perhitungan struktur jembatan (1).pdf

Download Perhitungan Struktur Jembatan (1).pdf

Post on 11-Aug-2015

462 views

Category:

Documents

63 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Proyek / Bagpro :PERENCANAAN PEMBANGUNAN JEMBATAN DI KECAMATAN RUPAT Nama Paket :PEMBANGUNAN JEMBATAN PARIT H. AMID KEL. TANJUNG KAPAL JEMBATAN BETON P=15M, L=9M Prop / Kab / Kodya :BENGKALIS RIAUA. DATA SLAB LANTAI JEMBATANTebal slab lantai jembatan ts = 0,20 mTebal lapisan aspal + overlay ta = 0,05 mTebal genangan air hujan th = 0,03 mJarak antara baloks = 1,40 mLebar jalur lalu-lintas b1 = 7,00 mLebar trotoar b2 = 1,00 mLebar total jembatan b = 9,00 mPanjang bentang jembatan L = 15,00 mB. BAHAN STRUKTURMutu beton : K -250Kuat tekan beton fc' = 0.83 * K / 10= 20,75 MPaModulus elastik Ec = 4700 * fc' = 21.409,52MPaAngka poisson u = 0,20Modulus geser G = Ec / [2*(1 + u)] = 8.920,63MPaKoefisien muai panjang untuk beton, a = 1,E-05 / CMutu baja :Untuk baja tulangan dengan > 12 mm : U -32Tegangan leleh baja, fy =U*10 = 320,00 MPaUntuk baja tulangan dengan 12 mm : U -24Tegangan leleh baja, fy = U*10 = 240,00 MPaSpecific Gravity kN/m3Berat beton bertulang wc = 25,00Berat beton tidak bertulang (beton rabat) w'c = 24,00Berat aspal wa = 22,00Berat jenis air ww = 9,80Berat baja ws = 77,00C.ANALISIS BEBAN SLAB LANTAI JEMBATAN1. BERAT SENDIRI (MS)Faktor beban ultimit : KMS = 1,30Ditinjau slab lantai jembatan selebar, b = 1,00 mTebal slab lantai jembatan, h = ts = 0,20 mBerat beton bertulang, wc = 25,00 kN/m3Berat sendiri, QMS = b * h * wcQMS= 5,00 kN/mPERHITUNGAN SLAB LANTAI JEMBATAN(C)2010: TRIANTO KURNIAWAN, ST.POTONGAN MELINTANGSlab Beton -1 of 162. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA)Faktor beban ultimit : KMA = 2,001 Lapisan aspal + overlay 0,05 22,00 1,1002 Air hujan 0,03 9,80 0,245Beban mati tambahan : QMA = 1,345 kN/m3. BEBAN TRUK "T" (TT)Faktor beban ultimit : KTT = 2,00Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, T = 100,00 kNFaktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil, DLA = 0,30Beban truk "T" : PTT = ( 1 + DLA ) * T = 130,00 kN4. BEBAN ANGIN (EW)Faktor beban ultimit : KEW = 1,20Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibatangin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus :TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2 kN/mdengan,Cw = koefisien seret = 1,20Vw = Kecepatan angin rencana = 35,00 m/det (PPJT-1992,Tabel 5)TEW = 0.0012*Cw*(Vw)2 = 1,764 kN/mBidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2.00 m di atas lantai jembatan.h = 2,00 mJarak antara roda kendaraan x = 1,75 mTransfer beban angin ke lantai jembatan, PEW = [ 1/2*h / x * TEW ]= 1,008 kNJENIS NOTEBAL(m)BERAT(kN/m3)BEBANkN/mhaT=100 kNshPEWSlab Beton -2 of 165. PENGARUH TEMPERATUR (ET)Faktor beban ultimit : KET = 1,20Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruhtemperatur,diambilperbedaan temperaturyangbesarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimumdan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan.Temperatur maksimum rata-rata Tmax = 40,00 CTemperatur minimum rata-rata Tmin = 15,00 CPerbedaan temperatur pada slab, T = ( Tmax - Tmin ) / 2 T = 12,50 CKoefisien muai panjang untuk beton, a = 1,E-05 / CModulus elastis beton, Ec = 21.409.519kPa6. MOMEN PADA SLAB LANTAI JEMBATANFormasi pembebanan slab untuk mendapatkan momen maksimum pada bentang menerus dilakukan seperti pd gambar.Momen maksimum pd slab dihitung berdasarkan metode one way slab dengan beban sebagai berikut :QMS= 5,00 kN/mQMA= 1,35 kN/mPTT= 130,00 kNPEW= 1,01 kNT= 12,50 CKoefisien momen lapangan dan momen tumpuanuntukbentangmenerusdengan beban merata, terpusat, dan perbedaan temperatur adalah sebagai berikut :k = koefisien momen s = 1,40 mUntuk beban merata Q : M = k * Q * s2Untuk beban terpusat P : M = k * P * sUntuk beban temperatur, T : M = k * a * DT * Ec * s3Momen akibat berat sendiri (MS) :Momen tumpuan, MMS = 0.0833 * QMS * s2= 0,816 kNmMomen lapangan, MMS = 0.0417 * QMS * s2= 0,409 kNmMomen akibat beban mati tambahan (MA) :Momen tumpuan, MMA = 0.1041 * QMA * s2= 0,274 kNmMomen lapangan, MMA = 0.0540 * QMA * s2= 0,142 kNms s s sPEWPTT PTTPEW?TQMSQMA?TQMS0,08330,0417?T ?T5.62X10-72.81X10-6QMA0,010410,0540PTT PTT0,15620,1407Slab Beton -3 of 16Momen akibat beban truck (TT) :Momen tumpuan, MTT = 0.1562 * PTT * s= 28,428 kNmMomen lapangan, MTT = 0.1407 * PTT * s= 25,607 kNmMomen akibat beban angin (EW) :Momen tumpuan, MEW = 0.1562 * PEW * s= 0,220 kNmMomen lapangan, MEW = 0.1407 * PEW * s= 0,199 kNmMomen akibat temperatur (ET) :Momen tumpuan, MET = 5.62E-07 * a * DT * Ec * s3 = 0,004 kNmMomen lapangan,MEW = 2.81E-06 * a * DT * Ec * s3 = 0,021 kNm6.1. MOMEN SLABM MJenis Beban tumpuan lapangan(kNm) (kNm)1 Berat sendiri KMS 1,00 1,30 0,816 0,4092 Beban mati tambahan KMA 1,00 2,00 0,274 0,1423 Beban truk "T" KTT 1,00 2,00 28,428 25,6074 Beban angin KEW 1,00 1,20 0,220 0,1995 Pengaruh temperatur KET 1,00 1,20 0,004 0,0216.2. KOMBINASI-1M M Mu MuJenis Beban tumpuan lapangan tumpuan lapangan(kNm) (kNm) (kNm) (kNm)1 Berat sendiri 1,300 0,816 0,409 1,061 0,5312 Beban mati tambahan 2,000 0,274 0,142 0,549 0,2853 Beban truk "T" 2,000 28,428 25,607 56,857 51,2154 Beban angin 1,000 0,220 0,199 0,220 0,1995 Pengaruh temperatur 1,000 0,004 0,021 0,004 0,021Total Momen ultimit slab, Mu = 58,691 52,2506.3. KOMBINASI-2M M Mu MuJenis Beban tumpuan lapangan tumpuan lapangan(kNm) (kNm) (kNm) (kNm)1 Berat sendiri 1,300 0,816 0,409 1,061 0,5312 Beban mati tambahan 2,000 0,274 0,142 0,549 0,2853 Beban truk "T" 1,000 28,428 25,607 28,428 25,6074 Beban angin 1,200 0,220 0,199 0,265 0,2385 Pengaruh temperatur 1,200 0,004 0,021 0,005 0,025Total Momen ultimit slab, Mu = 30,308 26,686Faktor BebanNoFaktor BebanFaktor BebanNodaya layankeadaan ultimitNoSlab Beton -4 of 167. PEMBESIAN SLAB7.1. TULANGAN LENTUR NEGATIFMomen rencana tumpuan : Mu = 58,691 kNmMutu beton : K - 250 Kuat tekan beton, fc' = 20,75 MPaMutu baja : U - 32 Tegangan leleh baja, fy = 320,00 MPaTebal slab beton, h = 200mmJarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 40mmModulus elastis baja, Es Es = 2,E+05Faktor bentuk distribusi tegangan beton, b1 = 0,850rb = b1* 0.85 * fc/ fy * 600 / ( 600 + fy )= 0,031Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 - *0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc ) ]= 5,809Faktor reduksi kekuatan lentur, f= 0,800Momen rencana ultimit, Mu = 58,691 kNmTebal efektif slab beton, d = h - d' = 160mmDitinjau slab beton selebar 1 m, b = 1.000 mmMomen nominal rencana, Mn =Mu / f= 73,364 kNmFaktor tahanan momen, Rn = Mn * 10-6 / ( b * d2 ) = 2,866Rn < Rmax (OK)Rasio tulangan yang diperlukan : r = 0.85 * fc / fy * [ 1 - * [1 - 2 * Rn / ( 0.85 * fc ) ] = 0,00983Rasio tulangan minimum, r min = 0.5 / fy = 0,00156Rasio tulangan yang digunakan, r = 0,00983Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 1.573,22mm2Diameter tulangan yang digunakan, D16 mmJarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 * D2 * b / As= 127,854 mmDigunakan tulangan, D 16 - 100As = / 4 * D2 * b / s= 2011,43 mm2Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok.As' = 50% * As = 786,61 mm2Diameter tulangan yang digunakan, D13 mmJarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 * D2 * b / As= 168,807 mmDigunakan tulangan, D 13 - 150As' = / 4 * D2 * b / s= 885,24 mm2Slab Beton -5 of 167.2. TULANGAN LENTUR POSITIFMomen rencana lapangan : Mu = 52,25 kNmMutu beton : K - 250 Kuat tekan beton, fc' = 20,75 MPaMutu baja : U - 32 Tegangan leleh baja, fy = 320,00 MPaTebal slab beton, h = 200mmJarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 50mmModulus elastis baja, Es Es = 2,E+05Faktor bentuk distribusi tegangan beton, b1 = 0,850rb = b1* 0.85 * fc/ fy * 600 / ( 600 + fy )= 0,031Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 - *0.75* rb * fy / ( 0.85 * fc ) ]= 5,809Faktor reduksi kekuatan lentur, f= 0,800Momen rencana ultimit, Mu = 52,250 kNmTebal efektif slab beton, d = h - d' = 150mmDitinjau slab beton selebar 1 m, b = 1.000 mmMomen nominal rencana, Mn =Mu / f= 65,312 kNmFaktor tahanan momen, Rn = Mn * 10-6 / ( b * d2 ) = 2,903Rn < Rmax (OK)Rasio tulangan yang diperlukan : r = 0.85 * fc / fy * [ 1 - * [1 - 2 * Rn / ( 0.85 * fc ) ] = 0,00997Rasio tulangan minimum, r min = 0.5 / fy = 0,00156Rasio tulangan yang digunakan, r = 0,00997Luas tulangan yang diperlukan, As = r * b * d = 1.496,03mm2Diameter tulangan yang digunakan, D16 mmJarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 * D2 * b / As= 134,451 mmDigunakan tulangan, D 16 - 100As = / 4 * D2 * b / s= 2011,43 mm2Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok.As' = 50% * As = 748,02 mm2Diameter tulangan yang digunakan, D13 mmJarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 * D2 * b / As= 177,517 mmDigunakan tulangan, D 13 - 150As' = / 4 * D2 * b / s= 884,43 mm28. KONTROL LENDUTAN SLABMutu beton : K - 250 Kuat tekan beton, fc' = 20,750 MPaMutu baja : U - 32 Tegangan leleh baja, fy = 320,000 MPaModulus elastis beton, Ec = 4700* fc' =21.409,52MPaModulus elastis baja, Es = 2,E+05Tebal slab, h = 200 mmJarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 40 mmTebal efektif slab, d = h - d' = 160 mmLuas tulangan slab, As = 2011 mm2Panjang bentang slab, Lx = 1,40 m = 1.400,00mmDitinjau slab selebar, b = 1,00 m = 1000 mmBeban terpusat, P = PTT= 130,00 kNBeban merata, Q = QMS + QMA= 6,345 kN/mLendutan total yang terjadi ( dtot ) harus 1.25*b / tf (OK)d / tw = 47,20d / tw < 75,00 (OK)Compact section (OK)2.2. TEGANGAN IJIN KIPPada girder baja diberi pengaku samping yang berupa balok diafragma yang berfungsisebagai pengaku samping yang merupakan dukungan lateral dengan jarak,L1 = L / 3 = 6.000 mmc1 = L1 * d / (b * tf) = 502,365c2 = 0.63 * Es / fs = 826,875Karena nilai, 250 < c1 < c2 maka :Tegangan kip dihitung dengan rumus :Fskip = fs - ( c1 - 250 ) / ( c2 -250 ) * 0.3 * fs = 139,001 MPa3. SECTION PROPERTIES SETELAH KOMPOSIT3.1. LEBAR EFEKTIF SLAB BETONLebar efektif slab beton ditentukan dari nilai terkecil berikut ini :L/4 = 4.500,00mms = 1.250,00mm12*h = 2.400,00mmDiambil lebar efektif slab beton, Be = 1.250,00mm3.2. SECTION PROPERTIES GIRDER KOMPOSITRasio perbandingan modulus elastis, n = Es / Ec = 9,80872Luas penampang beton transformasi, Act = Be* h / n = 25.487,52mm2Luas penampang komposit, Acom = A + Act = 52.84