perencanaan jembatan rangka-revisi-annisa,andi,nur baiti-2sipil1pagi

TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJA

PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA

ANDI ASWAR, ANNISA HAPSARI, NUR BAITI HASANAH – 2SIPIL 1 PAGI

TUGAS BESAR KONSTRUKSI BAJAPERENCANAAN JEMBATAN RANGKA

BAJA

Andi AswarAnnisa Hapsari

Nur Baiti Hasanah2 Sipil 1 Pagi

Pengajar : Ibu Anis Rosyidah

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA




2010PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA

SPESIFIKASI JEMBATAN :

b (lebar jembatan) = 7 ma (lebar trotoar) = 0,5 mb-2a (lebar jalan) = 6 mh (tinggi jembatan) = 3 mλ(panjang segmen)= 4 mL (panjang bentang) = 24 mTebal trotoar =0,2m




Mutu baja = BJ 37fy = 240 MPafu = 370 MPaE = 200.000 MPaBJ Aspal = 22 KN/m3BJ Beton =24 KN/m3Tebal aspal =0,05 mTebal perkerasan = 0,2 m

PERENCANAAN DIAFRAGMA

o BEBAN MATI : Beban perkerasan = 4 x 0,2 x 24 = 19,2 kN/m3

Beban Aspal = 4 x 0,05 x 22 = 4,4 kN/m3 +

q = 23,6 kN/m3

7 m RA RB

Mmax = 1/8 x q x L2 Mu = 1,4 x Mmax= 1/8 x 23,6 x 49 = 1,4 x 144,55= 144,55 kN.m = 202,37 kN.m

RA =82.6 KN




PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG

o Cek Derajat Ketidaktentuan Struktur α 1 = 37˚

m = 2J – 3 sin α1 = 0,6˚21 = (2x12) – 3 cos α1 =

0,8˚21 = 21 OK ! α 2 =

53˚o Jumlah Reaksi Tumpuan sin α2 =

0,8˚= 2 cos α2 = 0,6˚

3 ( Struktur Tertentu )= 1

o Menghitung Reaksi Tumpuan

ΣMB = 0Ra x 24 – 0,5P x 24 – P1 x 20 – P2 x 16 – P3 x 12 – P4 x 8 – P5 x 4 = 024RA – 12P – 20P – 16P – 12P – 8P – 4P = 0RAV = 3P KN

ΣMA = 0-Rb x 24 + 0,5P x 24 + P5 x 20 + P4 x 16 + P3 x 12 + P2 x 8 + P1 x 4 = 0-24Rb + 12P + 20P + 16P + 12P + 8P + 4P = 0RBV = 3P KN




PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG (METODE TITIK BUHUL)

BUHUL B

S20sinα1

20 P/2

S2cosα1 21

RB

∑V = 0 ∑H = 0

RB + S20sinα1 - 0,5P = 0 -S21 – S20cosα1 = 0

3P – 0,5P + S20 x 0,6 = 0 S21 = - (-4,167 x 0,8)

2,5P/0,6 = S20 S21 = 3,334P KN

S20 = -4,167P KN

BUHUL G

19 ∑V = 0 ∑H = 0

18 21 S19 = P KN S21 = S18

S18 = 3,334P KN

P




BUHUL L

S17cosα1 16 S20cosα1

17 20

19

S17sinα1

S20sinα1

∑V = 0 ∑H = 0

-S19 – S17sinα1 – S20sinα1 = 0 S20cosα1 – S16 – 2P = 0

-P – 0,6S17 + 2,5P = 0 3,334P – S16 – 2P = 0

1,5P = 0,6S17 S16 = 1,334P KN

S17 = 2,5P KN




BUHUL F

S17sinα1

15

17

14 S17cosα1

18

P

∑V = 0 ∑H = 0

S15 + S17sinα1 – P = 0 S18 + S17cosα1 – S14 = 0

S15 = P – 1,5 3,334 + 2 – S14 = 0

S15 = 0,5P KN S14 = 1,334P KN

BUHUL K

12

S13cosα1 16

13 15

S13sinα1

∑V = 0 ∑H = 0

-S15 – S13sinα1 = 0 S16 – S12 – S13cosα1 = 0

0,5P = S13sinα1 1,334 – S12 – 0,666 = 0

S13 = 0,833P KN S12 = 0,668P KN




BUHUL E

S13sinα1

S9sinα1

10

9 13

S9cosα1 S13cosα1

10 14

P

∑V = 0 ∑H = 0

S11 + S9sinα1 + S13sinα1 – P = 0 S14 + S13cosα – S10 – S9cosα1 = 0

0,6S9 + 0,5P – P = 0 1,334P + 0,66P – S10 – 0,666P = 0

S9 = 0,5P/0,6 S10 = 1,334P KN

S9 = 0,833P KN

BUHUL J

∑V = 0 ∑H = 0

8 12 - S11 = 0 S12 = S8

S11 = 0 S8 = 0,668P KN

11




BUHUL I

4 8 S9cosα1

10 9

S9sinα1

∑V = 0 ∑H = 0

-S7 – S9sinα1 = 0 S8 + S9cosα1 – S4 = 0

S7 = -0,833 x 0,6 0,668 + 0,666P – S4 = 0

S7 = -0,5P KN S4 = 1,334P KN

BUHUL D

gfgvn

S5sinα1

5 7

6 10

S5cosα1

P

∑V = 0 ∑H = 0

S7 + S5sinα1 – P = 0 S10 – S6 – S5cosα1 = 0

-0,5P + 0,6S5 – P = 0 1,334 – S6 – 2 = 0

-1,5P = -0,6S5 S6 = -0,666P KN

S5 = 2,5P KN

BUHUL C




3

2 6

P

∑V = 0 ∑H = 0

S3 = P KN S6 = S2

S2 = -0,666P KN

BUHUL H

S1cosα1 4 S5cosα1

1 3 5

S5sinα1

S1sinα1

∑V = 0 ∑H = 0

-S3 – S5sinα1 – S1sinα1 = 0 S4 + S5cosα1 – S1cosα1 = 0

-P – 1,5 – 0,6S1 = 0 S4 = (-2,5x0,8) – (-4,167x0,8)

-2,5P = 0,6S1 S4 = -2 + 3,334

S1 = -4,167P KN S4 = 1,334P KN

BUHUL A




∑V = 0

S1sinα1 RA + S1sinα1 – 0,5P = 0

P 1 3P + 0,6S1 – 0,5P = 0

2,5P = -0,6S1

2 S1cosα1 S1 = -4,167P KN

∑H = 0

S2 = -S1cosα1

S2 = 3,334P KN

TABEL HASIL PERHITUNGAN GAYA-GAYA BATANG

No. Gaya Keterangan




Batang Batang

1 -4,1617P Tekan

2 3,334P Tarik

3 P Tarik

4 1,334P Tarik

5 2,5P Tarik

6 -0,666P Tekan

7 -0,5P Tekan

8 0,668P Tarik

9 0,833P Tarik

10 1,334P Tarik

11 0 Batang Kestabilan

12 0,668P Tarik

13 0,833P Tarik

14 1,334P Tarik

15 -0,5P Tekan

16 1,334P Tarik

17 2,5P Tarik

18 3,334P Tarik

19 P Tarik

20 -4,167P Tekan

21 3,334P Tarik

PERHITUNGAN BEBAN-BEBAN YANG BEKERJA




PDL : B. mati + diafragma =82.6 x 1.1 =90.86 knB. trotoar = 24 x 0.2x 0.5 x 4 x 1.3 =12.48 knTotal = 103.34 kN

PLL:b. pejalan = 5 x 0.5 x 4 x 2 =20 knb. lajur = 9 x 7 x 4 x 2 x 0.5 = 252 kn b. gen air= 0.5 x 5.6 x 4 x 1 x 0.5 = 5.6 kntotal =277.6 kN

Beban berjalan :b. garis(KEL) = 49 x 7 x 1.4 x 2 x 0.5 =480.2 kN

ANALISA GAYA BATANG

TABEL BEBAN MATI DAN HIDUP

No.Batang Nilai Gaya Batang




B. Mati B.HidupB1 -4.162 -1,155 -430.07008B2 3.334 926 344.53556B3 1.000 278 103.34B4 1.334 370 137.85556B5 2.500 694 258.35B6 -0.666 -185 -68.82444B7 -0.500 -139 -51.67B8 0.668 185 69.03112B9 0.833 231 86.08222

B10 1.334 370 137.85556B11 0.000 0 0

TABEL GAYA BATANG AKIBAT BEBAN BERJALAN

No.Batang NilaiGaya batang (kn)Beban Berjalan

B1 -1.389 -666.94978B2 1.111 533.55022B3 1.000 480.2B4 0.000 0B5 2.222 1067.10044B6 1.111 533.5022B7 0.500 240.1B8 2.000 960.4B9 0.833 400.0066

B10 1.778 853.69956B11 0.000 0

TABEL PENTABULASIAN BEBAN MATI, B. HIDUP & B. BERJALAN

NO B. MATI B. HIDUP B. BJALAN TOTAL




BATANG TEKAN TARIKB1 -1,155 -430.07 -666.95 -2,252.31 B2 926 344.54 533.55 1,803.60B3 278 103.34 480.20 861.14B4 370 137.86 0.00 508.17B5 694 258.35 1,067.10 2,019.45B6 -185 -68.82 533.50 -253.71 533.50B7 -139 -51.67 240.10 -190.47 240.10B8 185 69.03 960.40 1,214.87B9 231 86.08 400.01 717.33B10 370 137.86 853.70 1,361.87B11 0 0.00 0.00 0.00

DESIGN BATANG TARIK

BATANG DIAGONAL (B5)

Pu = 2,019.45

Φtarik = 0.9

Φfraktur 0.75

Fy = 410 MPa

Fu = 550 MPa

Dbaut = 20 MmPreliminary DesignPu≤ΦPnPu=ΦxFyxAgAg=Pu/ΦfyAg = 5472.76542 mm2

54.7276542 cm2

Dari tabel baja dipilih profil baja sbb:IWF 300 x 300 x 76Ag = 119.8 cm2 r = 18 mmbf = 300 mm h = 300 mmtf = 15 mm Ix = 20400 cm4tw = 10 mm Iy = 6750 cm4

iy = 7.51 cm




Cek Kuat Leleh TarikSyarat : Pu≤ΦPn 2,019.45 ≤ 3980 OK!!!ΦPn = 3979.8

Cek Kuat fraktur Syarat Pu≤ΦPnΦPn= 0.75xFuxAeAn= Ag - 4(luas lubang)An = 10720 mm2Ae = An * UAe = 9648 mm2ΦPn = 3979800

3979.8 KN

DESIGN BATANG TEKAN

BATANG DIAGONAL (B1)

Pu = -2,252.31

Φtekan = 0.85

K = 1

L = 5 m

E = 200000 MpaDari tabel baja dipilih profil baja sbb:IWF 300 x 300 x 76Ag = 119.8 cm2 r = 18 mmbf = 300 mm h = 300 mmtf = 15 mm Ix = 20400 cm4tw = 10 mm Iy = 6750 cm4

iy = 7.51 cm

cek kelangsingan penampang

66.57789614 <140 okks

cek penampang

λ 15 λp 15.8113883 OK




λ 30 λp 42.0582929 OK

cek kuat tekan nominalλc 0.960013521

ternyata kurang dari 1.5

Maka :ω = 1.466604434Fcr = 279.5573165 MpaΦPn = 2846732.154 N

design sambunganpada sambungan D

240.102,019.45

533.50 1,361.87

pada batang 5Pu = 2,019.45 kn fu = 825 MPa

Dbaut = 20 mmD lubang = 21

Abaut = 314 mm2jmlh baut = 16 buah bauttplat = 20 mmtf = 15 mmh = 300 mmΦ fraktur = 0.75Φleleh = 0.9An = 10740 mm2Ae = 9666 mm2

Syarat : Pu<ΦPn2252.31<2846.73 ok




cek lelehΦPn = 4420620 knPu ≤ Φ Pn

201,945.00 4420620 kn OK

cek frakturΦPn = 2972295 knPu ≤ Φ Pn

201,945.00 2972295 kn OK

kekuatan baut

cek kuat geser

Vd = 3108.6 kn > 2,019.45 kn

r1 = 0.5

cek kuat tumpu

Rd = 9504 kn > 2,019.45 kn

Cek block shear

s1= 40 mm

s = 30 mm

s2= 60 mm

Agt= 1800 mm2

Ant= 1170 mm2

Ags= 13200 mm2

Ans= 8790 mm2

Fu Ant= 965250 kn

0.6fuAnt= 579150 kn

ΦPn = 3818.599875 kn

sambungan A




2,252.31

1,803.60

pada batang 1

Pu = 2252.31

cek kuat plat

cek leleh

ΦPn = 4420.62 kn

Pu < ΦPn OK

cek fraktur

ΦPn = 2972.295 kn

Pu < ΦPn OK

jmlh baut 16 Baut

cek kuat baut

cek kuat geser

Vd = 3108.6 kn

r1 = 0.5

cek kuat tumpu

Rd = 9504 kn




cek block shear

s1= 40 mm

s = 30 mm

s2= 60 mm

Agt= 1800 mm2

Ant= 1170 mm2

Ags= 13200 mm2

Ans= 8790 mm2

Fu Ant= 965250 kn

0.6fuAnt= 579150 kn

ΦPn = 3818.59988 kn

Sambungan H

508.17

2252.31861.14 2019.45

pada batang 1

Pu = 2252.31

cek kuat plat

cek leleh

ΦPn = 4420.62 kn




Pu < ΦPn

cek fraktur

ΦPn = 2972.295 kn

Pu < ΦPn OK

jmlh baut 16 Baut

cek kuat baut

cek kuat geser

Vd = 3108.6 kn

r1 = 0.5

cek kuat tumpu

Rd= 9504 kn

cek block shear

s1= 40 mm

s = 30 mm

s2= 60 mm

Agt= 1800 mm2

Ant= 1170 mm2

Ags= 13200 mm2

Ans= 8790 mm2

Fu Ant= 965250 kn

0.6fuAnt= 579150 kn




ΦPn = 3818.599875 kn

**K eterangan :

Saat digunakan jumlah baut 4 buah baut, maka didapat hasil Vd dan Rd yang lebih kecil dari harga Pu. Setelah dilakukan trial dengan jumlah baut 8, 12, dan 16, didapat jumlah baut yang memenuhi syarat adalah 16 buah baut. Maka jumlah baut yang digunakan pada sambungan adalah 16 buah baut.

KESIMPULAN

Dari perencanaan jembatan rangka yang telah dibuat, dapat disimpulkan bahwa dengan spesifikasi jembatan sbb:

b (lebar jembatan) = 7 ma (lebar trotoar) = 0,5 mb-2a (lebar jalan) = 6 mh (tinggi jembatan) = 3 mλ(panjang segmen)= 4 mL (panjang bentang) = 24 mTebal trotoar =0,2mMutu baja = BJ 37fy = 240 MPafu = 370 MPaE = 200.000 MPaBJ Aspal = 22 KN/m3




BJ Beton =24 KN/m3Tebal aspal =0,05 mTebal perkerasan = 0,2 m

Ternyata jembatan rangka mampu menahan beban-beban yang nekerja. Juga pada sambungan baut yang telah direncanakan, mampu menahan semua beban dan sambungannya kuat.

perencanaan jembatan rangka-revisi-annisa,andi,nur baiti-2sipil1pagi

Documents