perhitungan boxculvert sempaja utara dengan kata pengantar

7/22/2019 Perhitungan Boxculvert Sempaja Utara Dengan Kata Pengantar

1/64

P ERH I TUNGAN STRUKT UR BOX CULVERT

PROGRAMNASIONAL PEMBERDAYAANMASYARAKATMANDIRI PERKOTAAN(PNPM-MP)

KELURAHAN SEMPAJA UTARA, KOTA SAMARINDA

Tenaga Ahli Infrastruktur OSP 6 Kalimantan Timur

ABDUL ROZAK

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Alloh SWT atas rahmatnyalah perhitungan struktur box culvert dari beton

bertulang dapat diselesaikan, tak lupa saya mengucapkan terima kasih kepada anak dan istri saya yang selalu

mendukung saya dalam bekerja.

Tersusunnya perhitungan struktur box culvert dari beton bertulang ini dikarenakan beberapa hal seperti : Standar

box culvert dari dinas PU belum bisa menjawab kebutuhan masyarakat, dimana masyarakat menghendaki jembatan

dengan lebar 5 meter dengan tengah bentang tidak ada kolom. Standar dari dinas PU untuk bentang 1 lubang

bentang maksimal adalah 3 meter. Hal lain yang membuat perhitungan struktur box culvert beton bertulang ini dibuat

adalah agar dapat menjadi acuan dalam perhitungan di Program PNPM- Mandiri Perkotaan apabila ditemui

pekerjaan yang serupa.

Suka duka ditemui dalam perhitungan ini dikarenakan tidak adanya data-data pendukung yang diperlukan, sehingga

hanya dilakukan studi literatur & membandingkan dengan perencanaanuntuk mencari data-data pendukung yang

diperlukan


2/64

P ERH I TUNGAN STR UKT UR BOX CULVERT




ABDUL ROZAK

A.

DATA BOX CULVERT

DIMENSI BOX CULVERT

1. Lebar Box L = 5,00 M

2. Tinggi Box H = 3,00 M

3. Tebal Plat Lantai h1 = 0,40 M

4. Tebal Plat Dinding h2 = 0,35 M

5. Tebal Plat Pondasi h3 = 0,35 M

DIMENSI DINDING SAYAP

1. Panjang Dinding Sayap c = 2,00 M

2. Tinggi Dinding Sayap Bagian Ujung d = 1,50 M

3. Tebal Dinding Sayap tw = 0,25 M

DIMENSI LAIN - LAIN

1. Tebal Plat Injak ts = 0,20 M

2. Tebal Lapisan Aspal ta = 0,05 M

3. Tinggi Genangan Air Hujan th = 0,05 M

H

h2

h1 c

d

L

ta

ts

h3


3/64





ABDUL ROZAK

B. BAHAN STRUKTURMutu Beton : K - 175

Kuat tekan beton f= 0,83 10 = 14,525 MPModulus elastik = 4700 = 17912 MPAngka poisson = 0,20Modulus geser = [2 (1 + )] = 7464 MPKoefisien muai panjang untuk beton, = 1.0E - 05 /Mutu Baja :

Untuk baja tulangan dengan > 12 mm : U- 39

Tegangan leleh baja, f= 10 = 390 MPUntuk baja tulangan dengan 12 mm : U- 24

Tegangan leleh baja, f= 10 = 240 MPBerat Jenis Bahan :

Berat beton bertulang, w = 25 kN M Berat beton tidak bertulang (beton rabat), w = 24 kN M Berat aspal padat, w = 22 kN M Berat jenis air, w

= 9,8 kN

M

Berat tanah dipadatkan w = 17,20 kN M


4/64





ABDUL ROZAK


5/64





ABDUL ROZAK

Maaf, tidak dapat saya lampirkan semuanya satu persatu, karena akan mengurangi teman2 askot infra semua dalamberkreatifitas dan jumlah halamannya menjadi sangat banyak.


6/64





ABDUL ROZAK

C.ANALISIS BEBAN1. BERAT SENDIRI

Faktor Beban Ultimit (KMS) = 1,3

Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemenstruktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiribox culvert dihitung dengan meninjau selebar 1 m (tegak lurus bid. gambar) sebagai berikut :

a. Berat sendiri plat lantai (Q) = 10 kN M b. Berat sendiri plat dinding, (P) = 26,25 kN

2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA)

Faktor Beban Ultimit (KMA) = 2,0

Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan

H

L

PMS PMS

QMS


7/64





ABDUL ROZAK

suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnyaberubah selama umur jembatan. Jembatan dianalisis harus mampu memikul beban tambahanseperti :

1) Penambahan lapisan aspal (overlay) di kemudian hari,2) 2) Genangan air hujan jika sistim drainase tidak bekerja dengan baik,

NO JENIS TEBAL (M) BERAT (kN/M) BEBAN (kN/M)

1 Lapisan Aspal 0.05 22.00 1.10

2 Air Hujan 0.05 9.80 0.49

Total Beban Mati Tambahan (QMA) 1.59

H

L

QMA


8/64





ABDUL ROZAK

3. BEBAN LALU - LINTAS

3.1. BEBAN LAJUR "D" (TD)

Faktor Beban Ultimit (KTD) = 2,0

Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata (Uniformly Distributed Load), UDLdan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yangbesarnya tergantung pada panjang total L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar 2 atau dinyatakan denganrumus sebagai berikut :

q = 8.0 kPa untuk L 30 m

q = 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30 m

Gambar 1. Beban lajur " D"

Gambar 2. Intensitas Unifo rmly Dis tribu ted Load (UDL)

Untuk panjang bentang, L = 5,00 m q = 8,00 kPa

KEL mempunyai intensitas, p = 44,00 kN/mFaktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut :

DLA = 0.4 untuk L 50 m

DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untuk 50 < L < 90 m

DLA = 0.3 untuk L 90 m


9/64





ABDUL ROZAK

Gambar 3. Faktor beban dinamis (DLA)

Untuk harga, L = 5.50 DLA = 0.4

Beban hidup pada lantai,

Q = 8,00 kN/mP= (1 DLA)xp = 61,60 kN

H

L

QTD

PTD


10/64





ABDUL ROZAK

3.2. BEBAN TRUK "T" (TT)

Faktor Beban Ultimit (KTT) = 2,0

Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, T = 100 kN

Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil (DLA) = 0,40

Beban truk "T" (PTT) ( 1 + DLA ) x T = 140,00 kN

Akibat beban "D" MTD = {(1/12 x QTD x L2) + (1/8 x PTD x L)} = 55.17 kNm

Akibat beban "T" MTT = 1/8 x PTT x L = 87.5 kNm

Untuk pembebanan lalu-lintas, digunakan beban "T" yang memberikan pengaruh momen lebih

besar dibandingkan beban "D". MTD < MTT

H

L

PTT PTT


11/64





ABDUL ROZAK

4. GAYA REM (TB)

Faktor Beban Ultimit (KTB) = 2,0

Pengaruh percepatan dan pengereman lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arahmemanjang jembatan dan dianggap bekerja pada permukaan lantai kendaraan. Besar gaya remdiperhitungkan sebesar 5% dari beban "D" tanpa faktor beban dinamis.

Gaya rem per meter lebar (TTB) 5% x {( q x L) + p } = 4,20 kN

5. TEKANAN TANAH (TA)

Faktor Beban Ultimit (KTA) = 1,25

Pada bagian tanah di belakang dinding abutment yang dibebani lalu-lintas, harus diperhitungkan adanyabeban tambahan yg setara dengan tanah setebal 0.60 m yang berupa beban merata ekivalen bebankendaraan pada bagian tersebut.

Tekanan tanah lateral dihitung berdasarkan harga nominal dari berat tanah ws, sudut gesek dalam , dankohesi c dengan :

ws' = ws= ( ) dengan faktor reduksi untuk = 0,70= dengan faktor reduksi untuk c' = 1,00

H

L

TTB TTB


12/64





ABDUL ROZAK

Koefisien tekanan tanah aktif, = (45 2 )Berat tanah dipadatkan = 17,20

kNM Sudut gesek dalam = 30

Kohesi = 0 kPaFaktor reduksi untuk sudut gesek dalam = 0,70= ( ) =0,70 x 0,50 = 0,35 rad = 19,29Koefisien tekanan tanah aktif = (45 2 ) = 0,335241Beban tekanan tanah pd plat dinding

= 0,60

= 3.460 kN/m

= + ( ) = 22.920 kN/m

6. BEBAN ANGIN (EW)

Faktor Beban Ultimit (KEW) = 1,20

Gaya angin tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat beban angin yangmeniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan rumus : = 0,0012 ( ) , = 1,20

H

QTA1 QTA1

QTA2 L QTA2


13/64





ABDUL ROZAK

Kecepatan angin rencana = 35 Beban angin tambahan yang meniup

bidang samping kendaraan : = 0,0012

(

)

= 1,764

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang sampingkendaraan dengan tinggi 2.00 m di atas lantai jembatan. h = 2,00 m

Jarak antara roda kendaraan x = 1,75 m

Beban akibat transfer beban angin ke lantaijembatan, =

12h = 1,008

7. PENGARUH TEMPERATUR (ET)

Faktor Beban Ultimit (KET) = 1,20

Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruhtemperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur

Q EW Q EW

h

h/2

X

TEW

H

L

QEW


14/64





ABDUL ROZAK

maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan.

Temperatur maksimum rata-rata

= 40 C

Temperatur minimum rata-rata = 15 CKoefisien muai panjang untuk beton = 1.0E-05 /CModulus elastis beton = 17912 MPPerbedaan temperatur pada plat lantai = (T T)

2 = 12,50 C

8. BEBAN GEMPA (EQ)

8.1. BEBAN GEMPA STATIK EKIVALEN

Faktor Beban Ultimit (KET) = 1,20

Beban gempa rencana dihitung dengan rumus : = Dimana . = = Gaya geser dasar total pada arah yang ditinjau (kN)

= Koefisien beban gempa horisontal = Faktor kepentingan = Berat total struktur yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan = Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah = Faktor tipe struktur yang berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa (daktilitas)dari struktur jembatan.


15/64





ABDUL ROZAK

Waktu getar struktur dihitung dengan rumus : = 2

= percepatangra itasi(= 9,80 det) = kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yg diperlukan untuk menimbulkan satusatuan lendutan (kN/m)

Lokasi di wilayah gempa 3.

Kondisi tanah dasar termasuk sedang (medium).

Koefisien geser dasar ( C = 0,18 )

Untuk struktur dg daerah sendi plastis beton bertulang, maka faktor jenis struktur S = 1.0 x F

dengan, F = 1.25 - 0.025 x n dan F harus diambil 1

F = faktor perangkaan

n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral.

Untuk nilai n = 2 maka

F = 1.25 - 0.025 * n = 1,200

S = 1.0 * F = 1,200

Koefisien beban gempa horisontal, Kh = C x S = 0,216

Untuk jembatan yang memuat > 2000 kendaraan / hari, jembatan pada jalan raya utamaatau arteri, dan jembatan dimana terdapat route alternatif, maka diambil factorkepentingan, I = 1,00

Gaya gempa = Gaya inersia akibat gempa didistribusikan pada joint pertemuan plat lantai dan plat dindingsebagai berikut

= + 2 +2 = 42,100 kN


16/64





ABDUL ROZAK

= = 9,0936 kN

8.2. TEKANAN TANAH DINAMIS AKIBAT GEMPAGaya gempa arah lateral akibat tekanan tanah dinamis dihitung dengan menggunakan koefisientekanan tanah dinamis (RKaG) sebagai berikut : = () = ( ) [1 (sin sin( )

cos

]

= Tekanan tanah dinamis = = 3,00 m = 0,335241 = 0,216 = 17,20 kN M = 0,35 rad = ()= 0,21273178( ) = 0,98127549 1 + (sin sin( )

cos = 1,02182838

= ( ) [1 (sin sin( )cos ]

= 0.96031340

= = 0,6250724 = = 36,285

H

L

TEQ TEQ


17/64





ABDUL ROZAK

9. KOMBINASI PEMBEBANAN

NO JENIS BEBANFAKTORBEBAN

KOMB -1 KOMB -2 KOMB -3

BEBAN TETAP

1. Berat sendiri (MS) KMS 1.30 1.30 1.30

2. Beban mati tambahan (MA) KMA 2.00 2.00 2.00

3. Tekanan tanah (TA) KTA 1.25 1.25 1.25

BEBAN KENDARAAN

4. Beban truk "T" (TT) KTT 2.00 1.00

5. Gaya rem (TB) KTB 2.00 1.00

BEBAN LINGKUNGAN

6. Beban angin (EW) KEW 1.00 1.20

7. Pengaruh temperatur (ET) KET 1.00 1.20

8. Beban gempa statik (EQ) KEQ 1.00

9. Tekanan tanah dinamis (EQ) KEQ 1.00

QEQ

H

QEQ

L


18/64

PERHITUNGAN STRUKTUR BOX CULVERT




ABDUL ROZAK


19/64

PERHITUNGAN STRUKTUR BOX CULVERT




ABDUL ROZAK

Gambar 8. Peta respon spektra percepatan 0.2 detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun (Satu dari 6 gambar respons

spekturum gempa 2010)


20/64





ABDUL ROZAK

10. ANALISIS MEKANIKA STRUKTUR

Analisis mekanika struktur dilakukan dgn komputer menggunakan Program SAP2000 dengan pemodelan

Frame-2D untuk mendapatkan nilai momen, gaya aksial, dan gaya geser. Input data dan hasil analisis strukturdengan SAP2000 dapat dilihat pada gambar berikut.

Nomor Komponen

Beban Mati (MS)


21/64





ABDUL ROZAK

Beban Mati Tambahan (MA)

Beban Truk T (TT)


22/64





ABDUL ROZAK

Gaya Rem (TB)

Tekanan Tanah (TA)


23/64





ABDUL ROZAK

Beban Angin (EW)

Pengaruh Temperatus (ET)


24/64





ABDUL ROZAK

Beban Gempa (EQ)

Tekanan Tanah Dinamis Akibat Gempa


25/64





ABDUL ROZAK

Gambar Bidang Momen Akib at Kombin asi Pembebanan 1 (Komb. 1)



26/64





ABDUL ROZAK


Gambar Gaya Gesr Akibat Kombinasi Pembebanan 1 (Komb. 1)


27/64





ABDUL ROZAK




28/64





ABDUL ROZAK

Gambar Gaya Normal/Aksial Akibat Kombin asi Pembebanan 1 (Komb. 1)



29/64





ABDUL ROZAK



30/64





ABDUL ROZAK

11. GAYA AKSIAL, MOMEN, DAN GAYA GESER ULTIMIT

TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase CaseType P V2 M3Text m Text Text KN KN KN-m

1 0 COMB1 Combination -314.272 -39.353 -57.7001

1 1.5COMB1 Combination -276.762 -73.206 28.9992

1 3 COMB1 Combination -239.251 -88.815 152.7954


1 1.5 COMB2 Combination -227.446 -55.89 16.6537


1 0 COMB3 Combination -209.99 31.231 12.9111




2 1.5COMB1 Combination -280.684 81.606 -26.2044

2 3 COMB1 Combination -243.173 97.215 -162.6006


2 1.5 COMB2 Combination -229.407 60.09 -15.2563



2 1.5 COMB3 Combination -176.726 25.323 2.4868



3 0.5COMB1 Combination -88.815 -176.029 -57.50663 1 COMB1 Combination -88.815 -146.931 23.2335








3 4.5COMB1 Combination -88.815 179.951 -65.3507


3 0 COMB2 Combination -71.499 -155.811 -114.47613 0.5COMB2 Combination -71.499 -130.613 -42.8703






31/64





ABDUL ROZAK



3 3.5 COMB2 Combination -71.499 82.177 60.5833 4 COMB2 Combination -71.499 107.375 13.1949




3 0.5 COMB3 Combination -81.753 -80.251 -20.8102






3 3 COMB3 Combination -81.753 22.716 51.1083 3.5 COMB3 Combination -81.753 43.31 34.6014




12. GAYA - GAYA DALAM UNTUK PERHITUNGAN BETON BERTULANG

a. PLAT LANTAI

- Momen ultimit rencana untuk plat atas = 162,6006- Gaya geser ultimit, = 209.048b. PLAT DINDING- Gaya aksial ultimit = 243,173- Momen ultimit = 162,6006- Gaya geser ultimit = 97.215

13. PERHITUNGAN PLAT LANTAI

13.1. Tulangan Lentur Pada Tumpuan


32/64





ABDUL ROZAK

Momen rencana ultimit slab = 162,6006Mutu Beton K - 175 Kuat Tekan Beton f

=

14,525 MP

Mutu Baja U - 39 Tegangan Leleh Baja f = 390 MPTebal slab beton = 400 mmJarak tulangan terhadap sisi luar beton d = 50 mmModulus elastis baja, E= 200.000 MPFaktor bentuk distribusi tegangan beton = 0,85

= f0,85f = 29,158651

Sumber : Desain Beton Bertulang, Chu Kia Wang, Charles G. Salmon, Binsar Harianja . Halaman 55

R = 0,75[11

2] R = 3.635955Faktor reduksi kekuatan lentur = 0,80Momen rencana ultimit = 162,6006 kNmTebal efektif slab beton = = 350 mmDitinjau slab beton selebar 1 m = 1000 mmMomen nominal rencana M = M = 203.25075 kNmFaktor tahanan momen R = R = 1.65919

R


33/64





ABDUL ROZAK

> > ..Ok Luas tulangan yang digunakan A

=

A

=

0.0045866

1000

350

A = 1605.308Diameter tulangan yang digunakan D= 14Jarak tulangan yang diperlukan =

4 = 95.8445 95

Digunakan Tulangan D14 95 mm

Luas Tulangan LenturTerpasang = = . Tulangan bagi diambil 30% tulangan pokok = 30% 1605.308 = 481.592Diameter tulangan yang digunakan D=12

Jarak tulangan yang diperlukan = 4 xD bA = 234.721mmDigunakan Tulangan D12 150 mm

Luas Tulangan BagiTerpasang

= = .

13.2. Tulangan Geser Pada Tumpuan

Gaya geser ultimit rencana = 209.048 kNKuat tekan beton f = 14,525 MPTebal efektif slab beton = 350 mmDitinjau slab selebar = 1000 mmFaktor reduksi kekuatan geser = 0,70Kuat geser yang disumbangbeton = 16 = 222.318 kNKuat geser yang harusdisumbang tulangan geser

= = 76.322 kNCheck syarat penampang untuk

tul. geser 2

3 =

3389.167

kN .(1)

> 0,5 = 77.8113 ..(2) > = 155.6226 .(3)Note 1 = "Syarat penampang untuk geser terpenuhi

Note 2 = Perlu digunakan sengkang


34/64





ABDUL ROZAK

Note 3 = Sengkang perlu lebih dari minimum

Luas sengkang geser perlu = = 23.621136.5 = 0.559 Spasi Maximum (Pilih Nilai Paling Kecil)


35/64





ABDUL ROZAK

Mutu Beton : K - 175

Kuat tekan beton f

= 14,525

Kuat geser pons yang disyaratkan f = 0,30. f = 1.14335Faktor reduksi kekuatan geser pons = 0,60Beban roda truk pada slab P = 140Jika :

h = 0,40 m a = 0,30 m

ta= 0,05 m b = 0,50 m

u = + 2 = 0,30 + (2.0,05) + 0,40 = 0,80= 800v = 2 = 0,50 (2.0,05) + 0,40 = 1,00= 1000Tebal efektif plat

= 350

Luas bidang geser pons, A = 2.( + ). = 1.260.000Gaya geser pons nominal, P= = 1440.621Kekuatan slab terhadap geser pons, .P = 864.3726Faktor beban ultimit, = 2,00Beban ultimit roda truk pada slab, P= = 280

P


36/64





ABDUL ROZAK

R = 0,75[1 12] R = 3.635955Faktor reduksi kekuatan lentur = 0,80Momen rencana ultimit = 178,1613 kNmTebal efektif slab beton = = 350 mmDitinjau slab beton selebar 1 m = 1000 mmMomen nominal rencana M = M = 222.7016 kNmFaktor tahanan momen R = R = 1.81797

R > ..Ok Luas tulangan yang digunakan A = A = 0.0050670 1000 350

A = 1773.438Diameter tulangan yang digunakan D= 14Jarak tulangan yang diperlukan =

4 = 86.758 85


Luas Tulangan Lentur

Terpasang = = . Tulangan bagi diambil 30% tulangan pokok = 30% 1810,118 = 543.035Diameter tulangan yang digunakan D=12Jarak tulangan yang diperlukan =

4

xD bA = 208.163mm


37/64





ABDUL ROZAK


Luas Tulangan Bagi

Terpasang = = . 14.2. Tulangan Geser Pada Tumpuan

Gaya geser ultimit rencana = 63,561 kNKuat tekan beton f = 14,525 MPTebal efektif slab beton = 350 mmDitinjau slab selebar = 1000 mmFaktor reduksi kekuatan geser

= 0,70

Kuat geser yang disumbangbeton = 16 = 222.318 kNKuat geser yang harusdisumbang tulangan geser

= = 131.516 kNCheck syarat penampang untuktul. geser

23 = 3389.167kN .(1) > 0,5= 77.811 ..(2) < = 111.159 .(3)Note 1 = "Syarat penampang untuk geser terpenuhi

Note 2 = Perlu digunakan sengkang

Note 3 = Tidak Diperlukan Tulangan Geser minimum

Kesimpulan : Tidak Digunakan Tulangan Geser


38/64





ABDUL ROZAK

14.3. Kont rol Kuat Geser Pons

Mutu Beton : K - 175

Kuat tekan beton f = 14,525Kuat geser pons yang disyaratkan f = 0,30. f = 1.14335Faktor reduksi kekuatan geser pons

= 0,60

Beban roda truk pada slab P = 140Jika :h = 0,40 m a = 0,30 m

ta= 0,05 m b = 0,50 m

u = + 2 = 0,30 + (2.0,05) + 0,40 = 0,80= 800v = + 2 = 0,50 (2.0,05) + 0,40 = 1,00= 1000Tebal efektif plat = 350Luas bidang geser pons, A = 2.( + ). = 1.260.000Gaya geser pons nominal, P

=

=

1440.621

Kekuatan slab terhadap geser pons, .P = 864.3726Faktor beban ultimit, = 2,00Beban ultimit roda truk pada slab, P = = 280

P


39/64





ABDUL ROZAK

15. PERHITUNGAN PLAT DINDING (KOLOM)15.1. TULANGAN AKSIAL LENTUR/LONGITUDINAL

- Gaya aksial ultimit = 243,173- Momen ultimit , = 162,6006, = 73,0949- Gaya geser ultimit = 97.215Mutu Beton : K 175 Kuat tekan beton(f) f = 14,525 Ditinjau dinding selebar 1 m = 1000Tebal dinding = 350Jarak tulangan terhadap sisi luar beton = 50Jarak tulangan terhadap sisi luar beton

=

= 50

= 2 = 250 = 0,85CECK KELANGSINGAN KOLOM

Panjang bersih kolom , = 3000Jari-jari inersia kolom (r) = 0,3 = 900Faktor panjang efektif (k)(jepit jepit) k = 0,65

k.,r

34 (12MM

)

0,65 3000900

34 12 73,0949162,6006

2.1666 28.6055 k.,

r =

0,65 3000900

= 2.166 < 22 . A. ()= %

= 200.000 = 200

= 14,525 = 0,014525 = 390 = 0,390 = = 0,390 200 = 0.00195 = 1,95 10


40/64





ABDUL ROZAK

= ..= 0,01 1000 350 = 3500

(a). Tinjauan beban sentri s

= . 0,85.. . = 0,65.{0,85.0,014525.(350.1000 3500) + 3500.0,390} = 3667,934 kN

= (..)= 3667,934 (0,014525.1000.350)= 0,7215., = 0,80.. = 0,80.3667,934 = 2934,3472 = ., ..= 2934.3472 0,014525.1000.350 = 0,5772

(b). ( > ) = 600.600 = 600.(350 50)600+ 390 = 181.818 = 250 (> ) = .= 0,85.250 = 212,5 = 100 50250 .0,003 = 0.0006 = 6.10<

Sehingga diperoleh :

A1

A2

50

250

50

350

1000

100 C = 250

a = 212,5

Cc CsT1

ec1e2

e1

=0,003

PNPM-MP KALTIM


41/64





ABDUL ROZAK

= . = 0,0006.200 = 0,12 = 250 50250 .0,003 = 0,0024 > = = 0,39

Gaya (kN) Lengan Ke Pusat (mm) Momen (kN-mm)

= 1750.0,12 -210,000 = 350 2 50= 125 26250,000 = 0,85.0,014525.212,5.1000 2623,578 = (350 212,5)2 = 68.75 180370,996 = 1750.0,39 682,500 = 350 2 50= 125 85312,500 3096,078 = ,

. = 0,65 x 3096,078 = 2012,4508 kN. = 0,65 x 291933,496 = 189756,7725 kN mmQ =

2012,4508

0,014525.35 .1000= 0,3959

R =189756,7725

0,014525.1000.350= 0,1066(c). ( = . )

= . = 0,85.181,818 = 154,5453 = 168,182 50181,818 .0,003 = 0,00195 = 1,95.10 = = = 0,39 = 181,818 50181,818 .0,003 = 0,00217

= 2,17.10

>

Gaya (kN) Lengan Ke Pusat (mm)Momen/Mn(kN-

mm)

= 1750.0,39 -682,500 = 350 2 50= 125 85312,500 = 0,85.0,014525.154,5453.1000 1908,055 = (350 212,5)2 = 68.75 131178,775

ec'e2

e1

= 0,003

PNPM-MP KALTIM

168,182 Cb=181,818

'


42/64





ABDUL ROZAK

= 1750.0,39 682,500 = 350 2 50= 125 85312,500

1.908,055 ,., = 0,65 x 1908,055 = 1240,2358 kN., = 0,65 x 301803,775 = 196172,4538 kN mmQb =

1240,23580,014525.35 .1000

= 0,2440

Rb =196172,4538

0,014525.1000.350= 0,1103(d).

(

= = 0,39 = 0,003

=

120

50

120 .0,003 = 0,00175

= 1,75.10 > = = 0,39


mm)

= 1750.0,39 -682,500 = 350 2 50= 125 85312,500 = 0,85.0,014525.102.1000 1259,318 = (350 212,5)2 = 68.75 86578,078

= 1750.0,39 682,500 = 350 2 50= 125 85312,500 1259,318 .. = 0,65 x 1259,318 = 818,5567 kN. = 0,65 x 257203,078 = 167182,0007 kN mm

ec'e

2

e1

= 0,003PNPM-MP KALTIM

'

230 C = 120


43/64





ABDUL ROZAK

Q =818,5567

0,014525.1000.350= 0,1610

R =167182.0007

0,014525.1000.350= 0,0940Batas struktur boleh dianggap hanya menahan momen lentur pada :

= 0,10... = 0,1 0,014525 1000 350 = 508,375= ., = 1240,2358 kNDipilih yang kecil, yaitu :

= 508,375

= 508,3750,014525.1000.350= 0,100(e). =

Pada keadaan ini dihitung seperti balok. Karena luas tulangan tekan dan tulangan tarik sama (A21=A1), maka tulangan tekan pasti belum leleh.

= 600. .1,7.. = 600.1750 1750.3901,7.14,525.1000 = 14,8831

= 600...0,85.

.

=

600.0,85.1750.50

0,85.14,525.1000= 3614,4578

= = 14.8831 3614.4578 14,8831 = 47,0521 = 600. . = 600.47,0521 0,85.547,0521 = 58,0476= .... 2= 0,85.14,525.47,0521.1000.300 47,05212 = 0,85.14,525.47,0521.1000.300 47,05212 = 160608414,744=2 ..( )= 1750.58,0476.(300 50)= 25395.825

= 160608414,744 = 25395825,000 , ,


44/64





ABDUL ROZAK

Nilai kuat rencana :

= 0,65

.

= 0,65.186004,2396

= 120902,7557

= ... = 120902,75570,014525.1000.350= 0,0679= 0,80 . = 0,80.186004,2396 = 148803,3917= ... = 148803,39170,014525.1000.350= 0,0836

B. ()= % = 200.000 = 200

= 14,525 = 0,014525 = 390 = 0,390 = = 0,390 200 = 0.00195 = 1,95 10 = ..= 0,02 1000 350 = 7000


= . 0,85.

.

.

= 0,65.{0,85.0,014525.(350.1000 7000) + 7000.0,390} = 4527,0964 kN = (..)= 4527,0964 (0,014525.1000.350)= 0,8905., = 0,80.. = 0,80.4527,0964 = 3621,6772 = ., ..= 3621,6772 0,014525.1000.350 = 0.7124

A1

A2

50

250

50

350

1000


45/64





ABDUL ROZAK

(b). ( > ) =

600.

600 =600.(350

50)

600+ 390 = 181.818 = 250 (> ) = .= 0,85.250 = 212,5 = 100 50250 .0,003

= 0.0006 = 6.10< Sehingga diperoleh :

= . = 0,0006.200 = 0,12 = 250 50250 .0,003 = 0,0024 > = = 0,39

Gaya (kN) Leng an Ke Pusat (mm)Momen/Mn(kN-

mm)

= 3500.0,12 -420,000

=

350

2

50

=

125 52500,00

= 0,85.0,014525.212,5.1000 2623,578 = (350 212,5)2 = 68.75 180370,996 = 3500.0,39 1365,000 = 350 2 50= 125 170625,00 3568,578 ,. = 0,65 x 3568,578 = 2319,576 kN. = 0,65 x 403495,996 = 262272,3975 kNmmQ = 2319,576

0,014525.35 .1000= 0.4563

R =262272,3975

0,014525.1000.350= 0.1474(c). ( = . )

100 C = 250

a = 212,5

Cc CsT1

ec1e2

e1

=0,003

PNPM-MP KALTIM


46/64





ABDUL ROZAK

= . = 0,85.181,818 = 154,5453 = 168,182 50181,818 .0,003 = 0,00195 = 1,95.10 = = = 0,39 = 181,818 50181,818 .0,003 = 0,00217 = 2,17.10 >


mm) = 3500.0,39 -1365,000 = 350 2 50= 125 170625,00 = 0,85.0,014525.154,5453.1000 1908,055 = (350 212,5)2 = 68.75 131178,775 = 3500.0,39 1365,000 = 350 2 50= 125 170625,000 1908,055 ,., = 0,65 x 1908,055 = 1240,2358 kN

.

,

= 0,65 x 472428,775 = 307078,7040 kNmm

Qb =1,240,2358

0,014525.35 .1000= 0.2440

Rb =307078,7040

0,014525.1000.350= 0.1726(d). ( < )

Diambil c = 120 mm

= . = 0,85.120 = 102 = 230 50120 .0,003 = 4,5.10 > = = 0,39 = 0,003

ec'e2

e1

= 0,003

PNPM-MP KALTIM

168,182 Cb=181,818

'

ec'e2

e1

= 0,003PNPM-MP KALTIM

'

230 C = 120


47/64





ABDUL ROZAK

= 120 50120 .0,003 = 0,00175 = 1,75.10 > = = 0,39


mm)

= 3500.0,39 -1365,000 = 350 2 50= 125 170625,000 = 0,85.0,014525.102.1000 1259,318 = (350 212,5)2 = 68.75 86578,078 = 3500.0,39 1365,000 = 350 2 50= 125 170625,000 1259,318 ,. = 0,65 x 1259,318 = 818,5564 kN. = 0,65 x 427828,078 = 278088,2508 kN mmQ =

818,5567

0,014525.1000.350= 0.1610

R =278088,2508

0,014525.1000.350= 0.1563Batas struktur boleh dianggap hanya menahan momen lentur pada :

= 0,10... = 0,1 0,014525 1000 350 = 508,375= ., = 1240,2358kNDipilih yang kecil, yaitu :

= 508,375 = 508.3750,014525.1000.350= 0.1

(e). = Pada keadaan ini dihitung seperti balok. Karena luas tulangan tekan dan tulangan tarik sama (A21=A1), maka tulangan tekan pasti belum leleh.


48/64





ABDUL ROZAK

= 600. .1,7.

.

=

600.3500 3500.3901,7.14,525.1000

= 29,7661 = 600...0,85.. = 600.0,85.3500.500,85.14,525.1000= 7228,9157 = = 29,7661 7228,9157 29,7661 = 60,3168 = 600. . = 600.60,3168 0,85.560,3168 = 177,2322= .... 2= 0,85.14,525.60,3168.1000.300 60,31682 = 0,85.14,525.60,3168.1000.300 60,31682 = 200947340,531

=2 ..( )= 3500.177,2322.(300 50)= 155078175,000 = 200947340.531 = 155078175,00 , ,

Nilai kuat rencana :

= 0,65 . = 0,65.356025,5155 = 231416,5851= ... = 231416,5850,014525.1000.350= 0,1301= 0,80 . = 0,80.356025,5155 = 284820,4124= ... = 28482 .41240,014525.1000.350= 0,1601

C. ()= % = 200.000 = 200 = 14,525 = 0,014525 = 390 = 0,390


49/64





ABDUL ROZAK

= = 0,390 200 = 0.00195 = 1,95 10 = ..= 0,03 1000 350 = 10500


= . 0,85.. . = 0,65.{0,85.0,014525.(350.1000 10500) + 10500.0,390} = 5386,2587 kN

= (..)= 5386,2587 (0,014525.1000.350)= 1,0595., = 0,80.. = 0,80.5386,2587 = 4309,007

=

.

,

.

.

=

4309.007

0,014525.1000.350

=

0,8476

(b). ( > ) = 600.600 = 600.(350 50)600+ 390 = 181.818

= 250 (> ) = .= 0,85.250 = 212,5

=

100 50250

.0,003

= 0.0006 = 6.10< Sehingga diperoleh :

A1

A2

50

250

50

350

1000

100 C = 250

a = 212,5

Cc CsT1

ec1e2

e1

=0,003

PNPM-MP KALTIM


50/64





ABDUL ROZAK

= . = 0,0006.200 = 0,12 = 250 50250 .0,003 = 0,0024 > = = 0,39


mm)

= 5250.0,12 -630,000 = 350 2 50= 125 78750,000 = 0,85.0,014525.212,5.1000 2623,578 = (350 212,5)2 = 68.75 180370,996 = 5250.0,39 2047,500 = 350 2 50= 125 255937,500

4041,078

,

. = 0,65 x 4041,078 = 2626,7008 kN. = 0,65 x 515058,496 = 334788,0225 kNmmQ =

2626,7008

0,014525.35 .1000= 0.5167

R =334788,0225

0,014525.1000.350= 0.1882(c).

(

=

.

)

= . = 0,85.181,818 = 154,5453 = 168,182 50181,818 .0,003 = 0,00195 = 1,95.10 = = = 0,39 = 181,818 50181,818 .0,003 = 0,00217 = 2,17.10 >


mm)

= 5250.0,39 -2047,500 = 350 2 50= 125 255937,500

ec'e2

e1

= 0,003

PNPM-MP KALTIM

168,182 Cb=181,818

'


51/64


52/64





ABDUL ROZAK

. = 0,65 x 598453,078 = 388994,5008 kNmmQ =

818,5567

0,014525.1000.350= 0.1610

R =388994,5008

0,014525.1000.350= 0.2186Batas struktur boleh dianggap hanya menahan momen lentur pada :

= 0,10... = 0,1 0,014525 1000 350 = 508,375= ., = 1240,2358kNDipilih yang kecil, yaitu :

= 508.375 = 508.3750,014525.1000.350= 0.1

(e). = Pada keadaan ini dihitung seperti balok. Karena luas tulangan tekan dan tulangan tarik sama (A21=A1), maka tulangan tekan pasti belum leleh.

= 600. .1,7.

.

=

600.5250 5250.3901,7.14,525.1000

= 44,6492 = 600...0,85.. = 600.0,85.5250.500,85.14,525.1000= 10843,3735 = = 44,6492 10843,3735 44,6492 = 68,6510 = 600. . = 600.68,6510 0,85.568,6510 = 228,5560= .... 2= 0,85.14,525.68,6510.1000.300 68,65102 = 0,85.14,525.68,6510.1000.300 68,65102 = 225181032,6535=2 ..( )= 5250.228,5560.(300 50)= 525160782,6535 = 225181032,6535

= 525160782,6535 ,


53/64





ABDUL ROZAK

, Nilai kuat rencana :

= 0,65 . = 0,65.525160,7827 = 341354,5088= ... = 34135 ,50880,014525.1000.350= 0.1918= 0,80 . = 0,80.525160,7827 = 420128,6262= ... = 42012 ,62620,014525.1000.350= 0.2361

16. MEMBUAT DIAGRAM INTERAKSI KOLOM

Untukperencanaantulanganf = 14,525 = 390Q R Q R Q R

1. Beban sentris

Qo 0.7215 0.8905 1.0595

Qmaks 0.5772 0.7124 0.8476

2. Beban tekan menentukan, c = 250 mm 0.3959 0.1066 0.4563 0.1474 0.5167 0.1882

3. Kondisi balance Cb=181,818 mm 0.2440 0.1103 0.2440 0.1726 0.2440 0.2349

4. Tulangan tarik menentukan, c=120 mm 0.1610 0.0940 0.1610 0.1563 0.1610 0.2186

Nilai Q 0.1000 0.1000 0.1000

5. Beban Pn = 0

= 0,65 0.0679 0.1301 0.1918

= 0,80 0.0836 0.1601 0.2361

Jenis TinjauanRasio Tulangan 1% Rasio Tulangan 2% Rasio Tulangan 3%

Tabel hasil perhitungan Q dan Q dengan sebesar 1%, 2% dan 3%

= ..= 24317314,525.1000.350 = 0.0478 = .. = 16260060014,525.1000.350= 0.0914


54/64





ABDUL ROZAK

= 194 1106 % = 1% 0,175% = 1,175% = ..= 1,175.1000.350 = 4112.5

0,00

0,04

0,02

0,08

0,06

0,12

0,10

0,16

0,14

0,20

0,18

0,24

0,22

0,28

0,26

0,32

0,30

0,34

0,020,040,060,080,100,120,140,160,180,200,220,240,26

0,280,300,320,340,360,380,400,420,440,460,480,500,520,540,56

0,580,600,620,640,660,680,700,720,740,760,780,800,820,84

0,860,880,90

?1=1%

?1=2%

?1=3%

194

1106


55/64





ABDUL ROZAK

= 20

,=

,

, =, = 1 2 . = 1 2 . 4112.5 = 2056,250


56/64





ABDUL ROZAK

15.2. TULANGAN GESER

- Gaya aksial ultimit = 243,173- Momen ultimit ,= 162,6006, = 73,0949 - Gaya geser ultimit = 97.215- Tinggi plat dinding bruto = 3,00meter- TulanganmemanjangAkiri = Akanan = 2793.269Mutu Beton : K 175 Kuat tekan beton(f) f = 14,525 Ditinjau dinding selebar 1 m = 1000Mutu baja : U 39 Tegangan leleh baja = 390Faktor reduksi kekuatan geser = 0,75Tebal dinding = 350Jarak tulangan thd. Sisi luar beton = 50Tebal efektif dinding = = 350 50 = 300Luas tulangan memanjang abutment = 5698.5185m Kuatgeserbetonmaksimum() = 0,20....10 = 0,20 14,525 1000 300 10 = 871.5. = 0,75 871,5 = 653.625. > = 1 ,14.

6

..

= 1 14.

6 .. = . =


57/64





ABDUL ROZAK


58/64





ABDUL ROZAK


59/64





ABDUL ROZAK


60/64





ABDUL ROZAK


61/64





ABDUL ROZAK

15. PERHITUNGAN PLAT DINDING (KOLOM)

15.1. TULANGAN AKSIAL LENTUR

- Gaya aksial ultimit = 243,173- Momen ultimit , = 162,6006, = 73,0949- Gaya geser ultimit = 97.215Mutu Beton : K 175 Kuat tekan beton(f) f = 14,525 Ditinjau dinding selebar 1 m = 1000Tebal dinding

= 350

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton = 50Jarak tulangan terhadap sisi luar beton = = 50= 2 = 250 = 0,85CECK KELANGSINGAN KOLOM

Panjang bersih kolom , = 3000Jari-jari inersia kolom (r) = 0,3 = 900Faktor panjang efektif (k) jepit - jepit k = 0,65

k.,r 34 (12MM)0,65 3000

900 34 12 73,0949

162,6006

2.1666 28.6055 k.,

r =

0,65 3000900

= 2.166 < 22 .

=600.

.

600 + =600.0,85.350

600+ 390 = 180.303 = .0,85.. = 243,173 10

0,65.0,85.14,525.1000= 30.302

< , ., = .0,85... = 0,65 x 0,85 x 14,525 x 180,3030 x 1000 = 1.446.942,844 N


62/64





ABDUL ROZAK

0,10... = 0,10 x 14,525 x 1000 x 350 = 508.375,00 NDipilih yang paling kecil, jadi

= 508,375

= 243,173 < . = 0,80 0,15 = 0,80 0,15 = 0,80 0,15243,173508,375= 0.7282499 . 0,73a = 600..d

600 f a = 600.0,85.50600 390= 121.429m = . = 0,85 50 = 42.5> .

Pada kondisi ini nilai eksentrisitas e sangat besar, beban aksial kolom diabaikan, dan kolom bolehdianggap hanya menahan momen lentur saja.

= . = .. = 162,6006.10

0,73.100.300= 0.0247489497716895~0,02475 = 382,5...(600 225.)(600 )

=

382,5 0,85 14,525 (600 390 225 0,85)(600 + 390)

=

3.8486373321281

< . Tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekuivalen (a)

= (1 1 2.0,85.).= (1 1 2 0.024750,85 14,525).300 = 0.602

Hitung luas tarik As,udengan memilih nilai terbesar dari nilai Asberikut :

=

0,85...

=

0,85 14,525 0,602 1000390

= 19.0575

31,36, = 1,4.. = 1,4 1000 300390 = 1076.923.. > 31,36, = 4 .. = 14,5254 3901000300 = 2793.269


63/64





ABDUL ROZAK

Dipakai tulangan 20 mm

Tulangan dipasang dikiri dan kanan dengan jumlah yang sama Akiri= Akanan= n.D

= 350 1000 = 350.000 0,01


64/64




Acuan Normatif :

1. SNI 03 - 2847 2002 (Peraturan Beton Bertulang)2. SNI - 1726 2002 (Peraturan Gempa Indonesia)3. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Untuk Jembatan Departemen Pekerjaan Umum4. BMS 892 tentang Standar Gorong Gorong Persegi Beton Bertulang Departemen Pekerjaan Umum

5. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 1) Tentang Beban & Kriteria Perencanaan Departemen PekerjaanUmum

6. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 3) Tentang Desain Geometrik & Bangunan Atas Departemen PekerjaanUmum

7. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 4) Tentang Bangunan Bawah Jembatan Departemen Pekerjaan Umum8. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 5) Tentang Oprit & Bangunan Pelengkap Departemen Pekerjaan

Umum9. Survai Dan Desain Jembatan (Modul 6) Tentang Perkiraan Biaya Departemen Pekerjaan Umum

10. N. I. : Perhitungan Struktur Box Culvert11. Pedoman Gambar Standar Pekerjaan Jalan Dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum12. SK SNI T : 15 1991 03 Tentang Tata Cara Perhitungan Struktur Untuk Bangunan Gedung

13. Struktur Beton Bertulang, Istimawan Dipohusodo14. Desain Beton Bertulang, Chu Kia Wang, Charles G. Salmon, Binsar Harianja

15. Balok dan Plat Beton Bertulang, Ali Asroni16. Kolom Fondasi & Balok T Beton Bertulang

17. Haryanto Yoso Wigroho Analis & Perancangan Struktur Frame Menggunakan SAP 2000 Versi 7.4218. Handi Promono dkk Desain Konstruksi Dengan SAP 2000 Versi 919. Handi Promono dkk Desain Konstruksi Plat & Rangka Beton Bertulang Dengan SAP 2000 Versi 920. Ir. Rudy Gunawan Pengantar Teknik Pondasi21. Ir. V. Sunggono KH, Buku Teknik Sipil

perhitungan boxculvert sempaja utara dengan kata pengantar

Documents