struktur baja ii

152
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Latar belakang pada setiap kegiatan proyek perlu adanya perencanaan yang dilaksanakan dengan sistem pengaasan ! pengendalian yang teratur agar "asil baik kualitas maupun kuantitas dari proyek memenu"i sasarannya. #eringkali d sulitnya untuk menerapkan perencanaan dan pengendalian proyek yang baik meli semua bidang dalam proyek. Hal ini disebabkan kompleksitas dari pro ditangani. Pembangunan proyek di Indonesia berkembang dengan pesat sesuai de derap pembangunan dan kebutu"an. Namun dalam pelaksanaannya proyek$pr konstruksi ini berkembang semakin kompleks dan melibatkan in%estasi yang bes &eterbatasan biaya dan aktu serta persyaratan mutu men'adi pertimbangan yan tidak terpisa"kan dalam setiap perencanaan konstruksi. 1.( )aksud dan *u'uan Adapun maksud dan tu'uan dari penyusunan tugas mata kulia" #truktur Ba'a ini adala" untuk mengaplikasikan ilmu$ilmu yang suda" didapat dibang se"ingga dengan adanya tugas ini ma"asisa dapat merencanakan kontruksi 'emb rangka ba'a+ k"ususnya untuk perencanaan kontruksi bangunan atas maupun bagi baa"+ serta menerapkan semua peraturan$peraturan terbaru yang dikelu &imprasil dalam perencanaan 'embatan. Adapun penerapan aplikasi per" terdiri dari+ per"itungan platlantai kendaraan+ trotoar+ gelagar ba'a melintang 'embatan+ rangka utama serta tambatan atau ikatan angin atas dan baa". 1

Upload: agus-sholehudin

Post on 04-Nov-2015

29 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Struktur Baja II

TRANSCRIPT

BAB

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Latar belakang pada setiap kegiatan proyek perlu adanya perencanaan yang dilaksanakan dengan sistem pengawasan / pengendalian yang teratur agar hasil akhir baik kualitas maupun kuantitas dari proyek memenuhi sasarannya. Seringkali didapati sulitnya untuk menerapkan perencanaan dan pengendalian proyek yang baik meliputi semua bidang dalam proyek. Hal ini disebabkan kompleksitas dari proyek yang ditangani. Pembangunan proyek di Indonesia berkembang dengan pesat sesuai dengan derap pembangunan dan kebutuhan. Namun dalam pelaksanaannya proyek-proyek konstruksi ini berkembang semakin kompleks dan melibatkan investasi yang besar. Keterbatasan biaya dan waktu serta persyaratan mutu menjadi pertimbangan yang tidak terpisahkan dalam setiap perencanaan konstruksi.

1.2 Maksud dan Tujuan Adapun maksud dan tujuan dari penyusunan tugas mata kuliah Struktur Baja II ini adalah untuk mengaplikasikan ilmu-ilmu yang sudah didapat dibangku kuliah, sehingga dengan adanya tugas ini mahasiswa dapat merencanakan kontruksi jembatan rangka baja, khususnya untuk perencanaan kontruksi bangunan atas maupun bagian bawah, serta menerapkan semua peraturan-peraturan terbaru yang dikeluarkan oleh Kimpraswil dalam perencanaan jembatan. Adapun penerapan aplikasi perhitungan terdiri dari, perhitungan plat lantai kendaraan, trotoar, gelagar baja melintang jembatan, rangka utama serta tambatan atau ikatan angin atas dan bawah.

BAB II

LANDASAN TEORI2.1. Umum

Suatu jaringan jalan raya kadangkala mengalami hambatan terhadap kelancaran arus lalu lintas. Hambatan tersebut dapat berupa rintangan alam maupun lalu lintas itu sendiri seperti sungai, jalan kereta api, jalan lalu lintas biasa. Untuk mengatasi rintangan tersebut dapat dengan membangun konstuksi misalnya gorong-gorong atau syfon jika rintangan tersebut jaraknya tidak terlalu besar. Jika hambatan terlalu besar misalnya sungai atau danau maka alternatif yang dipilih adalah penggunaan tranportasi air, tetapi hal ini sangat tidak menguntungkan karena jika terjadi kekeringan pada musim kemarau ataupun banjir yang besar maka pelayanan transportasi air tersebut akan menurun. Dari hal tersebut diatas maka dicarilah jalan keluar yang lain yang lebih baik yaitu penggunaan kontruksi jembatan sebagai alat bantu penghubung dari jaringan jalan raya tersebut.

Jembatan dapat dikatakan sebagai salah satu peralatan atau sarana transportasi yang tertua didalam kehidupan manusia. Pada jaman dahulu jembatan asal muasalnya dibuat untuk menyeberangi sungai kecil dengan menggunakan balok-balok kayu atau batang-batang bambu dengan konstruksi yang sangat sederhana sekali. Penggunaan bahan-bahan tersebut sebagai material jembatan selain tersedia cukup banyak juga pengerjaannya cukup mudah, dan tidak memerlukan perawatan yang begitu rumit, jika ada bagian yang rusak cukup diganti dengan material yang baru.

Karena kemajuaan jaman dan semakin maju pula pemikiran manusia, maka ditemukan bahan-bahan jembatan seperti dari beton, baja dan kawat baja, seiring dengan ditemukannya jenis dan bentuk serta kekuatan jembatan. Bahan yang dipakai atau digunakan pada kontruksi jembatan biasanya tergantung pada syarat-syarat kekuatan teknis dan syarat-syarat ekonomis, mudah tidaknya didapat serta tinjauan dari segi estetika juga sifat-sifat jembatan itu sendiri, apakah jembatan berfungsi sebagai jembatan permanen.

Jembatan pada umumnya terdiri dari dua bagian kontruksi yaitu kontruksi bangunan atas dan kontruksi bangunan bawah. Kontruksi bangunan atas adalah kontruksi yang berhubungan langsung dengan beban-beban lalu lintas yang bekerja sedangkan kontruksi bangunan bawah adalah kontruksi yang menerima beban-beban dari bangunan atas dan meneruskannya ke lapisan pendukung (tanah keras) dibawahnya.

2.1.1 Jenis-Jenis Jembatan

Sesuai dengan definisinya, jembatan adalah suatu kontruksi yang berguna untuk meneruskan jalan melalui suatu rintangan yang berada lebih rendah, Jika jembatan berada diatas jalan lalu lintas biasa maka disebut Viaduck. Jembatan dapat di klasifikasikan dalam 7 (tujuh) jenis yaitu :

a. Klasifikasi menurut tujuan penggunaannya

- Jembatan jalan raya

-Jembatan jalan kereta api (KA)

-Jembatan air / pipa dan saluran

-Jembatan militer

-Jembatan kombinasi

-Jembatan pejalan kaki / penyeberangan

b. Klasifikasi menurut bahan material yang digunakan

-Jembatan kayu

-Jembatan baja

-Jembatan beton / beton bertulang

-Jembatan batu bata

-Jembatan komposit dsb.

c. Klasifikasi menurut formasi lantai kendaraan

-Jembatan lantai batu

-Jembatan lantai tengah

-Jembatan lantai bawah

-Jembatan double deck

d. Klasifikasi menurut struktur / konstruksinya

-Jembatan gelagar (Girder Bridge)

-Jembatan rangka (Truss Bridge)

-Jembatan portal (Rigid Frame Bridge)

-Jembatan pelengkung (Arch Bridge)

-Jembatan gantung (Suspension Bridge)

-Jembatan Kabel (Cable Styed Bridge)

e. Klasifikasi menurut formasi bidang yang dipotongkan

-Jembatan tegak lurus

-Jembatan lurus (Straight Bridge)

-Jembatan menceng (Skewed Bridge)

-Jembatan lengkung (Curved Bridge)

f. Klasifikasi menurut lokasi

-Jembatan biasa

-Jembatan viaduct

-Jembatan layang (Overbridge / Roadway Crossing)

-Jembatan kerata rel (Kereta Api)

g. Klasifikasi menurut keawetan umur

-Jembatan darurat

-Jembatan semantera

-Jembatan permanen

h. Klasifikasi menurut tingkat kemampuan / derajat gerak

-Jembatan tetap dan Jembatan yang dapat digerakkan2.1.2 Bagian-Bagian Kontruksi Jembatan

Gambar 2.2.1 Sket Konstruksi Jembatan Lalu Lintas Atas

Secara umum konstruksi jembatan memiliki dua bagian yaitu bangunan atas (super struktur) dan bangunan bawah (sub struktur)

a. Bangunan Atas

Bangunan atas terletak pada bagian atas konstruksi jembatan yang menampung beban-beban lalu lintas, orang, barang dan berat sendiri konstruksi yang kemudian menyalurkan beban tersebut kebagian bawah. Bagian-bagian bangunan atas terdiri dari :1. Sandaran

Berfungsi untuk membatasi lebar dari suatu jembatan agar membuat rasa aman bagi lalu lintas kendaraan maupun orang yang melewatinya, pada jembatan rangka baja dan jembatan beton umumnya sandaran dibuat dari pipa galvanis atau semacamnya.2. Rangka Jembatan

Rangka jembatan terbuat dari baja profil seperti type WF, sehingga lebih baik dalam dalam menerima beban-beban yang bekerja secara lateral (beban yang bekerja tegak lurus terhadap sumbu batang)

3. Trotoar

Merupakan tempat pejalan kaki yang terbuat dari beton, bentuknya lebih tinggi dari lantai jalan atau permukaan aspal. Lebar trotoar minimal cukup untuk dua orang berpapasan dan biasanya berkisar antara 0,5-1,5 meter dan di pasang pada bagian kanan serta kiri jembatan. Pada ujung tepi trotoar (kerb) dipasang lis dari baja siku untuk penguat trotoar dari pengaruh gesekan dengan roda kendaraan.

4. Lantai Kendaraan

Merupakan lintasan utama yang dilalui kendaraan, lebar jalur kendaraan yang diperkirakan cukup untuk berpapasan, supaya jalan kendaraan dapat lebih leluasa, pada ketentuan ( PPTJ bagian 2 hal 2-8 ) lebar lantai satu jalur adalah 2,75 meter

5. Gelagar Melintang

Berfungsi menerima beban lantai kendaraan, trotoar dan beban lainnya serta menyalurkannya ke rangka utama.

6. Ikatan Angin Atas / Bawah dan Ikatan Rem

Ikatan angin berfungsi untuk menahan atau melawan gaya yang diakibatkan oleh angin, baik pada bagian atas maupun bawah jembatan agar jembatan dalam keadaan stabil,. Sedangkan ikatan rem berfungsi untuk menahan saat terjadi gaya rem akibat pengereman kendaraan yang melintas diatasnya.

7. Landasan

Landasan atau perletakan dibuat untuk menerima gaya-gaya dari konstruksi bangunan atas baik secara horizontal, vertikal maupun lateral dan menyalurkan ke bangunan dibawahnya, serta mengatasi perubahan panjang yang diakibatkan perubahan suhu dan untuk memeriksa kemungkinan rotasi pada perletakan yang akan menyertai lendutan dari struktur yang dibebani. Ada dua macam perletakan yaitu sendi dan perletakan rol.

b. Bangunan Bawah

Bangunan ini terletak pada bagian bawah konstruksi yang fungsinya untuk memikul beban-beban yang diberikan bangunan atas, kemudian disalurkan ke pondasi dan dari pondasi diteruskan ke tanah keras dibawahnya. Dalam perencanaan jembatan masalah bangunan bawah harus mendapat perhatian lebih, karena bangunan bawah merupakan salah satu penyangga dan penyalur semua beban yang bekerja pada jembatan termasuk juga gaya akibat gempa. Selain gaya-gaya tersebut, pada bangunan bawah juga bekerja gaya-gaya akibat tekanan tanah dari oprit serta barang-barang hanyutan dan gaya-gaya sewaktu pelaksanaan.

Ditinjau dari konstruksinya, bangunan bawah dapat dibagi dalam beberapa tahap pekerjaan, dan digabung sehingga merupakan satu kesatuan bagian struktur dari jembatan. Bagian-bagian yang termasuk bangunan bawah yaitu :1. Abudment

Abudment atau kepala jembatan adalah salah satu bagian konstruksi jembatan yang terdapat pada ujung-ujung jembatan yang berfungsi sebagai pendukung bagi bangunan diatasnya dan sebagai penahan tanah timbunan oprit. Konstruksi abudmen juga dilengkapi dengan konstruksi sayap untuk menahan tanah dengan arah tegak lurus dari as jalan. Bentuk umum dari abudment yang sering dijumpai baik pada jembatan lama maupun jembatan baru pada prinsifnya semua sama yaitu sebagai pendukung bangunan atas, tetapi yang paling dominan ditinjau dari kondisi lapangan seperti daya dukung tanah dasar dan penurunan (seatlment) yang terjadi. Adapun jenis abudment ini dapat dibuat dari bahan seperti batu atau beton bertulang dengan kontruksi seperti dinding atau tembok.

Type GravitasiType T Terbalik

Type TType Dengan PenopangGambar 2.2.1.b.1 Type-Type Abudment2. Pilar (Pier)

Pilar adalah suatu bangunan bawah yang terletak ditengah-tengah bentang antara dua buah abudment yang berfungsi juga untuk memikul beban-beban bangunan atas dan bagian lainnya dan meneruskannya ke pondasi serta di sebarkan ke tanah dasar yang keras. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam menggunakan pilar pada konstruksi jembatan antara lain ditinjau dari :

Bentang jembatan yang akan direncanakan.

Kedalaman sungai atau perilaku sungai.

Elemen struktur yang akan digunakan.

Pada umumnya pilar jembatan dipengaruhi oleh aliran (arus) sungai, sehingga dalam perencanaan perlu diperhatikan dari segi kekuatan dan keamanan dari bahan-bahan hanyutan dan aliran sungai itu sendiri, maka bentuk dan penempatan pilar harus tidak boleh menghalangi aliran air terutama pada saat banjir. Bentuk pilar yang paling ideal adalah ellips dan dibentuk selangsing mungkin, sehingga memungkinkan aliran sungai dapat mengalir lancar disekitar konstruksi. Beberapa macam type (bentuk) pilar :

*Type Masif (solid = type dinding penuh)

Pilar

Gambar 2.1.2.b.2 Pilar Type Masif*Type Hammer Head (Type satu kolom )

Satu kolom

Gambar 2.1.2.b.2 Pilar Type Hammer Head*Type Trestle (Type dua kolom)

Dua kolom

Gambar 2.1.2.b.2 Pilar Type Trestle*Type Cellular (Type tiga kolom atau lebih)

Tiga kolom

Gambar 2.1.2.b.2 Pilar Type Cellular

*Type Cap (Type tiang tiang pancang)

Pilar beton

Tiang pancang

Gambar 2.1.2.b.2 Pilar Type Cap3. Pondasi

Pondasi berfungsi untuk memikul beban diatas dan meneruskannya kelapisan tanah pendukung tanpa mengalami konsolidasi atau penurunan yang berlebihan. Adapun hal yang diperlukan dalam perencanaan pondasi diantaranya :

- Daya dukung tanah terhadap konstruksi.- Beban beban yang bekerja pada tanah baik secara langsung maupun tidak langsung.

Secara umum jenis pondasi yang sering digunakan pada jembatan ada 3 (tiga ) macam yaitu :

Pondasi langsung pangkal .

Pondasi sumuran.

Pondasi dalam (pondasi tiang pancang / bor).

4. Pelat Injak

Pelat injak berfungsi untuk menahan hentakan pertama roda kendaraan ketika akan memasuki awal jembatan. Pelat injak ini sangat berpengaruh pada pekerjaan bangunan bawah, karena bila dalam pelaksanaan pemadatan kurang sempurna maka akan mengakibatkan penurunan dan plat injak akan patah.

5. Oprit

Oprit berfungsi untuk menahan kestabilan tanah dikiri dan kanan jembatan agar tidak terjadi kelongsoran. Oprit terletak dibelakang abudment, oleh karena itu dalam pelaksanaan penimbunan tanah, harus dibuat sepadat mungkin.

2.2. Dasar-Dasar Perencanaan

Seorang perencana / perancang jembatan dalam perencanaan suatu jembatan harus dapat memberikan alternatif sistim struktur jembatan yang akan dipakai, disamping harus mempertimbangkan aspek teknis juga dipertimbangkan aspek biaya pembangunan dan metode pelaksanaan yang dapat dipakai tanpa peralatan khusus yang langka. Hal-hal yang diperlukan dalam perencanaan adalah :

a. Bentang teotitis jembatan

Panjang bentang teotitis suatu jembatan adalah panjang yang diukur dari as ke as perletakan suatu jembatan yang menumpu pada abudment.

b. Type jembatan rangka baja

Type-type jembatan rangka yang umum digunakan diantaranya adalah type Praat, type howe, type K, type baltimore dan lainnya.

c. Kelas jembatan

Berdasarkan klasifikasi yang ada, jembatan terbagi atas tiga type yaitu :

- Type A, tekanan As (P) = 10 ton (100%)

- Type B, tekanan As (P) = 7 ton ( 70% )

- Type C, tekanan As (P) = 5 ton ( 50 % )

d. Tinggi rangka

Untuk lalu lintas ketinggian rangka suatu jembatan tidak mempengaruhi arus lalu lintas, sedangkan untuk lalu lintas bawah tinggi rangka suatu jembatan tertutup dapat mempengaruhi kelancaran lalu lintas karena jika ketinggian rangka lebih rendah dari ketinggian kendaraan maka kendaraan bersangkutan tidak dapat melewati jembatan tersebut. Ketinggian rangka untuk lalu lintas bawah ditinjau berdasarkan ketinggian maksimum kendaraan

e. Tebal pelat beton Tebal pelat beton umumnya bekisar 20 cm, ketebalan pelat beton ini akan berpengaruh terhadap tegangan yang terjadi.

f. Lebar trotoar jalan

Lebar trotoar direncanakan berdasarkan kelas jembatan yang ditinjau menurut fungsi dari trotoar bagi pejalan kaki. Lebar trotoar berdasarkan kelas jalan yaitu :

a. Kelas A = 1 meter

b. Kelas B = 0,5 meter

c. Kelas C biasanya tidak memiliki trotoar.g. Tebal perkerasan aspal

Tebal yang didasarkan atas hasil analisa perhitungan menurut nilai komulatif lalu lintas, menurut PPTJ1992 bagian 2 pasal 2.2.3.2 semua jembatan harus direncanakan untuk bisa memikul beban tambahan berupa aspal beton setebal 50 mm, untuk pelapisan kembali dikemukakan hari. Lapisan ini harus ditambahkan pada lapisan permukaan yang tercantum pada gambar. Tebal lapisan aspal yang digunakan pada jembatan ini adalah 5 cm untuk lapisan pinggir dan 10 cm pada median ( kelandaian 2 % ), sehingga bila diambil ketebalan rata-rata rencana adalah 7 cm. Jadi tebal untuk pembebanan adalah 10 cm.h. Lebar jalan

Lebar jalan diukur dari sisi tepi bagian dalam sebuah jembatan atau sisi bagian dalam trotoar bagi jembatan yang terdapat trotoar.i. Mutu beton Mutu beton yang dipakai harus sesuai dengan hasil analisa perhitungan yang ditinjau terhadap tegangan yang terjadi,untuk perencanaan ini dipakai mutu beton 35 Mpa.j. Mutu baja

Mutu baja yang digunakan berdasarkan hasil analisa perhitungan terhadap keamanan tegangan yang terjadi pada baja tersebut. Muatan-muatan yang bekerja pada konstruksi harus diperhitungkan berdasarkan peraturan-peraturan yang berlaku.

2.2.1. Pembebanan

Dalam perencanaan pembebanan sebaiknya berdasarkan peraturan yang dikeluarkan Dirjen Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum yaitu Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan tahun 1992 bagian 1-9. Muatan yang bekerja pada konstruksi jembatan dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :

a. Beban hidup

Muatan yang berasal dari kendaraan yang bergerak dapat ditinjau dari dua bentuk muatan yaitu :

1.Beban T

Beban ini berdasarkan pembebanan Truck T terdiri dari kendaraan truck semi-tailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti terlihat pada gambar 2.2.1.1.a Berat dari masing-masing as disebarkan menjadi dua beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Akibat bidang kontak antara ban dan lantai kendaraan, maka lantai menerima beban terpusat sebesar P KN, besar nilai beban P KN dan bidang kontak tersebut tergangtung kelas jembatan yang akan direncanakan. Gaya yang disebabkan tekanan roda tersebut akan disebarkan ke setengah dari tebal pelat beton ( Gambar 2.2.1.1.b ).Untuk mendapatkan momen yang terjadi akibat beban terpusat tersebut digunakan tabel dari buku Kontruksi Beton Indonesia Karangan Ir. Sutami.

Gambar 2.2.1.a.1.a Beban T Kendaraan Truck (PPTJ 1992)

Gambar 2.2.1.a.1.a Penyaluran Tegangan Dari Roda Akibat Bidang Kontak2.Muatan D

Menurut PPTJ 1992 bagian 2 pasal 2.3.3. beban lajur D terdiri dari beban tersebar merata yang digabung dengan beban garis.

Gambar 2.2.1.a.2.a Gambar Beban Lajur D

Beban terbagi rata mempunyai intensitas q Kpa dimana besarnya q tergantung pada panjang total ( L ) yang dibebani sebagai berikut :

L 30 m ( q = 8,0 KPa = 80 KN/M.

L ( 30 m ( q = 8,0 [ 0,5 + ] KPa.

dimana :

L = panjang bentang jembatan yang bersangkutan.

Beban D harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen maksimum.Bila lebar jalur kendaraan jembatan kurang atau sama dengan 5,5 meter, maka beban D harus ditempatkan pada seluruh jalur dengan intensitas 100%. Apabila lebar jalur lebih besar dari 5,5 meter, beban D harus ditempatkan pada dua jalur lalu lintas rencana yang berdekatan, dengan intensitas 100%. Hasilnya adalah beban garis ekivalen sebesar 5,5 q KN/m dan beban terpusat ekivalen sebesar 5,5 P KN, keduanya bekerja pada jalur selebar 5,5 meter.

Lajur lalu lintas rencana ini bisa ditempatkan dimana saja pada jalur jembatan. Beban D tambahan harus ditempatkan pada seluruh lebar sisa dari jalur dengan intensitas sebesar 50%.Susunan pembebanan ini seperti pada gambar 2.2.1.2 b (PPTJ hal.2-24).

b lebih kecil dari 5,5 m

Gambar 2.2.1a.2.b.Ketentuan Penggunaan Beban D

3.Beban pada trotoar, Kerb dan Sandaran

Beban pada trotoar

Menurut PPTJ 1992 bagian 2 pasal 2.9.1 trotoar harus direncanakan menahan beban rencana ultimate sebesar 15 KN /m yang bekerja sepanjang bagian atas trotoar. Kemudian pada PPTJ 1992 bagian 2 pasal 2.3.9 apabila trotoar memungkinkan bisa digunakan untuk kendaran ringan atau ternak, maka trotoar harus direncanakan untuk bisa memikul beban terpusat sebesar 20 KN/M.

Beban Pada Kerb

Menurut PPTJ 1992 bagian 2 pasal 2.9.3.1 Kerb harus direncanakan untuk menahan beban tumbukan rencana ultimate arah menyilang P seperti berikut :

P=100 KN. . . . . . . . . . h

850

P=100 [ 1 + ] KN. . . . . . . . . . h

850

dimana :

h= tinggi sumbu dari bagian atas palang lalu lintas (mm).

Beban rencana P harus bekerja sebagai beban titik.

Beban Pada Sandaran

Pada PPTJ 1992 bagian 2 pasal 2.9.5 sandaran untuk pejalan kaki harus direncanakan untuk dua pembebanan rencana daya layan yaitu w = 0,75 KN /m. Beban-beban ini bekerja secara bersama dalam arah menyilang dan vertikal pada masing-masing sandaran. Tiang sandaran direncanakan untuk beban daya layan w L, dimana L adalah bentang palang diantara tiang dalam m, dan terletak dibagian atas sandaran. Tidak ada ketentuan beban ultimate untuk sandaran.

b. Beban Mati

Beban mati adalah semua muatan berat sendiri jembatan yang ditinjau, termasuk unsur tambahan tetap yang dianggap merupakan satu kesatuan dengan jembatan tersebut.

TABEL

Berat Nominal Macam - macam Bahan

(PPTJ Bagian 2 pasal 2.2.2 Tabel 2.2)

No.BahanBerat Jenis (t/m3)

1.Baja profil7700 kg/m = 77,00 KN/M = 7,70 t/m

2.Beton2400 kg/m = 24,00 KN/M = 2,40 t/m

3.Air1000 kg/m = 10,00 KN/M = 1,00 t/m

4.Tanah, Pasir & Kerikil1880 kg/m = 18,80 KN/M = 1,88 t/m

5.Perkerasan aspal2200 kg/m = 22,00 KN/M = 2,20 t/m

6.Plesteran 210 kg/m = 0,21 KN/M = 0,021 t/m

c. Beban Sementara

Yang dimaksud dengan muatan sementara yaitu :

1. Beban angin

Gaya normal ultimate dan daya layan jembatan akibat angin tergantung kecepatan angin rencana sebagai berikut :

TEW = 0,00006 CW ( VW )2 A KN

dimana :

CW = Koefisien serat ( lihat tabel 2.9 pada PPTJ 1992 bagian 2 )

VW = Kecepatan angin rencana ( m /det ) untuk keadaan batas yang ditinjau

Ab = Luas koefisien bagian samping jembatan ( m2 )

Kecepatan angin rencana harus selalu diambil seperti yang diberikan dalam tabel 2.10 pada PPTJ 1992 bagian 2.

Luas bagian samping jembatan adalah luas total bagian yang masih dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan. Untuk jembatan rangka luas bagian samping jembatan ini dianggap 30% dari luas yang dibatasi oleh batang-batang bagian terluar. Angin harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas.

Gambar 2.2.1.c.1.a Beban Angin Dengan Kendaraan

Gambar 2.2.1.c.1.a Beban Angin Tanpa Kendaraan2. Gaya akibat perbedaan suhu

Peninjauan diadakan terhadap timbulnya tegangan-tegangan struktural karena adanya perubahan bentuk akibat perbedaan suhu antara bagian jembatan yang menggunakan bahan sama ataupun berbeda. Perbedaan suhu diperhitungkan sebesar 150 C untuk baja dan 100 C untuk beton.

3. Gaya akibat rangkak dan susut

Pengaruh rangkak dan susut pada beton terhadap konstruksi harus ditinjai. Pengaruh rangkak dan susut tersebut dapat dianggap senilai dengan gaya akibat turunnya suhu sebesar 150 C .

4 Gaya akibat rem dan traksi

Pengaruh percepatan dan pengereman dari lalu lintas harus diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Sistem penahan harus direncanakan untuk menahan gaya memanjang tersebut. Tanpa melihat berapa besarnya lebar bangunan, gaya memanjang yang bekerja harus diambil dari gambar dibawah ini ( PPTJ 1992 bagian 2 gambar 2.9 ).

Leng ( Panjang : m )

Grafik Gaya Rem ( PPTJ pasal 2.3.8 hal 2 31 )

5.Gaya akibat gempa

Pada PPTJ 1992 bagian 2 pasal 2.4.7 pengaruh gempa rencana hanya ditinjau pada batas ultimate, pasal 2.4.7.1 beban rencana gempa minimum diperoleh dari rumus berikut :

T1 EQ = Kh I WTdimana :

Kh = C S

dimana :

T1 EQ = gaya geser dasar total dalam arah yang ditinjau (KN ).

Kh = Koefisien beban gempa horizontal.

C = Koefisien geser dasar untuk daerah, waktu dan kondisi setempat yang sesuai ( PPTJ 1992 bagian 2 gbr. 2.14 ).

I = Faktor kepentingan ( PPTJ 1992 bagian 2 tabel 2.13 ).

S= Faktor type bangunan (PPTJ 1992 bagian 2 tabel 2.14 )

WT = berat total nominal bangunan yang mempengaruhi percepatan gempa,diambil sebagai beban mati ditambah beban mati tambahan ( KN).

6.Gaya akibat tekanan tanah.

Menurut PPTJ bagian 2 pasal 2.2.6,bagian bangunan jembatan yang menahan tanah harus dapat menahan tekanan tanah sesuai dengan rumus-rumus yang ada. Pada bagian tanah dibelakang dinding penahan harus diperhitungkan adanya beban tambahan yang bekerja apabila beban lalu lintas kemungkinan akan bekerja pada bagian daerah keruntuhan aktif teoritis. Besarnya beban tambahan ini adalah setara dengan tanah setebal 0,6 meter.

Langkah langkah dalam menyelesaikan tugas Perencanaan Jembatan Rangka Baja ini adalah sebagai berikut :

A. Penentuan Jarak Antar Gelagar Memanjang dan Jarak Antar Gelagar Melintang.

Panjang gelagar memanjang merupakan jarak antar gelagar melintang.

Penentuan jarak antar gelagar melintang ini menggunakan rumus :

L

= ---------

n - 1

Dimana :L=panjang bentang teoritis

n=bilangan bulat

Jarak antar gelagar melintang sebaiknya antara 4 meter sampai dengan 6 meter ( sebaiknya diambil yang mendekati 5 meter )

Jarak antara gelagar memanjang sebaiknya antar 1,1 meter sampai dengan 1,9 meter ( sebaiknya diambil yang mendekati 1,5 meter )

B. Penentuan Tinggi Rangka.

Tinggi rangka minimum ditentukan 4,5 meter (PU Bina Marga No.12/1970) dengan rumus :

h 1 1

---- = ---- sampai dengan ---- L 6 8

C. Perhitungan Pelat Lantai Kendaraan.

Lantai kendaraan terbuat dari pelat beton dengan mutu beton K.225.

Perhitungan pelat lantai kendaraan ini menggunakan cara SKSNI T-15-1991-03 yang meliputi :

1.a.Beban mati yang terdiri dari :

-Berat sendiri pelat beton.

-Berat sendiri perkerasan.

-Beban Air.

b.Beban bergerak.

Besar pembebanan bergerak 10 ton yaitu :

-Untuk jalan kelas I dikalikan 100 %

-Untuk jalan kelas II dikalikan 70 %

-Untuk jalan kelas III dikalikan 50 %

Beban bergerak juga memperhitungkan :

Beban Angin

Beban angin adalah 100 kg/m2 Beban akibat pengereman.

Beban akibat pengereman diperhitungkan berdasarkan faktor kejut dengan rumus :

1

fk = ---- 8

2.Perhitungan momen lapangan dan momen tumpuan akibat berat sendiri pelat lantai kendaraan.

3.Perhitungan momen lapangan dan momen tumpuan akibat beban hidup dihitung dengan menggunakan alternatif :

a. Alternatif I.

Dengan roda tengah kendaraan (10 ton) berada ditengah-tengah pelat lantai kendaraan.b. Alternatif II.

Dengan dua kendaraan yang beriringan, yaitu satu roda belakang untuk mobil yang didepan dan satu roda depan untuk mobil yang dibelakang, dengan jarak 3 m masing-masing berada pada pelat lantai kendaraan.

Momen berat sendiri dengan rumus :

Mo = x q total x 12c. Akibat beban hidup.

dengan beban hidup ( termasuk faktor kejut dan akibat angin ). Momen akibat beban hidup dihitung dengan rumus :

M = x P x L

Kemudian baru ditentukan momen total dengan menggunakan rumus :

Mtotal = Mo + M4.Perhitungan dimensi gelagar memanjang.

Untuk perhitungan dimensi gelagar memanjang dengan cara menggunakan rumus :

M maks = ----------- Wd. Alternatif III.

Dengan satu roda depan dan satu roda tengah dengan jarak 4 m, masing- masing 10 ton berada pada pelat lantai kendaran.

e. Alternatif IV.

Dengan satu roda tengah dan satu roda belakang dengan jarak 5 m, masing-masing 10 ton berada pada pelat lantai kendaraan.

f.Alternatif V.

Dengan dua roda kendaraan yang saling bersisian dan dua kendaraan yang saling beriringan, yaitu dua roda belakang dan dua roda depan dengan jarak 3 m dan 1 m, masing-masing 10 ton pada pelat lantai kendaraan.

g.Alternatif VI.

Dengan dua roda kendaraan yang saling bersisian, yaitu dua roda depan dan dua roda tengah dengan jarak 4 m dan 1 m, masing-masing 10 ton pada pelat lantai kendaraan.h.Alternatif VII.

Dengan dua kendaraan yang saling bersisian, yaitu dua roda tengah dan dua roda belakang dengan jarak 4 m dan 1 m, masing-masing 10 ton pada pelat lantai kendaraan.

Dari ketujuh alternatif diatas diambil momen maksimum dan dijumlahkan dengan momen maksimum akibat berat sendiri pelat untuk mencari pembesian lapangan dan tumpuan.

D. Perhitungan Gelagar Memanjang.

1.Pembebanan gelagar memanjang

Untuk menghitung beban lantai kendaraan yang dipikul oleh satu gelagar memanjang diperlukan peralatan beban dengan tinggi beban rata-rata :

hc

Ca = ---------------- n . Mlx

b . a

Dimana :

h=tinggi beban rata-rata

t=tinggi beban trapezium

L=panjang gelagar memanjang

Pembebanan gelagar memanjang terdiri dari :

Akibat berat sendiri.

-Berat sendiri pelat lantai kendaraan

-Berat sendiri gelagar memanjang (ditaksir)

Dimana :

W

= momen perlawanan

=tegangan dasar izin Setelah didapatkan Wnetto, maka dimensi gelagar memanjang ditentukan berdasarkan table baja dengan ketentuan Wx < Wn. Selanjutnya profil yang telah dipilih dikontrol dengan lendutan izin.

Apabila lebih besar dari lendutan izin, maka momen inersia ( I ) profil harus diperbesar dengan cara memperbesar profil. Profil yang digunakan adalah yang lendutannya lebih kecil dari lendutan izin.

Karena dipilih bentuk konstruksi gelagar memanjang yang menempel pada gelagar melintang, maka perlu diperhitungkan beton komposit yang menempel pada gelagar memanjang.

E. Perencanaan Gelagar Melintang.

Perhitungan pembebanan dan momen gelagar melintang terdiri atas :

1.Perhitungan momen akibat trotoar.

Untuk menghitung pembebanan dan momen pada gelagar melintang harus diperhitungkan momen akibat trotoar.

Pembebanan trotoar terdiri dari :

a.Berat sendiri pelat beton.

b.Berat sendiri Pavement.

c.Beban hidup sebesar 500 kg/m ( PU Bina Marga No.12 / 1970 )

Untuk menghitung momen akibat trotoar juga diperhitungkan akibat beban tiang sandaran sebesar 100 kg/m2 yang bekerja pada ketinggian 0,9 m.

2.Perencanaan dimensi gelagar melintang.

Dimensi gelagar direncanakan dengan perkiraan terlebih dahulu. Setelah dihitung pembebanan dan momen sebelum komposit, profil yang direncanakan sebelumnya dikontrol dengan tegangan izin.

3.Pembebanan dan momen sebelum komposit.

Pembebanan dan momen sebelum komposit terdiri dari :

a.Akibat berat sendiri gelagar kelintang ( M1 )

b. Akibat berat pelat lantai kendaraan ( M2 )

c. Akibat pembebanan gelagar memanjang ( M3 )

Momen maksimum diperhitungkan dengan super posisi momen positif akibat M1 + M2 + M3, dan momen negatif akibat pembebanan trotoar. Setelah didapat momen maksimum sebelum komposit maka profil yang direncanakan dikontrol dengan tegangan izin lentur. Profil yang dinyatakan aman apabila tegangan izin lentur akibat momen sebelum komposit lebih kecil dari tegangan lentur izin.

4.Pembebanan dan momen setelah komposit.

Pembebanan setelah komposit berarti memperhitungkan beban akibat beban hidup setelah komposit (beban yang menyatu dengan gelagar melintang).

Pembebanan akibat beban hidup diperhitungkan dengan tiga alternatif :

a.Dengan satu mobil diatas gelagar melintang.

b. Dengan dua mobil diatas gelagar melintang.

c.Dengan tiga mobil diatas gelagar melintang.

Dari ketiga alternatif diatas diambil momen terbesar ( maksimum ). Momen total setelah komposit adalah jumlah momen maksimum sebelum komposit dengan momen maksimum akibat beban hidup.

5.Perhitungan inersia komposit.

Perhitungan inersia komposit dalah perhitungan inersia gabungan antara pelat beton yang bersatu dengan gelagar melintang. Pada bagian ini profil gelagar melintang setelah komposit lebih kecil dari sebelum komposit. Setelah didapatkan inersia komposit, maka dihitung kontrol tegangan beton dan baja setelah komposit.

6.Perhitungan shear connector.

Gaya geser horizontal yang timbul antara pelat beton dan balok baja selama pembebanan harus ditahan agar penampang komposit bekerja secara satu kesatuan ( monolith ). Salah satu caranya yaitu dengan menggunakan alat penyambung geser ( shear connector ).

Perhitungan untuk satu stud dihitung dengan rumus :

W = 10 x H x d Vb

F. Perhitungan Trotoar.

1.Pipa sandaran ( hard railing ).

pipa sandaran diperhitungkan dengan pembebanan sebesar 100 kg/m ( PU Bina Marga No.12 / 1970 ) yang bekerja sepanjang jarak antar gelagar melintang.

2.Tiang sandaran

Tiang sandaran juga diperhitungkan dengan beban sebesar 100 kg/m yang bekerja setinggi 90 cm dari pelat lantai kendaraan.

G. Perhitungan Ikatan Angin.

1.Pembebanan ikatan angin berdasarkan pada pengaruh tekanan angin sebesar 150 kg/m dengan jumlah luas bidang vertical jembatan yang terkena angin ditentukan dengan persentase tertentu. Gaya-gaya angin diperhitungkan pada tiap sampul dan ujung sampul untuk menentukan gaya batang yang termasuk pada ikatan angin atas, ikatan angin bawah, dan reaksi pada gelagar induk Besarnya gaya batang pada ikatan angin dapat ditentukan dengan cara cremona.2.Perencanaan dimensi ikatan angin.

Setelah didapatkan gaya batang rangka ikatan angin, maka direncanakan profil untuk rangka ikatan angin berdasarkan gaya batang yang maksimum.

Dalam perhitungan gaya batang yang dipakai untuk desain profil perlu diperhatikan antara lain :

Untuk gaya tarik ( + ) jauh lebih besar dari gaya tekan ( - ) minimal dua kali, maka digunakan gaya tarik ( + ).

Untuk gaya tekan ( - ) jauh sedikit lebih kecil dari gaya tarik ( + ), maka digunakan gaya tekan ( - ).

Untuk gaya tekan ( - ) jauh sedikit lebih kecil dari gaya tarik ( + ), maka harus didesain kedua-duanya lalu dicari yang menghasilkan tegangan terbesar untuk menentukan profil yang dipakai.

Untuk batang tari dan tekan perludi chek kelangsingan batang dimana harus lebih kecil dari 240 ( PPBBI halaman 8 ) dan untuk batang tekan perlu dilakukan kontrol buckling dengan rumus :

2 . E I

P = ----------

Lk2

3. Perhitungan paku.

Perhitungan paku ditentukan dengan rumus :

Pgeser = x x d2 x 0,8

Ptumpu = d x s x 2Dimana :

d=diameter paku yang direncanakan

Gaya P yang menentukan adalah yang terkecil karena digunakan untuk mencari jumlah paku yang terbanyak

Jumlah paku dihitung dengan membagi gaya batang dengan P yang menentukan.

H.Perhitungan Rangka Utama.

1. Pembebanan rangka utama.

Gaya gaya yang diperhitungan pada rangka utama adalah :

a.Reaksi gelagar melintang ( Dmaks )

b.Beban rangka ikatan angin

c.Beban rangka utama, digunakan rumus :

P = ( 20 + 3 L ) x L x b

2.Perencanaan dimensi rangka utama.

Dimensi rangka utama direncanakan berdasarkan gaya batang maksimum (ketentuannya sama dengan desain rangka ikatan angin). Selanjutnya profil di chek kelangsingan batang, tekuk dan tegangan izin. Untuk batang tekan perlu dilakukan kontrol bucking.

3.Perhitungan paku.

Perhitungan paku ditentukan dengan rumus :

Pgeser = x x d2 x 0,8

Ptumpu = d x s x 2Dimana :

d=diameter paku yang direncanakan

Gaya P yang menentukan adalah yang terkecil karena digunakan untuk mencari jumlah paku yang terbanyak.

Jumlah paku dihitung dengan membagi gaya batang dengan P yang menentukan.

I.Perhitungan Sambungan.

1.Perhitungan gelagar melintang dengan rangka utama menggunakan sambungan las dan pelat penyambung.

2.Sambungan gelagar melintang dan memanjang.

Karena gelagar memanjang menempel pada gelagar melintang maka diperlukan sambungan dengan pelat penyambung.

J.Perhitungan Perletakan.

Perletakan menggunakan elastomer.

Setelah selesai melakukan perhitungan, lalu diteruskan dengan cara memindahkan hasil-hasil perhitungan ke dalam bentuk gambar yang dilengkapi dengan detail-detail gambar.

Diketahui data sebagai berikut :

Bentang teoritis

:47 m

Jenis jembatan

:Terbuka Type gelagar kepala

:v Bentuk rangka atas

:Lurus Lebar lantai kendaraan

:8,5 m Lebar Jembatan

:10,5 Untuk lalu lintas

:Jalan raya

Lebar trotoar

:1,0 m

Letak trotoar

:Di dalam

Kelas jembatan

:1 ( Satu )

Konstruksi trotoar

:Vakwerk ( Rangka konsol )

Peraturan PU.Perhitungan jarak antar gelagar memanjang ( ( )

Rumus

:( =

Dimana

:m = Jumlah gelagar memanjang

B = 8,5 m

m=4

(

(

=

2,833 m

m=5

(

(

=

2,125 m

m=6

(

(

=

1,7 m

m=7

(

(

=

1,416 m

Karena syarat untuk gelagar memanjang 1,1 ( 1,9 ( ideal ( = 1,5 m )

maka diambil gelagar memanjang 5 buah dengan jarak antar gelagar memanjang sebesar 1,7 m.

Perhitungan jarak antar gelagar melintang.

Rumus:( =

Dimana

:n=Jumlah gelagar memanjang

L=47 mn=6

(

=

9,4 m

n=7

(

=

7,833 m

n=8

(

=

6,714 m

n=9

(

=

5,875 m

Karena syarat untuk gelagar melintang 4,5 6 ( ideal = 5 m ) dan jumlahnya harus ganjil, maka diambil gelagar melintang sebanyak 7 buah dengan jarak antar gelagar memanjang sebesar 5,875 m.

Tinggi dan Bentang Ekonomis.

Diketahui ; tinggi rangka 8 m

Penentuan jumlah jalur.

Diketahui lebar lantai kendaraan = 6,5 m

Penentuan jumlah jalur untuk lebar jalur minimum

0,5 1 0,5

1,75 1,75

Lebar minimum 1 jalur = ( 1,75 + 0,5 + 0,5 ) = 2,75

Karena lebar lantai kendaraan 6,5 m, maka diambil 2 jalur dan 1 lajur.

Tabel 1 Halaman 5 PPPJJR

Lebar lantai kendaraan ( m )Jumlah jalur ( buah )

5,5 8,252

8,25 11,253

11,15 15,004

15,00 18,755

18,75 32,506

Ketentuan Pelat Lantai Kendaraan.1.Direncanakan gelagar memanjang berada menempel pada gelagar melintang sehingga pelat lantainya menyentuh gelagar memanjang dan gelagar melintang.

2.Akibat gelagar memanjang menempel pada gelagar melintang maka pelat lantainya terjepit pada keempat sisinya dengan ukuran :

( x ( ) m2 = ( 5,875 x 1,7 ) m23.Tebal pelat beton direncanakan 20 cm dengan berat jenis 2400 kg/m3.

4.Tebal lapisan perkerasan aspal diambil 7 cm dengan berat jenis 2200 kg/m3.

5.Tinggi air hujan diambil 5 cm dengan berat jenis 1000 kg/m3.

6.Toeslag diambil 10 % dari berat yang ada.

7. Pengaruh beban angin direncanakan 150 kg/m2 pada jembatan.

Pembebanan Pelat Lantai Kendaraan.

1.Beban Mati

a.Aspal ( ql )

=tebal aspal x aspal x 1 m

=0,07 x 2200 kg/m3 x I m=154 kg/m3

b.Pelat beton ( q2 )

=tebal pelat x beton x 1 m

=0,2 x 2400 kg/m3 x I m=480 kg/m

c.Air hujan ( q3 )

=tinggi air x air x 1 m

=0,05 x 1000 kg/m3 x I m= 50 kg/m

684 kg/m

Toeslag 10 %

= 68,4 kg/m

752,4 kg/m

2.Beban Bergerak

Pembebanan untuk jalan kelas 1 dengan q = 150 kg/cm2 dan panjang bentang

teoritis L = 47 m

a.Akibat P1

Untuk PMI standar P = 10 t ( untuk kelas jalan I dikalikan dengan 70 % )

P1 = 10 t x 70 % = 7 t

b. Akibat angin ( PA )

2 00 QA

50

400 500 50 175 50

P P P P P

Lebar jembatan=Lebar lantai + 2 x lebar trotoar

=8,5 + 2 x 1,0 = 10,5 m

Beban angin dianggap bekerja pada titik tengah box dan hanya ditinjau dari satu sisi saja. Misalnya angin kanan.

QA=qA x Abox(

Abox=700 cm x 200 cm

=140000 cm2

=14 m2

QA=150 kg/m2 x 14 m2

=2100 kg

Anggap roda sebagai perletakan sendi rol

C QA

MB = 0

VA= 1,75 QA x 1,5

A B

VA= 1800 kg

1,75 m

Tekanan pembebanan akibat angin = 1800 kg = 1,8 t

Ptotal

=P1 + PA

=7 t + 1,8 t

=8,8 t

c.Faktor Kejut ( Fk )

Fk

= = = 0,23 (PPJJR Hal. 10)

( P kotak ) akibat pembebanan dari P, angin dan faktor kejut

Ptotal

= Ptotal + Ptotal( Fk )

= 8,8 + 8,8 x 0,23

= 10,824 t

Pehitungan Momen Maksimum Akibat Pelat Lantai

Altenatif I

Lx = 1,7 m

Mty1

5,875

P Mly1

Mty1

P

Mtx1 Mtx1 Mlx1Mlx1=

+ = + = 2405,57 kgm

Mtx1=

+ = + = 2496,17 kgm

Mly1=

+ = + = 2405,57 kgm

Mty1=

+ = + = 9730,64 kgm

Altenatif II Lx = 1,7 m

Mty2

5,875

Mly2

Mty2 2P

Mtx2 Mtx2Mlx2=

+ = + = 4720,55 kgm

Mtx2=

+ = + = 4811,15 kgm

Mly2=

+ +

=

+ +

=9002,41 kgm

Mty2=

+ +

=

+ +

=13122,37 kgm

Altenatif IV Lx = 1,7 m

Mty4

5,875 Mly4

Mty4 2P

Mtx4 Mtx4 Mlx4=

+ = + = 4720,55 kgm

Mtx4=

+ = + = 4811,15 kgm

Mly4=

+ +

=

+ +

=1764,34 kgm

Mty4=

+ +

=

+ +

=5432,94 kgm

Altenatif V

Lx = 1,7 m

Mty5

Mly5

Mtx5 Mtx5

Mlx5=

+ +

=

+ +

=4050,95 kgm

Mtx5=

+ +

=

+ +

=6263,98 kgm

Mly5

=

++

=

+ +

=16998,01 kgm

Mty5=

+ +

=

+ +

=2423,14 kgm

Altenatif VI

Lx = 1,7 m

Mty6

Mly6

Mtx6 Mtx6

Mlx6 =

++

=

+ +

=4050,95 kgm

Mtx6 =

++

=

+ +

=6236,98 kgm

Mly6 =

++

=

+ +

=8779,15 kgm

Mty6 =

++

=

+ +

=17502,89 kgm

Altenatif VII Lx = 1,625 m

Mty7

Mly7

Mtx7 Mtx7

Mlx7 =

++

=

+ +

=4050,95 kgm

Mtx7 =

++

=

+ +

=6263,98 kgm

Mly7 =

++

=

+ +

=2521,88 kgm

Mty7 =

++

=

+ +

=8852,28 kgm

Alternatif

IIIIIIIVVVIVII

Mlx2405,574720,554720,554720,554720,554720,554720,55

Mtx2496,174811,154811,154811,156263,986263,986263,98

Mly8723,849002,414892,981764,3416998,0187792521,88

Mty9730,6413122,379758,255432,9424231,1417502,898852,28

Momen yang dipakai adalah momen terbesar dari ketujuh alternatif diatas, yaitu :

Mlx

=4720,55kgm

Mtx

=4811,15 kgm

Mly

=16998,01 kgm

Mty

=24231,14 kgm

Perhitungan PenulanganDirencanakan :

Mutu betonfc=40 MPa

Mutu bajafy=240 MPa

Perhitungan dengan cara SK SNI T-15-1991-03

Tebal selimut beton=40 mm

Tinggi efektif d=h selimut beton -

=200 40 - .30

=145 mm

Rasio tulangan minimum=

=

= = 0,0058

Analisa Diagram Tegangan

Rumus :

c

=

0,85 fc.ab

T

=

As.Fy

c

=

T

0,85 . fc . a . b = As . fy

a=

=

0,85 . fc . a . b = b . b . d .fy

0,85 . fc . . . d . b = b . b . d . fy

b

=0,85 . 1 . .

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

Untuk fc=40 MPa ( 1 = 0,77

Rasio tulangan maksimum

maks=0,75 b

=0,75 . 0,85 . 0,77 . .

=0,0058

Penulangan Arah X

Tulangan Lapangan

Mlx=4720,55 kgm =47,2055 kNm

c

=T

0,85 fc . a . b = As . fy

a=

= = 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

47,2055. 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,0076 As . 1000 ( 145 0,00353 As ) ]

47,2055. 106 = 0,8 [ 37468 As 0,9122 As2 ) ]

4508,47 47,2055. 106 = 29974,4 As 0,72976 As20,72976 As2 29974,4 As + 47,2055. 106 = 0

Dari persamaan ABC didapat As = 1563,6 mm2=

= = 0,010783 > min = 0,0058 ( OK

Dipakai Tulangan 28 350 ( As = 1759,3 mm2 )

Tulangan Tumpuan

Mtx=4811,15 kgm=48,1115kNm

a

=

=

= 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

48,1115. 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,0076 As . 1000 ( 145 0,00353 As ) ]

48,1115. 106 = 0,8 [ 37468 As 0,9122 As2 ) ]

48,1115. 106 = 29974,4 As 0,72976 As20,72976 As2 29974,4 As + 48,1115. 106 = 0

Dari persamaan ABC didapat As = 1563,6 mm2=

= = 0,011 > min = 0,0058 ( OK

Dipakai Tulangan 28 350 ( As = 1759,3 mm2 )

Penulangan Arah Y

Tulangan Lapangan

Mly=16998,01 kgm=169,9801 kNm

a

=

=

= 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

169,9801 . 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,0076 As . 1000 ( 145 0,00353 As ) ]

169,9801. 106 = 0,8 [ 37468 As 0,9122 As2 ) ]

169,9801. 106 = 29974,4 As 0,72976 As20,72976 As2 29974,4 As + 169,9801 . 106 = 0

Dari persamaan ABC didapat As = 5671 mm2=

= = 0,03911 > min = 0,0058 ( OK

Dipakai Tulangan 28 100 ( As = 6157,5 mm2 )

Tulangan Tumpuan

Mly=24231,14 kgm = 24231,14 kNm

a

=

=

= 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

242,3114 . 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,0076 As . 1000 ( 145 0,00353 As ) ]

242,3114 . 106 = 0,8 [ 37468 As 0,9122 As2 ) ]

242,3114 . 106 = 29974,4 As 0,72976 As20,72976 As2 29974,4 As + 242,3114 . 106 = 0

Dari persamaan ABC didapat As = 7984,1 mm2=

= = 0,055753 > min = 0,0058 ( OK

Dipakai Tulangan 32 100 ( As = 8042,5 mm2 )

Gambar Penulangan Pelat Lantai Kendaraan

Perhitungan Gelagar MemanjangDirencanakan gelagar memanjang menempel pada gelagar melintang, dan perataan bebannya sebagai berikut :

Jadi untuk gelagar memanjang untuk jarak bebannya berupa beban merata trapesium.Pemerataan BebanUntuk 1 gelagar memanjang sejarak

Q1=Q3 = t . q . t = qt2

Q2=( L 2t ) . q . t . ( L 2t )Q1= ( L 2t ) . q . t . ( L 2t )

VA= ( Q1 + Q2 + Q3 )

= [( qt2 ) + ( qt ( L 2t ) ) + ( qt2 ) ]

= ( qtL - qt2 )

MC=VA . L Q1 () Q2[L 2t]

=

(qtL qt2) .L - qt2 (L - t) - (L 2t) . qt [(L 2t)]

= qtL2 qt2L - qt2L + qt3 - qt3 (L2 4tL + 4t2)

=

qtL2 - qt3

MC=q ( tL2 - t3 )

.. ( 1 )

Q=qh . L

VA= Q = qh . L

MC=1/8 qh . L2

( 2 )

Persamaan ( 1 ) dan ( 2 )

q ( tL2 - t3 ) = 1/8 qh . L2

tL2 - t3 = L2h

tL2 - t3 = L2h

3tL2 - 4t3 = 3L2h

h = t -

Diamana : t = ( = ( 1,7 ) = 0,85 m

h = t - = 0,85 - = 0,865 m

Pembebanan1.Beban Mantap

- bs aspal

= 0,07 m . 2200 kg/m3 . 2 ( 0,865 ) m=266,42 kg/m

- bs pelat

=0,20 m . 2400 kg/m3 . 2 ( 0,865 ) m=830,40 kg/m

- air hujan

=0,05 m . 1000 kg/m3 . 2 ( 0,865 ) m= 86,50 kg/m

= 1183,32 kg/m

toeslag 10 %= 118,33 kg/m

qtotal

= 1301,65 kg/m

Karena posisi gelagar memanjang menempel pada gelagar melintang, maka perletakannya dapat dianggap sebagai perletakan sendi rol.

Qmaks= . q .

= . 1301,65 . 5,875

=3823,60 kg

Mmaks=1/8 . q . 2

=1/8 . 1301,65 . 5,8752

=5615,91 kg

2. Beban Bergerak

Ada beberapa alternatif

Alternatif 1

Diketahui P = 10,894 t

QPmaks 1= P = . 10,894=5,447 t

= 5447 kg

MPmaks 1=1/4 P . =1/4 . 10,894=15,434 t=15434 kg

Alternatif 2

V

= 0 ( VA + VB = 2 P ( VA = 10,894 t

Mmaks =VA . 1,437

=10,894 . 1,437

=15,66 tm

Dengan garis pengaruh ( sebagai kontrol )

yt

=

=

y2

=y3=0,471 . 1,367 = 0,644MPmaks 2

=P . y2 + P . y3

=10,894 . 0,644 + 10,894 . 0,644

=14,031 tmQPmaks 2

=10,894 t = 10894 kg

Alternatif 3

y1

y1

=

=

y2

=y3=0,510 . 0,598 = 0,305MPmaks 2

=P . y2 + P . y3

=10,894 . 0,305 + 10,894 . 0,305

=60645 tm

QPmaks 2

=VA = P = 60645 t

Kombinasi pembebanan

Dari pembebanan diatas dapat diketahui :

Mmaks total=Mqmaks + MPmaks

=5,615 + 15,434

=21,049 tm

=21049 kg/m

Dimensi gelagar memanjang

=

Dimensi gelagar memanjang dilakukan sebelum komposit

Wizin =

Wizin =

dimana 0,8 0,9 sehingga diambil = 0,85

Wizin =

Wizin =472,0 cm3Dari table diambil profil DIN 24 dengan data-data :

Wx=974 cm3

qx

=87,4 kg/m

lx

=11690 cm4

As

=111 cm2Kontrol lendutan sebelum komposit

Karena hanya berupa beban mantap, maka besarnya lendutan ( ) :

=

:

= = = 1,17

=

:

= = = 1,17

=0,048

=0,048 < = 1,17 ( OK )

Kontrol tegangan sebelum komposit

Dimana :

q = qx = 0,874 kg/cm

= 5,875 ( berat profil baja DIN 24 )

1.Tegangan tarik baja

Dirumuskan:

=

Mmax=1/8 . q . l2 = 1/8 . 0,874 . 587,52 = 37708,320 kg cm

h

=tinggi profil=24 cm ( DIN 24 )

=

= 48,39 kg/cm2

< a = 1400 kg/cm2 ( OK

2.Tegangan tekan baja

Dirumuskan:

=

= = -45,02 kg/cm2

< a =1400 kg/cm2 ( OKPerhitungan sesudah komposit

Lebar efektif ( beff ) = . 5,875 m = 1,469 m

Direncanakan profil DIN 24 dengan data-data sebagai berikut :

h=24 cm

t

=1,8 cm

b=24 cm

As

=111 cm2d=1,1 cm

lx

=11690 cm4

Luas beton Ac=beff. tplant

=146,9 . 20

=2938 cm2d = . 20 + . 24 = 22 cm

Inersia beton = Ic= 1/12 . beff . tp3

=1/12 . 146,9 . 203

=97933,333 cm4dc=

=

=9,7 cm

ds=d dc

=22 9,7

=12,3Is=Is + As . ds2

=11690 + 111 . (12,3)2

=28483,19 cm4Ic=

=

=17827,1311 cm4Ycu=dc tp = 9,7 + . 20 = 19,7 cm

Ysu=dc tp = 9,7 - . 20 = 0,3 cm

Ysi= . baja + ds = . 24 + 12,3 = 24,3 cm

Inersia komposit

Dirumuskan :Icu = 0,9 . Is + Ic

Icu

=0,9 . (28483,19) + 17827,1311

=43462,0021 cm4

Modulus penampang ( S )1.Terhadap serat atas ( beton )

Dirumuskan :

Scu=

=

=2206,193 cm32.Terhadap serat bawah ( baja )

a.

Ssu=

=

=144873,340 cm3

b.

Ssi=

=

=1788,56 cm3

Kontrol tegangan sesudah komposit

Momen yang ditahan oleh komposit = Mqmaks + MPmaks

Mmaks total

=5,615 + 15,434

=21,049 tm

=2104900 kg/m

a.Tegangan pada beton ( cusk )

( cusk )=

= = - 45,43 kg/cm2

( cusk ) = 1400 kg/cm2 ( OK

b.Tegangan tekan baja ( susk )

( susk )=

= = - 14,53 kg/cm2

( susk ) = 1400 kg/cm2 ( OK

c.Tegangan tarik baja ( sisk )

( susk )=

= = - 1176,87 kg/cm2

( sisk ) = 1400 kg/cm2 ( OKKontrol lendutan sesudah komposit

Diketahui :

Q

=38,24 kg/cm P

=10,894 t

=10894 kg

L

=587,5 cm

Icu=43462,0021 cm4Eb=2,1 . 106 kg/cm2=

+

=

+

=0,221 + 0,504

=0,725 cm

=

=

=1,175

< ( OK

Kontrol tegangan akhira.Tegangan tekan beton ( cu )

( cusk )=

=

= - 954,09 kg/cm2

cusk = 1400 kg/cm2 ( OK

b.Tegangan tarik baja ( si total )

( si total )

= ( si bk ) + ( si sk )

= 45,02 + 1161,31

=1206,33 kg/cm2

si total = 1400 kg/cm2 ( OK

c.Tegangan tekan baja ( su total )

( su total )=( su bk ) + ( su sk )

=45,02 + 4,82

=49,84 kg/cm2

su total = 1400 kg/cm2 ( OK PROFIL DIN 24 DAPAT DIPAKAI

Perhitungan Shear Connector

Gaya geser horizontal yang timbul antara pelat beton dan balok baja selama pembebanan harus ditahan agar penampang komposit bekerja secara satu kesatuan (monolith)

Walaupun kekuatan yang timbul antara pelat beton dan balok baja mungkin cukup besar, kekuatan ini tidak dapat diandalkan untuk memberikan interaksi yang diperlukan, sebagai gantinya harus diberikan alat penyambung geser ( shear connector ) mekanis yang disambung ke puncak balok baja.

Berdasarkan bidang geser balok dengan beban merata, dapat disimpulkan (minimal secara teoritis) bahwa alat penyambung geser yang diperlukan dekat ujung-ujung bentang lebih banyak daripada yang dibutuhkan ditengah bentang.

Macam macam alat penyambung.

1. Stud Berkepala

2. Stud Pancing

3. Shear connector cannal

3. Shear connector cannal

Perencanaan Shear ConnectorDirencanakan menggunakan shear connector Stud Berkepala (Headed Stud) dengan 4 buah stud.

Menurut spesifikasi AASHTO 1977

; ( OK

Kekuatan untuk 1 stud ( kekuatan geser )

Qs=10 h . ds .

= tegangan izin beton K.300 (tekan)

=10 . 7,62 . 1,905 .

=1444,33 kg

Kekuatan untuk 1 baris ( 4 stud )

Q stud

=4 . (Qs) = 4 . (1444,33) = 5777,33 kg

Gaya lintang ( Q ) maksimum pada gelagar memanjang

Qm=Qqmaks + QPmaks

=3688,225 + 10894

=14582,225 kg

Qtotal

=Qm + Qstud

=14582,225 + 5777,33

=17470,89 kg

Statis momen terhadap garis netral komposit

Sc=

668,5 cm3dimana :

beff

= bentang=146,9 cm

t

=tebal pelat=20 cm

n

=21

dc

=9,7 cm

dari perhitungan komposit Icu = 43462,0021 cm4Longitudinal shear ( q )q=

268,72 kg/cm

Jarak antara shear connector ( spacing )

S1=

21,5 cm

Kontrol lendutan

Dari perhitungan gelagar memanjang diketahui :

Mmaks total

= kg cm

Mmaks total

=1/8 q . 2qs=

48,79 kg/cm

=

=

=0,83 cm

=

=

= 1,175

< ( OK dipakai stud 5/4 dengan h = 3

Tampak samping

Perhitungan Trotoar

Gambar rencana

Dimensi Balok Sandaran

Direncanakan pipa baja bulat dengan mutu baja Bj 44 dengan = 1867 kg/cm2( PPBBI halaman 5 )

=

= W=

= = 37,94 cm3Dari Buku Teknik Sipil halaman 299 dipakai baja pipa O=139,8 mm

L=606 cm4

t=6,5 mm

i=4,72 cm

F=27,22 cm2

w=86,7 cm4Kontrol

=

= = 960,367 kg/cm2 < = 1867 kg/cm2Kontrol lendutanq=125 kg/m + 21,4 kg/m = 145,4 kg/m

=

< = = 1,958=

= 1,772 cm

= 1,772 < = 1,889 ( OK )

Pembebanan Pelat Lantai Trotoar

-Berat sendiri pelat ( h = 0,12 m )=0,12 . 2400 . 1 m= 288 kg/m

-Berat sendiri pavement ( h = 0,03 )=0,03 . 2500 . 1 m= 75 kg/m

-Berat sendiri air ( h = 0,04 m )=0,04 . 1000 . 1 m = 40 kg/m

-Beban hidup

=60 % . 500 . 1 m=300 kg/m

=

703 kg/m

toeslag 10 %=

70,3 kg/m

qtotal= 773,3 kg/m

Karena pada trotoar hanya ada gelagar memanjang ( tidak ada gelagar melintang ), maka posisi pelat menumpu dengan posisi terjepit disisi kiri dan kanan saja.

Lx = 06 m Mty

Mly

Mty

Mtx Mtx

Mtx

1,67 < 2 ( two way slab )

dari Buku Sudarmanto halaman 46, didapat type IV B

Mls=0,001 . 773,3 . 0,62 . 53,05=14,768 kgm= 0,14768 kNm

Mtx= -0,001 . 773,3 . 0,62 . 83,35=-22,925 kgm=-0,22925 kNm

Mly=0,001 . 773,3 . 0,62 . 17= 4,732 kgm= 0,04732 kNm

Mty=- . 4,732

=14,768 kgm=-0,02366 kNm

Perhitungan PenulanganDirencanakan :

Mutu beton

fc = 40 MPa

Mutu baja

fy = 240 MPa

Perhitungan dengan cara SK SNI T-15-1991-03

Tebal selimut beton = 40 mm

Tinggi efektifd=h selimut beton

=120 40 . 25

=67,5 mm

Rasio tulangan minimum=min =

Analisa Diagram Tegangan

Rumus :

c=

0,85 fc.ab

T=

As.Fy

c=

T

0,85 . fc . a . b = As . fy

a=

=

0,85 . fc . a . b = b . b . d .fy

0,85 . fc . . . d . b = b . b . d . fy

b

=0,85 . 1 . .

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

Untuk fc=40 MPa ( 1 = 0,77

Rasio tulangan maksimum

maks=0,75 b

=0,75 . 0,85 . 0,77 . .

=0,0058

Penulangan Arah X

Tulangan Lapangan

Mlx=4720,55 kgm=47,2055 kNm

c= T

0,85 fc . a . b = As . fy

a=

= = 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

47,2055. 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,0076 As . 1000 ( 145 0,00353 As ) ]

47,2055. 106 = 0,8 [ 37468 As 0,9122 As2 ) ]

47,2055. 106 = 29974,4 As 0,72976 As20,72976 As2 29974,4 As + 47,2055. 106 = 0

Karena bilangan imajiner, maka dipakai min = 0,0058

As=min . b . d

=0,0058 . 1000 . 67,5

=391,5 mm2Dipakai Tulangan 10 200 ( As = 39273 mm2 )

Tulangan Tumpuan

Mlx=0,022925 kNmc =T

a

=

=

= 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

0,22925 . 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,0076 As . 1000 ( 67,5 0,00353 As ) ]

0,22925 . 106 = 0,8 [ 405,0675 As 0,8473 As2 ) ]

0,22925 . 106 = 324,054 As 0,67784 As20,67784 As2 324,054 As - 0,22925 . 106 = 0

Karena bilangan imajiner, maka dipakai min = 0,0058

As=min . b . d

=0,0058 . 1000 . 67,5

=391,5 mm2Dipakai Tulangan 10 200 ( As = 392,7 mm2 )

Penulangan Arah Y

Tulangan Lapangan

Mlx=0,04508 kNm

c = T

0,85 fc . a . b = As . fy

a

=

=

= 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

0,04508. 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,00706 As . 1000 ( 67,5 0,00353 As ) ]

0,04508. 106 = 0,8 [ 405,0675 As 0,8473 As2 ) ]

0,04508. 106 = 324,054 As 0,67784 As20,67784 As2 324,054 As + 0,04508. 106 = 0

Karena bilangan imajiner, maka dipakai min = 0,0058

As=min . b . d

=0,0058 . 1000 . 67,5

=391,5 mm2Dipakai Tulangan 10 200 ( As = 392,7 mm2 )

Tulangan Tumpuan

Mlx=0,0294 kNm

c = T

0,85 fc . a . b = As . fy

a

=

=

= 0,00706 As

Mu

= [ 0,85 fc . a . b ( d . a ) ]

0,0294. 106 = 0,8 [ 0,85 . 40 . 0,0076 As . 1000 ( 67,5 0,00353 As ) ]

0,0294. 106 = 0,8 [ 405,0675 As 0,8475 As2 ) ]

0,0294. 106 = 324,054 As 0,67784 As20,67784 As2 324,054 As + 0,0294. 106 = 0

Karena bilangan imajiner, maka dipakai min = 0,0058

As=min . b . d

=0,0058 . 1000 . 67,5

=391,5 mm2Dipakai Tulangan 10 200 ( As = 392,7 mm2 )

Perhitungan Gelagar Memanjang Trotoar

Direncanakan jumlah gelagar memanjang 3 buah dengan jarak 0,6 m.

Pembebanan

-Berat sendiri pelat

=0,12 . 2400 . 0,6 m=288 kg/m

-Berat sendiri pavement=0,03 . 2500 . 0,6 m= 45 kg/m

-Berat sendiri air

=0,04 . 1000 . 0,6 m =

24 kg/m -Beban hidup ( P )

=60 % . 500 . 0,6 m=180 kg/m

-Berat sendiri gelagar ditaksir=

= 40 kg/m

q

=461,8 kg/m

toeslag 10 %=46,18 kg/m

qtotal

= 507,98 kg/m

Perhitungan momen maksimum

Mmaks

=1/10 . q .l2

=1/10 . 507,98 . 5,8752

=1631,37 kg/m

=163137 kg/cm

Dimensi gelagar memanjang trotoar

Direncanakan Bj 44 = 1867 kg/cm2, Mmaks = 163137 kgcm

=

W=

= W= =

Dari table diambil profil DIN 12 dengan data-data :

Wx=143 cm3lx

=860 cm4q

=26,5 cm2b

=120 mm = 12 cm

Kontrol tegangan

=

=

= 1140,82 kg/cm2 < = 1867 kg/cm2 ( OK

Kontrol lendutan

=

< =

=0,197 cm

=

= 0,197 < = 1,175 ( OK )

Perhitungan Gelagar Melintang

Skema Pembebanan

Jadi untuk gelagar melintang dengan jarak (, bebannya berupa bebam merata segitiga.

- Jumlah galagar memanjang

=5 buah

- Jarak antar gelagar memanjang ( ( )

=1,625 m

- Jumlah gelagar melintang

=7 buah

- Jarak antar gelagar melintang ( )

=5,875 m

Pemerataan Beban

Untuk 1 gelagar melintang sejarak (

t = ( = . 1,67 = 0,85 m

Konstruksi 1

Qt= Q2 = . ( . qt . = qt . . qt2VA= ( Q1 + Q2 ) = qt2Mc=VA . t Q1 . 1/3 . t

= qt2 . t qt2 . 1/3 .t

= qt3 1/6 qt3

=qt3

Konstruksi 2

Qt

=qh . 21 = 2 qht

Ql

=qht

VA= Q = 2 qht = qht

MC=VA . t Q1 . t

=qht . t qht . t

=qht2 . ht2 . q

= qht2

.. ( 2 )

Persamaan ( 1 ) dan ( 2 )

qht2

=1/3 qt3

h

=1/3 t

h

=2/3 t

t

=0,85 m

h

=2/3 . 0,85

=0,54 m

Pembebanan

Beban Mantap-bs aspal=0,07 m . 2200 kg/m3 . 2 ( 0,54 ) m=166,32 kg/m

-bs pelat=0,20 m . 2400 kg/m3 . 2 ( 0,54 ) m=518,40 kg/m

-air hujan=0,05 m . 1000 kg/m3 . 2 ( 0,54 ) m= 54,00 kg/m

-berat sendiri gelagar ( ditaksir )

=166,32 kg/m

=938,73 kg/m

toeslag 10 %

= 93,87 kg/m

qtotal

= 1032,59 kg/m

Beban akibat gelagar memanjang DIN 24=87,4 kg/m

Pm=q .

=87,4 kg/m . 5,875 m

=513,5 kg

Beban akibat trotoar q = 507,98 kg/m

Pt

= . 507,98 kg/m . 0,6 m = 304,788 kg

Momen maksimum akibat beban mati

VA=VB= q . l + PA + PA + PA + Pm + Pm

= . 1032,59 . 10,5 + . 304,788 + 304,788 + 304,788 +495,3 + 495,3 + 495,3

=7421,31 kg

Mmaks=VA.l1/8ql2PA.4,45PA.3,85(Pt+Pm).3,25Pm.1,625=.7421,31..10,5-1/8.1032,59.102-1/2.304,788.4,45-304,788.3,85- (304,788+495,3).3,25-495,3.1,7

=15372,64 kgm

Beban BergerakAlternatif I

Diketahui P = 10,894 t

QPmaks 1= P

= 10,894

= 10,894 t

= 10894 kg

MPmaks 1= P

= 10,894 . 4,375

= 47,661 tm

= 47661 kg m

Alternatif 2

( V=0

VA + VB = 4 P

VA = VB = 2 . 10894 kg = 21788 kg

Mmaks= VA . 4,75 P . 1,75

=21788 . 4,75 10894 . 1,75

=84428,5 kg

Kombinasi pembebanan

Dari pembebanan diatas dapat diketahui :

Mmaksimal=Mqmaks + MPmaks

=15372,64 = 84428,5

=99801,14 kgm

Dimensi gelagar melintang

=

Dimensi gelagar melintang dilakukan sebelum komposit

Wizin =

Wizin = dimana 0,8 0,9 sehingga diambil = 0,85

Wizin =

Wizin = 1291,81 cm3Dari table diambil profil DIN 50 dengan data-data :

Wx=4530 cm3

qx

=2 kg/cm2lx

=113180 cm4

As

=255 cm2Kontrol lendutan sebelum komposit

Karena hanya berupa beban mantap, maka besarnya lendutan ( )

=

+

:

= = = 1,78

=

+

=0,59+ 0,050 EMBED Equation.3

=0,64

=0,64 < = 1,78 ( OK )

Kontrol tegangan sebelum komposit

Dimana :

q = qx = 2 kg/cm

= 8,5 ( berat profil baja DIN 50 )

1.Tegangan tarik baja

Dirumuskan:

=

Mmax=1/8 . q . l2 = 1/8 . 2 . 10502 = 275625,5 kg cm

h

=tinggi profil=50 cm ( DIN 50 )

=

= 76,10 kg/cm2

< a = 1400 kg/cm2 ( OK

2.Tegangan tekan baja

Dirumuskan:

=

= = -78,86 kg/cm2

< a =1400 kg/cm2 ( OK

Perhitungan sesudah komposit

Lebar efektif ( beff ) = . 10,5 m = 2,2,625 m

Direncanakan profil DIN 24 dengan data-data sebagai berikut :

h=50 cm

t

=3,0 cm

b=30 cm

As

=255 cm2d=1,6 cm

lx

=113180 cm4

Luas beton Ac=beff. tplant

=262,5 . 20

=5250 cm2d = . 20 + . 50 = 35 cm

Inersia beton = Ic= 1/12 . beff . tp3

=1/12 . 262,5 . 203

=175000 cm4dc

=

=

=18,78 cm

ds

=d dc

=35 19,5

=15,5 cm

Is=Is + As . ds2

=113180 + 255 (15,5)2

=174443,75 cm4Ic=

=

=96505,43 cm4Ycu=dc + tp = 18,78 + . 20 = 28,78 cm

Ysu=dc tp = 18,78 - . 20 = 8,78 cm

Ysi= . baja + ds = . 50 + 15,5 = 40,5 cm

Inersia komposit

Dirumuskan :Icu = 0,9 . Is + Ic

Icu

=0,9 . (174443,75) + 96505,43

=253504,80 cm4

Modulus penampang ( S )1.Terhadap serat atas ( beton )

Dirumuskan :

Scu

=

=

=8808,36 cm32.Terhadap serat bawah ( baja )

a.Daerah tekan

Ssu=

=

=28872,98 cm3

b.Daerah tarik

Ssi=

=

=6259,37 cm3

Kontrol tegangan sesudah komposit

Momen yang ditahan oleh komposit = Mqmaks + MPmaksMmaks total

=15372,64 + 84428,5

=95801,14 kgm

=9980114 kg cm

a.Tegangan pada beton ( cusk )

( cusk )=

= = - 53,95 kg/cm2

( cusk ) = 1400 kg/cm2 ( OK

b.Tegangan tekan baja ( susk )

( susk )=

= = - 345,65 kg/cm2

( susk ) = 1400 kg/cm2 ( OK

c.Tegangan tarik baja ( sisk )

( susk )=

= = 1374,42 kg/cm2

( sisk ) = 1400 kg/cm2 ( OKKontrol lendutan sesudah komposit

Diketahui :

q=1032,6 kg/cm

P=10,894 t

=10894 kg

L=850 cm

Icu=240700,375 cm4Eb=2,1 . 106 kg/cm2=

+

=

+

=0,618 cm

=

=

=2,1

< ( OK

Kontrol tegangan akhira.Tegangan tekan beton ( cu )

( cusk )

=

=

= - 1227,155 kg/cm2

cusk = 1400 kg/cm2 ( OK

b.Tegangan tarik baja ( si total )

( si total )

= ( si bk ) + ( si sk )

= 45,68 + 1353,75

=1399,43 kg/cm2

si total = 1400 kg/cm2 ( OK

c.Tegangan tekan baja ( su total )

( su total )=( su bk ) + ( su sk )

=78,86 + 462,13

=540,99 kg/cm2

su total = 1400 kg/cm2 ( OK PROFIL DIN 24 DAPAT DIPAKAI

Perhitungan Shear Connector Gelagar Melintang

Gaya geser horizontal yang timbul antara pelat beton dan balok baja selama pembebanan harus ditahan agar penampang komposit bekerja secara satu kesatuan (monolith)

Walaupun kekuatan yang timbul antara pelat beton dan balok baja mungkin cukup besar, kekuatan ini tidak dapat diandalkan untuk memberikan interaksi yang diperlukan, sebagai gantinya harus diberikan alat penyambung geser ( shear connector ) mekanis yang disambung ke puncak balok baja.

Berdasarkan bidang geser balok dengan beban merata, dapat disimpulkan (minimal secara teoritis) bahwa alat penyambung geser yang diperlukan dekat ujung-ujung bentang lebih banyak daripada yang dibutuhkan ditengah bentang.

Perencanaan Shear ConnectorDirencanakan menggunakan shear connector Stud Berkepala (Headed Stud) dengan 4 buah stud.

Menurut spesifikasi AASHTO 1977

; ( OK

Kekuatan untuk 1 stud ( kekuatan geser )

Qs=10 h . ds .

= tegangan izin beton K.300 (tekan)

=10 . 7,62 . 1,905 .

=1444,33 kg

Kekuatan untuk 1 baris ( 4 stud )

Q stud

=4 . (Qs) = 4 . (1444,33) = 5777,33 kg

Gaya lintang ( Q ) maksimum pada gelagar memanjang

Qm=Qqmaks + QPmaks

=6595,245 + 21788

=28383,245 kg

Qtotal

=Qm + Qstud

=28383,245 + 5777,33

=31271,91 kg

Statis momen terhadap garis netral komposit

Sc=

1973,21 cm3dimana :

beff

= bentang=212,5 cm

t

=tebal pelat=20 cm

n

=21

dc

=19,5 cm

dari perhitungan komposit Icu = 240700,375cm4Longitudinal shear ( q )q=

256,36 kg/cm

Jarak antara shear connector ( spacing )

S1=

22,536 cm

Kontrol lendutan

Dari perhitungan gelagar memanjang diketahui :

Mmaks total

=8086685 kg cm

Mmaks total

=1/8 . q . 2

qs=

89,54 kg/cm

=

=

=1,1 cm

=

=

= 2,1

< ( OK Dipakai stud 5/4 dengan h = 3

Tampak samping

Perhitungan Ikatan Angin

Ketentuan ketentuan :

1.Menurut PPJJR halaman 13, tekanan angin horizontal yang bekerja terhadap bidang vertikal sebesar 150 kg/m2.

2.Bidang vertikal beban hidup yang ditetapkan sebagi suatu permukaan bidang vertikal yang mempunyai tinggi menerus sebesar 2 meter diatas lantai kendaraan.

3.Jumlah luar bagian-bagian sisi jembatan yang terkena angin untuk jembatan rangka diambil sebesar 30 % luas bidang sisi jembatan yang terkena angin.

Akibat muatan hidup ( mobil ) dengan tinggi 2 m ( W1 )

W1

=2 . ( 2 . 33 . 150 ) = 20400

Akibat bidang sisi yang terkena angin pada rangka ( W2 )

W2 =30 % . ( 1,5 . 5,5 . 34 ) . 150 = 12622,5 kg

Titik tangkap kerja angin akibat W1

=100 + 7 + 20 + 50=177 cm

Titik tangkap kerja angin akibat W2

= . 5,5 = 2,75 m

( MB=0

RA . 8,5 W1 . 1,77 W2 . 2,77 = 0

RA . 8,5 20400 . 1,77 12622,5 . 2,77 = 0

RA= 7985,65 kg

( MA=0

RB . 8,5 W1 . 1,77 W2 . 2,77 = 0

RB . 8,5 20400 . 1,77 12622,5 . 2,77 = 0

RB= 7985,65 kg

DENAH IKATAN ANGIN BAWAH

Jadi gaya yang bekerja pada ikatan angin atas adalah 35 % dari beban angin total

35 % RB=35 % . 7985,65 kg

=2794,98 kg

Gaya yang bekerja pada 1 titik buhul ( P )

=

Gaya yang bekerja pada titik buhul ujung

=

Reaksi pada ujung ( RC = RD )

=

CREMONA IKATAN ANGIN BAWAHGaya Batang Ikatan Angin Bawah

BatangPanjang

BatangGaya Batang

Tarik (+)Tekan (-)

A1

A2

A3

A4

A5

A6

B1

B2

B3

B4

B5

B6

D1

D2

D3

D4

D5

D6

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T75,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

8,900 m

8,900 m

8,900 m

8,900 m

8,900 m

8,900 m

8,900 m0

-

-

-

-

0

741,63

1186,608

1334,934

1334,934

1186,608

74163

-

-

-

-

-

-

-

698,745

232,915

0

232,915

698,745

-0

741,63

1186,608

1186,608

741,63

0

-

-

-

-

-

-

1380,67

828,492

267,134

267,134

648,835

1380,67

232,915

-

-

0

-

0

232,915

Dimensionering Ikatan Angin Bawah

Batang DiagonalGaya batang maksimum=1380,67 kg ( tekan )

Lk=

= 10,93 m

lt=1400 kg/cm2

tk=1,5 . 1400 = 2100 kg/cm2

Imin=1,69 . P . Lk2

=1,69 . 1,381 . 10,932

=278,818 cm4Dipakai profil L 130.130.12

lx=ly=472 cm4

Wx=Wy=50,4 cm3

lx=ly=3,97 cm

F=30 cm2

e=3,64 cm

Kontrol Tegangan Tekuk

Untuk batang tekan pada batang diagonal dan vertikal disesuaikan dengan PPBBI pasal 2.3 ( 27 a )

Lkx=0,7 Lk=0,7 . 10,93=7,651 m

=

perlu=

perlu< tk

307,291 kg/cm2 < 2100 kg/cm2 ( Aman )

a=

=

= 407,006 kg/cm2 < = 1400 kg/cm2 ( OK )

Kontrol As Bahan=193(

=0,122

Pizin =F . .

=30 . 1400 . 0,122

=5124 kg

Pizin> Pperlu

( Aman ) Batang Tegak

Gaya batang maksimum=698,745 kg ( tekan )

Lk=8,5 m

=1400 kg/cm2

tr=0,75 . 1400 = 1050 kg/cm2

Luas batang yang diperlukan

F =

Dipakai profil DIN 12

ly

=860 cm4

lx

=5,04 cm

F

=33,8 cm2Kontrol Tegangan Tekuk

=

perlu=

perlu< tk

124,989 kg/cm2 < 1050 kg/cm2 ( Aman )

Perhitungan Rangka Utama

Akibat beban mantap

Akibat beban mantap yaitu reaksi akibat beban gelagar melintang.

VA=VB=6595,245 kg

Akibat beban bergerak

Akibat gaya reaksi beban bergerak pada alternatif 2 ( Vmaks ).

VA=VB=21788 kg

Akibat angin

Akibat ikatan angin bawah.

RC=RD=1397,49 kg

Gaya total yang diterima oleh satu titik buhul gelagar induk.

P=6595,245 + 21788 + 1397,49

=29780,735 kg

Gaya total yang diterima oleh satu titik buhul ujung.

P = . 29780,735

=14890,368 kg

Reaksi perletakan

VA=VB= ( P= . 6 P= . 6 . 29780,735

=89342,205 kg

CREMONA GELAGAR UTAMAGAYA BATANG GELAGAR UTAMABatangPanjang

BatangGaya Batang

Tarik (+)Tekan (-)

A1

A2

A3

A4

A5

A6A7B1

B2

B3

B4

B5

B6B7

B8D1

D2

D3

D4

D5

D6D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

D14

D15

D16

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

5,875 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

10,551 m

0

-

-

-

-

174961,81

0

174961,81

94961,81

94961,81

56987,2356987,23

94961,81

94961,81174961,81

-

-

-

-

-

-

0174961,81

94961,81

94961,81

94961,81

174961,81

0

-

-

-

-

-

-

-

-

314208,78285425,15314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78285425,15

314208,78285425,15

Dimensionering Rangka Utama

Batang AtasGaya batang maksimum=174961,81kg ( tekan )

Lk

=5,875 m

=1400 kg/cm2

tr

=0,75 . 1400 = 1050 kg/cm2

tr

=1,5 . 1400 = 2100 kg/cm2

Luas batang yang diperlukan

F =

Dipakai profil DIN 25

lx

=13300 cm4

lx

=10,7 cm

F

=116 cm2Kontrol Tegangan

perlu=

( Aman )

Imin=1,69 . P . Lk2

=1,69 . 174961,81. 5,8752

=7878,25 cm4 lx = 8050 cm4 ( Aman )

Kontrol Tegangan Tekuk

=

perlu=

perlu< tk

1476,504 kg/cm2 < 2100 kg/cm2 ( Aman )

Kontrol As Bahan=53(

=0,810

Pizin=F . .

=116 . 2100 . 0,810

=197316 kg

Pizin> Pperlu

( Aman )

Kontrol Buckling

P=

Batang BawahGaya batang maksimum=174961,8kg ( tarik )

Lk

=5,875 m

=1400 kg/cm2

tr

=0,75 . 1400 = 1050 kg/cm2

tr

=1,5 . 1400 = 2100 kg/cm2

Luas batang yang diperlukan

F =

Dipakai profil DIN 25

lx

=13300 cm4

lx

=10,7 cm

F

=116 cm2Kontrol Tegangan Tarik

perlu=

( Aman )

Kontrol Kelangsingan Bahan

Batang DiagonalGaya batang maksimum=314208,78kg ( tekan )

Lk

=7,897 m

=1400 kg/cm2

tr

=0,75 . 1400 = 1050 kg/cm2

tr

=1,5 . 1400 = 2100 kg/cm2

Luas batang yang diperlukan

F =

Dipakai profil DIN 25

lx

=13300 cm4

lx

=10,7 cm

F

=116 cm2Kontrol Tegangan

perlu=

( Aman )

Imin=1,69 . P . Lk2

=1,69 . 314,20878. 7,8972

=13289 cm4 lx = 13300 cm4 ( Aman )

Kontrol Tegangan Tekuk

=

perlu=

perlu< tk

2546,25 kg/cm2 < 2100 kg/cm2 ( Aman )

Kontrol As Bahan=74 ( =0,637

Pizin=F . .

=116 . 2100 . 0,637

=155173,2 kg

Pizin> Pperlu

( Aman )

Kontrol Buckling

P=

Perhitungan Jumlah Paku

Direncanakan memakai paku keling 26 m

( =2400 kg/cm2Irisan Tunggal

geser= . ( . d2 . (( (=0,8 geser= . ( . 2,22 . 0,8 . 2400

=7298,548 kg

Misal tebal pelat diambil 10 mm= tp =d . . tp ( tp=2 tp =2,2 . 1 . 2 . 2400

=10560 kgDari kedua alternatif, maka yang diambil adalah nilai yang terkecil = 7298,548 kgRumus jumlah paku ( n ) n=

Tabel Jumlah Paku

Nama

BatangGaya Batang

( kg )N

( kg )Jumlah Paku

Untuk 1 BatangDimensi Batang

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7D8D9D10D11D12D13D14

D15

D160

174961,81

94961,81

94961,81

94961,81

174961,81

0

174961,81

94961,81

94961,81

56987,23

56987,23

94961,81

94961,81

174961,81

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78

285425,15

314208,78285425,15

314208,78285425,15

152815283

15283

15283

15283

1528315283152831528315283

15283

15283

15283

15283

15283

15281528315283

15283

15283

15283

15283

15283

15283

15283

15283

15283

15283

152831528315283

1624222222241624222218182222242826282628262826282628262826

28

26DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25DIN 25DIN 25DIN 25DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25DIN 25DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25

DIN 25DIN 25DIN 25

DIN 25

Tebal Pelat PenyambungRumus :

dimana :

t . d . n . tp = Pmaks

tp = 6160 kg

t =

n= Jumlah paku maks pada sambungan

d= paku

Nama

BatangGambar

Sambungan Paku

( mm )Jumlah PakuPmaksTebal Pelat

( t ) ( mm )

B1 - D12228314208,78

0,049 mm

= 10 mm

D1 - A1 -D2

2230314208,78

0,049 mm

= 10 mm

B1 D3 -D2 - B22230314208,78

0,050 mm

= 10 mm

D3 - A2 -A3 D42230314208,78

0,050 mm

= 10 mm

B3 D6 -D7 B42230314208,78

0,051 mm

= 10 mm

B4 B5 D8 D9 2230314208,78

0,050 mm

= 10 mm

Menentukan Letak Paku pada Rangka Utama

Dari PPBBI 1971, diketahui tegangan izin untuk menghitung kekuatan paku :

(= 0,8 (

=0,8 . 2400 kg/cm2

Diameter baut : 22 mm, direncanakan :

S=3,5 d=3,5 . 2,2 cm

=7,7 cm

U=3,0 d=3,0 . 2,2 cm

=6,6 cm

S1=2,0 d=2,0 . 2,2 cm

=4,4 cm

Perhitungan Sambungan

Gelagar Melintang Dengan Rangka Utama

A.Sambungan gelagar melintang dengan rangka uatama menggunakan sambungan las.

Profil gelagar melintang DIN 50

h=50 cm

b=30 cm

d=1,6 cm

t=3 cm

=1400 kg/cm2

ult=1,2.1400 = 1680 kg/cm2

(

=0,58.1400= 812 kg/cm2

a

=1,5.1400 = 2100 kg/cm2

Untuk S1 > 2d ( S1 = tebal pelat tertipis )

Panjang las bruto

=00(L bruto

=2 h=100 cm

=900(L bruto

=2 b + 2 ( b - d )

=2 . 30 + 2 . ( 30 . 1,6 )

=116,8 cm

Tebal las sudut

Berdasarkan tebal pelat yang hendak disambung :

a= . S

= . 3

=2,121 cm

Panjang las netto

=00(Ln bruto - 3a = 100 - 3 . 2,121 = 93,637 cm=900(Ln bruto - 3a =116,8 - 3 . 2,121=110,437 cm

Kekuatan las

=00(P1=2,121. 93,637 . 812=161266,511 kg

=900(P2=2,121 . 110,437 . 812=110,437 kg

Ptotal=P1 + P2

=351466,855 kgGaya lintang ( R )=6595,245 + 21788=28383,245 kg

Kontrol tegangan

Kekuatan las > gaya lintang maksimum

351466,855 > 28383,245 ( OK )

B.Sambungan Pelat Penyambung Dengan Rangka Utama Dan Gelagar Melintang Menggunakan Baut 26 mm

Dlintang

=35146,85kgBerdasarkan tegangan geser ( g )= . ( . d2 . (

= . ( . 2,62 . 812

=4308,959 kg

Berdasarkan tegangan tumpu ( tp ) = d . . tp

= 2,6 . 1,2 . 1400

= 4368 kg

Diambil alternatif yang terkecil yaitu g=4308,959 kg

Maka jumlah baut

=

=

=8,1 ( 9buah

Kekuatan Las

= 0 ( las tumpul ) anggapan gaya yang dipindahkan terbagi rata atas potongan memanjang yang terkecil dari las tersebut.

Perhitungan Tebal Pelat Penyambungt=tebal pelat penyambung

n=jumlah baut=7 buah

ds=diameter baut=2,6 cm

t

=

=

=2,1223 cm ( 3cm

Sehingga dipakai tebal pelat penyambung 3 cm.

Perhitungan Perletakan

Pembebanan

A.Berat Lantai Kendaraan

Akibat beban pelat

6,5 m . 752,4 kg/m . 47 m

=186280,000 kg

Akibat beban gelagar memanjang ( DIN 24 )

5 buah . 87,4 kg/m . 47 m

= 16858,000 kg

Akibat beban gelagar melintang ( DIN 50 )

7 buah . 200 kg/m . 10,5 m

= 13460,000 kg

Total

203154,000 kg

B.Beban Bergerak

=10894,000 kg

C.Berat Trotoar

Akibat beban pelat

2 . 1,2 m . 773,3 kg/m . 47 m

=73101,000 kg

Akibat beban balok sandaran ( 139,8 )

2 x 3 buah . 21,4 kg/m . 47 m

= 6365,000 kg

Akibat beban gelagar memanjang ( DIN 12 )

3 buah . 26,5 kg/m . 47 m

= 4703,00 kg

Total

123145,000 kg

D.Berat Ikatan Angin

Akibat beban ikatan angin atas ( L 130.130.12 )

8 buah . 23,6 kg/m . 10,563 m

=

1994,294 kg

Akibat beban ikatan angin atas ( DIN 12 )

5 buah . 26,5 kg/m 10,5 m

=

1279,250 kg

Akibat beban ikatan angin bawah ( L 130.130.12 )

12 buah . 23,6 kg/m . 10,551 m

=

2988,043 kg

Akibat beban ikatan angin bawah ( DIN 12 )

7 buah . 26,5 kg/m 10,5 m

=

1850,950 kg

Total

9812,537 kg

E.Berat Rangka Utama

Akibat beban pada batang atas ( DIN 25 )

2 x 4 buah . 91,1 kg/m . 5,875 m

=

4146,143 kg

Akibat beban pada batang bawah ( DIN 25 )

2 x 6 buah . 91,1 kg/m . 5,875 m

=

6195,164 kg

Akibat beban pada batang diagonal ( DIN 25 )

2x2.(7,236 m+7,557 m+7,897 m).91,1 kg/m=

8268,236 kg

Akibat beban pada batang tegak ( DIN 25 )

2 x (4,5m+5m+5,5m+5m+4,5m).91,1 kg/m=

4463,900 kg

Total

23073,443 kg

Total pembebanan=203154,000 + 10894,000 + 123145,000 + 9812,537 +23073,44

=505548,260 kg

Beban untuk satu perletakan = . 505548,260= 252774,13 kg

Perhitungan Elastomer Beban satu perletakan

=

252774,13 kg

H akibat beban gempa

=

30555,826 kg

H akibat gaya rem

=

7638,707 kg

Ptotal

=

290968,666 kg

Dipakai bantalan elastomer type preksy

Tebal ( t )

=5,125 cm

Tebal pelat ( ts )

=1,5 cm

Tebal total ( T )

=2,5 cm

Lebar ( a )

=55 cm

Panjang ( b )

=55 cm

maks

=2,2 cm

Kontrol kekuatan elastomer terhadap beban-bebanShafe factor

=

=

=11

Kontrol terhadap tegangan maksimum

A=b . ( a - max )

=55 . ( 55 - 2,2 )

=2904 cm2G

=8 kg/cm2S

=11

u=

< 2 G S

=

< 2 . 8 . 11

=126,121 kg/cm2 Kontrol terhadap slip

Slip terjadi pada waktu beban vertikal minimum sedangkan beban horizontal maksimum biasanya diperhitungkan pada waktu gempa maksimum.

Pmin= Pmaks= . 290968,666 =115483,445 kg

=

>10

=

>10

=98,14 kg/cm2>20 kg

( Aman )

H gempa maks