s-struktur-perencanaanjembatankayu

TUGAS DESAIN DAN ANALISA STRUKTUR JEMBATAN KAYU 2009

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

1

PEMODELAN STRUKTUR

Pemodelan struktur didasarkan atas panjang bentang ekonomis dengan dengan tidak

mengabaikan estetika keindahan dari jembatan itu sendiri ( Arsitektural ). Dalam melakukan

pemodelan struktur jembatan rangka batang tentunya harus memenuhi persamaan

keseimbangan, sehingga strutur rangka batang tersebut menjadi statis tertentu dan dapat

diselesaikan dengan persamaan keseimbangan. Dalam hal pemodelan struktur jembatan

rangka batang 2 dimensi agar struktur tersebut dikatakan struktur statis tertentu maka harus

memenuhi persamaan m = 2n - 3, dimana m adalah jumlah batang dan n adalah jumlah titik

simpul. Gambar di bawah ini merupakan model struktur jembatan kayu yang kami

rencanakan :

Kontrol :

Jumlah batang vertikal = 7 batang

Jumlah batang horizontal = 10 batang

Jumlah batang diagonal = 8 batang +

Total batang = 25 batang (m)

Jumlah titik simpul = 14 titik

m = 2n – 3

25 = 2.14 – 3

25 = 28 – 3

25 = 25 ........(OK)



2

PEMBEBANAN

Jembatan kayu ini direncanakan untuk pejalan kaki ( pedestrian ) sehingga beban –

beban yang bekerja ditetapkan sebesar 200 kg dan bekerja pada tiap titik simpul di bawah

lantai jembatan dengan mengabaikan berat struktur jembatan itu sendiri. Berikut gambar

rencana pembebanan yang bekerja :



3

ANALISA STRUKTUR

A. MENCARI REAKSI PERLETAKAN

B. MENCARI GAYA BATANG

Metoda yang digunakan dalam penghitungan gaya – gaya batang adalah dengan

menggunakan metoda pembagian ( Metoda Ritter )

GAMBAR POTONGAN PERHITUNGAN GAYA BATANG



4

∑MB= 0

RHv . (1) - b1. (0.5) + v

1 . (1) = 0

700 . (1)- 0.5b1 + (-700) . (1) = 0

-0.5b1= 0

b1= 0

∑MI= 0

RHv . (1) + v1 . (1) = 0

700 . (1) + v1 = 0

v1= -700 kg (tekan)

∑MB= 0

RHv . (1) - d1v

. (1) . p1 . (1) - b

1 . (0,5) = 0

700 . (1) - d1 sin 26,57 - 200 . (1) - 0 . (0,5) = 0

- d1 sin 26,57 + 500 = 0

d1 sin 26,57 = 500

d1= 1117 kg (tekan)

∑MI= 0

RHv . (1) + a1. (0,5) - p

1 . (1) = 0

700 . (1) + 0,5a1 - 200) . (1) = 0

0,5a1

+ 500 = 0 0,5a

1= -500

a1= -1000 kg (tekan)

POT. I – I

POT. II – II



5

∑MA= 0

p2

. (1) + v2. (1) – b

1 . (0,5) = 0

200 . (1) + v2+ 0,05 = 0

200 + v2= 0

v2= -200 kg (tekan)

∑MI= 0

RHv . (1) + p1. (1) – a

2 . (0,5) = 0

700 . (1) + 200 . (1) + 0,5a2 = 0

700 – 200 + 0,5a2 = 0

500 + 0,5a2= 0

a2= -1000 kg (tekan)

POT. III – III

∑MC= 0

RHv . (2) - p1. (2) - p

2 . (1) + d

3v. (1) – d

3h. (0,5) = 0

700 . (2) - 200. (2) - 200 . (1) + d

3sin26,57 . (1) – d

3cos26,57 . (0,5) = 0

1400 – 400 - 200 – 0.45 d3 – 0,89d

3. (0,5) = 0

800 – 0,895d3= 0

d3= 893,85 kg (tarik)

∑Mj= 0

RHv . (2) – p1. (2) - 200

. (1) – a

2 . (1) + d

2v. (1) + d

2h. (0,5) = 0

700 . (2) – 200. (2) – 200 . (1) – 1000. (1) + d

2sin26,57 . (1) + d

2cos26,57 . (0,5) = 0

1400 – 400 – 200 – 1000 + 0.45 d2 + 0,89d

2. (0,5) = 0

-200 + 0,895d2= 0

d2= 223.46 kg (tarik)

POT. IV – IV



6

∑MC= 0

RHv . (2) - p1. (2) - p

2 . (1) – b

2. (1) = 0

700 . (2) - 200. (2) - 200 . (1) – 200 . (1) – b

2 = 0

1400 – 400 - 200 – b2= 0

800 – b2 = 0

b2 = 800 kg (tarik)

∑MI= 0

RHv . (1) - p1. (1) – v

3 . (1) – b

2. (0,5) + a

2. (0,5) = 0

700 . (1) - 200. (1) - v3 – 800 . (0,5) – 1000 . (0,5) = 0

500 – v3 – 400 – 500 = 0

– v3 – 400 = 0

v3= - 400 kg (tekan)

POT. V – V



7

∑MD= 0

RHv . (3) – p1. (3) – p

2 . (2) – d

4v. (1) + b

2 . (1) = 0

700 . (3) – 200. (3) – 200 . (2) – 200. (1) + d

4sin45 . (1) – 800 . (1) = 0

2100 – 600 – 400 – 200 + d4sin45 – 800 = 0

100 – d4sin45 = 0

d4= 141.42 kg (tarik)

∑Mk= 0

RHv . (3) – p1. (3) – p

2 . (2) – p

1 . (1) – a

3 . (1) = 0

700 . (3) – 200. (3) – 400 . (2) – 200 . (1) – a

3 = 0

2100 – 600 – 400 – 200 – a3= 0

900 – a3= 0

a3 = -900 kg (tekan)

POT. VI – VI



8

∑Mk= 0

RHv . (3) – p1. (3) – p

2 . (2) – p

3 . (1) – a

4 . (1) = 0

700 . (3) – 200. (3) – 200 . (2) – 200 . (1) – a

4 = 0

2100 – 600 – 400 – 200 – a4= 0

900 – a4= 0

a4 = -900 kg (tekan)

POT. VI – VI

∑Mc= 0

RHv . (2) – p1. (2) – p

2 . (1) + p

4 . (1) – v

4 . (1) – b

2 . (1 ) = 0

700 . (2) – 200. (2) – 200 . (1) + 200 . (1) – v

4 – 800 . (1) = 0

1400 – 400 – 200 – 200 + v4= 0

200 + v4= 0

v4 = -200 kg (tekan)



9

NO BATANG PANJANG

(m)

GAYA BATANG (KG)

TARIK (+) TEKAN (-)

1 1 1000

2 1 1000

3 1 900

4 1 900

5 1 1000

6 1 1000

7 0,5 700

8 0,5 200

9 1 400

10 1 200

11 1 400

12 0,5 200

13 0,5 700

14 1,12 1117,8401

15 1,12 223,46

16 1,12 893,85

17 1,41 141,42

18 1,41 141,42

19 1,12 893,85

20 1,12 223,46

21 1,12 1117,8401

22 1 0

23 1 800

24 1 800

25 1 0



10

PERENCANAAN DIMENSI

Jembatan direncanakan dengan spesifikasi sebagai berikut :

1. Menggunakan Kayu Jati

Kelas II mutu A (PKKI 1961 Lampiran I )

BJ = 0,7 gr/cm3 (PKKI 1961 Lampiran I )

Elastisitas = 100.000 kg/cm2 ( PKKI 1961 Daftar I )

Tegangan yang diperkenankan ( PKKI 1961 Daftar II )

σ lt = 130 kg/cm2

σ tkII = σ trII = 110 kg/cm2

σ tkIL = 30 kg/cm2

τ II = 15 kg/cm2

2. Direncanakan menahan beban tetap dan tidak tetap

Faktor reduksi ( γ ) = 5/4 ( PKKI Pasal 6 ayat 1b )

3. Jenis struktur rangka batang tak terlindungi

Faktor reduksi ( β ) = 5/6 ( PKKI Pasal 6 ayat 2b )

MENGHITUNG TEGANGAN – TEGANGAN IJIN

= 130 γ . β = 130 . . = 135,42

= = 110 γ . β = 110 . . = 114,58

= 30 γ . β = 30 . . = 31,25

τ = 15 γ . β = 15 . . = 15,625



11

MENGHITUNG DIMENSI

P = - 1000 kg

h = 2b

lk = 1m

Imin = 50 Ptk . lk2

ω = 1,854

Kontrol tegangan

TARIK

P = 1117,8401 kg

Fp = 2040

Kontrol Tegangan



12

NO BATANG PANJANG

(m)

GAYA BATANG (KG) DIMENSI

TARIK (+) TEKAN (-)

1 1 1000

2 1 1000

3 1 900

4 1 900

5 1 1000

6 1 1000

7 0,5 700

8 0,5 200

9 1 400

10 1 200

11 1 400

12 0,5 200

13 0,5 700

14 1,12 1117,8401

15 1,12 223,46

16 1,12 893,85

17 1,41 141,42

18 1,41 141,42

19 1,12 893,85

20 1,12 223,46

21 1,12 1117,8401

22 1 0

23 1 800

24 1 800

25 1 0



13

LENDUTAN

MENGHITUNG LENDUTAN

Batang a3

A = 5 . 10 = 50 cm2

I1 = b h3 + A . y2

= . 5 . 103 + 50 . 502

= 416,67 + 125000

= 125416,67 cm4

Batang d4

A = 50 cm2

I1 = b h3

= . 5 . 103



14

= 416,67 cm4

Batang b2

A = 5 . 10 = 50 cm2

I1 = b h3 + A . y2

= . 5 . 103 + 50 . 502

= 416,67 + 125000

= 125416,67 cm4

Itotal = 251250 cm4

Bidang momen akibat RHv

A1 = . RHv . L . L

= . 700 . 3 . 3 = 3150 cm4

Bidang momen akibat P1

A2 = . P1 . X1 . X1

= . 200 . 3 . 3 = 900 cm4



15


A3 = . P2 . X2 . X2

= . 200 . 2 . 2 = 400 cm4


A4 = . P3 . X3 . X3

= . 200 . 1 . 1 = 100 cm4

f =

f =

f =

f = 1,73 x 10-7 cm ≤ fijin ..................(OK)



16

fijin = 1/700 L

fijin = 1/700(600)

fijin = 0,857 cm



17

SAMBUNGAN

Direncanakan menggunakan sambungan baut dengan menggunakan pelat simpul dari

baja ( Sambungan tampang dua ).

Sambungan bertampang dua golongan II ( PKKI 1961 Pasal 14 ayat 5 )

λb = 4.3

S = 100db3 ( 1 – 0.6 sin α )

S = 200db1 ( 1 – 0.6 sin α )

S = 430d2 ( 1 – 0.35 sin α )

Direncanakan

Diameter baut 10 mm (PKKI 1961 Pasal 14 ayat 3 )

Tebal plat = 0.3 d = 0.3(10)= 3 mm ( PKKI Pasal 14 ayat 4 )

SAMBUNGAN – A

batang a1 = -1000 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)

S1 = 100 (1) (5) (0,4) = 200 kg (diambil S yang terkecil)

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 0o)

S3 = 430 (1)2 (0,65)= 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut

batang v1 = -700 kg



18

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut

batang d1 = 1117,8401 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 26,57o)

S1 = 100 (1) (5) (0,73) = 365 kg

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 26,57o)

S3 = 430 (1)2 (0,84) = 361,2 kg (diambil S yang terkecil)

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 361,2 . .

Sr = 470,3125 kg

4 Baut

Jarak – jarak baut

2d = 2 . (1) = 2 3

3d = 3 . (1) = 3 4

5d = 5 . (1) = 5

7d = 7 . (1) = 7 ≈ 10

3,5d = 3,5 . (1) = 3,5 ≈ 4



19

SAMBUNGAN – B

batang a1 & a

2 = -1000 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 0o)

S1 = 100 (1) (5) = 500 kg

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 0o)

S3 = 430 (1)2 = 430 kg (diambil S yang terkecil)

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 430 . .

Sr = 559,85 kg

4 Baut

batang v2 = 200 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut


2d = 2 . (1) = 2 3



20

3d = 3 . (1) = 3 4

5d = 5 . (1) = 5

7d = 7 . (1) = 7 ≈ 10

3,5d = 3,5 . (1) = 3,5 ≈ 4

SAMBUNGAN – C

batang a2 = -1000 kg

a3 = -900 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 0o)

S1 = 100 (1) (5) = 500 kg

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 0o)


Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 430 . .

Sr = 559,85 kg

4 Baut

batang v3 = -400 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .



21

Sr = 260,4167 kg

4 Baut

batang d2 = 223,46 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 26,57o)

S1 = 100 (1) (5) (0,73) = 365 kg

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 26,57o)


Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 361,2 . .

Sr = 470,3125 kg

4 Baut


S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 45o)

S1 = 290 kg (diambil S yang terkecil)

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 45o)

S3 = 322,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 322,5 . .

Sr = 377,6 kg

4 Baut



22


2d = 2 . (1) = 2 3

3d = 3 . (1) = 3 4

5d = 5 . (1) = 5

7d = 7 . (1) = 7 ≈ 10

3,5d = 3,5 . (1) = 3,5 ≈ 4

SAMBUNGAN – D

batang a3 & a

4 = -900 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 0o)

S1 = 100 (1) (5) = 500 kg

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 0o)


Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 430 . .

Sr = 559,85 kg

4 Baut

batang v3 = -400 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg



23

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut


2d = 2 . (1) = 2 3

3d = 3 . (1) = 3 4

5d = 5 . (1) = 5

7d = 7 . (1) = 7 ≈ 10

3,5d = 3,5 . (1) = 3,5 ≈ 4

SAMBUNGAN – H

batang v1 = -700 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut

batang b1 = 0



24


2d = 2 . (1) = 2 3

3d = 3 . (1) = 3 4

5d = 5 . (1) = 5

SAMBUNGAN – I

batang d1 = 1117,8401 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 26,57o)

S1 = 100 (1) (5) (0,73) = 365 kg

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 26,57o)


Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 361,2 . .

Sr = 470,3125 kg

4 Baut

batang b1 = 0

batang v2 = 200 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .



25

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut


S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 53,14o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 53,14o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 309,6 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 260 . .

Sr = 338,54 kg

4 Baut


2d = 2 . (1) = 2 3

3d = 3 . (1) = 3 4

5d = 5 . (1) = 5

7d = 7 . (1) = 7 ≈ 10

3,5d = 3,5 . (1) = 3,5 ≈ 4



26

SAMBUNGAN – J


S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 63,43o)

S1 = 100 (1) (0,46) = 230 kg (diambil S yang terkecil)

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 63,43o)

S3 = 430 (1)2 (0,69)= 296,7 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 230 . .

Sr = 299,5 kg

4 Baut

batang b2 = -800 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut

batang b4 = -400 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)



27


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut


2d = 2 . (1) = 2 3

3d = 3 . (1) = 3 4

5d = 5 . (1) = 5

7d = 7 . (1) = 7 ≈ 10

3,5d = 3,5 . (1) = 3,5 ≈ 4

SAMBUNGAN – K

batang v4 = -200 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg



28

4 Baut

batang b2 & b

4 = -800 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 90o)


S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 90o)

S3 = 430 (1)2 (0,65) = 279,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 200 . .

Sr = 260,4167 kg

4 Baut

batang d4 & d

5= 141,42 kg

S1 = 100 d b

3 = (1 – 0,6 sin 45o)

S1 = 290 kg (diambil S yang terkecil)

S3 = 430 d2 = (1 – 0,35 sin 45o)

S3 = 322,5 kg

Sr = 1,25 . S . .

Sr = 1,25 . 322,5 . .

Sr = 377,6 kg

2 Baut

s-struktur-perencanaanjembatankayu

Documents