Upload
larasatianggara
View
429
Download
81
Embed Size (px)
DESCRIPTION
jembatan baja ringan
Citation preview
Perancangan Jembatan Pejalan KakiTipe Rangka Komposit Baja Canai
Dingin dengan Pengisi Kayu
OUTLINE
• Pendahuluan• Tinjauan Pustaka• Landasan Teori• Metode Perancangan• Analisis Struktur• Hasil dan Pembahasan• Kesimpulan dan Saran
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sumber :http://www.dragoart.com/tuts/7978/1/1/how-to-draw-a-river.htmhttp://www.shutterstock.com/s/bridge+small/search.htmlhttp://www.angryanimator.com/word/2010/11/26/tutorial-2-walk-cycle/https://www.cartoonstock.com/directory/g/grand_canyon.asphttp://www.gettyimages.com/detail/illustration/desperate-man-royalty-free-illustration/495279937
Latar Belakang
(Sumber: http://www.antaranews.com/foto/65926/infrastruktur-rusak-papua)
Sejumlah warga menyeberang melalui jembatan yang telah rusak di Distrik Wari, Kabupaten Tolikara, Papua
Latar BelakangKendala: keterbatasan alat, material, akses dan
media pengangkutan
Betonsemen dan agregat kasar
cukup berat
Bambutingkat keawetan
rendah
Bajaharga mahal, mudah korosi, dan
butuh pemeliharaan khususSumber: http://ironsteelcenter.com/besi-baja-wf-iwf-wide-flange-beam-ss400-a36/harga-material-baja-wfhttp://www.imgneed.com/bambu-png-wallpapers.htmhttp://duniatekniksipil.web.id/1152/dasar-dasar-beton-4-komposisi-dan-pemcampuran-beton/
Latar Belakang
Baja canai dingin• ringan (mudah diangkut)• kuat tarik tinggi• tahan cuaca dan korosi• lebih awet• pemeliharaan mudah
kekurangan: rawan buckling
Upaya : Memperpendek batangMembuat struktur rangkapMembuat struktur komposit dengan material lainKayuMudah dikerjakan dan dibentukHarga relatif murahKekuatan tinggi
Sumber: http://www.ruukki.com/Steel/Cold-formed-steel-sections
Latar Belakang
Mengatasi buckling pada baja canai dingin
Upaya : • Memperpendek batang• Membuat struktur rangkap• Membuat struktur komposit dengan material lain
Kayu• Mudah dikerjakan dan dibentuk• Harga relatif murah• Kekuatan tinggi
Sumber: http://www.ruukki.com/Steel/Cold-formed-steel-sectionshttp://putrasakaruhun.blogspot.co.id/2011/11/kayu-ukuran-papan-lambir.html
• Manusia bergerak memenuhi kebutuhan• Menemui halangan dan kendala• Jembatan sebagai penghubung yang melintasi rintangan• Indonesia butuh prasarana (jalan dan jembatan pejalan kaki)• Banyak daerah terpencil tidak memiliki akses memadai• Banyak jembatan rusak, salah satunya berada di Distrik Wari , Kabupaten
Tolikara, Papua• Kendala membangun jembatan : keterbatasan alat, materia, akses dan
media pengangkutan.• Beton semen dan agregat kasar cukup berat – sulit dibawa• Baja harga mahal, mudah korosi dan butuh pemeliharaan khusus• Bambu tingkat keawetan rendah• Solusi : baja canai dingin
• Kelebihan baja canai dingin : • ringan (mudah diangkut)• Kuat tarik tinggi• Tahan cuaca dan korosi• Lebih awet dan pemeliharaan mudah• Kekurangan :• Rawan buckling
• Upaya : • Memperpendek batang• Membuat struktur rangkap• Membuat struktur komposit dengan material lain• Kayu• Mudah dikerjakan dan dibentuk• Harga relatif murah• Kekuatan tinggi
• Tujuan• Mengetahui bentang maksimum jembatan
pejalan kaki• Mengetahui kebutuhan material untuk
membangun jembatan pejalan kaki
• Batasan masalah• Jembatan dirancang berbentuk pratt truss• Jembatan hanya untuk pejalan kaki• Trial pada bentang 8, 10, 12, 14 m• Lebar bersih 1,4 m dan tinggi bersih 2 m• Material untuk batang tekan : komposit• Material untuk batang tarik : CN75/08• Batas material : 4 CN75/08, komposit ganda, lantai checkered plate
3 mm, baut diameter 8 mm, pelat baja tebal 2 mm• Analisis untuk struktur atas• Efek dinamik termasuk ke dalam beban hidup (dihitung statis)• Area yang ditinjau Kabupaten Tolikara, Papua
• Manfaat• Diperoleh desain dan bentang maksimum
jembatan pejalan kaki yang memenuhi syarat keamanan dan kenyamanan
Tinjauan Pustaka
• Jembatan pejalan kaki• Jembatan penyeberangan di atas jalan raya
atau kereta api• Jembatan untuk melintasi sungai, lembah, dll
• Material Baja Canai Dingin• Profil memiliki tebal relatif tipis• Dibentuk dengan proses pengerjaan dingin
• Material Kayu• Kekuatan kayu berbanding lurus dengan
kerapatan (Sadiyo, 2011)• Berat jenis kayu berkorelasi positif terhadap
kekuatan kayu (Awaludin,2005)• Berat jenis kayu mahoni antara 0,53-0,72• Kelas kuat kayu mahoni II atau III
Material Komposit Baja Canai Dingin dan Kayu
• Potensi local buckling berkurang signifikan setelah baja canai dingin digabungkan dengan kayu (Rahmawati,2014)
Sambungan Baja Canai Dingin
Kegagalan geser longitudinal Kegagalan tumpu pelat
Kegagalan tarik pada pelat Kegagalan geser pada baut
Perancangan Jembatan Pejalan Kaki
• kriteria perencanaan jembatan pejalan kaki :• KekuatanBatang jembatan harus cukup kuat• LendutanJembatan tidak melendut berlebihan• Beban dinamikPada jembatan dapat terjadi getaran diatasi
dengan ikatan angin
Klasifikasi Pembebanan Jembatan
• Jembatan pejalan kaki harus kuat untuk menahan beban :
Beban vertikal:• beban mati dari berat sendiri jembatan• beban hidup penggunaBeban samping :• tekanan angin• gempa• pengguna yang bersandar
Komponen Komposit
• Metode tampang transformasi (Gere dan Timoshenko, 1997)n = E2 / E1
• n : rasio modular• E1 :imodulus elastisitas baja canai dingin
• E2 : modulus elastisitas kayu
tT = t1 + (n × t2)
• tT : tebal web setelah ditransformasi
• t1 : tebal awal baja canai dingin
• t2 : tebal bahan kayu• n : rasio modular
shear connector
• alat sambung yang berfungsi sebagai penahan gaya geser pada bidang permukaan dari komponen-komponen komposit
• Jarak longitudinal sekrup dihitung dengan persamaan.:
• s = Z / f• s : jumlah longitudinal sekrup yang dibutuhkan• Z : kapasitas beban sekrup• f : aliran geser
Perancangan Elemen Struktur
• Berdasarkan SNI 7971:2013, dilakukan analisis elemen struktur yang terdiri dari :
• tahanan elemen terhadap tarik,• tahanan elemen terhadap tekan,• tahanan elemen terhadap momen lentur,• tahanan elemen terhadap geser,• tahanan elemen terhadap kombinasi aksial dan
momen lentur,• tahanan elemen terhadap kombinasi lentur dan geser.
Sambungan
• Jumlah baut yang dibutuhkan :• N = F / (Ø. Z)• n : jumlah baut• F : gaya pada penampang• Øz : 0,65• Z : tahanan lateral baut• Bagian yang terhubung harus memenuhi persyaratan :• tahanan sobek,• tahanan tarik penampang neto,• tahanan tumpu,• gaya tumpu shear connector.
Struktur Rakitan
• smax = (lrcy) / (2r1)• l : bentang balok,• rcy : radius girasi sebuah kanal,
• r1 : radius girasi penampang-I.
Pelat Tumpu pada Tumpuan Jembatan
• Kebutuhan luas pelat• Jumlah baut pada tumpuan
METODE PERANCANGAN
• Trial dilakukan pada jembatan bentang 8, 10, 12, dan 14 m.
• Desain jembatan pejalan kaki tipe pratt truss
Data Perancangan
No Elemen Struktur Panjang (m) Profil
1 Atap 12,8 dan 1,415 komposit tunggal
2 Atap 0,5 2 CN75/08
3 Breising atas 1,887 2 CN75/08
4 Batang memanjang atas 12,8 komposit tunggal
5 Batang melintang atas 1,6 2 CN75/08
6 Batang diagonal 2,508 2 CN75/08
7 Batang vertikal 2,3 komposit ganda
8 Gelagar memanjang bawah 12 4 CN75/08
9 Gelagar melintang bawah 1,6 4 CN75/08
10 Gelagar lantai memanjang 12 2 CN75/08
11 Breising bawah 1,887 komposit tunggal
kompoit tunggal 2 CN75/08 komposit ganda 4 CN75/08
Kesimpulan• Semua trial jembatan memenuhi lendutan izin• Jembatan bentang 8, 10, dan 12 m memenuhi persyaratan kekuatan
elemen struktur dan sambungan• jembatan bentang 14 m mengalami kegagalan pada gelagar melintang
bawah dan kegagalan sambungan pada pelat sambung baja• bentang maksimum jembatan pejalan kaki kelas II yang dapat dicapai
adalah 12 m• Kebutuhan bahan untuk jembatan pejalan kaki bentang 12 m antara
lain baja canai dingin 771,717 kg, kayu mahoni 0,903 m3, pelat checkered plate tebal 3 mm 483,741 kg, baut diameter 8 mm 1404 buah, baut diameter 16 mm 8 buah, pelat sambung baja tebal 2 mm 280,771 kg, sekrup diameter 4 mm 2744 buah, self drilling screw diameter 3,8 mm 766 buah, dan angkur diameter 8 mm 16 buah.
Saran
Perlu dilakukan upaya-upaya untuk meningkatkan bentang jembatan, diantaranya :– jumlah profil ditambah atau diganti dengan profil berdimensi lebih besar– jarak antar joint diperpendek– tebal pelat sambung diperbesar dan atau mutu baut yang digunakan
ditingkatkan– mutu kayu ditingkatkan
• Dilakukan pemodelan perilaku shear connector dengan software terkait
• Dilakukan analisis pembebanan secara dinamik• Dilakukan pengujian lanjutan• Tanda/pemberitahuan bahwa jembatan hanya diperuntukkan bagi
pejalan kaki
DAFTAR PUSTAKA• Awaludin, A., 2005. Dasar-dasar Perencanaan Sambungan Kayu. Yogyakarta: Biro Penerbit Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas
Teknik, Universitas Gadjah Mada.• Awaludin, A. & Irawati, I.S., 2005. Konstruksi Kayu. Yogyakarta: Biro Penerbit Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik,
Universitas Gadjah Mada.• Badan Standarisasi Nasional (BSN), 2005. Standar Pembebanan untuk Jembatan. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.• BSN, 1989. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989). Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.• BSN, 1989. SNI-1727-1989 Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung. Jakarta: Badan Strandarisasi Nasional.• BSN, 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1729-2002). Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.• BSN, 2013. Spesifikasi Desain untuk Konstruksi Kayu (SNI 7973: 2013). Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.• BSN, 2013. Struktur Baja Canai Dingin (SNI 7971-2013). Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.• Danastri, A.D., 2014. Studi Sambungan Komposit Baja Ringan-Laminasi Kayu dengan Alat Sambung Baut. Yogyakarta: Jurusan Teknik Sipil dan
Lingkungan, Fakultas Teknik, universitas Gadjah Mada.• DPU, 1987. Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPPJJR). Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.• DPU, 1995. Tata Cara Perencanaan Jembatan Penyeberangan untuk Pejalan Kaki di Perkotaan. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum.• DPU, 2007. Perencanaan dan Pelaksanaan Konstruksi Jembatan Gantung untuk Pejalan Kaki. 3rd ed. Bandung: Departemen Pekerjaan Umum.• Gere, J.M. & Thimosenko, S.P., 2000. Mekanika Bahan Jilid 1 dan 2. 4th ed. Jakarta: Penerbit Elangga.• Gigasteel, n.d. Rencana Kerja dan Syarat (RKS) Pekerjaan Bangunan Atap Baja Ringan. Yogyakarta: Gigasteel.• Johansen, K.W., 1949. Theory of Timber Connections. International Association for Bridge and Structural Engineering. pp.249-62.• KTPGALVA, n.d. Brosur Galvasteel. [Online] Galvasteel. [email protected] [Diakses pada tanggal 26 Maret 2015].• Martawijaya, A. & dkk, 1989. Atlas Kayu Indonesia Jilid II. Bogor: Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.• Rahmawati, K., 2014. Perilaku Tekan Komposit Laminasi Kayu - Baja Ringan dengan Konektor Sekrup. Yogyakarta: Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan,
Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.• Sadiyo, S., 2011. Analisis Sesaran Batas Proporsional dan Maksimum Sambungan Geser Ganda Batang Kayu dengan Paku Maejmuk Berpelat Sisi Baja
Akibat Beban Uni-Aksial Tekan. Jurnal Teknik Sipil, 18.• Yu, W.W., 1999. Cold-Formed Steel Structures. Boca Raton: CRC Press LLC.• Yu, W.W., 2000. Cold-Formed Steel Design. 3rd ed. New York: John Wiley & Sons, Inc.
• Terima kasih