) tidak akan mengalami

tegangan lentur pada kondisi pembebanan yang terjadi. Ini memungkinkan

transformasi dari batan lentur menjadi batang yang mengalami tegangan langsung

dan sangat menyederhanakan persoalan baik didalam desain maupun analisis dan

struktur yang rumit.

Penerapan dari konsep ini menganggap beton diambil sebagai benda bebas

dan menggantikan tendon dengan gaya-gaya yang bekerja pada beton sepanjang


Tendon Parabola

Beban Merata

Wb

h

L

bentang. Sebagai contoh, sebuah balok prategang diatas dua tumpuan (simple beam)

dengan tendon berbentuk parabola seperti Gambar II.17.

Gambar II.17 Balok Prategang Dengan Tendon Parabola (Sumber: Desain Struktur Beton Prategang, T.Y. Lin & Ned H. Burns)

Jika, F = Gaya Pratengang

L = Panjang Bentang

H = Tinggi Parabola

Beban yang terdistribusi secara merata kea rah atas dinyatakan dalam

)4.2.(....................................................................................................82L

FhWb =

Jadi, untuk W yang terdistribusi secara merata ke arah bawah yang diberikan,

beban tegak lurus pada balok diimbangi, dan balok hanya dibebani oleh gaya aksial

F, yang menghasilkan tegangan merata pada beton (persamaan 2.1).


II.2.5 Sistem Pratengang dan Pengangkeran

Sehubungan dengan perbedaan system untuk penarikan dan pengangkeran

tendon, maka situasinya sedikit membingungkan dalam perancangan dan penerapan

beton prategang. Seorang sarjana teknik wsipil harus mempunyai pengetahuan umum

mengenai metode-metode yang ada dan mengingatnya pada saat menentukan

dimensi komponen struktur, sehingga tendon-tendon dari beberapa sistem dapat

ditempatkan dengan baik.

Gambar II.18 Pengangkeran Sistem Pratarik (Pre-tensioning) (Sumber: Prestressed Concrete Design, M.K. Hurst)

Berbagai metode dengan nama pratekanan (pre-compression) diberikan pada beton

dapat dilakukan sebagai berikut :

1. Pembangkit gaya tekan antara elemen structural dan tumpuan-tumpuannya

dengan pemakaian dongkrak (flat jack).

2. Pengembangan Tekanan Keliling (hoop compression) dalam struktur

berbentuk silinder dengan mengulung kawat secara melingkar.


3. Pemakaian baja yang ditarik secara longitudinal yang ditanam dalam beton

atau ditempatkan dalam selongsong.

4. Pemakaian prinsip distorsi suatu struktur statis tak tentu baik dengan

perpindahan maupun dengan rotasi satu bagian relatif terhadap bagian

lainnya.

5. Pemakaian pemotong baja structural yang dilendutkan dan ditanam dalam

beton sampai beton tersebut mengeras.

6. Pengembangan tarikan terbatas pada baja dan tekanan pada beton dengan

memakai semen yang mengembang

Gambar II.19 Pengangkeran Sistem Pascatarik (Post-tensioning) dengan

Mengunakan jack 1000 ton (Sumber: Prestressed Concrete Design, M.K. Hurst)

Metode yang biasa dipakai untuk memberikan parategang pada semen beton

strukural adalah dengan menarik baja ke arah longitudinal dengan alat penarik yang

berbeda-beda. Prategang dengan menggunakan gaya-gaya langsung diantara


tumpuan-tumpuan umumnya dipakai pelengkung dan perkerasan, dan dongkrak datar

selalu dipakai untuk memberikan gaya-gaya yang diinginkan.

Pengankeran ada 2 macam yaitu : angker mati dan angker hidup. Angker mati

adalah angker yang tidak bias dilakukan lagi penarikan setelah penegangan tendon

dilakukan. Angker mati sering digunakan dalam prategang dengan sistem pratarik.

Sedangkan angker hidup dapat dilakukan penarikan kembali jika hal itu diperlukan.

Pegangkeran ini sering dijumpai dalam prategang dengan sistem pasca tarik.

(a)Angker hidup (b) Angker mati.

Gambar II.20 Jenis Pengankeran (a) Angker hidup. (b) Angker mati. (Sumber: Prestressed Concrete Design, M.K. Hurst)

Gambar II.21 Penempatan Angker Pada Beton Prategang (Post-tensioning)


II.2.5.a Sistem Pratarik (Pre-tensioning)

Didalam sistem pratarik (Pre-tensioning), tendon lebih dahulu ditarik antara

blok-blok angker yang kaku (rigid) yang dicetak diatas tanah atau didalam suatu

kolom atau perangkat cetakan pratarik seperti terlihat pada gambar II.22, dan

selanjutnya dicor dan dipadatkan sesuai dengan bentuk serta ukuran yang diinginkan.

Metode ini digunakan untuk beton-beton pracetak dan biasanya digunakan

untuk konstruksi-konstruksi kecil. Beton-beton pracetak biasanya digunakan pada

konstruksi-konstruksi bangunan, kolom-kolom gedung, tiang pondasi atau balok

dengan bentang yang panjang.

Adapun tahap urutan pengerjaan beton pre-tension adalah sebagai berikut :

Kabel tendon dipersiapkan terlebih dahulu pada sebuah angkur yang mati (fixed

anchorage) dan sebuah angkur yang hidup (live anchorage). Kemudian live

anchorage ditarik dengan dongkrak (jack) sehingga kabel tendon bertambah panjang.

Jack biasanya dilengkapi dengan manometer untuk mengetahui besarnya gaya yang

ditimbulkan oleh jack. Setelah mencapai gaya yang diinginkan, beton dicor. Setelah

beton mencapai umur yang cukup, kabel perlahan-lahan dilepaskan dari kedua

angkur dan dipotong. Kabel tendon akan berusaha kembali ke bentuknya semula

setelah pertambahan panjang yang diakibatkan oleh penarikan pada awal

pelaksanaan. Hal inilah yang menyebabkan adanya gaya tekan internal pada beton.

Oleh karena sistem pratarik besandar pada rekatan yang timbul antara baja dan

tendon sekelilingnya, hal itu penting bahwa setiap tendon harus merekat sepanjang

deluruh panjang badan. Setelah beton mengeras, tendon dilepaskan dari alas

prapenarikan dan gaya prategang ditranfer ke beton.


Gambar II.22 Proses Pengerjaan Beton Pratarik (Pre-tensioning) (Sumber: Desain Praktis Beton Prategang, Andri Budiadi)

II.2.5.b Sistem Pascatarik (Post-tensioning)

Kebanyakan pelaksanaan pretensioning dilapangan dilaksanakan dengan

metode post-tensioning. Pascatarik dipakai untuk memperkuat bendungan beton,

prategang melingkar dari tangki-tangki beton yang besar, serta perisai-perisai

biologis dari reactor nuklir. Pascatarik (Post-tensioning) juga banyak digunakan

konstruksi beton prategang segmental pada jembatan dengan bentang yang panjang.

Adapun metode dalam pelaksanaan pengerjaan beton pasca tarik (Post-

tensioning) adalah sebagai berikut :

Selongsong kabel tendon dimasukkan dengan posisi yang benar pada cetakan beton

beserta atau tanpa tendon dengan salah satu ujungnya diberi angkur hidup dan ujung

lainnya angkur mati atau kedua ujungnya dipasang angkur hidup. Beton dicor dan

dibiarkan mengeras hingga mencapai umur yang mencukupi. Selanjutnya, dongkrak


(a) Beton dicor

(b) Tendon ditarik dan gaya tekanditransfer

(c) Tendon diangkur dan digrouting

hidrolik dipasang pada angkur hidup dan kabel tendon ditarik hingga mencapai

tegangan atau gaya yang direncanakan seperti terlihat pada gambar II.23. Untuk

mencegah kabel tendon kehilangan tegangan akibat slip pada ujung angkur terdapat

baji. Gaya tarik akan berpindah pada beton sebagai gaya tekan internal akibat reaksi

angkur.

Gambar II.23 Proses Pengerjaan Beton Pascatarik (Post-tensioning) (Sumber: Desain Praktis Beton Prategang, Andri Budiadi)

II.2.5.c Prategang Termo-Listrik

Metode prategang dengan tendon yang dipanaskan, yang dicapai dengan

melewatkan aliran listrik pada kawat yang bermutu tinggi, umumnya disebut sebagai

“Prategang Termo-Listrik”. Prosesnya terdiri atas pemanasan batang dengan arus

listrik sampai temperature 300 – 400 ºC selama 3 – 5 menit. Batang tersebut

mengalami perpanjangan kira-kira 0,3 – 0,5 persen. Setelah pendinginan batang

tersebut berusaha memperpendek diri ada ini dicegah oleh jepitan angkur pada kedua

ujungnya seperti yang ditunjukan dengan gambar II.24. Waktu pendinginan

diperhitungkan 12 – 15 menit.


Blok Ujung

Batang Didinginkan

Batang Dipanaskan

Cetakan

Batang setelahPengangkuran

L

L = (Ly -

Lt > Ly

Ly

L)

Gambar II.24 Proses Prategang Termo-Listrik (Sumber: Beton Pratekan, N. Krishna Raju)

II.2.5.d Prategang Secara Kimia

Reaksi kimia dalam semen ekspansif dapat menegangkan baja yang ditanam

yang kemudian menekan beton. Hal ini sering disebut dengan penegangan sendiri

(self-sressing) atau disebut juga prategang kimiawi.

Bila semen ini digunakan untuk membuat beton dengan baja yang tertanam,

maka baja akan mengalami pertambahan panjang sejalan dengan pemgembangan

beton tersebut. Oleh karena pengembangan beton dikekang oleh kawat baja bermutu

tinggi, maka timbul tegangan tekan pada beton dan kawat baja mengalami tegangan

tarik. Karena pemuaian terjadi pada tiga arah, sehingga akan lebih sulit untuk

menggunkan system prategang secara kimia pada struktur-struktur yang dicor

setempat seperti gedung. Aka tetapi, untuk pipa-pipa tekanan dan perkerasan jalan

(pavement), dimana prategang sekurang-kurangnya pada dua arah, sistem prategang

kimiawi lebih ekonomis. Hal ini juga berlaku untuk pelat, dinding, dan cangkang.


II.2.6 Analisa Prategang

Tegangan yang disebabkan oleh prategang umumnya merupakan tegangan

kombinasi yang disebabkan oleh beban langsung dan lenturan yang dihasilkan oleh

beban yang ditempatkan secara eksentris.

Analisa tegangan-tegangan yang timbul pada suatu elemen struktur beton

prategang didasarkan atas asumsi-asumsi berikut :

1. Beton prategang adalah suatu mineral yang elastic serta homogen

2. Didalam batas-batas tegangan kerja, baik beton maupun baja berperilaku

elastis, tidak dapat menahan rangkak yang kecil yang terjadi pada kedua

material tersebut pada pembebanan terus-menerus.

3. Suatu potongan datar sebelum melentur dianggap tetap datar meskipun sudah

mengalami lenturan, yang menyatakan suatu distribusi regangan linier pada

keseluruhan tinggi batang.

Selama tegangan tarik tidak melampaui batas modulus keruntuhan beton

(yang sesuai dengan tahap retakan yang terlihat pada beton), setiap perubahan dalam

pembebanan batang menghasilkan perubahan tegangan pada beton saja, satu-satunya

fungsi dari tendon prategang adalah untuk memberikan dan memelihara prategang

pada beton.

Tegangan yang disebabkan oleh prategang umumnya merupakan tegangan

kombinasi yang disebabkan oleh aksi beban langsung dan lenturan yang dihasilkan

oleh beban yang ditempatkan secara eksentris maupun kosentris.


c.g.cTendon Konsentris

(Gaya F)F F

Tegangan = F/A

II.2.6.a Tedon Konsentris

Balok beton prategang dengan satu tedon konsentris yang ditunjukan dalam

gambar II.25.

Gambar II.25 Prategang Konsentris (Sumber: Beton Pratekan, N. Krishna Raju)

Gambar di atas menunjukkan sebuah beton prategangan tanpa eksentrisitas,

tendon berada pada garis berat beton (cental grafity of concrete,c.g.c). Prategang

seragam pada beton = F/A yang berupa tekan pada seluruh tinggi balok. Pada

umumnya beban-beban yang dipakai dan beban mati balok menimbulkan tegangan

tarik terhadap bidang bagian bawah dan ini diimbangi lebih efektif dengan memakai

tendon.

Gambar II.26 Distribusi Tegangan Tendon Konsentris


II.2.6.b Tendon Eksentris

Sebuah balok yang mengalami suatu gaya prategang eksentris sebesar P yang

ditempatkan dengan eksentrisitas e. Tendon ditempatkan secara eksentris terhadap

titik berat penampang beton. Eksentrisitas tendon akan menambah kemampuan untuk

memikul beban eksternal.

F/A = M/W + F.e/W

F/A = M/W – F.e/W Resultan Tegangan

Gambar II.27 Distribusi Tegangan Tendon Eksentris

Eksentisitas akan menambah kemampuan untuk menerima/memikul tegangan tarik

yang lebih besar lagi (serat bawah).

Prategangan juga menyebabkan perimbangan gaya-gaya dalam komponen

beton prategang. Konsep ini terutama terjadi pada beton prategang post-tension.


Gambar II.28 Gaya-gaya Penyeimbang Beban Pada Tendon Parabola

Tegangan yang ditimbulkan pada serat-serat bagian atas dan bagian bawah balok

diperoleh dengan hubungan :

)5.2......(......................................................................1 2

+=

+=

iey

AP

ZPe

APf b

bbawah

)6.2.........(......................................................................1 2

+=

−=

iey

AP

ZPe

APf t

tatas

Dimana :

P = Gaya Prategang (positif apabila menghasilkan tekanan

langsung)

E = Eksentrsitas gaya prategang

A = Luas potongan melintang batang beton

Zt dan Zb = Momen penampang serat paling atas dan paling bawah

f atas dan f bawah = Prategang pada beton yang ditimbulkan pada serat paling

atas dan paling bawah (positif apabila tekan dan negatif

apabila tarik)

yt dan yb = Jarak antara serat paling atas dan serat paling bawah

terhadap titik berat panampang

i = Jari-jari girasi


L

P Pe

e + + + =

P/A Pe/Zt Mg/Zt ( P/A - Pe/Zt + Mg/Zt + Mq )Mq/Zt

P/A Pe/Zb Mg/Zt Mq/Zt ( P/A - Pe/Zt + Mg/Zt + Mq )

+

+

+ +

+

-

- -

Penampangmelintang

Prategang Teganganakibat beban mati

Teganganresultan

Teganganakibat beban

Beban mati dan bebanhidup (g + q)

II.2.6.c Tegangan Resultan pada Suatu Penampang

Balok beton yang diperlihatkan pada gamabar II.29 memikul beban hidup

dan mati yang terbagi rata dengan q dan g. Balok diprategangkan dengan suatu

tendon lurus yang membawa suatu gaya prategang P dengan eksentrisitas e.

Tegangan resultan pada suatu penampang beton diperoleh dengan superposisi

pengaruh prategang dan tegangan-tegangan lentur yang ditimbulkan oleh beban-

beban tersebut. Jika Mq dan Mg merupakan momen akibat beban hidup dan beban

mati pada penampang di tegah bentang.

)7.2.(..........................................................................................8

,8

22

=

gLMgqLMq

Gambar II.29 Distribusi Tegangan Balok Prategang dengan Tendon Eksentris

Beban mati dan Beban Hidup (Sumber: Beton Pratekan, N. Krishna Raju)


Tegangan-tegangan resultan pada serat-serat beton paling atas dan paling bawah

penampang tertentu diperoleh :

)8.2.......(......................................................................

++

−=

tttatas Z

MqZMg

ZPe

APf

)9.2.....(......................................................................

−−

−=

bbbbawah Z

MqZMg

ZPe

APf

II.2.7 Kehilangan Prategang

Gaya prategang akan mengalami pengurangan/reduksi saat transfer (jangka

pendek) atau saat service (jangka panjang). Kehilangan prategangan saat transfer

terjadi sesaat setelah penarikan tendon, sedangkan kehilangan saat service terjadi

perlahan-lahan pada saat umur pelayanan dan karena pengaruh waktu.

Kehilangan pada saat transfer berupa :

• Dudukan angkur pada saat penyaluran gaya (slip)

• Friksi akibat kelengkungan tendon pada post-tensioning

• Perpendekan elastis beton

Kehilangan pada saat service berupa :

• Rangkak beton

• Susut beton

• Relaksasi kabel tendon

Kehilangan akibat friksi tendon pada post-tensioning dihitung berdasarkan rumus :

( )µα+= XKlXS ePP …………………………………………..………(2.10)


Bila (KlX+μα) tidak lebih besar dari 0,3 maka kehilangan akibat friksi dihitung

sebagai berikut :

( )µα++= XXS KlPP 1 ………………………………………….(2.11)

Koefisien friksi akibat wobble K dan kelengkungan μ ditentukan secara

eksperimental dan harus dibuktikan pada saat penarikan tendon dilakukan. Nilai

koefisien friksi akibat wobble K dan kelengkungan μ dapat dilihat pada table II.3 di

bawah ini.

Table II.3 Koefisien Friksi Tendon Pasca-tarik

(Sumber: Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI – 3 – 2847 – 2002)


II.2.8 Pembebanan Jembatan

II.2.8.a Beban dan Aksi yang Bekerja

Pembebanan untuk merencanakan jembatan jalan raya merupakan dasar

dalam menentukan beban-beban dan gaya-gaya untuk perhitungan tegangan-

tegangan yang terjadi pada setiap bagian jembatan jalan raya. Penggunaan

pembebanan ini dimaksudkan agar dapat mencapai perencanaan yang aman dan

ekonomis sesuai dengan kondisi setempat, tingkat keperluan, kemampuan

pelaksanaan dan syarat teknis lainnya, sehingga proses pelaksanaan dalam

perencanaan jembatan menjadi efektif.

II.2.8.b Pembebanan Jembatan di Lapangan Berdasarkan PPPJJR SKBI. 1.3.28.1987

Pembebanan yang digunakan dalam perencanaan jembatan Sei Belumai (di

lapangan) berdasarkan data yang diperoleh adalah sebagai berikut :

Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPPJJR SKBI. 1.3.28.1987)

II.2.8.b.1 Beban Primer

Yang termasuk beban primer adalah :

• Beban Mati

• Beban Hidup

• Beban Kejut

• Gaya Akibat Tekanan Tanah


1. Beban Mati

Dalam menentukan besarnya beban mati tersebut, harus digunakan nilai berat

isi untuk bahan-bahan bangunan tersebut dibawah ini :

Tabel II.4 Berat Isi untuk Beban Mati (t/m³) (PPPJJR SKBI. 1.3.28.1987)

No. Bahan Berat Bahan

per Satuan Isi (t/m3)

1 Baja tuang 7,85 2 Besi tuang 7,25 3 Aluminium paduan 2,80 4 Beton bertulang/pratekan 2,50 – 2,60 5 Beton biasa, tumbuk, siklop 2,20 6 Pasangan batu/bata 2,00 7 Kayu 1,00 8 Tanah, pasir, kerikil (semua dalam keadaan padat) 2,00 9 Perkerasan jalan beraspal 2,0 – 2,50

10 Air 1,00 Untuk bahan-bahan yang belum disebut di atas, harus diperhitungkan berat isi yang sesungguhnya.

(Sumber: Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya PPPJJR SKB. 1.3.28.1987)

2. Beban Hidup

2.1 Macam Beban Hidup

Beban hidup pada jembatan yang ditnjau dinyatakan dalam dua macam, yaitu

beban “T” yang merupakan beban terpusat untuk lantai kendaraan dan beban “D”

yang merupakan beban jalur untuk gelagar.

2.2 Lantai kendaraan dan jalur lalu lintas

Jalur lalu lintas mempunyai lebar minimum 2,75 meter dan lebar maksimum

3,75 meter. Lebar jalur minimum ini harus digunakan untuk menentukan beban “D”

perlajur.


Jumlah jalur lalu lintas untuk lantai kendaraan dengan lebar 5,50 meter atau

lebih ditentukan menurut table I.

Utnuk selanjutnya jumlah jalur jembatan ini digunakan dalam menentukan beban

“D” pada perhitungan beban “D” pda perhitungan reaksi perletakan.

Tabel II.5 Jumlah Jalur Lalu lintas

Lebar Lantai Kendaraan Jumlah Jalur Lalu Lintas

5,50 m sampai dengan 8,25 m

Lebih dari 8,25 m sampai dengan 11,25

Lebih dari 11,25 m sampai dengan 15,00 m



2

3

4

5

6

Catatan : Daftar tersebut di atas hanya diguanakn dalam menentukan jumlah jalur pada jemabatan


a. Beban “T”

Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau system lantai kendaraan

jembatan, harus digunakan beban “T” seperti dijelaskan berikut ini :

Beban “T” adalah beban yang merupakan beban yang merupakan kendaraan

truk yang mempunyai beban roda ganda (dual wheel load) sebesar 10 ton dengan

ukuran-ukuran serta kedudukan seperti tertera pada gambar II.30.


Dimana :

a1 = a2 = 30,00 cm

b1 = 12,50 cm

b2 = 50,00 cm

Ms = Muatan rencana sumbu = 20 ton.

Gambar II.30 Pembebanan Truk ”T” PPPJJR (Sumber: Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya PPPJJR SKB. 1.3.28.1987)

b. Beban “D”

• Untuk perhitungan kekuatyan gelagar-gelagar harus digunakan beban “D”.

Beban “D” atau beban lajur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas

yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar “q” ton per meter panjang per

jalur, dan beban garis “p” ton per jalur lalu lintas tersebut.


Beban “D” adalah seperti tertera pada gambar II.31

Gambar II.31 Beban Lajur “D” PPPJJR


Besar “q” ditentukan sebagai berikut :

q = 2,2 t/m’ …….untuk L < 30 m ………………………………….…..(2.12)

q = 2,2 t/m’ – x (L – 30) t/m’ ….... untuk 30 m < L < 60 m …...…..(2.13)

q = 1,1 (1 + ) t/m’ …….untuk L > 60 m ……………………….…….(2.14)

L = Panjang dalam meter, ditentukan oleh tipe kontruksi jembatan

t/m’ = ton per meter panjang, per lajur

• Ketentuan penggunaan beban “D” dalam arah melintang jembatan adalah

sebagai berikut :

Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan sama atau lebih kecil dari

5,50 meter, beban “D” sepenuhnya (100%) harus dibebankan pada seluruh

lebar jembatan.

Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan lebih besar dari 5,50 meter,

beban “D” sepenuhnya (100%) dibebankan pada lebar jalur 5,50 meter


sedangakan selebihnya dibebani hanya separuh “D” (50%), lihat gambar

II.32.

Gambar II.32 Ketentuan Penggunaan Beban “D” PPPJJR


• Dalam menentukan beban hidup (beban terbagi rata dan beban garis) perlu

diperhatikan ketentuan bahwa :

Panjang bentang (L) untuk muatan terbagi rata, sesuai ketentuan dalam

perumusan koefisisn kejut

Beban hidup per meter lebar jembatan menjadi sebagai berikut :

Beban terbagi rata = ………………….…….(2.15)

Beban garis = …………………….…….(2.16)

Angka pembagi 2,75 meter di atas selalu tetap dan tidak tergantung pada

jalur lalu lintas.

• Beban “D” tersebut harus ditempatkan sedemikian rupa sehingga

menghasilkan pengaruh terbesar pada gelagar.


c. Beban pada Trotoir, Kerb dan Sandaran

• Kontruksi trotoir 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.

• Kerb yang terdapat pada tepi-tepi lantai kendaraan harus diperhitungkan

untuk dapat menahan satu beban horizontal kea rah melintang jembatan

sebesar 500 kg/m’ yang bekerja pada puncak kerb yang bersangkutan atau

pada tinggi 25 cm di atas permukaan lantai kendaraan apabila kerb yang

bersangkutan lebih tinggi dari 25 cm.

• Tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoir harus diperhitungkan untuk

dapat menahan beban horizontal sebesar 100 kg/m’, yang bekerja pada tinggi

90 cm di atas lantai trotoir.

3. Beban Kejut

Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran-getaran dan pengaruh-

pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban garis “p” harus dikalikan

dengan koefisien kejut yang akan memberikan hasil maksimum, sedangkan beban

merata “q” dan beban “T” tidak dikalikan dengan koefisien kejut.

Koefisien Kejut ditentukan dengan rumus ;

K = 1 + 20 / (50 + L) …………………….……………………...(2.17)

Dimana ;

K = Koefisien kejut

L = Panjang bentang dalam meter, ditentukan oleh tipe konstruksi jembatan

(keadaan statis) dan kedudukna muatan “p”.


Koefisien kejut tidak diperhitungkan terhadap bangunan bawah, apabila

bangunan bawah dan bangunan atas merupakan satu kesatuan.

Bila bangunan bawah dan bangunan atas merupakan satu kesatuan maka koefisien

kejut diperhitungkan terhadap bangunan bawah.

4. Gaya Akibat Tekanan Tanah

Bagian bangunan jembatan yang menahan tanah harus direncanakan dapat

menahan tekanan tanah sesuai rumus-rumus yang ada.

II.2.8.b.2 Beban Sekunder

Yang termasuk beban sekunder adalah :

• Beban Angin

• Gaya Akibat Perbedaan Suhu

• Gaya Akibat Rangkak dan Susut

• Gaya Rem dan Traksi

• Gaya-gaya akibat Gempa Bumi

• Gaya Gesekan pada Tumpuan-tumpuan bergerak

Pada umumnya beban ini mengakibatkan tegangan-tegangan relatif lebih kecil dari

tegangan-tegangan akibat beban primer kecuali gaya akiabat gempa bumi dan gaya

gesekan yang kadang-kadang menentukan dan biasanya tergantung dari bentang,

bahan, sistem kontruksi, tipe jembatan serta keadaan tempat.


1. Beban Angin

Pengaruh beban angin sebesar 150 kg/m2 pada jembatan ditinjauberdasarkan

bekerjanya beban angin horizontal terbagi rata pada bidang vertical jembatan, dalam

arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Jumlah luas bidang vertikal bangunan

atas jembatan yang dianggap terkena oleh angin ditetapkan sebesar suatu prosentase

tertentu terhadap luas bagian-bagian sisi jembatan dan luas bidang vertikal beban

hidup.

Bidang vertikal beban hidup ditetapkan sebagi suatu permukaan bidang

vertikal yang mempunyai tinggi menerus sebesar 2 (dua) meter di atas lantai

kendaraan.

Dalam menghitung jumlah luas bagian-bagian sisi jembatan yang terkena

angin dapat digunakan ketentuan sebagai berikut :

a. Keadaan tanpa beban hidup

• untuk jembatan gelagar penuh diambil sebesar 100% luas bidang sisi

jembatan yang langsung terkena angin, ditambah 50% luas bidang sisi

lainnya.

• Untuk jembatan rangka diambil sebesar 30% luas bidang sisi jembatan yang

langsung terkena angin, ditambah 15% luas bidang sisi-sisi lainnya.

b. Keadaan dengan beban hidup

• Untuk jembatan diambil sebesar 50% terhadap luas bidang menurut (1.a).

• Untuk beban hidup diambil sebesar 100% bidang sisi yang langsung terkena

angin.


c. Jembatan menerus di atas lebih dari dua perletakan

Untuk perletakan tetap perlu diperhitungkan beban angin dalam arah

longitudinal jembatan yang terjadi bersamaan dengan beban angin masing-masing

sebesar 40% terhadap luas bidang menurut keadaan (1.a dan 1.b).

Pada jembatan yang memerlukan perhitungan pengaruh angin yang teliti,

harus diadakan penelitian khusus.

2. Gaya Akibat Perbedaan Suhu

Peninjauan diadakan terhadap timbulnya tegangan-tegangan structural karena

adanya perubahan bentuk akibat perbedaan suhu antaa bagian-bagian jembatan baik

yang menggunakan bahan yang sama maupun dengan bahan yang berbeda.

Perbedaan suhu ditetapkan sesuai dengan data perkembangan suhu setempat.

Pada umumnya pengaruh perbedaan suhu tersebut dapat dihitung dengan

mengambil perbedaan suhu untuk :

Bangunan baja : Perbedaan suhu maksimum-minimum = 30o C

Perbedaan suhu antaa bagian-bagian jembatan = 15o C

Bnguan beton : Perbedaan suhu maksimum-minimum = 15o C

Perbedaan suhu antaa bagian-bagian jembatan < 10o C,

tergantung dimensi penampang

Untuk perhitungan tegangan-tegangan dan pergerakan pada jembatan/bagian-

bagian jembatan/perletakan akibat perbedaan suhu dapat diambil nilai Modulus

Elastisitas Young (E) dan koefisien muai panjang (Є) sesuai table II.6


Tabel II.6 Modulus Elastisitas Young (E) dan Koefisien Muai Panjang (Є)

Jenis Bahan E (kg/cm2) Є per derajat Celcius Baja Beton

2,1 x 106

2 sampai 4 x 105* 12 x 10-6

10 x 10-6

Kayu : - Sejajar serat - Tegak lurus serat

1,0 x 105* 1,0 x 104*

5 x 10-6

50 x 10-6* *) Tergantung pada mutu bahan


3. Gaya Rangkak dan Susut

Pengaruh rangkak dan susut bahan beton terhadap kontruksi, harus ditinjau.

Besarnya pengaruh tersebut apabila tidak ada ketentuan lain, dapat dianggap senilai

dengan gaya yang timbul akibat turunnya sehu sebesar 15o C.

4. Gaya Rem

Pengaruh-pengaruh dalam arah memanjang jembatan akibat gaya rem, harus

ditinjau. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan pengaruh gaya rem sebesar 5%

dari beban “D” tanpa koefisien kejut yang memenuhi semua jalu lalu lintas yang ada,

dan dalam satu jurusan.

Gaya dem tersebut dianggap bekerja horizontal dalam arah sumbu jemabatan

dengan titik tangkap setinggi 1,80 meter di atas permukaan lantai kendaraan.

5. Gaya Akibat Gempa Bumi

Jembatan-jembatan yang akan dibangun pada daerah-daerah di mana

diperkirakan terjadi pengaruh-pengaruh gempa bumi, harus direncanakan dengan

menghitung pengaruh-pengaruh gempa bumi tersebut sesuai denga “Buku Petunjuk

Perencanaan Tahan Gempa untuk Jembatan Jalan Raya 1986”.


6. Gaya Akibat Gesekan

Jembatan harus pula ditinjau terhadap gaya yang timbul akibat gesekan pada

tumpuan bergerak, karena adanya pemuaian dan penyusutan dari jembatan akibat

perbedaan suhu atau akibat-akibat lain.

II.2.8.b.3 Beban Khusus

Yang termasuk beban Khusus adalah :

• Gaya Sentrifugal

• Gaya Tumbuk pada Jembatan Layang

• Gaya dan Beban Selama Pelaksanaan

• Gaya Aliran Air dan Tumbukan Benda-benda Hanyutan

• Gaya Angkat

Beban-beban dan gaya-gaya selain tersenut di atas perlu diperhatikan, apabila hal

tersebut menyangkut kekhususan jembatan, antara lain sistem kontruksi dan tipe

jembatan serta keadaan setempat, misalnya gaya pratekan, gaya angkat (buoyancy),

dan lain-lain.


II.2.8.c Pembebanan Jembatan Berdasarkan RSNI T – 02 – 2005 Standar Pembebanan Untuk Jembatan

II.2.8.c.1 Beban Primer

Beban primer adalah beban yang selalu bekerja pada perencanaan bagian-

bagian utama konstruksi jembatan, yang merupakan beban utama dalam perhitungan

tegangan pada setiap perencanaan jembatan jalan raya. beban Beban primer terbagi

atas beberapa beban yaitu beban mati dan beban hidup.

1 Beban Mati

a. Beban Mati Sendiri

Beban sendiri jembatan adalah semua beban tetap yang berasal dari berat

sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur

tambahan yang dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya yang terdiri dari

berat masing-masing bagian struktural dan elemen-elemen non-struktural. Masing-

masing berat elemen ini harus dianggap sebagai aksi yang terintegrasi pada waktu

menerapkan faktor beban biasa dan faktor beban yang terkurangi.

Beban mati terdiri dari beban mati primer dan beban mati sekunder. Beban

mati primer terdiri atas berat sendiri dari pelat dan sistem lainnya yang dipikul

langsung oleh masing-masing gelagar jembatan. Sedangkan beban mati sekunder

terdiri atas berat kerb, trotoar, tiang sandaran dan lain-lain yang dipasang setelah

pelat dicor, beban tersebut dianggap terbagi rata diseluruh gelagar. Dalam menetukan

besarnya beban mati dan merupakan satu kesatuan dengannya, harus digunakan nilai

berat isi untuk bahan-bahan seperti pada tabel II.9.


Tabel II.7 Ringkasan Aksi-aksi Rencana

No

Aksi Lama

Waktu

(3)

Faktor beban pada keadaan batas

Nama Simbol

(1)

Daya Layan

K Normal Terkurangi

1 Berat Sendiri PMS Tetap 1,0 * (3) * (3)

2 Beban Mati Tambahan PMA Tetap 1,0/1,3 2,0/1,4 0,7/0,8

3 Penyusutan & Rangkak PSR Tetap 1,0 1,0 N/A

4 Prategang PPR Tetap 1,0 1,0 N/A

5 Tekanan Tanah PTA Tetap 1,0 * (3) * (3)

6 Beban Pelaksanaan Tetap PPL Tetap 1,0 1,25 0,8

7 Beban Lajur “D” TTD Tran 1,0 1,8 N/A

8 Beban Truk “T” TTT Tran 1,0 1,8 N/A

9 Gaya Rem TTB Tran 1,0 1,8 N/A

10 Gaya Sentrifugal TTR Tran 1,0 1,8 N/A

11 Beban trotoar TTP Tran 1,0 1,8 N/A

12 Beban-beban Tumbukan TTC Tran * (3) * (3) N/A

13 Penurunan PES Tetap 1,0 N/A N/A

14 Temperatur TET Tran 1,0 1,2 0,8

15 Aliran/Benda hanyutan TEF Tran 1,0 * (3) N/A

16 Hidro/Daya apung TEU Tran 1,0 1,0 1,0

17 Angin TEW Tran 1,0 1,2 N/A

18 Gempa TEQ Tran N/A 1,0 N/A

19 Gesekan TBF Tran 1,0 1,3 0,8

20 Getaran TVI Tran 1,0 N/A N/A

21 Pelaksanaan TCL Tran * (3) * (3) * (3)

Catatan (1) Simbol yang terlihat hanya untuk beban nominal, simbol untuk beban rencana menggunakan

tanda bintang, untuk: PMS = berat sendiri nominal, P*MS = berat sendiri rencana.

Catatan (2) Tran = transien.

Catatan (3) Untuk penjelasan lihat Pasal pada peraturan RSNI T-02-2005 yang sesuai.

Catatan (4) “N/A” menandakan tidak dapat dipakai. Dalam hal di mana pengaruh beban transien adalah

meningkatkan keamanan, faktor beban yang cocok adalah nol.

(Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)


Tabel II.8 Faktor Beban untuk Berat Sendiri

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

Biasa Terkurangi

TETAP

Baja, aluminium 1,0 1,1 0,9 Beton pra cetak 1,0 1,2 0,85 Beton dicor di tempat 1,0 1,3 0,75 Kayu 1,0 1,4 0,7

(Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005) Besarnya kerapatan masa dan berat isi untuk berbagai macam bahan diberikan

dalam tabel II.6.

Tabel II.9 Berat Isi untuk Beban Mati (kN/m³)

No. Bahan Berat Bahan

per Satuan Isi (kN/m3)

Kerapatan Masa (kg/m3)

1 Campuran aluminium 26.7 2720 2 Lapisan permukaan beraspal 22.0 2240 3 Besi tuang 71.0 7200 4 Timbunan tanah dipadatkan 17.2 1760 5 Kerikil dipadatkan 18.8-22.7 1920-2320 6 Aspal beton 22.0 2240 7 Beton ringan 12.25-19.6 1250-2000 8 Beton 22.0-25.0 2240-2560 9 Beton prategang 25.0-26.0 2560-2640 10 Beton bertulang 23.5-25.5 2400-2600 11 Timbal 111 11 400 12 Lempung lepas 12.5 1280 13 Batu pasangan 23.5 2400 14 Neoprin 11.3 1150 15 Pasir kering 15.7-17.2 1600-1760 16 Pasir basah 18.0-18.8 1840-1920 17 Lumpur lunak 17.2 1760 18 Baja 77.0 7850 19 Kayu (ringan) 7.8 800 20 Kayu (keras) 11.0 1120 21 Air murni 9.8 1000 22 Air garam 10.0 1025 23 Besi tempa 75.5 7680



b. Berat Mati Tambahan atau Utilitas

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk elemen non

struktural dan menjadi satu beban pada jembatan dan besarnya dapat berubah selama

umur jembatan. Dalam hal tertentu harga KMA yang telah berkurang boleh digunakan

dengan persetujuan instansi berwenang. Hal ini bisa dilakukan bila instansi tersebut

mengawasi beban mati tambahan sehingga tidak dilampaui selama umur jembatan.

Kecuali ditentukan oleh instansi berwenang, semua jembatan harus direncanakan

untuk bisa memikul beban tambahan yang berupa aspal beton setebal 50 mm untuk

pelapisan kembali dikemudian hari. Lapisan ini harus ditambahkan pada lapisan

permukaan yang tercantum dalam gambar. Pelapisan kembali merupakan beban

nominal yang dikaitkan dengan faktor beban untuk mendapatkan beban rencana.

Pengaruh dari alat pelengkap dan sarana umum yang ditempatkan pada jembatan

harus dihitung setepat mungkin. Berat dari pipa untuk saluran air bersih, saluran air

kotor dan lainnya harus ditinjau pada keadaan kosong dan penuh sehingga kondisi

yang paling membahayakan dapat diperhitungkan.

Tabel II.10 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

Biasa Terkurangi

TETAP Keadaan Umum 1,0 (1) 2,0 0,7

Keadaan Khusus 1,0 1,4 0,8

Catatan (1) Faktor beban daya layan 1,3 digunakan untuk berat utilitas (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)


2 Beban Hidup

Beban hidup adalah semua baban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan

yang bergerak/lalu lintas dan/atau pejalan kaki yang mana dianggap bekerja pada

struktur jembatan. Beban hidup pada jembatan merupakan beban bergerak yang

bekerja pada jembatan.

a. Beban Lalu Lintas

Lajur lalu lintas rencana harus mempunyai lebar 2,75 m. Jumlah maksimum

lajur yang digunakan untuk berbagai lebar jembatan bisa dilihat dalam table II.11.

Lajur lalu lintas rencana harus disusun sejajar dengan sumbu memanjang jembatan.

Tabel II.11 Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana

Tipe Jembatan (1)

Lebar Jalur Kendaraan (m) (2)

Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana (nl)

Satu lajur 4,0 - 5,0 1

Dua arah, tanpa median

5,5 - 8,25 11,3 - 15,0

2 (3) 4

Banyak arah

8,25 - 11,25 11,3 - 15,0 15,1 - 18,75 18,8 - 22,5

3 4 5 6

Catatan (1) Untuk jembatan lain, jumlah lajur lalu lintas rencana harus ditentukan oleh instansi berwenang.

Catatan (2) Lebar jalur kendaraan adalah jarak minimum antara kerb atau rintangan untuk satu arah atau jarak antara kerb dengan median untuk banyak arah.

Catatan (3) Lebar minimum yang aman untuk dua-lajur kendaraan adalah 6.0 m. Lebar jembatan antara 5,0 m sampai 6,0 m harus dihindari oleh karena hal ini akan memberikan kesan kepada pengemudi seolah-olah memungkinkan untuk menyiap.



Beban lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri atas beban lajur "D" dan

beban truk "T". Beban lajur "D" bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan

menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iringan

kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur "D" yang bekerja tergantung

pada lebar jalur kendaraan itu sendiri.

Beban truk "T" adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada

beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari dua bidang kontak

pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan berat. Hanya

satu truk "T" diterapkan per lajur lalu lintas rencana.

Secara umum, beban "D" akan menjadi beban penentu, sedangkan beban "T"

digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan.

a.1 Beban lajur “D”

Intensitas dari Beban lajur "D" terdiri dari beban tersebar merata (BTR) yang

digabung dengan beban garis (BGT) seperti terlihat dalam gambar II.33.

Gambar II.33 Beban Lajur “D” RSNI T-02-2005 (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

Tabel II.12 Faktor Beban Akibat Beban Lajur “D”

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 1,8



• Beban Terbagi Rata (BTR)

mempunyai intensitas q kPa, dimana besarnya q tergantung pada panjang

total yang dibebani L seperti berikut:

L ≤ 30 m : q = 9,0 kPa…………………………………………………...(2.18)

L > 30 m : q = 9,0 kPa…………………………………….(2.19)

dengan pengertian q adalah intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah

memanjang jembatan, sedangkan L adalah panjang total jembatan yang dibebani

(meter). Hubungan ini bisa dilihat dalam gambar II.34.

Gambar II.34 BTR Berbanding dengan Panjang yang Dibebani


Panjang yang dibebani (L) adalah panjang total beban yang bekerja pada jembatan.

Beban mungkin harus dipecah guna mendapat pengaruh maksimum pada jembatan.

Dalam hal ini L adalah jumlah dari masing-masing panjang beban yang dipecah

seperti terlihat dalam gambar II.35.


• Beban Garis (BGT)

Dengan intensitas p kN/m harus ditempatkan tegak lurus terhadap lalu lintas

jembatan. Besar intensitas p = 49 kN/m. Untuk mendapatkan momen lentur negatif

maksimum jembatan menerus, BGT kedua identik harus ditempatkan pada posisi

dalam dengan arah melintang jembatan pada bentang lainnya. Ini bisa dilihat dalam

gambar II.35.

Gambar II.35 Susunan Pembebanan “D” (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)


Beban "D" harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa sehingga

menimbulkan momen maksimum. Penyusunan komponen BTR dan BGT dari beban

"D" pada arah melintang harus sama. Penempatan beban dilakukan dengan ketentuan

sebagai berikut :

• Bila lebar jalur kendaraan jembatan kurang atau sama dengan 5,5 m, maka

beban "D" ditempatkan pada seluruh jalur dengan intensitas 100 %.

• Apabila lebar jalur lebih besar dari 5,5 m, beban "D" ditempatkan pada

jumlah lajur lalu lintas rencana (nl) yang berdekatan, dengan intensitas 100

%. Hasilnya berupa beban garis ekuivalen nl x 2,75 q kN/m dan beban

terpusat ekuivalen sebesar nl x 2,75 p kN, kedua-duanya bekerja berupa strip

pada jalur selebar nl x 2,75 m.

• Lajur lalu lintas rencana yang membentuk strip ini bisa ditempatkan dimana

saja pada jalur jembatan. Beban "D" tambahan harus ditempatkan pada

seluruh lebar sisa dari jalur dengan intensitas sebesar 50 %. Susunan

pembebanan ini bisa dilihat dalam gambar II.36.

Gambar II.36 Penyebaran Pembebanan Pada Arah Melintang (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)


a.2 Pembebanan Truk "T"

Pembebanan truk "T" terdiri dari kendaraan semi-trailer yang mempunyai

susunan dan berat as seperti terlihat dalam gambar II.37. Berat dari masing-masing

as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak

antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 as tersebut bisa diubah-ubah

antara 4,0 m sampai 9,0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah

memanjang jembatan.

Gambar II.37 Pembebanan Truk “T” (500 kN) RSNI T-02-2005


Tabel II.13 Faktor Beban Akibat Pembebanan Truk “T”

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 1,8

(Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005) Terlepas dari panjang jembatan atau susunan bentang, hanya ada satu truk

yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana. Kendaraan truk "T"

ditempatkan ditengah lajur lalu lintas rencana seperti dalam gambar II.37. Jumlah

lajur lalu lintas rencana lebih kecil bisa digunakan dalam perencanaan apabila


menghasilkan pengaruh lebih besar. Jumlah lajur lalu lintas rencana harus digunakan

dalam nilai bulat dan ditempatkan dimana saja pada lajur jembatan.

Distribusi beban hidup dalam arah melintang digunakan untuk memperoleh

momen dan geser dalam arah longitudinal pada gelagar jembatan dengan menyebar

beban truk tunggal “T” pada balok memanjang sesuai dengan faktor yang diberikan

dalam tabel II.14.

Tabel II.14 Faktor Distribusi Untuk Pembebanan Truk “T”

Jenis Bangunan Atas

Jembatan Jalur Tunggal

Jembatan Jalur Majemuk

Pelat lantai beton di atas: . Balok baja I atau balok beton pra tekan

-. Balok beton bertulang T -. Balok kayu

S/4,2

(bila S > 3,0 m-lihat Cat. 1) S/4,0


(bila S > 3,7 m-lihat Cat. 1)

S/3,4

(bila S > 4,3 m-lihat Cat.1) S/3,6


(bila S > 4,9 m-lihat Cat.1) Lantai papan kayu S/2,4 S/2,2 Lantai baja gelombang tebal 50 mm atau lebih S/3,3 S/2,7

Kisi-kisi baja : Kurang dari tebal 100 mm Tebal 100 mm atau lebih

S/2,6 S/3,6

(bila S > 3,6 m-lihat Cat. 1)

S/2,4 S/3,0

(bila S > 3,2 m-lihat Cat. 1) Catatan 1 Dalam hal ini, beban pada tiap balok memanjang adalah reaksi beban roda dengan anggapan lantai antara gelagar sebagai balok sederhana. Catatan 2 Geser balok dihitung untuk beban roda dengan reaksi 2S yang disebarkan oleh S/faktor ≥ 0,5. Catatan 3 S adalah jarak rata-rata antara balok memanjang (m).

(Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005) Bentang efektif (S) diambil sebagai berikut:

• Untuk plat lantai yang bersatu dengan balok atau dinding, S = bentang bersih.

• Untuk plat lantai yang didukung pada gelagar dari bahan berbeda atau tidak

dicor menjadi kesatuan, S = bentang bersih + setengah lebar duduk tumpuan


3. Tekanan Tanah

Pengaruh diperhitungkan dalam perencanaan, dengan menggunakan beban

mati dari jembatan. Apabila rangkak dan penyusutan bisa mengurangi pengaruh

muatan lainnya, maka harga dari rangkak dan penyusutan tersebut harus diambil

minimum.

Tabel II.15 Faktor Beban Akibat Tekanan Tanah

JANGKA WAKTU DESKRIPSI

FAKTOR BEBAN

Biasa Terkurangi

TETAP

Tekanan tanah vertikal 1,0 1,25 (1) 0,80

Tekanan tanah lateral - aktif - pasif - keadaan diam

1,0 1,0 1,0

1,25 0,80 1,40 0,70

lihat penjelasan (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005) Koefisien tekanan tanah nominal harus dihitung dari sifat-sifat tanah. Sifat-

sifat tanah (kepadatan, kadar kelembaban, kohesi sudut geser dalam dan lain

sebagainya) bisa diperoleh dari hasil pengukuran dan pengujian tanah.

Tekanan tanah lateral mempunyai hubungan yang tidak linier dengan sifat-

sifat bahan tanah. Tekanan tanah lateral daya layan dihitung berdasarkan harga

nominal ws, c dan φ. Sedangkan tekanan tanah lateral ultimit dihitung dengan

menggunakan harga nominal dari ws dan harga rencana dari c dan φ. Harga rencana

dari c dan φ diperoleh dari harga nominal dengan menggunakan Faktor Pengurangan

Kekuatan KR, seperti dalam table II.16. Tekanan tanah lateral yang diperoleh masih

berupa harga nominal dan selanjutnya harus dikalikan dengan Faktor Beban yang

cukup.


Tekanan tanah lateral dalam keadaan diam umumnya tidak diperhitungkan

pada keadaan batas ultimit, maka faktor beban yang digunakan menghitung harga

rencana dari tekanan tanah dalam keadaan diam harus seperti tekanan tanah dalam

keadaan aktif. Faktor beban daya layan tekanan tanah dalam keadaan diam adalah

1.0, tetapi dalam pemilihan harga nominal yang memadai untuk tekanan harus hati-

hati.

Tabel II.16 Sifat Tanah untuk Tekanan Tanah

Sifat Bahan untuk Menghitung Tekanan Tanah

Keadaan Batas Ultimit

Biasa Terkurangi

Aktif: (1)

ws* φ* c*

= = =

ws

tan-1 ( tan φ )

(3)

ws

tan-1 [(tan φ) / ]

c /

Pasif: (1)

ws* φ* c*

= = =

ws

tan-1 [(tan φ) / ]

c /

ws

tan-1 ( tan φ )

(3) Vertikal: ws* = ws ws

Catatan (1) Harga rencana untuk geseran dinding, δ*, dihitung dengan cara sama seperti φ*

Catatan (2) dan adalah faktor reduksi kekuatan bahan Catatan (3) Nilai φ* dan c* minimum berlaku umum untuk tekanan tanah aktif dan pasif


Tanah dibelakang dinding penahan biasanya mendapatkan beban tambahan yang

bekerja apabila beban lalu lintas bekerja pada bagian daerah keruntuhan aktif teoritis.

Besarnya beban tambahan ini adalah setara dengan tanah setebal 0,6 m yang bekerja

secara merata pada bagian tanah yang dilewati oleh beban lalu lintas tersebut. Beban

tambahan ini hanya diterapkan untuk menghitung tekanan tanah dalam arah lateral

saja, dan faktor beban yang digunakan harus sama seperti yang telah ditentukan

dalam menghitung tekanan tanah arah lateral. Faktor pengaruh pengurangan dari

beban tambahan ini harus nol.


Gambar II.38 Tambahan Beban Hidup (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

4. Faktor Beban Dinamis

Faktor beban dinamis (FBD) merupakan hasil interaksi antara kendaraan

yang bergerak dengan jembatan. Besarnya FBD tergantung frekuensi dasar dari

suspensi kendaraan, biasanya antara 2 sampai 5 Hz untuk kendaraan berat, dan

frekuensi dari getaran lentur jembatan. Untuk perencanaan, FBD dinyatakan sebagai

beban statis ekuivalen. Besarnya BGT dari pembebanan lajur "D" dan beban roda

dari Pembebanan Truk "T" harus cukup untuk memberikan terjadinya interaksi

antara kendaraan yang bergerak dengan jembatan. Besarnya nilai tambah dinyatakan

dalam fraksi dari beban statis. FBD ini diterapkan pada keadaan batas daya layan dan

batas ultimit.


• Untuk pembebanan "D"

Faktor beban dinamis merupakan fungsi panjang bentang ekuivalen seperti

dalam gambar II.39. Untuk bentang tunggal panjang bentang ekuivalen diambil sama

dengan panjang bentang sebenarnya. Untuk bentang menerus panjang bentang

ekuivalen LE diberikan dengan rumus:

………………………………………………..……(2.20)

dengan pengertian :

Lav adalah panjang bentang rata-rata dari kelompok bentang yang

disambungkan secara menerus

Lmax adalah panjang bentang maksimum dalam kelompok bentang yang

disambung secara menerus.

Gambar II.39 Faktor Beban Dinamis BGT serta Pembebanan Lajur “D”



• Untuk pembebanan truk "T"

Faktor beban dinamis diambil 30%. Harga faktor beban dinamis yang

dihitung digunakan pada seluruh bagian bangunan yang berada di atas permukaan

tanah. Untuk bagian bangunan bawah dan fondasi yang berada di bawah garis

permukaan, harga faktor beban dinamis harus diambil sebagai peralihan linier dari

harga pada garis permukaan tanah sampai nol pada kedalaman 2 m.

Untuk bangunan yang terkubur, seperti halnya gorong-gorong dan struktur

baja-tanah, harga faktor beban dinamis jangan diambil kurang dari 40 % untuk

kedalaman nol dan jangan kurang dari 10 % untuk kedalaman 2 m. Untuk kedalaman

antara bisa di interpolasi linier. Harga FBD yang digunakan untuk kedalaman yang

dipilih harus diterapkan untuk bangunan seutuhnya.

5. Pembebanan untuk Pejalan Kaki

Semua elemen dari trotoar atau jembatan penyeberangan yang langsung

memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban nominal 5 kPa. Jembatan

pejalan kaki dan trotoar pada jembatan jalan raya harus direncanakan untuk memikul

beban per m2 dari luas yang dibebani seperti pada gambar II.40.

Luas yang dibebani adalah luas yang terkait dengan elemen bangunan yang

ditinjau. Untuk jembatan, pembebanan lalu lintas dan pejalan kaki jangan diambil

secara bersamaan pada keadaan batas ultimit (lihat table II.17). Bila trotoar

memungkinkan digunakan kendaraan ringan atau ternak, maka trotoar harus

direncanakan untuk bisa memikul beban hidup terpusat sebesar 20 kN.


Gambar II.40 Pembebanan untuk Pejalan Kaki (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

Tabel II.17 Faktor Beban Akibat Pembebanan untuk Pejalan Kaki

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 1,8


II.2.8.c.2 Beban Sekunder

Beban sekunder adalah muatan sederhana pada jembatan yang dipergunakan

untuk perhitungan tegangan jembatan. Umumnya beban ini mengakibatkan tegangan

yang relatif lebih kecil dari tegangan primer, yang biasanya tergantung pada bentang,

sistem jembatan, bahan yang ada pada rencana jembatan.


1. Gaya Rem

Bekerjanya gaya di arah memanjang jembatan, akibat gaya rem dan traksi,

harus ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas. Pengaruh diperhitungkan senilai

dengan gaya rem sebesar 5 % dari beban lajur D dan dianggap pada semua jalur lalu

lintas, tanpa dikalikan faktor beban dinamis dalam satu jurusan. Gaya rem dianggap

bekerja horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m di

atas permukaan lantai kendaraan. Beban lajur D jangan direduksi bila panjang

bentang melebihi 30 m, gunakan rumus (2.18) q = 9 kPa.

Dalam memperkirakan pengaruh gaya memanjang terhadap perletakan dan

bangunan bawah, maka gesekan atau karakteristik perpindahan geser perletakan

ekspansi dan kekakuan bangunan bawah harus diperhitungkan. Gaya rem tidak boleh

digunakan tanpa memperhitungkan pengaruh beban lalu lintas vertikal. Jika beban

lalu lintas vertikal mengurangi pengaruh gaya rem (seperti hitungan stabilitas guling

dari pangkal jembatan), maka Faktor Beban Ultimit terkurangi sebesar 40 % boleh

digunakan untuk pengaruh beban lalu lintas vertikal.

Tabel II.18 Faktor Beban Akibat Gaya Rem

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 1,8



Gambar II.41 Gaya Rem per Lajur 2,75 m (KBU) (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

2. Aksi Lingkungan

Aksi lingkungan memasukkan pengaruh temperatur, angin, banjir, gempa dan

penyebab alamiah lainnya. Besarnya beban rencana yang diberikan, dihitung

berdasarkan analisa statistik dari kejadian umum yang tercatat tanpa

memperhitungkan hal khusus yang mungkin akan memperbesar pengaruh setempat.

Perencana mempunyai tanggung jawab untuk mengidentifikasi kejadian khusus

setempat dan harus memperhitungkannya dalam perencanaan.

a. Beban Akibat Penurunan

Jembatan direncanakan untuk menahan penurunan yang diperkirakan terjadi,

atau selisih penurunan, sebagai aksi daya layan. Pengaruh penurunan mungkin bisa

dikurangi dengan adanya rangkak dan interaksi pada struktur tanah.

Penurunan dapat diperkirakan dari pengujian yang dilakukan terhadap bahan

fondasi yang digunakan. Apabila perencana memutuskan untuk tidak melakukan

pengujian akan tetapi besarnya penurunan diambil sebagai suatu anggapan, maka

nilai anggapan tersebut merupakan batas atas dari penurunan yang bakal terjadi.


Apabila nilai penurunan besar, perencanaan bangunan bawah dan bangunan atas

harus memuat ketentuan khusus untuk mengatasi penurunan.

Tabel II.19 Faktor Beban Akibat Penurunan

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 Tak bisa dipakai


b. Pengaruh Temperatur atau Suhu

Pengaruh temperatur dibagi menjadi:

• Variasi temperatur jembatan rata-rata digunakan dalam menghitung

pergerakan temperatur dan sambungan pelat lantai, dan untuk menghitung

beban akibat terjadinya pengekangan dari pergerakan tersebut. Variasi

temperatur rata-rata berbagai tipe bangunan jembatan diberikan dalam tabel

II.22. Besarnya harga koefisien perpanjangan dan modulus elastisitas yang

digunakan untuk menghitung besarnya pergerakan dan gaya yang terjadi

diberi dalam tabel II.23. Perencana harus menentukan besarnya temperatur

jembatan rata-rata yang diperlukan untuk memasang sambungan siar muai,

perletakan dan lainnya, serta harus memastikan bahwa temperatur tercantum

pada gambar rencana.

• Variasi temperatur di dalam bangunan atas jembatan atau perbedaan

temperatur disebabkan oleh pemanasan langsung dari sinar matahari diwaktu

siang pada bagian atas permukaan lantai dan pelepasan kembali radiasi dari

seluruh permukaan jembatan diwaktu malam. Gradien temperatur nominal

arah vertikal untuk berbagai tipe bangunan atas diberikan dalam tabel II.20.


Pada tipe jembatan yang lebar mungkin diperlukan untuk meninjau gradien

perbedaan temperatur dalam arah melintang.

Tabel II.20 Gradien Perbedaan Temperatur

Jenis Jembatan Tipe Potongan Melintang Gradien Temperatur Efektif

1.

Balok Beton dan Pelat, atau Pelat saja

2.

Gelagar Beton Tipe Box

3.

Lantai Beton pada Rangka Baja,

palung, box atau gelagar ‘I’

Kunci : Gradien Perbedaan Temperatur Positif

Gradien Perbedaan Temperatur Negatif Catatan : Gradien lantai berongga berlaku untuk ketebalan lantai (termasuk fillet) dengan d < 300 mm. Oleh karena itu, suatu atau sebagian pelat lantai di atas rongga tipe box dengan ketebalan > 300 mm harus menurut gradien temperatur efektif arah vertikal seperti terlihat dalam gambar.

No Lokasi Jembatan Tp 1 2

Lebih kecil dari 500 m di atas permukaan laut Lebih besar dari 500 m di atas permukaan laut

12oC 17oC



Tabel II.21 Faktor Beban Akibat Pengaruh Temperatur atau Suhu

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

Biasa Terkurangi

TRANSIEN 1,0 1,2 0,8 (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

Tabel II.22 Temperatur Jembatan Rata-rata Nominal

Tipe Bangunan Atas Temperatur Jembatan Rata-rata Minimum (1)

Temperatur Jembatan Rata-rata Maksimum

Lantai beton di atas gelagar

atau boks beton 15oC 40oC

Lantai beton di atas gelagar,

boks atau rangka baja 15oC 40oC

Lantai pelat baja di atas

gelagar, boks atau rangka baja 15oC 45oC

Catatan (1) Temperatur jembatan rata-rata minimum bisa dikurangi 5°C untuk lokasi yang terletak pada ketinggian lebih besar dari 500 m diatas permukaan laut.


Tabel II.23 Sifat Bahan Rata-rata Akibat Pengaruh Temperatur

Bahan Koefisien Perpanjangan Akibat Suhu

Modulus Elastisitas MPa

Baja 12 x 10-6 per oC 200.000 Beton: Kuat tekan < 30 MPa Kuat tekan > 30 MPa

10 x 10-6 per oC 11 x 10-6 per oC

25.000 34.000

Aluminium 24 x 10-6 per oC 70.000 (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)


3. Beban Angin

Pengaruh beban angin rencana Hw, dihitung dengan :

Hw = 0,0006 Cw (Vw)2 As [kN] ...............................................................(2.21)

Dimana ;

VW adalah kecepatan angin tencana (m/dtk)

Cw adalah koefisien seret yang ditentukan dari tabel II.24

As adalah luas bagian samping dari bangunan untuk rambu lalu lintas atau

penerangan

Tabel II.24 Faktor Beban Akibat Beban Angin

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 1,2


Tabel II.25 Koefisien Seret Untuk Rambu Jalan

Uraian Koefisien seret Cw Panel tanda lalu lintas : • Perbandingan lebar/tinggi =

1,0 2,0 5,0 10,0 15,0

1,18 1,19 1,20 1,23 1,30

Pencahayaan : Bentuk bulat Bentuk segi empat, sisi datar

0,5 1,2

Tanda lalu lintas 1,2 Catatan (1) untuk harga antara gunakan interpolasi linier



4. Pengaruh Penyusutan dan Rangkak

Pengaruh diperhitungkan dalam perencanaan, dengan menggunakan beban mati

dari jembatan. Apabila rangkak dan penyusutan bisa mengurangi pengaruh muatan

lainnya, maka harga dari rangkak dan penyusutan tersebut harus diambil minimum.

Tabel II.26 Faktor Beban Akibat Penyusutan dan Rangkak

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TETAP 1,0 1,0

Catatan (1) Walaupun rangkak dan penyusutan bertambah lambat menurut waktu akan tetapi pada akhirnya akan mencapai harga yang konstan


5. Pengaruh Gempa

Permukaan air rendah dan tinggi harus ditentukan selama umur bangunan guna

menghitung tekanan hidrostatis dan gaya apung. Dalam menghitung pengaruh

tekanan hidrostatis, gradien hidrolis yang melintang bangunan harus diperhitungkan.

Pengaruh gempa rencana hanya ditinjau pada keadaan batas ultimit.

Tabel II.27 Faktor Beban Akibat Pengaruh Gempa

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN Tidak dapat digunakan 1,0



a. Beban Horizontal Statis Ekuivalen

Metoda untuk menghitung beban statis ekuivalen untuk jembatan, dimana

analisa statis ekuivalen adalah sesuai. Untuk jembatan besar, rumit dan penting

mungkin diperlukan analisa dinamis. Beban rencana gempa minimum diperoleh dari

rumus berikut:

…………………………………………………….(2.22)

……………………………………………………….….(2.23)

Dimana :

dengan pengertian :

adalah Gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau (kN)

Kh adalah Koefisien beban gempa horisontal

C adalah Koefisien geser dasar waktu dan kondisi setempat yang sesuai

I adalah Faktor kepentingan

S adalah Faktor tipe bangunan

WT adalah Berat total nominal bangunan yang mempengaruhi percepatan

gempa, diambil sebagai beban mati ditambah beban mati tambahan (kN)

b. Koefisien Geser Dasar (C)

Koefisien geser dasar diperoleh dari gambar II.42 dan sesuai daerah gempa,

fleksibilitas tanah di bawah permukaan dicantumkan berupa garis dan waktu getar

bangunan. gambar II.42 untuk menentukan pembagian daerah.


Gambar II.42 Koefisien Geser Dasar (C) Plastis untuk Analisis Statis (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)


Gam

bar

II.4

3 W

ilaya

h G

empa

Indo

nesi

a un

tuk

Perio

de U

lang

500

Tah

un

(Sum

ber :

Sta

ndar

Pem

beba

nan

Unt

uk J

emba

tan

RSN

I-T-

02-2

005)


Kondisi tanah di bawah permukaan didefinisikan sebagai teguh, sedang dan

lunak sesuai kriteria yang tercantum pada tabel II.27. Untuk jelasnya, perubahan titik

pada garis dalam gambar II.42 diberikan dalam tabel II.27. Waktu dasar getaran

jembatan yang digunakan menghitung geser dasar harus dihitung dari analisa seluruh

elemen bangunan yang memberi kekakuan dan fleksibilitas dari sistem fondasi.

Untuk bangunan dengan satu derajat kebebasan, rumus berikut bisa digunakan:

……………………………………………………………..…(2.24)

dengan pengertian :

T ialah waktu getar dalam detik untuk free body dengan satu derajat kebebasan

g adalah percepatan gravitasi (m/dtk2)

WTP adalah berat total nominal bangunan atas termasuk beban mati tambahan

ditambah setengah berat dari pilar (bila perlu dipertimbangkan) (kN)

Kp adalah kekakuan gabungan sebagai gaya horisontal yang diperlukan untuk

menimbulkan satu satuan lendutan pada bagian atas pilar (kN/m)


Tabel II.28 Kondisi Tanah untuk Koefisien Geser Dasar

Jenis Tanah Tanah Teguh Tanah Sedang Tanah

Lunak Untuk seluruh jenis tanah ≤ 3 m > 3 m sampai 25 m > 25 m Untuk tanah kohesif dengan kekuatan geser undrained rata-rata tidak melebihi 50 kPa:

≤ 6 m > 6 m sampai 25 m > 25 m

Pada tempat dimana hamparan tanah salah satunya mempunyai sifat kohesif dengan kekuatan geser undrained ratarata lebih besar dari 100 kPa, atau tanah berbutir yang sangat padat:

≤ 9 m > 9 m sampai 25 m > 25 m

Untuk tanah kohesif dengan kekuatan geser undrained rata-rata tidak melebihi 200 kPa:

≤ 12 m > 12 m sampai 30 m > 30 m

Untuk tanah berbutir dengan ikatan matrik padat: ≤ 20 m > 20 m sampai 40 m > 40 m

Catatan (1) Ketentuan ini harus digunakan dengan mengabaikan apakah tiang pancang diperpanjang sampai lapisan tanah keras yang lebih dalam


Tabel II.29 Titik Belok Untuk Garis Dalam Gambar II.42

Daerah No. "T" "C" "T" "C" "T" "C"

1 0,40 0,20 0,40 0,23 0,60 0,23 0,80 0,13 1,20 0,13 1,50 0,13

2 0,40 0,17 0,40 0,21 0,60 0,21 0,70 0,11 1,10 0,11 1,70 0,11

3 0,40 0,14 0,40 0,18 0,55 0,18 0,60 0,10 0,90 0,10 1,30 0,10

4 - 0,10 0,40 0,15 0,60 0,15 0,75 0,10 0,95 0,10

5 - 0,10 0,40 0,12 0,60 0,12 0,80 0,10 1,50 0,10

6 - 0,06 - 0,06 0,60 0,07 0,80 0,06



Tabel II.30 Faktor Kepentingan

1 Jembatan memuat lebih dari 2000 kendaraan/hari, jembatan pada jalan raya utama atau arteri dan jembatan dimana tidak ada rute alternatif. 1,2

2 Seluruh jembatan permanen lain, dimana ada rute alternatif, tidak termasuk jembatan direncanakan pembebanan lalu lintas dikurangi. 1,0

3 Jembatan sementara (misal: Bailey) dan jembatan yang direncanakan untuk pembebanan lalu lintas yang dikurangi sesuai dengan pasal 6.5. 0,8


Tabel II.31 Faktor Tipe Bangunan

Tipe Jembatan(1)

Jembatan dengan Daerah Sendi Beton Bertulang atau Baja

Jembatan dengan Daerah Sendi Beton Prategang

Prategang Parsial(2) Prategang Penuh(2) Tipe A (3) 1,0 F 1,15 F 1,3 F Tipe B (3) 1,0 F 1,15 F 1,3 F Tipe C 3,0 3,0 3,0

Catatan (1) Jembatan mungkin mempunyai tipe bangunan yang berbeda pada arah melintang dan memanjang, dan tipe bangunan yang sesuai harus digunakan untuk masing arah. Catatan (2) Yang dimaksud dalam tabel ini, beton prategang parsial mempunyai prapenegangan yang cukup untuk kira-kira mengimbangi pengaruh dari beban tetap rencana dan selebihnya diimbangi oleh tulangan biasa. Beton prategang penuh mempunyai prapenegangan yang cukup untuk mengimbangi pengaruh beban total rencana. Catatan (3) F = Faktor perangkaan = 1,25 – 0,025 n ; F ≥ 1,00 n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral pada masing bagian monolit dari jembatan yang berdiri sendiri (misalnya : bagian yang dipisahkan oleh sambungan siar muai yang memberikan keleluasan untuk bergerak dalam arah lateral secara sendirisendiri) Catatan (4) Tipe A : jembatan daktail (bangunan atas bersatu dengan bangunan bawah)

Tipe B : jembatan daktail (bangunan atas terpisah dengan bangunan bawah) Tipe C : jembatan tidak daktail (tanpa sendi plastis)


Perhatikan bahwa jembatan biasanya mempunyai waktu getar yang berbeda

pada arah memanjang dan melintang sehingga beban rencana statis ekuivalen yang

berbeda harus dihitung untuk masing-masing arah.


c. Ketentuan Khusus Untuk Pilar Tinggi

Untuk pilar tinggi berat pilar dapat menjadi cukup besar untuk mengubah

respons bangunan akibat gerakan gempa, maka beban statis ekuivalen arah

horisontal pada pilar harus disebarkan sesuai dengan gambar II.44.

Gambar II.44 Beban Gempa pada Pilar Tinggi (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

d. Beban Vertikal Statis Ekuivalen

Untuk perencanaan perletakan dan sambungan, gaya gempa vertikal dihitung

dengan menggunakan percepatan vertikal (ke atas atau ke bawah) sebesar 0.1 g, yang

harus bekerja secara bersamaan dengan gaya horisontal. Gaya ini jangan dikurangi

oleh berat sendiri jembatan dan bangunan pelengkapnya. Gaya gempa vertikal

bekerja pada bangunan berdasarkan pembagian massa, dan pembagian gaya gempa

antara bangunan atas dan bangunan bawah harus sebanding dengan kekakuan relatif

dari perletakan atau sambungannya.

e. Tekanan Tanah Lateral Akibat Gempa

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah (tekanan tanah dinamis)

dihitung dengan menggunakan faktor harga dari sifat bahan, koefisien geser dasar C

diberikan dalam tabel II.31 dan faktor kepentingan I diberikan dalam tabel II.29.


Faktor tipe struktur S untuk perhitungan kh harus diambil sama dengan 1,0. Pengaruh

dari percepatan tanah arah vertikal bisa diabaikan.

Tabel II.32 Koefisien Geser Dasar untuk Tekanan Tanah Lateral

Daerah Gempa (1) Koefisien Geser Dasar C

Tanah Teguh (2)

Tanah Sedang (2)

Tanah Lunak (2)

1 0,20 0,23 0,23 2 0,17 0,21 0,21 3 0,14 0,18 0,18 4 0,10 0,15 0,15 5 0,07 0,12 0,12 6 0,06 0,06 0,07

Catatan (1) Daerah gempa bisa dilihat dalam Gambar 14. Catatan (2) Definisi dari teguh, sedang dan lunak dari tanah di bawah permukaan diberikan

dalam Tabel 30. (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

f. Bagian Tertanam dari Jembatan

Bila bagian jembatan, seperti kepala jembatan (abutments) tertanam, faktor

tipe bangunan, (S) yang akan digunakan dalam menghitung beban statis ekuivalen

akibat massa bagian tertanam, harus ditentukan sebagai berikut:

• Bila bagian tertanam dari struktur dapat menahan simpangan horisontal yang

besar (konsisten dengan gerakan gempa) sebelum runtuh, dan sisa struktur

dapat mengikuti simpangan tersebut, maka S untuk bagian tertanam harus

diambil sebesar 1,0.

• Bila bagian tertanam dari struktur tidak dapat menahan simpangan horisontal

besar, atau bila sisa struktur tidak dapat mengikuti simpangan tersebut, maka

S untuk bagian tertanam harus diambil sebesar 3,0. Koefisien geser dasar, C,

untuk bagian tertanam struktur, harus sesuai dengan tabel II.31.


g. Tekanan Air Lateral Akibat Gempa

Gaya gempa arah lateral akibat tekanan air ditentukan dalam tabel II.32.

Gaya ini dianggap bekerja pada bangunan pada kedalaman sama dengan setengah

dari kedalaman air ratarata. Ketinggian permukaan air yang digunakan untuk

menentukan kedalaman air rata-rata harus sesuai dengan:

• untuk arus yang mengalir, ketinggian yang diambil dalam perencanaan adalah

yang terlampaui untuk rata-rata enam bulan untuk setiap tahun;

• untuk arus pasang, diambil ketinggian permukaan air rata-rata.

Tabel II.33 Gaya air lateral akibat gempa

Tipe Bangunan Gaya Air Horisontal Tipe dinding yang menahan air pada

satu sisi 0,58*Kh*I*wo*b*h2

Kolom :

b / h ≤ 2,0 0,75*Kh*I*wo*h*b2 [1-b/(4h)] 2 < b / h ≤ 3,1 1,17*Kh*I*wo*b*h2

3,1 < b / h 0,38*Kh*I*wo*h*b2 (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

dengan pengertian :

Kh adalah koefisien pembebanan gempa horisontal, seperti didefinisikan dalam

persamaan (2.23)

I adalah faktor kepentingan dari tabel II.29

wo adalah berat isi air, bisa diambil 9,8 kN/m3

b adalah lebar dinding diambil tegak lurus dari arah gaya (m)

h adalah kedalaman air (m)


6. Aksi Lainnya

Gesekan pada perletakan termasuk pengaruh kekakuan geser dari perletakan

elastomer. Gaya akibat gesekan pada perletakan dihitung dengan menggunakan

hanya beban tetap, dan harga rata-rata dari koefisien gesekan (atau kekakuan geser

apabila menggunakan perletakan elastomer).

Tabel II.34 Faktor Beban Akibat Gesekan pada Perletakan

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

Biasa Terkurangi TRANSIEN 1,0 1,3 0,8 Catatan (1) Gaya akibat gesekan pada perletakan terjadi selama adanya pergerakan. pada bangunan atas tetapi gaya sisa mungkin terjadi setelah pergerakan berhenti. Dalam hal ini gesekan perletakan harus memperhitungkan pengaruh tetap yang besar.


II.2.8.c.3 Beban Khusus

Beban yang merupakan beban-beban dan gaya-gaya khusus untuk

perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan. Beban yang juga perlu

diperhatikan dimana hal tersebut menyangkut kekhususan jembatan, antara lain

sistem kontruksi dan tipe jembatan serta keadaan setempat, misalnya :

1. Gaya Sentrifugal

Jembatan yang berada pada tikungan harus memperhitungkan bekerjanya

suatu gaya horisontal radial yang dianggap bekerja pada tinggi 1,8 m di atas lantai

kendaraan. Gaya horisontal tersebut harus sebanding dengan beban lajur D yang

dianggap ada pada semua jalur lalu lintas, tanpa dikalikan dengan faktor beban

dinamis. Beban lajur D disini tidak boleh direduksi bila panjang bentang melebihi 30

m. Untuk kondisi ini rumus (2.28), dimana q = 9 kPa berlaku.


Gaya sentrifugal harus bekerja secara bersamaan dengan pembebanan "D"

atau "T" dengan pola yang sama sepanjang jembatan. Gaya sentrifugal ditentukan

dengan rumus berikut:

TTR = 0,7 TT.......................................................................................(2.25)

dengan pengertian :

TTR adalah gaya sentrifugal yang bekerja pada bagian jembatan

TT adalah Pembebanan lalu lintas total yang bekerja pada bagian yang

sama (TTR dan TT mempunyai satuan yang sama)

V adalah kecepatan lalu lintas rencana (km/jam)

r adalah jari-jari lengkungan (m)

Tabel II.35 Faktor Beban Akibat Gaya Sentrifugal

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 1,8


2. Pengaruh Tetap Pelaksanaan

Pengaruh tetap pelaksanaan adalah beban yang muncul karena disebabkan oleh

metoda dan urutan pelaksanaan jembatan. Beban ini biasanya mempunyai kaitan

dengan aksi lainnya, seperti berat sendiri. Dalam hal ini, pengaruh faktor ini tetap

harus dikombinasikan dengan aksi tersebut dengan faktor beban yang sesuai


Bila pengaruh tetap yang terjadi tidak begitu terkait dengan aksi rencana lainnya,

maka pengaruh tersebut harus dimaksudkan dalam batas daya layan dan batas ultimit

dengan menggunakan faktor beban yang tercantum dalam tabel II.35.

Tabel II.36 Faktor Beban Akibat Pengaruh Pelaksanaan

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

Biasa Terkurangi

TETAP 1,0 1,25 0,8 (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

3. Aliran Air, Benda Hanyutan dan Tumbukan Kayu

Tabel II.37 Faktor Beban Akibat Aliran Air, Benda Hanyutan dan Tumbukan

dengan Batang Kayu

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 Lihat Tabel 33

(Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005) Gaya seret nominal ultimit dan daya layan pada pilar akibat aliran air tergantung

kepada kecepatan sebagai berikut:

TEF = 0,5 * CD*(Vs)2 *Ad (kN) ……………………………………….…..(2.26)

dengan pengertian :

Vs adalah kecepatan air rata-rata (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau.

Kecepatan batas harus dikaitkan dgn periode ulang dalam tabel II.34.

CD adalah koefisien seret - lihat tabel II.38.

Ad adalah luas proyeksi pilar tegak lurus arah aliran (m2) dengan tinggi sama

dengan kedalaman aliran - lihat gambar II.45.


Tabel II.38 Periode Ulang Banjir Untuk Kecepatan Air

Keadaan Batas Periode Ulang Banjir Faktor Beban

Daya layan untuk semua jembatan 20 tahun 1.0

Ultimit : Jembatan besar dan penting (1) Jembatan permanen Gorong-gorong (2) Jembatan sementara

100 tahun 50 tahun 50 tahun 20 tahun

2.0 1.5 1.0 1.5

Catatan (1) Jembatan besar dan penting harus ditentukan oleh Instansi yang berwenang Catatan (2) Gorong-gorong tidak mencakup bangunan drainase


Tabel II.39 Koefisien Seret dan Angkat untuk Bermacam-macam Bentuk Pilar

No. Bentuk Pilar Koefisien Seret

CD

Koefisien Angkat

CL

1

0,8

1,4

0,7

Θ

0o

5o

10o

20o

≥ 30o

CL

0

0.5

0.9

0.9

1.0

2

0,7 Tidak bisa dipakai



Tabel II.40 Koefisien Koreksi untuk Bentuk Penampang Pilar (Piers)

No. Bentuk Ujung Pilar K1 1 Persegi 1,1 2 Bulat 1,0 3 Lingkaran Silinder 1,0 4 Kumpulan Silinder 1,0 5 Tajam 0,9


Tabel II.41 Koefisien Koreksi untuk Arah Datang Aliran Air

No Θ L/a = 4 L/a = 8 L/a =12 1 0o 1,0 1,0 1,0 2 15o 1,5 2,0 2,5 3 30o 2,0 2,75 3,5 4 45o 2,3 3,3 4,3 5 90o 2,5 3,9 5,0

Θ = sudut kemiringan aliran L = panjang pilar searah arus (m)


Gambar II.45 Luas Proyeksi Pilar untuk Gaya Aliran


Bila pilar tipe dinding membuat sudut dengan arah aliran, gaya angkat melintang

semakin meningkat. Harga nominal gaya dalam arah tegak lurus gaya seret, adalah:

TEF = 0,5 * CD*(Vs)2 *AL (kN) ………………………………………..….(2.27)


dengan pengertian :

Vs adalah kecepatan air rata-rata (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau.

Kecepatan batas harus dikaitkan dgn periode ulang dalam abel II.37.

CD adalah koefisien seret - lihat tabel II.38.

AL adalah luas proyeksi pilar sejajar arah aliran (m2), dengan tinggi sama

dengan kedalaman aliran - lihat gambar II.45.

Bila bangunan atas jembatan terendam, koefisien seret (CD) yang bekerja

disekeliling bangunan, yang diproyeksikan tegak lurus arah aliran diambil sebesar

CD = 2,2 ……………………………………………………………..……..(2.28)

kecuali apabila data yang lebih tepat tersedia, untuk jembatan yang terendam,

gaya angkat akan meningkat dengan cara yang sama seperti pada pilar tipe dinding.

Perhitungan untuk gaya angkat tersebut adalah sama, kecuali bila besarnya AL

diambil sebagai luas dari daerah lantai jembatan.

Gaya akibat benda hanyutan dihitung menggunakan persamaan (2.26) dengan :

CD = 1,04……………………………………………………………..……..(2.29)

AD adalah luas proyeksi benda hanyutan tegak lurus arah aliran (m2)

Jika tidak ada data yang tepat, luas proyeksi benda hanyutan dihitung seperti :

a. Untuk jembatan yang permukaan air terletak di bawah bangunan atas

Lluas benda hanyutan yang bekerja pada pilar dihitung dengan menganggap

bahwa kedalaman minimum dari benda hanyutan adalah 1,2 m dibawah muka air

banjir. Panjang hamparan dari benda hanyutan diambil setengahnya dari jumlah

bentang yang berdekatan atau 20 m, diambil yang terkecil dari kedua harga ini.


b. Untuk jembatan dimana bangunan atas terendam

Kedalaman benda hanyutan diambil sama dengan kedalaman bangunan atas

termasuk sandaran atau penghalang lalu lintas ditambah minimal 1,2 m. Kedalaman

maksimum benda hanyutan boleh diambil 3 m kecuali bila menurut pengalaman

menunjukkan bahwa hamparan dari benda hanyutan dapat terakumulasi. Panjang

hamparan benda hanyutan yang bekerja pada pilar diambil setengah dari jumlah

bentang yang berdekatan.

Gaya akibat tumbukan dengan batang kayu dihitung dengan anggapan massa

minimum sebesar 2 Ton hanyut pada kecepatan aliran rencana harus bisa ditahan

dengan gaya maksimum berdasarkan lendutan elastis ekuivalen pilar dengan rumus

TEF = (kN) …………………………………………..……(2.30)

dengan pengertian :

M adalah massa batang kayu = 2 ton

Va adalah kecepatan air permukaan (m/dtk) pada keadaan batas yang ditinjau,

Va bisa diambil 1,4 x kecepatan rata-rata Vs*

d adalah lendutan elastis ekuivalen - lihat tabel II.41

Tabel II.42 Lendutan Ekuivalen untuk Tumbukan Batang Kayu

Tipe Pilar d (m) Pilar beton masif Tiang beton perancah Tiang kayu perancah

0.075 0.150 0.300



Gaya akibat tumbukan kayu dan benda hanyutan lainnya jangan diambil secara

bersamaan. Tumbukan batang kayu ditinjau secara bersamaan dengan gaya angkat

dan seret. Untuk kombinasi, tumbukan batang kayu ditinjau sebagai aksi transien.

4. Beban Tumbukan pada Penyangga Jembatan

Pilar pendukung jembatan yang melintasi jalan raya, jalan kereta api dan

navigasi sungai harus direncanakan mampu menahan beban tumbukan. Kalau tidak,

pilar harus direncanakan untuk diberi pelindung. Apabila pilar yang mendukung

jembatan layang terletak dibelakang penghalang, maka pilar tersebut harus

direncanakan untuk bisa menahan beban statis ekuivalen sebesar 100 kN yang

bekerja membentuk sudut 10° dengan sumbu jalan yang terletak dibawah jembatan.

Beban ini bekerja 1.8 m diatas permukaan jalan. Beban rencana dan beban mati

rencana pada bangunan harus ditinjau sebagai batas daya layan.

Tabel II.43 Faktor Beban Akibat Beban Tumbukan Pada Penyangga Jembatan

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

TRANSIEN 1,0 (1) 1,0 (1)

Catatan (1) Tumbukan harus dikaitkan pada faktor beban ultimit atau daya layan. (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005) 5. Beban Tumbukan dengan Kapal

Risiko terjadinya tumbukan kapal dengan jembatan harus diperhitungkan

dengan meninjau keadaan masing-masing lokasi untuk parameter berikut:

• Jumlah lalu lintas air.

• Tipe, berat dan ukuran kapal yang menggunakan jalan air.

• Kecepatan kapal yang menggunakan jalan air.


• Kecepatan arus dan geometrik jalan air disekitar jembatan termasuk

pengaruh gelombang.

• Lebar dan tinggi navigasi dibawah jembatan, teristimewa yang terkait

dengan lebar jalan air yang bisa dilalui.

• Pengaruh tumbukan kapal terhadap jembatan.

Sistem fender yang terpisah harus dipasang dalam hal-hal tertentu, dengan

resiko terjadinya tumbukan sangat besar; dan kemungkinan gaya tumbukan yang

terjadi terlalu besar untuk dipikul sendiri oleh jembatan. Sistem fender harus

direncanakan dengan menggunakan metoda yang berdasarkan kepada penyerapan

energi tumbukan akibat terjadinya deformasi pada fender.

Fender harus mempunyai pengaku dalam arah horisontal untuk meneruskan

gaya tumbukan keseluruh elemen penahan tumbukan. Bidang pengaku horisontal ini

harus ditempatkan sedekat mungkin dengan permukaan dimana tumbukan akan

terjadi. Jarak antara fender dengan pilar jembatan harus cukup sehingga tidak akan

terjadi kontak apabila beban tumbukan bekerja;

Pilar tanpa fender harus direncanakan untuk bisa menahan tumbukan tanpa

menimbulkan kerusakan yang permanen (pada batas daya layan). Ujung kepala

fender, dimana energi kinetik paling besar yang terjadi akibat tumbukan diserap,

harus diperhitungkan dalam keadaan batas ultimit.

6. Tekanan Hidrostatis dan Gaya Apung

Permukaan air rendah dan tinggi ditentukan selama umur bangunan untuk

menghitung tekanan hidrostatis dan gaya apung. Dalam menghitung tekanan

hidrostatis, gradien hidrolis yang melintang bangunan harus diperhitungkan.

Bangunan penahan-tanah direncanakan mampu menahan pengaruh total dari air


tanah kecuali timbunan bisa mengalirkan air. Sistem drainase merupakan irisan dari

timbunan yang mudah mengalirkan air dibelakang dinding, dengan bagian belakang

dari irisan naik dari dasar dinding pada sudut maksimum 60° dari arah horisontal;

Pengaruh daya apung ditinjau terhadap bangunan atas yang mempunyai rongga

atau lubang dimana mungkin udara terjebak, kecuali bila ventilasi udara dipasang.

Daya apung harus ditinjau dengan gaya akibat aliran. Dalam memperkirakan

pengaruh daya apung, harus ditinjau beberapa ketentuan sebagai berikut:

a. Pengaruh daya apung bangunan bawah (tiang) dan beban mati bangunan atas;

b. Syarat sistem ikatan dari bangunan atas;

c. Syarat drainase dengan adanya rongga pada bagian dalam, agar air bisa keluar

pada waktu surut.

Tabel II.44 Faktor Beban Akibat Tekanan Hidrostatis Dan Gaya Apung

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN

Biasa Terkurangi TRANSIEN 1,0 1,0 (1,1) 1,0 (0,9) Catatan (1) Angka yang ditunjukan dalam tanda kurung digunakan untuk bangunan penahan air atau bangunan lainnya dimana gaya apung dan hidrostatis sangat dominan


Permukaan air rendah dan tinggi harus ditentukan selama umur bangunan guna

menghitung tekanan hidrostatis dan gaya apung. Dalam menghitung pengaruh

tekanan hidrostatis, gradien hidrolis yang melintang bangunan harus diperhitungkan.

Bangunan penahan-tanah harus direncanakan mampu menahan pengaruh total dari


7. Pengaruh Prategang

Prategang akan menyebabkan pengaruh sekunder pafa komponen-komponen

yang terkekang pada bangunan statis tidak tentu. Pengaruh sekunder tersebut harus

diperhitungkan baik pada batas daya layan ataupun batas ultimit.

Prateganga harus diperhitungkan sebelum (selama pelaksanaan) dan sesudah

kehilangan tegangan dalam kombinasinya dengan beban-beban lainnya.

Tabel II.45 Faktor Beban Akibat Pengaruh Prategang

JANGKA WAKTU

FAKTOR BEBAN KS

PR KUPR

TRANSIEN 1,0 1,0 (1,15 pada prapenegang) (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)

Pengaruh utama dari prategang adalah sebagai berikut :

a. Pada keadaan batas daya layan, gaya prategang dapat dianggap bekerja

sebagai suatu sistem beban unsur. Nilai rencana dari beban prategang

tersebut harus dihitung dengan menggunakan faktor beban prategang daya

layan sebesar 1,0

b. Pada keadaan batas ultimit, pengaruh utama dari prategang tidak dianggap

sebagai beban yang bekerja, melainkan harus tercangkup dalam

perhitungan kekuatan unsur.


II.2.8.c.4 Kombinasi Beban

Kombinasi beban umumnya didasarkan kepada beberapa kemungkinan tipe

yang berbeda dari aksi yang bekerja secara bersamaan. Aksi rencana ditentukan dari

aksi nominal yaitu mengalikan aksi nominal dengan faktor beban yang memadai.

Aksi rencana digolongkan kedalam aksi tetap dan transien, seperti terlihat dalam

Tabel II.46. Seluruh pengaruh aksi rencana harus mengambil faktor beban yang

sama, apakah itu biasa atau terkurangi.

Tabel II.46 Tipe Aksi Rencana

Aksi Tetap Aksi Transien Nama Simbol Nama Simbol

Berat sendiri Beban mati tambahan Penyusutan/rangkak Prategang Tekanan tanah Penurunan Pengaruh pelaksanaan tetap

PMS PMA PSR PPR PTA PES PPL

Beban lajur "D" Beban truk "T" Gaya rem Gaya sentrifugal Beban pejalan kaki Beban tumbukan Beban angin Gempa Getaran Gesekan pada perletakan Pengaruh temperatur Hidro atau daya apung Beban pelaksanaan Arus, hanyutan dan tumbukan

TTD TTT TTB TTR TTP TTC TEW TEQ TVI TBF TET TEU TCL TEF


1. Pengaruh Umur Rencana dan Waktu

Beberapa aksi tetap, seperti beban mati tambahan PMA, penyusutan dan

rangkak PSR, pengaruh prategang PPR dan pengaruh penurunan PES bisa berubah

secara perlahan berdasarkan kepada waktu. Kombinasi beban yang diambil termasuk

harga maksimum dan minimum dari semua aksi untuk menentukan pengaruh total

dari yang paling berbahaya.

Faktor beban untuk keadaan batas ultimit didasarkan kepada umur rencana

jembatan selama 50 tahun. Untuk jembatan dengan umur rencana yang berbeda,


faktor beban ultimit harus diubah dengan menggunakan faktor pengali seperti yang

diberikan dalam Tabel II.47.

Tabel II.47 Pengaruh Umur Rencana pada Faktor Beban Ultimit

No Klasifikasi Jembatan Umur

Rencana Kalikan KU dengan

Aksi Tetap Aksi Transien

1 2 3

Jembatan sementara Jembatan biasa Jembatan khusus

20 tahun 50 tahun 100 tahun

1,0 1,0 1,0

0,87 1,00 1,10


2. Kombinasi Pada Keadaan Batas Daya Layan

Kombinasi pada keadaan batas daya layan primer terdiri dari jumlah

pengaruh aksi tetap dengan satu aksi transien. Pada keadaan batas daya layan, lebih

dari satu aksi transien bisa terjadi secara bersamaan. Beberapa aksi kemungkinan

dapat terjadi pada tingkat daya layan pada waktu yang sama dengan aksi lainnya

yang terjadi pada tingkat ultimit. Kemungkinan terjadinya kombinasi seperti ini

harus diperhitungkan, tetapi hanya satu aksi pada tingkat daya layan yang

dimasukkan pada kombinasi pembebanan. Keadaan batas kelayanan adalah serupa

dengan kriteria rencana untuk perencanaan tegangan kerja. Getaran umumnya hanya

penting bila pejalan kaki menggunakan jembatan.

Tabel II.48 Kombinasi Beban Untuk Keadaan Batas Daya Layan

Kombinasi primer Aksi tetap + satu aksi transien (cat.1), (cat.2)

Kombinasi sekunder Kombinasi primer + 0,7 x (satu aksi transien lainnya)

Kombinasi tersier Kombinasi primer + 0,5 x (dua atau lebih aksi transien)

Catatan (1) Beban lajur ‘D’ yaitu TTD atau beban truk ‘T’ yaitu TTT diperlukan untuk membangkitkan gaya rem TTB dan gaya sentrifugal TTR pada jembatan. Tidak ada faktor pengurangan yang harus digunakan apabila TTB atau TTR terjadi dalam kombinasi dengan TTD atau TTT sebagai kombinasi primer

Catatan (2) Gesekan pada perletakan TBF bisa terjadi bersamaan dengan pengaruh temperatur TET dan harus dianggap sebagai satu aksi kombinasi beban.



3. Kombinasi Pada Keadaan Batas Ultimate

Kombinasi pada keadaan batas ultimit terdiri dari jumlah pengaruh aksi tetap

dengan satu pengaruh transien. Pada keadaan batas ultimit, tidak diadakan aksi

transien lain untuk kombinasi dengan aksi gempa. Keadaan batas ultimate umumnya

mencakup keruntuhan fatal yang membahayakan jiwa manusia. Kemungkinan akan

keruntuhan, harus dijaga serendah mungkin dan batas 5% sepanjang umur jembatan

umumnya diambil. Faktor beban yang sudah dikurangi diterapkan dalam hal ini

untuk mengurangi kemungkinan dari peristiwa ini, seperti diberikan Tabel II.49.

Tabel II.49 Ringkasasn Kombinasi Beban untuk Batas Daya Layan dan Ultimit

Aksi Kombinasi Kelayanan Kombinasi Ultimit 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

Aksi Permanen : -Berat Sendiri dan Mati Tambahn -Susut Rangak dan Pratekan -Akibat Beban Tetap Pelaksanaan - Penurunan dan Tekanan Tanah

v v v v v v v v v v v v

Aksi Transien : -Beban Lajur ‘D’ atau Beban Truk ‘T’ v o o o o v o o o o -Gaya Rem atau Gaya Sentrifugal v o o o o v o o o -Beban Pejalan Kaki v v -Gesekan Perletakan o o v o o o o o o o o -Pengaruh Suhu o o v o o o o o o o o -Aliran, Hanyutan, Batang Kayu dan Hidrostatik atau Gaya Apung o o v o o o v o o -Beban Angin o o v o o o v o

Aksi Khusus : -Gempa v -Pengaruh Getaran v v -Beban Pelaksanaan v v

‘v‘ berarti beban yang selalu aktif. ‘O‘ berarti beban yang boleh di kombinasi dengan beban aktif, tunggal atau seperti ditunjukkan.

(1) = aksi permanen ‘v’ KBL + beban aktif ‘v’KBL + 1 beban ‘o’KBL (2) = aksi permanen ‘v’ KBL + beban aktif‘v’KBL + 1 beban‘o’KBL+ 0,7 beban ‘o’ KBL (3) = aksi permanen ‘v’ KBL + beban Aktif‘v’KBL+1 beban‘o’KBL + 0,5 (beban‘o’ + beban ‘o’KBL)

Aksi permanen ‘v’ KBU + beban aktif ‘v’ KBU + 1 beban ‘o’ KBL



Hal yang harus diperhatikan dalam menentukan kombinasi beban umum

untuk keadaan batas kelayanan dan ultimit adalah sebagai berikut :

a. Perencana harus mengenali dan memperhitungkan kombinasi beban yang tidak

tercantum dalam tabel jembatan tertentu yang mungkin menjadi kritis.

b. Dalam keadaan batas daya layan pada tabel, aksi dengan tanda ‘V’ untuk

kombinasi tertentu dimasukkan dengan faktor beban daya layan penuh. Butir

dengan tanda ‘O’ dimasukkan faktor beban layan yang diturunkan harganya.

c. Dalam keadaan batas ultimit pada bagian tabel, aksi dengan tanda ‘V’ untuk

kombinasi tertentu dimasukkan dengan faktor beban ultimit penuh. Butir

dengan tanda ‘O’ dimasukkan dengan harga yang sudah diturunkan yang

besarnya sama dengan beban daya layan.

d. Tingkat keadaan batas dari gaya sentrifugal dan gaya rem tidak terjadi secara

bersamaan. Perlu perhitungan untuk faktor beban ultimit terkurangi bagi beban

lalu lintas vertikal dalam kombinasi dengan gaya rem.

e. Pengaruh perbedaan temperatur pada seluruh jembatan. Gesekan pada

perletakan sangat erat kaitannya dengan pengaruh temperatur akan tetapi arah

aksi dari gesekan perletakan akan berubah, tergantung kepada arah pergerakan

dari perletakan atau dengan kata lain, apakah temperatur itu naik atau turun.

Pengaruh temperatur tidak mungkin kritis pada keadaan batas ultimit kecuali

bersamaan dengan aksi lainnya. Dengan demikian temperatur hanya ditinjau

sebagai kontribusi pada tingkat keadaan batas daya layan.

f. Gesekan pada perletakan harus ditinjau apabila sewaktu aksi lainnya

memberikan pegaruh yang cenderung menyebabkan gerakan arah horisontal

pada perletakan tersebut.


g. Semua pengaruh dari air dapat dimasukkan bersama.

h. Pengaruh gempa hanya ditinjau pada keadaan batas ultimit.

i. Beban tumbukan merupakan beban daya layan atau beban ultimit.

j. Pengaruh getaran hanya digunakan dalam keadaan batas daya layan.

II.2.8.c.5 Tegangan Keria Rencana

Dalam perencanaan tegangan kerja, beban nominal bekerja pada jembatan

dan satu factor keamanan digunakan untuk menghitunga besarnya penurunan

kekuatan atau perlawanan dari komponen bangunan. Untuk perencanaan yang baik,

hubungan itu harus memenuhi syarat yang berlaku.

1. Tegangan yang Berlebihan yang Diperbolehkan

Beberapa kombinasi beban mempunyai probabilitas kejadian yang rendah

dan jangka waktu yang pendek. Untuk kombinasi yang demikian maka tegangan

yang diperbolehkan berdasarkan prinsip tegangan kerja. Tegangan berlebihan yang

diberikan dalam Tabe.II.50.

Tabel II. 50 Kombinasi Beban untuk Perencanaan Tegangan Kerja

Aksi Kombinasi No.

1 2 3 4 5 6 7 Aksi tetap X X X X X X X Beban lalu lintas X X X X - - - Pengaruh temperatur - X - X - - - Arus/hanyutan/hidro/daya apung X X X X X - - Beban angin - - X X - - - Pengaruh gempa - - - - X - - Beban tumbukan - - - - - - X Beban pelaksanaan - - - - - X -

Tegangan berlebihan yang diperbolehkan Nil 25%

25%

40% 50% 30% 50

% (Sumber: Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005)


II.2.8.d Perbedaan Antara Pembebanan PPPJJR SKBI. 1.3.28.1987 dengan Pembebanan RSNI T – 02 – 2005

Dari uraian penjabaran pembebanan PPPJJR SKBI. 1.3.28.1987 Pedoman

Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya dan RSNI T – 02 – 2005 Standar

Pembebanan Untuk Jembatan di atas, dapat dilihat beberapa perbedaan yang

mendasar, yaitu pada besar beban desain serta faktor beban yang digunakan.

Perbedaan ini dapat dilihat di bawah ini :

Tabel II.51 Pembebanan PPPJJR SKBI. 1.3.28.1987 dan RSNI T – 02 – 2005

Beban

PPPJJR SKBI. 1.3.28.1987 RSNI T – 02 – 2005

Besar beban Faktor

beban

Besar beban Faktor

beban

Beban Truk “T” 10 ton 1,6 11,25 ton 1,8

Beban Mati (berat sendiri) * 1,2 * 1,2

Beban Mati Tambahan * 1,2 * 2,0

Beban Hidup

• Beban Lajur “D”

Beban q

Beban p

• Beban Angin

• Beban Rem & Traksi

q = 2,2 t/m – x (L – 30)

12 ton

150 kg/m2

**

1,6

q = 9,0 kPa

49,0 kN/m

PEW = [ 1/2*h / x * TEW ] kN

**

1,8

1,8

1,2

1,8

* Besaran beban mati akibat berat sendiri dipengaruhi oleh dimensi gelagar dan berat

jenis beton prategang

**Besaran beban rem dan traksi dipengaruhi oleh beban lajur “D” yang digunakan


II.2.9 Beban yang Dipikul Gelagar Memanjang

Dalam perencanaan jembatan, yaitu bagian atas sangat diperhitungkan beban-

beban yang bekerja karena ini sangat mempengaruhi dalam perencanaan jembatan

khususnya perencanaan gelagar jembatan. Sepert halnya gelagar memanjang harus

dapat memikul beban-beban yang didukungnya serta gaya-gaya luar lainnya.

Besarnya beban-beban yang bekerja pada gelagar memanjang tergantung dari

beberapa hal sebagai berikut :

1. Jenis konstruksi bangunan atas

2. Beban-beban yang bekerja pada konstruksi tersebut

3. Lokasi atau tempat dimana dilaksanakannya konstruksi tersebut.

Adapun beban-beban dan gaya luar yang ada dalam konstruksi antara lain :

1. Beban mati, yaitu berat sendiri gelagar dan berat sendiri di luar berat

gelagar (pelat lantai, aspal, difragma, sandaran, dll)

2. Beban hidup, yaitu beban bergerak (kendaraan) yang melintasi jembatan

Gelagar memanjang di lapangan yang dipakai untuk memikul beban-beban di

atas adalah beton prategang I segmental. Gelagar memanjang diperhitungkan dapat

memikul beban total yang bekerja.


II.2.10 Beban Kerja Recana

Beban kerja rencana untuk berbagai keadaan batas diperoleh dari beban

primer dan beban sekunder yang bekerja pada jembatan, seperti beban mati yaitu

berat sendiri pelat, aspal, trotoar, sandaran, difragma, gelagar dan sistem lainnya

yang dipikul langsung oleh masing-masing gelagar jembatan. Beban mati digunakan

dalam perhitungan kekuatan gelagar (gelagar tengah dan gelagar pinggir).

Beban hidup adalah beban yang diperhitungkan terhadap beban hidup ”T”

dalam menghitung kekuatan lantai dan beban hidup ”D” juaga beban garis ”P”

dalam menghitung momen dan gaya lintang terhadap gelagar memanjang.

Beban sekunder, yaitu beban angin yang merupakan beban sementara yang

selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan dalam setiap perencanaan

jembatan. Pada umumnya beban iani mengakibatkan tegangan-tegangan relatif lebih

kecil dari tegangan-tegangan akibat beban primer.

Dalam statistik yang diperlukan untuk menentukan beban untuk berbagai

tipe, pemilihan tidak dapat langsung tersedia karena statistik pembebanan selalu sulit

dikumpulkan karena memerlukan pengamatan serta pencatatan data selama jangka

waktu yang panjang.

Nilai-nilai untuk beban memperhitungkan variasi-variasi yang mungkin

terjadi dengan memperhatikan hal-hal berikut :

1. Peningkatan beban luar biasa yang memungkinkan di luar pertimbangan

dalam perhitungan pembebanan

2. Perkiraan pengaruh pembebanan yang tidak cermat dan reditribusi tegangan

yang tak terduga di dalam strktur


3. Variasi dalam ketepatan dimensional yang dicapai dalam pelaksanaan

konstruksi

Oleh karena itu, faktor keamanan parsial γf dipakai untuk setiap kadaan batas

guna memperhitungkan kekurangan-kekurangan ini dan juaga keadaan kritis suatu

keadaan batas yang akan dicapai. Untuk SNI 2002 nilai faktor aman tersebut 1,2 WD

+ 1,6 WL. Nilai-nilai faktor keamanan parsial yang dianjurkan dalam peraturan-

peraturan Inggris, Amerika, dan India dikumpulkan dalam tabel II.46.

Tabel II.52 Faktor Keamanan Parsial Untuk Beban-beban γ

Tahap batas

Nama peraturan

Beban Mati, Gk Beban Terpasang, Qk

Beban Angin, Wk

Dengan beban

terpasang

Dengan beban angin

Dengan beban

terpasang dan

angin

Dengan beban mati

Dengan beban mati dan

angin

Denan beban mati

Dengan beban

mati dan terpasang

Ultimit

BSCP 110: 1972 Konsep IS: 1343

ACI: 318-1977

BSCP 110-1972

1,4

1,5

1,4

1,0

0,9

0,9

0,9

1,0

1,2

1,25

1,05

0,8

1,6

1,5

1,7

1,0

1,2

1,25

1,275

0,8

1,4

1,5

1,3

1,0

1,2

1,25

1,275

0,8

Penggunaan Konsep IS: 1343

1,0 1,0 1,0 1,0 0,8 1,0 0,8

(Sumber : Beton Pratekan. N Krishna Raju)

II.2.11 Tegangan yang Diperkenankan pada Beton

Tegangan-tegangan tarik dan tekan yang diperkenankan pada beton pada

tahap beban transfer dan beban layan dinyatakan dalam kekuatan tekan beton yang

sesuai pada masing-masing tahap. Ketentuan-ketentuan yang dibuat dalam peraturan-

peraturan standar Inggris, Amerika dan India. Dengan memperhatikan tegangan-


tegangan izin maksimum dirangkum dalam tabel 2.3. Didalam peraturan I.S suatu

keofisien reduksi yang lebih besar dipakai apabila kekuatan kubusnya merupakan

minimum yang diperkenankan sebesar 35 N/mm2. Koefisien tersebut berkurang

secara linier sampai nilai sebesar 0,43 untuk beton dengan kekuatan kubus 55 N/mm2

untuk pekerjaan pascatarik.

Tabel II.53 Tegangan Maksimum yang Diperkenankan di dalam Beton

1 2 Konsep IS :

1343 3

ACI : 318-71 4

CP 110 : 72 5

Pada pemindahan

Tegangan tekan

Berubah secara linier dari 0,5 sampai 0,45 fci tergantung pada kekuatan beton

0,6 kali kekuatan silinder pada pemindahan

0,5 fci untuk lenturan 0,4 fci untuk beban aksial

Tegangan tarik

pada saat pemindahan

Struktur klas 1. 1 N/mm2 Struktur klas 2 dan 3 Pre-tensioning : 0,45 (fcu)1/2 N/mm2

Post-tensioning : 0,36 (fcu)1/2 N/mm2

Pada beban rencana

Tegangan tekan

Berubah secara linier dari 0,4 sampai 0,36 fcu tergantung pada kekuatan beton

0,45 kali kekuatan tekan silinder yang ditentukan

0,33 fcu dalam lenturan yang boleh dinakan sampai 0,4 fcu dalam wilayah momen tumpuan dalam struktur statis tak tertentu 0,25 fcu dalam tekanan langsung 0,5 fcu dalam beton prategang pada konstruksi komposit

Tegangan tarik

Struktur tipe 1 – tidak ada Struktur tipe 2 – tegangan tarik 3 N/mm2 Sruktur tipe 3 – tegangn tarik hipotesis sampai dengan 0,25 fcu diperkenankan tergantung pada mutu beton dan lebar retak

Penampang tak retak :

Penampang berpindah dan retak :

Struktur klas 1 – tidak ada Struktur klas 2 – Pre-tensioning : 0,45 (fcu)1/2 N/mm2

Post-tensioning : 0,36 (fcu)1/2 N/mm2 Tegangan-tegangan ini dapat dinaikan sampai dengan 1,7 N/mm2 dalam kasus-kasus tertentu. Struktur klas 3 – Tegangan tarik hipotesis sampai dengan 0,25 fcu diperkenankan tergantung pada mutu beton dan lebar retak

(Sumber : Beton pratekan. N Krishna Raju)


Sebagai perbandingan, peraturan-peraturan Inggris dan Ameriak menentukan

koefisien reduksi yang seragam untuk kekuatan tekan pada tahap transfer dan beban

kerja rencana. Tegangan tarik yang diperkenankan pada tahap transfer dan beban

kerja berkaitan dengan kekuatan tekan beton dalam peraturan Inggris dan Amerika.

II.2.12 Desain Penampang Beton Prategang Terhadap Lentur

Pada waktu pendesainan penampang beton prategang pada dasarnya

dilakukan dengan cara coba-coba (trial & error). Ada kerangkan struktur yang harus

dipilih sebagai permulaan dan mungkin dimodifikasi pada waktu proses desain

berlangsung. Ada berat sendiri komponen strktur yang mempengaruhi desain, tetapi

harus diasumsikan sebelum melakukan perhitungan momen. Ada bentuk perkiraan

penampang beton yang ditentukan oleh pertimbangan-pertimbangan praktis dan

teoritis yang harus diasumsikan untuk percobaan. Karena adanya variabel-variabel

ini, disimpulkan bahwa prosedur yang terbaik adalah suatu cara coba-coba yang

berpedoman pada hubungan-hubungan yang diketahui sehingga memungkinkan

diperolehnya hasil akhir yang lebih cepat.

II.2.12.a Modulus Penampang Minimum

Untuk mendesain dan memilih penampang, penentuan mudulus penampang

minimum yang dibutuhkan, Sb dan St harus dilakukan terlebih dahulu. Jika :

fci = Tegangan tekan izin maksimum di beton segera sesudah transfer dan

sebelum terjadi kehilang.

= 0,60 fci’


fti = Tegangan tarik izin maksimum di beton segera setelah transfer dan

sebelum terjadi kehilangan

= 3 (nilai ini dapat diperbesar menjadi 6 ditumpuan komponen

struktur yang titumpu sederhana)

fc = Tegangan tekan izin maksimum di beton sesudah kehilangan pada taraf

beban kerja

= 0,45 fc’ atau 0,60 fc’ apabila diperkenankan oleh standar

ft = Tegangan tarik izin maksimum di beton sesudah semua kehilangan pada

taraf beban kerja

= 6 (pada sistem satu arah nilai ini dapat diperbesar menjadi 12

jika persyaratan defleksi jangka panjang dipenuhi)

Maka tegangan serat serat ekstrim aktual di beton tidak dapat melebihi nilai-nilai

yang dicantumkan di atas.

Perhitungan tegangan dalam setiap tahapan pembebanan dilakukan dengan

menggunakan persamaan-persamaan sebagai berikut :

Pada saat transfer

Serat atas ..........................................(2.31)

Serat bawah ..............................................(2.32)

dimana Pi adalah gaya prategang awal. Meskipun nilai yang lebih akurat yang

deharusnya digunakan adalah komponen horizontal dari Pi, namun untuk semua

tujuan praktis hal tersebut tidak diperlukan.


Tegangan Efektif sesudah Kehilangan

Serat atas ...........................................(2.33)

Serat bawah ...............................................(2.34)

Tegangan Akhir pada Kondisi Beban Kerja

Serat atas ...............................................(2.35)

Serat bawah ...............................................(2.36)

dimana :

MT = momen total (MD + MSD + ML)

MD = momen akibat berat sendiri

MSD = momen akibat beban mati tambahan, seperti lantai

ML = momen akibat beban hidup, termasuk beban kejut dan gempa

Pi = prategang awal

Pe = prategang efektif sesudah kehilangan

t menunjukkan serat atas dan b menunjukkan serat bawah

e = eksentrisitas tendon dari pusat berat penampang beton, cgc

ct & cb = jarak dari pusat berat penampang (garis cgc) ke serat atas dan

serat bawah

r2 = kuadrat dari jari-jari girasi

St & Sb = modulus penampang atas & modulus penampang bawah beton


II.2.12.b Balok dengan Eksentrisitas Tendon Bervariasi

Balok diberi prategang dengan tendon harped dan draped. Eksentrisitas

maksimum biasanya terjadi di penampang tengah bentang yang menentukan untuk

kasus balok bertumpuan sederhana. Dengan mengasumsikan bahwa gaya prategang

efektif adalah

Pe = γPi ..............................................................................................(2.37)

dimana γ adalah rasiso prategang residual, maka kehilangan prategang adalah

Pi – Pe = (1 – γ) Pi ....................................................................................(2.38)

Jika tegangan di serat beton aktual sama dengan tegangan izin maksimum,

maka perubahan tegangan ini sesudah kehilangan, dari persamaan 2.31 dan 2.32

dapat dinyatakan dengan

∆ft = (1 - γ) ............................................................................(2.39)

∆fb = (1 - γ) .......................................................................(2.40)

Pada saat momen akibat beban mati tambahan MSD dan momen akibat beban hidup

MSD telah bekerja, tegangannetto diserat atas adalah

ftn = fti - ∆ft - fc...........................................................................................(2.41)

atau

ftn = γ fti – (1 – γ) - fc ...........................................................................(2.42)

Tegangan netto di serat bawah adalah

fbn = ft – fci -∆ fb .........................................................................................(2.43)

atau

fbn = ft - γ fci – (1 – γ) ..........................................................................(2.44)


Dari persamaan 2.41/42 dan 2.43/44 penampang yang telah dipilih harus mempunyai

modulus penampang

St ≥ ...........................................................................(2.45)

dan

Sb ≥ ...........................................................................(2.46)

Eksentrisitas tendon prategang yang dibutuhkan di penampang kritis, seperti

penmapang tengah bentang, adalah

ec = ..............................................................................(2.47)

dan di tumpuan adalah

ec = ........................................................................................(2.48)

dimana adalah tegangan beton pada saat transfer pada level pusat berat (cgc)

penampang beton dan

Pi = Ac ................................................................................................(2.49)

jadi,

= fti - (fti - fci) ....................................................................................(2.50)

II.2.12.c Selubung untuk Meletakkan Tendon

Tegangan tendon di serat beton ekstrim pada kondisi beban kerja tidak dapat

melebihi nilai izin maksimumnya, berdasarkan standar-standar seperti ACI, PCI,

AASHTO, atau CEB – FIB. Dengan demikian, zona yang membatasi di penampang

beton perlu ditetapkan, yaitu selubung (envelove) yang didalamnya gaya prategang


dapat bekrja tanpa menyebabkan terjadinya tarik di serat beton ekstrim. Dari

persamaan....didapatkan

ft = 0 = ..............................................................................(2.51)

Untuk bagian gaya prategang saja, sehingga e = . Dengan demikian, titik kern

bawah adalah

kb = ......................................................................................................(2.52)

Dengan cara yang sama, dari persamaan 2.40 jiak fb = 0, didapat –e = ,

yang mana tanda negatif menunjukkan pengukuran ke arah bawah dari sumbu netral,

karena eksentrisitas positif adalah ke arah bawah. Dengan demikian titk kern atas

adalah

kt = .......................................................................................................(2.53)

Dari penentuan titk-titk atas dan bawah, jelaslah bahwa :

a. Jika gaya prategang bekrja di bawah titik kern bawah, tegangan tarik

terjadi di serat ekstrim atas dari penampang beton.

b. Jika gaya prategang bekerja di atas titik kern atas, tegangan tarik terjadi di

serat ekstrim bawah penampang beton.

II.2.12.d Selubung Eksentrisitas yang Membatasi

Eksentrisitas tendon yang didesain di sepanjang bentang diharapkan

sedemikian hingga tarik yang terjadi di serat ekstrim balok hanya terbatas atau tidak

ada sama sekali di penampang yang menentukan dalam desain. Jika tarik tidak


(a)

(b)

(c)

kt

kb

MT

MD

amax

amin

dikehendaki sama sekali di sepanjang bentang balok dengan tendon berbentuk

draped, maka eksentrisitasnya harus ditentukan di penampang-penampang berikut di

sepanjang bentang.

Jika MD adalah momen akibat beban mati dan MT adalah momen total akibat

semua beban transversal, maka lengan dari kopel antara garis tekan pusat (garis C)

dan pusat dari garis tendon pratengang (garis cgs) akibat MD dan MT masing-masing

adalah amin dan amaks, seperti terlihat pada gambar II.46.

Selubung cgs bawah, lengan minimum dari kopel tendon adalah

amin = .................................................................................................(2.54)

Gambar II.46 Penentuan Selubung cgs (a) Lokasi satu tendon di balok. (b) Bidang

momen. (c) Batas-batas selubung cgs (Sumber: Beton Prategang, Edward G. Nawi)


Persamaan ini mendefinidikan jarak maksimum di bawah kern bawah dimana

garis cgs ditentukan sedemikian hingga garis C tidak terletak di bawah garis kern

bawah, sehingga mencegah terjadinya tegangan tarik di serat ekstrim atas. Dengan

demikian eksentrisitas bawah yang membatasi adalah

eb = (amin + kb) ..........................................................................................(2.55)

Selubung cgs atas, lengan maksimum dari kopel tendon adalah

amaks = ................................................................................................(2.56)

Persamaan ini mendefinidikan jarak minimum di bawah kern atas dimana

garis cgs ditentukan sedemikian hingga garis C tidak terletak di atas garis kern atas,

sehingga mencegah terjadinya tegangan tarik di serat ekstrim bawah. Dengan

demikian eksentrisitas atas yang membatasi adalah

et = (amaks - kt) ...........................................................................................(2.57)

Di dalam standar diperkenankan terjadi tegangan terbatas pada saat transfer

dan pada kondisi beban kerja. Dalam hal in, garis cgs diperkenankan terletak sedikit

di luar dua batas selubung cgs yang didefenisikan dalam persamaan (2.54) dan

(2.56).

Apabila eksentrisitas tambahan eb’ dan et’ ditambahkan pada selubung garis

cgs yang menghasilkan tegangan tarik terbatas di serat beton atas dan bawah, maka

tegangan tambahan di atas f(t) dan f(b) adalah

f(t) = ................................................................................................(2.58)

dan

f(b) = ...............................................................................................(2.59)


(a) amin

amax

e't

e'b

Batas atas, tarik nol

Batas bawah, tarik tidak boleh terjadi

Batas atas, tarik tidak boleh terjadi

Batas bawah, tarik nol

dimana t dan b masing-masing menunjukkan serat atas dan bawah. Dari persamaan

(2.51) eksentrisitas tambhan yang akan ditambahkan pada persamaan (2.55) dan

(2.57) adalah

eb’ = ............................................................................................(2.60)

dan

et’ = ............................................................................................(2.61)

Gambar II.47 Selubung yang Memungkinkan Terjadinya Tarik di Serat Beton

Ekstrim (Sumber: Beton Prategang, Edward G. Nawi)

Selubung yang memungkinkan terjadinya tarik terbatas ditunjukkan dalam

gambar II.47. Perlu dicatat bahwa selubung atas terletak di luar penampang, tetapi

tegangannya ada di dalam batas-batas izin, yang menunjukkan penampang yang

tidak ekonomis. Perubahan eksentrisitas atau gaya prategang dapat memperbaiki

desain.


jembatan prategang

Documents