ITS Undergraduate 16927 3108100621 Paper

7/24/2019 ITS Undergraduate 16927 3108100621 Paper

1/22

1

MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN

BUSUR RANGKA BAJA

DENGAN LANTAI KOMPOSIT,

DI KOTA

Nama : Herlambang Tinton P

Pembimbing : Ir. Djoko Irawan

Abstrak

Jembatan merupakan suatu struktur

bangunan yang berfungsi untuk menyatukan jalan

yang terputus oleh rintangan, misalnya sungai,

rawa, dll. Dalam penyusunan Tugas akhir ini di

rencanakan jembatan rangka busur baja yang

melintasi sungai barito, Palangkaraya Kalimantan

Tengah dengan bentang total 300 m. bentang utama

180 m dan bentang sekunder 120 m.

Peraturan pembebanan yang dipakai untuk

merencanakan jembatan ini mengacu pada RSNI2005 yang merupakan pedoman peraturan untuk

merencanakan sebuah jembatan. Adanya peraturan

pembebanan dimaksudkan untuk memberikan saran

dalam perencanaan jembatan di Indonesia yang

dapat menjamin tingkat keamanan, dan tingkat

penghematan yang dapat diterima struktur

jembatan. Sedangkan perencanaan struktur atas

jembatan mengacu pada peraturan AISC LRFD.

Tahap awal perencanaan adalah

perhitungan lantai kendaraan dan trotoar.

Kemudian dilakukan perencanaan gelagar

memanjang dan melintang, sekaligus perhitunganshear connector. Memasuki tahap konstruksi

pemikul utama, dilakukan perhitungan beban

beban yang bekerja, kemudian dianalisa dengan

menggunakan program SAP 2000. Setelah

didapatkan gaya gaya dalam yang bekerja

dilakukan perhitungan kontrol tegangan dan

perhitungan sambungan. Bersamaan dilakukan

perhitungan konstruksi pemikul utama juga

dilakukan perhitungan konstruksi sekunder yang

meliputi ikatan angin atas, bawah, dan portal akhir.

Kemudian memasuki tahap akhir dari perencanaan

struktur atas dilakukan perhitungan dimensi

perletakan. Setelah selesai analisa dari struktur atas

jembatan, dilakukan analisa perencanaan struktur

bawah jembatan (abutment).

Dari hasil perencanaan didapatkan profil

yang dipakai dalam jembatan :

Batang Busur menngunakan 2 WF500.375.16.32;

Batang Tarik 2WF500.500.19.32;Batang vertikal

dan diagonal WF500.250.9.12; Batang horisontal

WF250.250.6.9 ; Batang penggantung WF

500.200.6.9; Ikatan angin atas WF 250 x 250 x 6 x 9

; Ikatan angin bawah WF 300 x 275 x 9 x 14.Perletakan menggunakan Sendi dan Rol baja.Pondasi menggunakan tiang pancang.

PALANGKARAYA KALIMANTAN TENGAH

1)

LATAR BELAKANG

Sungai Barito merupakan salah satu sungai besardi Palangkaraya Kalimantan Tengah. Penduduksetempat memanfaatkan sungai tersebut sebagai tempat

untuk melakukan transaksi perdagangan, dimanaperdagangan dilakukan diatas perahu. Sungai Barito inimempunyai lebar 300 m, diatas sungai tersebut terdapatsebuah jembatan beton bertulang. Jembatan tersebutmenghubungkan antara Kabupaten Barito Utara denganBarito Selatan. Karena jembatan tersebut tidak dapatdilewati ponton dan sudah termakan usia, makaPemerintah setempat mengganti jembatan tersebutdengan jembatan baru. Masyarakat setempat jugamenginginkan sebuah jembatan yang dapat dijadikansimbol bagi daerahnya.

Perencanaan jembatan baru ini dipilih jembatantipe rangka busur baja. Hal ini dikarenakan jembatan

bentuk rangka busur baja dapat mengurangi momen lenturyang terjadi sehingga dapat menghemat penggunananmaterial (D.Johnson,1980) . Selain itu rangka busur baja

juga mempunyai nilai estetika yang tinggi serta lebihefektif memikul beban ( Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, 2007). Serta material baja mempunyai kuat tarik dan kuattekan yang tinggi daripada bahan lainnya.

Jembatan baru ini direncanakan dengan bentangtotal 300 m dan dibagi menjadi 5 bentang. Panjangbentang utama adalah 180 m, panjang bentang yang lainmasing masing adalah 30 m. Jembatan inidirencanakan 2 lajur 2 arah, lebar setiap lajur adalah 4,00m dan lebar trotoar 1m. Jembatan ini direncanakan

dengan lantai kendaraan komposit.

2)

RUMUSAN MASALAH

Rumusan masalah yang terdapat dalampengerjaan Tugas Akhir ini adalah:

a. Bagaimana merencanakan lantaikendaraan?

b. Bagaimana merencanakan gelagarmemanjang dan melintang?

c. Bagaimana merencanakan Rangka Utamadan Ikatan Angin?

d. Bagaimana merencanakan sambungan?

e. Bagaimana merencanakan abutment.?f. Bagaimana merencanakan pondasi yang

sesuai dengan tanah setempat?g. Bagaimana mengontrol kekuatan dan

kestabilan struktur?h. Bagaimana menuangkan hasil bentuk

desain dan analisa ke dalam bentuk gambarteknik ?


2/22

2

3)

TUJUAN

Dari rumusan masalah di atas, adapun tujuanyang akan dicapai dalam penyusunan Tugas Akhir iniadalah :

a. Merencanakan gelagar-gelagar induk.b. Merencanakan lantai kendaraan.

c. Merencanakan ikatan angin.d. Merencanakan sambungan pada profil

rangka baja.e. Merencanakan abutment.f. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan

tanah setempat.g. Mengontrol kekuatan dan kestabilan

struktur.h. Menuangkan hasil perencanaan dalam

bentuk gambar.

4)

BATASAN MASALAH

Batasan masalah dalam pengerjaan Tugas Akhir

ini meliputi :a. Tidak merencanakan bangunan pelengkap

jembatan.b. Tidak membahas jembatan rangka batang

bentang 30 m, hanya jembatan busur rangkabentang 180 m. ( gaya gaya dari jembatanrangka batang bentang 30 m diambilkan daritugas besar ).

c. Tidak merencanakan tebal perkerasan dandesain jalan.

d. Tidak menghitung aspek ekonomis daribiaya konstruksi jembatan.

e. Tidak membahas metode pelaksanaan.

f. Pengontrolan struktur dan penggambaranmenggunakan program bantu SAP 2000 danAuto Cad.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

DEFINISI JEMBATAN

Jembatan merupakan bagian dari jalan raya danmerupakan suatu konstruksi bangunan yang

bertujuan untuk menghubungkan antara jalan yangsatu dengan yang lain yang terputus oleh rintangan,misalnya : sungai, rawa atau hal lain.

Konsep perencanaan struktur jembatan adalahberdasarkan atas seni ( estetika ) dan konstruksi

jembatan itu sendiri. Berdasarkan dari fungsikomperehensif, maka nilai maksimum dari suatau

jembatan akan ditentukan oleh:

Biaya konstruksi

Kemudahan pelaksanaan

Estetika dan pertimbangan lingkungan

Biaya pemeliharaan

Jembatan rangka busur baja adalah suatu strukturjembatan dari pelengkung baja, dimana pelengkungbaja tersebut merupakan rangka utama dari

jembatan yang fungsinya menerima semua gaya gaya yang bekerja pada jembatan.

Pada prinsipnya konstruksi dari jembatan busurdapat memberikan reaksi horizontal akibat bebanvertikal yang bekerja..Selain itu jembatan busurdapat menerima momen lentur dan lebih efisien bila

di bandingkan dengan gelagar parallel. (DjokoIrawan, 2007).

Untuk materialnya bahan baja masih menjadipilihan utama untuk jembatan dengan bentang yangpanjang, karena baja mempunyai nilai spesifikstrength yang besar dibanding material lainnya.Selain itu baja mempunyai kekuatan yang tinggi dansama kuat pada batang tarik dan tekan.Oleh karenaitu baja adalah elemen struktur yang memilikibatasan sempurna yang akan menahan beban jenistarik aksial, tekan aksial, dan lentur. Berat jenis bajayang tinggi mengakibatkan baja tidak terlalu berat

jika dibandingkan dengan kapasitas bebannya (Dien

Ariestadi, 2006)Jembatan pelengkung baja lebih efektif

digunakan untuk bentang 100-250 meter. Contohnyaadalah Jembatan Rumbai Jaya di Riau denganbentang utama 120 m, Jembatan MartadipuraKalimntan Timur dengan bentang utama 200 meter,Serta Jembatan Kahayan Kalimantan Tengah denganbentang utama 150 meter.(Tri Joko Waluyo , 2006).

Berdasarkan letak lantai kendaraanya jembatanbusur dapat di bedakan menjadi 3 macam, yaitu:

Deck ArchSalah satu jenis jembatan busur dimana letaklantainya kendaraannya berada di atas konstruksi

jembatan. Busur. Jembatan ini mempunyai tinggiruang bebas yang besar.

Gambar 2.1 Jembatan tipe Deck Arch

Through ArchMerupakan jenis lainnya, dimana letak daripadalantai jembatan terdapat tepat di springlinebusurnya.

Gambar 2.2 Jembatan tipe Through Arch


3/22

3

A Half Through ArchMerupakan salah satu jenis lainnya, dimanalantai jembatan terletak di antara springline danbagian paling atas busur atau di tengah tengah.Pada umumnya, jembatan busur banyak yangmenggunakan tipe A Half Through danThrough Arch untuk menghindari agar pangkalbusurnya tidak terendam oleh air.

Gambar 2.3 Jembatan tipe A Half Through Arch

Selain itu jenis penampang busur ada 3yaitu :

Penampang dinding penuh

Penampang box

Penampang rangka batang (DjokoIrawan,2007)

Untuk model busur menebal ditengah, akanmemberikan kesan kokoh bagi penggunanya,untuk busur yang mengecil ditengah akanmemberikan kesan langsing, dan untuk modelbusur yang rata akan memberikan kesan tenangpagi penggunanya.

2.2

ANALISA SISTEM RANGKA BAJA PADASTRUKTUR JEMBATAN BUSUR RANGKA

BAJA

Rangka batang adalah susunan elemen elemenyang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga,sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak berubahbentuknya ketika diberi gaya gaya dari luar.

Prinsip utama yang mendasari penggunaanrangka batang sebagai pemikul beban utama adalahpenyusunan elemen menjadi konfigurasi segitigayang menghasilkan bentuk stabil. Pada struktur yangstabil deformasi yang terjadi relatif kecil, dan lenturtidak akan terjadi selama gaya gaya luar beradapada titik simpul (Dien Aristadi,2006).

Selain itu momen sekunder yang terjadi padarangka batang khususnya pada daerah sambungansangat kecil, sehingga kekuatan dari struktur rangkabaja dapat dijaga.

Pelengkung baja pada rangka busur baja adalhstruktur yang dibentuk oleh elemen garis yang

melengkung dan membentang antara dua titik.Struktur ini biasanya terdiri atas potongan- potongan

yang mempertahankan posisinya akibat adanyapembebanan. Kekuatan struktur pada pelengkung inisangat tergantung pada penyusunannya serta bebanyang akan bekerja padanya.

2.3

OPTIMASI STRUKTUR JEMBATANRANGKA BAJA DENGAN TEORI MAXWELL

DAN MITCHELL

Syarat-syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitasdari suatu struktur harus dipenuhi dalamperencanaan struktur. Namun syarat-syarat lainseperti estetika, arsitektur, dan keekonomisanterkadang juga menjadi pertimbangan penting.Syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas bisadiperoleh dari perhitungan konvensional, sementarasyarat estetika, arsitektur, dan keekonomisan suatustruktur bisa ditinjau dari berbagai aspek. Dalam halsyarat keekonomisan, untuk struktur baja dapat

diidentikan dengan volume minimum struktur.Untuk itu perlu dilakukan optimasi pada struktur,agar diperoleh struktur dengan volume materialminimum. Materi ini bertujuan untuk menentukantinggi optimum suatu jembatan rangka baja akibatbeban gravitasi, sehingga menghasilkan volumeprofil baja yang minimum.Menurut Teori Maxwelldan Mitchell, volume minimum dapat dicapaidengan meminimumkan batang tarik atau batangtekan pada struktur rangka, yang diaplikasikandalam analisa ini, di mana volume minimumdiperoleh dengan cara mendiferensialkan volumetotal terhadap tinggi jembatan tersebut.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)

2.4

PERLETAKAN UNTUK JEMBATAN

BENTANG PANJANG

Jenis-jenis dari perletakan dapat berupa sendi,rol, maupun rubber bearing pad. Umumnyapembangunan jembatan bentang pendeksekarang telah banyak menggunakan perletakandari rubber bearing pad. Tetapi perletakan untuk

jembatan yang memiliki bentang cukup panjangperletakan jenis rubber bearing pad belum tentucocok. Hal ini di karenakan gaya yang terjadi

sangat besar yang memungkinkan perletakanrubber bearing pad tidak mampu menahan gayayang terjadi. Untuk mengatasi hal itu perletakansendi rol dengan roda lebih dari satu pada sisi rolmungkin lebih tepat di gunakan.Fungsi utama dari perletakan :- Menerima beban berat sendiri jembatan dan

lalu lintas, melalui balok pemikulnya.- Meneruskan beban tersebut ke bangunan

bawah, tanpa menimbulkan kerusakanpadanya.


4/22

4

2.5

KEGAGALAN JEMBATAN

Terjadinya kegagalan padajembatan rangka busurbaja disebabkan banyak hal. Salah satu diantaranyakarena struktur pondasi yang rapuh.Pondasimerupakan bagian yang paling penting daribangunan bawah struktur jembatan yang harus

meneruskan beban kendaraan serta bagian-bagiandiatasnya ke lapisan tanah. Kegagalan bangunanbawah (pilar dan abutmen) terjadi apabilakeruntuhan atau amblasnya bangunan bawahtersebut dan atau terjadi keretakan struktural yangberpengaruh terhadap fungsi struktur bangunan atas(http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)

BAB V

PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN

5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang

1 6 5 0

Direncanakan balok memanjang :

WF 500 x300 x 14 x 23

PEMBEBANAN

BEBAN MATI

Maka momen lentur pada tengah bentang :

1 2

81 2

8

qmuMD =

55.938 KNm= 17.9 5 =

BEBAN HIDUP

UDL, L > 30 m

15

L

15

180

qL1 = q . b1 . Lf

= 5.25 . 1.65 . 1.8 = 16

q =

= [

[ 0.5

0.5

9

9

]

]

+

+

.

. 5.25 Kpa

KN/m

Kpa

Kpa =

KEL

o Mmax akibat KEL + UDL di C =>

1 1

4 8

1 1

4 8=

16 . 5

qL1 . 2

2

ML1 =

=

+

5 +

286.25 KNm

189

P' .

.

.

.

o Mmax akibat beban truk T di C =>

Tu = 100 x DLA x LF

=112,5 x (1 + 0,3) x 1,8

= 263,25 kN

1

41

4

= 329.1 KNm

263.3

Tu .

.

.

.

ML2 =

=

5

Momen Total adalah =>

Jadi => Penampang Kompak => Mn Mp

5.1

Perencanaan Gelagar Melintang

Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih profil :

WF 900 x 300 x 18 x 34

5.1.1

Pembebanan

a. Beban Mati

Sebelum komposit

P

1/4

Berat Aspal = d4 . b1. aspal = 0,05 .1,65 . 22 . 1 ,3 = 2,36 KN/m

Berat Sendiri Balok = 1,75. 1,1 = 1,925 KN/m

Berat Bekisting = 0,5 . 1,4 = 0,7 KN/m

Berat Beton =d3 . b1. beton= 0,25 .1,65 . 24 . 1,3 = 12,87 KN/m

qmu = 17,85 KN/m

P = 49 KN/m

P' = ( 1 + DLA ) . P . b1 . Lf

= ( 1 + 0.3 ) . 49 . 1.65 . 1.80

= 189 KN

Mu = MD + ML

= 59.94 + 329.1

Mu = KNm389.04


5/22

5

b1berat b. memanjang

BAB

q1

Gambar 5.6 Pembebanan Gelagar Melintang

Berat gelagar memanjangRSNI pasal 5.2 tabel

2

= g x MSU

K

= [(175 x 5) / 1,65] x 1,1 = 583,33 kg/m

Berat gelagar melintang RSNI pasal 5.2 tabel

2

= g x MSU

K

= 286 x 1,1 =314,60 kg/m

Berat pelat betonRSNI pasal 5.2 tabel 2

= d3x betonx x MSU

K

= 0,25 x 2.400 x 5 x 1,3 = 3.900 kg/m

Berat bekistingRSNI pasal 5.2 tabel 2

= g x x MSU

K

= 50 x 5 x 1,4 = 350 kg/m

QD1= 5.147,93 kg/m

)U(D1Q = D1Q = 4367,93 kg/m

Q1M =2

)U(D1 BxQx8

1

=2

01xx

8

15.147,93

= 64.349,13 kgm

Sesudah komposit

aspal

kerb

0,2 m

1 m

B

A B1 m

Gambar 5.7 Pembebanan Gelagar Melintang

Berat aspalRSNI pasal 5.2 tabel 2

= d4 x aspal x x MSU

K

= 0,05 x 2.200 x 5 x 1,3= 715 kg/m

Berat kerbRSNI pasal 5.2 tabel 2

= dkerbx beton x x MSU

K

= 0,25 x 2.400 x 5 x 1,3 = 3.900 kg/m

QD2= 4615 kg/m

MB = 0

RA x 10 =

)0,5x1x39()5x8x15,7()5,9x1x93( ++

RA x 10 = 370,5 + 286 + 19,5

RA = kg6760kN6,67 =

Ditinjau setengah bentang.

MQ2 = (RAx 5) (31,2 x 1 x 4,5) (7,15 x 4 x 2)

= (67,6x 5) (39 x 1 x 4,5) (7,15 x 4 x 2)

= 2,575,175338

= 105,3 kNm = 10530 kgm

b. Beban Hidup

Beban terbagi rata (UDL)

Untuk B = 10 m ; L = 30 mMaka digunakan :

q = 9 (0,5 +15/180) kPa =525 kg/m2

qUDL = q x x Lf = 525 x 5 x 1,8 =

4.725 kg/m

Beban garis (KEL)

Beban P = 49 kN/m = 4.900 kg/m ; faktor

DLA = 0,3

Maka beban KEL yang bekerja adalah :

PKEL = ( 1 + DLA ) x P x Lf

= ( 1 + 0,3 ) x 4.900 x 1,8 = 11.466

kg/mQ2

b = 10 m

10


6/22

6

5,5 m

lebar 2 jalur kendaraan

B (m)

1 m

100% D

50% D

BA

gp.Mc

C

Gambar 5.8 Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL

Beban D = Beban UDL + Beban KEL

= (4.725 + 11.466 ) =

16.191 kg/m

- q1 = 100 % x 16.191 = 16.191 kg/m

- q2 = 50 % x 16.191 = 8.095,5 kg/m

MB = 0

VAx 10 - q1x 5,5 x 5 q2x 1,25 x 8,375 q2x 0,625 x

1,625 = 0

VAx10 = (16.191 x 5,5 x 5) + (8.095,5 x 1,25 x 8,375)

+

(8.095,5 x 0,625 x 1,625)

VA =10

538224,26 = 53.822,43 kg

Mmax L1 = VAx 5 q2x 1,25 x 3,375 q1x 2,75 x 1,375

= (53.822,43 x 5) (8.095,5x 1,25 x 3,375)

(16.191 x 2,75 x 1,375)

= 169.942,25 kgm

c. Beban truck T

1,75 m

T = 100 x 1,3

B (m)

1,75 m

1 m

TTT

A B

gp.Mc

C

Gambar 5.9 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi a)

T = (1 + 0,3) x 112,5 x 1,8= 263,25 kN =

26.325 kg

MB = 0

VAx 10 T (7,25 + 5,5+ 4,5 + 2,75) = 0

VA =10

526.500 = 52.650 kg

Mmax L2 a = VAx 5 T ( 2,25 + 0,5 )

= 52.650 x 5 26.325 x ( 2,25 +0,5 )

= 190.856,25 kgm

B (m)

BA

gp.Mc

C

1,75 m

T T

Gambar 5.10 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi

b)

MB = 0

VAx 10 T (5,875+ 4,125) = 0

VA =10

26.325 10x= 26.325 kg

Mmax L2 b = VAx 5 T (0,875)

= 26.325 x 5 26.325 x (0,875)

=108.590,63 kgm

Dipakai Momen beban truck kondisi a = 190.856,25

kgm

Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang

memberikan Mmax terbesar yaitu :

Mmax L2a = 190.856,25 kgm

5.1.2

Kontrol Lendutan

Perhitungan Momen Inersia Balok KompositBeton ditransformasikan ke baja

n =Ec

Es=

5

6

2,78.10

2,1.10= 7,55

btr=

n

be=

7,55

2.500= 331 mm

Atr= btr. tb= 331 x 250 = 8,2738.104mm2


7/22

7

Letak garis netral penampang transformasi

yna =

s

A

tr

A

D

bt

sAb

t

+

++

22

trA

=410.64,3410.2738,8

2

900250410.64,3

2

250410.2738,8

+

++

= 300,68 mm

Momen Inersia penampang transformasiItr=

2

2

2

212

b 3tr

++++

naYtb

D

sA

xI

tb

naY

trA

tb

= 27,300250

2

900410.64,3910.98,42

2

2507,300410.2738,8

12

250331 3

++++

= 8,17962 x 105cm4

Syarat lendutan per bentang memanjang (L = 10 m)a. Lendutan ijin :

ijin = 800

1

= 1000x800

1 = 1,25 cm

b. Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :

)kel(udlo

+ =

x

L

IE

Q

384

54

+x

1

IE

LP

48

13

=35,854489x10x2,1

)1000(x83

384

56

4

+35,854489x10x2,1

(1000)x11466

48

16

3

= 0,5 cmDengan Program SAP 2000 v14

di dapat )kel(udlo

+ = 0,65 cm

c. Lendutan akibat beban truck :P = 112,5 (1 + 30%) . Lf = 263,25 kN = 26.325 kgKarena momen terbesar adalah saat truk pada kondisi(a)

)T1(o

=L3EI.

).( 22 baP

=

100035).).(854489,6

3.(2,1.10

)775.275(26325 22 b=

0,22 cm

)T2(

o =

L3EI.

).( 22 baP

=

100035).).(854489,6

3.(2,1.10

)550.450(26325 22=

0,30 cm

)2,T1(

o

= 0,22 + 0,30 = 0,52 cmKarena ada 2 truk maka :

)Ttotal(o

= 2 . )2,T1(o

= 2 . 0,52 = 1,04 cm

)Ttotal(o

ijin

1,04 1,25 OK !!

BAB VI

KONSTRUKSI RANGKA JEMBATAN

6.1

UmumKonstruksi pemikul utama merupakan bagianterakhir dari kostruksi bagian atas jembatan yangmenerima seluruh beban yang ada pada lantai kendaraankemudian diteruskan ke tumpuan.

Bentuk konstruksi pemikul utama yang dipilihadalah konstruksi Busur Rangka Batang. Pendekatanpertama bentuk geometrik busur sebagai persamaanparabola.

Perencanaan Tinggi Busur- Tinggi Busur (f)

syarat :5

1

L

f

6

1

mm

f 306

180==

5

1

180

30

6

1

0,167 0,167 0,2 ..........OK

- Tinggi tampang busur (t)

syarat :25

1

L

t

40

1

untuk L

h

= m40

m180

= 4,5 m, direncanakan 5 m

25

1

180

5

40

1

0,025 0,028 0,04 ........ OK

6.2

Perencanaan Profil Rangka Utama dan Sekunder

Rangka utama terdiri dari susunan profil. Profil profiltersebut adalah Profil busur, Rangka vertikal dandiagonal, Rangka horisontal, ikatan angin, batang tarik

a.

Batang Tarik

Perencanaan Batang Tarik di gunakan untuk menambahkekakuan Rangka Busur saat tegangan terjadi. Selain itu


8/22

8

untuk mencegah agar rangka busur tidak terjadideformasi yang besar.Batang tarik direncanakan menggunakan profil dobel2WF 500.500.16.32

b.

Busur Rangka

Jembatan ini menggunakan tipe busur rangka karena,busur rangka lebih tepat digunakan untuk jembatanbentang panjang yang memikul beban berat. Profilbusur rangka menggunakan 2 profil yang disatukandalam setiap segmennya. Hal ini dikarenakan untukmencari luasan yang besar dari suatu penampang. Profilyang digunakan adalah WF 500.375.16.32.

c.

Batang Vertikal dan Diagonal

Jembatan ini menggunakan profil WF500.250.9.12, hal ini dikarenakan untuk

menyesuaikan dengan profil busur rangka.

d.

Batang Horisontal

Batang horisontal pada jembatan inimenggunakan profil WF 250.250.6.9 , hal inidikarenakan untuk menyesuaikan dengan profilbusur rangka. 250 mm

e.

Batang Penggantung

Batang penggantung pada jembatan inimenggunakan profil WF 500.200.6.9, hal inidikarenakan untuk menyesuaikan dengan profilbusur rangka.

f.

Batang Ikatan angin atas

Digunakan WF 250 x 250 6 x 9

g.

Ikatan Angin bawah

Profil yang dipakai : WF 300 x 275 x 9 x 14

6.2.1Pembebanan

I. Beban Mati

Berat trotoarBerat pelat trotoar= 0,20 x 2.400 x 5 x 1,3 = 3120 kg/m

Berat pelat lantai kendaraan= 0,25 x 2.400 x 5 x 1,3 = 3.900 kg/m

Berat gelagar melintang : g = 286 kg/m)

Berat gelagar memanjang : g = 175 kg/m

= 1,1x)65,1/5(x175 = 583,33kg/m

Berat aspal= 0,05 x 5 x 2.200 x 1,3 = 715 kg/m

II. Beban Hidup

Beban terbagi rata (UDL)Menurut ketentuan (RSNI T-02-2005)

kPaL

150,59,0q;m30L

kPa9,0q;m30L

+=>

=

Karena bentang jembatan adalah 180 > 30 m,

maka yang digunakan adalah rumus yangpertama.Untuk L = 180 m ; maka q

kPa180

150,59,0

+=

= 525 kg/m2

Beban yang bekerja : QL = q x b xUTDK

= 525 x 5 x 1,8= 4725 kg/m

100%50 %

q1q2

Gambar 6.2 Pembebanan Akibat UDL

q1 = 100 % x UDL = 100 % x 4725 kg/m =4725 kg/m

q2 = 50 % x UDL = 50 % x 4725 kg/m = 2362,5kg/m

Beban garis (KEL)

Maka beban KEL yang bekerja dengan faktorkejut DLA adalah :PL = (1 + DLA) x P x Lf

= (1 + 0,3) x 4900 x 1,8 = 11.466 kg/m

Pejalan KakiUntuk beban pejalan kaki direncanakan sebesar5 kpa (RSNI T-02-2005).w = 500 kg/m2 x 5 = 2500 kg/m2

III. Beban AnginAngin yang bekerja pada setiap segmen rangka

berbeda beda karena setiap segmen mempunyailuasan dan panjang yang berbeda.

Berdasarkan(RSNI T-02-2005 :hal 34) besaranangin yang bekerja pada jembatan adalah

TEW = 0,0006 x CWx VW2x Ab ....... (kN)

Dimana :CW = Koefisien seret)

= 1,2 (bangunan atas rangka)VW = Kecepatan angin rencana = 30 m/det.

(>5 km dari pantai)Ab = Luas ekivalen bagian samping

jembatan (m2).

Untuk angin yang bekerja pada kendaraandirumuskan,TEW = 0,0012 x CWx VW2x Ab ...... (kN)


9/22

9

Gambar . arah angin bekerja

Perhitungan beban angin pada rangka jembatan.Karena jembatan ini mempunyai tinggi dan

penampang segmen yang berbeda maka hasil

perhitungan secara keseluruhan akan ditabelkan.Dalam contoh perhitungan ini digunakan saatkondisi titik simpul tengah bentang ( L = 90m, f= 30m, t = 7m)

Angin pada busur atasTEW1a= 0,0006 x 1,2 x 30

2x 0.75 =395,45 kg

(ditabelkan)

Angin pada busur bawahKarena pada busur bawah menerima bebanangin dari penggantung maka besarnyabeban angin pada tiap titik simpul adalah

TEW1= 0,0006 x 1,2 x 302x 0.7 = 243,42kgTEW2= 0,0006 x 1,2 x 30

2x ( 30 x 0.2 ) =194,40 kg

2Jadi beban angin yang bekerja pada titiksimpul rangka bawah adalah= TEW1 + 0,5TEW2= 243,42 kg + 194,40 kg= 590,21 kg ( ditabelkan )

Angin pada lantai kendaraanTEW3= 0,0006 x1,2 x 30

2x (hmelintang +tplat+ttrotoar) x

= 0,0006 x1,2 x 302 x ( 900+ 0.2 + 0.2

)= 421,2 kg

Angin pada kendaraanTEW4= 0,0012 x1,2 x 30

2x ( hkend.x )= 0,0012 x1,2 x 302x ( 5x5 )= 648 kg

Jadi angin yang masuk ke tiap titik simpulikatan angin bawah adalahTtot = 0,5 TEW2 + TEW3 + TEW4

= 194,4 kg + 421,2 kg + 648 kg= 1.300,60 kg

IV. Beban GempaGempa yang bekerja pada jembatan ini adalah gempadengan sistem statis ekuivalen. Hal ini dikarenakanL< 200m, dimana L = 180 m (Pd-04-2004-B, hal 14.Berdasarkan (RSNI T-02-2005, psl 7.7.1 ) gempadirumuskan :

TEQ = C . I . S . WtKeterangan :

C = Koefisien dasar gempaI = Faktor kepentinganS = Faktor tipe bangunanWt = Berat total Rangka Busur.

Mencari nilai C

T = 43

H0,085 (bangunan

baja)Dimana :H =Tinggi dasar bangunan ke level

tertinggi (ft)Maka :

T = 0,085 x ( ) 43

36,121 = 3,108

Dalam perencanaan ini, lokasi terletakdi pulau Kalimantan maka termasuk kedalam zone gempa daerah . Untuk tanahzona gempa (gambar 14 RSNI T-02-2005) tanah lunak didapat :C = 0,10

Faktor tipe bangunan SBerdasarkan (RSNI T-02-2005tabel 33)

Digunakan tipe B yaitu : jembatan dengandaerah sendi beton atau baja.S = 1FF = 1,25 0,025 nF 1Dimana :N = Jumlah sendi yang menahandeformasi arah lateral.F = (1,25 0,025 x 2) = 1,2 > 1,0Maka S = 1,0

Faktor kepentingan IBerdasarkan (RSNI T-02-2005tabel 32)

Digunakan I= 1,0

Perhitungan beban geser gempaKarena jembatan ini adalah jembatan busurdengan keadaan tertinggi berada ditengahbentang busur maka perumusan gempa dimodifikasi supaya menghasilkan nilaigempa yang tinggi pada tengah bentangbusur ( keadaan tertinggi f = 37m ).

Keterangan :

wi = berat yang diterima tiap simpul (kg )

TRUK


10/22

10

hi = tinggi simpul yang ditinjau (m )C = Koefisien dasar gempaI = Faktor kepentinganS = Faktor tipe bangunanWt = Berat total Rangka Busur ( kg)

Perhitungan beban gempaKarena jembatan ini mempunyai tinggi

dan penampang segmen yang berbeda maka hasilperhitungan secara keseluruhan akan ditabelkan.Dalam contoh perhitungan ini digunakan saatkondisi titik simpul tengah bentang ( L = 90m, f= 30m, t = 7m).

Gempa yang masuk ke rangka adalah,

Perhitungan berat rangka busur untuk 1 ruang:

Brt. Busur atas :5,00 m x 490,26 kg/m x 2= 4.903,88 kg

Brt. Busur bawah :5,01 m x 490,26 kg/m x 2= 4.911,00 kg

Brt. batang vert. Dan diagonal15,6 8m x 96,49 kg/m x 2= 3.025,51 kg

Brt. batang horisontal10 m x 46,64 kg/m x 2= 932,80 kg

Brt. ikatan angin28,29 x 46,64 x 2 = 2.638,70 kg

Brt. Pengaku ruang12,201 x 51,07 kg/m x 2= 1.246,80 kg

Total =17.658,67 kg

Dari hitungan diatas, maka beban gempa yangmasuk untuk setiap simpul adalah 17.658,67 kg =8.829,34 kg

2Karena setiap simpul memiliki tinggi yang berbedamaka beban diatas masih harus dikalikan dengantinggi masing masing ruang. Untuk simpul palingatas maka beban yang masuk ke simpul tersebut

adalah :

Teq 100 =

kg99,242682,297280.1.1.1.04001553

8829,54.37= .

Teq 30% = 2426,99 X 30% = 753,50 kg

Untuk beban yang masuk ke simpul yang lainhasilnya ditabelkan.

Dari beban tersebut di running pada SAP 2000, dan

didapat hasil cek struktur sebagai berikut :

Dari hasil cek struktur SAP 2000 diatas, batang -batang yang direncanakan untuk jembatan ini tidakada yang ber warna merah ( rasio >1), maka batang batang tersebut dapat dipakai.

Kontrol LendutanLendutan yang di ijinkan untuk jembatan

bentang L = 180 m adalah =800

L

=800

180m = 0,23 m

Lendutan yang terjadi diambil dari SAP 2000,dan didapatlendutan sebesar = 0,11 m.Syarat :Lendutan ijin > lendutan yang terjadi0,23 m > 0,11 m ( OK )

BAB VII

PERHITUNGAN SAMBUNGAN

7.1 Sambungan Ikatan Angin Atas

dengan Rangka Busur

Gambar 7.1 Sambungan Ikatan Angin Atas

a. Titik simpul 1

Sambungan batang vertikal ke pelat simpul.Gaya batang maksimum yang bekerjaSV = 19.361,5 kgPakai bautd = 12 mm BJ 55Pakai pelat simpul dengan tebalt = 20 mm BJ 37Kekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser

Vd = fx r1xbuf x Ab

1

2


11/22

11

= 0,75 x 0,5 x 5.500 x

( )21,2xx4

1

= 2.332,6 kg ( menetukan )- Kekuatan tumpu

Rd = 2,4 x fx dbx tpx fu

= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 2,0 x 3.700= 15984 kg ( menetukan )

Jumlah baut yang dibutuhkan tiap flens:

- n =Rn

Sv =

2x12.332,6

19.361,5

= 5,076 baut 6 bautSyarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):3db S 15tp1,5db S1 (4tp+ 100) atau 200mm

1,25db S2 12tpatau 150 mmJadi :3,6 cm S 15 cm1,8 cm S1 14 cm1,5 cm S2 12 cm

Sambungan batang diagonal ke plat simpulGaya batang maksimum SD = 54.245,3kgKekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser

Vd = fx r1x

b

uf x Ab= 0,75 x 0,5 x 4.100 x

( )21,2xx4

1

= 1.738,872 kg- Kekuatan tumpu

Rd = 2,4 x fx dbx tpx fu= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 1,0 x 3.700= 7.992 kg

Jumlah baut yang dibutuhkan tiap flens :

- n =Rn

SD =

2x4.146,9

54.245,3

= 6,5 baut 8 bautSyarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):3db S 15tp1,5db S1 (4tp+ 100) atau 200mm1,25db S2 12tpatau 150 mmJadi :4,8 cm S 24 cm2,4 cm S1 20 cm2,0 cm S2 15 cm

Sambungan plat simpul ke busurGaya yang terjadi pada plat simpul :H = 1.015.734 kg

Dipakai sambungan las sudut dengan designsebagai berikut :A = 2 x 80 = 160 cm

fu =160

1.015.734 = 1.911,256 kg/cm2

Kekuatan untuk tebal las (a) = 2 cmfn = . 0,6 . F110xx

= 0,75 x 0,6 x 110 x 70,3 x 2= 6959,7 kg

Syarat : fu < fn ........ OK

teperlu = axfn

fu = 2

7,6959

33,6348x = 1,82

cm

aperlu =707,0

82,1 = 2,58 cm

aeff mks = 1,41 2tFexx

fu

= 1,41 x 2,3x70,3x101

3.700 = 2,16

cmtebal plat = 10 mmUntuk : 7 < t 10 didapat :amin = 6 mmaeff maks= 21,6 mmJadi dipakai a = 21,6 mm

b. Titik simpul 2

Gambar 7.4 Titik Simpul 2

V = 48581,25 kgSD1 = 54.245,27 kgSD2 = 54.245,27 kg

Sambungan batang diagonal ke pelat simpul.Gaya batang maksimum yang bekerjaSD1 = 54.245,27 kgPakai bautd = 16 mm BJ 55Pakai pelat simpul dengan tebalt = 20 mm BJ 37

Kekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser

1

2


12/22

12

Vd = fx r1xbuf x Ab

= 0,75 x 0,5 x 5500 x

( )21,6xx4

1

= 4146,9 kg (menentukan)

- Kekuatan tumpuRd = 2,4 x fx dbx tpx fu= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 1,0 x 3.700= 21312 kg

Jumlah baut yang dibutuhkan :

- n =Rn

Sv =

2x4146,9

54245,3

= 6,5 baut 8 baut

Syarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):3db S 15tp1,5db S1 (4tp+ 100) atau 200mm1,25db S2 12tpatau 150 mmJadi :4,8 cm S 24 cm2,4 cm S1 20 cm2 cm S2 15 cm

Sambungan plat simpul ke batang vertikal.Gaya batang maksimum V = 9.904,78

kgKekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser

Vd = fx r1xbuf x Abx 2

= 0,75 x 0,5 x 4.100 x

( )21,2xx4

1

= 1.738,872 kg- Kekuatan tumpu

Rd = 2,4 x fx dbx tpx fu= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 1,0 x 3.700= 7.992 kg


- n =Rn

SD =

1.738,872

9.904,78

= 5,696 baut 6 baut

Sambungan batang diagonal ke pelat simpulGaya maksimum yang terjadi pada batangdiagonal :S = 100658 kgPakai bautd = 20 mm BJ 55Tebal pelatt = 10 mm BJ 37Kekuatan ijin 1 baut (single shear) :

- Kekuatan geser :

Vd = fx r1xbuf x Ab

= 0,75 x 0,5 x 4.100 x 0,25 x x22

= 6479,5kg

- Kekuatan tumpu :Rd = 2,4 x fx dbx tpx fu

= 2,4 x 0,75 x 2,0 x 1,0 x 3.700= 13.320 kg


- n =Rn

SD =

2x6479,5

100658

= 7,7 baut 8 bautSyarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):

3db S 15tp1,5db S1 (4tp+ 100) atau 200mm1,25db S2 12tpatau 150 mmJadi :6,0 cm S 150 cm3,0 cm S1 14 cm2,5 cm S2 12 cm

Kontrol kekuatan / Block Shear :Agt = 4 x ( 3,5 x 1,1 ) = 15,4 cm2Ant = 4 x (3,5 0,5 x 2,2 ) x 1,1 = 10,56

cm2Agv = 4 x ( 16 x 1,1 ) = 70,4 cm2Anv = 4 x ( 16 2,5 x 2,2 ) x 1,1 = 46,2cm2fu x Ant = 5.500 x 10,56 = 58.080 kg0,6 x fu x Anv = 0,6 x 5.500 x 46,2 =152.460 kgKarena putus geser > putus tarikPn = [( 0,6 x fu x Anv ) + ( fy x Agt ) ]

= 0,75 [(152.460) + ( 4.100 x 15,4)]= 161.700 kg > 54.245,3 kg........ OK

7.2

Sambungan Ikatan angin bawah

dengan gel. Melintang

Sambungan pelat simpul ke gelagarmelintangGelagar melintang WF 900 x 300 x 16 x28Gaya maksimum yang terjadi pada batangdiagonal :P = sin x 28.431,81

= 25.105,288 kg (tekan)

Pakai bautd = 20 mm BJ 41Tebal pelat


13/22

13

t = 10 mm BJ 37Kekuatan ijin 1 baut (single shear) :- Kekuatan geser :

Vd = fx r1xbuf x Ab

= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 0,25 x x

22

= 6479,5 kg

- Kekuatan tumpu :Rd = 2,4 x fx dbx tpx fu

= 2,4 x 0,75 x 2,0 x 1,0 x 3.700= 13.320 kg


- n =Rn

SD =

6479,5x2

83171,1

= 6,42 baut 8 baut

Syarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):3db S 15tp1,5db S1 (4tp+ 100) atau 200mm1,25db S2 12tpatau 150 mmJadi :6,0 cm S 15 cm3,0 cm S1 14 cm2,5 cm S2 12 cm

Kontrol kekuatan (Block Shear)Agt = 4 x 1,1 x 4 = 22,4cm2Ant = ( 4 0,5 x 2,3 ) x 1,4 x 4 = 15,96

cm2Agv = 16 x 1,4 x 4 = 89,6 cm2Anv = ( 16 2,5 x 2,3 ) x 1,4 x 4 = 57,4cm2fu x Ant = 5.500 x 15,96 = 87.780 kg0,6 x fu x Anv = 0,6 x 5.500 x 57,4 =189420 kgKarena putus geser > putus tarikPn = [ ( 0,6 x fu x Anv ) + ( fy x Agt ) ]

= 0,75 [189420+ ( 4100 x 22.4) ]= 210.945 kg > 100658,03 kg ........

OK

7.3 Sambungan Gelagar Melintang

dengan MemanjangPada perhitungan sambungan ini hanyadiambil beberapa titik simpul, untuk simpulyang lain disamakan.Alat sambung yang digunakan adalah baut tipegeser tumpu

Kekuatan geser baut (LRFD 13.2.2.1)Vd = fx Vn

Dimana Vn = r1xbuf x Ab

Keterangan :

r1 = Untuk baut tanpa ulir pada bidanggeser ( = 0,5 )r1 = Untuk baut dengan ulir pada bidanggeser ( = 0,4 )f = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur( = 0,75 )

buf = Tegangan tarik putus baut.

Ab = Luas bruto penampang baut padadaerah tak berulir.

Kekuatan tumpu (LRFD 13.2.2.4)Rd = fx RnDimana Rn = 2,4 x dbx tpx fuKeterangan :f = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur( = 0,75 )db = Diameter baut nominal pada daerah

tak berulir.tp = Tebal pelat.fu = Tegangan tarik putus yang terendah

dari baut atau pelat.Data data perencanaan :

Profil gelagar melintang WF 900 x 300 x 16x 28

Profil gelagar memanjang WF 600 x 300 x 14x 23

Pelat penyambung t = 15 mm ; BJ37

Baut d = 16 mm ; BJ41lubang = 16 + 1,5 = 17,5 mm (dibor)

Sambungan pada gelagar memanjang (2bidang geser)Kekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser baut

Vd = fx Vn= 0,75 x 0,5 x 4.100 x 1 x (0,25 x

x 21,62)= 3.089,8 kg

- Kekuatan tumpu baut

Rd = fx Rn= 0,75 x 2,4 x 21,6 x 1,5 x 3.700= 15.984 kg

- Gaya yang bekerja adalah gaya gesermaksimum antara gelagar memanjangdengan melintang. (Lihat perencanaangelagar memanjang)

Pu =2

1x [(Qd x ) + (QLx ) + P1]

=2

1 x [(1.790x5)+(1.600

x5)+18.900]= 17.925kg


14/22

14

Vd yang menentukan adalah : 3.089,8 kg(diambil yang terkecil)

Jumlah baut yang diperlukan.

- n =2xVd

Pu =

3.089,8

17.925

= 2,9 baut 5 baut ( 1 sisi sayap)Syarat jarak baut berdasarkan segipelaksanaan (Pasal 13.4 AISC, LRFD): (d =1,60 cm)3d S 15tp1,5d S1 (4tp+ 100) atau 200mm1,25db S2 12tpatau 150 mmJadi :4,8 cm S 22,5 cm2,4 cm S1 16 cm

2,0 cm S2 18 cm

Sambungan pada gelagar melintangKekuatan ijin 1 baut :- Kekuatan geser baut

Vd = fx Vn= 0,75 x 0,5 x 4.100 x 1 x (0,25 x

x 21,62)= 3.089,8 kg

Kekuatan tumpu bautRd = fx Rn

= 0,75 x 2,4 x 21,6 x 1,5 x 3.700= 15.984 kgGaya yang bekerja adalah gaya gesermaksimum antara gelagar memanjangdengan melintang. (Lihat perencanaangelagar memanjang)

Pu =2

1x [(Qd x ) + Tr]

=2

1 x [(1.790x5)+(1.600

x5)+18.900]= 17.925kg

Vd yang menentukan adalah : 3.089,8 kg(diambi yang terkecil)

Jumlah baut yang diperlukan.

- n =2xVd

Pu =

3.089,8

17.925

= 6 baut (1 sisi sayap )masing masing sisi 5 buah baut

Kontrol pelat sikuDirencanakan plat siku 60 x 60 x 6- Luas geser pelat siku

Anv = Lmvx tL

= (L n d1) x tL= (20 5 1,6) x 0,6

= 16,2 cm2- Kuat rencana

Rn = x 0,6 x fu x Anv= 0,75 x 0,6 x 3.700 x 16,2= 11.988 kg

Karena 2 siku maka :2 Rn > Pu2 x 11.988 kg > 17.925 kg34.249,05 kg > 25.574,575 kg .....OK

WF 400 x 300 x 10 x 16 (memanjang)

WF 900 x 300 x 16 x 28 (melintang)

Profil siku 90 x 90 x 11

Baut pada balok melintang

Baut pada balok memanjang

Gambar 8.1 Sambungan Gelagar Melintang Memanjang

7.4 Sambungan di simpul 0Simpul 0 adalah pertemuan antara batang

batang:

PenggantungWF 500.200.6.9 =100.362,21 kg

Batang tarik kanan2 WF 500.500.19.32 =1.850.904,94 kg

Batang tarik kiri2 WF 500.500.19.32 =1.502.029,42 kg

Gel. MelintangWF 900.300.16.28 = 59.504,92kg

Alat sambung yang digunakan adalah :

Baut d = 36 mm ; BJ 55

Pelat t = 20 mm ; BJ 37

Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 0 :- Kekuatan geser baut

Vd = fx Vn= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x

( )26,3xx4

1

= 20.983,1 kg- Kekuatan tumpu baut

Rd = fx Rn= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700= 47.925 kg

Jadi yang menentukan adalah kekuatan

geser :Vd = 20.983,1 kg

WF 600 x 300 x 14 x 23 (mema

Profil siku 60 x 60 x 6


15/22

15

Perhitungan jumlah baut tiap batang padasimpul 0

- Penggantung ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.VdPu =

20.983,1100362,21

= 2,4 4 baut ( tiap flens )

- B. Tarik kanan ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1

941.850.904,

= 44 45 baut ( tiap flens )- B. Tarik kiri ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu =20.983,1

21.502029,4

= 35,7 38 baut ( tiap flens )- G. Melintang ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1

59.504,92


Syarat jarak baut berdasarkan (Pasal 13.4AISC, LRFD):3d S 15tp1,5d S1 (4tp+100)1,25db S2 12tpJadi :10,8 cm S 30 cm5,4 cm S1 18 cm4,5 cm S2 24 cm

Kontrol Kekuatan Plat Simpul

PenggantungWF 500.200.6.9

Btg.TarikWF500.500.19.32

6 36

15 36

15 36

POT.A-A

A

A

Diambil Potongan A A

Nut =2

H2-H1

= 1.850.905 0,5 x 1.502.029,42

= 1.099.890,23 kg

Vu = 100.362 kg

Mu = 1.099.890 x 15,4= 16938309,54 kgcm

nt.Nnt = 0,9 x fy x t x h= 0,9 x 4100 x 2 x 160 = 1.771.200

kg (dipakai)X

= 0,75 x fu x An= 0,75 x 5500 x 442,5 =

1825312,5 kg

b.Mn = 0,9 x Z x fy

Z = sxAxth anglub4

1

= 0,25 x 3 x 1602 37,5 x 15= 18637,5

b.Mn = 0,9 x Z x fy= 0,9 x 18637,5 x 4100= 68772375 kg

v.Vn = 0,75 x 0,6 x 442,5 x 5500= 1.095.188 kg

Cek kekuatan Plat:

1

22


16/22

16

2 WF 500.375.16.32 = 73251,87kg

Batang Busur kiri2 WF 500. 375.16.32 =745.802,41 kg

Batang PenggantungWF 500.200.6.9 =59.504,92 kg

Batang HorisontalWF 250.250.6.9 =100.362,2 kg



Pelat t = 20 mm ; BJ 37

Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 0 :- Kekuatan geser baut

Vd = fx Vn= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x

( )26,3xx4

1

= 20.983,1 kg ( menentukan )- Kekuatan tumpu baut

Rd = fx Rn= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700= 47.925 kg

Jadi yang menentukan adalah kekuatan

geser :Vd = 20.983,1 kg

Perhitungan jumlah baut tiap batang padasimpul 0 A

- Penggantung ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

100362,21

= 2,4 3 baut ( tiap flens )- B. Vertikal( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

43.550,1

= 1,1 3 baut ( tiap flens )- B. Busur kanan ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

732251,87

= 17,77 20 baut ( tiap flens )- B. Busur Kiri ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

745.802,41

= 17,77 20 baut ( tiap flens )- B. Horisontal ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

3451,79

= 0,11 3 buah ( tiap flens )

Syarat jarak baut berdasarkan (Pasal 13.4AISC, LRFD):3d S 15tp1,5d S1 (4tp+100)1,25db S2 12tpJadi :10,8 cm S 30 cm

5,4 cm S1 18 cm4,5 cm S2 24 cm

7.6 Sambungan di simpul 0 B

0 B

0 A

Simpul 0B adalah pertemuan antara batang

batang:

Batang VertikalWF 500.250.9.16 = 43.550,1kg

Batang Busur kanan2 WF 500.375.16.32 =1.032.382,58 kg

Batang Busur kiri

2 WF 500. 375.16.32 =1.028.813,14 kg

Batang Diagonal kanan

5 36

5 36

5 3 6

5 36

3 36

SAMBUNGAN SIMPUL0 A

POT. A - A

A

A

Penggantung

WF 500.200.6.9

Btg. BUSURWF 500.375.16.32

Btg.vertikalWF 500.250.9.169

0

90

63100 150 150 150 150 100

9 4

9 4

9 4

9 4

9 4

9 4

9 4

9 4

100

90

90

5 0 5 0

200

100150150150

150100

9

4

94

94

94

94

94

94

94

3 36


17/22

17

WF 500.200.6.9 =54.233,19 kg

Batang Diagonal kiriWF 250.250.6.9 = 80.941,7kg

Batang HorisontalWF 250.250.6.9 = 3.451,79kg



Pelat t = 20 mm ; BJ 37 Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 0 :

- Kekuatan geser bautVd = fx Vn

= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x

( )26,3xx4

1


Rd = fx Rn= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700= 47.925 kg

Jadi yang menentukan adalah kekuatangeser :Vd = 20.983,1 kg


- B. Vertikal ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

43.550,1

= 1,1 6 baut ( tiap flens )- B. Busur Kanan ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

581.032.382,


- B. Busur kiri ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

1028813,1

= 24,51 28baut ( tiap flens )- B. Diagonal kanan ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

54233,19

= 1,29 3 baut ( tiap flens )- B. Diagonal kiri ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

80941,67


- B. Horisontal ( jumlah baut yang

dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

3451,79

= 0,11 3 buah ( tiap flens )

Syarat jarak baut berdasarkan (Pasal 13.4AISC, LRFD):3d S 15tp1,5d S1 (4tp+100)1,25db S2 12tpJadi :

10,8 cm S 30 cm5,4 cm S1 18 cm4,5 cm S2 24 cm

7.7

Sambungan di simpul 2

Simpul 2 adalah pertemuan antara batang batang:

Batang Busur atasWF 500.250.9.16 = 47.118,84 kg

Batang Busur Bawah2WF 500.375.16.32=1.094.165,28 kg

Batang Tarik2WF500.375.16.32=1.148.164,64 kg

Alat sambung yang digunakan adalah : Baut d = 36 mm ; BJ 55

Pelat t = 20 mm ; BJ 37 Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 2 :

- Kekuatan geser bautVd = fx Vn

= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x

( )26,3xx4

1


Rd = fx Rn

= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700= 47.925 kg

100150150150150150150100

94

94

94

94

94

94

94

94

566

91

90

90

POT. A -A

A

A

Btg.BUSURWF 500.375.16.32

Btg.DiagonalWF500.250.9.16

250250

750

7 36

7 36

7 36

7 36

3 361

00

90

90

50 50

200

1 0 0 15 0 1 5 0 1 5 0 1 50 1 50 15 0 1 0 0

94

94

94

94

94

94

94

94


18/22

18

Jadi yang menentukan adalah kekuatangeser :Vd = 20.983,1 kg


- B. Busur Atas ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

1207051,15


- B. Busur Bawah ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

794057,63

= 18,7 20baut ( tiap flens )

- B. Tarik ( jumlah baut yang dibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1x2

412.331.482,


- G. Melintang ( jumlah baut yangdibutuhkan)

n =2.Vd

Pu=

20.983,1

59.504,92


Syarat jarak baut berdasarkan (Pasal 13.4AISC, LRFD):3d S 15tp1,5d S1 (4tp+100)1,25db S2 12tpJadi :10,8 cm S 30 cm5,4 cm S1 18 cm4,5 cm S2 24 cm

BAB VIII

PERENCANAAN STRUKTUR

BANGUNAN BAWAH

8.1Umum

Struktur bawah jembatan, direncanakanmenggunakan pilar dan pondasi tiang pancang. Pilar(pier) merupakan bangunan yang menyalurkan gaya-gaya vertikal dan horisontal dari bangunan atas kepondasi.8.2Pembebanan

8.2.1 Pembebanan pada Struktur Busur

(Bentang Tengah)Struktur bangunan atas jembatan

menggunakan bahan baja dengan bentang 180 mdengan spesifikasi pembebanan sebagai berikut :

a.Beban matib.Beban hidupc. Beban angind. Beban gesekane. Beban Gempa

8.2.2 Pembebanan pada Jembatan Tepi

a. Beban hidupb. Beban hidupc. Beban angin

d. Beban gesekane. Beban Gempa9.2.3 Pembebanan Struktur Bawah

2 3

1

4

5

6

Gambar 8.3Bentuk Pilar

a. Beban MatiPerhitungan berat pilar ditabelkan dibawah ini :

b. Beban Tumbukan (Hanyutan)Beban tumbukan dianggap batang kayu denganmassa, M = 2 ton menumbuk dengan

kecepatan aliran sungai.c. Gaya Seret

2630

500

80

200 150 150 150

90

80

80

90

80

200150150150

500

90

80

80

90

80

100

150

150

150

150

150

150

150

100 8

6

101

174

174

300100 930

A

A

456

471

POT. A- ASAMBUNGAN SIMPUL2

PELAT BAJAt=20 mm

PELATBAJAt=20 mm

836

8 36

8 36

8 36

8 36

8 36

8 36

8 36

Busur2 WF500.375.16.32

MelintangWF900.300.1 6.28

Btg. TarikWF500.500.19. 32


19/22

19

Menurut BMS, PPTJ pasal 2.4.4 hal 2-39untuk pilar type dinding, gaya seret yang terjadiadalah:TEF= 0,5 CLx Vs

2x ALDi mana,TEF= Gaya seret nominal ultimateCL = Koefisien seret, gambar 2.12Vs2= Kecepatan aliran rata-rata yang dikaitkandengan

periode ulang (Tabel 2.7)AL = Luas proyeksi pilar tegak lurus arah aliran(m2) dengan

tinggi sama dengan kedalaman aliran.d. Gaya Gempa Bangunan Bawah

E = 4700 x cf'

c

V = C.S.I.Wt

F1 = V.Wi.hi

Wi.hi

= 143,9 ton

Gempa untuk pilar di rencanakan dengan

menggunakan metode statik ekuivalen.W total = W Pilar + W 180 m + W 30m

Gambar 8.5Gaya gempa melintang

Gambar.Gaya gempa memanjang

V = C.S.I.Wt= 0,1 x 1 x 1 3458086 kg= 3458,086 ton

F1 = V.Wi.hi

Wi.hi

F1 = 242066.601069,536

3,49730150

= 2925,76 kg

F2 = 242066750304,28

3,49730150x

= 3652,174 kg

F3 = 24206648378776,5

3,49730150x

= 235488,11 kg

Data Pembebanan ditabelkan dibawah ini :

1. Mati + Hidup2. Mati + Hidup + Rem + Gempa3. Mati + Hidup+ Aliran + Hanyutan + Angin4. Mati + Hidup+ Aliran + Hanyutan + Gempa

Didapat kombinasi pembebanan terbesar yaitukombinasi IVV = 2215,13 tonHy = 369,00 tonHx = 369,00 tonMy = 7021,94 tmMx = 4961,87 tm

8.3Perhitungan Daya Dukung Tiang KelompokUntuk menghitung daya dukung tiang

kelompok direncanakan konfigurasi dan koefisienefisiensinya. Perumusan untuk mencari daya dukungtiang kelompok adalah sebagai berikut :

QL (group) = QL(1 tiang)x n x

Direncanakan pondasi tiang pancang 60 cmdengan konfigurasi 5 x 7. Jarak antar tiang (S)minimum = 1,8 m. Daya dukung tanah untuk 1tiang yang digunakan adalah daya dukung tanahBH-2

S 2,5 D 5D 3 x 0,6 = 2 m

2 3

1

4

5

6

F1

F2

F3


20/22

20

Kedalaman tiang : 20 mNp = 54 pukulanNw = 215

20= 11,94

Ap = 0,25 x 3,14 x D2

= 0,25 x 3,14 x 0,62

= 0,283 m2

As = 3,14 x D x 20= 37,68 m2

Qu =

+

5

11,9437,680,2835440

= 620 , 34 tm

Qd ijin = QuSF

= 620,34 tm2

= 310,17 tm

Koefisien efisiensi menggunakan perumusan dariConverse-Labarre : = 1 arctan

+

xmxn

nmmn

90

)1()1(

90

sd

= 1 arctan

+

75

7)15(5)17(

90

2,50,5

x

= 0,8

Gambar 8.6 Konfigurasi Tiang Group

8.3.1 Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv)

Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv) yangbekerja pada 1 tiang pancang dalam kelompok tiangakibat beban vertikal (V), horisontal (H) dan momen(M) pada kepala tiang (poer) adalah sebagai berikut :

Pv =22

X

Xmax.My

Y

Ymax.Mx

n

V++

8.4 Kontrol Kekuatan Tiang

8.4.1 Kontrol terhadap Gaya Aksial Vertikal

dan Horizontal

a. Terhadap beban vertikal

Untuk tanah kohesif

+=

5

AsNAbN40

SF

1Qijin

Daya dukung satu tiang dalamkelompok

Qeff = 301,36 x 0,716 = 217,36 ton

Qeff > Pmax

Daya dukung untuk tiang tarikQu = (2LH + 2 BH) Cu + W

8.4.2

Kontrol terhadap gaya lateralDaya dukung mendatar dihitung denganperumusan :

Ha = a.

k.D

8.4.3 Tiang Pancang MiringTiang pancang miring berfungsi untukmenahan gaya horisontal pada pilar

jembatan. Pada pilar ini terdapat 14 tiangmiring.

H = 369 ton= 369/14= 26,36 ton

P max = 244,09 tonMiringan tiang = 1 : 7Sudut tiang adalah : = arc tan ( 1/7)

=8,13Kemampuang tiang miring :

= Pmax ( cos )= 244,09 x cos 8,13= 244,09 x 0,98= 241,5ton > 26,36 ton ( OK )

My


21/22

21

Kemampuang tiang tegak := Pmax ( sin )= 244,09 x sin 8,13= 244,09 x 0,14= 34,15 > 26,36 ton ( OK )

8.5

Perencanaan Tulangan PilarData yang diperlukan :Mn = diperoleh dari pembebanankombinasi 3 diambil momen terbesar, yaitu= 49.618.700.000 Nmm.Untuk beton digunakan :fc = 30 MPafy = 400 MPa

8.5.1 Penulangan Kepala PilarPada perhitungan ini yang dihitung adalah

penulangan poer pilar, karena momen padapoer lebih besar dari momen kepala pilar.Direncanakan:tulangan lentur = D 32 mmtulangan susut = D 22 mm

8.5.2 Penulangan Kolom Pilar

a. Penulangan LenturData data perencanaan kolom pilar adalah

:Diameter pilar = 1500 mm

Tinggi pilar = 15000 mmTebal selimut = 75 mm

Fc = 30 MpaFy = 400 MpaM max = 24.220.000.000 NmmP = 2.215,35 ton

Dari Pcacool didapat diagram interaksitulangan sebagai berikut :

b. Penulangan geser Kolom

Dipasang tulangan sengkang22 110 mm.

8.5.3

Penulangan Balok PilarHasil momen maksimal pada balok dengan

SAP2000 didapat 3.016.848.880 Nmm.

a.Penulangan tumpuan

Jadi digunakan tulangan lentur tarik :

10 D 29 ( As = 6.602 mm2 )

Jadi digunakan tulangan lentur tekan :

As, = 3.196,20 mm2

Jadi digunakan tulangan :

5 D 29 (As = 3301 mm2 )

a.Penulangan geser tumpuan balok

Luas penampang tulangan geser minimum

adalah :

Av = 0,35 (bv x s )/fy

= (2719,98 x1000 x 100)/400 x 917

= 749,16 mm2

Dipasang tulangan sengkang 16 100 mm

(As = 753,6 mm2.

b. Penulangan geser lapangan balok

Luas penampang tulangan geser minimum

adalah :

Av = 0,35 (bv x s )/fy

= (2719,98 x1000 x 100)/400 x 917

= 694,67mm2

Dipasang tulangan sengkang 16 1500

mm (As = 753,6 mm2.

8.5.4Kontrol Geser Ponds

a.

Geser ponds akibat pilar terhadap plat poerGeser akibat tekanan badan kolom dianggap

terkendali jika memenuhi persyaratan berikut

V* Vc,

Rumus yang digunakan untuk mencai keliling

kritis adalah

Ak = 2 x (bo + do) x d

= diambil 1 m

Ak = 2 x (bo + do) x d

= 2 x (850 + 1.350) x 1500

= 6.600.000 mm2

Kekuatan beton pile cap menahan geser ponds

Vc = cfK Rc '

6

1x luas bidang geser ponds

= 356,06

1x 6.600.000 mm2

= 3.904.612,66 N

V* Vc


22/22

22

2.215.354,4 N 3.904.612,66 N ...... OK

Tidak perlu tulangan geser.

b. Geser ponds akibat tiang pancang terhadap

plat poerGaya P dari tiang pancang diambil dari Pmaxtiang pancang memikul beban. Hal ini dikarenakan gaya aksi sama dengan gaya reaksi.P = 244,09 ton =244.090 N.

Dari perhitungan kekuatan plat diatas didapatkekuatan plat :Vc = 3.904.612,66 N.Maka dari data diatas dapat disimpulkan :V < Vc244.090 N < 3.904.612,66 ... OK

Documents

ITS Undergraduate 16927 3108100621 Paper