i
MAKALAH TUGAS BESAR JEMBATAN RANGKA BAJA KONSTRUKSI BAJA I
“BADAWANG TWINS BRIDGE”
Disusun Oleh :
Dhinahadi Vitriyana
4114010005
Mazaya Btari Gina
4114010017
Yasinta Agustina
4114010023
Jurusan Teknik Sipil Program Studi S1 Terapan Perancangan Jalan dan Jembatan
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2015
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT karena berkah dan rahmatnya yang dilimpahkan, kami dapat mengikuti dan menyelesaikan makalah tugas besar konstruksi baja I yang bertema jembatan rangka baja dengan judul “BADAWANG TWINS BRIDGE”. Dalam kesempatan ini kami peneliti bermaksud mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang mendukung dan membantu dalam pembuatan tugas besar konstruksi baja ini, yaitu : 1. Anis Rosyidah, S. Pd., SST., MT. , selaku dosen konstruksi baja yang telah memberikan arahan serta bimbingan dalam pembuatan tugas besar jembatan rangka baja. 2. Teman-teman Teknik Sipil khususnya keluarga besar program studi Perancangan Jalan dan Jembatan yang selalu memberikan motivasi dan semangat kepada kami. Dalam penelitian ini, kami menyadari bahwa makalah ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Dengan rasa hormat kami mohon arahan, petunjuk, saran, dan kritik terhadap penelitian kami. Sehingga diharapkan pada penelitian selanjutnya dilakukan perbaikan serta dapat menambah wawasan dan pengetahuan bagi kami.
Depok, 4 Januari 2016
Penyusun
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................. i PENGANTAR...........................................................................................ii DAFTAR ISI ............................................................................................. iii DAFTAR GRAFIK……………………………………………………….v DAFTAR GAMBAR…………………………………………………….vi DAFTAR TABEL................................................................................... vii BAB 1 PENDAHULUAN.......................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1 1.2. Pokok Pembahasan ............................................................................... 2 1.3. Tujuan Penulisan .................................................................................. 2 1.4. Rumusasn Penulisan............................................................................. 2 BAB 2 MODEL DAN DATA TEKNIS JEMBATAN ............................ 3 2.1. Dasar Teori Perancangan ..................................................................... 3 2.2. Model Jembatan ................................................................................... 3 2.3. Data Teknis dan Spesifikasi Material Jembatan ............................... 4 BAB 3 ANALISA DIAFRAGMA ............................................................ 6 3.1. Perencanaan Diafragma Jembatan ....................................................... 6 3.2. Perencanaan Profil Diafragma ............................................................. 7 3.3. Periksa Lendutan ................................................................................ 10 BAB 4 ANALISA RANGKA UTAMA .................................................... 14 4.1. Analisa Struktur dengan Beban Statis ................................................. 14 4.2. Analisa Struktur dengan Beban Dinamis ............................................. 23 4.3. Pembebanan Rangka Utama .............................................................. 29 4.4. Perencanaan Rangka Utama ................................................................. 23 BAB 5 PERENCANAAN SAMBUNGAN BAUT .................................. 38 5.1. Desain Smbungan Baut ........................................................................ 38 5.2. Desain Block Shear .............................................................................. 60
iv
BAB 6 PENUTUP…………….……………………………………….....68 6.1. Kesimpulan ………………………………………………………......68 6.2. Saran ……..………………………………………………………......68 DAFTAR PUSTAKA………...…………………………………………..69 LAMPIRAN………...………...…………………………………………..70
v
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Garis Pengaruh Batang Atas dan Bawah ............................................28 Grafik 4.2. Garis Pengaruh Batang Diagonal.........................................................28 Grafik 4.3. Garis Pengaruh Batang Vertikal ..........................................................29
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Tampak Samping Jembatan ...............................................................4 Gambar 2.2. Tampak Bawah Jembatan ...................................................................4 Gambar 2.3. Potongan Melintang Jembatan ............................................................4 Gambar 3.1 Diafragma Pada Jembatan .................................................................10 Gambar 3.2. Lendutan Akibat Plat Beton ...............................................................11 Gambar 3.3. Lendutan Akibat Perkerasaan ................................................. …….. 11 Gambar 3.4. Lendutan Akibat Kendaraan ..............................................................12 Gambar 3.5. Lendutan Akibat Diafragma ..............................................................12 Gambar 4.1. Struktur Pembebanan .........................................................................14 Gambar 4.2. Potongan Perhitungan Gaya Batang ..................................................15 Gambar 5.1. Rencana Sambungan Baut .................................................................38
vii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Data Teknis dan Spesifikasi Material Jembatan .....................................5 Tabel 3.1. Spesifikasi Penampang Baja IWF ..........................................................8 Tabel 4.1. Hasil Perhitungan Gaya-gaya Batang....................................................23 Tabel 4.2. Nilai Beban Berjalan dalam P Satu Satuan ...........................................25 Tabel 4.3. Nilai Gaya Batang Tarik dan Tekan Maksimal ....................................27 Tabel 4.4. Perhitungan Nilai Pu Akibat Beban Statis dan Beban Dinamis . ……..31 Tabel 4.5. Spesifikasi Penampang Baja IWF Aksial Tarik ....................................33 Tabel 4.6. Spesifikasi Penampang Baja IWF Aksial Tekan ...................................35 Tabel 5.1. Spesifikasi Baut dan Plat .......................................................................38
1
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Jembatan merupakan suatu struktur yang dibangun untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti sungai, rel kereta ataupun jalan raya. Sedangkan menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 34 Tahun 2006 tentang Jalan, yang dimaksud dengan “jembatan” adalah jalan yang terletak di atas permukaan air dan/atau di atas permukaan tanah.Dengan adanya jembatanmemungkinkan penyeberangnya berjalan di atas rintangan tersebut. Dalam perkembangannya pembangunan jembatan sangat berkaitan dengan upaya pengembangan wilayah dalam mendukung kegiatan ekonomi seperti pertanian, perkebunan, perikanan, peternakan, industri, pariwisata, pertambangan serta pengembangan kegiatan sosial kemasyarakatan. Teknologi mengenai jembatan sudah seharusnya dikuasai oleh bangsa Indonesia untuk terciptanya peningkatan Sumber Daya Manusia (SDM) dibidang teknik jembatan. Hal ini mendorong rasa semangat putra-putri Indonesia untuk mampu merencanakan serta merealisasikan suatu konstruksi jembatan yang memenuhi kriteria dengan material yang kuat, stabil, ringan, dan ekonomis merupakan suatu keharusan khususnya bagi setiap lulusan Teknik Sipil khususnya dengan prodi Perancangan Jalan dan Jembatan. Konfigurasi jembatan rangka baja telah banyak dikembangkan untuk mendapatkan desain yang efisien dari penggunaan meterial yang memiliki kekuatan optimal, serta indah dari segi estetika. Berdasarkan pemikiran tersebut, kami merancang model jembatan yang mengacu pada teori-teori yang telah diajarkan dalam mata kuliah Konstruksi Baja dan sumbersumber yang sesuai dengan ketentuan yang berlaku seperti SNI (Standar Nasional Indonesia) yang digunakan dalam perencanaan konstruksi jembatan di Indonesia dan LRFD (Load and Resistance Factor Design) tanpa mengesampingkan nilai estetika.
2
1.2.
Pokok Bahasan Bahasan yang kami ambil dalam penyusunan makalah ini adalah mendesain konstruksi struktur jembatan rangka baja dengan konstruksi utama berada di atas lantai jembatan untuk kendaraan yang kuat, ekonomis dan kreatif dilihat dari segi struktur, biaya, estetika, dan kemudahan pelaksanaan.
1.3.
Tujuan Penulisan Tujuan penulisan makalah ini adalah diharapkan mahasiswa mampu mengolah, menganalisa, dan merencanakan suatu jembatan rangka baja sesuai dengan ilmu yang telah diajarkan.
1.4.
Rumusan Masalah Permasalahan-permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah: 1. Bagaimana model rangka jembatan baja yang akan direncanakan dan dianalisa? 2. Apa saja data teknis dan spek material yang dibutuhkan dalam perancangan? 3. Bagaimana menentukan dan memperhitungkan pembebanan serta dimensi penampang yang efisien pada diafragma? 4. Bagaimana cara mengetahui perhitungan dan menentukan gaya tarik dan tekan yang bekerja pada struktur utama jembatan? 5. Bagaimana cara mengetahui lendutan pada diafragma? 6. Bagaimana pembebanan yang bekerja pada struktur utama rangka jembatan? 7. Bagaimana merencanakan sambungan yang digunakan pada struktur rangka jembatan? Mengingat begitu kompleksnya dalam perencanaan struktur jembatan maka untuk perencanaan pier head, abutment dan pondasi diabaikan dalam perumusan masalah di atas.
3
BAB II MODEL DAN DATA TEKNIS JEMBATAN 2.1.
Dasar Teori Perancangan Jembatan rangka adalah struktur konstruksi jembatan yang tersusun dari rangka-rangka yang diletakakan pada suatu bidang dan dihubungkan melalui sambungan sendi-rol pada ujungnya. Struktur rangka batang dapat dikatakan stabil jika tidak terjadi pergerakkan titik pada struktur di luar pengaruh deformasi elemen. Susunan struktur yang stabil khususnya pada jembatan merupakan rangkaian segitiga.1 Dilengkapi dengan batang diagonal dan/ atau vertikal, sehingga setiap batang hanya memikul batang aksial murni. Dalam melakukan perancangan struktur jembatan rangka batang
tentunya harus memenuhi persamaan kesetimbangan, sehingga struktur rangka batang tersebut menjadi statis tertentu dan dapat diselesaikan dengan persamaan kesetimbangan. Dalam hal perancangan struktur jembatan rangka batang dua dimensi agar struktur tersebut dikatakan struktur statis tertentu maka harus memenuhi persamaan: Dimana:
2J = m + 3
J
= Jumlah Joint
m
= Jumlah Batang
Dalam desain jembatan kali ini, kami merancang jenis jembatan rangka atas baja dan spesifikasinya adalah sebagai berikut: a. Terdiri dari dua jalur b. Panjang bentang 50 meter c. Tinggi maksimum 6 d. Lebar jaluur 4 meter 1
Ir. Heinz Frick, mekanika teknik 1, cet 21 tahun 2006 : Kanisius, Yogyakarta. Sub – bab 4.2
2.2.
Model Jembatan
4
Rangka jembatan yang kami rencanakan adalah sebagai berikut:
Gambar 2.1 Tampak samping jembatan
Gambar 2.2 Tampak bawah jembatan
Gambar 2.3 Potongan melintang jembatan 2.3.
Data Teknis dan Spesifikasi Material Jembatan
5
Data teknis dan spesifikasi material jembatan yang kami rencanakan adalah sebagai berikut: Tabel 2.1 Data Teknis dan Spesifikasi Material Jembatan Panjang Jembatan
50 m
Lebar Jembatan
8m
Lebar Jalur
4m
Panjang Segmen
5m
Jumlah Segmen
10 segmen
Tebal Perkerasan
0,05 m
Tebal Pelat Lantai
0,2 m
Jenis Perletakan
Sendi – Rol
Mutu Baja
BJ – 50
Fy
290 MPa
Fu
500 MPa
E
200.000 Mpa
Beban Lajur
9 KN/m2
BI Beton
24 KN/m3
BJ Aspal
22 KN/m3
Tinggi Air Hujan
0,05 m
BJ Air
10 KN/m3
6
BAB III ANALISA DIAFRAGMA 3.1.
Perencanaan Diafragma Jembatan
Perhitungan Berat Beban Pada Difragma
Beban Mati (DL) Plat Beton qDL
= b x h x BI beton = 0,2 x 5 x 24 = 24 KN/m
MDL = 1/8 x qDL x L2 = 1/8 x 24 x 82 = 192 kNm
Beban Mati Tmbahan (SDL) Perkerasan Jalan qSDL
= b x h x BJ Aspal = 0,05 x 5 x 22 = 5,5 KN/m
MSDL = 1/8 x qSDL x L2 = 1/8 x 5,5 x 82 = 44 KNm
Beban Hidup (LL)
7
Air Hujan = b x h x BJ Air = 0,05 x 5 x 10 = 2,5 KNm Kendaraan = berat x tributary area = 9 KN/m2 x 5 m = 45 KN/m qLL
= 45 + 2,5
= 47,5 KN/m MLL = 1/8 x qLL x L2 = 1/8 x (47,5) x 82 = 380 KNm
3.2
Perencanaan Profil Diafragma
Langkah I
: Menghitung Momen Ultimite
Mu = 1,3 MDL + 1,8 MLL + 2 MSDL = 1,3 (192) + 1,8 (380) + 2 (44) = 1021,6 KNm
Langkah II
: Preliminary Design
Mu ≤ ϕ Mn
Dimana ϕ = 0,9
Mu
= ϕ Fy . Zx
Zx
= = 0,00391417624 m3
= 3914,176 cm3
Langkah III
: Profil Penampang Yang Dipilih
8
Berdasarkan nilai Zx yang diperoleh, maka dipilih penampang profil dengan spesifikasi sebagai berikut: Tabel 3.1 Spesifikasi Penampang Baja IWF
Langkah IV
: Memperhitungkan Berat Sendiri Pada Mu
Nilai Mu setelah berat diafragma dimasukkan adalah sebagai berikut: Beban Sendiri Struktur Berat = 151 Kg/m = 1,51 KN/m MDL
= 1/8 x qDL x L2 = 1/8 x 1,51 x 82 = 12,08 KNm Mu akhir = 1,1 MDL + Mu = 1,1 (12,08) + 1021,6 = 1034,888 KNm
Langkah V
: Cek Local Buckling
Pelat Sayap λ
B
= 2.tf 300
λp
=
170 √f 170
= 2.20
= √290
= 7,5
= 9.982
Berdasarkan hasil pengecekan pada pelat sayap, maka dapat disimpulkan bahwa:
9
Pelat Badan h
= 588
λ
= tw
h
=
λp
=
1680 √f 1680
588
= √290
12
= 98,684
= 41
Berdasarkan hasil pengecekan pada pelat sayap, maka dapat disimpulkan bahwa:
Sehingga Mn = Mp = fy . Zx = 29 KN/cm2 x 4488,84 cm3 = 130176,36 KNcm = 1301,7636 KN Langkah VI
: Cek Lateral Buckling
Panjang batang tidak terkekang (Lb) dipengaruhi oleh letak ikatan angin
(bracing). Gambar 3.1 Diafragma pada jembatan Lb
=2m
Lp
= 1,76 . iy . √( ) = 1,76 x 68,5 x √(2
290 10
)
10
= 3,17 m Lr
= 8,92 m (berdasarkan Tabel Baja)
Sehingga
Langkah VII
Lb
<
Lp
Bentang Pendek (Mn = Mp)
: Kontrol Kekuatan
Mu ≤ ϕ Mn Mu
= 1034,888 KNm
ϕ Mn = 1176,08724 KNm Berdasarkan hasil perhitungan tersebut maka dapat disimpulkan: Mu <
ϕ Mn
OK !
Dimensi profil yang direncanakan memenuhi syarat Ratio 0,879 < 1 (AMAN !!) “Berdasarkan hasil cek ratio profil baja (IWF) yang digunakan untuk diafragma sudah aman dan kuat untuk menahan beban jembatan yang gtelah ditentukan. 3.3 Cek Lendutan
Plat Beton
q = 24 kN/m
Gambar 3.2 Lendutan akibat Plat Beton
11
Perkerasan
q = 5,5 KN/m q = 5,5 kN/m
Gambar 3.3 Lendutan akibat Perkerasan
Kendaraan
q = 36 KN/m
Gambar 3.4 Lendutan akibat Kendaraan
Diafragma
q = 1,51 KN/m
12
Gambar 3.5 Lendutan akibat Diafragma
Lendutan Total
Berdasarkan hasil perhitungan tersebut maka dapat disimpulkan:
D total < D izin
OK !
Lendutan yang terjadi memenuhi syarat sehingga profil aman!
13
BAB IV ANALISA RANGKA UTAMA 4.1 Analisa Struktur Dengan Beban Statis
Gambar 4.1 Struktur Pembebanan Data Rangka Utama
Panjang Bentang : 50 m Panjang Tiap Segmen : 5 m Tinggi Maksimum :6m o Tinggi Minimum
:5m
Perhitungan Beban Statis (Gaya-Gaya Batang) Perhitungan gaya gaya batang dilakukan dengan menggunakan metode Ritter dan Buhul serta beban dibuat P satu satuan.
Gambar 4.2 Potongan Perhitungan Gaya Batang
14 POTONGAN 1
∑V = O
∑H = 0
5P - 0.5P - a1 sin α = 0
b1 – a1 cos α = 0
4.5P – a1 sin 45ᵒ = 0
b1 = 6.363P cos 45ᵒ
a1 = 6.363P (tekan)
b1 = 4.499P (tarik)
POTONGAN 2
∑V = O
∑H = 0
v1 = -P (tarik)
b1 = b2 b2 = 4.499P (tarik)
15
POTONGAN 3
∑V = O
∑H = 0
a1 cos α - d1 cos α – a2 sin β - v1 = 0
a1 sin α - a2 cos β + d1 sin α = 0
6.363P cos 45ᵒ - d1 cos 45ᵒ - a2 sin 6ᵒ- P = 0
6.363P sin 45ᵒ - a2 cos 6ᵒ + d1 sin 45ᵒ = 0
4.499P – 0.707 d1 – 0.1045 a2- P = 0
4.499P – 0.994 a2+ 0.707 d1 = 0
0.707 d1 + 0.1045 a2 = 3.499P……..(1)
0.707 d1 - 0.994 a2 = -4.499P……..(2)
Eliminasipersamaan (1) dan (2) 0.707 d1 + 0.1045 a2 = 3.499P 0.707d1 -0.994 a2 = -4.499P 1.0985 a2 = 7.998P d2 = 7.28P (tekan)
0.707 d1 + 0.1045 a2 = 3.499P 0.707 d1 = 3.499P – (0.1045 x 7.28P) d1 = 3.87P (tarik)
16 POTONGAN 4
∑V = O d1 sin α – v2 – P = 0 3.87P sin 45ᵒ - v2 – P = 0 2.736P - v2 – P = 0 v2 = 1.736P (tekan)
∑H = 0 -d1 cos α – b2 – b3 = 0 -3.87P cos 45ᵒ - 4.499P - b3 = 0 -2.736P - 4.499P - b3 = 0 b3 = - 7.235P (tarik)
17
POTONGAN 5
∑V = O a2 cos β + v2 – a3 sin θ – d2 cos α = 0 7.28P cos 84ᵒ + 1.736P - a3 sin 5ᵒ - d2 cos 42ᵒ = 0 0.76P + 1.736P – 0.087 a3– 0.743 d2 = 0 0.087 a3 + 0.743 d2 = 2.496P…….(1) ∑H = 0 a2sin β - a3cos θ + d2sin α = 0 7.28P sin84ᵒ - a3cos5ᵒ + d2sin 42ᵒ = 0 0.996a3– 0.669d2= 7.24P…….(2) EliminasiPersamaan (1) dan (2) 0.087a3 + 0.743 d2 = 2.496P x 0.996 0.996a3– 0.669d2= 7.24P
x 0.087
0.086 a3 + 0.74d2 = 2.486P 0.086 a3– 0.058d2 = 0.629P 0.798d2 = 1.857P d2= 2.327P (tarik)
18
0.087a3 + 0.743 d2 = 2.496P 0.087a3 + (0.743 x 2.327P) = 2.496P 0.087a3= 2.496P – 1.728P a3= 8.832P (tekan)
POTONGAN 6
∑MD = 0 5P . 15 –0,5P . 15 - P . 10 –P . 5 –a4cos α 6 = 0 52,5P = a4cos 6ᵒ.6 a4 = 8,798P (tekan)
∑V = 0 5P – 0,5P - P – P – P + a4 sin α + d3 sin β = 0 1,5P+ 8,789 sin 6ᵒ = - d3 d3 = - 3,254 P (tekan)
∑H = 0 a4cos α+ b4 + d3 cos β = 0
19
8,798P cos 6ᵒ+ b4 + 3,254P cos 48ᵒ = 0 b4 = - 10,927P (tarik)
POTONGAN 7
∑V = 0 a4cos α + a3cos β + v3 = 0 8,798 cos 85ᵒ + 8,832 cos 84ᵒ= - v3 v3= - 1,689P (tarik)
POTONGAN 8
∑V = 0 v4 + P = 0 v4 = -P (tarik)
20
∑H = 0 b4 – b5 = 0 b4 = b5 b5 = 10, 927 P (tarik)
POTONGAN 9
∑V = 0 d3cos β + d4 cos β – v4 + a5 sin θ - a4 sin α = 0 3,254 cos 42ᵒ + d4 cos 42ᵒ - P + a5 sin 6ᵒ - 8,798Psin 5ᵒ = 0 2,418P + 0,743 d4 – P + 0,104 a5 – 0,766P = 0 0,743 d4 + 0,104 a5 = -0,652 P…….(1)
21
∑H = 0 c3sin β + a4 cos α - a5 cos θ - d4 sin β = 0 3,254 P sin 42ᵒ + 8,798P cos 5ᵒ - d5 cos 6ᵒ - d4 sin 42ᵒ = 0 2,177P + 8,764P – 0,944a5 – 0,669 d4 = 0 0,944a5 + 0,669 d4 = 10,941P…….(2)
EleminasiPersamaan (1) dan (2) 0,743 d4 + 0,104 a5 = -0,652 P | x 0,669 | 0,497 d4 + 0,069 a5 = - 0,436P 0,944a5 + 0,669 d4 = 10,941P | x 0,743 | 0,497 d4 + 0,738a5 = 8,129P –0,669a5 = –8,565P a5 = 12,8P (tekan)
0,743 d4 + 0,104 a5 = -0,652 P 0,743 d4 + (0,104 x 12,8P) = -0,652 P d4 = 2,669 P ( tarik)
POTONGAN 10
22
a5 = a6 ∑V = 0 v5 - a5 sin α - a6 sin α = 0 v5 = 12,8P sin6ᵒ + 12,8 P sin 6ᵒ v5 = 2,675 P (tekan)
Berdasarkan perhitungan gaya-gaya batang dengan metode titik buhul dan beban dalam P satu satuan diperoleh sebagai berikut: Tabel 4.1 Hasil perhitungan gaya-gaya batang No. Batang a1 a2 a3 a4 a5 b1 b2 b3 b4 b5 d1 d2 d3 d4 v1 v2 v3 v4 v5
Gaya Batang (KN) Batang Statis Tarik 4,499 P 4,499 P 7,235 P 10,927 P 10,927 P 3,87 P 2,327 P 2,669 P P 1,689 P P 2,675 P
4.2 Analisa Struktur Dengan Beban Dinamis Data Rangka Utama
Panjang Bentang
: 50 m
Tekan 6,363 P 7,28 P 8,832 P 8,798 P 12,8 P 3,254 P 1,736 P -
23
Panjang Tiap Segmen Tinggi Maksimum Tinggi Minimum
:5m :6m :5m
Perhitungan Beban Dinamis (Beban Berjalan) Perhitungan gaya gaya batang dilakukan dengan menggunakan metode Analisa SAP2000
dan
beban
dibuat
P
satu
satuan
24
Nilai Garis Pengaruh pada Gaya Batang JARAK
a1
a2
a3
a4
a5
b1
b2
b3
b4
b5
d1
d2
d3
d4
v1
v2
v3
v4
v5
0.000 1.250 2.499 3.749 4.998 5.000 6.250 7.499 8.749 9.998 10.000 11.250 12.499 13.749 14.998 15.000 16.250 17.499 18.749 19.998 20.000 21.250 22.499
0.000 -0.318 -0.636 -0.955 -1.273 -1.273 -1.237 -1.202 -1.167 -1.131 -1.131 -1.096 -1.061 -1.025 -0.990 -0.990 -0.955 -0.919 -0.884 -0.849 -0.849 -0.813 -0.778
0.000 -0.183 -0.366 -0.548 -0.731 -0.731 -0.914 -1.096 -1.279 -1.462 -1.462 -1.416 -1.370 -1.325 -1.279 -1.279 -1.233 -1.188 -1.142 -1.096 -1.096 -1.051 -1.005
0.000 -0.147 -0.293 -0.440 -0.586 -0.586 -0.733 -0.879 -1.026 -1.172 -1.173 -1.319 -1.466 -1.612 -1.759 -1.759 -1.696 -1.633 -1.570 -1.508 -1.507 -1.445 -1.382
0.000 -0.147 -0.293 -0.440 -0.586 -0.586 -0.733 -0.879 -1.026 -1.172 -1.173 -1.319 -1.466 -1.612 -1.759 -1.759 -1.696 -1.633 -1.570 -1.508 -1.507 -1.445 -1.382
0.000 -0.126 -0.251 -0.377 -0.502 -0.503 -0.628 -0.754 -0.879 -1.005 -1.005 -1.131 -1.256 -1.382 -1.507 -1.508 -1.633 -1.759 -1.884 -2.010 -2.010 -2.136 -2.261
0.000 0.225 0.450 0.675 0.900 0.900 0.875 0.850 0.825 0.800 0.800 0.775 0.750 0.725 0.700 0.700 0.675 0.650 0.625 0.600 0.600 0.575 0.550
0.000 0.225 0.450 0.675 0.900 0.900 0.875 0.850 0.825 0.800 0.800 0.775 0.750 0.725 0.700 0.700 0.675 0.650 0.625 0.600 0.600 0.575 0.550
0.000 0.182 0.364 0.545 0.727 0.727 0.909 1.091 1.273 1.454 1.455 1.409 1.364 1.318 1.273 1.273 1.227 1.182 1.136 1.091 1.091 1.045 1.000
0.000 0.182 0.364 0.545 0.727 0.727 0.909 1.091 1.273 1.454 1.455 1.409 1.364 1.318 1.273 1.273 1.227 1.182 1.136 1.091 1.091 1.045 1.000
0.000 0.136 0.273 0.409 0.545 0.546 0.682 0.818 0.955 1.091 1.091 1.227 1.364 1.500 1.636 1.637 1.773 1.909 2.045 2.182 2.182 2.091 2.000
0.000 -0.061 -0.122 -0.183 -0.244 -0.244 0.048 0.341 0.633 0.925 0.926 0.897 0.868 0.839 0.810 0.810 0.781 0.752 0.723 0.694 0.694 0.665 0.636
0.000 -0.054 -0.107 -0.161 -0.214 -0.214 -0.268 -0.321 -0.374 -0.428 -0.428 -0.144 0.141 0.425 0.709 0.710 0.684 0.659 0.634 0.608 0.608 0.583 0.558
0.000 0.014 0.028 0.042 0.056 0.056 0.070 0.085 0.099 0.113 0.113 0.127 0.141 0.155 0.169 0.169 -0.127 -0.422 -0.718 -1.013 -1.014 -0.971 -0.929
0.000 -0.017 -0.034 -0.051 -0.068 -0.068 -0.085 -0.101 -0.118 -0.135 -0.135 -0.152 -0.169 -0.186 -0.203 -0.203 -0.220 -0.237 -0.253 -0.270 -0.270 0.051 0.372
0.000 0.250 0.500 0.750 1.000 1.000 0.750 0.500 0.250 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
0.000 0.043 0.086 0.130 0.173 0.173 0.216 0.259 0.302 0.345 0.345 0.116 -0.114 -0.343 -0.573 -0.573 -0.552 -0.532 -0.511 -0.491 -0.491 -0.470 -0.450
0.000 0.029 0.058 0.088 0.117 0.117 0.146 0.175 0.204 0.233 0.233 0.263 0.292 0.321 0.350 0.350 0.338 0.325 0.313 0.300 0.300 0.288 0.275
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.250 0.500 0.750 1.000 1.000 0.750 0.500
0.000 -0.025 -0.050 -0.075 -0.100 -0.100 -0.125 -0.150 -0.175 -0.200 -0.200 -0.225 -0.250 -0.275 -0.300 -0.300 -0.325 -0.350 -0.375 -0.400 -0.400 -0.425 -0.450
25
23.749 24.998 25.000 26.250 27.499 28.749 29.998 30.000 31.250 32.499 33.749 34.998 35.000 36.250 37.499 38.749 39.998 40.000 41.250 42.499 43.749 44.998 45.000 46.250 47.499 48.749 49.998
-0.743 -0.707 -0.707 -0.672 -0.636 -0.601 -0.566 -0.566 -0.530 -0.495 -0.460 -0.424 -0.424 -0.389 -0.354 -0.318 -0.283 -0.283 -0.248 -0.212 -0.177 -0.141 -0.141 -0.106 -0.071 -0.035 0.000
-0.959 -0.914 -0.914 -0.868 -0.822 -0.777 -0.731 -0.731 -0.685 -0.640 -0.594 -0.548 -0.548 -0.503 -0.457 -0.411 -0.366 -0.365 -0.320 -0.274 -0.228 -0.183 -0.183 -0.137 -0.091 -0.046 0.000
-1.319 -1.256 -1.256 -1.193 -1.131 -1.068 -1.005 -1.005 -0.942 -0.879 -0.817 -0.754 -0.754 -0.691 -0.628 -0.565 -0.503 -0.502 -0.440 -0.377 -0.314 -0.251 -0.251 -0.188 -0.126 -0.063 0.000
-1.319 -1.256 -1.256 -1.193 -1.131 -1.068 -1.005 -1.005 -0.942 -0.879 -0.817 -0.754 -0.754 -0.691 -0.628 -0.565 -0.503 -0.502 -0.440 -0.377 -0.314 -0.251 -0.251 -0.188 -0.126 -0.063 0.000
-2.387 -2.512 -2.512 -2.387 -2.261 -2.136 -2.010 -2.010 -1.884 -1.759 -1.633 -1.508 -1.507 -1.382 -1.256 -1.131 -1.005 -1.005 -0.879 -0.754 -0.628 -0.503 -0.502 -0.377 -0.251 -0.126 0.000
0.525 0.500 0.500 0.475 0.450 0.425 0.400 0.400 0.375 0.350 0.325 0.300 0.300 0.275 0.250 0.225 0.200 0.200 0.175 0.150 0.125 0.100 0.100 0.075 0.050 0.025 0.000
0.525 0.500 0.500 0.475 0.450 0.425 0.400 0.400 0.375 0.350 0.325 0.300 0.300 0.275 0.250 0.225 0.200 0.200 0.175 0.150 0.125 0.100 0.100 0.075 0.050 0.025 0.000
0.955 0.909 0.909 0.864 0.818 0.773 0.727 0.727 0.682 0.636 0.591 0.546 0.545 0.500 0.455 0.409 0.364 0.364 0.318 0.273 0.227 0.182 0.182 0.136 0.091 0.046 0.000
0.955 0.909 0.909 0.864 0.818 0.773 0.727 0.727 0.682 0.636 0.591 0.546 0.545 0.500 0.455 0.409 0.364 0.364 0.318 0.273 0.227 0.182 0.182 0.136 0.091 0.046 0.000
1.909 1.818 1.818 1.727 1.636 1.546 1.455 1.455 1.364 1.273 1.182 1.091 1.091 1.000 0.909 0.818 0.727 0.727 0.636 0.546 0.455 0.364 0.364 0.273 0.182 0.091 0.000
0.608 0.579 0.579 0.550 0.521 0.492 0.463 0.463 0.434 0.405 0.376 0.347 0.347 0.318 0.289 0.260 0.231 0.231 0.203 0.174 0.145 0.116 0.116 0.087 0.058 0.029 0.000
0.532 0.507 0.507 0.481 0.456 0.431 0.406 0.405 0.380 0.355 0.329 0.304 0.304 0.279 0.253 0.228 0.203 0.203 0.177 0.152 0.127 0.101 0.101 0.076 0.051 0.025 0.000
-0.887 -0.845 -0.845 -0.802 -0.760 -0.718 -0.676 -0.676 -0.634 -0.591 -0.549 -0.507 -0.507 -0.465 -0.422 -0.380 -0.338 -0.338 -0.296 -0.253 -0.211 -0.169 -0.169 -0.127 -0.085 -0.042 0.000
0.693 1.013 1.014 0.963 0.912 0.862 0.811 0.811 0.760 0.710 0.659 0.608 0.608 0.558 0.507 0.456 0.406 0.405 0.355 0.304 0.253 0.203 0.203 0.152 0.101 0.051 0.000
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
-0.430 -0.409 -0.409 -0.389 -0.368 -0.348 -0.327 -0.327 -0.307 -0.286 -0.266 -0.246 -0.245 -0.225 -0.205 -0.184 -0.164 -0.164 -0.143 -0.123 -0.102 -0.082 -0.082 -0.061 -0.041 -0.021 0.000
0.263 0.250 0.250 0.238 0.225 0.213 0.200 0.200 0.188 0.175 0.163 0.150 0.150 0.138 0.125 0.113 0.100 0.100 0.088 0.075 0.063 0.050 0.050 0.038 0.025 0.013 0.000
0.250 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
-0.475 -0.500 -0.500 -0.475 -0.450 -0.425 -0.400 -0.400 -0.375 -0.350 -0.325 -0.300 -0.300 -0.275 -0.250 -0.225 -0.200 -0.200 -0.175 -0.150 -0.125 -0.100 -0.100 -0.075 -0.050 -0.025 0.000
26
MIN MAX
-1.273 -1.462 -1.759 -1.759 -2.512 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.244 -0.428 -1.014 -0.270 0.000 -0.573 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.900 0.900 1.455 1.455 2.182 0.926 0.710 0.169 1.014 1.000 0.345 0.350 1.000
Tabel 4.2 Nilai Beban Berjalan dalam P Satu Satuan Berdasarkan perhitungan gaya-gaya batang dengan Analisa SAP2000 beban dalam P satu satuan diperoleh sebagai berikut:
Tabel 4.3 Nilai Gaya Batang Tarik dan Tekan Maksimal
-0.500 0.000
27
Grafik Beban Berjalan (Kontrol Hitungan)
Garis Pengaruh Batang Atas dan Bawah 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 0 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0
a1
a2 a3=a4 5
10
15
20
25
30
35
40
45
a5
50
b1=b2 b3=b4 b5
Tabel 4.1 Garis Pengaruh Batang Atas dan Bawah
Garis Pengaruh Batang Diagonal 1.5 1.0 d1
0.5
d2
0.0 0
10
20
-0.5 -1.0 -1.5
Tabel 4.2 Garis Pengaruh Batang Diagonal
30
40
50
d3 d4
28
Garis Pengaruh Batang Vertikal 1.5 1.0
v1 v2
0.5
v3 0.0
v4
0
10
20
30
40
50
-0.5
v5
-1.0
Tabel 4.3 Garis Pengaruh Batang Vertikal
“Berdasarkan grafik analisa beban dinamis , maka dapat dipastikan bahwa perhitungan beban dinamis pada rangka jembatan tersebut sudah benar.” 4.3 Pembebanan Rangka Utama 1. Beban Mati (DL) Plat Beton (qDL1) = 24 KN/m Diafragma (qDL2) = 1,51 KN/m qDL = (1,3 × 24) + (1,1 × 1,06) = 33,36 kN/m PDL = qDL × ½ lebar jembatan = 33,36 kN/m × 4 m = 133,44 kN 2. Beban Mati Tambahan (SDL) Perkerasan Jalan (qSDL) = 5,5 KN/m qSDL = 2 × 5,5 = 11 kN/m PSDL = qSDL × ½ lebar jembatan = 11 kN/m × 4 m = 44 kN
29
3. Beban Hidup (LL) Air Hujan (qLL1) = 2,5 KN/m Kendaraan (qLL2) = 36 KN/m qLL = 1,8 × (2,5 + 36) = 69,3 kN/m PLL = qLL × ½ lebar jembatan = 69,3 kN/m × 4 m = 277.2 kN 4. Beban Garis PKEL = KEL × ½ lebar jembatan × (DLA + 1) x 1,8 = 49 × 4 × (0,4 + 1) × 1,8 = 493,92 kN Beban-beban yang diperoleh dimasukan/dikalikan dengan nilai-nilai beban statis dan dinamis yang telah diperhitungkan sehingga diperoleh nilai Pu.Tabel perhitungan nilai Pu karena beban statis (beban mati dan beban hidup) dan beban dinamis disajikan didalam tabel berikut.
GAYA BATANG BATANG
STATIS TARIK
TEKAN
BEBAN MATI
30 DINAMIS
BEBAN HIDUP
TARIK TEKAN
TOTAL
BEBAN GARIS
TARIK
TEKAN
a1
6.363 P
1129.051
1763.824
1.273 P
628.760
3521.634
a2
7.28 P
1291.763
2018.016
1.462 P
722.111
4031.890
a3
8.832 P
1567.150
2448.230
1.759 P
868.805
4884.186
a4
8.798 P
1561.117
2438.806
1.759 P
868.805
4868.728
a5
12.8 P
2271.232
3548.160
2.512 P
1240.727
7060.119
b1
4.499 P
798.303
1247.123
0.9 P
444.528
2489.953
b2
4.499 P
798.303
1247.123
0.9 P
444.528
2489.953
b3
7.235 P
1283.778
2005.542
1.455 P
718.654
4007.974
b4
10.927P
1938.887
3028.964
1.455 P
718.654
5686.505
b5
10.927P
1938.887
3028.964
2.182 P
1077.733
6045.585
d1
3.87 P
686.693
1072.764
0.926 P 0.244 P 457.370
120.516
2216.827
120.516
d2
2.327 P
412.903
645.044
0.71 P 0.428 P 350.683
211.398
1408.630
211.398
d3
3.254 P
577.390
d4
2.669 P
473.587
739.847
v1
P
177.440
277.200
902.009 0.169 P 1.014 P
83.472
500.835
83.472
1980.233
1.014 P 0.27 P
500.835
133.358
1714.269
133.358
P
493.920
948.560
31
v2
1.736 P
308.036
481.219 0.345 P 0.573 P 170.402
283.016
170.402
v3
1.689 P
299.696
468.191
0.35 P
172.872
940.759
v4
P
177.440
277.200
P
493.920
948.560
v5
2.675 P
474.652
741.510
0.5 P
0.000
246.960 Pu
Tabel 4.4 Perhitungan Nilai Pu akibat Beban Statis dan Beban Dinamis
1216.162
1072.271
246.960
6045.585 7060.119
32
4.4 Perencanaan Rangka Utama a. Perhitungan Batang Tarik Preliminary Design
Pu = 6045.585 kN = 6045585 N Pu ≤ 𝜙 Pn Pu = 𝜙 Ag. Fy Ag =
=23163.16 mm2 = 231.6316 cm2
Dimensi Profil = 428 x 407 x 20 x 35
Tabel 4.5 Spesifikasi Penampang Baja IWF Aksial Tarik
Cek Kekuatan Penampang
Terhadap Kelelehan
Pu ≤ 𝜙 Pn Pn = Ag . fy
33
= 36070 mm2 x 290 N/mm2 = 10460300 N = 10460.3 kN Pu ≤ 𝜙 Pn 6045.585 ≤ 0.9 X 10460.3 6045.585 ≤ 9414.27 OK !!
Terhadap Fraktur
Pu ≤ 𝜙 Pn Pn = Ae . fu Pn = (Ag . U) fu = 360.7 cm2 x 0.85 x 50000 N/cm2 = 15329750 N = 15329.75 kN Pu ≤ 𝜙 Pn 6045.585 ≤ 0.75 x 15329.75 6045.585 ≤ 11497.3125 OK !!
b. Perhitungan Batang Tekan a. Preliminary Design
Nu = 7060.119 kN Nu ≤ 𝜙 Nn
34
Ag = = 28641.45639 mm2 = 286.415 cm2
Dimensi Profil = 428 x 407 x 20 x 35
Tabel 4.6 Spesifikasi Penampang Baja IWF Aksial Tekan
Cek Kelangsingan Penampang 𝜆 < 140
43.27 < 140 OK !! b. Cek Kekompakan Penampang i.
Plat Sayap λ= λ=
2 407 2
35
35
λ = 5.81
Penampang kompak ii.
Plat Badan h = H – (2.tf ) – (2.r) = 428- (2 x 35) – (2 x 22) = 314 mm λ= λ=
314 20
λ = 15.7 Penampang kompak
Cek Flexural Buckling
Cek Kekuatan Penampang
36
= 9356261.18 N = 9356.261 KN Nu ≤ 𝜙 Nn 7066.119 kN ≤ 0.85 x 9356.261 kN 7066.119 kN ≤ 7952.822 kN PENAMPANG KUAT!
“Berdasarkan perhitungan ternyata diperoleh profil yang memenuhi syarat dan kuat menahan gaya aksial dari beban yang telah ditentukan adalah profil IWF 428 x 407 x 20 x 35.”
37
BAB V PERENCANAAN SAMBUNGAN BAUT
Gambar 5.1 Rencana Sambungan Baut
5.1 Desain Sambungan Baut
Tabel 5.1 Spesifikasi Baut dan Pelat a. Pada sambungan A
38
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf = 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 0,985 x 1 x 759 x 16 = 5463570,42 N = 5463,57042 KN Pu <Φ Vf 2489,953 KN < 0,75 x 5463,7042 KN 2489,953 KN < 4097,678 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd = 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 16 = 32256000 N = 32256 KN Pu <Φ Vd 2489,953 KN < 0,75 x 32256 KN 2489,953 KN < 24192 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf = µ x nei x Fuf x Kh x nB = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 16 = 4060000 N = 4060 KN Pu <Φ Vsf 2489,953 KN < 0,75 x 4060 KN
2489,953 KN < 3045 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn = fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN Pu <Φ Pn 2489,953 KN < 0,9 x 8262,1 KN 2489,953 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn = fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N
39
= 14245 KN Pu <Φ Pn 2489,953 KN < 0,75 x 14245 KN 2489,953 KN < 10683,75 KN=>OK!!
b. Pada sambungan B
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf = 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 0,985 x 1 x 759 x 16 = 5463570,42 N = 5463,7042 KN Pu <Φ Vf 2489,953 KN < 0,75 x 5463,7042 KN 2489,953 KN < 4097,678 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd = 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 16 = 32256000 N = 32256 KN
40
Pu <Φ Vd 2489,953 KN < 0,75 x 32256 KN 2489,953 KN < 24192 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf = µ x nei x Fuf x Kh x nB = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 16 = 4060000 N = 4060 KN Pu <Φ Vsf 2489,953 KN < 0,75 x 4060 KN 2489,953 KN < 3045 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn = fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN Pu <Φ Pn 2489,953 KN < 0,9 x 8262,1 KN 2489,953 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn = fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN Pu <Φ Pn 2489,953 KN < 0,75 x 14245 KN 2489,953 KN < 10683,75 KN=>OK!!
41
c.
Pada sambungan C
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf = 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 0,925 x 1 x 759 x 24 = 7696146,15 N = 7696,146 KN Pu <Φ Vf 4007,974 KN < 0,75 x 7696,146 KN 4007,974 KN< 5772,11 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd = 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 24 = 48384000 N = 48384 KN Pu <Φ Vd 4007,974 KN < 0,75 x 48384 KN 4007,974 KN< 36288 KN =>OK!!
42
Kekuatan Geser Nominal Vsf = µ x nei x Fuf x Kh x nB = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 24 = 6090 KN Pu <Φ Vsf 4007,974 KN < 0,75 x 6090 KN 4007,974 KN< 4567,5 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn = fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN Pu <Φ Pn 4007,974 KN < 0,9 x 8262,1 KN 4007,974 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn = fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN Pu <Φ Pn 4007,974 KN < 0,75 x 14245 KN 4007,974 KN < 10683,75 KN=>OK!!
43
d. Pada sambungan D
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf = 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 0,865 x 1 x 759 x 32 = 9595915,56 N = 9595,915 KN Pu <Φ Vf 5686,505 KN < 0,75 x 9595,915 KN 5686,505 KN < 7196,937 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd = 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 32 = 64512000 N = 64512 KN Pu <Φ Vd 5686,505 KN < 0,75 x 64512 KN 5686,505 KN< 48384 KN =>OK!!
44
Kekuatan Geser Nominal Vsf = µ x nei x Fuf x Kh x nB = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 32 = 8120 KN Pu <Φ Vsf 5686,505 KN < 0,75 x 8120 KN 5686,505 KN< 6090 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn = fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN Pu <Φ Pn 5686,505 KN < 0,9 x 8262,1 KN 5686,505 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn = fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN Pu <Φ Pn 5686,505 KN < 0,75 x 14245 KN 5686,505 KN < 10683,75 KN=>OK!!
45
e.
Pada sambungan E
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf = 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 0,865 x 1 x 759 x 32 = 9595915,56 N = 9595,915 KN Pu <Φ Vf 6045,585 KN < 0,75 x 9595,915 KN 6045,585 KN < 7196,937 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd = 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 32 = 64512000 N = 64512 KN Pu <Φ Vd 6045,585 KN < 0,75 x 64512 KN 6045,585 KN< 48384 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf = µ x nei x Fuf x Kh x nB
46
= 0,35 x 1 x 725 x 1 x 32 = 8120 KN Pu <Φ Vsf 6045,585 KN < 0,75 x 8120 KN 6045,585 KN< 6090 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn = fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN Pu <Φ Pn 6045,585 KN < 0,9 x 8262,1 KN 6045,585 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn = fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN Pu <Φ Pn 6045,585 KN < 0,75 x 14245 KN 6045,585 KN < 10683,75 KN=>OK!!
47
f.
Pada sambungan F
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf
= 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 0,865 x 1 x 759 x 32 = 9595915,56 N = 9595,915 KN
Pu <Φ Vf 6045,585 KN < 0,75 x 9595,915 KN 6045,585 KN < 7196,937 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd
= 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 32 = 64512000 N = 64512 KN
48
Pu <Φ Vd 6045,585 KN < 0,75 x 64512 KN 6045,585 KN< 48384 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf
= µ x nei x Fuf x Kh x nB = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 32 = 8120 KN
Pu <Φ Vsf 6045,585 KN < 0,75 x 8120 KN 6045,585 KN< 6090 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn
= fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN
Pu <Φ Pn 6045,585 KN < 0,9 x 8262,1 KN 6045,585 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn
= fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN
49
Pu <Φ Pn 6045,585 KN < 0,75 x 14245 KN 6045,585 KN < 10683,75 KN=>OK!!
g.
Pada sambungan G
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf = 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 1,045 x 1 x 759 x 8 = 2898188,37 N = 2898,188 KN Pu <Φ Vf 1216,162 KN < 0,75 x 2898,188 KN 1216,162 KN < 2173,641 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd = 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 8 = 16128000 N = 16128 KN
50
Pu <Φ Vd 1216,162 KN < 0,75 x 16128 KN 1216,162 KN < 12096 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf = µ x nei x Fuf x Kh x Nb = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 8 = 2030 KN Pu <Φ Vsf 1216,162 KN < 0,75 x 2030 KN 1216,162 KN< 1522,5 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn = fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN Pu <Φ Pn 1216,162 KN < 0,9 x 8262,1 KN 1216,162 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn = fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN Pu <Φ Pn 1216,162 KN < 0,75 x 14245 KN 1216,162 KN < 10683,75 KN=>OK!!
51
h. Pada sambungan H
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf
= 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 1,015 x 1 x 759 x 12 = 4222480,185 N = 4222,48 KN
Pu <Φ Vf 1714,269 KN < 0,75 x 4222,48 KN 1714,269 KN < 3166,86 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd
= 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 12 = 24192000 N = 24192 KN
Pu <Φ Vd 1714,269 KN < 0,75 x 24192 KN
52
1714,269 KN < 18144 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf
= µ x nei x Fuf x Kh x Nb = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 12 = 3045 KN
Pu <Φ Vsf 1714,269 KN < 0,75 x 3045 KN 1714,269 KN < 2283,75 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn
= fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN
Pu <Φ Pn 1714,269 KN < 0,9 x 8262,1 KN 1714,269 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn
= fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN
Pu <Φ Pn
53
1714,269 KN < 0,75 x 14245 KN 1714,269 KN < 10683,75 KN=>OK!!
i.
Pada sambungan I
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf
= 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 1,045 x 1 x 759 x 8 = 2898188,37 N = 2898,188 KN
Pu <Φ Vf 940,759 KN < 0,75 x 2898,188 KN 940,759 KN < 2173,641 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd
= 3,2 x df x Tp x FuP x nB
54
= 3,2 x 36 x 35 x 500 x 8 = 16128000 N = 16128 KN Pu <Φ Vd 940,759 KN < 0,75 x 16128 KN 940,759 KN < 12096 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf
= µ x nei x Fuf x Kh x Nb = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 8 = 2030 KN
Pu <Φ Vsf 940,759 KN < 0,75 x 2030 KN 940,759 KN< 1522,5 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn
= fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN
Pu <Φ Pn 940,759 KN < 0,9 x 8262,1 KN 940,759 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn
= fu x Ae
55
= 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN Pu <Φ Pn 940,759 KN < 0,75 x 14245 KN 940,759 KN < 10683,75 KN=>OK!!
j.
Pada sambungan J
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf
= 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 1,045 x 1 x 759 x 8 = 2898188,37 N = 2898,188 KN
Pu <Φ Vf
56
1408,630 KN < 0,75 x 2898,188 KN 1408,630 KN < 2173,641 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd
= 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 8 = 16128000 N = 16128 KN
Pu <Φ Vd 1408,630 KN < 0,75 x 16128 KN 1408,630 KN < 12096 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf
= µ x nei x Fuf x Kh x Nb = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 8 = 2030 KN
Pu <Φ Vsf 1408,630 KN < 0,75 x 2030 KN 1408,630 KN< 1522,5 KN =>OK!!
KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn
= fy x Ag = 290 x 28490
57
= 8262100 N = 8262,1 KN Pu <Φ Pn 1408,630 KN < 0,9 x 8262,1 KN 1408,630 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn
= fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN
Pu <Φ Pn 1408,630 KN < 0,75 x 14245 KN 1408,630 KN < 10683,75 KN=>OK!! k. Pada sambungan K
58
KEKUATAN BAUT Geser Nominal Baut Vf
= 0,63 x Fuf x kr x nn x Ae x nB = 0,63 x 725 x 1,015 x 1 x 759 x 12 = 4222480,185 N = 4222,48 KN
Pu <Φ Vf 1408,630 KN < 0,75 x 4222,48 KN 1408,630 KN < 3166,86 KN =>OK!! Kekuatan Tumpuan Plat Sambungan Vd
= 3,2 x df x Tp x FuP x nB = 3,2 x 36 x 35 x 500 x 12 = 24192000 N = 24192 KN
Pu <Φ Vd 1408,630 KN < 0,75 x 24192 KN 1408,630 KN < 18144 KN =>OK!! Kekuatan Geser Nominal Vsf
= µ x nei x Fuf x Kh x Nb = 0,35 x 1 x 725 x 1 x 12 = 3045 KN
59
Pu <Φ Vsf 1408,630 KN < 0,75 x 3045 KN 1408,630 KN < 2283,75 KN =>OK!! KEKUATAN PELAT Terhadap Kelelehan Pn
= fy x Ag = 290 x 28490 = 8262100 N = 8262,1 KN
Pu <Φ Pn 1408,630 KN < 0,9 x 8262,1 KN 1408,630 KN < 7435,89 KN=>OK!! Terhadap Fraktur Pn
= fu x Ae = 500 x 28490 = 14245000 N = 14245 KN
Pu <Φ Pn 1408,630 KN < 0,75 x 14245 KN 1408,630 KN < 10683,75 KN=>OK!!
60
5.2 Desain Block Shear a. Sambungan N1, N2 Pu tarik N1, N2 = 2489,953 KN S = 96,75 mm nB = 8 buah
Kuat Geser Rumptur Nominal - Agv = 4 (S1 + 3 . S2) . tf = 4 (70 + 3 . 120) . 35 = 60200 mm2 -
Aev
= 4 (S1 + 3 . S2) . tf – 4 (3,5 x dB x tf) = 4 (70 + 3 . 120) . 35 – 4 (3,5 x 35 x 35) = 42560 mm2
-
Nn
= 0,6 x Aev x fu = 0,6 x 42560 x 500 = 12768000 N = 12768 KN
Kuat Tarik Ruptur Nominal - Agt = 4 x S x tf = 4 x 96,75 x 35 = 13545 mm2 -
Aet
= 4 . S . tf – (4 x
2
x tf)
= 4 x 96,75 x 35 – (4 x
35 2
x 35)
= 11025 mm2 -
Nn
= Aet x fu = 11025 x 500 =5512500 N = 5512.5 KN
Kuat Tarik dan Geser Ruptur Nominal Karena, Aet x fu ≤ 0,6 x Aev x fu , maka :
61
Nn = 0,6 . Anv . fu + Agt . fy = 0,6 . 42560 . 500 + 13545 . 290 = 16696050 N = 16696,05 KN
N1 dan N2 Pu <Φ Nn 2489,953 KN < 0,75 x 16696,05 KN 2489,953 KN < 12522,04 KN=>OK AMAN!!
b. Sambungan N3 Pu tarik = 4007,974 KN S = 96,75 mm nB = 12 buah -
Kuat Geser Rumptur Nominal Agv = 4 (S1 + 5 . S2) . tf = 4 (70 + 5 . 120) . 35 = 93800 mm2
-
Aev
= 4 (S1 + 5 . S2) . tf – 4 (5,5 x dB x tf) = 4 (70 + 5 . 120) . 35 – 4 (5,5 x 35 x 35) = 66080 mm2
-
Nn
= 0,6 x Aev x fu = 0,6 x 66080 x 500 = 19824000 N = 19824 KN
Kuat Tarik Ruptur Nominal - Agt = 4 x S x tf = 4 x 96,75 x 35
62
= 13545 mm2 -
Aet
= 4 . S . tf – (4 x
2
x tf)
= 4 x 96,75 x 35 – (4 x
35 2
x 35)
= 11025 mm2 -
Nn
= Aet x fu = 11025 x 500 = 5512500 N = 5512,5 KN
Kuat Tarik dan Geser Ruptur Nominal Karena, Aet x fu ≤ 0,6 x Aev x fu , maka : Nn = 0,6 . Aev . fu + Agt . fy = 0,6 . 66080 . 500 + 13545 . 290 = 23752050 N = 23752,05 KN
N3 Pu <Φ Nn 4007,974 KN < 0,75 x 23752,05 KN 4007,974 KN < 17814,04 KN=>OK AMAN!!
c. Sambungan N4, N5, N6 Pu tarik N4 = 5686,505 KN N5 dan N6 = 6045,585 KN S = 96,75 mm nB = 16 buah
-
Kuat Geser Rumptur Nominal Agv = 4 (S1 + 7 . S2) . tf = 4 (70 + 7 . 120) . 35
63
= 127400 mm2
-
Aev
= 4 (S1 + 7 . S2) . tf – 4 (7,5 x dB x tf) = 4 (70 + 7 . 120) . 35 – 4(7,5 x 35 x 35) = 89600 mm2
-
Nn
= 0,6 x Aev x fu = 0,6 x 89600 x 500 = 26880000 N = 26880 KN
Kuat Tarik Ruptur Nominal - Agt = 4 x S x tf = 4 x 96,75 x 35 = 13545 mm2 -
Aet
= 4 . S . tf – (4 x
2
x tf)
= 4 x 96,75 x 35 – (4 x
35 2
x 35)
= 11025 mm2 -
Nn
= Aet x fu = 11025 x 500 =5512500 N = 5512,5 KN
Kuat Tarik dan Geser Ruptur Nominal Karena, Aet x fu ≤ 0,6 x Anv x fu , maka : Nn = 0,6 . Aev . fu + Agt . fy = 0,6 . 89600 . 500 + 13545 . 290 = 30808050 N = 30808,05 KN
N4 Pu <Φ Nn 5686,505 KN < 0,75 x 30808,05 KN 5686,505 KN < 23106,04 KN =>OK AMAN!! N5 dan N6
64
Pu <Φ Nn 6045,585 KN < 0,75 x 30808,05KN 6045,585 KN < 23106,04 KN =>OK AMAN!!
d. Sambungan N7, N9, N10 Pu tarik N7 = 1216,162 KN N9 = 940,759 KN N10 = 1408,63 KN S = 96,75 mm nB = 4 buah
-
Kuat Geser Rumptur Nominal Agv = 4 (S1 + 1 . S2) . tf = 4 (70 + 1 . 120) . 35 = 26600 mm2
-
Aev
= 4 (S1 + 1 . S2) . tf – 4 (1,5 x dB x tf) = 4 (70 + 1 . 120) . 35 – 4(1,5 x 35 x 35) = 19040 mm2
-
Nn
= 0,6 x Aev x fu = 0,6 x 19040 x 500 =5712000 = 5712 KN
Kuat Tarik Ruptur Nominal - Agt = 4 x S x tf = 4 x 96,75 x 35 = 13545 mm2 -
Aet
= 4 . S . tf – (4 x
2
x tf)
= 4 x 96,75 x 35 – (4 x = 11025 mm2
35 2
x 35)
65
-
Nn
= Aet x fu = 11025 x 500 =5512500 N = 5512,5 KN
Kuat Tarik dan Geser Ruptur Nominal Karena, Aet x fu ≤ 0,6 x An v x fu , maka : Nn = 0,6 . Aev . fu + Agt . fy = 0,6 . 19040 . 500 + 13545 . 290 = 9640050 N = 9640,05 KN
N7 Pu <Φ Nn 1216,162 KN < 0,75 x 9640,05 KN 1216,162 KN < 7230,038 KN=>OK AMAN!! N9 Pu <Φ Nn 940,759 KN < 0,75 x 9640,05 KN 940,759 KN < 7230,038 KN=>OK AMAN! N10 Pu <Φ Nn 1408,63 KN < 0,75 x 9640,05 KN 1408,63 KN < 7230,038 KN=>OK AMAN!!
e. Sambungan N8, N11 Pu tarik N8 = 1714,269 KN N11 = 2216,827 KN S = 96,75 mm
66
nB = 6 buah
-
Kuat Geser Rumptur Nominal Agv = 4 (S1 + 2 . S2) . tf = 4 (70 + 2 . 120) . 35 = 43400 mm2
-
Aev
= 4 (S1 + 2 . S2) . tf – 4 (2,5 x dB x tf) = 4 (70 + 2 . 120) . 35 – 4(2,5 x 35 x 35) = 30800 mm2
-
Nn
= 0,6 x Aev x fu = 0,6 x 30800 x 500 = 9240000 N = 9240 KN
Kuat Tarik Ruptur Nominal - Agt = 4 x S x tf = 4 x 96,75 x 35 = 13545 mm2 -
Aet
= 4 . S . tf – (4 x
2
x tf)
= 4 x 96,75 x 35 – (4 x
35 2
x 35)
= 11025 mm2 -
Nn
= Aet x fu = 11025 x 500 = 5512500 N = 5512,5 KN
Kuat Tarik dan Geser Ruptur Nominal Karena, Aet x fu ≤ 0,6 x An v x fu , maka : Nn = 0,6 . Anv . fu + Agt . fy = 0,6 . 30800 . 500 + 13545 . 290 = 13168050 N = 13168,05 KN
67
N8 Pu <Φ Nn 1714,269 KN < 0,75 x 13168,05 KN 1714,269 KN < 9876,038 KN=>OK AMAN!! N11 Pu <Φ Nn 2216,827 KN < 0,75 x 13168,05 KN 2216,827 KN < 9876,038 KN=>OK AMAN!!
68
BAB VI PENUTUP
6.1 Kesimpulan Pada perencanaan Badawang Twins Bridge ini, dapat disimpulkan bahwa jembatan ini kuat dan dapat berdiri tegak dengan kokoh. Dari perhitungan yang telah dipaparkan di atas, jembatan rangka baja ini memenuhi syarat dan aman dari berbagai aspek, seperti perencanaan pada batang diafragma, lendutan, beban berjalan, perencanaan batang aksial tarik dan tekan, sambungan baut serta balok geser.
6.2 Saran
Dalam merencanakan suatu jembatan harus mempunyai imajinasi dalam mendesain pemodelan rangka yang menonjolkan nilai estetika, serta harus lebih teliti dalam menghitung pembebanan dari berbagai macam aspek.
69
DAFTAR PUSTAKA Supriatna, Nandan. 2010. Macam-Macam Profil Baja. http://www.file.upi.ed/…/ Macam_macam_profil_baja.pdf. Diakses: 12 November 2015. Sutarman, E. 2013. Konsep dan Aplikasi Pengantar Teknik Sipil. Yogyakarta: Penberbit ANDI. Tanpa nama. 2015. Jembatan . https://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan. Diakses: 12 November 2015.
70
LAMPIRAN