tugas struktur kayu

28
IKATAN MAHASISWA SIPIL FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL HARRY HUTAGALUNG 03101001129 PERENCANAAN KONTRUKSI JEMBATAN KAYU Ditentukan : 1. L = 24 m 2. H = 6 m 3. Kayu Kelas II Mutu A 4. Jembatan Kayu untuk jalan raya Kelas II 5. Beban Terpusat = 5 Ton 6. Beban Merata = 1Ton / m’ 7. Tugas Kayu Tipe 1 (gambar di atas) Civil Engineering of Sriwijaya University

Upload: harry-galung

Post on 17-Feb-2015

247 views

Category:

Documents


14 download

DESCRIPTION

ok

TRANSCRIPT

Page 1: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

PERENCANAAN KONTRUKSI JEMBATAN KAYU

Ditentukan :

1. L = 24 m

2. H = 6 m

3. Kayu Kelas II Mutu A

4. Jembatan Kayu untuk jalan raya Kelas II

5. Beban Terpusat = 5 Ton

6. Beban Merata = 1Ton / m’

7. Tugas Kayu Tipe 1 (gambar di atas)

8. Peraturan Kayu PKKI, PPPJJR 1987

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 2: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

Batang Atas ( A)

A1 = A2 = A3 = A4 = A5 = A6 = A7 = A8 = 248

= 3m

Batang Bawah ( B )

B1 = B2 = B3= B4 = B5 = B6 = B7 = B8 = 248

= 3m

Batang Tegak ( T )

T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = T6 = T7 = T8 = T9 = 6 m

Batang Diagonal ( D )

D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = D6 = D7 = D8 = √T2+B2 = √62+32 = 6.7

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 3: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

TABEL REKAPITULASI PANJANG BATANG

Batang Panjang (m) Batang Panjang (m)

A1 3 T2 6

A2 3 T3 6

A3 3 T4 6

A4 3 T5 6

A5 3 T6 6

A6 3 T7 6

A7 3 T8 6

A8 3 T9 6

B1 3 D1 6.7

B2 3 D2 6.7

B3 3 D3 6.7

B4 3 D4 6.7

B5 3 D5 6.7

B6 3 D6 6.7

B7 3 D7 6.7

B8 3 D8 6.7

T1 6    

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 4: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

PERHITUNGAN LANTAI KENDARAAN

Lantai Kendaraan yang digunakan adalah papan double

Papan atas = 5/25 (b = 25 cm, h = 5 cm)

Papan bawah = 15/25 (b = 25 cm , h = 15 cm)

Lapisan aspal dengan tebal minimum 5 cm

Berat Jenis Aspal : 2500 kg/m3

Berat Jenis Kayu kelas II : 600 kg/m3

Berat Jenis Air : 1000 kg/m3

Tegangan yang diperkenankan untuk kayu kelas II mutu A dari buku PPK

adalah :

σ 1t = 100 kg/cm2

σ tr ll = 85 kg/cm2

σ tk ⊥¿ ¿ = 25 kg/cm2

τ ll = 12 kg/cm2

Menurut buku PPKI untuk konstruksi yang tidak terlindung, Tetapi kayu

dapat mengering dengan cepat ,maka tegangan-tegangan yang diizinkan

dikalikan dengan faktor reduksi 5/6

σ 1t = 100 kg/cm2 x 5/6 = 83,33 kg/cm2

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 5: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

σ tr ll = 85 kg/cm2 x 5/6 = 70,83 kg/cm2

σ tk ⊥¿ ¿ = 25 kg/cm2 x 5/6 = 20,83kg/cm2

τ ll = 12 kg/cm2 x 5/6 = 10 kg/cm2

Lebar Jalan = Lebar jembatan- lebar trotoar

= 7 m – 2 m

= 5 m

Jembatan lalu – lintas dengan lebar 5 m. Jarak gelagar memanjang direncanakan 0,5

m. Kemiringan dapat direncanakan 2 %.

2 % 2 %

52

=2,5 m

=250 cm

Tebal aspal rata – rata = ½ ((½ lebar jalan) x 2% + 2.tebal min. aspal )

= ½ ((½.500). 2% +2.5 )

= ½ ( 250 . 2% +2.5 ) = 7,5 cm = 0,075 m

Civil Engineering of Sriwijaya University

Tebal Aspal

Papan Atas

Papan Bawah

Page 6: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

PEMBEBANAN

1. Akibat Beban Sendiri

- Beban sendiri aspal= tebal aspal x ∂ aspal x lebar papan

= 0,075 m x 2500 kg/m3 x 0,25 m

= 46,875 kg/m

- Bs. Papan atas = tebal papan x ∂ kayu

- x lebar papan

= 0,05 m x 600 kg/m3 x 0,25 m

= 7,5 kg/m

- Bs. Papan bawah = tebal papan x ∂ kayu x lebar papan

= 0,15 m x 600 kg/m3 x 0,25 m

= 22,5 kg/m

- Berat air hujan = tebal air x ∂ air x lebar papan

= 0,05 m x 1000 kg/m3 x 0,25 m

= 12,5 kg/m

q = 46,875 kg/m + 7,5 kg/m + 22,5 kg/m + 12,5 kg/m

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 7: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

= 89,375 kg/m

Toeslag 10 %= 10% x 89,375

= 8,9375 kg/m

q’ = 89,375 kg/m + 8,9375 kg/m

= 98,3125 kg/m

2. Akibat Beban T. Loading (untuk lantai dg T loading, PPPJJR 1987)

Menurut peraturan muatan untuk jembatan jalan raya No 12/1970

P untuk dua roda = 20 ton

P untuk satu roda = 10 ton

Untuk jalan raya kelas II diambil beban 75 %

Mencari faktor kejut :

Faktor Kejut =

2050 + L dimana L = 24 m

=

2050 + 24 = 0.27

Koefisien kejut = 1 + 0.27

= 1,27

(rumus di PPPJJR 1987)

CATATAN : Faktor pembebanan harus dikalikan dengan muatan garis P dari beban

D sedangkan muatan q dan T tidak dikalikan dengan factor

pembebanan (bab 3 PPPJJR terbaru)

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 8: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

Y = 0,5 x t , L = 1,75 (jarak antar As Roda)

Y = 0,5 x 200 cm

= 100 cm

= 1 m

PA = Tekanan Angin = 150 kg/m2 (PPPJJR 1987)

= 150 kg/m2 x 2m x 7,5 m

= 2250 Kg

*Beban angin merupakan beban merata pada sisi selebar 2m sepanjang 7,5m (PPJR

Pasal 2)

∑MA = 0 → - RB . 1,75 m – PA . 1,5 m = 0

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 9: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

- RB =

PA . x1,5 m1 , 75 m

=

2250 kgx 1,5m1 , 75 m

= - 1928,57 kg

= - 1,929 Ton

= 1,929 Ton ( )

Po = 75 % x 10 Ton

= 7,5 Ton (maka ambil Po soal, = 6 ton )

P’ = (Po +RB)

P’ = (6 ton + 1928,57 kg )

P’ = (6 ton + 1,929 ton)

P’ = 7,929 ton

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 10: TUGAS STRUKTUR KAYU

7,5

5

7,5

d160 cm

a2 + 2d1 + d2

Tebal aspal rata-rata Papan atas

7,5

d2

Papan bawah

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

PENYEBARAN GAYA)

Penyebaran Gaya

Penyebaran Daerah Lebar Papan

Jadi untuk peyebaran daerah lebar papan :

Jadi untuk peyebaran daerah lebar papan :

P = P’ x b/ (a+2d1+d2)

= 7,929 ton x 25 cm/60 cm

= 3,30375 Ton

= 3303,75 Kg

Civil Engineering of Sriwijaya University

7,

5

20 20 2060

4

Tebal aspal

Rata-rata

Papan AtasPapan Bawah

7,5

Page 11: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

Untuk penyebaran daerah panjang papan :

q =

Pa1+2d1+d2

q =

3303,75 kg60 cm

q = 55,0625 Kg/cm

q = 5506,25 kg/m

MOMEN YANG TERJADI

Jarak antara gelagar memanjang = 0,5 m (syaratnya antara 0,4 dan 0,6 )

- M1 = 1/8.ql2 → ( Momen akibar beban sendiri)

= 1/8 . 98,3125 kg/m . (0,5 m)2

= 3,0723 kg.m

-M2 = 1/8.ql2 → ( Momen akibar beban bergerak dan T loading)

= 1/8 x 5506,25 kg/m x ( 0,5 m )2

= 172,07 kg.m

Sehingga didapatkan bahwa :

Mtotal = 3,0723 kg.m + 172,07 kg.m

= 175,1423 kg.m

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 12: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

CEK KEKUATAN DOBLE PAPAN ITU ( papan 5/25 dan papan 15/25)

KONTROL TEGANGAN LENTUR

Kontrol Tegangan Lentur

w = 0,7 (1/6.b.h2) (T.Sipil hal 199,kayu 2 bagian tak terlindung)

= 0,7(1/6 . 25 . 202) (tinggi papan atas + bawah = 20 cm )

= 1166,667 cm3

σ 1t =

M total

w =

17514 , 23 kgcm

1166 ,667 cm3 = 15,0122 kg/cm2

Syarat Aman

σ 1t < σ 1t

15,0122 kg/cm2< 62,5 kg/cm2 .................... AMAN!!!

GESER YANG TERJADI

- Q beban sendiri = 1/2 . q beban sendiri . L

= 1/2 . 0,983125 kg/cm . 50 cm

= 24,578 kg

- Q beban bergerak = 1/2 . q beban bergerak . L

= 1/2 . 55,0625 kg/cm . 50 cm

= 1376,563 kg

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 13: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

Jadi Qtotal = Q1 + Q2

= 24,578 kg + 1376,563 kg

= 1401,141 kg

KONTROL TEGANGAN GESER

(buku mektek 2 hal 25, τ maksimum)

τ ll =

3. Qtotal

2. b . h dimana : b = lebar papan = 25 cm

=

3. 1401,141 kg

2 .25 . 20 cm2 h = tinggi papan atas + bawah

= 4,203 kg/cm2 = 5 + 15 = 20 cm

Syarat Aman

τ ll < τ ll izin

4,203 kg/cm2 < 7,5 kg/cm2 .......................AMAN!!!

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 14: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

PERHITUNGAN GELAGAR MEMANJANG

Menentukan gelagar memanjang

Syarat jarak gelagar memanjang 0,4 m ≤ Δ ≤ 0,6 m

Rumus :Δ= B

n−1

Dimana :

n = Jumlah gelagar memanjang ( harus ganjil )

B = lebar jembatan = 5 m

Civil Engineering of Sriwijaya University

Gelagar

Gelagar

Page 15: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

Δ = Jarak gelagar memanjang

Untuk n = 11Δ= 5 m

11−1= 0,5

m

Untuk n = 12 Δ= 5 m

12−1= 0 , 45

m

Untuk n = 13 Δ= 5m

13−1= 0 , 42

m

Diambil jarak gelagar memanjang ( Δ ) = 0,5 m

Jumlah gelagar memanjang ( n ) = 11

Menentukan Gelagar Melintang

Rumus yang digunakan : λ= L

n−1

dimana :

n’ = jumlah titik buhul batang ( 9 titik )

L = Panjang jembatan = 24 m

λ = Jarak gelagar melintang

λ= Ln−1

λ=24 m9−1

λ=24m

8

λ= 3m

Jadi diambil jarak gelagar melintang λ = 3 m

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 16: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

Jumlah gelagar melintang (n’) = 9

PERHITUNGAN GELAGAR MEMANJANG

Gelagar memanjang dicoba dengan kayu 20/25 (dicoba ukuran 15/25 ternyata

tidak aman, maka digunakan 20/25 ) ( b = 20 cm, h = 25 cm )

1. Akibat beban sendiri / beban tetap

-Berat sendiri aspal = tebal aspal x Δ x BJ aspal

= 0,075 m x 0,5 m x 2500 kg/m3

= 93,75 kg/m

a) -Berat sendiri papan atas= tebal papan x Δ x berat jenis

= 0,05 m x 0,5 m x 600 kg/m3

= 15 kg/m

b) -Berat sendiri papan bawah= tebal papan x Δ x berat jenis

= 0,15 m x 0,5 m x 600 kg/m3

= 45 kg / m

c) -Berat sendiri gel. memanjang= tebal papan x lebar papan x berat jenis

= 0,2 m x 0,25 m x 600 kg/m3

= 30 kg/m

d) -Berat air ( diambil ketebalan 5 cm )=tebal air x Δ x berat jenis

= 0,05 m x 0,5 m x 1000 kg/m3

= 25 kg/m

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 17: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

q total = qa + qb + qc + qd + qe

= (93,75 + 15 + 45 + 30 + 25) kg/m

= 208,75 kg/m

= 208,75 kg/m + (toeslag 10% x 208,75 kg/m)

= 229,625 kg/m

Perhitungan M dan Q akibat gelagar memanjang maka kontruksi gelagar

melintang dianggap Perletakan Sendiri

3m

GAMBAR PERLETAKAN

Mmax =1

8. Qtotal . L2

= 1/8 . (229,625kg/m) ( 3 m)2

= 258.328 kg.ms

Qmax =

12

. Qtotal . L

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 18: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

= 1

2. 229,625 kg /m . 3 m

= 344.437 kg

2. Akibat D. Loading (untuk gelagar dg D loading, PPPJJR 1987)

Untuk jembatan kelas II = 75%

Muatan garis p = 5 ton

Muatan merata q = 1.0 t/m

Untuk L ≤ 30 m

( berdasarkan pedoman perencanaan pembebanan jembatan jalan raya DPU),

q = 2,2 t/m (hal 3 PPPJJR 1987)

Maka : D loading untuk :

P = 75 % . 5 ton = 3.75 ton

q = 75 % . 1,0 t/m = 0.75 t/m ( batas max = 2,2 t/m,masih aman )

Δ = 0,5 m ,

faktor pembebanan = 1,333 (hitungannya di atas)

Jadi, pembebanan yang bekerja pada suatu gelagar memanjang, adalah : (angka 2,75

ketetapan,hal 4 PPPJJR1987), ingat hanya beban P yang dikalikan faktor

pembebanan(faktor kejut) )

P ' = 3 .75 t2 ,75 m

x 0,5 mx 1, 333 = 0 . 908 t

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 19: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

q ' = 0 . 75 t /m2, 75 m

x 0,5 m = 0 .136 t /m

GAMBAR PELAT

PEMBEBANAN

1. Akibat muatan garis

P

Ra 3 m Rb

Gambar Perletakan

Mmax = ¼ . P . L

Civil Engineering of Sriwijaya University

0 . 908 t

0.136t/m

Page 20: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

= ¼ .0.908 t. 3 m

= 0.681 tm

= 681 kg.m

Q max = Vb = Va = ½ P

= ½ . 0.908 ton

= 0.454ton

= 454 kg

2. Akibat Muatan terbagi rata

3 m

GAMBAR PERLETAKAN

Mmax = 1/8 q L2

= 1/8 . 0,136 t/m . (3m)2

= 0.153 t.m

= 153 kgm

Q max = ½ q L

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 21: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

= ½ . 0.136 t/m. 3m

= 0,204t.

= 204 kg

Total Muatan (dari berat sendiri + muatan D )

Mmax = 258.328 kg.m + 681 kg.m + 153 kgm

= 1092.328 kg.m

Qmax = 344.437 kg +454 kg.+ 204 kg

= 1002,437 kg.

Kontrol terhadap Gelagar Memanjang

W = 1/6. b . h2

25 = 1/6. 20. 252

20 = 2083,333 cm3

CEK KEKUATAN BALOK GELAGAR MEMANJANG INI (20/15)

KONTROL TEGANGAN LENTUR

σ 1t 1 =

MW n

= 109232 . 8 kg . cm

2083,333 cm3= 52 . 431

kg/cm2

Syarat Aman

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 22: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

σ 1t < σ 1t izin

52.431 kg/cm2 ≤ 83,33 kg/cm2 .................... AMAN !!!

KONTROL TEGANGAN GESER

Tegangan geser yang timbul

τ ll 1 =

3 Q2. b . h

=3. 1002,437 kg . 2 .20 . cm25cm

= 3. 007 kg /cm2

Syarat aman

τ ll<τ ll izin

3 .007 kg/cm2≤ 12 kg/cm2.................. AMAN !!!

KONTROL LENDUTAN

( rumus di buku T.Sipil hal 200, untuk konstruksi tak terlindung)

Lendutan izin :

δ izin=L

400

=

300 cm400

= 0.75 cm

Modulus kenyal kayu :

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 23: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

E = 100.000 kg/cm2 ( untuk kayu kelas II, T.Sipil hal 190 )

Momen Inersia :

I =

112

bh3

I =

112

.20 cm (25 cm)3

I = 26041,667 cm4

qtotal= qberat sendiri + qD loading

= 229,625 kg/m + 0 .136 t /m

= 229,625 kg/m + 135 kg/m

= 364.625 kg/m

Ptotal = PD loading

= 0 .908 t

= 908 kg

Maka akibat 2 kombinasi gaya tersebut, yaitu beban terdistribusi merata “q”

dan beban terpusat “p” akan menimbulkan lendutan,

Maka lendutan yang terjadi di gelagar :

δ = 5qL4

384 EI+ PL3

48 EI (rumus lihat di lamp. Buku mekanika bahan )

Civil Engineering of Sriwijaya University

Page 24: TUGAS STRUKTUR KAYU

IKATAN MAHASISWA SIPILFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

HARRY HUTAGALUNG03101001129

5 . (3 .64625 kg/cm ).(300 cm )4

384 . 100 x103 kg /cm2 . 26041,667 cm4+

(908kg ).(300 cm )3

48 . 100 x103 kg/ cm2 . 26041,667 cm4

= 0.1476731 + 0.196128

= 0.3438011

Syarat : δ < δ izin 0.3438011 cm < 0.75 cm………AMAN

Civil Engineering of Sriwijaya University