seminaaar box girder

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Jembatan ataupun fly over memiliki arti yang penting bagi masyarakat yang

tinggal di wilayah jabodetabek, dikarenakan fly over ini menjadi salah satu solusi

untuk mengatasi kemacetan yang terjadi di wilayah tersebut apalagi saat ini

ibukota Jakarta yang sedang menjalani proyek angkutan massal yaitu MRT(Mass

Rapid Transit) dimana proyek awalnya dari salemba menuju bundaran HI

menggunakan jalur fly over.

Jembatan struktur atas dengan menggunakan box girder ini mulai

berkembang semenjak tahun 1960 karena pada tahun itu perkembangan

konstruksi jembatan sedang gencar-gencarnya.

Seiring dengan kemajuan teknologi dalam dunia konstruksi yang dimana

dapat menciptakan struktur yang kuat dan dapat menekan biaya se-efisien

mungkin tanpa melupakan mutu dan waktu pekerjaannya. Sekarang ini dikenal

dengan nama beton prategang dimana beton yang di beri penekanan terlebih

dahulu melalui proses stressing sebelum diberi beban. Dan ternyata teknik seperti

demikian lebih efektif karena beton dapat memikul beban yang lebih besar dan

dapat memperkecil beban sendirinya dan ukuran penampangnya. Hal seperti ini

jelas sangat menguntungkan bagi dunia konstruksi dari segi volumenya jauh

menjadi lebih sedikit tentu dapat menekan biayanya dan berat dari profilnya itu

sendiri menjadi sangat ringan sehingga beban struktur yang dipikul pondasinya

pun menjadi lebih kecil. Dalam dunia jembatan, teknologi jembatan prategang

yang seperti ini sangatlah menguntungkan.

Ruang lingkup tulisan seminar membahas mengenai perencanaan struktur

box girder prategang. Dewasanya struktur box girder ini memiliki berbagai dimensi

ukuran box girder, penulis ingin mencari tahu dimensi yang sedemikian itu

mengapa bisa menahan beban sebegitu besarnya dan penulis juga akan

mencoba dengan apakah dimensi box girder yang lain bisa memikul beban atau

jika memang dimensi box girder seperti yang ada memang sudah menjadi suatu

2

dimensi yang sangat optimal untuk menahan beban struktur atas pada jembatan.

Struktur beton prategang ini sangat ekonomis, konsep prategang ini adalah

memberikan gaya tarik awal pada tendon sebagai tulangan tariknya serta

memberikan momen perlawanan dari eksentrisitas yang ada sehingga selalu

tercipta tegangan total negatif baik serat atas maupun bawah yang besarnya

selalu dibawah kapasitas tekan beton. Struktur akan selalu bersifat elastis karena

beton tidak pernah mencapai tegangan tarik dan tendon tak pernah mencapai titik

plastisnya

Pemilihan digunakannya profil box girder ini dikarenakan memiliki beberapa

kelebihan sebagai berikut :

1. Box girder digunakan apabila jembatan memiliki bentang panjang

2. Bentuk interior dari box girder ini dapat di fungsikan untuk mekanikal

seperti jalur pipa air, kabel elektrikal, jalus pipa gas dan sebagainya.

3. Profil box girder ini cukup untuk memenuhi nilai estetika dari suatu

jembatan itu sendiri sehingga penggunaanya dapat memperindah

wilayah.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud penulisan dalam seminar ini adalah untuk memenuhi salah satu

mata kuliah Seminar dan prasyarat kelulusan pada program jurusan teknik sipil

STT-PLN Jakarta.

Adapun tujuan penulisan seminar ini yang berjudul “Analisis Struktur Box

Girder Jembatan Prategang” adalah sebagai berikut :

1. Menghitung struktur box girder prategang terhadap beban

2. Mengetahui jumlah tendon yang tepat pada struktur box girder

3. Menerapkan ilmu apa yang didapat pada waktu kuliah

3

1.3 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada tugas seminar ini adalah sebagai berikut :

1. Perhitungan menghitung struktur box girder prategang terhadap beban

2. Perhitungan jumlah tendon dan kabel strands pada box girder

3. Perhitungan dimensi box girder

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat pada penulisan tugas seminar ini adalah sebagai berikut :

1. Penulis mengharapkan agar menjadi bahan referensi mengenai struktur

box girder

2. Mengetahui dimensi box girder yang tepat

1.5 Batasan Masalah

Batasan Masalah pada tugas seminar ini adalah sebagai berikut :

1. Perhitungan dengan box girder beton

2. Perumusan yang digunakan sesuai dengan literatur yang ada oleh

karena itu tidak ada penurunan rumus

3. Perhitungan kekuatan sambungan

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan seminar ini dibagi menjadi lima bab, dimana tiap bab

di uraikan sebagai berikut : bab satu pendahuluan, Dalam bab ini berisi tentang

ringkasan pembahasan materi dasar yang terdiri dari latar belakang masalah,

tujuan penulisan, manfaat penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, dan

sistematika penulisan, Bab dua tinjauan pustaka, Dalam bab ini menjelaskan

sekilas mengenai struktur box girder, prosedur fabrikasi box girder, perhitungan

balok beton prategang, prinsip beton prategang Bab ketiga Metodologi penelitian

penulisan, Bab keempat analisa dimensi box girder dalam bab ini penulis

mencoba dan menganalisa berbagai dimensi yang tepat yang dapat menahan

beban untuk box girder, Bab lima penutup bab merupakan penutup yang memuat

kesimpulan dan saran dari masalah yang dibahas dalam bab sebelumnya.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Box Girder

2.1.1. Definisi Box Girder

Box girder merupakan suatu bentuk perkembangan dari Girder. Girder itu

sendiri adalah struktur jembatan yang menghubungkan antara struktur bawah dan

sebagai penyanggan plat diatasnya. Perbedaan girder dan box girder terletak

pada bentuk dan fungsinya.

Girder adalah balok diantara dua penyangga ( pier atau abutment ) pada

jembatan atau fly over. Umumnya merupakan balok I, tetapi juga bisa berbentuk

box atau bentuk lainnya. Girder adalah elemen konstruksi jembatan yang sangat

penting. Karena dilihat dari fungsinya yaitu untuk menahan beban konstruksi yang

ada di atasnya yaitu plat lantai dan menghubungkan antara pile-pile jembatan.

Kemudian dalam metode pelaksanaanya pemasangan girder dapat dilakukan

dalam dua cara yaitu cranes dan launcher.

Box Girder ini digunakan untuk jembatan bentang panjang. Bentang

sederhana sepanjang 40 ft (+12m) menggunakan tipe ini, tetapi bentang gelagar

kotak beton bertulang lebih ekonomis pada bentang antara 60 – 100 ft (+18 –

30m) dan biasanya di desain sebagai struktur penerus atas pilar. Gelagar kotak

beton prategang dalam desain biasanya lebih menguntungkan untuk bentang

menerus.

Pada kondisi lapangan dimana tinggi struktur tidak terlalu dibatasi, penggunaan

gelagar kotak dan balok T kurang lebih memiliki nilai yang sama pada bentang 80

ft (+ 25m). Untuk bentang yang lebih panjang, lebih sesuai menggunakan gelagar

kotak. Gelagar kotak merupakan bagian tertutup sehingga mempunyai tahanan

puntir yang tinggi tanpa kehilangan kekuatan menahan lendutan dan geser.

(https://www.scribd.com/doc/58738880/KONSTRUKSI-BANGUNAN-TRANSPORTASI)

5

2.1.2. Precast Concrete Box Girder

Balok Box girder yang merupakan beton precast dicetak dengan mengikuti

spesifikasi beton pracetak sesuai spesifikasi umum proyek.

Berikut merupakan langkah-langkah prosedur fabrikasi precast concrete

box girder:

1. Pemasangan tulangan memanjang dan melintang girder.

2. Menentukan ordinat tendon prestress sesuai gambar kerja. Ordinat diukur

dari bottom rebar girder ke as tendon atau bagian bawah tendon. Titik

ordinat tersebut ditandai (marking) dengan menggunakan cat, spidol atau

sejenisnya.

3. Memasang support bar dengan cara mengikat support bar tulangan

geser/sengkang berdasarkan posisi yang telah di marking.

4. Menyambung duct sesuai dengan tipe dan panjang tendon yang di

rencanakan dengan menggunakan coupler duct dan masking tape/clotch

tape

5. Memasukan duct ke dalam tulangan balok, kemudian duct diikat ke support

bar dengan menggunakan kawat ikat.

6. Memasukan duct ke dalam tulangan girder, kemudian duct diikat ke support

bar dengan menggunakan kawat ikat.

7. Memasang casting pada posisi angkur hidup, sebelumnya casting dipasang

terlebih dahulu pada box casting yang terbuat dari multiplek.

8. Memasang bursting steel pada posisi angkur hidup dan angkur mati.

Bursting steel merupakan tambahan penulangan yang berfungsi sebagai

penahan gaya radial untuk mencegah terjadinya retak pada proses

stressing.

9. Menyambung duct ke casting dengan menggunakan masking tape/ clotch

tape. Masking tape berfungsi untuk mencegah masuknya air semen

kedalam duct.

10.Memasang PO grout untuk lubang inlet/outlet saat grouting

11. Inspeksi bersama kontraktor dan konsultan untuk memeriksa ordinat

tendon prestress dan kelengkapan aksesorisnya

12.Pemasangan formwork girder

6

13.Pengecoran

Balok girder yang telah cukup umur kemudian dibawa menuju lokasi

penggunaan girder yaitu lokasi proyek. Girder dipindahkan dengan menggunakan

truk container dan setibanya di lokasi proyek girder tersebut di turunkan dengan

menggunakan gentri angkat. (https://www.scribd.com/doc/181105288/Konstruksi-

Box-Girder-docx)

2.2 Perhitungan Prategang Girder

Pada langkah perhitungan prategang balok box girder ada beberapa yang

harus diperhatikan. Adapun hal – hal tersebut sebagai berikut:

2.2.1 Desain Material

(1) Beton

Beton yang harus digunakan untuk konstruksi beton prategang memiliki

komposisi standart yaitu semen, air, agregat kasar, agregat halus dan jika perlu

menggunakan beberapa komposisi admixture atau bahan aditif, selain itu juga

beton yang harus digunakan harus melalui tahapan pengawasan yang sangat

ketat dikarenakan beton untuk prategang merupakan beton yang bermutu tinggi.

Menurut ACI, beton yang boleh mengalami prategang adalah beton yang telah

berumur 28 hari dengan kuat tekan berkisar minimal 30 sampai 40 MPa.

Besaran mekanis beton yang telah mengeras dapat dibedakan dalam dua

kategori, besaran sesaat atau jangka pendek dan besaran jangka panjang.

Besaran jangka pendek yaitu kuat tekan, tarik, geser, dan kuat yang diukur

dengan modulus elastisitas. Sedang besaran jangka panjang adalah rangkak dan

susut beton.

a. Kuat tekan

Kuat tekan beton tergantung dari jenis campuran, besaran agregat, waktu

dan kualitas perawatan, kuat tekan beton dapat mencapai 20000 psi atau

lebih. Kuat tekan f’c didasarkan atas silinder standar 6 in x 12 in. Yang diolah

pada kondisi laboratorium standar dan uji pada laju pembebanan tertentu

selama 28 hari.

7

Sebagian besar komponen struktur beton prategang di bebani oleh

tegangan yang tinggi. Jika kita tinjau beton prategang dua perletakan maka

terlihat serat – serat atas tertekan kuat akibat beban eksternal yang besar,

serat bawah tertekan pula saat peralihan gaya prategang. Selain itu sementara

bagian tengah bentang menahan momen lentur yang terbesar, bagian

tepi/ujung menahan dan mendistribusikan gaya prategang. Sehingga pada

komponen beton prategang lebih diutamakan keseragaman kekuatan beton.

b. Kuat tarik

Kuat tarik beton relatif sangat kecil. Pendekatan yang baik untuk kuat tarik

Fct adalah 0,10f’c < Fct < 0,20f’c. Kuat tarik sulit di ukur di bandingkan dengan

kuat tekan beton dikarenakan adanya masalah penjepitan pada mesin

tariknya.

Untuk komponen struktur yang mengalami lentur, nilai modulus reptur fr

(bukan kuat belah tarik ft) di gunakan dalam desain. Modulus reptur diukur

dengan cara menguji balok beton polos berpenampang bujur sangkar 6in.

Hingga gagal, dengan bentang 18 in, dan di bebani di titik – titik sepertiga

bentang (ASTM C-78). Modulus raptur mempunyai nilai yang lebih tinggi

dibandingkan kuat tarik belah. ACI menetapkan nilai 7,5√ f ' c untuk modulus

raptur beton normal.

c. Kuat geser

Kuat geser lebih sulit ditentukan dengan cara eksperimental daripada

dengan pengujian lainnya dikarenakan sulitnya untuk mengisolasi tegangan

geser dari tegangan lainnya. Hal ini mengakibatkan perbedaan hasil besarnya

kuat geser beton yang dilaporkan di berbagai studi literatur, mulai dari 20%

sampai dengan 85% dari kuat tekan pada kasus – kasus dimana geser

langsung terjadi bersamaan dengan tekan. Kontrol desain struktural jarang

didasarkan pada kuat geser karena besarnya kuat geser itu sendiri dibatasi

secara kontiniu pada nilai yang lebih kecil untuk mencegah beton mengalami

tarik diagonal.

8

d. Modulus elastisitas beton (Ec)

Modulus elastisitas beton, Ec, nilainya tergantung pada mutu beton, yang

terutama di pengaruhi oleh material dan proporsi campuran beton. Namun

untuk analisis perencanaan struktur beton yang menggunakan beton normal

dengan kuat tekan yang tidak melampaui 60 MPa, atau beton ringan dengan

berat jenis yang tidak kurang dari 2000 kg/m3 dan kuat tekan.

Yang tidak melampaui 40 MPa, nilai Ec bisa diambil sebagai :

Ec = w1,5.0,043 .√σbk

Dalam kenyataan nilainya dapat bervariasi ±20%. Wc menyatakan bereat

jenis beton dalam satuan kg/m3, fc’ menyatakan kuat tekan beton dalam

satuan MPa, dan Ec dinyatakan dalam satuan MPa. Untuk beton normal

dengan massa jenis sekitar 2400 kg/m3, Ec boleh diambil sebesar 4700√ fc ' , dinyatakan dalam MPa.

e. Rangkak

Rangkak satau aliran material lateral adalah peningkatan regangan

terhadap waktu akibat beban yang terus menerus bekerja. Deformasi awal

akibat beban adalah regangan elastis, sementara regangan tambahan akibat

beban yang sama yang terus bekerja adalah regangan rangkak. Asumsi ini

karena deformasi awal yang tercatat hanya berupa sedikit efek yang

bergantung pada waktu

Regangan total (ε t) = Regangan elastis (ε e) + Rangkak (ε c) + susut (ε sh)

Rangkak sangat berkaitan dengan susut, dan sebagai aturan umum bahwa

beton yang menahan susut juga cenderung sedikit mengalami rangkak,

keduanya berkaitan dengan pasta semen yang terhidrasi. Dengan demikian

rangkak dipengaruhi oleh komposisi beton, kondisi lingkungan dan benda uji,

namun secara prinsip rangkak bergantung pada pembebanan sebagai fungsi

waktu.

9

f. Susut

Pada dasarnya ada dua jenis susut, susut plastis dan susut pengeringan.

Susut plastis terjadi selama beberapa jam pertama sesudah pengecoran beton

segar dicetakan. Permukaan yang di ekspose seperti plat lantai akan lebih

dipengaruhi oleh udara kering karena besarnya permukaan udara kontak.

Susut pengeringan terjadi sesudah beton mengering dan sebagian besar

proses hidrasi kimiawi dipasta semen telah terjadi.

Susut pengeringan adalah berkurangnya volume elemen apabila terjadi

kehilangan air akibat penguapan. Penyusutan adalah fenomena yang sedikit

berbeda dengan rangkak. Jika pada rangkak beton dapat kembali seperti

semula jika beban dilepas, susut beton tidak akan membuat beton kembali ke

volume awal jika beton tersebut di rendam.

(2) Baja

a. Baja prategang

Baja pada konstruksi beton prategang merupaka penyebab terjadinya

pemendekan pada beton dikarenakan pengaruh rangkak dan susut. Kehilangan

gaya prategang pada baja sesaat setelah penegangan pada baja akibat gesekan

disepanjang tendon atau saat pengangkuran ujung (draw-in) akan mempengaruhi

gaya prategang pada beton dengan angka yang cukup signifikan.

Untuk ke efektifan desain maka total gaya prategang harus relatif kecil

dibandingkan gaya prategang yang bekerja. Kondisi ini dipengaruhi oleh jenis baja

prategang yang digunakan pada proyek konstruksi. Pada umumnya baja yang

digunakan adalah baja strand sebagai tulangan prategang dan baja tulangan

biasa sebagai tulangan geser.

Baja yang digunakan sebagai tulangan prategang merupakan jenis

uncoated stress relieve seven wire strand low relaxation. Baja strand merupakan

jenis yang paling banyak digunakan untuk penegangan post-tension. Strand yang

digunakan sesuai dengan ASTM A 416. Baja strand di fabrikasi dengan memuntir

beberapa kawat secara bersamaan. Seven wire strand terdiri dari 7 (tujuh) untaian

kawat, dengan posisi kawat 1 (satu) untai tengah dan 6 (enam) sisanya

10

mengelilingi satu kawat pusat. Strand low relaxation digunakan untuk mencapai

konstruksi yang efisien.

Gambar 2.1 Strand prategang 7 kawat (a). Standart dan (b). Yang di padatkan

Strand terbuat dari tujuh buah kawat dengan memuntir enam diantaranya

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

sedikit lebih besar. Besar geometris kawat dan strand sebagaimana di syaratkan

ASTM masing-masing tercantum dalam tabel 2.1 dan tabel 2.2

Tabel 2.1 Kawat-kawat untuk beton prategang [Nawy,2001]

Kuat tarik minimum Tegangan Minimum (psi) pada ekstensi 1% (psi)Diameter

Tipe BA Tipe WA Tipe BA Tipe WAnominal (in)

0,192 250.000 212.5000,196 240.000 250.000 204.000 212.5000,25 240.000 240.000 204.000 204.000

0,276 235.000 235.000 199.750 199.750

11

Tabel 2.2 strand standart tujuh kawat untuk beton prategang [Nawy,2001]

DiameterKuat patah

Luas baja nominal

Berat nominal Beban minimum

nominal Strand Strand Strandpada eksistensi

1%strand (in) (min. Lb) (in.2) (lb/1000 ft)* (lb)

MUTU 2501/4 (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 0,08 272 17.0007/16

(0,438) 27.000 0,108 367 23.0001/2 (0,500) 36.000 0,144 490 30.6003/5 (0,600) 54.000 0,216 737 45.900

MUTU 2703/8 (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 35.1003/5 (0,600) 58.600 0,217 740 49.800

*100.000 psi = 689,5 MPa0,1 in = 2,54 mm, 1 ¿2 = 645 mm2

Berat : kalikan dengan 1,49 untuk mendapatkan berat dalam kg per 1000 m1000 lb = 4448 N

b. Relaksasi baja

Jika baja prategang ditarik hingga mencapai perpanjangan yang konstan

dan dijaga tetap pada selang waktu tertentu maka akan terlihat gaya prategang

pada baja tersebut akan berkurang secara perlahan, besarnya kehilangan

tergantung waktu dan suhu. Kehilangan gaya prategang seperti ini disebut dengan

relaksasi baja.

Menurut besar nilai relaksasinya, baja prategang terbagi dua jenis yaitu

baja prategang relaksasi normal dan baja prategang relaksasi rendah. Untuk

pemakaian jangka panjang, baja prategang relaksasi rendah lebih sering

dipergunakan karena lebih menguntungkan.

(Dr. Edward G. Nawy, P.E.,: 2008)

12

2.2.2 Analisa Penampang

(1). Tampang balok box girder (Precast)

Tampang balok box girder ini terdiri dari beberapa luasan bangunan sederhana

seperti trapesium dan persegi panjang. Sehingga diperlukannya penentuan

analisa tampang dari gabungan beberapa rumus-rumus sederhana.

a. Luas

Luas bangun dapat dihitung dengan menggunakan gabungan dari

beberapa rumus seperti :

Luas trapesium : ½.(sisi atas + sisi bawah) x tinggi

Luas segitiga : (alas x tinggi)/2

b. Jarak titik berat

Jarak titik berat yang dihitung dari arah Y dari bagian bawah dan

atas tampang menurut bentuk bangun dapat di hitung dengan

menggunakan persamaan:

Jarak titik berat arah Y (Yb) = Σ A∗yΣ A

Jarak titik berat arah Y (Ya) = h – yb

c. Inersia Ix

Inersia bangun arah x, Ix untuk bangun tampang haruslah

dijumlahkan dengan inersia tambahan. Pada profil box girder ini agar

perhitungan lebih mudah maka inersia dibagi menjadi bangun persegi, lalu

di jumlahkan dengan yang lainnya.

Inersia (Io) = 1/12*A*b^2

Inersia terhadap alas balok (Ib) = Σ A∗y+Σ Io

Inersia arah x (Ix) = Ib – A*yb^2

d. Modulus section

Besarnya modulus tampang dapat dihitung dengan membagikan

Inersia arah x (Ix) dengan jarak titik berat keseluruhan, atau secara

matematis dapat di tuliskan :

Wa = Ix/Ya, Wb = Ix/Yb

(2). Tampang Komposit

13

Untuk nilai-nilai pada analisa tampang komposit besarnya dapat dihitung

dengan menjumlahkan komponen precast dengan slabnya.

2.2.3. Desain Pembebanan

Beban – beban yang bekerja pada desain struktur box girder pada fly over

ini adalah :

- Beban mati

- Beban mati tambahan

- Beban hidup

- Beban gempa

a. Beban mati dan beban mati tambahan (Dead load)

Yang termasuk dalam beban mati adalah berat sendiri beton girder, slab

lantai, aspal dan diafragma. Besarnya beban tergantung berat jenis komponen

tersebut.

b. Beban hidup (Live load)

Yang termasuk dalam beban hidup (Live load) adalah beban dinamik izin

(DLA), Knife edge load (KEL), distribution load, dan live load. Dari Bridge

Management System (BMS) Volume 1, Chapter 2.3.2-Traffic loads ditentukan:

- Dinamik Load Allowance (DLA)

Untuk bentang ≤ 50m, besar DLA = 1+0,4 = 1,4

Untuk 50 < bentang < 90 m, besar DLA = 1+(0,0025*bentang+0,175)

Untuk bentang ≥ 90m, besar DLA = 1+0,3 = 1,3

- Knife Edge Load (KEL)

Dari peraturan ini di tetapkan nilainya 4,40 ton/m

- Distribution Factor (DF)

14

Dari peraturan ini ditetapkan nilainya 1,00

- Distribution Load (DL)

Untuk bentang ≤ 30m, q = 0,8 t/m2

Untuk bentang > 30m, q = 0,8*(0,5+15/bentang) t/m2

- Live Load

Distribution load

q’ = DF*DF*q*s

Line load

P’ = DF*DLA*KEL*s

Dengan

s = lebar slab komposit

c. Perhitungan momen di tengah bentang

Momen ditengah bentang dihitung sesuai dengan persamaan untuk

mengetahui momen tengah bentang pada balok diatas dua perletakan.

M = l/L * q * ½

Dengan :

M = Momen mid span

l = jarak dari pinggir bentang ke titik perhitungan

L = Lebar bentang

(Cut Retno Masnul,: 2009)

BAB III

15

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Flow Chart Seminar

Tidak

Gambar 3.1 Diagram alir proses penelitian

Mulai

DataBeban

DataStruktur

Analisa Awal Struktur

PerencanaanStruktur Box Girder

Analisa Perencanaan

Struktur

Kesimpulan

DataAnalisa Awal

Struktur

16

3.2 Persiapan pekerjaan

Persiapan pekerjaan dalam seminar ini meliputi, pengumpulan data, analisa perhitungan, perencanaan struktur, analisa dari perencanaan yang di adopsi dari analisa pertama dan kesimpulan

a. Pengumpulan dataPengumpulan data disini berupa data dimensi dari sebuah struktur yang sudah ada contoh dimensi box girder fly over yogyakarta, dan juga data – data pembebanan.Tahap pengumpulan data ini meliputi :

Data dimensiBerupa analisa penampang balok box girder

Slab atas bagian tengah Slab atas bagian tepi Tinggi box girder Dinding tengah Dinding tepi Slab bawah Mutu beton

Data PembebananBerupa Desain pembebanan

Beban mati tetap dan beban mati tambahan (Dead load)

Beban lajur Beban pejalan kaki Gaya Rem Beban angin Beban gempa

b. Analisa Awal Struktur Pengolahan data box girder ke dalam bentuk perhitungan menggunakan teori SNI T-12 2004, AASHTO 1992, dan ACIContoh pengolahan data berupa perhitungan prategang girder yang di tinjau dari :

Desain material beton- Kuat tekan

- Kuat tarik

- Kuat geser

- Modulus elastisitas

- Rangkak

- Susut Analisa penampang balok box girder

17

- Luas

- Jarak titik berat

- Inersia Ix

- Modulus sectionc. Perencanaan Struktur

Perencanaan ini di buat dari dasar analisa pertama tersebut dimana mencoba perubahan dari segi dimensi, mutu betonnya, jenis kabel tendonnya.

d. Analisa Perencanaan StrukturPengolahan data ini adalah pengolahan data dari perencanaan struktur, pengolahan data pada analisa kedua masih sama berhubungan pada analisa pertama

e. KesimpulanDi dapat hasil data perhitungan dari analisa pertama dan kedua,

18

BAB IV

ANALISIS PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data

4.1.1 Data Awal Struktur Box Girder

Gambar 4.1 Struktur Awal Box Girder

Panjang box girder prestress L = 50 m

Lebar jalur lalu lintas B = 7 m

Jumlah box girder n = 2

Lebar median bm = 1 m

Lebar Trotoar bt = 0,75 m

Tebal lapisan aspal + overlay ta = 0,1 m

Tebal genangan air hujan tn = 0,05 m

Jenis Bahan Berat

(kN/m2¿

Beton bertulang W'c = 25

Beton prestress Wc = 25,5

Beton W''c = 24

Aspal Waspal = 22

Air hujan Wair = 9,8

4.1.2 Data Beton

19

Mutu Beton box girder prestress K – 500

Kuat tekan beton box girder prestress Fc' = 0,83 * K / 10 = 41,5 Mpa

Modulus elastik balok beton prestress Ec = 0,043*(Wc)^1,5*√fc' = 35669,97 Mpa

Angka poisson u = 0,2

Modulus geser G = Ec/[2*(1+u)] = 14862,4875 Mpa

Koefisien muai panjang beton E = 0,00001 /◦C

Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer) Fci' = 0,80*Fc' = 33,2 Mpa

Tegangan ijin beton saat penarikan :

Tegangan ijin tekan 0,55*Fci' = 18,26 Mpa

Tegangan ijin tarik 0,80*√Fci' = 3,46 Mpa

Tegangan ijin beton keadaan akhir :

Tegangan ijin tekan 0,4*Fc' = 16,6 Mpa

Tegangan ijin tarik 0,6*√Fc' = 3,87 Mpa

4.1.3 Data Baja Prategang

Tabel 4.1 Data Kabel Strands Untuk Struktur Awal

4.1.4 Data Dimensi Box Girder Prestress

20

Gambar 4.2 Dimensi Awal Box Girder

Slab atas bag. Tengah B1 = 6,25 m

t1 = 0,3 m

Slab atas bag. Tepi B2 = 1 m

t2 = 0,25 m

Tinggi box girder H = 2,5 m

Dinding tengah t3 = 0,25 m

Dinding tepi t4 = 0,35 m

Slab bawah B3 = 4 m

t5 = 0,25 m

Penebalan pada pertemuan slab dan dinding

X = 0,2 m

Y = 0,2 m

4.2 Analisa Perencanaan Box Girder

21

4.2.1 Data Struktur Perencanaan

Gambar 4.3 Struktur Perencanaan Box Girder

Panjang box girder prestress L = 50 m


Jumlah box girder n = 2

Lebar median bm = 1 m

Lebar Trotoar bt = 0,75 m

Tebal lapisan aspal + overlay ta = 0,1 m

Tebal genangan air hujan tn = 0,05 m

Jenis Bahan Berat

(kN/m2¿

Beton bertulang W'c = 25

Beton prestress Wc = 25,5

Beton W''c = 24

Aspal Waspal = 22

Air hujan Wair = 9,8

4.2.2 Data Beton

Mutu Beton box girder prestress K – 500

Kuat tekan beton box girder prestress Fc' = 0,83 * K / 10 = 41,5 Mpa

Modulus elastik balok beton prestress Ec = 0,043*(Wc)^1,5*√fc' = 35669,97 Mpa

Angka poisson u = 0,2

Modulus geser G = Ec/[2*(1+u)] = 14862,4875 Mpa

22

Koefisien muai panjang beton E = 0,00001 /◦C

Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer) Fci' = 0,80*Fc' = 33,2 Mpa

Tegangan ijin beton saat penarikan :

Tegangan ijin tekan 0,55*Fci' = 18,26 Mpa

Tegangan ijin tarik 0,80*√Fci' = 3,46 Mpa

Tegangan ijin beton keadaan akhir :

Tegangan ijin tekan 0,4*Fc' = 16,6 Mpa

Tegangan ijin tarik 0,6*√Fc' = 3,87 Mpa

4.2.3 Data Baja Prategang

Tabel 4.2 Data Kabel Strands Untuk Perencanaan Struktur

4.2.4 Data Dimensi Box Girder Prestress

23

Gambar 4.4 Dimensi Perencanaan Box Girder

Slab atas bag. Tengah B1 = 6,25 m

t1 = 0,3 m

Slab atas bag. Tepi B2 = 1 m

t2 = 0,25 m

Tinggi box girder H = 2,5 m

Dinding tengah t3 = 0,25 m

Dinding tepi t4 = 0,35 m

Slab bawah B3 = 4 m

t5 = 0,25 m

Penebalan pada pertemuan slab dan dinding

X = 0,2 m

Y = 0,2 m

Lebar total box Btot = B1+2*B2 = 8,25 m

Tinggi dinding h = H-t1-t5 = 1,95 m

a = (B1-B3)/2 = 1,125 m

c = h+t5 = 2,2 m

4.2.5 Section Properties Box Girder Prestress

24

Gambar 4.5 Section Properties Perencanaan Box Girder

Tabel 4.3 Perhitungan Section Properties

Tinggi box girder prestress H = 2,5 m

Luas penampang box girder pre-stress A = 6,0375 m2

Letak titik berat yb = ∑A*y/∑A = 1,490076 m

ya = H - yb = 1,009924 m

Momen inersia terhadap atas balok Ib = ∑A*y ^2+ ∑Io = 18,2746

Momen inersia terhadap titik berat balok Ix = Ib - A*yb^2 = 4,8693

Tahanan momen sisi atas Wa = Ix/ya = 4,8215

Tahanan momen sisi bawah Wb = Ix/yb =3,268

Berat beton pre-stress Wc = 25,5

Berat sendiri box girder pre-stress Qbs = A*Wc = 153,9563

25

Panjang bentang box girder L = 50 m

Momen dan gaya geser maksimum akibar berat sendiri box girder pre-stress,

Momen maksimum di tengah bentang Mbs = 1/8 * Qbs * L^2 = 48111,33

Gaya geser maksimum di tumpuan Vbs = 1/2 * Qbs * L = 3848,906

4.2.6 Pembebanan Box Girder Prestress

4.2.6.1 Berat Sendiri (MS)

Berat sendiri (Self weight) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang

merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang

dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiri dihitung sebagai berikut :

Tabel 4.4 Perhitungan Beban Berat Sendiri

Panjang bentang, L = 50 m

Gaya geser maksimum akibat berat sendiri Vms = 1/2*Qms*L = 4042,031

Momen maksimum akibat berat sendiri Mms = 1/8*Qms*L^2 = 50525,39

4.2.6.2 Beban Mati Tambahan (MA)

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

bahan yang menimbulkan suatu beban pada girder jembatan yang merupakan

elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan

girder direncanakan mampu memikul beban mati tambahan berupa :

a. Aspal beton setebal 50 mm untuk pelapisan kembali di kemudian

hari (overlay)

b. Genangan air hujan setinggi 50 mm apabila saluran drainase

tidak bekerja dengan baik

Tabel 4.5 Perhitungan Beban Mati Tambahan

26


Gaya geser maksimum akibat beban mati tambahan Vma = 1/2*QMA*L = 473,25

Momen maksimum akibat beban mati tambahan Mma = 1/8*QMA*L^2 = 5915,63

4.2.6.3 Beban Lajur ‘’D’’ (TD)

Beban lajur terdiri dari beban terbagi merata (Uniformly Distributed Load),

UDL dab beban garis (knife Edge Load) KEL. UDL mempunyai intensitas q (Kpa)

yang besarnya tergantung pada panjang total L yang dibebani dan dinyatakan

dengan rumus sebagai berikut :

q = 8,0 kPa untuk L < 30 m

q = 8,0*(0,5+15/L) kPa untuk L > 30 m

KEL mempunyai intensitas, p = 44,0 kN/m

Faktor beban dinamis untuk KEL diambil sebagai berikut :

DLA = 0,4 Untuk L < 50 m

DLA = 0,4 – 0,0025*(L-50) Untuk L 50 < L < 90 m

DLA = 0,3 Untuk L > 90 m



Beban merata q = 8*(0,5+15/L) = 6,4 kPa

Beban merata pada box girder QTD = q*(B+5,5)/2 = 40 kN/m

Beban garis p = 44 kN/m

Faktor beban dinamis DLA = 0,4

Beban terpusat pada box girder PTD = (1+DLA)*p*(B+5,5)/2 = 385 kN

27

Gaya geser dan momen maksimum pada balok akibat beban lajur "D'' :

Gaya geser VTD = 1/2*QTD*L+1/2*PTD = 1192,5 kN

Momen MTD = 1/8*QTD*L^2+1/4*PTD*L = 17312,5 kNm

4.2.6.4 Beban Pejalan Kaki (TP)

Trotoar pada jembatan jalan raya direncanakan mampu memikul beban

sebagai berikut :

A = Luas bidang trotoar yang di bebani pejalan kaki (m2)

Beban hidup merata pada trotoar :

Untuk A < 10 m2: q = 5 kPa

Untuk 10 m2 < A < 100 m2: q = 5-0,033*(A-10) kPa

Untuk A > 100 m2 : q = 2 kPa

Panjang bentang L = 50 m Lebar trotoar bt = 0,75 m

Luas bidang trotoar A = bt * L = 75

Intensitas beban pada trotoar q = 5-0,033*(A-10) = 2,885 kPa

Pembebanan jembatan untuk trotoar QTP = q*bt = 2,14125 kN/m

Panjang bentang L = 50 m

Gaya geser maksimum akibat beban pejalan kaki VTP = 1/2 * QTP * L = 53,53125

Momen maksimum akibat beban pejalan kaki MTP = 1/8*QTP*L^2 = 669,1406

4.2.6.5 Gaya Rem (TB)

Pengaruh pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam

arah memanjang dan dianggap bekerja pada jarak 1,80 m di atas permukaan

lantai jembatan. Besarnya gaya rem arah memanjang jembatan tergantung

panjang total jembatan (Lt) Sebagai berikut :

Gaya rem, TTB = 250 kN Untuk Lt < 80 m

Gaya rem, TTB = 250 + 2,5*(Lt-80) kN Untuk 80 < Lt < 180m

Gaya rem, TTB = 500 kN Untuk Lt > 180m

Gaya rem dapat diambil besarnya sama dengan 5% beban lajur “D” tanpa

memperhitungkan faktor beban dinamis.

Panjang bentang L = 50 m Gaya rem, TTB = 250 kN

Untuk lebar lalu lintas B = 7 m

28

Beban lajur "D'' tanpa faktor beban dinamis, QTD = q*(B+5,5)/2 = 40 kN/m

PTD = p*(B+5,5)/2 = 275 kN

Gaya rem, TTB = 5% beban lajur "D'' tanpa faktor beban dinamis

TTB = 0,05*(QTD*L+PTD) = 113,75 kN

< TTB = 250

Diambil gaya rem, TTB = 250

Lengan thd titik berat box girder y = 1,8 + ta + ya = 2,90992

Beban momen akibat gaya rem M = TTB * y = 727,481

Gaya geser dan momen maksimum pada box girder akibat gaya rem :

Gaya geser, VTB = M/L = 14,5496

Momen, MTB = 1/2 * M = 363,74

4.2.6.6 Beban Angin (EW)

Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai

jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung

dengan rumus :

Tew = 0,0012*Cw*(Vw)^2, dengan Cw = Koefisien seret = 1,2 dan Vw = 35 m/det

Tew = 0,0012*Cw*(Vw)^2 = 1,764 kN/m

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan

tinggi 2m di atas lantai jembatan h = 2 m, Jarak antara roda

kendaraan, x = 1,75 m

Transfer beban angin ke lantai jembatan, QEW = [1/2*h/x*TEW]*2 = 2,016

kN/m


Gaya geser dan momen maksimum akibat beban angin :

Gaya geser, VEW = 1/2 * QEW * L = 50,4 kN

Momen, MEW = 1/8*QEW*L^2 = 630 kNm

29

4.2.6.7 Beban Gempa (EQ)

Gaya gempa vertikal pada balok dihitung dengan menggunakan

percepatan vertikal ke bawah sebesar 0,1*g dengan , g = Percepatan gravitasi

bumi = 9,81 m/det^2

Gaya gempa vertikal rencana : TEQ = 0,10*Wt

Wt = Berat total struktur yg berupa berat sendiri dan beban mati tambahan = QMS

+ QMA

Berat sendiri, QMS = 161,68125 kN/m

Beban mati tambahan, QMA = 18,93 kN/m


Wt = (QMS + QMA )*L = 9030,563

TEQ = 0,1*Wt = 1806,113

Beban gempa vertikal, QEQ = TEQ / L = 36,12225 kN/m

Gaya geser dan momen maksimum akibat beban gempa vertikal :

Gaya geser, VEQ = 1/2 * QEQ * L = 903,056 kN

Momen, MEQ = 1/8*QEQ*L^2 = 11288,2 kNm

4.2.6.8 Resume Momen dan Gaya Geser Box Girder

Tabel 4.6 Resume Momen dan Gaya Geser Box Girder

30

4.2.7 Gaya Prestress dan Jumlah Tendon

4.2.7.1 Kondisi Awal (Saat Transfer)

Mutu beton, K-500

Kuat tekan beton, fc' = 0,83 * K * 100 = 41500 kPa

Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer), fci' = 0,80 * fc' = 33200 kPa

Section properties, Wa = 4,8215Wb = 3,268 A = 6,0375

Letak titik berat box girder terhadap sisi bawah, yb = 1,490076 m

Ditetapkan jarak pusat berat tendon terhadap sisi bawah box girder Zo = 0,3

Eksentrisitas tendon, es = yb - Zo = 1,190076

Momen akibat berat sendiri, Mbs = 48111,33

Tegangan serat diatas, 0,80*√fci = -Pt/A+Pt*es/Wa-Mbs/Wa

(Persamaan 1)

Tegangan serat dibawah -0,55*fci = -Pt/A-Pt*es/Wb+Mbs/Wb

(Persamaan 2)

Besarnya gaya prategang awal ditentukan sebagai berikut :

Dari pers (1) : Pt = (0,80*√fci + Mbs/Wa)/(es/Wa - 1/A) = 124689,896

Dari pers (2) : Pt = (0,55*fci + Mbs/Wb)/(es/Wb + 1/A) = 62253,854

Dari persamaan 1, dan 2, diambil gaya prategang awal Pt = 62253,854

Digunakan kabel yang terdiri dari beberapa kawat baja untaian "Strands Cable"

standar VSL, dengan data sbb :

Jenis Strands Uncoated 7 wire super strands ASTM A-416 grade 270Diameter nominal strand 0,0127 MLuas tampang nominal satu strand Ast = 0,0001 m2Beban putus minimal satu strand Pbs = 187,32 kN (100% beban putus)

Jumlah strand minimal yang diperlukan ns = Pt/(0,8*Pbs) = 416

Jumlah kawat untaian (Strands cable) = 20 Kawat Untaian tiap tendon

Digunakan jumlah strands sebagai berikut :

ns1 = 7 Tendon 20 strands/tendon 140 Strands dengan selubung tendon = 85 mmns2 = 7 Tendon 20 strands/tendon 140 Strands dengan selubung tendon = 85 mmns3 = 7 Tendon 20 strands/tendon 140 Strands dengan selubung tendon = 85 mm

nt = 21 Tendon Jumlah strands, ns = 420

Beban satu strands, Pbs1 = Pt / ns = 148,22346 kN

31

Persentase tegangan leleh yang timbul pada baja (% Jacking Force) :

po = Pt / (ns * Pbs) = 79,12848 < 80% OK !

Gaya prestress yang terjadi akibat jacking :

Pj = po * ns * Pbs1 = 49260,53 kN

4.2.7.2 Kondisi Akhir (Saat Service)

Diperkirakan kehilangan tegangan (loss of prestress) = 30%

Gaya prestress akhir setelah kehilangan tegangan (loss of prestress) sebesar

30%

Peff = 70% * Pj = 34482,37

Mutu beton, K-500


Momen, MMS = 50525,39 MTD = 17312,5 es = 1,190076

MMA = 5915,625 Mbs = 56441,02

Section properties, Wa = 4,8215Wb = 3,268 A = 6,0375

Tegangan serat diatas, -0,45*fc’ = Peff/A+Peff*es/Wa-Mbs/Wa-MTD/Wa

Tegangan serat dibawah, 0,50*√fc’ = Peff/A-Peff*es/Wb+Mbs/Wb+MTD/Wb

Dari pers (3) Peff = [-0,45*fc' + (Mbs+MTD)/Wa]/(es/Wa - 1/A) = 41065,6

Dari pers (4) Peff = [0,50*√fc' + (Mbs+MTD)/Wb]/(es/Wb + 1/A) = 42793,07

Dari persamaan 3, dan 4, diambil gaya prategang efektif, Peff = 41065,6 kN

4.2.8 Tegangan Yang Terjadi Akibat Gaya Prestress

Menurut BDM (Bridge Design Manual), tegangan beton sesaat setelah

penyaluran gaya prestress (sebelum terjadi kehilangan tegangan sebagai fungsi

waktu) tidak boleh melampaui nilai berikut :

1. Tegangan serat tekan terluar harus < 0,55*fci

2. Tegangan serat tarik terluar harus < 0,25*√fci

Tegangan beton pada kondisi beban layan (setelah memperhitungkan semua

kehilangan tegangan) tidak boleh melebihi nilai sebagai berikut :

1. Tegangan serat tekan terluar akibat pengaruh prestress, beban mati, dan

beban hidup < 0,4*Fc’

32

2. Tegangan serat tarik terluar yang pada awalnya mengalami tekan, <

0,5*√fc’

4.2.8.1 Keadaan Awal (Saat Transfer)

Mutu beton, K-500


Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer), fci' = 0,80 * fc' = 33200 kPa

Tegangan ijin beton tekan, 0,55*fci' = 18260 kPa

Tegangan ijin beton tarik, 0,25*√fci' = 1440 kPa

Pt = 62253,854 Wa = 4,8215 A = 6,0375

Mbs = 48111,33 Wb = 3,268 es = 1,190076

Tegangan diserat atas, fa = -Pt /A + Pt * es / Wa - Mbs / Wa = -4923,76

Tegangan diserat bawah, fb = -Pt /A - Pt * es / Wb + Mbs / Wb = -18260

< 0,55*fc' (OK)

4.2.8.2 Keadaan Setelah Loss Of Prestress

Mutu beton, K-500


Tegangan ijin beton tekan, 0,40*fc' = 16600 kPa

Tegangan ijin beton tarik, 0,5*√fc' = 3221 kPa

Peff = 37069,46 Wa = 4,8215 A = 6,0375

Mbs = 48111,33 Wb = 3,268 es = 1,190076

Tegangan diserat atas, fa = -Peff /A + Peff * es / Wa - Mbs / Wa = -6968,63 kPa

Tegangan diserat bawah, fb = -Peff /A - Peff * es / Wb + Mbs / Wb = -4917,09 kPa

< 0,40*fc' (OK)

33

4.2.9 Tegangan Pada Box Girder Akibat Beban

4.2.9.1 Tegangan Akibat Berat Sendiri (MS)

MMS = 50525,93 KNm

A = 6.0375 m2

Wa = 4.821487 m3

Wb = 3.26875 m3

Tegangan beton serat atas : fa = -MMS / Wa = -10479,2 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = +MMS / Wb = 15461,36 kPa

4.2.9.2 Tegangan Akibat Beban Mati Tambahan (MA)

MMA = 5915,625 KNm

A = 6,0375 m2

Wa = 4,821497 m3

Wb = 3,26785 m3

Tegangan beton serat atas : fa = -MMS / Wa = -1226,93 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = +MMS / Wb = 1810,25 kPa

4.2.9.2 Tegangan Akibat Susut dan Rangkak (SR)

a. Tegangan Akibat Susut (SHRINKAGE)

Gaya internal yang timbul akibat susut (menurut NAASRA Bridge Design

Specification) dinyatakan dengan :

Ps = Aplat * Ec * ΔEau * [(1-e-cf)/cf]

Aplat = luas penampang plat bagian atas,

Ec = modulus elastic beton,

e = bilangan natural.

Aplat = (B1+2*B2)*t1 = 2,475

Ec = 35669970

e = 2,7183

Kb = 0.905 Kc = 3 Kd = 0,938 Ke = 0,734 Ktn = 0,2

A = 6,0375 m2

Wa = 4,821497 m3

34

Wb = 3,26785 m3

Eksentrisitas tendon, e’ = ya – t1/2 = 0,859924 m

Gaya internal yang timbul akibat susut :

∆ԑsu = ԑb * Kb * Ke * K p = 0,000398

cf = Kb * Kc * Kd * Ke * (1-Ktn) = 1,4954

Ps = Aplat * Ec * ΔEau * [(1-e-cf)/cf = 18238,78 kN

Tegangan akibat susut yang terjadi:

Tegangan beton di serat atas, fa = Ps/Aplat – Ps x e’/Wa = 1095,364 kPa

Tegangan beton di serat bawah, fb = – Ps x e’/Wb =1778,559 kPa

b. Tegangan Akibat Rangkak Beton (CREEP)

Residual creep (menurut NAASRA Bridge Design Specification) dinyatakan

dengan persamaan :

σcr = (1-e-cf)/cf x (σ2-σ1)

σ1 = tegangan service akibat berat sendiri saja

σ2 = tegangan service akibat beban mati dan beban mati tambahan

cr = the residual creep factor = Kp x Kc x Kd x Ke x (1-Ktn) = 1,49540

e = bilangan natural = 2,7183

Tegangan service akibat beban mati dan beban mati tambahan :

Tegangan beton di serat atas fa = Pelf/A + Pelf x es/Wa – (Mms + Mma)/Wa

=-8696,24 kPa

Tegangan beton di serat bawah, fb = Pelf/A + Pelf x es/Wb – (Mms + Mma)/Wb =

1778,559 kPa

(1-e-cf) = 0,77584

σ2 σ1 σcr

Tegangan beton serat atas : fa = -8696,24fa = -7469,58fa = -951,692

Tegangan beton serat bawah : fb = -2368,11fb = - 4994,93 fb = -2037,99

35

c. Superposisi Tegangan Susut dan Rangkak

4.2.9.3 Tegangan Akibat Prestress (PR)

Gaya Prestress efektif, Peff = 37069,46

Eksentrisitas, es = 1,19008

Section Properties,

A = 6,0375

Wa = 4,821497

Wb = 3,26785

Tegangan beton serat atas : fa = -Peff/A+Peff*es/Wa = 3009,8 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = -Peff/A-Peff*es/Wb = -19639,7 kPa

4.2.9.3 Tegangan Akibat Beban Lajur “D” (TD)

MTD = 17312,5

Wa = 4,821497

Wb = 3,26785

Tegangan beton serat atas : fa = -MTD/Wa = -3590,69 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = MTD/Wb = 5297,83 kPa

4.2.9.4 Tegangan Akibat Beban Pejalan Kaki (TP)

MTP = 669,1406

Wa = 4,821497

Wb = 3,26785

Tegangan beton serat atas : fa = -MTP/Wa = -138,783 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = MTP/Wb = 204,765 kPa

36

4.2.9.5 Tegangan Akibat Gaya Rem (TB)

MTB = 363,7405

Wa = 4,821497

Wb = 3,26785

Tegangan beton serat atas : fa = -MTB/Wa = -75,4414 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = MTB/Wb = 111,309 kPa

4.2.9.6 Tegangan Akibat Beban Angin (EW)

MEW = 630

Wa = 4,821497

Wb = 3,26785

Tegangan beton serat atas : fa = -MEW/Wa = -130,665 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = MEW/Wb = 192,787 kPa

4.2.9.7 Tegangan Akibat Beban Gempa (EQ)

MEQ = 11288,2

Wa = 4,821497

Wb = 3,26785

Tegangan beton serat atas : fa = -MEQ/Wa = -2341,22 kPa

Tegangan beton serat bawah : fb = MEQ/Wb = 3454,32 kPa

4.2.10 Kontrol Tegangan Terhadap Beban Kombinasi

4.2.10.1 Kontrol Tegangan Terhadap Kombinasi-1

Teg. Ijin tekan : 0,4 * fc' = -16600 Teg. Ijin tarik : 0,6 * √fc' = 3865

Keterangan: fa < 0,4 * fc' = AMAN (OK)

Fb < 0,6 * √fc' = AMAN (OK)

37




Fb < 0,6 * √fc' = AMAN (OK)




Fb < 0,6 * √fc' = AMAN (OK)

4.2.11 Tinjauan Ultimit Box Girder Prestress

4.2.11.1 Kapasitas Momen Ultimit

Modulus elastis baja prestress (Strands) ASTM A-416 grade 270

Es = 190000000 kPa

Jumlah total strands, ns = 420

Luas tampang nominal satu strand, Ast = 0,0001

Tegangan leleh tendon baja prestress fpy = 1580000 kPa

Luas tampang tendon baja prestress Aps = ns*Ast = 0,042 m^2

Mutu beton, K-500


Section Properties,

B1 = 6,25 m t1 = 0,3 B2 = 1 t2 = 0,25

Kuat leleh baja prestress (fps) pada keadaan ultimit, ditetapkan sebagai berikut :

Untuk nilai L/H < 35 fps = feff+250+fc’/(100/ρp) Mpa Harus < feff+400 Mpa

dan harus < 0,8*fpy

38

Tinggi box girder, H = 2,5

Panjang bentang balok, L = 50

Gaya prestress efektif (setelah loss of prestress), Peff = 37069,46

Tegangan efektif baja prestress feff = Peff/Aps = 882606,2

Luas penampang brutto box girder, A = 6,0375

Rasio luas penampang baja prestress ρp = Aps/A = 0,006957

Untuk nilai, L/H = 20 fps = feff*10−3+250+fc’*10−3/(100* ρp) = 1192,262 Mpa

fps = 1192262 kPa

< feff +400 Mpa = 1282606 kPa (OK)

< 0,8*fpy = 1264000 kPa (OK)

β1 = 0,85 untuk fc’ < 30 MPa

β1 = 0,85-0,05(fc’-30)/7 untuk fc’ > 30 MPa

β1 harus > 0,65 untuk, fc’ = 41,5 MPa

maka nilai, β1 = 0,85-0,05(fc’-30)/7 = 0,767857

Gaya internal tendon baja prategang, Tps = Aps*fps = 50075,02 kN

Untuk garis terletak disisi bawah plat atas, maka gaya internal tekan beton,

Cc1 = 0,85*fc’*(B1*t1+B2*(t1+t2)) = 85541,88 kN

Cc1 > Tps maka garis netral berada didalam plat atas.

B = B1+2*B2 = 8,25

d = ya+es = 2,2

a = Aps*fps/(0,85*fc’*B) = 0,172068

Momen nominal, Mn = Aps*fps*(d-a/2) = 105856,9

Faktor reduksi kekuatan lentur, ф = 0,8

Kapasitas momen ultimit box girder prestress, Muk = ф*Mn = 84685,52 kNm

4.2.12 Momen Ultimit Akibat Beban

4.2.12.1 Momen Akibat Susut dan Rangkak

Gaya internal akibat susut, Ps = Aplat*Ec*∆ԑsu*((1-e−cf )/Cf) = 18238,78 kN

Eksentrisitas gaya susut terhadap pusat penampang, e’ = ya-t1/2 = 0,859924 m

Momen akibat susut, Ms = -1/2*Ps*e’ = -7841,98 kN/m

Momen akibat rangkak, Mr = far*Wa = 4588,582 kN/m

Momen akibat susut dan rangkak, Msr = Ms+Mr = -3253,4 kN/m

39

4.2.12.2 Momen Akibat Prestress

Gaya prestress efektif, Peff = 37069,46 kN

Eksentrisitas tendon, es = 1,190076 m

Momen akibat prestress Mpr = -Peff*es = -44115,5 kNm

4.2.12.3 Resume Momen Ultimit Box Girder

Tabel 4.7 Resume Momen Ultimit Box Girder

4.2.13 Kontrol Kombinasi Momen Ultimit

Kapasitas momen balok, Muk = ф*Mn = 84685,52 kNm

4.3 Hasil Analisa Perhitungan

40

4.3.1 Hasil Analisa Awal Perencanaan struktur

Kontrol Tegangan terhadap beban :

(1) Kontrol Tegangan Terhadap Kombinasi-1



Kontrol Kombinasi Momen Ultimit terhadap beban :


4.3.2 Hasil Analisa Perencanaan struktur

41

Kontrol Tegangan terhadap beban :




Fb < 0,6 * √fc' = AMAN (OK)




Fb < 0,6 * √fc' = AMAN (OK)




Fb < 0,6 * √fc' = AMAN (OK)

Kontrol Kombinasi Momen Ultimit terhadap beban :

42


BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

43

Dari hasil analisa perhitungan maka dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu :

1. Penggunaan balok box girder beton pada jembatan fly over terbukti dapat

dikurangi dari segi luasan, dan volume dengan tidak melupakan kekuatan

kemampuan kelayanannya yang dimana lihat dari segi kekuatan tegangan

dan beban ultimitnya

2. Analisa perhitungan ini hanya bisa berlaku pada pekerjaan beton

konvensional.

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan dari analisa perhitungan yaitu sebagai berikut :

Perlu dilakukannya evaluasi terhadap pekerjaan stressing girder. Meski dalam

perhitungan awal, girder dapat mampu menahan beban namun apabila terjadi

kesalahan dalam pelaksanaan maka dapat mengurangi gaya prategangnya

DAFTAR PUSTAKA

Cut Retno Masnul, Analisa Prestress (Post-Tension) pada precast concrete U girder, Medan: 2009

44

https://www.scribd.com/doc/219755408/Box-Girder-Contoh-Perhitungan

Dr. Edward G. Nawy, P.E., Beton Prategang Suatu Pendekatan Mendasar, Jakarta: 2008

https://www.scribd.com/doc/58738880/KONSTRUKSI-BANGUNAN-TRANSPORTASI

https://www.scribd.com/doc/181105288/Konstruksi-Box-Girder-docx



https://www.scribd.com/doc/219755408/Box-Girder-Contoh-Perhitungan

seminaaar box girder

Documents