studi penggunaan, perbaikan dan metode sambungan untuk jembatan...
TRANSCRIPT
STUDI PENGGUNAAN, PERBAIKAN DAN METODE SAMBUNGAN UNTUK
JEMBATAN KOMPOSIT MENGGUNAKAN LINK SLAB
Oleh :Ferindra Irawan
3105 100 041
Dosen Pembimbing :Dr. Ir. Hidayat Soegihardjo, MS
TUGAS AKHIR- PS 1380
LATAR BELAKANG
TUGAS AKHIR- PS 1380
Banyak jembatan perletakan sederhanadi Indonesia
Timbul adanya siar
Masuknya air hujan Kenyamanan berkurang
Timbul korosi dan lumut
Expantion joint
Biaya perawatan tinggi Berkurangnya umur jembatan
TUGAS AKHIR- PS 1380
SOLUSI
TUGAS AKHIR- PS 1380
Penyambungan Siar
Konstruksi Lantai Menerus
Air hujan tidak masuk Pengendara nyaman
Bebas korosi dan lumut
Link Slab
Biaya perawatan rendah Jembatan lebih awet
1. Bagaimana menganalisa jembatan komposit bentang 12,16,20,25,dan 30 meter dengan menggunakan metode analitik?
2. Bagaimana menganalisa hasil metode analitik dengan menggunakan metode numerik?
3. Bagaimana merencanakan penulangan link slab agar memenuhi persyaratan?
PERUMUSAN MASALAH
TUGAS AKHIR- PS 1380
1. Studi ini tidak membahas detail ECC (Engineered Cementitious Composite) yang digunakan sebagai bahan material link slab.
2. Studi ini dilakukan untuk jembatan komposit bentang 12,16,20,25 dan 30 m.
3. Tidak memperhitungkan struktur bangunan bawah jembatan.4. Struktur jembatan yang diperhitungkan hanya lantai kendaraan dan
gelagar utama.5. Metode perhitungan untuk studi ini menggunakan metode analitik.6. Metode numerik menggunakan program SAP 2000 .
BATASAN MASALAH
TUGAS AKHIR- PS 1380
1. Menganalisa jembatan komposit bentang 12,16,20,25,dan 30 meter dengan menggunakan metode analitik.
2. Menganalisa hasil metode analitik dengan menggunakan metode numerik.
3. Merencanakan penulangan link slab agar memenuhi persyaratan.
TUJUAN
TUGAS AKHIR- PS 1380
Link slab adalah lapisan penghubung yang berfungsi menghubungkan lantai kendaraan pada jembatan yang terpisah akibat adanya siar antar lantai kendaraan maupun antara lantai kendaraan dengan abutmen.
PENGERTIAN LINK SLAB
TUGAS AKHIR- PS 1380
TUGAS AKHIR- PS 1380
Lsp Lsp
PP
Rotasi yang terjadi akibat beban yang diterima oleh gelagar diperhitungkan harus mampu dipikul oleh link slab.
TUGAS AKHIR- PS 1380
Debonding zone adalah bagian tengah dari link slab yang mana shear connector dari balok dihilangkan untuk menghindari aksi komposit yang terjadi antara balok dan lantai kendaraan.
TUGAS AKHIR- PS 1380
Engineered Cementitious Composite (ECC) adalah suatu beton dengan campuran fiber yang kuat dalam menahan tegangan lentur dan tegangan geser (Li, 2002) Diagram menunjukkan kurva tegangan-regangan dari suatu ECC yang diberi fiber Poly-Vinyl Alkohol ( PVA). Setelah retak pertama, ECC mengalami plastis dan penguatan tegangan dari suatu beban tarik 3.5% sebelum putus. Kapasitas regangan tarik ECC adalah sekitar 350 kali regangan tarik beton normal ( 0.01%).
Gambar 2.4 Diagram Koefisien Permeability – Lebar Retak ECC Retak ECC
ECC ( Engineered Cementitious Composite )
METODOLOGI
TUGAS AKHIR- PS 1380
Finish
Tidak
Cek
Start
Studi literatur
Analisa struktur
Pembebanan analitik
Kontrol desain
Desain link slab
Ya
Pembebanan numerik
SAP 2000
Kesimpulan
Desain balok dan pelat lantai kendaraan
YaTidak
Struktur Jembatan : Jembatan gelagar komposit
Bentang : 12 , 16 , 20 , 25 dan 30 m
Lebar : 9 m
Data Bahan :Kekuatan Beton ( f’c) : 25 MpaTegangan Leleh Baja ( fy ) : 390 Mpa
Mutu Profil Baja BJ 41Tegangan Leleh : 250 MpaTegangan Putus : 410 Mpa
Data perencanaan
TUGAS AKHIR- PS 1380
Penulangan lantai kendaraan
TUGAS AKHIR- PS 1380
1. ARAH MELINTANG
Data Perencanaan : f’c = 25 MPa fy = 390 MPa
Decking beton = 40 mmØ tulangan rencana = 16 mm
dipakai : tulangan D16 – 150 (As = 1.407 mm2)
2. ARAH MEMANJANGdipakai tulangan D13 – 300 (As = 442,44 mm2 )
Perencanaan Gelagar utama
TUGAS AKHIR- PS 1380
1. Bentang 12 m Profil WF dengan dimensi : 400 x 400 x 21 x 21Data – data profil :A = 250,7 cm2 ; b = 408 mm g = 1,97 kN/m ; tf = 21,00 mm d = 400 mm ; tb = 21,00 mm
2. Bentang 16 m Profil WF dengan dimensi : 400 x 400 x 30 x 50Data – data profil :A = 526,8 cm2 ; b = 417 mm g = 4,15 kN/m ; tf = 50,00 mm d = 460 mm ; tb = 30,00 mm
TUGAS AKHIR- PS 1380
3. Bentang 20 m Profil WF dengan dimensi : 900 x 300 x 15 x 23Data – data profil :A = 270,9 cm2 ; b = 300 mm g = 2,13 kN/m ; tf = 23,00 mm d = 900 mm ; tb = 15,00 mm
4. Bentang 25 m Profil WF dengan dimensi : 900 x 400 x 24 x 38Data – data profil :A = 519,2 cm2 ; b = 415 mm g = 4,08 kN/m ; tf = 38,00 mm d = 925 mm ; tb = 24,00 mm
TUGAS AKHIR- PS 1380
5. Bentang 30 m Profil WF dengan dimensi : 1200 x 500 x 20 x 35Data – data profil :A = 576 cm2 ; b = 500 mm g = 4,55 kN/m ; tf = 35,00 mm d = 1200 mm ; tb = 20,00 mm
TUGAS AKHIR- PS 1380
Perencanaan link slab
Data Perencanaan :
Kekuatan Beton ( f’c) : 35 MpaTegangan Leleh Baja ( fy ) : 390 Mpa
Beban yang dipakai :
1. Beban KEL (P)2. Beban UDL (q) 3. Beban super imposed dead load ( q aspal )4. Beban mati ( q balok )
TUGAS AKHIR- PS 1380
Bentang 12 m :
Panjang bentang balok (Lsp) : 12 mRasio panjang (Lsp/Ldz) : 14,5 %Panjang debonding zone (Ldz) : 1,74 mTulangan memanjang : D22 – 100 mmTulangan melintang : D13 – 300 mmRotasi yang terjadi (θ) : 0,0036 radTegangan tulangan (σs) : 154,87 MpaRasio tegangan (σs/σy) : 99,27 %
TUGAS AKHIR- PS 1380
Bentang 16 m :
Panjang bentang balok (Lsp) : 16 mRasio panjang (Lsp/Ldz) : 11,5 %Panjang debonding zone (Ldz) : 1,84 mTulangan memanjang : D22 – 100 mmTulangan melintang : D13 – 300 mmRotasi yang terjadi (θ) : 0,00374 radTegangan tulangan (σs) : 150,94 MpaRasio tegangan (σs/σy) : 96,76 %
TUGAS AKHIR- PS 1380
Bentang 20 m :
Panjang bentang balok (Lsp) : 20 mRasio panjang (Lsp/Ldz) : 8,5 %Panjang debonding zone (Ldz) : 1,7 mTulangan memanjang : D22 – 100 mmTulangan melintang : D13 – 300 mmRotasi yang terjadi (θ) : 0,00347 radTegangan tulangan (σs) : 151,45 MpaRasio tegangan (σs/σy) : 97,09 %
TUGAS AKHIR- PS 1380
Bentang 25 m :
Panjang bentang balok (Lsp) : 25 mRasio panjang (Lsp/Ldz) : 7 %Panjang debonding zone (Ldz) : 1,75 mTulangan memanjang : D22 – 100 mmTulangan melintang : D13 – 300 mmRotasi yang terjadi (θ) : 0,00364 radTegangan tulangan (σs) : 154,19 MpaRasio tegangan (σs/σy) : 98,84 %
TUGAS AKHIR- PS 1380
Bentang 30 m :
Panjang bentang balok (Lsp) : 30 mRasio panjang (Lsp/Ldz) : 5,5 %Panjang debonding zone (Ldz) : 1,65 mTulangan memanjang : D22 – 100 mmTulangan melintang : D13 – 300 mmRotasi yang terjadi (θ) : 0,00335 radTegangan tulangan (σs) : 150,92 MpaRasio tegangan (σs/σy) : 96,74 %
TUGAS AKHIR- PS 1380
Tabel Perhitungan Analisa Link Slab
Lsp(m)(1)
H(mm)
(2)
θθθθ(rad)(3)
LdzLsp(%)(4)
σσσσs0.4σσσσy(%)(5)
Penula-ngan(6)
12 400 0.00363 14.5 99.27 D22-100
16 460 0.00374 11.5 96.76 D22-100
20 900 0.00347 8.5 97.09 D22-100
25 925 0.00364 7 98.84 D22-100
30 1200 0.00335 5.5 96.74 D22-100
TUGAS AKHIR- PS 1380
Grafik Panjang Debonding Zone vs Tegangan Tulangan
Dalam grafik terlihat hubungan terbalik antara tegangan tulangandengan rasio panjang debonding zone,dalam studi ini panjang debonding zone diusahakan seminim mungkin untuk meminimalisasi pekerjaan perbaikan.
TUGAS AKHIR- PS 1380
Perhitungan Numerik Link Slab
Dari hasil perhitungan analisa di atas, balok dikontrol secara numerik menggunakan program SAP2000 menggunakan elemen balok dan solid.
model solid link slab model detail
TUGAS AKHIR- PS 1380
Tabel Perhitungan Numerik Link SlabBentang 12 m
TitikStress (MPa)
1 -3.012 -3.193 -1.13
Bentang 16 m
TitikStress (MPa)
1 -3.822 -5.773 -2.21
Bentang 20 m
TitikStress (MPa)
1 -3.392 -6.733 -2.64
Bentang 25 m
TitikStress (MPa)
1 -2.922 -6.493 -2.13
Bentang 30 m
TitikStress (MPa)
1 -3.152 -8.683 -2.14
Pada tabel diatas terlihat tegangan tekan yang terjadi masih dibawah tegangan tekan beton ijin, dimana menurut RSNI untuk beban sementara boleh dilebihkan sebesar 25% atau 1.25 (0.45fc’) = 19.68 MPa. Nilai ini tentunya akan lebih besar jika kontribusi tulangan pada link slab diperhitungkan.
TUGAS AKHIR- PS 1380
Dari studi ini bentuk dan penampang link slab maupun penulangannya disarankan seperti pada gambar dibawah ini.
Detail Penulangan Link Slab Arah Memanjang
Detail Penulangan Link Slab Arah Melintang
TUGAS AKHIR- PS 1380
Untuk detail sambungan pada interface pelat lantai kendaraan disarankan seperti gambar (c) dengan menambahkan stud connector pada daerah peralihan antara pelat lantai dengan link slab sebesar 2,5% dari panjang 2 bentang jembatan seperti diisyaratkan (Qian S.2009).
Detail Shear Connector Pada Link Slab
KESIMPULAN
• Besarnya panjang debonding zone berkisar antara (5.5 – 14.5)% bentang balok dan rasio tulangan utama yang diperoleh sebesar 2.6 %.
• Untuk semua tipe balok semakin pendek debonding zone, semakin besar tegangan pada tulangan.
• Standar jembatan gelagar komposit depertemen pekerjaan umum yang dipergunakan sebagai acuan ukuran profil ternyata tidak memenuhi persyaratan rotasi untuk pemasangan link slab sehingga profil gelagar harus diperbesar sampai memenuhi persyaratan.
TUGAS AKHIR- PS 1380
TUGAS AKHIR- PS 1380
SARAN
1.Untuk jembatan lama yang akan diperbaiki dengan penambahan link slab sebaiknya harus di cek dahulu terhadap persyaratan yang ada untuk memungkinkan pemasangan link slab.
2.Pemasangan link slab pada jembatan ini sangat baik sehingga agar studi ini dapat dilanjutkan dengan tipe balok serta panjang bentang yang lebih bervariasi.
TUGAS AKHIR- PS 1380
Detail link slab bentang 12 m
TUGAS AKHIR- PS 1380
Detail link slab bentang 16 m
TUGAS AKHIR- PS 1380
Detail link slab bentang 20 m
TUGAS AKHIR- PS 1380
Detail link slab bentang 25 m
TUGAS AKHIR- PS 1380
Detail link slab bentang 30 m
TUGAS AKHIR- PS 1380
TERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIH