BUKU AJAR
PERENCANAAN JEMBATAN SS343512
Penyusun : Ir. Bustamin A. Razak, MT.
POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG JURUSAN TEKNIK SIPIL 2014
BAB I. KASIFIKASI DAN PERKEMBANGAN JEMBATAN SUB POKOK BAHASAN : 1.1. Perkembangan Jembatan 1.2. Klasifikasi Struktur Jembatan 1.3. Bagian – bagian jembatan 1.4. Istilah pada Jembatan 1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada. 2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu menjelaskan Perkembangan struktur b. Mampu Menjelaskan bentuk-bentuk Struktur Jembatan c. Mengindentifikasi Bagian-bagian Struktur Jembatan d. Mengidentifikasi perbedaan Bagian Struktur atas dan Bawah
1.1. Pengertian dan Perkembangan Jembatan Berdasarkan UU 38 Tahun 2004 bahwa jalan dan juga termasuk jembatan sebagai bagian dari sistem transportasi nasional mempunyai peranan penting terutama dalam mendukung bidang ekonomi, sosial dan budaya serta lingkungan yang dikembangkan melalui pendekatan pengembangan wilayah agar tercapai keseimbangan dan pemerataan pembangunan antar daerah. Konstruksi jembatan adalah suatu konstruksi bangunan pelengkap sarana trasportasi jalan yang menghubungkan suatu tempat ke tempat yang lainnya, yang dapat dilintasi oleh sesuatu benda bergerak misalnya suatu lintas yang terputus akibat suatu rintangan atau sebab lainnya, dengan cara melompati rintangan tersebut tanpa menimbun / menutup rintangan itu dan apabila jembatan terputus maka lalu lintas akan terhenti. Lintas tersebut bisa merupakan jalan kendaraan, jalan kereta api atau jalan pejalan kaki, sedangkan rintangan tersebut dapat berupa jalan kenderaan, jalan kereta api, sungai, lintasan air, lembah atau jurang. Jembatan juga merupakan suatu bangunan pelengkap prasarana lalu lintas darat dengan konstruksi terdiri dari pondasi, struktur bangunan bawah dan struktur bangunan atas, yang menghubungkan dua ujung jalan yang
terputus akibat bentuk rintangan melalui konstruksi struktur bangunan atas. Jembatan adalah jenis bangunan yang apabila akan dilakukan perubahan konstruksi, tidak dapat dimodifikasi secara mudah, biaya yang diperlukan relatif mahal dan berpengaruh pada kelancaran lalu lintas pada saat pelaksanaan pekerjaan. Jembatan dibangun dengan umur rencana 100 tahun untuk jembatan besar, minimum jembatan dapat digunakan 50 tahun. Ini berarti, disamping kekuatan dan kemampuan untuk melayani beban lalu lintas, perlu diperhatikan juga bagaimana pemeliharaan jembatan yang baik. Karena perkembangan lalu lintas yang ada relatip besar, jembatan yang dibangun, biasanya dalam beberapa tahun tidak mampu lagi menampung volume lalu lintas, sehingga biasanya perlu diadakan pelebaran. Untuk memudahkan pelebaran perlu disiapkan desain dari seluruh jembatan sehingga dimungkinkan dilakukan pelebaran dikemudian hari, sehingga pelebaran dapat dilaksanakan dengan biaya yang murah dan konstruksi menjadi mudah. Pada saat pelaksanaan konstruksi jembatan harus dilakukan pengawasan dan pengujian yang tepat untuk memastikan bahwa seluruh pekerjaan dapat diselesaikan, sesuai dengan tahapan pekerjaan yang benar dan memenuhi persyaratan teknis yang berlaku, sehingga dicapai pelaksanaan yang efektif dan efisien, biaya dan mutu serta waktu yang telah ditentukan. Sebagai bagian dari transportasi, khususnya transportasi darat, teknologi jembatan berkembang sejalan dengan peradapan manusia. Dan hingga sekarang bidang teknologi jembatan sangat maju. Namun kemajuan yang dialami diawali dengan proses ”cut and try”. Dapat dikatakan bahwa ide teknologi jembatan muncul dari pengalaman kehidupan manusia. Misalnya pengalaman manusia dimana pohon yang tumbang melintasi sungai pada saat banjir, dapat dimamafatkan untuk penyebrangan. Atau contoh alamiah lain yang dapat melahirkan ide jembatan gantung adalah menyebrangnya hewan atau mausia dengan memanfaatkan akar pohon dari satu pohon ke pohon lain. Pengalaman praktis dari kehidupan manusia dalam mengatasi alam, didukung dengan pengetahuan akan ilmu-ilmu gaya, melahirkan teknologi jembatan yang kian hari bertambah maju. Hal ini dapat kita lihat dan jumpai dalam kenyataan sekarang ini, dimana teknologi jembatan sudah sangat maju. Sebagaimana uraian sebelumnya, perkembangan teknologi jembatan diawali dari proses ”cut and try”. Selanjutnya dengan metode empiris, dibuatlah beberapa pikiran intelegensi tentang kekuatan bahan dalam membangun jembatan.
1.1.1 Teknologi Jembatan Zaman Purba Pemikiran-pemikiran zaman purba telah menjadi sumbangan yang sangat berharga bagi teknologi jembatan. Manusia zaman purba menyebrangi sungai dengan memasang tiang-tiang batu
dan pilar-pilar batu, kayu gelondongan, atau pohon yang tumbang dengan bentang yang sangat pendek. Juga manusia purba menyebrangi sungai dengan memanfatkan cabang-cabang atau akarakar yang bergantungan sebagai jembatan gantung, dengan cara berayun dari satu pohon ke pohon lain. Tipe jembatan zaman purba adalh jembatan balok sederhana, dan digunakan hanya untuk bentangan yang pendek. Namun, pada era ini juga ditemukan tipe jembatan pelengkung, walau bentuk dan meterial konstruksi masih sangat sederhana.
Gambar 1.1 Jembatan Jaman Kuno (Sumber : Google.com)
1.1.2 Teknologi Jembatan Periode Romawi Kuno Teknologi jembatan pada periode ini, telah membangun jembatan dari kayu, batu dan beton. Untuk jembatan batu dan beton, bentuknya sama seperti pada periode jembatan purba yaitu berbentuk lengkung. Namun periode ini, telah berhasil mengatasi permasalahan yang rumit, seperti
membuat perhentian konstruksi yang dibangun di atas pilar yang berada di bawah air dan melindunginya dari bahaya banjir.
Gambar 1.2 Jembatan Romawi Kuno (Sumber : Google.com)
1.1.3 Teknologi Jembatan Zaman Pertengahan Konstruksi jembatan pada periode ini tidak berbeda jauh dari periode Romawi Kuno. Bentuk lengking dan pilar-pilar batu masing sering digunakan sekitar abad ke-12 di Prancis, pilar jembatan dibual dalam bentuk segi tiga pada bagan huludan dikenal dngan is tilah ”streaminglining” dari kayu. Pada periode ini, tiang-tiang pancang telah dipakai untuk mengatasi masalah tanah dasar. Tiang-tiang tersebut dipancang secara berkelompok dengan jarak yang rapat sehingga membentuk satu kasatuan kelompok tiang yang solid. Bagian atas tiang dilapisi tiga lapisan kayu sebagai kepala tiang (pile cap) dan dijepit dengan besi. Kemudian lapisan batu ditempatkan sebagai pangkal jembatan dan dibuat lengkung.
Gambar 1.3 Jembatan Jaman Pertengahan (Sumber : Google.com)
1.1.4 Teknologi Jembatan Zaman Besi dan Baja Era jembatan besi dan baja sejalan dengan adanya revolusi industri. Pada zaman ini jembatan besi dibangun dengan menggunakan prinsip-prinsip bentuk lengkung, terutama untuk jembatan jalan raya. Untuk jembatan jalan rel menggunakan jembatan bentuk pipa.
1.4. Jembatan Abad Sekarang (Sumber: Google.com)
1.2.
Klasifikasi Jembatan
Untuk memahami berbagai bentuk struktur jembatan, terlebih dahulu perlu ditinjau tentang klasifikasi jembatan. Klasifikasi jembatan dapat dibagi berdasarkan material super strukturnya, penggunanya, sistem struktur yang digunakan, dan kondisi pendukung. Selain itu juga perlu dipahami desain konseptual jembatan agar dapat menentukan jenis jembatan yang sesuai. A). Klasifikasi material superstruktur Menurut material superstrukturnya jembatan diklasifikasikan atas: 1). Jembatan Bambu, Bambu yang digunakan untuk konstruksi jembatan harus cukup tua dengan kualitas baik, lurus dan panjang, diantaranya jenis bambu gombong, bambu tali, dan bambu betung,. Bambu ini memiliki kekuatan, keuletan, dan keawetan yang baik, atau jenis lain dengan persyaratan antara lain : -
Bambu harus berumur tua, berwarna kuning jernih, hitam atau hijau tua, berbintik putih pada pangkalnya, berserat padat dengan permukaan mengkilat, buku-bukunya tidak boleh pecah.
-
Pelupuh dan barang anyaman bambu seperti dan lain-lain harus terbuat dari bambu yang terndam dengan baik, tahan lama dan terbuat dari jenis bambu dengan garis tengah minimum 4 cm dan harus terbuat dari kulit bambu.
-
Bambu untuk tiang atau cerucuk stabilitas tanah, harus dari jenis yang tahan lama dengan garis tengah minimum 8 cm.
Gambar 1.5. Jembatan Bambu (Sumber : Google.com)
1). Jembatan Kayu adalah jembatan yang struktur atasnya menggunakan rangka kayu Jembatan kayu merupakan jembatan dengan material yang dapat diperbaharui (renewable). Kayu adalah sumber daya alam yang pemanfaatannya akhir-akhir ini lebih banyak pada bidang industri kayu lapis,
furnitur, dan dapat dikatakan sangat sedikit pemakaiannya dalam bidang jembatan secara langsung sebagai konstruksi utama. Pemakaian kayu sebagai bahan jembatan mempunyai beberapa keuntungan antara lain: •
Kayu relatif ringan, biaya transportasi dan konstruksi relatif murah, dan dapat dikerjakan dengan alat yang sederhana
•
Pekerjaan-pekerjaan detail dapat dikerjakan tanpa memerlukan peralatan khusus dan tenaga ahli yang tinggi
•
Jembatan kayu lebih suka menggunakan dek dari kayu sehingga menguntungkan untuk lokasi yang terpencil dan jauh dari lokasi pembuatan beton siap pakai (ready mix concrete). Dek kayu dapat dipasang tanpa bekisting dan tulangan sehingga menghemat biaya
•
Kayu tidak mudah korosi seperti baja atau beton
•
Kayu merupakan bahan yang sangat estetik bila didesain dengan benar dan dipadukan dengan lingkungan sekitar Dari penjelasan diatas, dapat dikatakan bahwa jembatan kayu untuk konstruksi jembatan berat dengan
bentang sangat panjang sudah tidak ekonomis lagi. Jadi jembatan kayu lebih sesuai untuk konstruksi sederhana dengan bentang pendek.
Gambar 1.6. Jembatan Kayu (Sumber : Google.com)
3). Jembatan Beton Penggunaan semen alam untuk konstruksi pertama kali digunakan pada abad ke-19. Perkembangan industri
semen portland mendominasi sebagai jembatan setelah tahun 1865. Beton massa banyak digunakan untuk jembatan lengkung dan struktur bawah konstruksi jembatan. Pada tahun 1890-an banyak dibangun jembatan beton lengkung, dan semakin meningkat pemakainnya selama awal dekade abad ke-20. Slab dan gelagar jembatan beton bertulang secara luas digunakan untuk bentanganbentangan pendek lama beberapa dekade.
Jembatan beton adalah jembatan yang menggunakan bahan beton bertulang dan beton prategang, Dalam hal ini mutu beton Mutu beton dipengaruhi oleh: ü ü ü ü ü ü
Mutu material : pasir, batu Mutu alat : pencampur, pengangkut, Mutu perencanaan campuran Mutu formwork. Mutu proses pengecoran. Mutu pemeliharaan.
Gambar 1.7. menunjukkan jenis bagian beton bertulang yang biasa digunakan pada superstruktur jembatan jalan raya.
Gambar 1.7. Tipikal potongan superstruktur jembatan beton bertulang; (a) solid slab, (b) balok T, dan (c) gelagar kotak Sumber: Chen & Duan, 2000
a.1. Slab Slab beton bertulang merupakan supersturktur jembatan yang paling ekonomis untuk bentang sekitar 40 ft / 12.2 m. Slab mempunyai detail yang sederhana, formwork standar, rapi, sederhana, dan tampilan menarik. Umumnya bentang berkisar antara 16 -44 ft (4.9 – 13.4 m) dengan perbandingan ketebalan dan bentang struktur 0.06 untuk bentang sederhana dan 0.045 untuk bentang menerus.
a.2 Balok T ( gelagar dek) Balok T seperti yang terlihat pada Gambar 1.12, ekonomis untuk bentang 40 – 60 ft (12.2 – 18.3 m) tetapi untuk jembatan miring memerlukan formwork yang rumit. Perbandingan tebal dan bentang struktur adalah 0.07 untuk bentang sederhana dan 0.065 untuk bentang menerus. Jarak antar gelagar pada jembatan balok-T tergantung pada lebar jembatan secara keseluruhan, ketebalan slab, dan biaya formwork sekitar 1 .5 kali ketebalan struktur. Jarak yang umum digunakan antara 6 – 10 ft ( 1 .8 – 3.1 m).
a.3. Gelagar kotak cast-in-place Gelagar kotak seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.11. sering digunakan untuk bentang 50 – 120 ft (15.2 – 36.6 m). Formwork untuk struktur miring lebih sederhana daripada untuk balok-T. Terkait dengan pembelokan akibat beban mati, penggunaan gelagar sederhana beton bertulang melebihi bentang 100 ft (30.5 m) atau lebih menjadi tidak ekonomis. Perbandingan tebal dan bentang struktur umumnya 0.06 untuk bentang sederhana dan 0.55 untuk bentang menerus dengan ruang gelagar 1 .5 kali ketebalan struktur. Ketahanan puntir gelagar kotak yang besar membuat gelagar tersebut dapat digunakan untuk bentuk lengkung seperti lereng pada jalan. Garis lengkung yang lembut menjadi hal yang menarik pada kota metropolitan.
4). Jembatan Pratekan / Prategang Pada tahun 1950-an, dikembangkan jembatan beton prategang segmental untuk pertama kalinya di Eropa Barat menggunakan sistem ini pada pada jembatan Finsterwalder di Jerman. Jembatan segmental dapat pula disebut pracetak atau cetak ditempat dengan menggunakan metode konstruksi kantilever yang dikerjakan bentangan demi bentangan, dipasang tahap demi tahap atau dengan sistem incremental launching. Konstruksi jembatan beton prategang segmental dapat mencapai panjang bentang 250m atau bentang seri 300m. Bila digunakan dalam jembatan cable stayed, jarak bentang dapat mencapai 450m Beton pratekan dengan bahan berkekuatan tinggi merupakan alternatif menarik untuk jembatan bentang
panjang. Bahan ini dipergunakan secara luas pada struktur jembatan sejak tahun 1950-an. Pembangunan jembatan beton yang terbagi menjadi beberapa segmen sukses dikembangkan dengan konsep kombinasi pratekan, gelagar kotak, dan konstruksi kantilever. Jembatan gelagar kotak dengan segmen pratekan telah dibangun pertama kali di Eropa Barat pada 1950. Jembatan California’s Pine Valley seperti yang ditunjukkan gambar 2.23. terdiri 3 bentangan 340 ft (103.6 m), 450 ft (137.2 m), dan 380 ft (115.8 m) dengan pier setinggi 340 ft (103.6), merupakan jembatan cast-in-place segmental pertama yang dibangun di Amerika Serikat tahun 1974. Jembatan pratekan segmental dengan segmen pratekan atau cast-in-place dapat diklasifikasikan menurut metode konstruksi menjadi: (1) kantilever penyeimbang, (2) bentang per bentang, (3) pengadaan incremental, dan (4) pentahapan. Pemilihan antara segmen cast-in-place, pratekan atau berbagai metode konstruksi yang lain tergantung pada jenis proyek, kondisi lapangan, batasan lingkungan dan publik, waktu pelaksanaan konstruksi, dan ketersediaan alat.
Gambar 1.8. Jembatan Presstres
Tabel 1.1. Apliksi tipe jembatan berdasar panjang bentangnya
4). Jembatan Baja Seiring dengan kemajuan teknologi jembatan dalam hal pemanfaatan meterial maka jembatan dalam bentangan yang panjang tidak dapat dibuat atau dibangun dari bahan kayu yang terbatas panjang dan kemampuan dukungannya. Karena itu diupayakan meterial lain yang dapat mengatasi kesulitan tersebut. Rangka baja adalah salah satu solusi yang tepat untuk mengatasi persoalan di atas.
Gambar 1.8. Jembatan Pelengkung Baja
Gambar 1.9. Jembatan Rangka Baja
b) Klasifikasi berdasarkan penggunanya §
Jembatan jalan adalah jembatan untuk lalu lintas kendaraan bermotor
§
Jembatan kereta api jembatan untuk lintasan kereta api
§
Jembatan kombinasi adalah jembatan yang digunakan sebagai lintasan kendaraan bermotor dan kereta api
§
Jembatan pejalan kaki Jembatan yang digunakan untuk lalu lintas pejalan kaki
§
Jembatan aquaduct Jembatan untuk menyangga jaringan perpipaan saluran air
c) Klasifikasi berdasarkan sistem struktur yang digunakan − jembatan I–Girder. Gelagar utama terdiri dari plat girder atau roled-I. Penampang I efektif menahan beban tekuk dan geser.
Gambar 1.11. Jembatan I – Girder (Sumber : Google.com)
− Jembatan gelagar kotak (box girder) Gelagar utama terdiri dari satu atau beberapa balok kotak baja fabrikasi dan dibangun dari beton, sehingga mampu menahan lendutan, geser dan torsi secara efektif.
Gambar 1.11. Jembatan Box Girder (Sumber : Google.com)
− Jembatan Balok T (T-Beam) T beam atau dalam bahasa Indonesianya adalah balok T, adalah balok yang pengecorannya dilaksanakan bersamaan dengan pengecoran pelat lantai atau sering disebut (monolit). Sehingga plat beton diperhitungkan sebagai sayap dari balok, dengan lebar sayap tertentu. Secara umum balok T dibagi menjadi 2 yaitu balok pinggir (exterior) dan balok tengah (interior) l
Gambar 1.12. Jembatan Balok T (Sumber : Google.com) − Jembatan Gelagar Komposit Plat lantai beton dihubungkan dengan girder atau gelagar baja yang bekerja sama mendukung beban sebagai satu kesatuan balok. Gelagar baja terutama menahan tarik sedangkan plat beton menahan momen lendutan.
Gambar 1.13. Jembatan Komposit (Sumber : Google.com)
− Jembatan Rangka Batang (Truss) Elemen-elemen berbentuk batang disusun dengan pola dasar menerus dalam struktur segitiga kaku. Elemen-elemen tersebut dihubungkan dengan sambungan pada ujungnya. Setiap bagian menahan beban axial juga tekan dan tarik. Gambar 1.14. menunjukkan Jembatan truss Warren dengan elemen vertikal yang disebut ”through bridge”, plat dek diletakkan melintasi bagian bawah jembatan
Gambar 1.14. Jembatan Truss (S u m b e r : C h e n & D u a n , 2 0 0 0 ) − Jembatan Pelengkung (arch) Pelengkung merupakan struktur busur vertikal yang mampu menahan beban tegangan axial
Gambar 1.15. Jembatan Pelengkung (Sumber : Google.com)
− Jembatan Kabel Tarik (Cable stayed) Gelagar digantung oleh kabel berkekuatan tinggi dari satu atau lebih menara. Desain ini lebih sesuai untuk jembatan jarak panjang Selama lebih dari tiga dekade jembatan cable stayed digunakan secara luas di Eropa Barat dan bagian lain di dunia. Keberhasilan penggunaan sistem cable stayed dicapai dengan ditemukannya baja berkekuatan tinggi dan tipe deck-orthotropik, kemajuan teknik las. Penelitian menunjukkan jembatan cable stayed lebih unggul dibanding jembatan gantung. Kelebihannya antara lain rasio panjang bentang utama dan tinggi pylon yang lebih murah. Defleksi akibat pembebanan simertis dan asimetris pada lebih dari separuh bentang jembatan gantung mempunyai defkesi yang lebih besar di tengah bentang dari pada cable stayed. Keuntungan yang menonjol dari cable stayed adalah tidak diperlukannya pengangkeran kabel yang berat dan besar seperti pada jembatan gantung. Gaya-gaya angker pada ujung kabel bekerja secara vertikal dan biasanya diseimbangkan dengan berat dari pilar dan fondasi tanpa menambah biaya konstruksi lagi. Komponen horisontal gaya pada kabel dilimpahkan pada struktur atas gelagar berupa tekanan atau tarik.
Gambar 1.16. Jembatan Cable Stayed (Sumber : Google.com) − Jembatan Gantung
Gelagar digantung oleh penggantung vertikal atau mendekati vertikal yang kemudian digantungkan pada kabel penggantung utama yang melewati menara dari tumpuan satu ke tumpuan lainnya. Beban diteruskan melalui gaya tarik kabel. Desain ini sesuai dengan jembatan dengan bentang yang terpanjang. Jembatan gantung tertua dan terbesar pada abad ke-18 adalah jembatan Menai Straits di Inggris yang dibangun pada tahun 1825. Jembatan ini masih menggunakan menara batu dan kabel dari rantai besi untuk menggantung jalan raya. Pada tahun 1939 kabel penggantung diganti dengan baja batangan. Awal kemajuan inovasi jembatan gantung ialah pada saat dibangunnya jembatan gantung Niagara di Amerika Serikat. Struktur jembatan ini mempunyai dua dek, dek bagian atas untuk jalan rel dan bagian bawah untuk lalu-lintas jalan raya. Dek ini berupa “stiffeningtruss” yang terbuat dari kayu. Bentang jembatan digantung pada 4 kelompok kabel, didukung dengan 4 bangunan menara dan ujung kabel diangkitkan dalam solid rok dibelakangnya. Penggunaan kabel baja (wire steel) menggantikan kabel besi untuk pertama kali digunakan pada jembatan gantung Brooklyn, New York (1867). Ciri khusus jembatan ini adalah kabel yang menjari terarah dek dari tower, yang lebih stabil terhadap angin.
Gambar 1.17. Jembatan Gantung (Sumber : Google.com) Jembatan Pelengkung
1.4. Bagian-bagian Jembatan :
Jembatan dapat dibagi atas 2 (dua) bangunan utama 1. Bangunan atas. 2. Bangunan bawah.
Pada umumnya suatu bangunan jembatan terdiri dari enarn (6) bagian pnkok sebagai berikut : 1. Bangunan atas. 2. Landasan 3. Bangunan bawah. 4. Pondasi. 5. Oprit. 6. Bangunan pangaman jembatan.
1.4. Istilah Pada Struktur Jembatan Jembatan
: Adalah suatu struktur yang memungkinkan route transportasi melintasi sungai, danau, kali, jalan raya, jalan Kereta Api dan lain-lain. Route Transportasi berupa, jalan Kereta Api jalan trem, pejalan kaki, rentetan kendaraan dan lain - lain. Jembalan yang melintasi diatas jalan biasanya disebut viaduct.
Bangunan-atas
: Sesuai dengan istilahnya berada pada bagian atas sualu jembatan, berfungsi menampung beban-beban yang ditimbulkan oleh lalu lintas orang, kendaraan dan kemudian menyalurkannya kepada hangunan bawah
Landasan
: Bagian ujung bawah dari Suatu bangunan atas yang berfungsi menyalurkan gaya-gaya reaksi dari bangunan atas kepada bangunan bawah. Menurut fungsinya dibedakan landasan - sendi (fixed bearing) dan landasan Gerak (movable bearing)
bangunan-bawah :
Bangunan-bawah pada umumnya terlelak disebelah bawah bangunan atas. Fungsinya menerima
memikul beban-beban yang diherikan bangunan
atas dan kemudian menyalurkannya ke pondasi. Beban-beban tersebut selanjutnya oleh pondasii disalurkan ke tanah. Oprit-jembatan
:
oprit berupa limbunan tanah dibelakang abutment timbunan tanah ini harus dibuat sepadat mungkin, untuk menghindari terjadinya penurunan settlement) hal ini tidak mengenakkan bagi pengendara. Apabila ada penurunan, terjadi
kerusakan pada expansi joint yaitu bidang pertemuan antara bangunan atas dengan abutment. Untuk menghindari ini, pemadatan harus sernaksimurn mungkin dan diatasnya dipasang plat injak dibelakang abutment. Bangunan Pengaman Jembatan Berfungsi sebagai pengamanan terhadap pengaruh sungai yang bersangkutan baik secara langsung maupun tak langsung_ Kadang-kadang disamping jembatannya harus diamankan, sungainyapun harus diamankan, dimana biaya pengamanan sungai Iebih mahal dari pengamanan jembatan. Abutment
Abutment atau kepala jembatan adalah bagian bangunan pada ujung-ujung jembatan, selain sebagai pendukung bagi bangunan atas juga berfungsi sebagai penahan tanah.
Pilar Jembatan
Pilar atau pier berfungsi sebagai pendukung bangunan atas. Bila pilar ada pada suatu bangunan jembatan letaknya diantara keduaabutment dan jumlahnya tergantung keperluan, seringkali pilar tidak diperlukan
Pondasi
Berfungsi menerima beban-beban dari bangunan bawah dan menyalurkannya ke tanah. Secara umum, pondasi dapat dibedakan sebagai herikut :
Pondasi Langsung :
Digunakan bila lapisan tanah pondasi yang telah diperhitungkan rnarnpu memikul beban-beban diatasnya, terletak pada lokasi yang dangkal dari tanah setempat.
Pondasi-Dalam
Digunakan apabila lapisan tanah keras yang mampu memikul beban Ietaknya cukup dalam.
Sehingga beban-beban harus disalurkan melalui suatu konstruksi penerus yang juga disebut tiang pancang dan pondasi sumuran.
Tabel 1.1 Jembatan Standard Berbagai Jenis Bahan
Tabel 1.2. Jembatan Non Standard di Indonesia
BAB II. PERENCANAAN TEKNIS JEMBATAN SUB POKOK BAHASAN : 2.1. Pendahuluan Teknis Perencanaan Jembatan 2.2. Tahap Pra Perencanaan Jembatan 2.3. Tahap Perencanaan Jembatan 2.4. Survey Data 2.5. Pokok – pokok perencanaan 2.6. Kriteria Prencanaan 2.7. Peraturan yang digunakan
1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu menjelaskan tahapan perencanaan teknis jembatan b. Mampu mengidenfikasi data dan bahan yang dibutuhkan dalam perencanaan teknis jembatan c. Mampu membuat penyusunan rencana kerja perencanaan jembatan sesuai dengan Peraturan perencanaan Jembatan
2.1. PENDAHULUAN Maksud perencanaan antara lain adalah untuk menentukan fungsi struktur secara tepat, effisien, dan bentuk yang sesuai dengan lingkungan atau mempunyai nilai estetika atau bentuk sesuai keinginan pemilik proyek. Pada tahap perencanaan seringkali terdapat perbedaan akibat persepsi pandang yang tidak sama namun apabila kita mampu menjelaskan dan mencari relevansi antara parameter-parameter yang berbeda terebut serta membatasi permasalahan agar mendapatkan efisiensi kemudian menyusun integritas batasan yang sesuai, maka akan segera mendapatkan titik temu.
2.2. PRA PERENCANAAN JEMBATAN Setelah dilakukan studi kelayakan tahap berikutnya adalah praperencanaan, ini dimaksud agar didapatkan hasil yang maksimal, adapun proses praperencanaan hingga menjadi perencanaan akhir yaitu :
A. Data pendahuluan ( Prelimanary Data ) Disampping sebagai pelengkap pada pengumpulan akhir data ( Final Data ), data pendahuluan diperlukan pula untuk mengestimasi perencanaan ( design ) dan cost. Pada umumnya data pendahuluan ini terdiri dari data – data terdahulu dan data – data visual, meliputi : 1) Kondisi Banjir 2) Gejala erosi dan perpindahan aliran sungai 3) Saran relokasi jembatan 4) Kondisi Trafik 5) Kemampuan pengadaan material 6) Kemampuan teknis dan pelaksanaan 7) Kondisi jembatan yang ada 8) Seketsa penampang kali ( sungai) atau jembatan 9) Data – data teknis lainnya yang perlu
B. perencanaan Pendahuluan ( Prelimanary design ) Bila data pendahuluan sudah terkumpul, maka dapat dilakukan pembahasan perencanaan ( design Inxestigation ) pembahasan berupa ketentuan – ketentuan secara pendekatan terhadap : 1) Lokasi Jembatan 2) Statiska konstruksi dan dimensi pendahuluan 3) Material yang digunakan 4) Lokasi bangunan bawah 5) Macam dan bentuk pondasi 6) Taksiran biaya
C. Data Akhir ( Final Data ) Data akhir diperlukan untuk melengkapi perencanaan menjadi akhir perencanaan untuk pelaksanaan dan akhir, dasar penyeledikan yang diambil, diperoleh dari perencanaan pendahuluan misalnya pada perencanaan pendahuluan direncanakan sistem pondasi penyelidikan tanah ( soil Investigation ) dilakukan pada temoat pondasi tersebut. Pada umumnya data akhir terdiri dari hal – hal sebagai berikut 1) Pengukuran topografi : situasi, penampang, garis ketinggian dan lain – lain. 2) Penyelidikan geoteknik : sondir dan lain – lain 3) Penyelidikan air : Hidrolika, hidrologis dan lain – lain 4) Penyelidikan batuan : penentuan daerah stabil penentuan arah retak dari batuan dan lain – lain 5) Foto udara : hanya diperlukan umumnya lokasi proyek cukup besar. D. Perencanaan Akhir ( Final Design ) Perencanaan akhir dihasilkan dari perencanaan pendahuliuan dan data akhir, serta mencakup seluruh bagian perencanaan sampai kepada detail –detailnya, Bagian – bagian utama yang harus dicakup yaitu pada : 1. Bangunan Atas 2. Landasan 3. Bangunan Bawah 4. Pondasi 5. Bangunan Pengaman
6. Jalan Penghubung / Oprit
2.3 TAHAPAN PERENCANAAN Sebelum tahapan pelaksanaan konstruksi, seorang perencana harus mempunyai data-data baik data Primer maupun Sekunder yang berkaitan dengan pembangunan jembatan semakin komplit data yang dimiliki maka akan semakin mudah dan baik hasil rancangannya.
2.4 SURVEI DATA Data adalah unsur yang sangat penting dalam sebuah desain, maka keputusan dalam pengambilan dan pengumpulan data merupakan hal yang harus diperhatikan dan memerlukan kejelian dan ketelitian agar mendapatkan data yang akurat. Di dalam kegiatan awal ini banyak yang harus dipersiapkan diantaranya : A. Penyusunan Rencana Kerja Penyusunan rencana kerja ini dibuat untuk memberikan input sebelum dibuat final design atau tahap pekerjaan perencanaan teknis, untuk memberikan input yang akurat maka perlu disusun lebih rinci (rencana kerja terinci) yaitu meliputi tiga kegiatan utama : 1) Kegiatan Lapangan Kegiatan ini sangat penting mengingat ketergantungan yang sangat tinggi antara pekerjaan lapangan dan kemajuan pekerjaan konstruksi maupun perancangan, pekerjaan lapangan seringkali mengandung resiko tinggi yang kadang-kadang sulit diperkirakan sebelumnya, karena data yang tidak akurat akan menghasilkan perancangan tidak sempurna dan mengakibatkan kefatalan pada pekerjaan konstruksi atau sesudahnya. Adapun kegiatan ini dimulai dari surevi lapangan, tujuannya adalah meninjau ke lokasi / lapangan di mana jembatan akan dibangun atau ditingkatkan guna mendapatkan dan mengumpulkan data-data yang diperlukan dalam proses perencanaan teknis jembatan secara lengkap. Hal-hal pokok yang harus dilakukan dalam pelaksanaan survei ini adalah : a) Pemilihan Lokasi Yaitu menetapkan lokasi di mana jembatan baru akan dibangun dengan pertimbanganpertimbangan ekonomi sosial, estetika yang mencakup aligement jalan, kecepatan rencana dan konstruksinya sehingga lokasi jembatan baru sedapat mungkin terletak pada lokasi ideal. Jika diadakan relokasi harus ditinjau masalah-masalah yang berkaitan dengan pembebasan tanah, keadaan lingkungan dan apakah ada timbunan atau galian dari kondisi tanah dasar yang ada serta masalah-masalah lainnya.
b) Menentukan Bentang, Lebar dan Tipe Jembatan Yaitu menetapkan panjang bentang, lebar, kelas dan tipe jembatan baru dengan memperhatikan stabilitas tebing, frofil sungai, arah aliran, sifat-sifat sungai, bahan-bahan bawaan sungai, scouring vertikal dan horizontal, kepadatan dan pembebanan lalu lintas. Untuk perencanaan oprit jembatan yang terletak pada daerah rawa-rawa, di atas tanah lembek dan kompresibel akan menimbulkan persoalan stabilitas dan penurunan, maka diantaranya dapat disarankan penambahan panjang bentang jembatan, perbaikan tanah atau kemungkinan lain.
c) Survey Hidrolika dan Hidrologi •
Melakukan pemeriksaan data-data mengenai morfologi sungai yang telah ada dengan kondisi lapangan pada saat ini.
•
Mengumpulkan data-data yang dapat digunakan langsung untuk perencanaan dan mencatat keadaan yang dapat mempengaruhi rencana letak pondasi.
•
Memperkirakan kondisi hidrologi dan hidrolika serta sifat-sifat morfologi sungai.
•
Perlu diketahui juga data-data banjir termasuk diantaranya waktu-waktu banjir atau perkiraan periode banjir yang di dapat dari data curah hujan yang ada guna pembuatan schedule pekerjaan konstruksi.
•
Untuk menentukan ketinggian air pada waktu banjir dapat diketahui dari data-data dinas pekerjaan umum atau dinas yang terkait setempat.
d) Penyelidikan Tanah •
Dalam menentukan jenis konstruksi bangunan bawah diperlukan pula suatu penyelidikan tanah pada lokasi jembatan yang direncanakan untuk mendapatkan suatu perkiraan yang sebaik – baiknya , dalam menentukan lokasi dan type pondasi yang akan digunakan atau untuk mengetahui kondisi pondasi jembatan lama (jika berupa peningkatan / perbaikan jembatan) dalam menentukan nilai keyakannya.
•
Didalam penyelidikan tanah ada dua kegiatan yang harus dilakukan yaitu penyelidikan lapangan ( field ) dan labolatorium ( labolatorium mekanika tanah )
agar diperoleh data-data tanah yang valid, untuk mendapatkan perencanaan (design ) pondasi yang sesuai (kuat) dan baik. •
Banyak kejadian menunjukan runtuhnya / rusaknya struktur jembatan disebabkan oleh faktor pondasi jembatan ( seperti : penurunan baik bersamaan atau tidak, guling, ambrol pada daerah abutment, terjadi pergeseran dll. yang kesemuanya itu menyebabkan rusaknya struktur atas atau lapisan perkerasan jalan), oleh karena penyelidikan tanah adalah sangat penting untuk merencanakan suatu pondasi yang kuat dan ekonomis. Hasil penyelidikan tanah dinyatakan kurang baik (meragukan untuk langsung dapat dibangun) apabila misalnya : ü ada gejala patahan ü daerah yang bergerak ü retakan – retakan pada batuan dan lain-lain, maka perlu suatu penyelidikan batuan pada lokasi setempat. Hasil–hasil penyelidikan yang penting (sangat diperlukan) diantaranya sebagai berikut ; ü Sifat-sifat tanah pada kedalaman tertentu. ü Kedalaman, tebal komposisi dari setiap lapisan tanah tertentu. ü Lokasi muka air tanah. ü Kedalaman, komposisi tanah keras (rock ) ü Sifat teknik dari tanah dan rock yang menentukan perencanaan(desain) pondasi. Beberapa cara yang dapat digunakan dalam pengambilan contoh tanah ( soil exploration ) ü Boring dengan alat bor angger dan lain-lain. ü Sondir ü Cara geophysic, cara ini mahal, namun mempunyai ketelitian yang tinggi sehingga hanya digunakan untuk suatu luas pekerjaan yang besar dan diperlukan penyelesaian cepat.
e) Data Jembatan Lama Jika yang akan direncanakan peningkatan atau penggantian jembatan, maka data dan kondisi jembatan lama perlu dicatat dalam form pemeriksaan detil jembatan guna menetapkan urutan prioritas penggantian jembatan, dan jika jembatan tersebut akan diganti, harus diperkirakan kekuatan jembatan lama yang mungkin akan dipergunakan sebagai jembatan darurat bila diperlukan. Kondisi jembatan dan sifat sungai dipergunakan sebagai
acuan
dalam
memberikan
saran-saran
terhadap
jembatan
lama
(dibongkar/difungsikan/dibiarkan) bila jembatan baru sudah selesai dibangun.
f) Material Untuk merencanakan anggaran biayanya, data harga-harga material setempat perlu dipertimbangkan untuk menghindari biaya tinggi, maka diperlukan adanya data/tempat pengambilan material (quarry) yang mempunyai nilai ekonomis dan sesuai persyaratan konstruksi. Dalam hal ini perlu ditentukan/dicarikan lokasi pengambilan material dengan perkiraan mutu/kwalitasnya yang sedapat mungkin sesuai dengan kwalitas yang disyaratkan. Biasanya peta quarry dapat diperoleh di DPUD setempat.
g) Tenaga Kerja Untuk mendapatkan hasil pelaksanaan konstruksi yang baik dan ekonomis diperlukan adanya data-data tentang tenaga kerja, baik tenaga kasar maupun profesional yang berpengalaman dalam perencanaan teknis jembatan maupun pelaksanaan pekerjaan konstruksi.
h) Topografi Di dalam perencanaan struktur jembatan sangat diperlukan foto-foto mengenai keadaan jembatan lama, sungai, lokasi jembatan baru secara lengkap sehingga foto tersebut dapat dipergunakan pula sebagai data dalam perencanaan jembatan selanjutnya.
Adapun titik-titik yang perlu diketahui / di foto : ü Dari hulu ke arah hilir ü Dari hilir ke arah hulu ü Dari jalan masuk ke arah jalan keluar (rencana lokasi kepala jembatan). ü Dari jalan keluar ke arah jalan masuk (rencana lokasi kepala jembatan). ü Foto perspektif rencana lokasi jembatan ü Foto-foto lain yang memerlukan perhatian khusus dalam perencanaan Pada foto-foto tersebut perlu dicantumkan tanda-tanda antara lain : arah aliran sungai, rencana as jembatan, rencana lokasi kepala jembatan dan lain-lain.
2) Perencanaan Pendahuluan Dari data – data lapangan disusunlah suatu rencana awal / pendahuluan dengan mempertimbangkan atau pendekatan pendekatan dari data – data yang didapat
B. Metodologi Dan Pengamatan Data Untuk merencakan konstruksi suatu jembatan sebaiknya perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut, Survey data untuk perencanaan jembatan yang meliputi : 1) Pemilihan lokasi jembatan. Lokasi jembatan biasanya dipengaruhi oleh pertimbangan–pertimbangan : ü Teknik ( aliran sungai, keadaan tanah ) ü Ekonomi ( Biaya yang tersedia ) ü Sosial ( Biaya kebutuhan lalu lintas ) ü Estetika ( tidak mengganggu aliran sungai ) ü Dan lain – lain
2) Alinyemen Jembatan : Alinyemen jembatan tergantung kepada sudut yang dibuat oleh jembatan dengan sumbu sungai yang dibedakan 2 type alinyemen yaitu : •
Alinyemen tegak : jembatan terhadap sumbu sungai
•
Alinyemen miring : jembatan membuat sudut (θ) tertentu sumbu sungai sejauh mungkin diusahakan untuk menempatkan jembatan pada posisi menurut alinyemen tengah. Tetapi kadang-kadang terpaksa tetap memakai posisi miring.
3) Data – data perencanaan Jembatan Data Umum •
Nama sungai, jalan dan lokasi kemungkinan letak jembatan
•
Titik triagulasi terletak dan elevasinya
•
Volume dan sifat lalu lintas pada saat ini pada jalan yang akan dibangun jembatan.
Data Geologi •
Keadaan tanah dan jembatan untuk menentukan type pondasinya.
•
Letak kwalitas guarry terdekat untuk bahan beton, batu bata dan lain – lain.
•
Penyelidikan batuan perlu diadakan, jika pemeriksaan tanah memberikan hasil yang meragukan misalnya : adanya gejala patahan, daerah bergerak, retak – retak batuan dan lain – lain.
Data Sungai •
Elevasi banjir tertinggi, banjir biasa, muka air terendah untuk mengetahui clearance jembatan dari tinggi air rencana
•
Lokasi, bentuk kemiringan dan keadaan tanah intensitas dan frekuensi hujan dari catchment area dan lain-lain.
•
Persyaratan lalu lintas sungai (ada/tidak ada )
Data – data lainya : •
Jalan untuk transport bahan bangunan antara lain, semen. Besi, kayu dan lain-lain.
•
Tersedianya pekerja/buruh bersifat beserta fasilitas kehidupannya.
•
Lokasi termasuk daerah gempa atau tidak
•
Ada atau tidaknya persediaan tenaga listrik.
•
Jembatan lain yang didekat lokasi sebagai bahan pertimbangan
•
Kemampuan propinsi setempat untuk membangun jembatan.
4) Penyelidikan lapisan tanah dibawah permukaan ( Sub base ) §
Suatu penyelidikan tanah pada lokasi jembatan yang direncanakan adalah sangat penting untuk mendapatkan suatu perkiraan yang sebaik – baiknya , bagi lokasi dan type pondasi jembatan.
§
Diperlukan suatu penyelidikan lapangan ( field ) dan labolatorium ( labolatorium mekanika tanah ) untuk mendapatkan data-data tanah yang diperlukan bagi perencanaan (design ) pondasi.
§
Banyak kejadian menunjukan runtuhnya suatu pondasi jembatan tersebut oleh karena penyelidikan tanah adalah sangat penting untuk merencanakan suatu pondasi yang kuat dan ekonomis.
Apabila hasil penyelidikan tanah meragukan misalnya : §
ada gejala patahan
§
daerah yang bergerak
§
retakan – retakan pada batuan dan lain-lain, maka perlu suatu penyelidikan batuan pada lokasi setempat.
Hasil – hasil penyelidikan yang penting diantaranya sebagai berikut a.
Sifat-sifat tanah kedalam tertentu.
b.
Kedalaman, tebal komposisi dari setiap lapisan tanah tertentu.
c.
Lokasi muka air tanah.
d.
Kedalam, komposisi tanah keras (rock )
e.
Sifat teknik dari tanah dan rock yang menentukan perencanaan(desain) pondasi. Beberapa cara yang dapat digunakan dalam pengambilan contoh tanah (soil exploration) a. Boring dengan alat bor angger dan lain-lain. b. Sondir c. Cara geophysic, cara ini mahal, teliti dan hanya digunakan untuk suatu luas pekerjaan yang besar dan diperlukan penyelesaian cepat.
2.5. Pokok-Pokok Perencanaan Perencanaan jembatan dapat dilakukan menggunakan dua pendekatan dasar untuk menjamin keamanan struktural yang diijinkan, yaitu Rencana Tegangan Kerja (WSD) dan Rencana Keadaan
Batas (Limit State). Struktur jembatan yang berfungsi paling tepat untuk suatu lokasi tertentu adalah yang paling baik memenuhi pokok-pokok perencanaan berikut ini: 1. Kekuatan dan stabilitas struktur 2. Kenyamanan bagi pengguna jembatan 3. Ekonomis 4. Keawetan dan kelayakan jangka panjang 5. Kemudahan pemeliharaan 6. Estetika 7. Dampak lingkungan pada tingkat yang wajar dan cenderung minimal Untuk memenuhi pokok-pokok perencanaan tersebut, persyaratan dalam perencanaan harus dipenuhi sesuai dengan ketentuan Peraturan perencanaan Jembatan BMS ’92 sebagai berikut: a) Persyaratan umum perencanaan b) Persyaratan Analisa Struktur c)
Persyaratan Perencanaan Pondasi
d) Persyaratan Perencanaan Elemen StrukturJembatan Agar tingkat standar kualitas perencanaan tertentu sesuai persyaratan dapat dicapai, maka panduan atau Manual Perencanaan Jembatan (Bridge Design Manual) BMS ’92 harus menjadi pegangan dalam menetapkan •
Metodologi Perencanaan
•
Pemilihan dan Perencanaan Struktur Jembatan
•
Perencanaan Elemen Struktur Jembatan
•
Perencanaan Pondasi, Dinding Penahan Tanah dan Slope Protection
•
Dan lain sebagainya
2.6. Kriteria Perencanaan 1. Peraturan-peraturan yang dipergunakan 2. Mutu material yang dipergunakan 3. Metode dan asumsi pada perhitungan 4. Metode dan asumsi dalam penentuan pemilihan type struktur atas, struktur bawah dan pondasi 5. Metode pengumpulan data lapangan
6. Program komputer yang dipergunakan dan validasi kehandalan yang dinyatakan dalam bentuk bench mark terhadap contoh studi 7. Metode pengujian pondasi
2.7. Peraturan yang digunakan 1. Perencanaan strukturjembatan harus mengacu kepada a) Peraturan Perencanaan Jembatan (Bridge Design Code) BMS ’92 b) Manual Perencanaan Jembatan (Bridge Design Manual) BMS ’92 c) peraturan lain yang relevan dan disetujui oleh pemberi tugas, antara lain: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan, SNI (Design Standard of Earthquake Resistance of Bridges) 1) Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan Jalan Raya (SK.SNI T-14-1990-0.3) 2) Pembebanan untuk Jembatan RSNI 4 3) Peraturan Struktur Beton untuk Jembatan, RSNI 4) Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan, ASNJ4 2. Perencanaan jalan pendekat dan oprit harus mengacu kepada a) Standar perencanaan jalan pendekat jembatan (Pd T-11-2003) b) Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar Kota, No.038/T/BM/1997 c) Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya dengan Metoda Analisa Komponen SNI 1732-1989-F 3. Untuk perhitungan atau analisa harga satuan pekerjaan mengikuti ketentuan Panduan Analisa Harga Satuan, SNI -2010, Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum.
BAB III. PEMBEBANAN DAN KRITERIA DESAIN JEMBATAN SUB POKOK BAHASAN : 3.1. Pendahuluan 3.2. Beban Primer 3.3. Beban Sekunder 3.4. Kombinasi Beban 3.5. Reaksi dan Gaya Pada Bangunan Bawah Jembatan
1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan
Bawah
jembatan
sesuai
dengan
kondisi
stuktur
tanah
yang
ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu menjelaskan beban – beban yang bekerja pada suatu jembatan baik beban primer, sekunder serta kombinasi pembebanan b. Mampu mengidenfikasi gaya – gaya yang akan berkerja pada struktur jembatan
3.1. Pendahuluan Pedoman pembebanan untuk perencanaan jembatan jalan raya merupakan dasar dalam menetukan bebanbeban dan gaya-gaya untuk perhitungan tegangan-tegangan yang terjadi pada setiap bagian jembatan jalan raya. Penggunaan pedoman dimaksudkan untuk mencapai perencanaan ekonomis sesuai dengan kondisi setempat, tingkat keperluan, kemampuan pelaksanaan dan syarat teknis lainnya, sehingga proses perncanaan menjadi efektif. Pedoman pembebanan untuk perencanaan jalan raya meliputi data-data beban primer, beban sekunder dan beban khusus serta persyaratan perencanaan untuk penyebaran beban, kombinasi pembebanan, syarat ruang bebas dan penggunaan beban hidup tidak penuh.
Peraturan pembebanan yang digunakan dalam perencanaan Jembatan adalah sebagai berikut : . 1. Perencanaan struktur jembatan harus mengacu kepada a) Peraturan Perencanaan Jembatan (Bridge Design Code) BMS ’92 b) Manual Perencanaan Jembatan (Bridge Design Manual) BMS ’92 c) peraturan lain yang relevan dan disetujui oleh pemberi tugas, antara lain: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan, SNI (Design Standard of Earthquake Resistance of Bridges) 1) Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan Jalan Raya (SK.SNI T-14-1990-0.3) 2) Pembebanan untuk Jembatan RSNI 4 3) Peraturan Struktur Beton untuk Jembatan, RSNI 4) Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan, ASNJ4 2. Perencanaan jalan pendekat dan oprit harus mengacu kepada a) Standar perencanaan jalan pendekat jembatan (Pd T-11-2003) b) Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar Kota, No.038/T/BM/1997 c) Petunjuk Perencanaan Tebal Perkerasan Lentur Jalan Raya dengan Metoda Analisa Komponen SNI 1732-1989-F 3. Untuk perhitungan atau analisa harga satuan pekerjaan mengikuti ketentuan Panduan Analisa Harga Satuan, SNI -2010, Direktorat Jenderal Bina Marga, Departemen Pekerjaan Umum.
3.2. Beban Primer
Beban primer adalah beban atau muatan yang merupakan muatan utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan. Yang termasuk muatan primer adalah : a). Beban Mati Yaitu merupakan beban yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan yang dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya.
Tabel Berat Sendiri
b). Beban Mati Tambahan Beban mati tambahan adalah berat semua elemen tidak struktural yang dapat bervariasi selama umur jembatan seperti : •
Peralatan permukaan khusus.
•
Pelapisan ulang dianggap sebesar 50 mm aspal beton (hanya digunakan dalam
•
kasus menyimpang dan nominal 22 kN/ m³).
•
Sandaran, pagar pengaman, dan penghalang beton.
•
Tanda-tanda.
•
Perlengkapan umum seperti pipa air dan penyaluran (dianggap kosong atau penuh).
c). Susut dan Rangkak Susut dan rangkak menyebabkan momen, geser, dan reaksi ke dalam komponen tertahan. Pada ULS (keadaan batas ultimate) penyebab gaya-gaya tersebut umumnya diperkecil dengan retakan beton dan baja leleh. Untuk alasan ini beban faktor ULS yang digunakan 1,0. Pengaruh tersebut dapat diabaikan pada ULS sebagai bentuk sendi plastis. Bagaimanapun pengaruh tersebut seharusnya dipertimbangkan pada SLS (keadaan batas kelayanan). Pengaruh rangkak dan susut bahan beton terhadap konstruksi, harus di tinjau. Besarnya pengaruh tersebut apabila tidak ada ketentuan lain, dapat dianggap senilai dengan gaya yang timbul akibat turunnya suhu sebesar 15o C. d). Tekanan Tanah
e). Beban Lalulintas a. Beban Kendaraan Rencana •
Aksi kendaraan Beban kendaraan mempunyai tiga komponen : 1. Komponen vertikal 2. Komponen rem 3. Komponen sentrifugal (untuk jembatan melengkung)
•
Jenis kendaraan
Beban lalu lintas untuk rencana jembatan jalan raya terdiri dari pembebanan lajur “D” dan pembebanan truk “T”. Pembebanan lajur “D” ditempatkan melintang pada lebar penuh dari jalan kendaraan jembatan dan menghasilkan pengaruh pada jembatan yang ekivalen dengan rangkaian kendaraan sebenarnya, jumlah total pembebanan lajur “D” yang ditempatkan tergantung pada lebar jalan kendaraan jembatan.
Pembebanan truk “T” adalah berat kendaraan, berat tunggal truk dengan tiga gandar yang ditempat dalam kedudukan sembarang pada lajur lalu lintas rencana. Tiap gandar terdiri dari dua pembebanan bidang kontak yang dimaksudkan agar mewakili pengaruh moda kendaraan berat. Hanya satu truk “T” boleh ditempatkan perlajur lalu lintas rencana. Umumnya, pembebanan “D” akan menentukan untuk bentang sedang sampai panjang dan pembebanan “T” akan menentukan untuk bentang pendek dan sistem lantai.
a). Beban Lajur D Untuk perhitungan kekuatan gelagar-gelagar harus digunakan beban “D”. Beban “D” atau beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar “q” ton per meter panjang per jalur dan beban garis “P” ton per jalur lalu lintas tersebut.
BMS 1992
Atau
Ketentuan penggunaan beban “D” dalam arah melintang jembatan adalah sebagai berikut : •
Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan sama atau lebih kecil daripada 5,50 meter, muatan “D” sepenuhnya ( 100% ) harus dibebankan pada seluruh lebar jembatan
•
Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan lebih besar dari pada 5,50 meter, muatan “D” sepenuhnya (100%) dibebankan pada lebar jalur 5,50 meter sedang lebar selebihnya dibebani hanya separuh dari muatan “D” (50%)
Gambar 3.2 Dalam menentukan beban hidup ( beban terbagi rata dan beban garis ) perlu diperhitungkan ketentuan bahwa : Muatan hidup per meter beban jalur lalu lintas jembatan menjadi sebagai berikut :
b). Beban “T” Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan, harus digunakan beban “T” seperti dijelaskan berikut ini : Beban “T” adalah muatan yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban dua roda ( Two Wheel Load ) sebesar 20 ton.
Gambar 3.3
c). Beban Kejut Yaitu merupakan beban akibat dari getaran dan pengaruh dinamis lain. Tegangan akibat beban D harus dikalikan koefisien kejut. Koefisien kejut ditentukan dengan rumus :
dimana : k = koefisien kejut. L = Panjang bentang dalam meter, ditentukan oleh tipe konstruksi jembatan (keadaan statis) dan kedudukan muatan garis “P”. Koefisien kejut tidak diperhitungkan terhadap bangunan bawah apabila bangunan bawah dan bangunan atas tidak merupakan satu kesatuan. Atau berdasarkan tabel di bawah ini Tabel 3.1
d). Gaya Rem Pengaruh percepatan dan pengereman dari lalu lintas harus diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada lantai kendaraan. Adapun besar gaya rem ditetapkan berdasarkan gambar 3.4 yang mana lokasi beban adalah sama persis dengan lokasi beban “T” dan diperhitungkan 1 beban saja untuk 1 lajur.
Gambar 3.4
e). Beban Pejalan Kaki Lantai dan gelagar yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk 5 kPa. Intensitas beban untuk elemen lain diberikan dalam tabel di bawah ini. Tabel 3.2
● Beban pada trotoir, kerb dan sandaran §
Konstruksi trotoir harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500 kg/m2. Dalam perhitungan kekuatan gelagar karena pengaruh beban hidup pada trotoir, diperhitungkan beban 60% beban hidup trotoir.
§
Kerb yang terdapat pada tepi-tepi lantai kendaraan harus dipehitungkan untuk dapat menahan satu beban horisontal kearah melintang jembatan sebesar 500 kg/m yang bekerja pada puncak kerb yang bersangkutan atau pada tinggi 25 cm di atas permukaan lantai kendaraan apabila kerb yang bersangkutan lebih tinggi dari 25 cm.
§
Tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoir harus diperhitungkan untuk dapat menahan beban horizontal sebesar 100 kg/m, yang bekerja pada tinggi 90 cm di atas lantai trotoir.
3.3. Beban Sekunder a. Beban angin Pengaruh beban angin yang ditetapkan sebesar 150 kg/m2 dalam arah horizontal terbagi rata pada bidang vertikal setinggi 2 meter menerus di atas lantai kendaraan dan tegak lurus sumbu memanjang seperti tercantum dalam Pedoman Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya pasal 2 (1) hal 13. Atau
Tabel 3.3
Tabel 3.4
b. Gaya akibat perbedaan suhu Peninjauan diadakan terhadap timbulnya tegangan-tegangan structural karena adanya perubahan bentuk akibat perbedaan suhu antara bagian-bagian jembatan baik yang menggunakan bahan yang sama maupun dengan bahan yang berbeda. Tercantum dalam PPPJJR pasal 2 (2) tabel II hal 14. c. Gaya Aliran Sungai Gaya aliran sungai tergantung pada kecepatan rencana aliran sungai pada butir yang ditinjau.
d. Hanyutan Gaya aliran sungai dinaikkan bila hanyutan dapat terkumpul pada struktur kecuali tersedia keterangan lebih tepat, gaya hanyutan dapat dihitung seperti berikut : Keadaan batas ultimate (banjir 50 tahun) P = 0,78 Vs2 AD Keadaan batas ultimate (banjir 100 tahun) P = 1,04 Vs2 AD
Dimana : Vs = Kecapatan aliran rata–rata untuk keadaan batas yang ditinjau. AD = Luas hanyutan yang bekerja.
e. Gaya Apung Pengaruh gaya apung harus termasuk pada gaya aliran sungai kecuali diadakan ventilasi udara. Perhitungan berikut harus diperhitungkan bila pengaruh gaya apung diperkirakan : §
Pengaruh gaya apung pada bangunan bawah dan beban mati bangunan atas.
§
Pengadaan sistem pengikatan jangkar untuk bangunan atas.
§
Pengadaan drainase dari sel dalam.
f). Beban Khusus Beban khusus adalah muatan yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan, muatan ini umumnya mempunyai salah satu atau lebih sifat-sifat berikut ini : §
Hanya berpengaruh pada sebagian konstruksi jembatan
§
Tidak selalu bekerja pada jembatan
§
Tergantung dari keadaan setempat
§
Hanya bekerja pada sistem-sistem tertentu
Tabel 3.5
f. Gaya Gempa Jembatan yang akan dibangun di daerah rawan gempa bumi harus direncanakan dengan memperhitungkan pengaruh gempa bumi tersebut. Pengaruh gempa bumi pada jembatan diperhitungkan senilai dengan pengaruh horisontal yang bekerja pada titik berat konstruksi atau bagian konstruksi yang ditinjau dalam arah yang paling berbahaya. Beban gempa yang bekerja pada struktur jembatan dapat berasal dari gaya inersia akibat goncangan tanah, atau dari beban gempa tambahan akibat tanah dan air. Beban gempa horisontal (V) pada jembatan dapat ditentukan dari rumus :
(Tabel 3.6) (Tabel 3.7)
Tabel 3.6
Tabel 3.7
Gambar 3.5
Gambar 3.6
3.4. Kombinasi Pembebanan Konstruksi jembatan beserta bagian–bagiannya harus ditinjau terhadap kombinasi pembebanan dan gaya yang mungkin bekerja. Tegangan yang digunakan dalam pemeriksaan kekuatan konstruksi yang bersangkutan dinaikkan terhadap tegangan yang diijinkan sesuai keadaan elastis. Tegangan yang digunakan dinyatakan dalam persen terhadap tegangan yang diijinkan sesuai kombinasi pembebanan dan gaya pada tabel berikut :
Tabel 3.8
3.8.Angka Ekivalen Beban Sumbu Kendaraan Menurut MST 10 Ton
3.5. Reaksi dan Gaya Pada Bangunan Bawah Jembatan Untuk perencanaan bangunan bawah jembatan terdapat konstruksi bangunan yaitu : pilar (pier), abutment, pondasi. Alternatif tipe bangunan bawah yang dapat digunakan untuk perencanaan jembatan antara lain :
a.
Pilar Jembatan (Pier) Pilar jembatan berfungsi untuk menyalurkan gaya-gaya vertikal dan horisontal dari bangunan atas pada pondasi. Konstruksi pilar harus mampu mendukung beban-beban :
1. Beban mati akibat bangunan atas (gelagar jembatan, pelat lantai jembatan, trotoir, sandaran, perkerasan, dan air hujan) 2. Beban mati akibat bangunan bawah (berat sendiri pilar jembatan) 3. Beban hidup akibat bangunan atas (beban “T”, beban “D”, dan beban hidup pada trotoir) 4. Beban sekunder (gaya rem, gaya gempa, gaya akibat aliran air dan tumbukan benda-benda hanyutan)
Gambar 3.7 Gaya Yang Bekerja Pada Pilar
Dalam mendesain pilar dilakukan dengan urutan sebagai berikut : 1.
Menentukan bentuk dan dimensi rencana penampang pilar serta mutu beton.
2.
Menentukan pembebanan yang terjadi pada pilar.
3.
Menghitung momen, gaya normal dan gaya geser yang terjadi akibat kombinasi dari bebanbeban yang bekerja.
4.
M enghitung tulangan yang diperlukan.
Tabel 3.9
b.
Pangkal Jembatan (Abutment) Abutment berfungsi untuk menyalurkan beban vertikal dan horizontal dari bangunan atas
ke pondasi dengan fungsi tambahan untuk mengadakan peralihan tumpuan dari timbunan jalan pendekat ke bangunan atas jembatan. Konstruksi abutment harus mampu mendukung beban-beban yang bekerja, yang meliputi : •
Beban mati akibat bangunan atas (gelagar jembatan, pelat lantai jembatan, trotoir, sandaran, perkerasan, dan air hujan)
•
Beban mati akibat bangunan bawah (berat sendiri abutment, berat tanah timbunan, dan gaya akibat tekanan tanah)
•
Beban hidup akibat bangunan atas (beban “T”, beban “D”, dan beban hidup pada trotoir)
•
Beban sekunder (gaya rem, gaya gempa, dan gaya gesekan akibat tumpuan yang bergerak)
Gambar 3.10 Gaya-gaya yang bekerja pada abutment
Keterangan Gambar 3.10 :
Abutment/pangkal jembatan dapat diasumsikan sebagai dinding penahan tanah, yang berfungsi menyalurkan gaya vertikal dan horizontal dari bangunan atas ke pondasi dengan fungsi tambahan untuk mengadakan peralihan tumpuan dari oprit ke bangunan atas jembatan, terdapat tiga jenis : 1. Pangkal tembok penahan
Timbunan jalan tertahan dalam batas-batas pangkal dengan tembok penahan yang didukung oleh pondasi 2. Pangkal kolom spill- through
Timbunan diijinkan berada dan melalui portal pangkal yang sepenuhnya tertanam dalam timbunan. Portal dapat terdiri dari balok kepala dan tembok kepala yang didukung oleh rangkaian kolom-kolom pada pondasi atau secara sederhana terdiri dari balok kepala yang didukung langsung oleh tiang-tiang. 3. Pangkal Beton bertulang
Ini adalah sistem paten yang memperkuat timbunan agar menjadi bagian pangkal .
Tipe – tipe abutment dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 3.10 Jenis Pangkal Jembatan
Dalam hal ini perhitungan abutment meliputi : 1. Menentukan bentuk dan dimensi rencana penampang abutment serta mutu beton serta tulangan yang diperlukan. 2. Menentukan pembebanan yang terjadi pada abutment : 3. Menghitung momen, gaya normal dan gaya geser yang terjadi akibat kombinasi dari beban-beban yang bekerja. 4. Mencari dimensi tulangan dan cek apakah abutment cukup memadai untuk menahan gaya-gaya tersebut. 5. Tinjau kestabilan terhadap sliding dan bidang runtuh tanah. 6. Tinjau terhadap settlement (penurunan tanah).
c.
Pondasi jembatan
Dalam pemilihan tipe pondasi secara garis besar ditentukan oleh kedalaman tanah keras, karena untuk mendukung daya dukung tamah terhadapstruktur bangunan jembatan yang akan direncanakan. Alternatif tipe pondasi yang dapat digunakan untuk perencanaan jembatan antara lain : a) Pondasi Dangkal (Pondasi Telapak) Hitungan kapasitas dukung maupun penurunan pondasi telapak terpisah dan diperlukan untuk kapasitas dukung ijin (qa). Perancangan didasarkan pada momen-momen tegangan geser yang terjadi akibat tekanan sentuh antara dasar pondasi dan tanah. Oleh karena itu besar distribusi tekanan sentuh pada dasar pondasi harus diketahui. Dalam analisis, dianggap bahwa pondasi sangat kaku dan tekanan pondasi didistribusikan secara linier pada dasar pondasi. Jika resultan berimpit dengan pusat berat luasan pondasi, tekanan dasar pondasi dapat dianggap disebarkan sama ke seluruh luasan pondasi. Pada kondisi ini, tekanan yang terjadi pada dasar pondasi adalah:
dengan : q = tekanan sentuh (tekanan pada dasar pondasi, kN/m2) P = beban vertikal (kN) A = luasan dasar pondasi (m2)
Jika resultan beban-beban eksentris dan terdapat momen lentur yang harus didukung pondasi, momen-momen (M) tersebut dapat digantikan dengan beban vertikal (P) yang titik tangkap gayanya pada jarak e dari pusat berat pondasi dengan:
Bila beban eksentris 2 arah, tekanan pada dasar pondasi dihitung dengan persamaan:
Untuk pondasi yang berbentuk persegi panjang, persamaan diatas dapat diubah menjadi:
dengan ex=eL dan ey=eB berturut-turut adalah eksentrisitas searah L dan B, dengan L dan B berturutturut adalah panjang dan lebar pondasi. Besarnya daya dukung ultimate tanah dasar dapat dihitung dengan persamaan :
Besarnya daya dukung ijin tanah dasar :
Hasil evaluasi terhadap kegagalan yang terjadi pada pondasi dijadikan dasar untuk menentukan langkahlangkah penanganan yang tepat, dengan memperhatikan faktor-faktor keamanan, kenyamanan, kemudahan pelaksanaan, dan ekonomi.
b. Pondasi Dalam Terdiri dari beberapa macam yaitu : 1) Pondasi sumuran 1. Tekanan konstruksi ke tanah < daya dukung tanah pada dasar sumuran 2. Aman terhadap penurunan yang berlebihan, gerusan air dan longsoran tanah 3. Diameter sumuran ≥ 1,50 meter 4. Cara galian terbuka tidak disarankan 5. Kedalaman dasar pondasi sumuran harus dibawah gerusan maksimum
6. Biasanya digunakan sebagai pengganti pondasi tiang pancang apabila lapisan pasir tebalnya > 2,00 m dan lapisan pasirnya cukup padat.
Rumus :
Besarnya Daya Dukung
2) Pondasi bore pile a. Tekanan konstruksi ke tanah < daya dukung tanah pada dasar sumuran b. Aman terhadap penurunan yang berlebihan, gerusan air dan longsoran tanah
3) Pondasi tiang pancang Merupakan jenis pondasi dengan tiang yang dipancang ke dalam tanah untuk mencapai lapisan daya dukung tanah rencana dengan ketebalan tanah lunak > 8 meter dari dasar sungai terdalam atau dari permukaan tanah setempat dan dalam hal jika jenis pondasi sumuran diperkirakan sulit dalam pelaksanaan. Dasar perhitungan dapat didasarkan pada daya dukung persatuan tiang maupun daya dukung kelompok tiang. Persyaratan teknik pemakaian pondasi jenis ini adalah : a. Kapasitas daya dukung tiang terdiri dari point bearing serta tahanan gesek tiang. b. Lapisan tanah keras berada > 8 meter dari muka tanah setempat atau dari dasar sungai terdalam. c. Jika gerusan tidak dapat dihindari yang dapat mengakibatkan daya dukung tiang dapat berkurang, maka harus diperhitungkan d. pengaruh tekuk dan reduksi gesekan antara tiang dan tanah sepanjang kedalaman gerusan. e. Jarak as tiang tidak boleh kurang dari 3 kali garis tengah tiang yang dipergunakan. f.
Daya dukung ijin dan factor keamanan
d. Kondisi Tanah Dasar Kemampuan tanah dasar dalam mendukung beban pondasi dipengaruhi oleh dua aspek penting, yaitu : 1) Perubahan bentuk tanah dasar Beban pondasi pada tanah dasar dapat mengakibatkan perubahan bentuk (deformasi) tanah pada segala arah (tiga dimensi), namun untuk menyederhanakan permasalahan ini hanya ditinjau deformasi satu dimensi pada arah vertikal, yaitu penurunan (settlement). Penurunan tanah yang cukup besar dan tidak merata dapat menyebabkan terjadinya kegagalan struktur.
Berikut Gambar di bawah ini merupakan mekanisme deformasi tanah dasar:
Gambar 3.11 Mekanisme penurunan tanah keterangan P = beban terpusat dari bangunan bawah (ton) B = lebar pondasi (meter) S = settlement (meter)
2) Kapasitas dukung tanah dasar Kapasitas dukung tanah dasar (bearing capacity) dipengaruhi oleh parameter ϕ , c, dan γ. Besarnya kapasitas dukung tanah dasar dapat dihitung dengan metode Terzaghi, yaitu : dimana :
Pullt
=
daya dukung ultimate tanah dasar (t/m2)
c
=
kohesi tanah dasar (t/m2)
γ
=
berat isi tanah dasar (t/m3)
B=D
=
lebar pondasi (meter)
Df
=
kedalaman pondasi (meter)
BAB 4. MODEL ANALISA LALULINTAS, HIDROLOGI DAN TANAH PADA LOKASI JEMBATAN SUB POKOK BAHASAN : 4.1. Pendahuluan 4.2. Analisa Transportasi Jembatan 4.3. Analisa Hidrologi Jembatan 3.4. Analisa Kondisi Tanah Jembatan
1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan
Bawah
jembatan
sesuai
dengan
kondisi
stuktur
tanah
yang
ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu melakukan analisa Tranportasi pada wilayah jembatan agar dapat menentukan lebar lalulintas minimum jembatan b. Mampu melakukan analisa Hidrologi pada wilayah jembatan berdasarkan Luas DAS yang dilayani agar dapat menentukan Elevasi minimum jembatan diatas Muka Air Banjir c. Mampu melakukan analisa Tanah pada wilayah jembatan berdasarkan Hasil Surevey Geologi dan Mekanika Tanah agar dapat menentukan model pondasi yang dipakai untuk perencanaan Jembatan.
4.1. Pendahuluan Analisis data diperlukan untuk mendapatkan parameter-parameter yang dibutuhkan dalam perancangan jembatan. Data yang diambil adalah data yang didapat dari instansi maupun dari sumber pustaka. Dalam proses perencanaan jembatan, setelah dilakukan pengumpulan data dilanjutkan dengan dilakukan analisis untuk penentuan bentang maupun kelas jembatan dan lain-lain serta melakukan perhitungan detail jembatan.
Langkah-langkah yang dilakukan dalam perancangan jembatan ini meliputi : 1. Analisis Lalu Lintas 2. Analisis Hidrologi 3. Analisis Tanah
4.1. ANALISIS LALU LINTAS Besarnya volume lalu-lintas yang ada sangat mempengaruhi lebar efektif jembatan, Perbandingan banyaknya lalu lintas yang melewati jalur jalan tersebut akan menjadi dasar perancangan geometri jalan dan lebar rencana jembatan.
a). Analisis Data Lalu Lintas Data sekunder lalu lintas ruas jalan kota x diperoleh dari tahun 2002-2007 adalah seperti tabel di bawah ini :
Tabel 4.1 Model LHR Jalan dan Jembatam
Sumber : Hasil Survey
Model Sumber : Hasil Perhitungan
b). Pertumbuhan Lalu Lintas Perkiraan pertumbuhan lalu lintas dapat dihitung dengan menggunakan dua macam metode yaitu : 1). Metode Eksponensial Perhitungan pertumbuhan lalu lintas dengan metode eksponensial dihitung berdasarkan LHRT, LHRo serta umur rencana (n). Rumus umum yang dipergunakan adalah
Dengan menggunakan data sekunder maka nilai pertumbuhan (i) dapat dihitung dan hasil perhitungannnya ditampilkan dalam bentuk tabel sebagai berikut :
Tabel 4.2 Model Perhitungan LHRT Eksponesial
2). Metode Regresi Linear Perkiraan pertumbuhan lalu lintas menggunakan regresi linier merupakan metode penyelidikan data dan statistik. Analisis tingkat pertumbuhan lalu lintas dengan meninjau data LHR yang lalu, yaitu dari tahun 2002 sampai tahun 2007 lebih jelas tentang pertumbuhan lalu lintas pada ruas jalan tersebut, dapat dilihat pada tabel hubungan antara tahun dan LHR.
Tabel 4.3. Model Perhitungan Regresi Linear
Misalkan dari hasil survey didapat arus jam puncak di jalan Menoreh terjadi pada pukul 07.00 - 08.00 sebesar 109,9 smp/jam dengan persentase arah tujuan kendaraan 47%, sedangkan arus jam puncak di jalan Simongan sebesar 121,8 smp/jam dengan persentase arah tujuan kendaraan 60%.
3). Penentuan Kelas Jalan Untuk menentukan kelas jalan mengacu pada buku Standar Perencanaan Geometrik untuk Jalan Perkotaan 2004 sebagai berikut : Tabel 4.4. Fungsi dan Kalsifikasi Jalan
4). Kapasitas Jalan Direncanakan lebar lajur 3,25 meter 2/2UD. Rumus yang digunakan untuk menghitung kapasitas jalan perkotaan berdasarkan Manual Kapasitas Jalan Indonesia (MKJI) 1997, adalah sebagai berikut :
5). Arus Jam Rencana (QDH)
6). Derajat Kejenuhan (DS) pada Tahun Rencana
Dari hasil perhitungan nilai parameter tingkat kinerja jalan di atas, besarnya DS memenuhi persyaratan (DS ideal adalah ≤ 0,75), maka kondisi jalan dengan 2/2 UD masih layak dipergunakan sampai umur rencana hingga tahun 2059. Klasifikasi Perencanaan Jembatan dipergunakan jalan 2 lajur 2 arah tanpa median (2/2 UD) dengan kelas jalan arteri sekunder kelas 1, dan kecepatan rencana 60 km/jam.
4.2. Analisa Hidrologi Untuk Jembatan Data-data hidrologi yang diperlukan dalam merencanakan suatu jembatan antara lain adalah sebagai berikut : 1. Peta topografi DAS 2. Peta situasi dimana jembatan akan dibangun 3. Data curah hujan dari stasiun pemantau terdekat Data hidrologi diperlukan untuk mencari nilai debit banjir rencana yang kemudian digunakan untuk mencari clearence jembatan dari muka air tertinggi. Untuk lebih jelasnya data hidrologi akan diolah menurut cara-cara berikut ini :
1). Analisa Curah Hujan Data curah hujan yang didapat, dihitung curah hujan rencana dengan distribusi Gumbell. Sebagai pendekatan analisis frekuensi curah hujan ini hanya dikhususkan pada curah hujan maksimum dalam satu tahun. Dari data yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika, curah hujan bulanan diambil dari data sepuluh tahunan yaitu dari tahun 1998 – 2007 adalah sebagai berikut :
Tabel 4.6. Curah Hujan Stasiun A
Tabel 4.7 Curah Hujan Stasiun B
Data yang digunakan untuk menghitung curah hujan rencana dengan Distribusi Gumbell ini adalah data hujan selama 10 tahun dari tahun 1998 – 2007. Debit banjir rencana ditentukan untuk periode ulang 50 tahun.
2). Analisis Debit Banjir ( Q ) Analisis debit banjir diperlukan untuk mengetahui besarnya debit banjir pada periode ulang tertentu. Periode ulang debit banjir yang direncanakan adalah 50 tahunan (QTr=Q50). Berikut ini adalah data sungai , yang akan digunakan dalam perhitungan banjir rencana :
3). Analisis Tinggi Muka Air Banjir Pada Analisis ini yang dihitung adalah tinggi muka air banjir yang dihasilkan oleh debit banjir 50 tahunan untuk mengetahui pengaruh tinggi muka air banjir rencana yang pada akhirnya dapat diperhitungkan tinggi jagaan (freeboard) dan tinggi jembatan itu sendiri.
4). Analisis Terhadap Penggerusan Dasar Sungai Penggerusan (scouring) terjadi di dasar sungai di bawah abutment akibat aliran sungai yang mengikis lapisan tanah dasar sungai. Dalamnya penggerusan dihitung dengan menggunakan metode Lacey. Analisis penggerusan sungai diperhitungkan untuk keamanan dari adanya gerusan aliran sungai.
4.3. Analisa Tanah Jembatan Analisis tanah dimaksudkan untuk mengetahui sifat fisik dan teknis tanah di lokasi untuk menentukan jenis pondasi yang sesuai dengan keadaan tanah pada jembatan. Pengetahuan yang lengkap mengenai karakteristik tanah dimana akan dibangun suatu bangunan adalah hal yang sangat penting mengingat seluruh beban baik beban sendiri bangunan maupun beban layan seluruhnya akan disalurkan ke tanah melalui pondasi. Dalam proyek bangunan sipil, hampir tidak ada dua tempat yang memiliki karakteristik tanah yang persis sama. Oleh karena itu, untuk bangunan bangunan yang ikategorikan sebagai bangunan berat adalah mutlak dilakukan penyelidikan tanah untuk memastikan agar bangunan tersebut nantinya dapat berfungsi dengan baik dan stabil. Pekerjaan sondir yaitu pekerjaan untuk mengetahui tahanan conus (conus resistance) yaitu dengan menggunakan alat sondir berupa sebuah kerucut dari besi yang ditekan ke dalam tanah pada titik-titik tertentu yang sudah ditentukan dengan gaya tertentu yang dapat dibaca skalanya untuk setiap jenis dan kedalaman tanah. Pekerjaan sondir dilakukan pada dua titik sondir. Pada pekerjaan sondir alat yang dipergunakan adalah sondir mesin hidrolis tipe Dutch Cone Penetrometer dengan kapasitas 10,00 ton dan tahanan konus (cone resistance) maksimum qc = 700,00 kg/cm 2 . Penyelidikan tanah dilakukan minimal empat titik uji sondir yaitu S1, S2, S3, dan S4.
Tabel 4.10 Nilai Conus Resistance dan Total Friction pada Pekerjaan Sondir
Model Sumber: Hasil Pengujian
Penentuan jenis pondasi dilihat dari kedalaman lapisan tanah pendukung. Bentuk alternatif pondasi tertera pada tabel di bawah ini :
Dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa tanah keras pada S1 dan S2 terletak pada kedalaman - 2,00 m, sedangkan tanah keras pada S3 dan S4 terletak pada kedalaman - 4,40 m, maka sebaiknya pondasi yang digunakan yaitu pondasi sumuran.
BAB V. PERENCANAAN JEMBATAN KAYU SUB POKOK BAHASAN : 5.1. Pendahuluan 5.2. Sifat – sifat material kayu jembatan 5.3. Aplikasi dan Perencanaan Jembatan Kayu
1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu menjelaskan Pengertian Jembatan Kayu b. Mampu Menjelaskan Sifat – sifat bahan Jembatan Kayu c. Mampu mendesain dan Menghitung dan Merencanakan Jembatan Kayu
5.1. Pengertian Jembatan Kayu Jembatan pertama sekali tercatat pernah dibangun di sungai Nil oleh raja Manes dari Mesir pada tahun 2650 SM. Suatu deskripsi jembatan kayu yang dibangun Ratu Semiwaris dari Babilonis yang melintasi sungai Efhrat pada tahun 783 SM juga pernah disusun oleh Diodrons Siculus. Jembatan ini berlantai kayu, dan bertumpu pada pier dari batu. Lantai kayu ini dapat dipindahkan atau digeser pada malam hari untuk mencegah pencuri memasuki kota. Jembatan terapung, yang terbuat dari rangkaian perahu untuk menyeberangkan tentara pada masa-masa perang pernah dibangun oleh raja Alexander dari Cyprus pad tahun 556 SM. Jembatan kayu digunakan telah lama, disebabkan materialnya banyak, dan pelaksanaannya mudah. Jembatan kayu merupakan jembatan dengan material kayu yang dapat diperbaharui (renewable). Kayu adalah sumber daya alam yang pemanfaatannya akhir-akhir ini lebih banyak pada bidang industri kayu lapis, furnitur, dan dapat dikatakan sangat sedikit pemakaiannya dalam bidang jembatan secara langsung sebagai konstruksi utama. Pemakaian kayu sebagai bahan jembatan mempunyai beberapa keuntungan antara lain: 1. Kayu relatif ringan, biaya transportasi dan konstruksi relatif murah, dan dapat dikerjakan dengan alat yang sederhana
2. Pekerjaan-pekerjaan detail dapat dikerjakan tanpa memerlukan peralatan khusus dan tenaga ahli yang tinggi 3. Jembatan kayu lebih populer menggunakan dek dari kayu sehingga menguntungkan untuk lokasi yang terpencil dan jauh dari lokasi pembuatan beton siap pakai (ready mix concrete). Dek kayu dapat dipasang tanpa bekisting dan tulangan sehingga menghemat biaya 4. Kayu tidak mudah korosi seperti baja atau beton 5. Kayu merupakan bahan yang sangat estetik bila didesain dengan benar dan dipadukan dengan lingkungan sekitar Dari penjelasan diatas, dapat dikatakan bahwa jembatan kayu untuk konstruksi jembatan berat dengan bentang sangat panjang sudah tidak ekonomis lagi. Jadi jembatan kayu lebih sesuai untuk konstruksi sederhana dengan bentang pendek. Berikut ini adalah hal positif dan negative dari pemakaian
Positif 1. Harga Murah (jika ada kayu di desa setempat) 2. Konstruksi Sederhana
Negatif 1. Kayu Lantai Sering Lapuk (apalagi kualitas kayu rendah) 2. Kenyamanan Lalu Lintas Kurang
3. Kekuatan Gelagar (besi) Terjamin 4. Perawatan Mudah & Murah 5. Gelagar Besi Awet (jika terlindung dari karat)
Sebelum abad 20, kayu menjadi bahan bangunan utama bahkan sebagai bahan struktur jalan kereta dan jembatan. Jembatan terdiri dari struktur bawah dan struktur atas, struktur bawah terdiri dari abutment, tiang dan struktur lain untuk menyangga struktur atas yang terdiri dari balok jembatan dan lantai jembatan.
Bentuk penyusun struktur dapat berupa kayu gelondong/log, kayu gergajian, hingga kayu laminasi atau kayu buatan lainnya. Hingga produk glulam tersebar, ketersediaan ukuran kayu menjadi kendala, penyelenggaraan kayu untuk jembatam. Kalaupun ada, jembatan kayu merupakan jembatan sementara dengan umur pakai dibawah 10 tahun.
Gambar 5.1. Struktur jembatan kayu Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999
Gambar 8.39. Struktur jembatan dengan kayu laminasi Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999
Struktur kayu laminasi telah membantu kapabilitas bentangan struktur yang diperlukan untuk jembatan. Gelegar laminasi ukuran 0.60 m x 1.80 m mampu mendukung suatu sistem deck laminasi hingga bentangan 12 m – 30 m bahkan lebih. Balok laminasi dapat membentuk suatu deck/ lantai jembatan yang solid dan jika dirangkai dengan batang tarik pengekang dapat membentuk suatu deck laminasi bertegangan tarik. Kayu laminasi lengkung dapat dipakai untuk memproduksi beragam jembatan yang indah
5.2. Pengenalan Sifat-Sifat Kayu Kayu mempunyai kuat tarik dan kuat tekan relatif tinggi dan berat yang relatif rendah, mempunyai daya tahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik, dapat dengan mudah dikerjakan, relatif murah, dapat mudah diganti dan bisa didapat dalam waktu singkat (Felix, 1965).
Dalam kehidupan kita sehari-hari, kayu merupakan bahan yang sangat sering dipergunakan untuk tujuan penggunaan tertentu. Terkadang sebagai barang tertentu, kayu tidak dapat digantikan dengan bahan lain karena sifat khasnya. Kita sebagai pengguna dari kayu yang setiap jenisnya mempunyai sifat-sifat yang berbeda, perlu mengenal sifat-sifat kayu tersebut sehingga dalam pemilihan atau penentuan jenis untuk tujuan penggunaan tertentu harus betul-betul sesuai dengan yang kita inginkan. Berikut ini diuraikan sifat-sifat kayu (fisik dan mekanik) serta macam penggunaannya. Kayu merupakan hasil hutan yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian, memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu. Sifatsifat ini penting sekali dalam industri pengolahan kayu sebab dari pengetahuan sifat tersebut tidak saja dapat dipilih jenis kayu yang tepat serta macam penggunaan yang memungkinkan, akan tetapi juga dapat dipilih kemungkinan penggantian oleh jenis kayu lainnya apabila jenis yang bersangkutan sulit didapat secara kontinu atau terlalu mahal.
Kayu berasal dari berbagai jenis pohon yang memiliki sifat-sifat yang berbeda-beda. Bahkan dalam satu pohon, kayu mempunyai sifat yang berbedabeda. Dari sekian banyak sifat-sifat kayu yang berbeda satu sama lain, ada beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis kayu yaitu : 1. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam - macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan hemi selulosa (karbohidrat) serta lignin (non karbohidrat). 2. Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, radial dan tangensial). 3. Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau melepaskan kadar air (kelembaban) sebagai akibat perubahan kelembaban dan suhu udara disekelilingnya. 4. Kayu dapat diserang oleh hama dan penyakit dan dapat terbakar terutama dalam keadaan kering.
A. Sifat Fisik Kayu 1. Berat dan Berat Jenis Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga sel, kadar air dan zat ekstraktif didalamnya. Berat suatu jenis kayu berbanding lurus dengan BJ-nya. Kayu mempunyai berat jenis
yang berbeda-beda, berkisar antara BJ minimum 0,2 (kayu balsa) sampai BJ 1,28 (kayu nani). Umumnya makin tinggi BJ kayu, kayu semakin berat dan semakin kuat pula.
2. Keawetan Keawetan adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur perusak kayu dari luar seperti jamur, rayap, bubuk dll. Keawetan kayu tersebut disebabkan adanya zat ekstraktif didalam kayu yang merupakan unsur racun bagi perusak kayu. Zat ekstraktif tersebut terbentuk pada saat kayu gubal berubah menjadi kayu teras sehingga pada umumnya kayu teras lebih awet dari kayu gubal. 3. Warna Kayu yang beraneka warna macamnya disebabkan oleh zat pengisi warna dalam kayu yang berbeda-beda. 4. Tekstur Tekstur adalah ukuran relatif sel-sel kayu. Berdasarkan teksturnya, kayu digolongkan kedalam kayu bertekstur halus (contoh: giam, kulim dll), kayu bertekstur sedang (contoh: jati, sonokeling dll) dan kayu bertekstur kasar (contoh: kempas, meranti dll). 5. Arah Serat Arah serat adalah arah umum sel-sel kayu terhadap sumbu batang pohon. Arah serat dapat dibedakan menjadi serat lurus, serat berpadu, serat berombak, serta terpilin dan serat diagonal (serat miring). 6. Kesan Raba Kesan raba adalah kesan yang diperoleh pada saat meraba permukaan kayu (kasar, halus, licin, dingin, berminyak dll). Kesan raba tiap jenis kayu berbeda-beda tergantung dari tekstur kayu, kadar air, kadar zat ekstraktif dalam kayu. 7. Bau dan Rasa Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu lama tersimpan di udara terbuka. Beberapa jenis kayu mempunyai bau yang merangsang dan untuk menyatakan bau kayu tersebut, sering digunakan bau sesuatu benda yang umum dikenal misalnya bau bawang (kulim), bau zat penyamak (jati), bau
kamper (kapur) dsb.
8. Nilai Dekoratif Gambar kayu tergantung dari pola penyebaran warna, arah serat, tekstur, dan pemunculan riap-riap tumbuh dalam pola-pola tertentu. Pola gambar ini yang membuat sesuatu jenis kayu mempunyai nilai dekoratif.
9. Higroskopis Kayu mempunyai sifat dapat menyerap atau melepaskan air. Makin lembab udara disekitarnya makin tinggi pula kelembaban kayu sampai tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Dalam kondisi kelembaban kayu sama dengan kelembaban udara disekelilingnya disebut kandungan air keseimbangan (EMC = Equilibrium Moisture Content).
10. Sifat Kayu terhadap Suara, yang terdiri dari : a.
Sifat akustik, yaitu kemampuan untuk meneruskan suara berkaitan erat dengan elastisitas kayu.
b.
Sifat resonansi, yaitu turut bergetarnya kayu akibat adanya gelombang suara. Kualitas nada yang dikeluarkan kayu sangat baik, sehingga kayu banyak dipakai untuk bahan pembuatan alat musik (kulintang, gitar, biola dll).
c. 11. Daya Hantar Panas Sifat daya hantar kayu sangat jelek sehingga kayu banyak digunakan untuk membuat barang-barang yang berhubungan langsung dengan sumber panas.
12. Daya Hantar Listrik Pada umumnya kayu merupakan bahan hantar yang jelek untuk aliran listrik. Daya hantar listrik ini dipengaruhi oleh kadar air kayu. Pada kadar air 0 %, kayu akan menjadi bahan sekat listrik yang baik sekali, sebaliknya apabila kayu mengandung air maksimum (kayu basah), maka daya hantarnya boleh dikatakan sama dengan daya hantar air.
B. Sifat Mekanik Kayu 1. Keteguhan Tarik Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha menarik kayu. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tarik yaitu : a. Keteguhan tarik sejajar arah serat dan b. Keteguhan tarik tegak lurus arah serat. Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah keteguhan tarik sejajar arah serat. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil daripada kekuatan tarik sejajar arah serat.
2. Keteguhan tekan / Kompresi Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan muatan/beban. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tekan yaitu : a. Keteguhan tekan sejajar arah serat dan b. Keteguhan tekan tegak lurus arah serat. Pada semua kayu, keteguhan tegak lurus serat lebih kecil daripada keteguhan kompresi sejajar arah serat. 3. Keteguhan Geser Keteguhan geser adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian kayu tersebut turut bergeser dari bagian lain di dekatnya. Terdapat 3 (tiga) macam keteguhan yaitu : a. Keteguhan geser sejajar arah serat b. Keteguhan geser tegak lurus arah serat dan c. Keteguhan geser miring Keteguhan geser tegak lurus serat jauh lebih besar dari pada keteguhan geser sejajar arah serat.
4. Keteguhan lengkung (lentur) Keteguhan lengkung/lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati maupun hidup selain beban pukulan. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan yaitu : a. Keteguhan lengkung statik, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara perlahan-lahan. b. Keteguhan lengkung pukul, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang mengenainya secara mendadak. 5. Kekakuan Kekakuan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk atau lengkungan. Kekakuan tersebut dinyatakan dalam modulus elastisitas. 6. Keuletan Keuletan adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian. 7. Kekerasan Kekerasan adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya yang membuat takik atau lekukan atau kikisan (abrasi). Bersama-sama dengan keuletan, kekerasan merupakan suatu ukuran tentang ketahanan terhadap pengausan kayu. 8. Keteguhan Belah Keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang berusaha membelah kayu. Sifat keteguhan belah yang rendah sangat baik dalam pembuatan sirap dan kayu bakar. Sebaliknya keteguhan belah yang tinggi sangat baik untuk pembuatan ukir-ukiran (patung). Pada umumnya kayu mudah dibelah sepanjang jari-jari (arah radial) dari pada arah tangensial.
Ukuran yang dipakai untuk menjabarkan sifat-sifat kekuatan kayu atau sifat mekaniknya dinyatakan dalam kg/cm2. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik kayu secara garis besar digolongkan menjadi dua kelompok : a.
Faktor luar (eksternal): pengawetan kayu, kelembaban lingkungan, pembebanan dan cacat yang
disebabkan oleh jamur atau serangga perusak kayu. b.
Faktor dalam kayu (internal): BJ, cacat mata kayu, serat miring dsb.
Menurut Vademecum Kehutanan Indonesia, kelas kekuatan kayu didasarkan kepada berat jenis, keteguhan lengkung mutlak dan keteguhan tekan mutlak, dan dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut ini: TABEL 1. KELAS KEKUATAN KAYU Kelas Kayu I
Berat Jenis
Keteguhan lengkung
Keteguhan tekan
mutlak (kg/cm2)
mutlak (kg/cm2)
1100
650
0,90
II
0,60 - <0,90
725 -<1100
425 -<650
III
0,40 - <0,60
500 - <725
300 - <425
IV
0,30 -< 0,40
300-<500
215-<300
< 300
< 215
V
< 0,30
Kelas keawetan kayu didasarkan atas penyelidikan ketahanan terhadap: 1.
Pengaruh kelembaban/kayu ditempatkan di tanah yang lembab.
2.
Pengaruh iklim dan terik matahari tetapi terlindung terhadap pengaruh air.
3.
Pengaruh iklim tetapi terlindung terhadap matahari.
4.
Terlindung dan terpelihara.
5.
Pengaruh rayap dan serangga-serangga lain.
C. Tegangan –tegangan yang diperkenankan Untuk mengetahui suatu konstruksi kayu perlu diketahui tegangantegangan yang diizinkan untuk jenis kayu yang akan dipergunakan dalam konstruksi tersebut. Adapun besarnya tegangan tersebut menurut PKKI adalah sebagai berikut: a. Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A
Tabel 2. Tegangan yang diperkenankan
Berlaku untuk konstruksi yang terlindung dan menahan beban tetap. Untuk kayu yang bermutu B harga tersebut di atas di kurangi 25%.
b. Korelasi tegangan yang diperkenankan untuk mutu A.
Angka-angka diatas tetap berlaku untuk konstruksi yang terlindung dan yang menahan muatan tetap. -
Yang disebut dengan konstruksi terlindung, ialah konstruksi yang dilindungi dari perubahan udara yang besar, dari hujan dan matahari, sehingga tidak akan menjadi basah dan kadar lengasnya tidak akan berubah–ubah banyak.
-
Yang dimaksudkan muatan tetap ialah: muatan yang berlangsung lebih dari 3 bulan dan beban bergerak yang bersifat tetap atau terus-menerus seperti berat sendiri, tekanan tanh, tekanan air, barang-barang gudang, kendaraan diatas jembatan, dan sebagainya.
- Yang dimaksudkan dengan muatan tidak tetap ialah: muatan yang berlangsung kurang dari 3 bulan dan muatan bergerak yang bersifat tidak tetap atau tidak terus-menerus, seperti berat orang yang berkumpul, tekanan angin, dan sebagainya. -
Tegangan akibat perubahan suhu boleh diabaikan.
Untuk kayu bermutu B, angka-angka di atas di gandakan dengan faktor 0.75 Pengaruh keadaan konstruksi dan sifat muatan terhadap tegangan yang diperkenankan diperhitungkan sebagai berikut: a.
Tegangan-tegangan diatas harus digandakan dengan: -
Faktor 2/3 untuk konstruksi yang selalu terendam air dan untuk konstruksi yang tidak terlindung dan kemungkinan besar kadar lengas kayu akan selalu tinggi.
-
Faktor 5/6 untuk konstruksi yang tidak terlindung tetapi kayu itu dapat mongering dengan cepat.
b.
Tegangan-tegangan diatas boleh digandakan dengan 5/4 untuk: - Bagian-bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan angin. -
Bagian-bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan tidak tetap.
Dalam perhitungan perubahan bentuk elastis, maka modulus kekenyalan kayu sejajar serat dapat diambil dari tabel 3.3 sebagai berikut:
Kelas Kuat Kayu
E sejajar serat (kg/cm2)
I
125.000
II
100.000
III
80.000
IV
60.000
Sebagai bahan konstruksi, kayu juga memiliki keuntungan dan kerugian sebagai berikut: -
Kayu mempunyai kekuatan yang tinggi dan berat yang rendah, mempunyai daya penahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik, dapat mudah dikerjakan,adalah relatif murah, dapat mudah diganti, dan bisa didapat dalam waktu singkat.
-
Kerugiannya antara lain ialah sifat kurang homogen dengan cacatcacat alam seperti arah serat yang berbentuk menampang, spiral dan diagonal, mata kayu, dan sebagainya. Beberapa kayu bersifat kurang awet dalam keadaan-keadaaan tertentu.
Kayu dapat memuai dan menyusut dengan perubahan-perubahan kelembaban dan meskipun tetap elastis, pada pembebanan berjangka lama sesuatu balok, akan terdapat lendutan yang relative besar. Sifat-sifat karakteristik ini memperlihatkan perbedaan-perbedaan penting antara kayu dan bahan lain yang untuk analisa matematis dalam Ilmu Kekuatan biasanya diidealisir sebagai bahan yang sempurna akan homogenitas dan elastisitasnya.
6m
5.3. Aplikasi dan Perencanaan Jembatan Kayu
14 m
Ditentukan : 1. L = 14 m 2. H = 6 m 3. Kayu Kelas II Mutu A 4. Jembatan Kayu untuk jalan raya Kelas II ( 2 x 3,5 m ) 5. Beban Terpusat = 5 ton 6. Beban Merata = 2 ton/m’ 7. Peraturan Kayu PPKI 8. Lebar Jembatan = 9 m 9. Tekanan Angin (w) = 100 kg/m2
A1
D1
T2
D2
A3
T3
D3
A4
T4
A5
D4
6m
T1
A2
D5
A6
D6
T6
A7
D7
T7
A8
D8
T8
T9
T5
T10
D9
B1
T11
D10
B2
T12
D11
B3
T13
D12
D13
B4
B5
14 m
T14
D14
B6
T15
D15
B7
T16
D16
B8
T17
PERHITUNGAN PANJANG BATANG
Batang Atas ( A ) A1 = A2 = A3 = A4 = A5 = A6 = A7 = A8 =
14 = 1,75 meter 8
Batang Bawah ( B ) B1 = B2 = B3 = B4 = B5 = B6 = B7 = B8 =
14 = 1,75 meter 8
Batang Tegak ( T ) T1 = T2 = T3 = T4 = T6 = T7 = T8 = T9 = T10 = T11 = T12 = T13 = T14 = T15 = T16 = T17 = 3 meter T5 = 6 meter Batang Diagonal ( D ) D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = D6 = D7 = D8 = D9 = D10 = D11 = D12 = D13 = D14 = D15 = D16 2
2
= B 2 + 1 T = 1,752 + 1 .6 = 3,5meter 1 1 2
2
TABEL REKAPITULASI PANJANG BATANG Batang A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
Panjang (m) 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75
Batang D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16
Panjang (m) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5
Batang T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17
Panjang (m) 3 3 3 3 6 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
PENENTUAN JARAK GELAGAR MEMANJANG DAN MELINTANG 1. Jarak Gelagar Memanjang (
)
Syarat-syarat gelagar memanjang adalah 0,4 m
∆ = Dimana : n = jumlah gelagar memanjang ( harus ganjil ) B = lebar jembatan = lebar perkerasan jalan + 2 x lebar trotoar = 2 x 3,5 + 2 x 1 =9m n = 18 → ∆ n = 19 → ∆ n = 20 → ∆ Jadi, diambil jarak gelagar memanjang ( Δ) = 0,5 m Dan jumlah gelagar memanjang ( n ) = 19
B n −1
= = =
2. Jarak Gelagar Melintang ( )
λ =
L n − 1
dimana : L = panjang jembatan n = jumlah titik buhul batang ( sesuai gambar = 9 titik )
λ =
0,6 m
14 = 1,75 m 9 −1
jadi jarak gelagar melintang ( ) = 1,75 m PERHITUNGAN LANTAI KENDARAAN Lantai Kendaraan yang digunakan adalah papan double Papan atas = 5/25 Papan bawah = 10/25 Lapisan aspal dengan tebal minimum 5 cm Berat Jenis Aspal : 2500 kg/m3 Berat Jenis Kayu : 1000 kg/m3 Berat Jenis Air : 1000 kg/m3
0.52 m 0.5 m 0.47 m
Tegangan yang diperkenankan untuk kayu kelas I mutu A dari buku PPKI adalah :
σ lt σ tk //
= 130 kg/cm2
σ tr //
= 130 kg/cm2
σ tk ⊥ τ // E //
= 150 kg/cm2
= 40 kg/cm2 = 20 kg/cm2
= 125.000 kg/cm2
Menurut buku PPKI untuk konstruksi yang tidak terlindung, Tetapi kayu dapat meregang dengan cepat ,maka tegangan-tegangan yang diizinkan dikalikan dengan faktor reduksi 5/6 Maka :
σ lt σ tk //
σ tr //
= 150 kg/cm2 x 5/6 = 125 kg/cm2 = 130 kg/cm2 x 5/6 = 108,33 kg/cm2 = 130 kg/cm2 x 5/6 = 108,33 kg/cm2
σ tk ⊥ τ //
= 40 kg/cm2 x 5/6 = 33,33 kg/cm2
= 20 kg/cm2 x 5/6 = 16,67 kg/cm2
Jembatan lalu lintas dengan lebar 7 m. Kemiringan aspal direncanakan 2 %. Menurut buku “ Jembatan” (Ir. H. Stregk, 69), “ Bila digunakan aspal kasar dan padat dengan tebal minimum 5 cm”. Lebar Jalan
= Lebar jembatan – Lebar Trotoar = 9m - 2m = 7m = 700 cm
Tebal lapisan rata-rata :
2% 5 cm 5 cm
2%
L a pisan Aspa l
10 cm
P ap a n A ta s P ap a n Ba w a h
3 ,5 m
3 ,5 m
Tebal aspal rata – rata = ½ ( 5 + 5 + 350 . 2% ) = 8,5 cm = 0,085 m PEMBEBANAN PADA LANTAI 1. Akibat Beban Sendiri - Beban sendiri aspal
- Bs. Papan atas
- Bs. Papan bawah
- Berat air hujan
Q total Toeslag 10 %
Q TOTAL
= tebal aspal x lebar papan x ∂ aspal = 0,085 x 0,25 x 2500 = 53,125 kg/m = tebal papan x lebar kayu x ∂ kayu = 0,05 x 0,25 x 1000 = 12,50 kg/m = tebal papan x lebar kayu x ∂ kayu = 0,10 x 0,25 x 1000 = 25,00 kg/m = tebal air x lebar papan x ∂ air = 0,05 x 0,25 x 1000 = 12,50 kg/m
= 53,125 kg/m + 12,50 kg/m + 25,00 kg/m + 12,50 kg/m = 95,625 kg/m = 10% x 95,625 = 9,5625 kg/m = 95,625 kg/m + 9,5625 kg/m = 105,1875 kg/m
2. Faktor Kejut =
20 , dimana L = 14 m 50 + L
=
20 = 0,3125 50 + 14
3. Faktor Pembebanan = 1 + Faktor Kejut = 1 + 0,3125 = 1,3125 qtotal akibat beban sendiri = 1,3125 x 105,1875 = 138,06 kg/m 4. Faktor Pembebanan T (T Loading) Menurut peraturan muatan untuk jembatan jalan raya No. 12//1970 : P untuk 2 Roda = 20 Ton P untuk 1 Roda = 10 Ton Untuk jalan raya Kelas II diambil beban 70% PERHITUNGAN BEBAN RODA TERHADAP ANGIN
PA
Y = 0,5 x t , L = 1,75 (jarak antar As Roda) Y = 0,5 x 200 cm = 100 cm =1m PA = Tekanan Angin = 100 kg/m2 = 100 kg/m2 x 2m x 7,5 m = 1500 Kg * Beban angin merupakan beban merata pada sisi selebar 2 m sepanjang 7,5 m (PPJR Pasal 2)
PA
1,5
1,75
RA ∑MA = 0 RB . 1,75 – PA . 1 = 0 RB
P’
=
PA ×1 1,75
=
1500×1 1,75
= 857,143 kg = 0,86 ton
Faktor Pembebanan = 1,3125 Po = 70 % x 10 Ton = 7 Ton P kotak
= ( Po + P’ ) x Faktor Pembebanan = ( 7 + 0,86 ) x 1,3125 = 10,316 ton
RB
Y=1m
45°
45° Papan Bawah
a
20
Papan Atas
a
a
b = 50 + (18,5) x 2 = 87 cm
Untuk penyebaran daerah panjang papan ( arah melintang) : =
50
b
Jadi untuk peyebaran daerah lebar papan ( arah memanjang ) : P = P (kotak) x 25/57 = 10,316 x 25/57 = 4524,56 kg
q
45°
45°
Papan Bawah
c
a = (8,5 + 5 + 5) cm = 18,5 cm c = 20 + (18,5) x 2 = 57 cm
5 cm 8,5 cm
Papan Atas
Lapisan Aspal
4524,56 kg 87
= 5200,64 kg/m Faktor Pembebanan = 1,3125 Q = 1,3125 x 5200,64 kg/m = 6815,84 kg/m MOMEN YANG TERJADI Jarak antara gelagar memanjang = 0,5 m Momen akibar beban sendiri M1 = 1/8.ql2 = 1/8 . 135,24. 0,52 = 4,23 kg.m Momen akibar beban bergerak M2 = 1/8.ql2 = 1/8 x 6553,18 x 0,52
a
10 cm
Lapisan Aspal
10 cm
5 cm 8,5 cm
Gambar Diagram Penyebaran Gaya
Mtotal
= 204,79 kg.m = M1 + M2 = 4,23 + 204,79 = 209,02 kg.m
KONTROL TEGANGAN Kontrol Tegangan Lentur W = 1/6.b.h2 = 1/6 . 25 . 102 = 416,67 cm3
σ
lt =
M
total
w
=
20902 kgcm = 50,16 kg/cm2 416 , 67 cm 3
Syarat Aman
σ
σ
lt <
lt
50,16 kg/cm2 < 125 kg/cm2 .................... ok !!! Kontrol Tegangan Geser • Q beban sendiri = 5/8 . q beban sendiri . L = 5/8 (1,3542 kg/cm) . 50 cm = 5/8 . 55.4 kg = 42,32 kg • Q beban bergerak = 5/8 . q beban bergerak . L = 5/8 (65,5318 kg/cm) . 50 cm = 2047,87 kg Jadi Qtotal = Q1 + Q2 = 42,32 kg + 2047,87 kg = 2090,19 kg
τ
=
3 Q total 2 bh
dimana : b = lebar papan = 25 cm h = Haspal + Hpapan = 8.5 + 10 = 18.5 cm
τ
=
3 Q total 2 bh
=
3 × 2090,19 kg 2 × 25 ×18.5 cm 2
= 6,78 kg/cm2 Syarat Aman
τ
<
τ //
6,78 kg/cm2 < 20,00 kg/cm2 .......................ok !!! Jadi, kayu yang dipakai untuk papan lantai atas 5/25 dan Balok lantai bawah 10/25 Perhitungan Balok Lantai Arah Memanjang Bentang Teoritis Jembatan
=
14
m
Lebar Lantai Jembatan
=
9
m
Jarak gelagar memanjang
=
0,5
m
Jarak gelagar melintang
=
1,75
m
Jumlah gelagar memanjang
=
19
Jumlah gelagar melintang
=
9
Pembebanan Gelagar Memanjang Direncanakan menggunakan Balok kayu 20/25 1.
Beban Mantap o Aspal
o
o
= tebal aspal x ∂ aspal x ∆ = 0,085 x 2500 x 0,5 = 106,25 kg/m Beban Sendiri Papan Kayu Papan bawah = tebal papan x ∆ x ∂ kayu = 0,10 x 0,5 x 1000 = 50 kg/m Papan atas = tebal papan x ∆ x ∂ kayu = 0,05 x 0,5 x 1000 = 25 kg/m Gelagar Memanjang = lebar kayu x tebal kayu x ∂ kayu = 0,20 x 0,25 x 1000 = 50 kg/m
= tebal air x ∆ x ∂ air = 0,05 x 0,5 x 1000 = 25 kg/m = 106,25 kg/m+ 50 kg/m + 25 kg/m2 + 50 kg/m + 25 kg/m = 256,25 kg/m o
q total
Berat Air
Toeslag 10%
= 25,625 kg/m
Total
= 256,25 kg/m + 25,625 kg/m = 281,875 kg/m
(q bs )
Perhitungan M dan Q akibat gelagar memanjang, maka gelagar melintang dianggap perletakan sendiri.
1,75
M max
= = =
1/8 q bs L2 1/8 (281,875) (1,75)2 107,9 kg.m
Q max
= = =
1/2 q bs L 1/2 (281,875) (1,75) 431,62 kg
2.
Beban Akibat Loading
5t 2 t/ m
Menurut peraturan PU/Bina Marga No.12/1970 Muatan garis P = 5 ton = 5000 kg Muatan terbagi rata q = 2 t/m = ( untuk L ≤ 30 m )
Faktor Kejut
20 50 + L 20 = 50 +14 =
,
dimana L = 14 m = 0,3125
Faktor Pembebanan = 1 + Faktor Kejut = 1 + 0,3125 = 1,3125
Beban yang bekerja pada gelagar memanjang
P×∆×δ P 2 5 × 0 ,5 × 1, 3125 = 2
P
=
= 1,6406 ton = 1640,6 kg
q×∆×δ P 2 1,5 × 0 ,5 × 1,3125 = 2
q
=
= 0,49219 t/m = 492,19 kg/m jadi,
q akibat loading (qt) p akibat loading (Pt)
= 492,19 kg/m = 1640,6 kg
PEMBEBANAN
P
RA
1,75 m
RB
v Akibat Beban Garis
M max
= 1/4 p L = 1/4 (1640,6) (1,75) = 717,76 kg.m Q max = P/2 = 1640,6 /2 = 820,3 kg v Akibat Merata
M max
= 1/8 q L2 = 1/8 (431,62)(1,75)2 = 165,23 kg.m
Q max
= 1/2 q L = 1/2 (431,62) (1,75) = 377,67 kg
M total =
Mbs + Mp + Mq = 220,21 kg.m + 717,76 kg.m + 165,23 kg.m = 1703,2 kg.m
Q total
=
Qbs + Qp + Qq
= =
352,34 kg + 820,3 kg + 377,67 Kg 1550,31 kg
KONTROL GELAGAR MEMANJANG 1. Kontrol Tegangan Lentur
1 b h2 6 1 (20) (25)2 6
W =
25
=
=
σ
20 =
lt =
M
2083,33 cm3
total
w
170320 kgcm 2083 ,33 cm 3 = 81,754 kg/cm2
Syarat Aman
σ
lt <
σ
lt
81,754 kg/cm2 < 125 kg/cm2 .................... ok !!! 2. Kontrol Tegangan Geser
τ
3 . Qtot 2 bh 3 × 1550,31 = 2 × 20× 25 =
= 4,65 kg/cm2 Syarat Aman
τ
τ
// < 2 4,65 kg/cm < 20,00 kg/cm2 ....................... ok !!!
3. Kontrol Lendutan E δ
= = = =
125000 kg/cm2 L/400 175/400 0,4375 cm
I
= = =
1/12 x b x h 1/12 (20) (25) 3 26041,67 cm4
δ
3
5 ( q bs + q t ) L4 = 384EI 5 (2,81875+ 4,9219 ) (175) 4 = 384 (125000)(26041,67) = 0,03 cm
Syarat Aman
δ 0,03cm <
< δ 0,625 cm
....................... ok !!!
Jadi, Dimensi kayu 20/25 dapat digunakan pada gelagar memanjang.
PERHITUNGAN TROTOAR Menurut peraturan Muatan umum untuk jembatan jalan raya no.12/1970 “ Kondisi Trotoar harus diperhitungkan terhadap muatan hidup sebesar 500 kg/m2 ”
1. 2. 3. 4.
Lebar rencana trotoar = Muatan trotoar = Papan Lantai kayu kelas II = Papan trotoar rencana =
2 x 1 m = 200 cm 500 kg/cm2 1000 kg/m3 7/20
Perhitungan Lantai Trotoar PEMBEBANAN o o o
Beban Sendiri Papan Lantai Beban Sendiri Beban Bergerak Berat Air Hujan
= 0,07 x 0,2 x 1000 = 14 kg/m = 0,2 x 500 = 100 kg/m = 0,05 x 0,2 x 1000 = 10 kg/m q Toeslag 10%
= 124 kg/m = 12,4
q bs
= 136,4 kg/m
q = 136,4 M max
= = =
1/8 q bs L2 1/8 (136,4) (1)2 17,05 kg.m
Q max
= = =
1/2 q bs L 1/2 (136,4) (1) 68,2 kg
Kontrol untuk Lantai Trotoar 1.
σ
Kontrol tegangan lentur
lt =
M
total
w 1705 kg . cm = 1 × 20 × ( 7 ) 2 6 = 10,43 kg/cm2
Syarat Aman
σ 10,43
kg/cm2
lt <
< 125
σ
lt
kg/cm2
.................... ok !!!
2.
Kontrol Tegangan Geser
τ //
=
3 Qtot 2bh
=
3 × 68,2 2 × 20× 7
= 0,73 kg/cm2 Syarat Aman
τ // 0,73
kg/cm2
3.
τ
// < 2 < 16,67 kg/cm .......................ok !!!
Kontrol Lendutan E δ
= = = =
125000 kg/cm2 L/400 100/400 0,25 cm
I
= = =
1/12 x b x h 1/12 (20) (7) 3 571,67 cm4
δ
3
5 q L4 = 384 × EI
=
5 ×1,364 × (100) 4 384 × (125000) × (571,67)
= 0,025 cm Syarat Aman
δ
<
δ
0,025 cm < 0,25 cm
.......................ok !!!
Jadi, Dimensi kayu 7/20 dapat digunakan pada lantai trotoar.
PERITUNGAN GELAGAR MEMANJANG TROTOAR
Gelagar Memanjang
1,75 m Menurut PMUJJR, konstruksi trotoar harus diperhitungkan muatan sebesar 60% dengan muatan hidup di atas trotoar. Jarak gelagar memanjang = 0,5 m Jarak gelagar melintang = 1,75 m
= 50 cm = 175 cm
Gelagar memanjang direncanakan dengan balok 15/20
Pembebanan Berat sendiri papan lantai = (0,07) x (0,5) x (1000) = 35 kg/m Berat sendiri gelagar memanjang = (0,15) x (0,2) x (1000) = 30 kg/m Berat muatan hidup = 60% x (0,5) x (500) =150 kg/m
∑ = Toeslag 10% =
215 kg/m 21,5 kg/m
q bs =
236,5 kg/m
263,5 kg/m
1,75 m
1.
Kontrol Tegangan Lentur = 1/6 x b x h2 = 1/6 x (15) (20)2 = 1000 cm2
Wn
σ
lt
=
M Wn
10087,11 = 1000 = 10,087 Syarat Aman
σ
lt <
kg/cm2
σ
lt
Mmax
= 1/8.q bs. L2 = 1/8 . 263,5 . (1,75)2 = 100,8711 kg.m = 10087,11 kg.cm
Qmax
= ½ . q bs . L = ½ . 263,5. 1,75 = 230,5625 kg
10.087 kg/cm2 < 125 kg/cm2 .................... ok !!! 2. Kontrol Tegangan Geser
τ
=
3 Qmax 2bh
=
3 × 295,625 kg 2 ×15 × 20
= 1,478 kg/cm2 Syarat Aman
τ
1,478 3.
kg/cm2
τ
// < < 16,67 kg/cm2 .......................ok !!!
Kontrol Lendutan E δ
= 125000 kg/cm2 = L/400 = 250/400 = 0,625 cm
I
= 1/12 x b x h = 1/12 x (15) x (20) 3 = 10000 cm4
δ
3
=
5 q L4 384EI
=
5 ( 2,365)(250) 4 384 (125000) (10000)
= 0,096 cm Syarat Aman
δ
< δ 0,096 cm < 0,625 cm ……………………………….ok !!!
Perhitungan Balok Sandaran Trotoar
Menurut peraturan Bina Marga ( PU no.12/1970 ) : “ Balok dan tiang sandaran harus diperhitungkan terhadap tekanan horizontal 100 kg/m2 yang bekerja setinggi 90 cm dari lantai trotoar ” Pembebanan Balok rencana untuk sandaraan trotoar 25/20 Berat sendiri balok sandaran = 0,25 x 0,2 x 1000 kg/m = 50 kg/m Toeslag 10% = 10% x 50 kg/m = 5 kg/m = 55 kg/m Beban hidup P = 100 kg/m2 x = 20
y = 25
Dimana : P bekerja ⊥ sumbu y q bekerja ⊥ sumbu x
a. Sumbu yang bekerja ⊥ sumbu x
q
x 1,75 m
Mmax
= = =
y
1/8 q L2 1/8 (55) (1,75) 2 21,05 kg.m
Qmax
= = =
½qL ½ (55) (1,75) 48,125 kg
b. Sumbu yang bekerja ⊥ sumbu y
x
y Mmax
= = =
1/8 P 1/8 (100) (1,75) 2 38,28 kg.m
Kontrol Balok Sandaran
Kontrol tegangan lentur
wx
bruto
wy
bruto
1,75 m
L2
= 1/6 x b x h2 = 1/6 x (25) (20)2 = 1666,67 cm2 = 1/6 x b x h2 = 1/6 x (20) (25)2 = 2083,33 cm2
Qmax
= = =
½PL ½ (100) (1,75) 87,5 kg
Maka
:
σ
=
lt
δ
M w
x
+
M w
y
y x
= 0,003 cm Syarat Aman
= 3,307 kg/cm2
δ
< δ 0,003 cm < 0,625 cm ………ok !!!
Syarat Aman
σ 3,307
lt <
σ
lt
< 125 kg/cm2 .................... ok !!!
Kontrol Tegangan Geser
τ
=
3 Qtot 2bh
=
3 (48,125 + 87,5) 2 × 25× 20
= 0,41 kg/cm2 Syarat Aman
τ
0,41
5 q L4 384EI
5 (0,55) (175) 4 = 384 (125000) (16666,67)
=
2105 3828 + 2083 ,33 1666 , 67
kg/cm2
=
τ
// < < 16,67 kg/cm2 ................ok !!!
kg/cm2
Kontrol Lendutan E δ
= 125000 kg/cm2 = L/400 = 250/400 = 0.625 cm
I
= 1/12 x b x h = 1/12 x (25) x (20) 3 = 16666,67 cm4
3
Perhitungan Tiang Sandaran
Tinggi Tiang Jepitan = 90 cm Beban Horizontal tiap tiang sandaran (Pa) = 2,5 m x 100 kg/m = 250 kg Momen (Ma) = 250 kg x 0,9 m = 225 kg.m Direncanakan menggunakan balok kayu 2 x 5/20
20 cm
15 cm
15 cm
Ix
= 2 x 1/12 b h3 = 2 x 1/12 (15) (20)3 = 20000 cm4
Wn =
0 ,8 × I 0 ,5 × h
= (0,8 x 20000) / (0,5 x 20) = 1600 cm2 Sehingga
σ
lt
:
=
M Wn
22500 = 1600 = 14,0625 kg/cm2 Syarat Aman
σ
lt <
σ
lt
14,0625 kg/cm2 < 125 kg/cm2 .................... ok !!! Maka, Tiang Sandaran menggunakan balok kayu dengan ukuran 2 x 15/20
PERHITUNGAN SKOOR MIRING TIANG SANDARAN
Ha 60o
A
DA 60o
B
Jarak tiang sandaran 1 m q = 100 kg/m’
α α
P yang di tahan tiang = ½ q.L = ½ x 100 x 1 = 50 kg
As Papan sandaran dianggap bekerja simetris pada balok sandaran ΣMb = 0 Ha . 0,3 - P . 0,9 = 0 0,3 Ha - 50 . 0,9 = 0 Ha
= 150 kg
Cos 60o = Ha / Da Da = Ha / cos 60o = 150 / cos 60o = 300 kg Panjang Skoor ; L = 0,3 / sin 60o = 0,346 m ~ 0,35 m
Ukuran skoor (5/7) I = 1/12 . b . h3 = 1/12 . 5 . 73 = 142,917 cm4 F = b . h = 5 . 7 = 35 cm2 imin = ( I/F )1/2 = ( 142,917/35 )1/2 = 2,021 cm
λ =
L
34 ,6 cm = 17,12 2,021 cm
=
i min
Dari tabel, didapat ω = 1,14 ( Tabel kayu sudarminto haL 37 )
P .ω 50 .1,14 = F 35
σ tk // =
= 1,63 kg/cm2
Syarat Aman
σ
tk
//
<
σ
tk
//
1,63 kg/cm2 < 108,33 kg/cm2 .................... ok !!!
Kontrol Sambungan P
= 50 kg
σ tk ⊥
=
σ tk // - ( σ tk // - σ tk ⊥ ) . sin α
= 108,33 kg/cm2 – ( 108,33 kg/cm2 – 33,33 kg/cm2 ) sin 60 = 43,38 kg/cm2
tm =
P . cos 2 α 50 . cos 2 60 = 5 . 33 ,33 b .σ tk ⊥
= 0,075 cm
Syarat Aman tm < ¼ h 0,075 cm < ¼ . 7 cm 0,075 cm < 1,75 cm .................... ok !!!
Lm =
50 . cos 60 P . cos α = 0,15 cm = 5 . 33 , 33 b . τ tk ⊥
Syarat Aman tm < h 0,15 cm < 7 cm 0,15 cm < 7 cm....................ok !!!
PERHITUNGAN GELAGAR MELINTANG
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19
9m
Diketahui
:
Jarak gelagar memanjang Jumlah gelagar memanjang Jarak gelagar melintang Lebar Jembatan
= = = =
0,5 m 19 buah 1,75 m 9m
PEMBEBANAN 1. Akibat Lantai kendaraan o Beban P1= P19 Berat muatan hidup Berat air hujan − Akibat Trotoar Berat papan lantai trotoar Berat gelagar memanjang trotoar
= (0,25) x (500) = 0,05 x 0,25 x 1000
= 125 = 12,5
kg/m kg/m
= (0,07) x (0,25) x (1000) = (0,15) x (0,2) x (1000)
= 35 = 30
kg/m kg/m
Σq Toeslag 10%
= 202,5 = 30,25
kg/m kg/m
Q total
= 232,75
kg/m
= 250 = 25
kg/m kg/m
+
+
Dengan jarak gelagar melintang adalah 1,75 m, maka didapat nilai P1 P1
= q1 x L = 232,75 x 1,75 = 1455,78 kg
o Beban P2=P18 Berat muatan hidup Berat air hujan
= (0,5) x (500) = 0,05 x 0,25 x 1000
− Akibat Trotoar Berat papan lantai trotoar Berat gelagar memanjang trotoar
= (0,07) x (0,25) x (1000) = (0,15) x (0,2) x (1000)
= 35 = 30
kg/m kg/m
= 340 = 44
kg/m kg/m
= 384
kg/m
= 0,2 x 0,25 x 1000 = (0,05+0,15) x 0,25 x 1000 = (0,25) x (500) = 0,05 x 0,25 x 1000 = 0,085 x 0,25 x 2500
= 50 = 50 = 125 = 12,5 =53,125
kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m
= (0,07) x (0,25) x (1000) = (0,15) x (0,2) x (1000)
= 35 = 30
kg/m kg/m
Σq Toeslag 10%
+
+ Q total Jarak gelagar melintang = 1,75 meter Maka, P2 = q bs . L = 384 x 1,75 m = 847 kg
o Beban P3=P17 Berat gelagar memanjang (20/25) Berat papan lantai kendaraan Berat muatan hidup Berat air hujan Berat aspal − Akibat Trotoar Berat papan lantai trotoar Berat gelagar memanjang trotoar
Σq Toeslag 10%
+
=455,625 kg/m =35,5625 kg/m
+ Q total
=491,1875kg/m
Jarak gelagar melintang = 1,75 meter Maka, P3 = q bs . L = 491,1875 x 1,75 m = 684,58 kg o Beban P4 Dimana P4 = P5 = P6 = P7 = P8 = P9 = P10 = P11 = P12 = P13 = P14 = P15 = P16 Berat gelagar memanjang (20/25) Berat papan lantai kendaraan Berat air hujan Berat aspal
= 0,2 x 0,25 x 1000 = (0,05+0,15) x 0,5 x 1000 = 0,05 x 0,5 x 1000 = 0,085 x 0,5 x 2500
= 50 = 30 = 25 =106,25
kg/m kg/m kg/m kg/m
+ Σq Toeslag 10%
=231,25 kg/m =23,125 kg/m
+
Q total
=254,375 kg/m
Jarak gelagar melintang = 1,75 meter Maka, P4 = q bs . L = 254,375 x 1,75 m = 445,156 kg REAKSI PERLETAKAN RA = RB
= P1 + P2 + P3 + 6,5P4 = 1455,78 + 847 + 684,58 + 6,5 (445,156) = 5880,874 kg
Momen Maksimum yang terjadi ditengah bentang Mmax = RA (4,5) – P3 (4,5) – P1 (3,5) – P4 (3,5) – P2 (3+2,5+2+1,5+1+0,5) = 5880,874 (4,5) – 684,58 (4,5) – 1455,78 (3,5) – 445,156 (3,5) – 847 (3+2,5+2+1,5+1+0,5) = 7988,047 kgm Qmax = RA = RB = 5880,874 kg 2. Akibat Muatan Loading Untuk Jembatan kelas I diambil 70 % o Muatan garis P = o Muatan merata q =
12 ton x 70% = 8,4 ton 2,2 ton/m x 70% = 1,54 ton
Jarak gelagar melintang 1,75 m; maka faktor pembebanan
= 1+
20 50 + 1,75
= 1,38 Jarak gelagar melintang = 0,5 m maka beban yang bekerja pada tiap gelagar adalah : o
P
=
8 ,4 t 2
x 0,5 x 1,38
= 2,898 t = 2898 kg o
q
=
1, 54 t / m x 0,5 x 1,38 2
= 0,5313 t/m = 531,3 kg/m Qmax
= ½q.L = ½ . 531,3 kg/m . 1,75 m = 464,8875 kg Maka besarnya gaya : o P2 = P+Q o
= 2898 kg + 464,8875 kg = 3362,8875 kg = ½ . P2 = ½ . 3362,8875 kg = 1681,44 kg
P1
o
*P2 = P3-18 Reaksi Perletakan RA = RB = P1 + P2 = 1681,44 kg + 8,5 (3362,8875 kg) = 30265,98 kg Mmax = RA (4,5) – P1(4,5) – P2 (4+3,5+3+2,5+2+1,5+1+0,5) = 30265,98 (4,5) – 1681,44 (4,5) – 3362,8875 (18) = 68098,455 kgm Qmax = RA = 30265,98 kg 3. Akibat berat sendiri gelagar melintang Gelagar melintang direncanakan 70/90 o
q
= = = = = = = =
o
Mmax
o
Qmax
o
Mmax total
o
Qmax total
o
w
0,7 x 0,9 x 1000 630 kg/m 1/8 . q . L 1/8 . 630 . 92 2430 kgm 9m ½.q.L ½ . 630 . 9 1080 kg = (6978,047 kgm + 68098,455 kgm + 2430 kgm) = 68516,502 kgm = (4870,874 kg + 30265,98 kg + 1080 kg) = 27426,854 kg = 1/6 . b . h2 = 1/6 . 70 cm . (90 cm)2 = 94500 cm3
1. Kontrol Tekuk
σ tk =
M
max total
w
Syarat Aman
σ
tk ll
<
σ
tk ll
=
7851650,2 94500
= 83,086 kg/cm2
83,086 kg/cm2 < 108,33 kg/cm2 .................... ok !!! 2. Kontrol Tegangan Geser
τ
3 . Q total 2 .b . h 3.37226,854 = 2.70.90 =
= 8,86 kg/cm2
Syarat Aman
τ
<
τ
ll
8,86 kg/cm2 < 16,67 kg/cm2.....................ok !!! 3. Kontrol Lendutan P2
= (847 kg + 3362,8875 kg) = 4209,887 kg
P3
= = = = = =
(684,58 kg + 3362,8875 kg) 4047,4675 kg P4 (445,156 kg + 3362,8875 kg) 3808,04 kg q 240 kg/m E 125000 kg/cm2 ( kayu kelas II ) 1 1 I = . 70 . 903 bh 3 = 12 12 = 4252500 cm4 • Lendutan maksimum terjadi di tengah bentang v
Akibat P2 di titik 1 a = 0,5 meter b = 9 m – 0,5 m = 8,5 meter
δ1
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
4209,887 kg . (50 ) 2 .850 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900 = 0,005 cm
v a b
δ
Akibat P3 di titik 2 = 1 meter = 9 m – 1 m = 8 meter 2
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
4047,4675 kg . (100 ) 2 .800 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900
= 0,018 cm v a b
Akibat P4 di titik 3 = 1,5 meter = 9 m – 1,5 m = 7,5 meter
δ3
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
3808,04 kg . (150 ) 2 .750 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900 = 0,033 cm
v a b
δ
Akibat P4 di titik 4 = 2 meter = 9 m – 2 m = 7 meter
4
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
3808,04 kg . (200 ) 2 .700 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900 = 0,052 cm
v a b
δ
Akibat P4 di titik 5 = 2,5 meter = 9 m – 2,5 m = 6,5 meter
5
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
3808,04 kg . (250 ) 2 .650 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900 = 0,07 cm
v a b
δ
Akibat P4 di titik 6 = 3 meter = 9 m – 3 m = 6 meter
6
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
3808,04 kg . (300 ) 2 .600 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900 = 0,086 cm
v a b
δ
Akibat P4 di titik 7 = 3,5 meter = 9 m – 3,5 m = 5,5 meter
7
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
3808,04 kg . (350 ) 2 .550 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900 = 0,098 cm
v a b
δ
Akibat P4 di titik 8 = 4 meter = 9 m – 4 m = 5 meter
8
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
3808,04 kg . (400 ) 2 .500 2 = 3.125 × 10 3. 4252500 .900 = 0,106 cm
v a b
δ
Akibat P4 di titik 9 = 4,5 meter = 9 m – 4,5 m = 4,5 meter
9
P . a 2 .b 2 = 3 EI . L
3808,04 kg . (450 ) 2 .450 2 = 3.115 × 10 3. 4252500 .900 = 0,109 cm
v
Akibat q
5 .q . L 4 δq = 384 EI
5.2, 4 kg . 900 4 = 384.125 × 10 3. 4252500. = 0,039 cm
δmax
= 2δ1 + 2δ2 + 2δ3 + 2δ4 + 2δ5 + 2δ6 + 2δ7 + 2δ8 + 2δ9 + δq = 2(0,005)+2(0,018)+2(0,033)+2(0,052)+2(0,07)+2(0,086) +2(0,098) + 2(0,106) + 2(0,109) + 0,039 = 1,193 cm
δ =
L 900 = 400 400 = 2,25 cm
Syarat Aman :
δ
< δ 1, 193 cm < 2,25 cm......................ok !!!
PERHITUNGAN PASAK GELAGAR MELINTANG Untuk gelagar melintang digunakan balok 70/90 disusun tersusun 3 lapis : 30 30 30
70
Bidang Lintang gelagar tersebut :
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Bidang Lintang Diketahui : P1
= (1455,78 kg + 3362,8875 kg) = 4818,6675 kg
P2
= (847 kg + 3362,8875 kg) = 4209,8875 kg
P3
= (684,58 kg + 3362,8875 kg) = 4047,4675 kg
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
P4 q RA = RB
= (445,156 kg + 3362,8875 kg) = 3808,0435 kg = 240 kg/m = ½ . q . L + P1 + P2 + P3 + 6,5 P4 = ½ . 240 kg/m . 9 m + 4818,6675 kg + 4209,8875 kg + 4047,4675 kg + 6,5 (3808,0435 kg) = 38908,30525 kg
Ø Karena batang simetris maka ditinjau setengah saja.... QA = 38908,30525 kg QA kanan = QA – 4818,6675 kg = 34089,64 kg QB kiri = QA kanan - ( 0,5 . 240 ) = 33969,64 kg QB kanan = QB kiri - 4209,8875 kg = 29759,75 kg QC kiri = QB kanan - ( 0,5 . 240 ) = 29639,75 kg QC kanan = QC kiri - 4047,4675 kg = 25592,28 kg QD kiri = QC kanan - ( 0,5 . 240 ) = 25472,28 kg QD kanan = QD kiri - 3808,0435 kg = 21664,24 kg QE kiri = QD kanan - ( 0,5 . 240 ) = 21544,24 kg QE kanan = QE kiri - 3808,0435 kg = 17736,20 kg QF kiri = QE kanan - ( 0,5 . 240 ) = 17616,20 kg QF kanan = QF kiri - 3808,0435 kg = 13808,16 kg QG kiri = QF kanan - ( 0,5 . 240 ) = 13688,16 kg QG kanan = QG kiri - 3808,0435 kg = 9880,12 kg QH kiri = QG kanan - ( 0,5 . 240 ) = 9760,12 kg QH kanan = QH kiri - 3808,0435 kg = 5952,08 kg QI kiri = QH kanan - ( 0,5 . 240 ) = 5832,08 kg QI kanan = QI kiri - 3808,0435 kg = 2024,04 kg QJ kiri = QI kanan - ( 0,5 . 240 ) = 1904,04 kg QJ kanan = QJ kiri – ½ . 3808,0435 kg = 0 kg
Kekuatan Pasak
u
t
τ //
kayu kelas II mutu A = 16,67 kg/cm2
dipakai pasak kayu dengan syarat : § u>6t diambil t > 3 cm § t > 1,5 cm sehingga u = 6.t = 6.3 = 18 cm § u > 18 cm ü Dipakai pasak : - u = 18 cm - t = 3 cm - b = 40 cm ü Maka kekuatan pasak * S1 = u . b . τ // pasak = 18 cm . 40 cm . 16,67 kg/cm2 = 12002,4 kg * S2 = b . t . τ tk⊥ balok = 40 cm. 3 cm . 33,33 kg/cm2 = 3999,6 kg
ü Diambil nilai S minimum yaitu S = 3999,6 kg ü Jumlah pasak untuk setengah bentang η=
LTOTAL = S
63864,75 = 18,29 ≈ 19 buah pasak 3999,6
ü ηAB
=
LAB 15754,25 kg = S 3999 , 6 kg
ü ηBC
=
LBC 13749,75 kg = S 3999 , 6 kg
ü ηCD
=
LCD 11820,75 kg = S 3999 , 6 kg
ü ηDE
=
ü ηEF
=
LEF 8183,25 kg = S 3999 , 6 kg
= 2,05 ≅ 2 pasak
ü ηFG
=
LFG 6365 kg = 3999 , 6 kg S
= 1,59 ≅ 2 pasak
LDE
S
=
9109,5 kg 3999 , 6 kg
= 3,94 ≅ 3 pasak = 3,44 ≅ 3 pasak = 2,95 ≅ 3 pasak = 2,28 ≅ 3 pasak
ü ηGH
=
LGH 4546,25 kg = 3999 , 6 kg S
= 1,14 ≅ 1 pasak
ü ηHI
=
LHI 2727,75 kg = 3999 , 6 kg S
= 0,68 ≅ 1 pasak
ü ηIJ
=
LIJ 909,25 kg = 3999 , 6 kg S
= 0,23 ≅ 1 pasak
PERHITUNGAN IKATAN ANGIN Dalam memperhitungkan jumlah bagian-bagian jembatan pada setiap sisi dapat digunakan ketentuan menurut PMUJR Bina Marga No.12 / 1970 : § Jembatan rangka diambil 30 % terhadap luas bidang sisi jembatan yang bersangkutan. § Pengaruh tekanan angin sebesar 90 kg/cm2 pada jembatan ditinjau berdasarkan bekerjanya angin horizontal terbagi rata pada bidang vertikal jembatan dalam arah tegak lurus sumbu memanjang jembatan § Jumlah luas bidang vertikal jembatan yang dianggap terkena angin, ditetapkan sebesar 1,5 kali jumlah luas bagian sisi jembatan. § Bila ada muatan hidup di jembatan, maka luas tersebut ditambah dengan luas bidang vertikal muatan hidup yang tidak terlindungi oleh bagian sisi jembatan. Bidang vertikal muatan hidup tersebut ditetapkan sebagai suatu permukaan bidang vertikal yang mempunyai tinggi terus menerus sebesar 2m di lantai kendaraan.
Luas sisi jembatan:
6m
14 m
F rangka= 14 x 6 = 84 m2 Jumlah luas bagan vertikal jembatan yang dianggap terkena angin adalah 1,5 x Luas total = 1,5 x 84 m2 = 126 m2 o Untuk jembatan rangka luasnya 30 % L = 0,3 x 126 m2 = 37,8 m2 Tekanan angin ( w ) = 100 kg/m2 o Besar gaya angin pada rangkanya : = 37,8 m2 x 100 kg/m2 = 3780 kg o Gaya angin pada muatan hidup setinggi 2 m = 2 m x 14 m x 100 kg/m2 = 2800 kg o Total gaya akibat angin pada jembatan rangka = 3780 kg + 2800 kg = 6580 kg o Jumlah medan pada jembatan rangka = 8
o o
tiap simpul P/2
6580 kg = 822,5 kg 8 6580 kg = = 3290 kg 2 =
Ra = Rb = 4 P = 4 (6580 kg ) = 26320 kg
IKATAN ANGIN
P/2
P
A1
A2
D1
A3
D3 T3
P
A4
D5 T5
P
P
A5
D7
P
P
A6
D9
T7
A7
D11 T10
6m
T1
P
P/2
A8
D13 T12
D15 T14
T16
T9
T2
T4 D2
B1
T6 D4
B2
T8 D6
B3
T11 D8
D10
B5
B4 14 m
CREMONA
T13 D12
B6
T15 D14
B7
T17 D16
B8
Rekapitulasi Gaya Batang Ikatan Angin GAYA BATANG
BATANG Tarik ( + )
Tekan ( - )
A1 = A8 A2 = A7 A3 = A6 A4 = A5
-
1287,5 1186,97 1768,13
B1 = B8 B2 = B7 B3 = B6 B4 = B5
1287,5 1186,97 1768,13
-
D1 = D15 D2 = D16 D3 = D13 D4 = D14 D5 = D11 D6 = D12 D7 = D9 D8 = D10
2575 1847,56 1126,56 373,37
2575 1847,56 1126,56 373,37 -
T1 = T16 T2 = T17 T3 = T14 T4 = T15 T5 = T12 T6 = T13 T7 = T10 T8 = T11 T9
965,63 321,87 -
643,75 5150 1253,13 1609,39 321,87 965,63 643,75
DIMENSI BATANG IKATAN ANGIN Batang atas dan batang bawah merupakan gelagar memanjang. Batang tegak merupakan gelagar melintang jembatan. Jadi, hanya mendimensi batang diagonal ( D ) pada ikatan angin
o o
T5
T3
T1
T7 3m
D1
D3
D5
D7 T9
T2
D6
D4
D2
D8 3m
T4 T6
1,75
1,75
T8
1,75
1,75
Ø Perhitungan Hubungan Gelagar Melintang dengan Ikatan Angin o
Akibat Gaya Tarik Dicoba ukuran balok 15/20 Pmax batang D = 2575 kg Panjang batang maksimum : Lk
Ix
ü Fbr ü Fr σtr
=
(1,75m ) 2 + (3 m ) 2
= 4,828 m = 482,8 cm = 1/12 . b . h3 = 1/12 . 15 . 203 = 10000 cm4 = 15 . 20 = 300 cm 2 = 0,8 x Fbr = 0,8 x 300 cm2 = 240 cm2 =
2575 P = = 10,73 kg/cm2 240 Fr
Syarat Aman : σtr <
σ tr
//
10,73 kg/cm2 < 108,33 kg/cm2.........................ok !!!
o
Akibat Gaya Tekan Dicoba ukuran balok 15/20 Pmax batang D = 704,25 kg Panjang batang maksimum : Lk
(1,75m ) 2 + (4,5 m ) 2
=
= 4,828 m = 482,8 cm Ix
= 1/12 . b . h3 = 1/12 . 15 . 203 = 10000 cm4
Fbr Fr
= 15 . 20 = 300 cm 2 = 0.8 x Fbr = 0,8 x 300 cm2 = 240 cm2
imax
λ
Ix 10000 = 5,774 cm = 300 F 514,8 Lk = 89,16 ≅ 90 = = 5,774 imin =
Dari tabel tekuk λ = 90 didapat ω = 2,50 ( PPKI, hal 12 ) Syarat Aman : λ < 150 90 < 150........................ok !!! σtk
=
2575× 2,5 P ×ω = = 21,46 kg/cm2 300 Fbr
Syarat Aman : σtk <
σ tk
21,46
kg/cm2
//
< 108,33 kg/cm2.........................ok !!!
o Dengan Sambungan Baut Dipakai kayu dengan kelas II, maka digunakan Sambungan bertampang I golongan 1 (felix Yap. Hal.16) λb = 5,4 λb = b/d d = b/λb = 15/5,4 = 3,7 diambil baut φ 5/8” Arc tg α = 2,25/2,25 = 1
δ δ δ
d = 1,587 cm
= 50 . d . b1 . ( 1 – 0,6 sin α ) = 50 (3,7) (15) ( 1 – 0,6 . sin 45) = 2130,22
PERHITUNGAN GELAGAR INDUK Pembebanan Ø Akibat Beban Mati I. Jalur Utama Aspal Papan Lantai Kendaraan Gelagar Memanjang Gelagar Melintang
= = = =
0,085 . 14 . 6 . 2500 (0,10+0,05) . 14 . 6 . 1000 0,2 . 0,25 . 14 . 19 . 1000 0,7 . 0,9 . 9 . 9 . 1000 Toeslag 10% P1
II. Trotoar Papan Lantai Kendaraan Gelagar Memanjang Balok Sandaran Tiang Sandaran
= = = =
0,07 . 1 . 14 . 1000 0,15 . 0,2 . 14 . 1000 . 2 0,25 . 0,2 . 14 . 1000 . 3 0,15 . 0,2 . 0,9 . 1000 . 9 Toeslag 10% P2
= = = = = = =
19750 17000 19000 51030 116780 12678 129458 kg
kg kg kg kg + kg kg +
= = = = = = =
980 840 2100 243 4843 584,3 5427,3
kg kg kg kg + kg kg + kg
III. Ikatan Angin Batang Diagonal
= 0,15 . 0,2 . 4,3 . 1000 . 16 Toeslag 10% P3
= 2470,95 = 247,095 = 2718,05
kg kg + kg
IV. Berat Sendiri Gelagar Induk Batang Atas 2 x 20/30 Batang Bawah 2 x 20/30 Batang Tegak 2 x 20/30 Batang Diagonal 2 x 20/30 Perhitungan Beban Batang Atas = Batang Bawah = Batang Tegak = Batang Diagonal =
2 x 0,2 x 0,3 x 20 x 1000 2 x 0,2 x 0,3 x 20 x 1000 0,2 x 0,3 x (9 x 6) x 1000 0,2 x 0,3 x (4,3 x 16) x 1000
= = = =
Toeslag 10% P4 Berat Gelagar Induk + beban mati P = ½ P1 + P2 + ½ P3 + P4 = ½(129458)+ 5427,3 +½(2718,05)+ 21677,6 = 90192,925 kg Tiap Simpul Menerima 1/8 bagian
P =
Q 90192,125kg = = 11274,12 kg 8 8
½ P = 5637,06 kg
RA = RB = 8/2 P
= 4P
= 4 (11274,12) = 45096,0625 kg
2400 2400 6560 8256 = 19616 kg = 2061,6 kg + = 21677,6 kg
kg kg kg kg +
Akibat Beban Angin pada Jembatan ü Gaya angin akibat muatan setinggi 2 m = Tekanan angin x 2 m x panjang jembatan = 100 kg/m2 x 2 m x 14 m = 2800 kg ü Besar gaya akibat angin pada rangka - Perhitungan luas bidang sisi jembatan = 14 m x 9 m = 126 m2 - Jumlah luas bagian vertikal jembatan yang dianggap terkena angin adalah = 1,5 x Luas total = 1,5 x 126 m2 = 189 m2 - Untuk jembatan rangka, Luasnya diambil 30% L = 0,3 x 189 m2 = 56,7 m2 - Besarnya gaya angin pada rangka = 56,7 m2 x 100 kg/m2 = 5670 kg
ü Tiap simpul menerima gaya =
5670kg = 708.75 kg 8
Tekanan Vertikal ke bawah pada Gelagar Utama Akibat Angin - K . 9 = 2800 kg ( 2 + 0,06 + 0,06 + 0,15 + 0,9 ) K
=
12760 kg = 1417,78 kg 9
- RA = RB
=
1417,78 kg 2
- Untuk tiap titik simpul menerima gaya = - Jadi, P P/2
= 608,64 kg
608,64 8
kg
= 76,08 kg = 38,04 kg
Perbandingan RA beban angin dan beban RA beban mati R A angin 608,64 = 0,013 = 45096,0625 R A beban mati
Tambahan gaya untuk tiap gelagar induk = 0,013 x berat sendiri gelagar utama = 0,013 x 90192,925 kg = 1172,51 kg Akibat Beban Bergerak T Loading - P = 6t - q = 1,1 t/m - Panjang jembatan = 14 m - Faktor kejut :
= 76.08 kg
K = 1+
14 = 1,218 50 + 14
- Lebar jembatan = 9 m, lebar minimum jalur = 3,5 m *P
*q
6t x 9 m x 1,286 3,5 m = 19,84 t 1,1 t / m x 9 m x 1,286 = 3,5 m = 3,64 t/m
=
Gaya ini akan ditahan oleh 2 gelagar induk, maka tiap gelagar induk menerima gaya : §
P
=
19 ,84 t 2
= 9,92 t = 9920 kg/m
3,64 t / m = 1,82 t/m 2 Beban gaya yang berkerja pada trotoar : q = 900 kg/m . 50% = 450 kg/m §
q
=
Maka, beban merata total
= 1820 kg/m
= 1820 kg/m + 450 kg/m = 2270 kg/m
3
6
PERHITUNGAN GARIS PENGARUH
1.75
14
Garis Pengaruh Σ MB = 0 RA.L - P(L-x) = 0
P (L − x) RA = L 14− x GP.RA = 14 Σ MA = 0 - RB.L + P.x = 0 P. x RB = L
x y RA
0 1
7 0,5
14 0
x y RB
0 0
7 0,5
14 1
GP.RB =
x 14
Potongan I – I Batang B1 (tinjau kiri) Σ MJ = 0 -B1.3 = 0 B1 = 0 Batang B1 (tinjau kanan) Σ MJ = 0 -RB.14 + B1.3 = 0
3.B1 = B1 =
x .14 14
x 3
x y B1
0 0
1,75 0,61
Batang T10 (tinjau kiri) Σ Mb = 0 RA.1,75 + 1,75.T10 = 0
14− x T10 = - 14
x y T10
0 -1
1,75 -0,875
x y T10
0 0
1,75 -0,875
Batang T10 (tinjau kanan) Σ Mb = 0 -RB.12.25 - T10.1,75 = 0 1,75.T10 = T10 = -
x .12,25 20
12,25x 50
Potongan II – II Batang T1 (tinjau kiri) Σ Ms = 0 RA.1,75 + 1,75.T1 = 0
14− x T1 = - 14
x y T1
0 -1
1,75 -0,875
Batang T1 (tinjau kanan) Σ Ms = 0 -RB.12,25 - T1.1,75 = 0 x 2,5.T1 = - .12,25 12 T1 = -
Batang A1 (tinjau kiri) Σ Mj = 0
12,25x 50
x y T1
0 0
2,5 -0,875
3.A1
= 0 = 0
A1
Batang A1 (tinjau kanan) Σ Mj = 0 -RB.14 - A1.3 = 0 x 3.A1 = - .14 14 A1 = -
x y A1
0 0
1,75 -0,71
x 3
Potongan III – III Batang D1 (tinjau kiri) Σ Mb = 0 RA.1,75 + 4,07.D1 + 6.A1 = 0
14− x - 6.0 14
4,07.D1 = -1,75.
14− x 14
x y D1
D1 = -0,61
0 -0,61
Batang D1 (tinjau kanan) Σ Mb = 0 -RB.12,25 – 4,07.D1 – 6.A1= 0
x x .12,25 – 6. 3 14 D1 = -0,71x
4,07.D1 = -
x y D1
0 0
1,75 -1,775
Batang D9 (tinjau kiri) Σ Ms = 0 RA.1,75 - 4,07.D9 – 6.B1 = 0
14− x - 6.0 14
4,07.D9 = 1,75.
x y D9
0 0,61
1,75 0,53
14− x 14
D9 = 0,61
Batang D9 (tinjau kanan) Σ Ms = 0 -RB.12,25 + 4,07.D9 + 6.B1 = 0
x x .12,25 – 6. 3 14 D9 = -0,276x
4,07.D9 =
x y D9
0 0
1,75 -0,69
1,75 -0,53
Potongan IV – IV Batang A2 (tinjau kiri) Σ Mb = 0 RA.1.75 + 6.A2 = 0
x y A2
0 -0,36
x y A2
0 0
1,75 -0,315
14− x 14
A2 = -0,29
Batang A2 (tinjau kanan) Σ Mb = 0 -RB.12,25 - 6.A2 = 0 x A2 = -1,75 14
2,5 -0,3125
= -0,125x
Batang T2 (tinjau kiri) Σ Mj = 0 1,75.T2 + 3.A2 - 3.B1= 0
14− x 14
x y T2
1,75.T2 = 3. -0,36
0 -0,5
1,75 -0,4375
14 0
14− x 14
T2 = -0,5
Batang T2 (tinjau kanan) Σ Mj = 0 -RB.14 – 1,75.T2 - 3.A2 + 3.B1 = 0
x y T2
0 0
1,75 0,729
14 4.0824
x . - 1,67.(-0,175x) + 0,67x 12 T2 = 0,29167x Potongan V – V x 0 Batang B2 (tinjau kiri) y B 0,36 2 Σ Ms = 0 1,75.RA - 6.B2= 0 T2 = -8
14− x 14 14− x B2 = 0,36 14
6.B2 = 1,75
1,75 0,315
14 0
Batang B2 (tinjau kanan) Σ Ms = 0 -RB.12,25 + 6.B2 = 0 x 6.B2 = 12,25 14 B2 = 0,125x
x y B2
0 0
1,75 0,3125
14 1,75
Batang T11 (tinjau kiri) Σ Mj = 0 -1,75.T11 + 3.A1 - 3.B2= 0
14− x ) 14
1,75.T11 = 3.0 - 3.( 0,36
14− x T11 = -0,5 14
x y T11
Batang T11 (tinjau kanan) Σ Mj = 0 -RB.7 + 0,75.T11 - 1,75.A1 + 1,75.B2 = 0 x x 1,75T11 = 14 . + 3. - 1,75.(0,125x) 3 14 T11 = 0,675x
0 -0,5
x y T11
1,75 -0,4375
0 0
1,75 -1,6875
14 0
14 -9,45
Potongan VI – VI Batang D2 (tinjau kiri) Σ Mc = 0 RA.3 + 4,07.D2 + 6.A2 = 0
14− x 14− x - 6.-0,36 14 14 14− x x D2 = -0,61 14 y D2
4,07.D2 = -3.
Batang D2 (tinjau kanan) Σ Mc = 0 -RB.11 - 4,07.D2 – 6.A2= 0 x x 4,07.D2 = - .11 – 6. -1,75 14 14 D2 = 0,031x
x y D2
Batang D10 (tinjau kiri) Σ Mt = 0 RA.3 – 4,07. D10 – 6.B2 = 0
0 0
0 -0,61
1,75 -0,53
1,75 0,0775
14 0,434
14 0
14− x 14− x - 6. 0,36 14 14 14− x D10 = 0,61 14
4,07. D10 = 3.
x y D10
0 0,61
Batang D10 (tinjau kanan) Σ Mt = 0 -RB.11 + 4,07. D10 + 6.B2 = 0 x x .11 – 6. 1,75 4,07. D10 = 20 14 D10 = -0,031x Potongan VII – VII
x y D10
Batang A3 (tinjau kiri) Σ Mc = 0 RA.3 + 6.A3 = 0
1,75 0,53
14 0
0 0
1,75 -0,0775
x y A3
14− x A3 = -0,71 14
14 -0,434
0 -0,71
1,75 -0,62
Batang A3 (tinjau kanan) Σ Mc = 0 -RB.11 - 6.A3 = 0 x A3 = -2,14 = -0,107x 14 x y A3
0 0
1,75 -0,2675
14 -1,498
Batang T3 (tinjau kiri) Σ Mk = 0 1,75.RA +1,75. T3 + 3.A3 - 3.B2 = 0
14− x 14− x 14− x + 3,5.0,36 - 3. -0,71 14 14 14 14− x x 0 T3 = 0,5 y T 0,5 3 14
1,75.T3 = -1,75.
Batang T3 (tinjau kanan) Σ Mk = 0 -RB.12,25 – 1,75. T3 - 3.A3 + 3.B2 = 0 x x x T3 = -6. + 3. + 3. 20 14 14
x y T3
1,75 0,4375
0 0
1,75 -0,0625
14 0
14 -0.35
14 0
T3 = -0,5.
x = -0,025x 14
Potongan VIII – VIII Batang B3 (tinjau kiri) Σ Mt = 0 3.RA - 6. B3= 0
14− x 14
x y B3
6. B3 = 3
0 0,71
1,75 0,62
14 0
14− x 14
B3 = 0,71
Batang B3 (tinjau kanan) Σ Mt = 0 -RB.8 + 6. B3 = 0 x 7. B3 = 8 14 B3 = 0,15x Batang T12 (tinjau kiri) Σ Mk = 0
x y B3
0 0
2,5 0,375
14 2.1
1,75.RA -1,75.T12 + 3.A2 - 3.B3 = 0
14− x 14− x 14− x ) - 3.(0,71 + 3. -0,36 14 14 14 14− x x 0 T12 = -0,5 y T -0,5 12 14
1,75.T12 = 1,75.
2,5 -0,4375
14 0
Batang T12 (tinjau kanan) Σ Mk = 0 -RB.12,25 + 1,75.T12 - 3.A2 + 3.B3 = 0 x x x 1,75T12 = 12,25 . + 3. -2,1 - 3.( 2,14 ) 14 14 14 x T12 = 0,5 = 0,025x 14 Potongan IX – IX Batang D3 (tinjau kiri) Σ Md = 0 RA.2,5 + 4,07. D3 + 6.A3 = 0
14− x 14− x - 6.-0,71 14 14
4,07. D3 = -2,5.
x y T12
0 0
2,5 0,0625
14− x 14
D3 = -0,61
x y D3
0 -0,61
Batang D3 (tinjau kanan) Σ Md = 0 -RB.7,5 – 4,07. D3 – 6.A3 = 0 x x 4,07. D3 = - .7,5 – 6. -2,14 14 14 D3 = 0,03x x 0 y D3 0
2,5 -0,53
1,75 0,075
20 0
14 0.42
Batang D11 (tinjau kiri) Σ Mu = 0 RA.3,5 -4,07. D11 – 6.B3 = 0 x y D11
14− x 14− x 4,07. D11 = 3,5. - 6. 0,71 14 14
0 0,97
1,75 0,85
14 0
0 -1,07
1,75 -0,94
14 0
0 0
1,75 -0,22
14− x 14
D11 = 0,97
Batang D11 (tinjau kanan) Σ Mu = 0 -RB.7,5 + 4,07. D11 + 6.B3 = 0 x x x .7,5 – 8 4,07. D11 = 14 14 y D11 D11 = -0,03x Potongan X – X
0 0
1,75 -0,075
Batang A4 (tinjau kiri) Σ Md = 0 RA.3,5 + 6.A4 = 0
14 -0,42
x y A4
14− x 14
A4 = -1,07
Batang A4 (tinjau kanan) Σ Md = 0 -RB.7,5 - 6.A4 = 0 x A4 = -1,79 = 0,0895x 14 Batang T4 (tinjau kiri) Σ Mi = 0 3.RA +1,75. T4 + 3.A4 - 3.B3 = 0
x y A4
14 -1.253
14− x 14− x 14− x + 3.0,71 -3.-1,07 14 14 14 14− x T4 = 0,5 x 0 1,75 14
1,75. T4 = -3
y T4
Batang T4 (tinjau kanan) Σ Mi = 0 -RB.8 – 1,75. T4 - 3.A4 + 3.B3 = 0 x x x 1,75T4 = -8. . -3.-1,79 + 3. 2,14 14 14 14 x T4 = -0,9. = -0,045x 14
0,5
14 0
0,4375
x y T4
0 0
1,75 -0,1125
14 -0,63
Potongan XI – XI Batang B4 (tinjau kiri) Σ Mu = 0 3,5.RA - 6. B4= 0
x y B4
0 1,07
1,75 0,94
14 0
x y B4
0 0
1,75 0,22
14 1,253
1,75 -0,4375
14 0
14− x 14
6. B4 = 3,5
14− x 14
B4 = 1,07
Batang B4 (tinjau kanan) Σ Mu = 0 -RB.7,5 + 6. B4 = 0 x 6. B4 = 7,5 14 x B4 = 1,79 = 0,0895x 14 Batang T13 (tinjau kiri) Σ Ml = 0 3.RA -1,75. T13 + 3,5.A3 - 3.B4 = 0
14− x 14− x 14− x ) - 3.(1,07 + 3. -0,71 14 14 14
1,75. T13 = 3.
14− x 14
T13 = -0,5
Batang T13 (tinjau kanan) Σ Ml = 0 -RB.8 + 1,75. T13 - 3.A3 + 3.B4 = 0
x y T13
0 -0,5
x x x . + 3. -2,14 - 3.( 1,79 ) 14 14 14 x = 0,5 14
2,5 T13 = 8 T13
x y T13
0 0
1,75 0,0625
14 0,5
Potongan XII – XII Batang D4 (tinjau kiri) Σ Me = 0 RA.7 + 4,07. D4 + 6.A4 = 0
14− x 14− x - 6.-1,07 14 14 14− x x 0 D4 = -0,61 y D -0,61 14 4
4,07.D4 = -7.
Batang D12 (tinjau kiri) Σ Mv = 0 RA.7 – 4,07. D12 – 6.B4 = 0
Batang D3 (tinjau kanan) Σ Md = 0 -RB.7 – 4,07. D4 – 6.A4 = 0 x x 4,07. D4 = - .7 – 6. -1,79 14 14 x y D4
0 0
1,75D4 = 0,031x 14 0,0775 0,434
14− x 14− x - 6. 1,07 14 14
4,07. D12 = 7.
14− x 14
D12 = 0,61
Batang D12 (tinjau kanan) Σ Mv = 0 -RB.7 + 4,07. D12 + 6.B4 = 0 x x 4,07. D12 = .7 – 6.1,79 14 14 D12 = -0,031x Potongan XIII - XIII
x y D12
x y D12
0 0,61
0 0
1,75 0,53
1,75 -0,0775
1,75 -0,53
14 0
14 -0,434
14 0
Batang T5 (tinjau kiri) Σ Mm = 0 3,5.RA + 1,75.T5 - 3.B4= 0
14− x 14− x + 3.1,07 14 14
2,5.T5 = -3,5
x y T5
0 -1,5
1,75 -1,3125
14 0
14− x 14
T5 = -1,5
Batang T5 (tinjau kanan) Σ Mm = 0 -RB.7,5 – 1,75.T5 + 3.B4 = 0 x x 2,5.T5 = -7,5 + 3. 1,79 14 14 x T5 = -2,5 = 0,125x 14
x y T5
0 0
1,75 -0,3125
14 -1.75
A4 0,16
0,11
0,05
0,37
0,25
0,12
0,47
0,24
B4
0,61
0,51
0,41
0,3
0,2
0,1
0,32
0,26
0,21
0,16
0,1
0,05
0,41
0,62
0,5
0,37
0,25
0,12
0,47
0,71
0,94
0,71
0,47
0,24
0,1
0,2
0,3
0,41
0,51
0,61
0,71
B3
0,16
B2
0,21
B1
0,24
0,71
0,21
0,26
0,5
0,94
0,62
0,32
0,41
0,47
0,71
0,16
A3 0,21
A2
0,24
A1
D4 1,27
1,01
0,76
0,51
0,25
0,44
0,35
0,27
0,18
0,09
1,78
1,52
D1
0,53
1,18
T5
D3
D12 0,2
0,1
0,18
0,09
0,34
0,17
0,27
0,13
0,11
0,22
0,33
0,09
0,18
0,26
0,28
0,56
0,84
0,13
0,25
0,38
0,5
0,3
1,13
0,27
0,35
0,51
0,53
0,4
0,85
0,4
0,44
0,53
0,57
0,27
0,39
0,69
0,27
0,28
0,13
0,35
0,13
0,68
0,12
0,25
0,63
0,09
0,24
0,38
1,41
0,11
0,33
0,18
0,36
0,5
0,63
0,75
0,44
0,22
0,66
0,26
0,49
0,61
0,73
0,88
0,33
0,33
0,98
0,35
0,44
0,29
0,36
0,49
D11 0,44
D10
0,75
D2 1,69
D9
0,29
T13 0,22
0,44
1,31
T12
0,59
0,33
0,98
T3
0,88
0,22
0,66
0,15
T11 0,84
0,11
T4
0,33
T2
0,15
0,11
0,21
0,32
0,42
0,53
0,35
0,18
T10
0,11
0,13
0,27
0,4
0,53
0,4
0,27
0,13
T1
PERHITUNGAN GAYA BATANG 1. AKIBAT BEBAN MATI (PBS) PBS = 11524,12 kg Σy
BATANG
1 = Pbs . Σy
Tarik ( + )
Tekan ( - )
Tarik ( + )
Tekan ( - )
A1 = A8 A2 = A7 A3 = A6 A4 = A5
-
2,84 1,27 2,48 3,78
-
35568,50 15905,63 31059,82 47341,17
B1 = B8 B2 = B7 B3 = B6 B4 = B5
2,84 1,27 2,48 3,78
-
35568,50 15905,63 31059,82 47341,17
-
D1 = D8 D9 = D16 D2 = D7 D10 = D15 D3 = D6 D11 = D14 D4 = D5 D12 = D13
2,76 2,13 3,40 2,13
7,10 3,04 2,13 2,13 -
34566,57 26676,38 42582,01 26676,38
88921,25 38073,32 26676,38 26676,38 -
T1 = T9 T10 = T17 T2 = T8 T11 = T16 T3 = T7 T12 = T15 T4 = T6 T13 = T14 T5
3,52 2,91 1,76 1,76 -
3,52 6,75 1,76 1,76 5,25
44084,90 36445,19 22042,45 22042,45 -
44084,90 84537,81 22042,45 22042,45 65751,63
2. AKIBAT BEBAN ANGIN (w) w = 1012,5 kg Σy
BATANG
w . Σy
Tarik ( + )
Tekan ( - )
Tarik ( + )
Tekan ( - )
A1 = A8 A2 = A7 A3 = A6 A4 = A5
-
2,84 1,27 2,48 3,78
-
2875,50 1285,88 2511,00 3827,25
B1 = B8 B2 = B7 B3 = B6 B4 = B5
2,84 1,27 2,48 3,78
-
2875,50 1285,88 2511,00 3827,25
-
D1 = D8 D9 = D16 D2 = D7 D10 = D15 D3 = D6 D11 = D14 D4 = D5 D12 = D13
2,76 2,13 3,40 2,13
7,10 3,04 2,13 2,13 -
2794,50 2156,63 3442,50 2156,63
7188,75 3078,00 2156,63 2156,63 -
T1 = T9 T10 = T17 T2 = T8 T11 = T16 T3 = T7 T12 = T15 T4 = T6 T13 = T14 T5
3,52 2,91 1,76 1,76 -
3,52 6,75 1,76 1,76 5,25
3564,00 2946,38 1782,00 1782,00 -
3564,00 6834,38 1782,00 1782,00 5315,63
3. AKIBAT BEBAN BERGERAK (P) 9920 P = = 1240 kg 8 Σy
BATANG
P . Σy
Tarik ( + )
Tekan ( - )
Tarik ( + )
Tekan ( - )
A1 = A8 A2 = A7 A3 = A6 A4 = A5
-
2,84 1,27 2,48 3,78
-
3521,60 1574,80 3075,20 4687,20
B1 = B8 B2 = B7 B3 = B6 B4 = B5
2,84 1,27 2,48 3,78
-
3521,60 1574,80 3075,20 4687,20
-
D1 = D8 D9 = D16 D2 = D7 D10 = D15 D3 = D6 D11 = D14 D4 = D5 D12 = D13
2,76 2,13 3,40 2,13
7,10 3,04 2,13 2,13 -
3422,40 2641,20 4216,00 2641,20
8804,00 3769,60 2641,20 2641,20 -
T1 = T9 T10 = T17 T2 = T8 T11 = T16 T3 = T7 T12 = T15 T4 = T6 T13 = T14 T5
3,52 2,91 1,76 1,76 -
3,52 6,75 1,76 1,76 5,25
4364,80 3608,40 2182,40 2182,40 -
4364,80 8370,00 2182,40 2182,40 6510,00
4. AKIBAT BEBAN BERGERAK (q) 2270 q = = 283,75 kg 8 Σy
BATANG
q . Σy
Tarik ( + )
Tekan ( - )
Tarik ( + )
Tekan ( - )
A1 = A8 A2 = A7 A3 = A6 A4 = A5
-
2,84 1,27 2,48 3,78
-
805,85 360,36 703,70 1072,58
B1 = B8 B2 = B7 B3 = B6 B4 = B5
2,84 1,27 2,48 3,78
-
805,85 360,36 703,70 1072,58
-
D1 = D8 D9 = D16 D2 = D7 D10 = D15 D3 = D6 D11 = D14 D4 = D5 D12 = D13
2,76 2,13 3,40 2,13
7,10 3,04 2,13 2,13 -
783,15 604,39 964,75 604,39
2014,63 862,60 604,39 604,39 -
T1 = T9 T10 = T17 T2 = T8 T11 = T16 T3 = T7 T12 = T15 T4 = T6 T13 = T14 T5
3,52 2,91 1,76 1,76 -
3,52 6,75 1,76 1,76 5,25
998,80 825,71 499,40 499,40 -
998,80 1915,31 499,40 499,40 1489,69
REKAPITULASI KOMBINASI GAYA BATANG Kombinasi 1+2+3
BATANG
Kombinasi 1+2+4
Tarik ( + )
Tekan ( - )
Tarik ( + )
Tekan ( - )
A1 = A8 A2 = A7 A3 = A6 A4 = A5
-
41965,60 18766,31 36646,02 54835,62
-
39249,85 17551,87 34274,52 52241,00
B1 = B8 B2 = B7 B3 = B6 B4 = B5
41965,60 18766,31 36646,02 54835,62
-
39249,85 17551,87 34274,52 52241,00
-
D1 = D8 D9 = D16 D2 = D7 D10 = D15 D3 = D6 D11 = D14 D4 = D5 D12 = D13
40783,47 31474,20 50240,51 31474,20
94914,00 44920,92 31474,20 31474,20 -
38144,22 29437,39 46989,26 29437,39
98124,63 42013,92 29437,39 29437,39 -
T1 = T9 T10 = T17 T2 = T8 T11 = T16 T3 = T7 T12 = T15 T4 = T6 T13 = T14
52013,70 42999,96 26006,85 26006,85 -
52013,70 98742,19 26006,85 26006,85
48647,70 40217,28 24323,85 24323,85 -
48647,70 93287,50 24323,85 24323,85
T5
-
77577,26
-
72556,94
DIMENSIONERING GELAGAR UTAMA BATANG ATAS (A) Gaya batang maks (P) = 54835,62 (Tekan) Ukuran batang ditaksir = 2 x 20/30 Panjang batang (Lk) = 2,5 m = 250 cm ü Fbr ü Ix
ü ix
ü it
ü Iq
ü Iy
= 2 . 20 . 30 = 1200 1 = 2 . . bh3 12 1 = 2. . (20) . (30)3 12 = 90000 cm4 =
1 3 1 1 . b . h + 2 { b . h ( b+ h) } 12 2 2 1 1 1 =2. . 203 . 30 + 2 { 20 . 30 ( 20+ 30) } 12 2 2 4 = 70000 cm 1 . (b+b)3 . h = 12 1 = . (20+20)3 . 30 12 = 160000 cm4 1 = . (It + 3Iq) 4 1 = . (70000 + 3(160000)) 4 = 137500 cm4 =2.
ü iy
=
λ
=
ü ü
90000 cm 4 = 8,66 cm 2 ( 20 )( 30 )
Ix = F
σ tr //
Iy Fbr
=
137500 cm 4 = 10,70 cm 2 ( 20 )( 30 )
L 250 = 23,36 = 24 ; ω = 1,19 σ tr // =109 kg/cm2 = ; i min 10,70
P.w
54835,62× . 1,19
= Fb = (0,8)(2)(20)(30) = 57,23
Syarat Aman :
σ tr //
σ tr //
57,23 kg/cm2
<
< 109 kg/cm2 ………. Ok !!!
Kontrol Profil Tunggal ü ½ .P ü I min ü λ= ü
= ½ . 54835,62 = 22927,81 kg = 0,289 b = 0,289 (20) = 5,78 cm
250 Lk = 43,25 = 44 ; ω = 1,42 = ; i min 5,78
σ tr //
P.ω = Fb =
σ tr // = 92 kg/cm
2
22927,81×1,42 (0,8)(20)(30) = 74,83
Syarat Aman :
σ tr //
σ tr //
74,83 kg/cm2
BATANG BAWAH (B) ü Gaya batang maks (P) ü Ukuran batang ditaksir ü Panjang batang (Lk) Fb
<
< 92 kg/cm2 ………. Ok !!!
= 54835,62 (Tarik) = 2 x 20/30 = 2,5 m = 250 cm = 2 . 0,8 . 20 . 30 = 960 cm2
σ tr //
=
P 54835,62 = = 47,34 kg/cm2 960 n
Syarat Aman :
σ tr //
σ tr //
47,34 kg/cm2
<
< 109 kg/cm2 ………. Ok !!!
Kontrol Profil Tunggal ü ½.P ü Fb ü
σ tr //
= ½ . 54835,62 = 22927,81 kg = 0,8 . 20. 30 = 480 cm4 =
1/ 2P 22927,81 = = 47,38 kg/cm2 480 n
ü
Syarat Aman :
σ tr //
σ tr //
47,38 kg/cm2
<
< 109 kg/cm2 ………. Ok !!!
BATANG DIAGONAL (D) ü Gaya batang maks (P) ü Ukuran batang ditaksir ü Panjang batang (Lk) Fb
= 94914 (Tekan) = 2 x 20/30 = 4,3 m = 430 cm = 2 . 0,8 . 20 . 30 = 960 cm2
σ tr // ü
=
P 94914 = = 100,723 kg/cm2 960 n
Syarat Aman :
σ tr //
σ tr //
100,723 kg/cm2 <
< 109 kg/cm2 ………. Ok !!!
Kontrol Profil Tunggal ü ½ .P ü Fb
= ½ . 94914 = 45457 kg = 0,8 . 20. 30 = 480 cm4
ü
σ tr //
ü
Syarat Aman :
=
1/ 2P 45457 = = 100,34 kg/cm2 480 n
σ tr // 100,34 kg/cm2
σ tr //
<
< 109 kg/cm2 ………. Ok !!!
BATANG TEGAK (T) Gaya batang maks (P) = 98742,19 (Tekan) Ukuran batang ditaksir = 2 x 20/30 Panjang batang (Lk) = 7 m = 700 cm 1 ü Ix = 2. . b . h3 12 1 =2. . (20) . (30)3 12 = 45000 cm4
ü ix
=
ü it
=
ü Iq
ü Iy
4
= 8,66 cm
1 3 1 1 . b . h + b . h ( b+ h) 12 2 2 1 1 1 = . 203 . 30 + 20 . 30 ( 20+ 30) 12 2 2 4 = 35000 cm
1 . (b+b)3 . h 12 1 = . (20+20)3 . 30 12 = 160000 cm4 =
1 . (It + 3Iq) 4 1 = . (35000 + 3(160000)) 4 = 128750 cm4
=
ü iy
=
ü λ
=
ü
45000 cm ( 20 )( 30 )
Ix = F
σ tr //
Iy Fbr
=
128750 cm 4 = 14,64 cm ( 20 )( 30 )
700 L = 47,81 = 48 ; ω = 1,47 = ; i min 14,64 P.ω 98742,19 ×1,47 = Fb = (0,8)(2)(20)(30) = 45,34
σ tr // = 88 kg/cm
2
Syarat Aman :
σ tr //
σ tr //
45,34 kg/cm2
< 88 kg/cm2 ………. Ok !!!
<
Kontrol Profil Tunggal ü ½ .P ü I min ü λ =
= ½ . 98742,19 = 44871,095 kg = 0,289 b = 0,289 (30) = 8,67 cm
σ tr //
ü
σ tr // = 60 kg/cm
700 Lk = 80,73 = 81 ; ω = 2,17 ; = i min 8,67 P.ω
2
44871,09× 2,17
= Fb = (0,8)(2)(30)(20) = 38,56
Syarat Aman :
σ tr //
σ tr //
38,56 kg/cm2
< 60 kg/cm2 ………. ok !!!
<
PERHITUNGAN SAMBUNGAN A1
S
A2
T
A3
U
A4
V
A5
A6
W
A7
X
A8
Y
R
6m
T1
Z D1
J
D2
T2
K
D9
D3
T3
L
T11
D10
M
T12
D11
D5
D4
T4
T6
T7
N
T5
T13
D6
D12
T14
D13
D7
T8
O
D14
T15
D8
Q
P
D15
T16
D16
A
T17
I B1
B
B2
C
B3
D
B4
E
B5
F
14 m
Dipakai kokot bulldog persegi 5” x 5” Diameter baut Ф = 1” P = 1,5 ton = 1500 kg γ kayu = 1 t/m3
P=
T9
γ kayu. P γ
=
1,0 .1500 = 3000 kg 0,5
P = P ( 1 – 0,25 sin α )
= 3000 ( 1 – 0,25 sin α )
B6
G
B7
H
B8
PERHITUNGAN SAMBUNGAN Di Titik Simpul A
T10 A B1 Sambungan batang B1 dan batang T10 • • • •
α = 900 P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 ) = 2250 kg P = 2 x 2250 kg = 4500 kg
n=
52013,7 = 11,56 baut 4500
= 12 baut Di Titik Simpul J
T1
D1
tan α1 =
3,5 = 1,167 3
α1 = 49, 40
J
T10 α3 α3
tan α2 =
D9 = 1800 - 49, 40- 49, 40 = 81,20 Sambungan batang T10 dan batang D9
3,5 = 1,167 3
α2 = 49, 40
• • • •
α1 = 49, 40 P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2430,55 kg P = 2 x 2430,55 kg = 4861.1 kg
n=
52013,7 = 10,14 baut 5128,14
= 11 baut Sambungan batang T1 dan batang D1 • α2 = 49, 40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
104914 = 20,46 baut 5128,14
= 21 baut Sambungan batang D1 dan batang D9 • α3 = 81,20 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 81,20) = 2290,52 kg • P = 2 x 2290,52 kg = 4581,04 kg •
n=
104914 = 22,9 baut 4581,04
= 23 baut
Di Titik Simpul R
A1 R
T1 Sambungan batang A1 dan batang T1 • α = 900 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 )
• •
= 2250 kg P = 2 x 2250 kg = 4500 kg
52013,7 = 11,56 baut 4500
n=
= 12 baut Di Titik Simpul B
T11
D9
tan α1 =
α1 = 63,430
tan α2 =
B
B1
B2
•
n=
41965,6 = 8,78 baut 4779,39
= 9 baut Sambungan batang D9 dan batang T11 • α2 = 30,260 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 30,260) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
99742,19 = 19,45 baut 5128,14
= 20 baut Sambungan batang B2 dan batang T11 • α3 = 900
1,75 = 0,58 3
α2 = 30,260 α3 = 900
Sambungan batang B1 dan batang D9 • α1 = 63,430 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,430) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg
3,5 =2 1,75
• • •
P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 ) = 2250 kg P = 2 x 2250 kg = 4500 kg
99742,19 = 22,16 baut 4500
n=
= 23 baut Di Titik Simpul K
T2
D2
tan α1 =
3,5 = 1,167 3
α1 = 49, 40
K
tan α2 =
D10
T11 α3 α3
= 1800 - 49, 40- 49, 40 = 81,20
Sambungan batang T11 dan batang D10 • α1 = 49, 40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
99742,19 = 19,45 baut 5128,14
= 20 baut Sambungan batang T2 dan batang D2 • α2 = 49, 40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
44920,92 = 8,76 baut 5128,14
= 9 baut
3,5 = 1,167 3
α2 = 49, 40
Sambungan batang D2 dan batang D10 • α3 = 81,20 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 81,) = 2290,52 kg • P = 2 x 2290,52 kg = 4581,04 kg •
n=
44920,92 = 9,81 baut 4581,04
= 10 baut Di Titik Simpul S
A1
A2
S
tan α1 =
3,5 =2 1,75
α1 = 63,40
tan α2 =
D1
T2
3,5 = 1,167 3
α2 = 49,410 α3 = 900
Sambungan batang A1 dan batang D1 • α1 = 63,40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,40) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg •
n=
104914 = 21,95 baut 4779,39
= 22 baut Sambungan batang D1 dan batang T2 • α2 = 49,410 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49,410) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
104914 = 20,46 baut 5128,14
= 21 baut
Sambungan batang A2 dan batang T2 • α3 = 900 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 ) = 2250 kg • P = 2 x 2250 kg = 4500 kg •
n=
42999,96 = 9,56 baut 4500
= 10 baut Di Titik Simpul C
T12
D10
tan α1 =
α1 = 63,430
tan α2 =
C
B2
Sambungan batang B2 dan batang D10 • α1 = 63,430 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,430) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg
n=
31474,2 = 6,59 baut 4779,39
= 7 baut Sambungan batang D10 dan batang T12 • α2 = 30,260 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 30,260) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
31474,2 = 6,14 baut 5128,14
= 7 baut
1,75 = 0,58 3
α2 = 30,260
B3 α3 = 900
•
3,5 =2 1,75
Sambungan batang B3 dan batang T12 • α3 = 900 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 ) = 2250 kg • P = 2 x 2250 kg = 4500 kg •
n=
36646,02 = 8,14 baut 4500
= 9 baut
Di Titik Simpul L
T3
D3
tan α1 =
3,5 = 1,167 3
α1 = 49, 40
L tan α2 =
T12 α3 α3
D11
= 1800 - 49, 40- 49, 40 = 81,20 Sambungan batang T12 dan batang D11 • α1 = 49, 40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
50240,51 = 9,79 baut 5128,14
= 10 baut Sambungan batang T3 dan batang D3 • α2 = 49, 40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg
3,5 = 1,167 3
α2 = 49, 40
•
n=
31474,2 = 6,14 baut 5128,14
= 7 baut Sambungan batang D3 dan batang D11 • α3 = 81,20 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 108,920) = 2290,52 kg • P = 2 x 2290,52 kg = 4581,04 kg •
n=
50240,51 = 10,97 baut 4581,04
= 11 baut Di Titik Simpul T tan α1 =
A2
A3
T
α1 = 63,40
tan α2 =
3,5 = 1,167 3
α2 = 49,410
D2
T3
Sambungan batang A2 dan batang D2 • α1 = 63,40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,40) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg •
3,5 =2 1,75
n=
44920,92 = 9,39 baut 4779,39
= 10 baut Sambungan batang D2 dan batang T3 • α2 = 49,410 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49,410)
α3 = 900
•
= 2564,07 kg P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg
•
n=
44920,92 = 8,76 baut 5128,14
= 9 baut Sambungan batang A3 dan batang T3 • α3 = 900 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 ) = 2250 kg • P = 2 x 2250 kg = 4500 kg •
n=
36646,02 = 8,14 baut 4500
= 9 baut Di Titik Simpul D
T13
D11
tan α1 =
α1 = 63,430
tan α2 =
D
B3
B4
Sambungan batang B3 dan batang D11 • α1 = 63,430 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,430) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg
n=
50240,51 = 10,51 baut 4779,39
= 11 baut Sambungan batang D11 dan batang T13 • α2 = 30,260
1,75 = 0,58 3
α2 = 30,260 α3 = 900
•
3,5 =2 1,75
• • •
P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 30,260) = 2564,07 kg P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg
n=
50240,51 = 9,79 baut 5128,14
= 10 baut Sambungan batang B4 dan batang T13 • α3 = 900 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 ) = 2250 kg • P = 2 x 2250 kg = 4500 kg •
n=
55855,62 = 12,41 baut 4500
= 13 baut Di Titik Simpul M
T4
D4 tan α1 =
α1 = 49, 40
M D12
T13 α3 α3
= 1800 - 49, 40- 49, 40 = 81,20 Sambungan batang T13 dan batang D12 • α1 = 49, 40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
3,5 = 1,167 3
n=
31474,2 = 6,14 baut 5128,14
= 7 baut
tan α2 =
3,5 = 1,167 3
α2 = 49, 40
Sambungan batang T4 dan batang D4 • α2 = 49, 40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49, 40) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
31474,2 = 6,14 baut 5128,14
= 7 baut Sambungan batang D4 dan batang D12 • α3 = 81,20 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 81,20) = 2290,52 kg • P = 2 x 2290,52 kg = 4581,04 kg •
n=
31474,2 = 6,87 baut 4581,04
= 7 baut
Di Titik Simpul U
A3
U
A4
tan α1 =
3,5 =2 1,75
α1 = 63,40
D3
T4
tan α2 =
3,5 = 1,167 3
α2 = 49,410
α3 = 900 Sambungan batang A3 dan batang D3 • α1 = 63,40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,40) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg •
n=
36646,02 = 7,67 baut 4779,39
= 8 baut Sambungan batang D3 dan batang T4 • α2 = 49,410 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49,410) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
31474,2 = 6,14 baut 5128,14
= 7 baut Sambungan batang A4 dan batang T4 • α3 = 900 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 900 ) = 2250 kg • P = 2 x 2250 kg = 4500 kg •
n=
55855,62 = 12,41 baut 4500
= 13 baut
Di Titik Simpul E T5
tan α1 =
3,5 =2 1,75
α1 = 63,430 D12
D13
tan α2 = B4 α3 = α2 = 30,260 α4 = α1 = 63,430
E
B5
Sambungan batang B4 dan batang D12 • α1 = 63,430
1,75 = 0,58 3
α2 = 30,260
• • •
P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,430) = 2389,69 kg P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg
n=
55855,62 = 11,69 baut 4779,39
= 12 baut Sambungan batang D12 dan batang T5 • α2 = 30,260 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 30,260) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
77577,26 = 15,13 baut 5128,14
= 16 baut Sambungan batang D13 dan batang T5 • α3 = 30,260 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 30,260) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
77577,26 = 15,13 baut 5128,14
= 16 baut Sambungan batang B5 dan batang D13 • α4 = 63,430 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,430) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg •
n=
55855,62 = 11,69 baut 4779,39
= 12 baut
Di Titik Simpul V A4 V
A5
tan α1 =
3,5 =2 1,75
α1 = 63,40
D4
D5 tan α2 =
T5 α3 = α2 = 49,410 α4 = α1 = 63,40 Sambungan batang A4 dan batang D4 • α1 = 63,40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 54,460 ) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg •
n=
55855,62 = 11,69 baut 4779,39
= 12 baut Sambungan batang D4 dan batang T5 • α2 = 49,410 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 35,540) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
77577,26 = 15,13 baut 5128,14
= 16 baut
3,5 = 1,167 3
α2 = 49,410
Sambungan batang D5 dan batang T5 • α3 = 49,410 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 49,410) = 2564,07 kg • P = 2 x 2564,07 kg = 5128,14 kg •
n=
77577,26 = 15,13 baut 5128,14
= 16 baut Sambungan batang A5 dan batang D5 • α4 = 63,40 • P = 3000 ( 1 – 0,25 sin 63,40) = 2389,69 kg • P = 2 x 2389,69 kg = 4779,39 kg •
n=
55855,62 = 11,69 baut 4779,39
= 12 baut PERHITUNGAN LANDASAN v
Pembebanan Ø Reaksi akibat beban mati ( RA1 ) Ø Reaksi akibat angin ( RA2 ) Ø Reaksi akibat beban bergerak ( RA3 ) Rtot = 53539,5625 kg
= 45747,0625 kg = 1012,5 kg =½ . ( 9920 )+( 1820 ) +
Ø Dimensionering landasan perletakan direncanakan menggunakan kayu kelas I. v
Pembebanan terhadap rol dan sendi : R = ½ . Rtotal = ½ . (53539,5625 kg ) = 26769,78 kg Ø Luas yang dibutuhkan :
F=
R
σb
→
Balok perletakan direncanakan mengunaka mutu beton K175 dengan σ b = 60 kg/cm2
v
RoL
F =
26769 ,78 60 kg/cm 2
= 446,16 cm2
Ø Direncanakan L = 25 cm ; b = 40 cm Ø Harga ∆ ditetapkan ∆ ∆ ∆
1 x Lbentang 1000 1 = 1400 cm 1000 =
= 1,4 cm
Ø F
= b.L = 25 cm . 40 cm = 1000 cm2
Ø w
= 1/6 . b . h2 = 1/6 . 25 cm . (40 cm)2 = 6666,67 cm3
Ø Rm
= R.∆ = 26769,78 kg . 1,4 cm = 37477,69 kgcm
Ø σ =
R Rm + w F 26769 ,78 37477,69 + = 1000 6666 ,67 = 27,33 kg/cm2
Ø M
= ½ . q . b . L . ( ½ . L/2 ) = ½ . 27,33 . 25 cm . 40 cm . ( ½ . 20 cm ) = 174000 kgcm
M 174000 = w 1/ 6 . b . t2
Ø σ =
6 ×174000 6M = 40 cm × 34,8 b .σ
t2
=
t2 t
= 750 cm2 = 27,39 cm = 28 cm
Ø σ
σ
2
0 , 75 . 10 6 . R . s b = tegangan kontak 6500
=
, s = 1/d
0 , 75 . 10 6 . 26769 , 78 . 1 / d 1 40 d1 = 11,88 cm = 12 cm d2 = d1 + t = 12 cm + 28 = 40 cm
65002 =
v
Sendi Ø M
= 12,5 . 34,8 . 25 (6,25) = 67968,75 kgcm M 67968 , 75 Ø σ = = w 1 / 6 . 40 . t 2 6 × 67968,75 6M = 40 cm . 34,8 b .σ
t2
=
t2 t
= 292,97 cm2 = 17,11 cm = 18 cm
Ø t1 Ø h Ø t3
=½.t = ½ . 18 = 9 cm = 3 . t1 = 3 . 9 = 27 cm = 1/6 . h = 1/6 . 27 = 4,5 cm
Ø Diameter roL r = ½ . d1 >
d1 >
0 ,8 . R σ . L
0 , 8 . 2 . 26769 , 78 100 . 25
d1 > 17,13 cm d1 > 18 cm Ø d2 Ø d3
= = = = =
¼ . d1 ¼ . 18 = 4,5 cm d1 + 2 . d2 18 cm + 2 . 4,5 27 cm
syarat σ < 1600 kg/cm2 diambil σ = 100 kg/cm2
TUGAS STRUKTUR JEMBATAN KAYU 1). Rencanakan Struktur Jembatan Dengan Model Spt dibawah Ini (pilih salah satu) :
a). Data umum : 1. Type1 L 1= 10 m H= 4,5 m, Type 2 L2 = 12.5 m H = 5,0 m (pilih salah satu) 2. Lantai Terdiri Dari Lantai Papan 1 Lapis 3. Balok lantai 4. Kayu Jenis Bayam Kelas I Mutu A 5. Jembatan Kayu untuk jalan raya Kelas II 6. Beban Terpusat = 6 Ton 7. Beban Merata = 2 Ton/m 8. Peraturan Kayu PPKI 9. Lebar Jembatan = 5.5 m 10. L Trotoar = 0.75 m x 2 11. Tekanan Angin (W) = 90 kg/m2 9. Data yang belum ada (asumsi serta lihat buku2 peraturan) b). Rincian Bab Tugas Terdiri dari 3 Bagian : • Pendahuluan • Teori Tentang Jembatan Kayu • Perencanaan c).Tugas harus di assitensi min. 2x, Kumpulkan Tugas dalam bentuk softcopy dan hardcopy (Paling Lambat 4 Minggu Ke depan)
BAB 6. JEMBATAN BETON BERTULANG BALOK - T SUB POKOK BAHASAN : 6.1. Pendahuluan 6.2. Bagian – bagian jembatan balok t 6.3. Perencanaan Balok – T 6.4. Aplikasi dan perhitungan jembatan beton
1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu menjelaskan bentuk dan kriteria perencanaan jembatan beton b. Mampu melakukan analisa jembatan balok – T (jembatan beton)
6.1. Pendahuluan
Jembatan beton adalah bangunan jembatan yang strukturnya menggunakan material beton bertulang khususnya pada bangunan atas (upper structure). Dalam hal ini mutu beton menjadi suatu hal yang sangat penting. Mutu beton dipengaruhi oleh: Mu t uma t e r i a l : p a s i r , b a t up e c a h , s e me n , a i r . Mu t ua l a t : p e n c a mp u r , p e n g a n g k u t , p e ma d a t . Mu t up e r e n c a n a a nc a mp u r a n( mi xd e s i g n ) . Mu t uf o r mwo r k . Mu t up r o s e sp e n g e c o r a n . Mu t up e me l i h a r a a n . J e mb a t a ns t r u k t u ra t a sb e t o ny a n gd i ma k s u d k a nd is i n ia d a l a hj e mb a t a ny a n gd i b u a td a r ima t e r i a lb e t o nb a i k p a d ak e s e l u r u h a na t a u p u ns e b a g i a ne l e me ns t r u k t u rp e mb e n t u k n y a .El e me ns t r u k t u rh o r i z o n t a lp a d aj e mb a t a n s t r u k t u rb e t o nb i a s a n y ad a p a tb e r u p ag e l a g a rb e t o ni Gi r d e r ,TGi r d e r ,b o xg i r d e r ,c o n c r e t es l a b( p e l a tb e t o n ) ,
v o i d e ds l a b( p e l a tb e r o n g g a ) .Pa d aj e mb a t a nSt r u k t u rb e t o nl Gi r d e ra t a uTGi r d e r ,b a l o kg e l a g a rj e mb a t a n d i b u a tt e r p i s a hp a d as a a tp e mb u a t a n n y ak e mu d i a ns e t e l a he r e k s e nd i s a t u k a nd e n g a np e l a tk e n d a r a a ns e c a r a i n t e g r a l a g a rt e r j a d i k o mp o s i t . Ad a p u nb o xg i r d e r ,p e l a tk e n d a r a a nd i s a t u k a nd e n g a ne l e me ng e l a g a r n y as e c a r a i n t e g r a l d a r i p e mb u a t a na wa l n y a 6.2. Bagian – bagian jembatan Balok T Jembatan beton juga merupakan suatu bangunan struktural yang digunakan untuk melewatkan orang atau kendaraan di atas dua daerah/ kawasan atau ruang yang terpisah oleh sungai, lembah, jurang, jalan atau hambatan fisik lainnya. Secara umum struktur jembatan terbagi atas dua bagian : l. struktur atas jembatan (superstructure) 2. struktur bawah jembatan (substructure) 3. Fondasi Adapun yang dirnaksud dengan struktur atas jembatan adalah semua komponen yang berada di atas perletakan jembatan. Fungsi dari struktur atas adalah sebagai elemen horizontal yang menahan beban-beban di atas lantai kendaraan untuk ditransferkan elemen struktur bawah atau ke perletakan.
Sturktur atas jembatan terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut : 1. Permukaan atas jembatan( wearing surface). Porsi dari potongan penampang pelat lantai jembatan yang menahan lalu-lintas kendaraan secara langsung. Biasanya bagian ini terbagi menjadi beberapa lapisan yang terbuat dari bahan bituminuous.
2. Pelat lantai jembatan Pelat lantai jembatan adalah komponen strukturjembatan yang menahan langsung lalu lintas kendaraan di atas jembatan. Fungsi utama struktur pelat lantai adalah mendistribusikan beban-beban sepanjang jembatan secara longitudinal atau mendistribusikan beban secara tranversal. 3. Member Primer Member primer fungsinya mendistribusikan beban secara longitudinal (searah lalu lintas) dan secara prinsif biasanya direncanakan untuk menahan lenturan. Member utama tipe balok seperti beton I-girder, T-girder, box-girder atau lainnya.
4. Member Sekunder Member sekunder adalah pengaku diafragma atau ikatan antara member primer yang direncanakanu ntuk menahand eformasi struktur atas dalam potongan arah melintang dan membantu mendistribusikan sebagian beban vertikal di antara girder-girder.
6.3. Perencanaan Balok - T Da l a ms i s t e mp e l a tl a n t a is e r i n g k a l ip e l a td i c o rb e r s a ma a nd e n g a nb a l o ks e c a r amo n o l i t ,d a l a mh ali nip e l at d a p a tb e k e r j as e b a g a is a y a pd a r ib a l o k' T's e pe r t it e r l i h a tp a d aGa mb a r4 . 8 .Pa d as i s t e mt e r s e b u tp e l a t d i a s u ms i k a nme n y a l u r k a nb e b a ns a t ua r a hy a i t ut e g a kl u r u st e r h a d a pa r a ha x i sb a l o k
nme n g a l a mimo me np o s i t i fd it e n g a hb e n t a n
n( p o t o n g a nB-
Pada daerah perletakan balok T pada umumnya d i p e r l a k u k a ns e b a g a ib a l o kp e r s e g i ,k a r e n ad a e r a h t e k a nb e t o na k i b a t m n o g m a h e nn e g a t i f b e r b e n t u kp e r s e e n t a n gb a l o kTd a p a td i p e r l a k u k a nd e n g a nd u ak e mu n g k i n a n,d a p a l o kp e r s e g i )a t a ub a l o kTs e b e n a r n y a . Un t u kme n e n t u k a nb a l o kTs e mua t a us e b e n a r n y ap e r l ud i g u n a k a np e me r i k s a a nt e r l e b i hd a h u l ut i n g g ib l o k t e k a nb e t o n , ad e n g a na s u ms i a wa l t i n g g i b l o kt e k a nb e t o nme mo t o n gf l e n s .
6.3. Aplikasi dan Perhitungan Balok - T
Data Perencanaan : Bentang jembatan
= 10 m
Muatan
= Kelas I
Lebar jembatan
= Lebar jalan = 8 m
Lebar trotoar
=1m
Beban lalu lintas
= Peraturan Muatan no. 12 /1970 Bina Marga
Lantai kendaraan
= Beton f’c 25 Mpa, Baja U39 (fy= 400 Mpa)
Balok melintang
= Beton f’c 25 Mpa, Baja U39, (fy= 400 Mpa)
Balok memanjang
= Beton f’c 25 Mpa, Baja U39, (fy= 400 Mpa)
Begel
= U24
Mutu baja profil
= B37
Ukuran Balok induk = 40 x 120 cm Jarak balok melintang = 3 m BJ aspal
= 2 t/m3
BJ beton
= 2,4 t/m3
Tebal slab beton
= 20 cm
Tebal perkerasan jalan= 5 cm Beban roda
= 10 ton
Harga pipa baja
= Rp 12.000,00 /kg
Harga besi beton
= Rp 17.000,00 /kg
Harga beton segar
= Rp 600.000,00 /m3
Harga aspal
= Rp 1.000.000,00 /ton
Harga begesting dan schaffolding = Rp 6.000.000,00 /m3
Diminta: 1. Merencanakan jembatan jembatan dengan gambar denah, potongan dan penjelasan lengkap. 2. Harga konstruksi atas lengkap.
1.
Perencanaan Struktur Atas
1.1. Perencanaan Lantai Kendaraan
16
40
100
800
100 100
50 20 20 20
20
40
40
40
40
40
40
160
160
40 160
40 160
Gambar 1. Sistem lantai kendaraan a. Pembebanan Berat jenis air
: 1 t/m3
Berat jenis aspal
: 2 t/m3
Berat jenis beton
: 2,4 t/m3
1) Beban Mati ( Dead Load ) - Berat air hujan ( 3cm )
= 0,03 . 1 . 1
= 0,03 t/m
- Berat Aspal ( tebal 10 cm )
= 0,1 . 1 . 2
= 0,20 t/m
- Berat slab beton (tebal 20cm ) = 0, 2 . 1 . 2,4 qdl1
= 0,48 t/m
= 0,71 t/m
Berat pipa sandaran ( ø60,5 ) = 2 . ¼ . π. 0,06052 . 10 = 0,0574 t/m
40 160
Berat trotoar dan sandaran
:
- Berat air hujan ( 3cm )
= 0,03 . 1 . 1
= 0,0300 t/m
- Berat sendiri plat beton
= 0,2 . 1 . 2,4 – 0,1 . 0,6 . 2,4 = 0,3360 t/m
- Berat tegel dan spesi (5cm)
= 0,05 . 1 . 2,2
= 0,1100 t/m
- Berat tiang sandaran dan besi
= 0,12 . 0,16 . 2,4 + 0,0517
= 0,0978 t/m
qdl2
= 0,5738 t/m
Menurut SK Menteri PU No. 378/KPTS/1987 tentang Pedoman Perencanaan Jembatan Jalan Raya pasal 4.1 maka beban lantai kendaraan adalah sebagai berikut: qdl = qdl1 + 1/L. 2qdl2 = 0,71 + 1/8 . (2 . 0,5738) = 0,8535 t/m
2) Beban Hidup (Live Load) Beban hidup yang diperhitungkan pada lantai kendaraan adalah beban T (PPPJJR pasal 1.2.3. halaman 5). Beban T adalah beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda sebesar 10 ton. Penyebaran gaya akan menurut sudut 45o sebagai berikut:
50
20 10 10
45
45
10 9 0 cm
60 cm
Gambar 2. Penyebaran pembebanan roda
P=
gaya 10 = = 18,518 t/m2 luas 0,9 x 0,6
ql = 18,518 . 1 = 18,518 t/m
b. Analisa Mekanika Lantai Kendaraan
Pelat lantai merupakan plat menerus satu arah dengan koefisien momen sebagai berikut (pasal 13.2 halaman 120)
-1 /3
-2 /3 3 /4
M2
M1
-2 /3
-2 /3
-2 /3
5 /8
5 /8
5 /8
M3
M4
M5
-1 /3 3 /4
M6
Gambar 3. Koefisien distribusi momen lantai kendaraan Mo adalah momen yang timbul dengan anggapan perletakan sendi rol, besarnya Mo dicari sebagai berikut: 1) Beban Mati qdl
= 0,8535 t/m
Mdl
= 1/8 . qdl . lx2 = 1/8 . 0,8535 . 1,62 = 0,2731 tm
2) Beban Hidup Ditinjau dari kondisi pembebanan yang mungkin terjadi, selanjutnya dipilih momen maksimum dari kondisi pembebanan tersebut a. Kondisi saat 1 roda berada pada plat q = 0,8535 t/m
A
B 0 ,3 5
0 ,9
0 ,3 5
Gambar 4. Kondisi saat 1 roda berada pada plat RA . 1,6
= (q . 0,9)(0,5 . 0,9 + 0,35 )
RA . 1,6
= (18,518 . 0,9) (0,8)
RA = 8,333 ton Mmax
= RA . 0,8 – (q . 0,45) (0,5 . 0,45) = 8,333 . 0,8 – (18,353 . 0,45) (0,225) = 4,8082 tm
b. Kondisi saat 2 roda berada pada plat
A
B 0 ,4 2
0 ,7 6
0 ,4 2
Gambar 5. Kondisi saat 2 roda berada pada plat
RA . 1,6
= (q . 0,42)(0,5 . 0,42) + (q. 0,42) (0,5 . 0,42 +1,18)
RA . 1,6
= (18,353 . 0,42)(0,5 . 0,42) + (18,353. 0,42) (1,39) RA = 7,7083 ton
Mmax
= RA . 0,8 – (q . 0,42) (0,5 . 0,42 + 0,38) = 7,7083 . 0,8 – (18,353 . 0,42) (0,59) = 1,6188 tm
Diambil Mll terbesar yaitu : 4,8082 tm Mo
= 1,2 Mdl + 1,6 Mll = 1,2 . 0,2718 + 1,6 . 4,8082 = 8,0193 tm
Sehingga berdasarkan koefisien momen maka diperoleh momen sebagi berikut: §
Momen Tumpuan M1 = M6 = -1/3 . 8,0193 = - 2,6731 tm M2 = M3 = M4 = M5 = -2/3 . 8,0193 = - 5,3462 tm
§
Momen lapangan M12 = M56 = 3/4 . 8,0193 = 6,0145 tm
M23 = M34 = M45 = 5/8 . 8,0193 = 5,0121 tm
c. Penulangan Lantai Kendaraan
Dipakai :
f’c = 25 MPa ≤ 30MPa → β = 0,85 Mutu baja tulangan U39 → fy = 400 Mpa
ρ min = ρb
b = 1000 mm
d = 180 mm
h = 400 mm
d’ = 20 mm
1,4 1,4 = = 0,0035 fy 400
=
0,85.β 1 . f ' c 600 x fy 600 + fy
=
0,85 x0,85 x 25 600 400 600 + 400
= 0,0271
ρ max = 0,75 xρb = 0,75 x 0,0271 = 0,0203
a. Tulangan Tumpuan
Mu
= 5,3462 tm = 5,3462. 107 Nmm
Mn
=
Rn
Mn 6,6828.10 7 = = 2,06259 N / mm 2 = 2 2 1000 .180 bd
m
=
Mu
φ
=
5,3462.10 7 = 6,6828.10 7 Nmm 0,8
fy 400 = = 18,823 0,85 f ' c 0,85 . 25
1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy
ρperlu = =
1 2.18,823.2,06259 1 − 1 − 18,823 400
= 0,0054
ρ perlu < ρmax → tulangan tunggal, dipakai ρ = 0,0056 As
= ρperlu . b . d = 0,0054 . 1000 . 180 = 978,19 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 4,8676 → 5 buah 0,25π 16 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 200 mm 5 n
Dipakai tulangan pokok
= D16 - 200 → As = 1005,3097 mm2
Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90: As
= 20% . 1005,3097 = 201,0619 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 1,515 → 2 buah 0,25π 132
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 500 2 n
Dipakai tulangan pembagi = D13 – 500 → As = 265,4646 mm2
b. Tulangan Lapangan
Mu = 6,0145 tm = 6,0145. 107 Nmm Mn =
Rn =
Mu
φ
=
6,0145.10 7 = 7,518.10 7 Nmm 0,8
Mn 7,518.10 7 = = 2,32037 N / mm 2 2 2 1000 .180 bd
m
=
ρperlu = =
fy 400 = = 18,8235 0,85 f ' c 0,85 . 25 1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy 1 2.18,8235.2,32037 1 − 1 − 18,8235 400
= 0,0062
ρ perlu > ρmin → \ dipakai ρ perlu = 0,0062 As
= ρmin . b . d = 0,0062 . 1000 . 180 = 1116 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 5,553 → 6 buah 0,25π 16 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 166,67→150 6 n
Dipakai tulangan pokok
= D16 - 150 → As = 1205,76 mm2
Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90: As
= 20% . 1205,76 = 241,152 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 1,818 → 3 buah 0,25π 132
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 333,33 → 300 3 n
Dipakai tulangan pembagi = D13 – 300 → As = 397,995 mm2
Ø13-300
Ø13-300
Ø16-150
10m
Ø16-150
8m
Gambar 6. Sketsa penulangan lantai kendaraan
d. Plat Kantilever 1) Pembebanan §
Beban Mati (Dead Load)
Beban Trotoar - Berat plat
= 0,2 . 1 . 2,4 – 0,1 . 0,6 . 2,4 = 0,336 t/m
- Berat tegel dan spesi = 0,05 . 1 . 2
= 0,100 t/m qdl = 0,436 t/m
§
Beban Hidup
Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.a. halaman 10 disyaratkan bahwa konstruksi trotoar harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500 kg/m2 qll
= 500 . 1 = 500kg/m = 0,5 t/m
qu
= 1,2 qdl + 1,6 qll = 1,2 . 0,436 + 1,6 . 0,5 = 1,3232 t/m
Beban Terpusat: berat tiang sandaran dan besi = 0,1 . 0,16 . 2,4 . 1 + 0,0517 . 2 = 0,1418 t
2) Penulangan
P = 0,1418 t q = 1,3232 t/m
1,08
Gambar 7. Sketsa plat kantilever
Dipakai :
f’c = 25 MPa > 30MPa → β = 0,85 Mutu baja tulangan U39 → fy = 400 Mpa
ρ min = ρb
b = 1000 mm
d = 180 mm
h = 400 mm
d’ = 20 mm
1,4 1,4 = = 0,0035 fy 400 0,85 xβxf ' c fy
600 600 + fy 0,85 x 0,85 x 25 600 = 400 600 + 400 = 0,0271 =
ρ max = 0,75 xρb = 0,75 x 0,0271 = 0,0203
Mu
= ½ . qu . L2 + P . L = ½ . 1,3232 . 1,082 + 0,1418 . 1,08 = 0,9248 tm = 0,9248 . 107 Nmm
Mn
0,9248.10 7 = = 1,156.10 7 Nmm = φ 0,8
Rn
=
m
=
Mu
ρperlu = =
Mn 1,156.10 7 = = 0,35679 N / mm 2 2 2 1000 .180 bd
fy 400 = = 18,824 0,85 f ' c 0,85 . 25 1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy 1 2.18,824.0,35679 1 − 1 − 18,824 400
= 0,00089
ρ perlu < ρmin → tulangan tunggal, dipakai ρmin = 0,0035 As
= ρmin . b . d = 0,0035. 1000 . 180 = 630 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 3,1349 → 4 buah 0,25π 16 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 250 mm n 4
Dipakai tulangan pokok
= D16 - 250 → As = 804,2477 mm2
Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90: As
= 20% . 804,2477 = 160,84954 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 1,2118 → 4 buah 0,25π 13 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 250 4 n
Dipakai tulangan pembagi = D13 – 250 → As = 452,389 mm2
2. Desain Trotoar
20
60
20 5 10 10 20
Gambar 8. Sketsa trotoar
a. Pembebanan Trotoar 1. Beban Mati a. Berat sendiri
= 0,10 x 1 x 2,4 = 0,24 t/m
b. Berat spesi
= 0,05 x 1 x 2,0 = 0,10 t/m
c. Berat air hujan = 0,03 x 1 x 1,0 = 0,03 t/m qDL
= 0,37 t/m
2. Beban hidup Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.a. halaman 10 disyaratkan bahwa konstruksi trotoar harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500 kg/m2 qll = 500 . 1 = 500 kg/m = 0,50 t/m qu = 1,2 qdl + 1,6 qll = 1,2 . 0,37 + 1,6 . 0,5 = 1,244 t/m Menurut PBI pasal 13.1.3.a halaman 192, Bentang teoritis(lt) = 1 - 0,4 + 0,05
= 0,65 m Mu lapangan = 1/8 quLt2
Mu
= 1/8.1,244.0,652 = 0,0656988 tm = 65,6988.104 Nmm Mu tumpuan = 1/3 Mu lapangan......................................PBI pasal 13.1.3.a halaman 192
Mu
= 1/3. 65,6988.104 Nmm = 21,8996.104 Nmm
b.Penulangan Trotoar 25 MPa.................................................... β1 = 0,85 untuk f’c < 30 Mpa
f’c
=
fy
= 390 MPa
h
= 100 mm
d
b
= 1000 mm
d’ = 20 mm
ρmin
=
= 80 mm
1,4 1,4 = fy 400
= 0,0035 ρb
=
0,85.β 1 . f ' c 600 x fy 600 + fy
=
0,85 x0,85 x 25 600 400 600 + 400
= 0,0271 ρmax
= 0,75 x ρb
= 0,75 x 0,0271
= 0,0203 a. Tulangan Lapangan Tulangan utama Mu Mn
= 65,6988.104 Nmm =
Mu
φ
65,6988.10 4 = 82,1235.104 Nmm = 0,8
82,1235.10 4 = = 0,128 N/mm2 2 1000.80
Rn
Mn = b.d 2
m
=
fy 0,85 f ' c
ρ
=
1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy
=
400 0,85 . 25
= 18,823
=
1 2.18,353.0,128 1 − 1 − 18,353 400
= 0,00032 ρ perlu < ρmin → tulangan tunggal, dipakai ρmin = 0,0035 As
= ρmin . b . d = 0,0035 . 1000 . 80 = 280 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 2,11 → 3 buah 0,25π 13 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 333,333 ≈ 300 3 n
Dipakai tulangan pokok
= ø13 - 300 → As = 398,197 mm2
Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90: As
= 20% . 398,197 = 79,639 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 0,6 → 2 buah 0,25π 13 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 500 2 n
Dipakai tulangan pembagi = ø13 – 500 → As = 265,465 mm2
b. Tulangan Tumpuan Tulangan utama Mu
= 21,8996.104 Nmm
Mn
=
Mu
φ
=
21,8996.10 4 = 27,3745.104 Nmm 0,8
27,3745.10 4 = = 0,0428 N/mm2 2 1000.80
Rn
Mn = b.d 2
m
=
fy 0,85 f ' c
ρ
=
1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy
=
400 0,85 . 25
= 18,8235
=
1 2.18,8235.0,0428 1 − 1 − 18,8235 400
= 0,00011 ρ perlu < ρmin → tulangan tunggal, dipakai ρmin = 0,0035 As
= ρmin . b . d = 0,0035 . 1000 . 80 = 280 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 2,11 → 3 buah 0,25π 13 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 333,333 ≈ 300 3 n
Dipakai tulangan pokok
= ø13 - 300 → As = 398,197 mm2
Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90: As
= 20% . 398,197 = 79,639 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 0,6 → 2 buah 0,25π 13 2
Jarak tulangan
=
b 1000 = = 500 2 n
Dipakai tulangan pembagi = ø13 – 500 → As = 265,465 mm2
3. Perencanaan Kerb Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.b halaman 10 disyaratkan kerb yang terdapat pada tepitepi lantai kendaraan harus diperhitungkan untuk dapat menahan satu beban horisontal ke arah melintang jembatan sebesar 500 kg yan bekerja pada puncak kerb yang bersangkutan pada tinggi 25 cm diatas permukaan lantai kendaraan.
500 kg 20 20
60
20
Gambar 9. Perencanaan Kerb dan pembebanan Mu = 500 . h = 500 . 0,2 = 100 kgm = 106 Nmm
a. Penulangan Kerb Dipakai : f’c = 25 Mpa < 30MPa → β = 0,85 Mutu baja tulangan U39 → fy = 390 Mpa
ρ min = ρb
b = 200 mm
d = 180 mm
h = 200 mm
d’ = 20 mm
1,4 1,4 = = 0,0035 fy 400
=
0,85 f ' cxβ 1 fy
=
0,85 x 25 x 0,85 600 400 600 + 400
600 600 + fy
= 0,0271 ρmax
= 0,75 x ρb = 0,75 x 0,0271 = 0,0203
Mu
= 106 Nmm
Mn
10 6 = = 1,25.10 6 Nmm = φ 0,8
Rn
=
Mn 1,25.10 4 = = 0,193 N / mm 2 2 2 200 .180 bd
m
=
fy 400 = = 18,83 0,85 f ' c 0,85 . 25
Mu
ρperlu = =
1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy 1 2.18,823.0,193 1 − 1 − 18,823 400
= 0,00048
ρ perlu < ρmin → tulangan tunggal, dipakai ρmin = 0,0035 As
= ρmin . b . d = 0,0035 . 200 . 180 = 126 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 0,949 → 2 buah 0,25π 13 2
Jarak tulangan
=
b 200 = = 100 2 n
Dipakai tulangan pokok
= ø13 - 100 → As = 265,465 mm2
4. Desain Tiang Sandaran Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.c halaman 10 disyaratkan bahwa tiang sandaran pada tepi trotoir diperhitungkan untuk dapat menahan beban horizontal sebesar 100 kg/m yang bekerja pada tinggi 90 cm diatas trotoir
Dimensi 12/16
16 10
100 kg/m
160
40 120
50
20
20
Gambar 10. Rencana tiang sandaran Gaya horisontal (H) sebesar 100kg bekerja sepanjang 2 meter (jarak antar tiang sandaran) dengan ketinggian (L) 0,9 m di atas lantai trotoar. Dari tabel profil Konstruksi Baja susunan Ir. Morisco halaman 46 dan 48 didapat: - Tegangan yang diijinkan
= 1400 kg/m2
- Diameter
= 60,5 mm
- Section Modulus (Wx)
= 5,9 cm3
- Weight (q)
= 3,3 kg/m
q total = 3,3 + 100 = 103,3 kg/m M pipa sandaran
= 1/8 . q total . l2 = 1/8 . 103,3 . 22 = 51,65 kgm = 5165 kgcm
Tegangan yang terjadi:
Fy
=
M max 5165 = = 875,424kg / cm 2 < 1400 kg/cm2 Wx 5,9
a. Penghitungan momen pada tiang sandaran Momen yang ditahan tiang sandaran sebesar : Mu
= 1/2 . q. L2 =1/2 . 100 . 0,92 = 40,5 kgm
Mn =
Mu
φ
=
= 40,5.104 Nmm
40,5.10 4 = 50,625.10 4 Nmm 0,8
b. Penghitungan tulangan tarik tiang sandaran Dipakai : f’c = 25 MPa
< 30MPa → β = 0,85
Mutu baja tulangan U24 → fy = 240 Mpa b = 120 mm
d = 140 mm
h = 160 mm
d’ = 20 mm
160
120
Gambar 11. Rencana dimensi tiang sandaran d
= h – d’ = 160 – 20 = 140 mm
1,4 1,4 = = 0,00583 fy 240 0,85 xβxf ' c 600 = fy 600 + fy
ρ min = ρb
0,85 x0,85 x 25 600 240 600 + 240 = 0,054 =
ρ max = 0,75 xρb = 0,75 x 0,054 = 0,041
Mn = 50,625.104 Nmm
Mn 50,625.10 4 = = 0,2152 N / mm 2 Rn = 2 2 120 .140 bd m
=
ρperlu = =
fy 240 = = 11,29 0,85 f ' c 0,85 . 25 1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy 1 2.11, 29.0,2152 1 − 1 − 11,29 240
= 0,0009
ρ perlu < ρmin → tulangan tunggal, dipakai ρmin = 0,00583 As
= ρmin . b . d = 0,00583 . 120 . 140 = 97,944 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
97,944 As = = 0,738 → 2 buah 2 0,25.π .13 0,25.π .13 2
Jarak tulangan
=
b 120 = = 60 , dipakai s = 50mm 2 n
Dipakai tulangan pokok
= ø13 - 50 → As = 265,465 mm2
c. Penghitungan tulangan geser tiang sandaran Gaya lintang nominal: Vll
=2xH = 2 x 100 = 200 kg
Gaya lintang rencana: Vu
= 1,6 x Vll = 1,6 x 2000
= 2000 N
= 3200 N Vn
=
=
Vc
Vu
φ 3200 0,6
= 5333,3 N
= 1/6 .
f 'c . b . d
= 1/6 .
25 . 120 . 140
= 14000 N Vn
< Vc
3200
< 14000 → Aman, sehingga tidak diperlukan tulangan geser.
Meski dalam hitungan tidak diperlukan tulangan, namun untuk kemudahan pelaksanaan diberi tulangan ulir ∅8 – 200 mm.
1 0 0 k g /m
T u la n g a n g e s e r Ø 8 -2 0 0
A
A
T u la n g a n t a r i k 2Ø 13
P o to n g a n A - A
Gambar 12. Sketsa penulangan tiang sandaran
Checking jarak antar tulangan: 120 – (2 x 20) – (2 x 13) – (2 x 13) ≥ 25..................................................PBI 1971 28 mm ≥ 25 mm → Aman ½ øVc = ½ . 0,6 . 14000 = 4200 N
S maks = ½ . d = ½ . 140 = 70 mm Av
=
Vu 3200 = = 0,095mm 2 fy.d 240.140
Vs
=
Av. fy.d s
0,095.240 .140 70 = 45,6 N
=
Vu > ½ øVc → 3200 < 4200 → Aman, sehingga tidak diperlukan tulangan geser Meski dalam hitungan tidak diperlukan tulangan bagi, namun untuk kemudahan pelaksanaan diberi tulangan ulir ø8 – 70mm.
Ø 6 0 .5
Ø 8 -2 0 0
Gambar 13. Sketsa penulangan trotoar, kerb, dan tiang sandaran
d. Perencanaan Gelagar Utama Analisa Pembebanan 1) Beban Mati ( Dead Load ) Akibat beban sendiri Girder
= 0,4 . 1,2. 2,4
= 1,152 t/m
- Berat air hujan (3cm)
= 0,03 . 1,60 . 1,0
= 0,0480 t/m
- Berat aspal (5cm)
= 0,5 . 1,60 . 2,2
= 0,176 t/m
- Berat slab beton (20cm)
= 0,02 . 1,60 . 2,4
= 0,0768 t/m
Akibat beban mati tambahan
- Berat trotoar dan tiang sandaran
= 0,5720 t/m qdl = 2,0248 t/m
P akibat balok anak (terletak per 4 m bentang , dimensi balok 30/40) Pdl = 0,3 . 0,4 . 1,6 . 2,4 = 0,4608 ton
2) Beban Hidup ( Live Load )
Menurut PPPJJR pasal 1.2.2.4.a halaman 6 untuk perhitungan kekuatan gelagar-gelagar harus digunakan beban “ D “. Beban D adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar “q” ton per meter panjang per jalur, dan beban garis “P” ton per jalur lalu lintas tersebut. Untuk memperhitungkan pengaruh getaran-getaran dan pengaruh dinamis lainnya, tegangantegangan akibat beban garis P harus dikalikan dengan koefisien kejut. Sedangkan beban merata q tidak dikalikan dengan koefisien kejut. Besarnya koefisien kejut ditentukan sesuai dengan PPPJJR pasal 1.3. hal 10: Faktor kejut (K)
= 1+
20 50 + L
= 1+
20 50 + 10
= 1,333
Beban hidup per gelagar: qll = 2,2 t/m untuk L < 30 m qll =
2,2 .1,6.1,333 2,75
=1,706 t/m Pll =
12 .1,6.1,333 2,75
= 9,307 t
e. Analisa Mekanika 1) Akibat Beban Mati qdI=2,025t/m PdI=0,461 t
PdI=0,461t
PdI=0,461t
PdI=0,461t
PdI=0,461t
10 m
Gambar 14. Pembebanan akibat beban mati gelagar utama
2) Akibat Beban Hidup PII=9,307t qII=1,706 t/m
10 m
Gambar 15. Pembebanan akibat beban hidup gelagar utama
3) Akibat Beban Mati & Hidup
qdI=2,025 t/m PII=9,307t PdI=0,0,461t PdI=0,461t
PdI=0,461 t
PdI=0,461t
PdI=0,461t
qII=1,706 t/m 10 m
Gambar 16. Pembebanan akibat beban hidup dan beban mati gelagar utama
c. Penentuan Letak Beban Hidup Bergerak •
Alternatif 1
RA =
5 x3 = 1,5 10
ton
3m
5t
10 t
A
B 4m
3m
3m
10 m
Mt Mc
RB =
5m
5 x7 + 10 x10 = 13,5 ton 10
10 t
Mt = 1,5 x3 = 4,5 tm Mc = 1,5 x7 = 10,5 tm
•
Alternatif 2
3m
5m
10 t
5t
10 t
A
B 3m
2m
5m
10 m
Mt Mc
5 x8 + 10 x5 = 9 ton 10 5 x 2 + 10 x5 + 10 x10 RB = = 16 ton 10
RA =
Mt = 9 x 2 = 18 tm Mc = 9 x 5 − 5 x3 = 30 tm
•
Alternatif 3 3m
5m
5t
10t
10t
A
B 1m
3m
5m
1m
10 m
Md
Mc Mt
RA =
5 x9 + 10 x6 + 10 x1 = 11,5 ton 10
RB =
5 x1 + 10 x 4 + 10 x9 = 13,5 ton 10
Mc = 11,5 x1 = 11,5 tm Mt = 11,5 x 4 − 5 x3 = 31 tm Md = 13,5 x1 = 13,5 tm
•
Alternatif 4 3m
5t
5m
10t
10t
A
B 3m
5m
2m
10 m
Mc Mt
RA =
5 x10 + 10 x 7 + 10 x 2 = 14 ton 10
RB =
10 x8 + 10 x3 = 11 ton 10
Mc = 14 x3 − 5 x3 = 27 tm Mt = 11x 2 = 22 tm Jadi diperoleh momen paling maksimum pada alternatif 3 sebesar 31 tm yaitu beban roda berada pada tengah-tengah bentang.
d. Penulangan Gelagar
Dipakai:
f’c = 20 MPa > 30MPa → β = 0,85 Mutu baja U39 → fy = 400 Mpa
ρ min = ρb
b = 400 mm
d = 1140 mm
h = 1200 mm
d’ = 60 mm
1,4 1,4 = = 0,0035 fy 400 0,85 xβxf ' c fy
600 600 + fy 0,85 x0,85 x 25 600 = 400 600 + 400 = 0,0271 =
ρ max = 0,75 xρb = 0,75 x 0,0271 = 0,0203
b = 1600 mm
hf = 200 mm
h = 1200 mm
bw = 400 mm
Gambar 17. Penampang Balok T
e. Penulangan Lapangan Berdasarkan hasil perhitungan SAP didapatkan : Mu = 149,27 tm = 149,27. 107 Nmm Mn =
Mu
φ
=
149,27 .10 7 = 186,588.10 7 Nmm 0,8
Mencari b : b
≤ ¼ . L = ¼ . 10 = 2,5 m = 2500 mm
b
≤ bw + 16 . hf
= 400 + 16 . 200 = 3600 mm b
≤ Ln = 1,6 m = 1600 mm
diambil b terkecil → b = 1600 mm Check apakah balok T asli / palsu: Mn
= 0,85 . f’c . a .b . (d – a/ 2)
149,27.107
= 0,85 . 25 . a .1600 . (1140-a/2) a
= 39,185 mm < hf
Balok T palsu
Perhitungan memakai balok persegi Rn = m
b = 400 mm
Mn 149,27.10 7 = = 2,871 N / mm 2 bd 2 400 .1140 2
fy 400 = = 18,824 0,85 f ' c 0,85 . 25
=
1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy
ρperlu = =
1 2.18,824.2,871 1 − 1 − 18,824 400
= 0,0077
ρ min < ρ perlu < ρmax As
→ 0,0036 < 0,0077 < 0,021 → tulangan tunggal
= ρ perlu . b . d = 0,0077. 400 . 1140 =3511,2 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 7,156 → 8 buah 0,25π 25 2
As ada = 8 . 0,25 . π .252 = 3925 mm2 > As perlu Dipakai tulangan pokok
= 8ø25
f. Penulangan Tumpuan Mu
= 1/3 . Mlapangan = 1/3 . 149,27. 107 Nmm = 49,757 . 107 Nmm
49,757 .10 7 = = 62,1957.10 7 Nmm Mn = φ 0,8 Mu
Rn
=
Mn 62,1957.10 7 = = 1,196 N / mm 2 400 .1140 2 bd 2
m
=
fy = 400 = 18,824 0,85 f ' c
ρperlu = =
1 2.m.Rn 1 − 1 − m fy 1 2.18,824.1,196 1 − 1 − 18,824 400
= 0,00307
ρ perlu < ρ min As
< ρmax
→ 0,00307 < 0,0036 < 0,021 → tulangan tunggal
= ρ min . b . d = 0,0036 . 400 . 1140 = 1641,6 mm2
Jumlah tulangan (n)
=
As = 3,346 → 4 buah 0,25π 25 2
Jarak tulangan
=
b 400 = = 100 mm n 4
Dipakai tulangan pokok
= 4ø25→ As = 1962,5 mm2
200
200 2Ø22
4Ø22
2Ø22
2Ø22
1200
1200 2Ø22
2Ø22
8 Ø25
8 Ø25
400
penulangan daerah lapangan
400
penulangan daerah tumpuan
Gambar 18. Sket Penulangan Gelagar
g. Penulangan Geser Gelagar
Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan: Vu
= 55,99 ton = 55,99. 104 N
Vu = 55,99t Vuk =44,4t ØVc = 22,8t
1,34m
5m
½b+d
= ½ .400 + 1140 = 1340 mm
Vu Vuk = 6500 (6500 − 1340)
Vuk =
55,99.10 4.5160 = 444474,46 N 6500
ø Vc
= ø . 1/6 .
f ' c . b .d
= ø .1/6 . 25 .400 . 1140
= 228.000 N
ø Vs perlu
= Vuk - ø Vc = 444474,46 – 228000 = 216474,46 N
φVs perlu 216474,46 = = 360790,77 N φ 0,6
Vs perlu
=
½ ø Vc
= 114000 N
ø Vc
= 684000 N
3
ø Vc < Vuk < 3 ø Vc
perlu tulangan geser
Dipakai tulangan geser dengan ø13 mm Av
= 2 . ¼ . π .132 = 265,466 mm2
S
=
Av. fy.d Vs perlu
=
256,466.240.1140 360790,77
= 194,486 mm
Untuk tengah bentang Vu < ½ Av min
=
b.S 3. fy
2.¼ . π .132
=
400.S 3.240
S = 477,836
190 mm
ø Vc ( digunakan sengkang minimum)
S = 450 mm Vu = 55,991t Vuk
ØVc
Vu <1/2 ØVc
Vu > ØVc
2,0089 m
2.9911 m 5m
Ø13 - 450
Ø13 - 190
5m
Gambar 19. Sket penulangan geser gelagar utama
TUGAS RENCANAKANLAH JEMBATAN BETON DIBAWAH INI (DATA DAN PEMBEBANAN DIASUMSIKAN SENDIRI)
BAB 7. JEMBATAN RANGKA BAJA SUB POKOK BAHASAN : 7.1. Pendahuluan 7.2. Jembatan Gelagar Rangka Baja 7.3. Bagian – bagian Jembatan Baja 7.4. Kriteria Teknis Jembatan Rangka Baja 7.5. Aplikasi dan perhitungan jembatan Baja
1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu menjelaskan bentuk, bagian jembatan rangka baja dan b. kriteria perencanaan jembatan beton c. Mampu melakukan analisa perencanaan jembatan baja
7.1. Pendahuluan
Jembatan ini menggunakan rangka baja sebagai gelagar induk. Baja mempunyai kekuatan, daktilitas, dan kekerasan yang lebih tinggi dibanding bahan lain seperti beton atau kayu, sehingga menjadikannya bahan yang penting untuk struktur jembatan. Pada baja konvensional, terdapat beberapa tipe kualitas baja (highperformance steel/HPS) yang dikembangkan untuk diaplikasikan pada jembatan. HPS mempunyai keseimbangan yang optimal seperti kekuatan, kemampuan di las, kekerasan, daktilitas, ketahanan korosi dan ketahanan bentuk, untuk tampilan maksimum struktur jembatan dengan mempertahankan biaya yang efektif. Perbedaan utama dengan baja konvensional terletak pada peningkatan kemampuan di las dan kekerasan. Aspek yang lain seperti ketahanan, korosi dan daktilitas, dll. Jembatan baja sendiri berbentuk deck, girder, rangka batang, pelengkung, penahan dan penggantung kabel Jembatan dapat dibagi sebagai berikut: a.
Menurut pemakainnya, jembatan dibagi atas:
• Jembatan jalan orang • Jembatan jalan raya • Jembatan rel kereta api • Jembatan saluran air
b.
Menurut letak lantai kendaraan, jembatan dapat dibagi atas: • Jembatan dek yaitu jembatan dengan lantai kendaraan terletak di atas segala bentangan gelagar utama. Strukur baja pada jembatan ini keseluruhan rangka berada dibawah deck atau rangka baja dibawah lantai jembatan. Batang rangka bagian bawah akan mengalami gaya tarik sehingga tidak memerlukan pengaku lateral untuk menahan tekuk. Lantai jembatan yang berada di atas struktur rangka dapat berguna sebagai pengaku untuk bagian atas yang mengalami gaya tekan. Jembatan jenis ini biasanya dibangun pada daerah pegunungan dan lembah-lembah yang curam serta pada jalan yang dilintasi kendaraan berat untuk kebutuhan ruang kendaraan yang memadai. Tipe gelagar yang sering digunakan untuk menahan deck lantai adalah profil I, karakteristik dan potongan memanjang jembatan rangka baja lantai atas adalah sebagai berikut: 1.
Jembatan digunakan untuk bentang 60-100 m.
2.
Konstruksi pemikul utama berupa rangka baja yang dipasang dibawah pelat lantai Jembatan.
3.
Lantai kendaraan berada diatas.
4.
Memiliki gelagar memanjang dan melintang sebagai pembagi beban
5.
Ikatan angin ditempatkan dibawah lantai jembatan yang disatukan dengan gelagar melintang jembatan
6.
Bangunan bawah terdiri dari kepala Jembatan (abutment) dan pilar pier.
Gambar 1.9 : Jembatan Baja rangka bawah
• Through bridge, yaitu jembatan dengan lantai kendaraan terletak pada bagian bawah dari bentanganbetangan atau gelagar-gelagar pemikul. Jembatan ini memiliki struktur rangka pemikul utama yang berada diatas lantai jembatan, batang atas akan mengalamai gaya tekan sehingga akan diperlukan pengaku untuk mengatasi bahaya tekuk pada batang atas. Biasanya pengaku lateral ini memiliki fungsi ganda karena dapat juga untuk menyalurkan beban angin kepada struktur rangka utama (ikatan angin). Jembatan jenis ini biasanya dibangun di sungai, di daerah perkotaan, dan dijalur lintas kendaraan sedang dan ringan. Karena struktur rangka berada diatas lantai kendaraan jenis ini sangat cocok digunakan untuk sungai yang uka airnya rendah sehingga tidak mengganggu aliran sungai. Karakteristik dan potongan memanjang Jembatan rangka baja lantai bawah adalah sebagai berikut : 1.
Dapat digunakan untuk bentang sampai 60-100m.
2.
Memiliki gelagar memanjang dan melintang sebagi pembagi beban
3.
Lantai kendaraan berupa pelat beton biasanya komposit dengan gelagar melintang.
4.
Ikatan angin dapat ditempatkan dibawah latai kendaraan dan pada rangka bagian atas
5.
Untuk bentang jembtan lebih dari 100m dapat menggunakan penopang (pier) ditengah bentang.
Gambar 1-10 : Jembatan Rangka atas 7.2. Jembatan Gelagar/ Rangka Baja Baja mempunyai kekuatan, daktilitas, dan kekerasan yang lebih tinggi dibanding bahan lain seperti beton atau kayu, sehingga menjadikannya bahan yang penting untuk struktur jembatan. Pada baja konvensional, terdapat beberapa tipe kualitas baja (high-performance steel/HPS) yang dikembangkan untuk diaplikasikan pada jembatan. HPS mempunyai keseimbangan yang optimal seperti kekuatan, kemampuan di
las, kekerasan, daktilitas, ketahanan korosi dan ketahanan bentuk, untuk tampilan maksimum struktur jembatan dengan mempertahankan biaya yang efektif. Perbedaan utama dengan baja konvensional terletak pada peningkatan kemampuan di las dan kekerasan. Aspek yang lain seperti ketahanan, korosi dan daktilitas, dll. Jembatan gelagar merupakan struktur yang sederhana dan umum digunakan. Terdiri dari slab lantai (floor slab), gelagar (girder), dan penahan (bearing), yang akan mendukung dan menyalurkan beban gravitasi ke sub struktur. Gelagar menahan momen lendut dan gaya geser dengan menggunakan jarak bentang yang pendek. Gelagar baja dibedakan menjadi plat dan gelagar kotak. Gambar 2.6. menunjukkan komposisi struktur plat dan gelagar jembatan serta bagian penyaluran beban. Pada jembatan gelagar plat, beban hidup didukung oleh langsung oleh slab dan kemudian oleh gelagar utama. Pada jembatan gelagar kotak, pertama kali beban diterima oleh slab, kemudian didukung oleh balok melintang (stringer) dan balok lantai yang terangkai dengan gelagar kotak utama, dan akhirnya diteruskan ke substruktur dan pondasi melalui penahan. Gelagar dibedakan menjadi non komposit dan komposit dilihat dari apakah gelagar baja bekerja sama dengan slab beton (menggunakan sambungan geser) atau tidak. Pilihan penggunaan perlengkapan yang terbuat dari baja dan beton pada gelagar komposit sering merupakan suatu keputusan yang rasional dan ekonomis. Bentuk I non komposit jarang digunakan untuk jembatan bentang pendek non komposit.
Keuntungan Keuntungan memakai material besi/ baja daripada beton Selain kapasitas baja untuk menahan beban berat selama masa layan, perencanaan juga harus memasukkan faktor arsitektur. Berdasarkan pertimbangan itu, jembatan baja menawarkan beberapa keuntungan daripada beton.Ada beberapa pertimbangan mengapa jembatan baja mempunyai nilai ekonomis daripada jembatan beton anatara lain : 1. Besi baja mempunyai kuat tarik dan kuat tekan yang tinggi, sehingga dengan materialyang sedikit bisa memenuhi kebutuhan struktur. 2. Keuntungan lain bisa menghemat tenaga kerja karena besi baja diproduksi di pabrik dilapangan hanya ereksi pemasangannya saja 3. Setelah selesai masa layan, besi baja bisa dibongkar dengan mudah dan dipindahkan ke tempat lain, setelah masa layan, jembatan baja bisa dengan mudah diperbaiki dari karat. dll yang menyebabkan penurunan kekuatan strukturnya.
4. Pemasangan jembatan baja di lapangan lebih cepat dibandingkan dengan jembatan beton.dan memerlukan suatu ruang yang relatif kecil di lokasi konstruksi. Ini adalah salah satu keuntungan dari jembatan baja ketika lokasi itu berhubungan dengan lokasi proyek padat dan sempit.
Pembangunan Jembatan Besi / Baja (Sumber : http://untarconstruction.com) Kerugian Kelemahan memakai material besi/ baja daripada beton Tapi baja juga memiliki kelemahan seperti 1. bisa berkarat 2. lebih berisik jika dilewati beban seperti kereta api. Karena itu ada penelitian dan pengembangan untuk masalah ini yaitu mengembangkan baja mutu tinggi tahan korosi yang sangat berguna jika jembatan berada di daerah laut yang kadar garamnya tinggi. Utnuk mengatasi kebisingan, maka dikembangkan beton komposit dengan baja di atas permukaannya, sehingga bisa menurunkan tingkat kebisingan.mengenai harga, Penelitian di dalam kualitas baja yang digunakan di dalam pembangunan jembatan, bersamaan dengan metoda-metoda konstruksilainnya , sudah membuat produksi dan pemasangan jembatan baja bentang yang panjang. Dan komponen struktur baja dapat dibuat sepanjangnya-panjangnya dan pemasangan dapat dibagi menjadi beberapa blok-blok, Sedangkan pengiriman komponen dan pemasangan di lapangan dapat bekerja dengan cepat dan mudah. Jembatan baja dapat dikhususkan untuk dibengkokkan atau disesuaikan dengan kondisi-kondisidi lapangan dengan sempurna. Di mana lokasi berisi sebagian besar dari lumpur dan bumi lemah, konstruksi dari suatu jembatan baja dapat dilakukan dengan mudah dan aman karena berat baja hanya 25 – 35 % dari bobot mati struktur beton yang setara. Salah satu keuntungan besi baja dalam masalah keamanan strukturnya adalah besi baja mempunyai kekuatan struktur yang pasti bila dibandigkan dengan beton yang kekuatan strukturnya berubah berdasarkan campuran semen dan airnya. Karena diproduksi di pabrik, besi baja mempunyai kualitas yang seragam dan ketelitian ukuran yang tinggi daripada beton. beban angin juga menjadi lebih kecil dalam
jembatan yang memakai material baja. Ini dikarenakanmaterial struktur dengan memakai baja lebih kecil daripada jembatan dari beton. Besi itu juga sangat keras, sehingga walaupun sudah mencapai titik leleh karena beban jembatan, besi baja masih bisa kembali ke bentuk asalnya, berbeda dengan beton yang sangat rapuh, sekali dia meregang akan retak. Bila beton meregang dalam waktu lama, beton cenderung untuk menyusut dan deformasinya akan menghasilkan retak. Baja juga tidak bermasalah seperti beton yang punya kecenderungan untuk retak sewaktu masa pengecoran karena efek pengeringan. Dalam hal ini jembatan baja lebih bagus dari beton dari sisi penampilan . Dalam hal gempa baja juga menunjukkan daya tahannya daripada beton.
7.3. Komponen Jembatan Baja Semua jembatan terdiri dari dua bagian utama, yaitu yang pertama apa yang dikenal dengan namanya jembatan atau superstructure dan yang kedua adalah pondasi atau substructure. Diktat ini disusun hanya mengenai superstructure saja. Superstructure terdiri dari empat bagian utama yang masing-masing mempunyai fungsi tersendiri: A. Sistem lantai kendaraan (floor system) B. Gelagar utama C. Perletakan D. Ikatan-ikatan (bracings)
7.4. Kriteria Jembatan Baja A Sistem lantai kendaraan (floor system) Sistem lantai kendaraan adalah jalur lalu lintas dan bagian-bagian pemikul yang meneruskan beban ke sistem konstruksi utama. Sistem lantai dari suatu jembatan biasanya terdiri dari suatu lantai kendaraan/deck, balok lantai/gelagar melintang dan stinger/gelagar memanjang. Deck secara langsung mendukung beban hidup. Balok lantai sama seperti stinger, ditampilkan pada Gambar 7, bentuk dari grillage dan meneruskan beban dari deck ke gelagar utama. Balok lantai dan stinger digunakan pada jembatan rangka, seperti tipe jembatan truss, tipe jembatan Rahmen dan tipe jembatan lengkung, di mana spasi dari gelagar utama atau rangkanya besar. Pada tipe deck di atas, deck langsung ditumpu oleh gelagar utama, dan sering tidak memakai sistem lantai karena gelagar utama searah paralel dan saling berdekatan. Material lantai kendaraan yang digunakan dapat diklasifikasikan menggunakan beton, baja ataupun kayu.
(Gambar 7) Sistem lantai kendaraan Sistem lantai kendaraan ini terbagi atas 3 bagian: 1. Lantai Kendaraan/Deck Jalur lalu lintas mempunyai lebar minimum 2.75 meter dan lebar maksimum 3.75. Untuk lalu lintas dua jalur, lebar lantai kendaraan sekurang-kurangnya adalah 5,50 m. Lantai kendaraan ini dapat terdiri dari plat baja, beton atau kayu. Sebagai lapisan penutup biasanya diberi aspal. Pemilihan sistem lantai kendaraan ini dipengaruhi oleh faktor: kualitas permukaan jalan, drainage, berat lantai, lamanya pembuatan dan overall cost termasuk pemeliharaannya.
Lantai kendaraan harus mempunyai drainase yang baik untuk meneruskan air secepat mungkin. Biasanya permukaan jalan diberi kemiringan. Harus dijaga agar air dari drainase tidak merembes ke bagian-bagian yang terbuat dari baja. Lantai kendaraan umumnya dipikul oleh gelagar utama yang diletakkan searah dengan bentang jembatan. Gelagar memanjang ini dipikul oleh gelagar melintang yang disambungkan atau diletakkan di atas gelagar utama. Adakalanya lantai kendaraan itu langsung dipikul oleh gelagar melintang tanpa memakai gelagar melintang. Deck untuk jembatan jalan raya didisain untuk beban roda dari truk menggunakan teori lentur plat dua arah. Untuk through bridge, di samping lebar bersih dari lantai jembatan, tinggi ruang bebas minimum (clearance) harus diperhatikan pula. Untuk jembatan jalan raya 4,50 m dan untuk jembatan jalan kereta api 5,50 m.
Penyebaran tekanan roda a) Lantai kayu : Penyebaran tekanan roda di sini dianggap membentuk sudut 450 sampai ke sumbu lantai.
b). Lantai beton : Suatu deck dari beton bertulang sudah sangat umum digunakan pada jembatan jalan raya. Tipe deck ini sangat rentan terhadap kerusakan yang disebabkan oleh aliran lalu lintas, yang mana secara terus menerus meningkat. Lalu lintas pada daerah perkotaan terbuka terhadap beban lalu lintas yang berat dan harus diperbaiki secara berkala. Baru-baru ini suatu deck komposit telah dikembangkan untuk meningkatkan kekuatan, daktilitas, dan durabilitas deck tanpa meningkatkan beratnya atau pengaruh ongkos dan durasi dari konstruksi. Pada lantai komposit, plat baja bawah melayani kedua sebagai bagian dari lantai dan formwork untuk pelimpahan beton. Hal ini banyak cara untuk menggabungkan antara plat baja dan tulangan. Contohnya dapat dilihat pada Gambar 8. Lantai ini di buat perbagian di lapangan dan beton dituangkan di lapangan setelah gelagar sudah diletakkan.
c). Lantai baja : Untuk bentang yang panjang, lantai baja digunakan untuk meminimumkan berat dari beban lantai. Lantai plat baja dikakukan dengan rib/tulangan longitudinal dan transversal seperti ditunjukkan pada Gambar 9. Lantai plat baja juga bekerja di atas sayap dari gelagarnya. Pavement pada lantai baja harus diselesaikan dengan
sangat hati hati untuk menahan air dari penetrasi yang melalui pavement sehingga menyebabkan lantai baja berkarat
2. Stinger/Gelagar Memanjang Stinger/gelagar memanjang mendukung deck secara langsung dan menyalurkan beban ke balok lantai/gelagar melintang seperti ditampilkan pada Gambar 7. Stinger ini diletakkan pada arah longitudinal sama seperti gelagar utama. Stinger harus memenuhi kekakuan untuk lentur untuk menahan retak pada deck atau pada permukaan pavement. Standar desain biasanya batasi untuk perpindahan vertikal yang disebabkan oleh berat dari truk. Sebuah roda yang ditempatkan pada slab beton tepat di atas suatu gelagar memanjang, akan menyebabkan terjadinya lendutan tidak saja pada gelagar itu sendiri, tapi juga pada gelagar-gelagar memanjang yang berada di sebelahnya. Hal ini disebabkan karena adanya kekakuan dari slab beton dalam arah melintang. Jadi jelas bahwa beban tersebut sebagian dipikul juga oleh gelagar yang lain. Besarnya penyebaran tekanan roda ini tergantung pada kekakuan dari lantai kendaraan.
Menurut peraturan muatan dari Binamarga, besarnya beban hidup yang dipikul oleh gelagar memanjang yang terletak dengan jarak S pada satu dengan yang lainnya adalah:
3. Balok Lantai/Gelagar Melintang Balok lantai/gelagar melintang diletakkan pada arah transversal dan dihubungkan dengan baut mutu tinggi pada rangka atau parabola, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Balok lantai mendukung stinger dan menyalurkan beban ke gelagar utama, rangka atau parabola. Dengan kata lain bahwa rangka utama atau parabola menerima beban secara tidak langsung melalui balok lantai. Balok lantai juga menyediakan kekakuan transversal pada jembatan sehingga meningkatkan tahanan torsi secara keseluruhan. Gelagar melintang biasanya terdiri dari suatu profil I atau profil tersusun. Tapi untuk suatu jembatan yang lebar, gelagar melintang itu dapat pula suatu rangka batang. Dalam merencanakan gelagar melintang suatu jembatan jalan raya, beban hidup pada jalur lalu lintas dianggap seolah-olah bekerja langsung pada gelagar tersebut. Besarnya beban hidup yang dipikul oleh sebuah gelagar melintang yang terletak sejarak B satu sama lain adalah:
Sambungan antara gelagar melintang dengan gelagar induk selalu dibuat sekaku mungkin, yaitu untuk mendapatkan kekakuan jembatan dalam arah melintang. Oleh karena itu, sebetulnya gelagar melintang tersebut tidaklah simply supported pada gelagar induk, tapi untuk memudahkan perhitungan dianggap ditumpu sendi rol. Dalam menghitung sambungannya dengan gelagar induk, kita pakai momen yang besarnya 25% dari momen maksimum gelagar melintang itu. Gelagar melintang itu dapat pula diletakkan di atas gelagar induk seperti pada deck bridge. Konstruksi macam ini ada untung ruginya bila dibandingkan dengan yang di atas, di mana gelagar melintang disambungkan pada gelagar induk seperti pada through bridge. Keuntungan: •
Bentang gelagar melintang itu dapat diperkecil dengan mendekatkan jarak gelagar induk, sehingga momen maksimumnya akan berkurang, apalagi dengan timbulnya overstek kiri kanan.
•
Konstruksi lebih sederhana.
•
Jembatan kurang kaku dalam arah melintang, sehingga diperlukan pengaku lateral (sway-
Kerugian:
bracings) yang lebih berat. •
Tinggi konstruksi bertambah, dan ini merupakan faktor pula apabila ia terbatas.
B. Gelagar Induk Gelagar induk itu dapat berbentuk single-plane truss atau double-plane truss. Umumnya ia berupa double-plane truss, kecuali untuk bentang-bentang yang relatif pendek. Apabila plat pertemuan hanya terletak pada suatu bidang saja, dinamai single - plane, tapi apabila ia rangkap dua dalam dua bidang, dinamai double-plane. Batangbatang dari suatu single-plane truss dapat berupa plat, baja siku tunggal atau rangkap dan baja kanal. Plat-plat pertemuan dari double-plane truss mempunyai jarak yang tetap untuk memudahkan sambungan-sambungan. Bentuk dari batang-batang yang dipergunakan tergantung dari besarnya gaya batang. Bentuk yang uniform kadang-kadang lebih disukai, misalnya seluruh batang tepi atas (upper chord) berbentuk U terbalik, batang - batang tepi bawah (lower chord) berbentuk kotak, sedangkan batang-batang dinding (vertikal dan diagonal) berbentuk I dan sepasang baja kanal.
Profil-profil batang dapat dipasang baik di sebelah luar maupun di sebelah dalam dari plat pertemuan, tapi jarak "a" (lihat gambar) harus tetap. Bentuk yang umum dari gelagar rangka adalah rangkaian dari segitiga. Batangbatang horizontal berfungsi untuk memikul momen; batang-batang diagonal untuk menahan geser; sedangkan batang-batang vertikal adalah untuk memikul gaya-gaya vertikal langsung.
(Gambar 8) Jenis-jenis jembatan rangka dan lokasi lantai kendaraan
Batang-batang tepi atas dan bawah dapat pula dibuat melengkung untuk menahan sebagian dari gaya lintang, dan dengan demikian mengurangi beban pada batang diagonal. Caranya yang umum adalah dengan menetapkan tingginya di tengah dan di tepi (hip), kemudian membuat parabola melalui kedua titik itu. Jarak antara gelagar melintang (panel length) pada jembatan rangka berkisar antara 4 m - 8 m.
C. Perletakkan Pada jembatan-jembatan yang relatif kecil, yaitu dengan bentang yang kurang dari 15 m, gelagar induk dapat langsung diletakkan di atas plat landasan (bearing plate). Cara perletakkan seperti ini sudah dapat dianggap cukup untuk menyebarkan tekanan reaksi pada luas tertentu dari fungsi fondasi (pier atau abutment). Tapi untuk jembatan yang lebih panjang cara ini tidak dapat lagi dipakai karena: 1. Lendutan pada jembatan dapat mengakibatkan bearing plate sebelah luar terangkat ke atas, sehingga tidak terdapat lagi tekanan yang terbagi rata. 2. Meskipun lubang yang berbentuk elips (slotted hole) pada perletakkan yang berfungsi sebagai rol dapat menyesuaikan diri dengan perubahan temperatur atau perpanjangan/perpendekkan dari gelagar induk, tapi pergerakannya sedikit banyaknya terhalang oleh adanya geseran
Oleh karena itu, untuk jembatan yang lebih panjang, selalu dipakai rocker antara gelagar dan bearing plate (lihat gambar 1, dan 3). Tipe gambar 2 hanya untuk perletakkan di mana tidak ada uplift.
D. Bracings ( Ikatan-ikatan) Sebuah jembatan yang merupakan suatu struktur ruang yang tidak hanya memikul beban-beban vertikal yang kemudian diteruskan pada fondasi, tapi juga menahan gaya-gaya lateral dan longitudinal yang disebabkan oleh angin, gaya rem, traksi, dll. Untuk mendapatkan kekakuan dalam arah melintang dan untuk menjaga kemungkinan timbulnya torsi, maka diperlukan adanya ikatan-ikatan (bracings) Meskipun jembatan dalam keseluruhannya merupakan struktur ruang, tapi dalam perhitungan setiap komponennya dihitung sendiri-sendiri sebagai suatu komponen yang linier dan sebidang. Top lateral bracings (ikatan angin atas) akan memberikan kekakuan pada jembatan, stabilisasi terhadap batang tepi atas yang tertekan, dan juga untuk meneruskan sebagian besar dari beban angin pada end post (portal ujung) yang kemudian meneruskannya pada landasan. Sway bracings diperlukan untuk mendapatkan kekakuan terhadap torsi, dan ia biasanya dipasang pada bidang vertikal di sebelah atas jembatan. Sway bracings ini bukanlah untuk menambah kekuatan suatu jembatan, tetapi terutama adalah untuk menambah kekakuannya.
7.5. Aplikasi dan perencanaan Jembatan Baja
TUGAS
BAB 8 JEMBATAN KOMPOSIT SUB POKOK BAHASAN : 8.1. Pendahuluan 8.2. Struktur Komposit Baja - Beton 8.3. Pembebanan Pada Struktur Komposit 8.4. Aplikasi dan perhitungan jembatan Komposit
1. Tujuan Pembelajaran Umum : Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.
2. Tujuan Pembelajaran Khusus : a. Mampu menjelaskan bentuk dan kriteria perencanaan jembatan komposit baja beton b. Mampu melakukan analisa jembatan komposit Baja Beton
8.1. Pendahuluan Untuk bentang sampai dengan 30 m komponennya sama dengan jembatan gelagar baja biasa lantai kendaraan dari beton bertulang yang menyatu dengan gelagar memanjang dan disatukan dengan penghubung geser (shear connector) tidak memerlukan ikatan rem hanya ada ikatan angin bawah,bila lantai kendaraannya terbuat dari beton bertulang,maka ikatan angin hanya diperlukan pada saat pendirian, namun di lapangan sering dipasang secara permanen.bila lantai kendaraannya terbuat dari kayu, maka ikatan angin dan ikatan rem mutlak diperlukan. Aksi komposit atau konstruksi komposit dalam struktur adalah interaksi dari elemen struktur yang berbeda dan dapat terjadi dengan menggunakan material yang sama atau berlainan. Termasuk dalam konstruksi komposit adalah balok baja-beton, kolom baik terbungkus penuh atau sebagian, atau diikat dengan menggunakan 'shear connector' dan balok beton. Konstruksi komposit yang paling umum dalam struktur jembatan adalah komposit baja-beton dimana baja dan plat beton bertulang (cor ditempat atau prefab) dihubungkan dengan shear connector sehingga bekerja sebagai satu kesatuan.
Balok baja dapat terbungkus penuh dalam beton, terbungkus sebagian, atau ditempatkan dibawah plat. Jika selimut beton atau beton pembungkus monolit mempunyai ketebalan minimum tertentu, ikatan dengan balok baja akan memberikan aksi komposit dan akan didapat tambahan kekakuan. Untuk menjamin terjadi aksi komposit maka harus disediakan shear connector berupa stud, tulangan baja, atau bentuk lain yang dilas pada flens atas dari balok baja dan tertanam dalam plat beton. Beberapa sistem komposit dari material konstruksi yang sama dan berlainan. Sistem komposit dari material yang sama adalah: 1. Struktur monolit, misalnya elemen struktur beton cor ditempat (pondasi, kolom, balok, portal, shear wall, pelat, panel). 2. Struktur komposit, yaitu antara elemen struktur prefab dengan elemen beton cor ditempat. Contoh: balok beton cor ditempat dengan plat beton bertulang cor ditempat. 3. Struktur orthotropik, terjadi pada balok baja yang berinteraksi dengan plat baja.
Pemasangan jembatan komposit merupakan hal penting dan memerlukan tahapan tahapan yang harus dilakukan yaitu : 1.
Pemasangan jembatan komposit terdiri atas dua tahap, yaitu
- Tahap pemasangan gelagar baja - Pengecoran lantai yang merupakan bagian struktur dari jenis komposit. 1.
Pemasangan gelagar dapat dilaksanakan dengan cara perancah atau dengan cara peluncuran.
2.
Pemasangan Gelagar harus mengacu pada desain yang dilaksanakan, karena apabila digunakan dengan cara peluncuran ( launching ), maka bisa terdapat anggapan dalam perhitungan bahwa gelagar menahan semua beban mati beton yang berada di atas gelagar sebelum beton mengeras. Sedangkan pada pemasangan dengan cara perancah, perancah harus dihitung dapat menahan beban gelagar baja dan beton sebagai beban mati sebelum mengeras.
3.
Buat camber sesuai yang disyaratkan , karena dengan tidak adanya camber akan mengurangi kapasitas keamanan gelagar komposit.
4.
Gelagar komposit baru berfungsi sebagai komposit apabila beton yang berada di atas gelagar tersebut mengeras dan bekerja sama dengan gelagar menjadi satu kesatuan dalam suatu struktur.
5.
Komposit terbentuk melalui Shear Connector yang dipasang pada gelagar melintang.
Penampang komposit terbentuk jika dua buah komponen bahan (Baja Beton) digabung menjadi satu kesatuan penampang dan terjadi intreaksi antara komponen-komponen tersebut yang berupa Lantai beton dan Balok baja dalam menahan beban kerja, masing-masing karakteristik dasar dan meterialnya dari dua komponen tersebut dimanfaatkan secara optimal. Agar terbentuknya interaksi yang baik antara dua komponen tersebut, gaya geser yang terjadi antara lantai beton dan balok baja ditahan oleh Penghubung Geser (Shear Connector). Ada beberapa macam bentuk balok komposit yang sering digunakan sebagai Gelagar jembatan adalah seperti pada gambar berikut :
Karakteristik penting yang dimilki oleh struktur baja adalah •
Kekuatan yang tinggi
•
Modulus elastisitas yang tinggi
•
Daktalitas yang tinggi
Karakteristik penting yang dimiliki oleh struktur beton aladah : •
Sifat ketahanan yang baik terhadap api
•
Mudah dibentuk
•
Relatif murah
Ada dua tipe balok komposit yaitu : a. Balok komposit dengan penghubung geser b. Balok baja yang diberi selubung beton
Aksi komposit terbentuk dengan adanya transfer geser antara pelat beton dan balok baja yang dapat terjadi melalui : a. Mekanisme interlocking antara penghubung geser dan pelat beton b. Mekanisme lekatan dan frksi sepanjang permukaan atas profil baja yang terkekang di dalam beton dan mekanisme tahanan geser pada bidang antara pelat beton dan selubung beton disekitar profil baja.
8.2. Struktur Komposit Baja dan Beton Material Komposit Ciri struktur komposit berdasarkan pada sifat interaksi antara struktur elemen baja dan beton yang dirancang untuk memanfaatkan kekuatan maksimum dari tiap material dalam menahan beban. Elemen dan sistem komposit yang dihasilkan secara umum menggambarkan tingkat efisiensi tinggi dalam menahan beban sehingga biaya menjadiefektif lebih ringan. Karakteristik terpenting dari struktur baja adalah kekuatan yang tinggi, moduluselastisitas tinggi, dan daktilitas yang tinggi, yang menghasilkan dimensi elemen berukuran kecil, bentang bersih yang panjang, dan sifat adaptif yang baik dalam pembuatan dan penggunaannya. Kelebihan utama lainnya, berhubungan dengan ringannya baja persatuan luas bangunan, stabilitas dimensional bangunan, kemudahan untuk dimodifikasi, dan kecepatan pembangunan yang dihasilkan dari prepabrikasi elemen dan sambungan. Oleh sebab itu fungsi dari struktur baja dalam struktur kompositdiorientasikan kedalam beberapa hal berikut
:
- Pelat lantai (Floor framing) yang diperlukan untuk menahan bentang bersih antar kolom yang panjang dan potensi untuk memodifikasi elemen struktur dikemudian hari.
- Mengurangi luas penampang kolom yang diperlukan sehingga jumlah kolom lebih sedikit serta pelaksanaan menjadi lebih cepat.
- Daerah dengan aktivitas gempa tinggi dimana daktilitas yang tinggi dan berat gedung yang lebih ringan memberikan suatu keuntungan. Konstruksi beton memiliki sifat tahan api yang baik, daya lekat massa yang tinggi dan biaya material yang relatif rendah. Konstruksi Beton ini dapat diubah kedalam bentuk apapun asal dapat menghasilkan konstruksi yang kompleks dan bentuk — bentuk arsitektural, termasuk bentuk pracetak yang dibuat memiliki bentuk struktural yang efisien. Penggunaan beton dalam konstruksi komposit menguntungkan pada aplikasi berikut :
- Pelat lantai, yang mempunyai sifat isolasi pada beton.
- Pelat lantai beton membentuk diapraghma horizontal yang kaku, memberikan stabilitas pada sistem bangunan ketika mendistribusikan kekuatan gempa pada beban lateral yang menahan elemen.
- Kolom, yang mempunyai kuat tekan beton yang digunakan dengan sangat efektif dan biaya materialnya dapat diperkecil.
8.3. Pembebanan Pada Struktur Komposit Desain elemen struktur komposit harus memperhitungkan sambungan antara material baja dan beton, yang ditandai dengan interaksinya bergantung waktu, termasuk pengaruh daya tahan terhadap beban konstruksi sementara, pembagian beban, dan kesesuaian deformasi. Perubahan selanjutnya dalam pembagian beban dikarenakan adanya pemuaian dan penyusutan dari beton. Beban mati (Dead load) meliputi berat sendiri dari semua elemen tetap meliputi rangka baja, dinding dan kolom beton, selubung beton, plat lantai, lantai baja dan lain sebagainya Beban hidup (Live load) meliputi semua beban yang disumsikan berubah setelah digunakan pada struktur lengkap. Beban hidup meliputi beberapa lapisan arsitektural, meubel, partisi, peralatan dan perlengkapan lainnya. Ada atau tidak adanya penyokong pada saat pemasangan konstruksi mengakibatkan adanya hubungan langsung antara beban mati dan beban hidup dalam material komposit. Dulu sistem rangka lantai komposit sering didesain sebagai sokongan untuk mencegah tegangan lentur berlebihan akibat beban mati pada elemen konstruksi baja yang disebabkan oleh berat baja dan beton segar. Tetapi, Tegangan tinggi seperti itu adalah kekhasan dari konstruksi tanpa sokongan "unshored". Percobaan pada balok komposit menunjukkan bahwa redistribusi tegangan berlangsung dalam penampang komposit ketika mendekati batas maksimum. Kekuatan maksimum penampang komposit tidak tergantung pada ada atau tidaknya sokongan pada saat konstruksi. Sebagai hasilnya, seluruh beban yang awalnya diasumsikan, dapat bertindak berdasarkan penampang komposit keseluruhan, juga pada desain tegangan. Selain itu, perkiraan defleksi akibat beban mati dari konstruksi harus berdasarkan pada kekakuan penampang baja itu sendiri.
Sistem Struktur Komposit Yang termasuk kedalam sistem lantai komposit adalah penyokong balok baja struktural, balok melintang, gelagar, atau rangka yang dihubungkan oleh sambungan geser (shear connector) dengan pelat lantai beton untuk membentuk sebuah balok T efektif yang tahan terhadap beban terutama beban lentur akibat gravitasi. Kemampuan dari sistem ini diakibatkan oleh sifat kuat dari komponen lantai beton itu, kemampuan jarak bentang baja, dan kemampuan elemen baja. Keuntungan dari sistem lantai komposit yaitu efisien dalam biaya material, tenaga kerja dan waktu pekerjaan.
Pelat Lantai Pelat lantai komposit adalah sistem pelat lantai yang terdiri dari lembaran tipis baja berprofil atau bergelombang yang dikombinasikan dengan campuran beton (Gambar 2.1).
Lembaran baja tersebut berfungsi untuk bekisting tetap dan sebagai pengganti tulangan tarik. Aksi komposit antara pelat lantai baja gelombang dengan pelat beton dapat terbentuk melalui lekatan kimia dan friksi aktif antara kedua material, kekangan pasif, profil dek dan
adanya bentuk geometris yang khas pada lembaran bajaserta mampu pula menahan gaya geser yang terjadi.
8.4. Aplikasi dan Perencanaan Jembatan Komposit
SAMBUNGAN
