web viewbeton= sk sni 03 – xxx – 2002. data pembebanan. lapisan aspal lantai...
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Jembatan adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk meneruskan jalan melalui suatu
rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini dapat berupa jalan lain (jalan air atau jalan
lalu lintas biasa). Jika jembatan berada diatas jalan lalu lintas maka disebut sebagai viaduct
(struyk dan van der veen, 1984). Perkembangan trasportasi yang semakin erat kaitannya dengan
pembangunan, baik berupa pembangunan jalan maupun jembatan yang berfungsi untuk
memperlancar arus kendaraan sehingga tercipta efisiensi waktu dalam beraktifitas.
Geografis Kabupaten Lumajang terdiri dari dataran rendah dan dataran tinggi sehingga
elevasi kontur tanah tidak sama, maka penyediaan transportasi harus disesuaikan dengan kondisi
alam yang ada. Hasil produksi pertanian dan perkebunan Kabupaten Lumajang disebarkan ke
seluruh penjuru kota, guna memenuhi kebutuhan masyarakat dan memperlancar hasil produksi
antar daerah. Maka dari itu perlu adanya sarana penghubung transportasi antar daerah yang salah
satunya berupa pembuatan jembatan selok anyar di Kabupaten Lumajang Jawa Timur.
Jembatan selok anyar VII terletak di jalur lintas selatan jawa timur ruas Jarit-batas
Jember pada STA 13+750 wilayah kecamatan pasirian kabupaten lumajang. Kondisi rencana
lokasi yang ada masih berupa jalan yang terputus sungai. Sekeliling rencana jembatan masih
berupa lahan sawah dan ladang/tegalan yang jauh dari pemukiman. Jembatan melintasi sungai
kedung dengan lebar sungai dari tebing kiri tebing kanan ± 30 m.
Rencana jembatan Selok Anyar VII dengan bentang 40 meter dan lebar 7,2 meter
menggunakan struktur rangka baja trapesium. (Anonim: Data Perencanaan Dinas PU Propinsi
Jawa Timur). Struktur ini menguntungkan dalam pencapaian bentang panjang, dan konstruksi
baja ringan sehingga beban yang ditanggung oleh struktur dibawahnya lebih kecil, selain itu
dapat mempercepat dan mempermudah pemasangan.
1.2 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penulisan ini adalah merencanakan sturktur jembatan baru dengan
konstruksi rangka baja menggunakan Standar Pembebanan RSNI T-03-2005.
Sedangkan manfaat dari “Studi Perencanaan Jembatan Rangka Baja Pada Jembatan
Selok Anyar VII Di Kecamatan Pasirian Kabupaten Lumajang” adalah memberikan alternatif
model struktur untuk jembatan dengan menggunakan Standar Pembebanan RSNI T-03-2005 dan
diharapkan mampu menjadi masukan bagi instansi terkait.
1.3 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas dapat ditarik beberapa identifikasi masalah sebagai
berikut :
1. Perencanaan dan perhitungan kekuatan konstruksi lantai kendaraan.
1
2. Perencanaan dan perhitungan kekuatan gelagar-gelagar yang tepat sehingga jembatan
mampu menerima beban yang ada.
3. Perencanaan bentuk dan perhitungan abutment yang tepat agar dapat memikul beban yang
diterima jembatan.
4. Perencanaan dan penentuan jenis pondasi yang sesuai dengan kondisi sungai yang dalam
serta berjenis tanah lunak.
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah, maka dalam studi perencanaan struktur jembatan
rangka baja meliputi :
1. Perhitungan pembebanan dan dimensi plat lantai kendaraan.
2. Perhitungan dimensi gelagar memanjang, melintang dan gelagar pengaku (induk).
3. Perhitungan dimensi abutment sesuai dengan kondisi jembatan.
4. Perhitungan dimensi pondasi yang direncanakan.
1.5 Lingkup Pembahasan
Mengingat banyaknya yang dibahas dalam tugas akhir ini, pembahasan perencanaan
struktur jembatan Rangka baja dibatasi meliputi:
1. Perhitungan dimensi tulangan sistem lantai kendaraan.
a. Perhitungan dimensi tulangan plat lantai kendaraan dan trotoir
b. Perhitungan gelagar melintang
c. Perhitungan gelagar memanjang
2. Perhitungan rangka jembatan meliputi:
a. Perhitungan dimensi rangka baja dan gelagar induk
b. Perhitungan sambungan
c. Perhitungan landasan
3. Perhitungan abutment meliputi:
a. Perencanaan bentuk abutment
b. Perhitungan pembebanan abutment
c. Perhitungan stabilitas abutment
d. Perhitungan penulangan abutment
4. Perhitungan pondasi meliputi:
a. Perhitungan daya dukung tanah
b. Perhitungan penulangan pondasi tiang pancang
2
Survey Data
Mulai
Data Sondir- Kedalaman Tanah
Data Teknis Perencanaan-Data Gambar
Peta Lokasi- Topografi
Perhitungan Abutment
Perhitungan Pondasi
Kontrol Stabilitas
Gambar Rencana
Selesai
Ya
Tidak
Ya
Tidak
Perhitungan Pembebanan
Perhitungan plat lantai kendaraan, trotoar, sandaran
Perencanaan dimensi gelagar memanjang, melintang, induk
Perencanaan ikatan angin
Perhitungan sambungan, Landasan
Kontrol Lendutan
Perencanaan Abutment
Gambar 1.1 Bagan Alir Perencanaan Jembatan rangka Baja
3
BAB III
PERENCANAAN KONSTRUKSI BANGUNAN ATAS
3.1 Data Perencanaan
3.1.1 Data Struktur
1. Kelas jalan = Kelas I
2. Panjang total jembatan = 40 m
3. Lebar total jembatan = 7,20 m
4. Lebar lantai kendaraan = 6,0 m
5. Lebar trotoir = 2 x 0,5 m
6. Tebal trotoar = 0,48 m
7. Tipe jembatan = Rangka Baja Trapesium
8. Tinggi rangka jembatan = 6,35 meter
9. Jarak antar gelagar memanjang = 1,50 m
10. Jarak antar gelagar melintang = 5 m
11. Mutu bahan
- Mutu baja tulangan (Fy) = 240 Mpa
- Mutu beton (Fc’) = K - 225 = 22,5 Mpa
- Mutu baut = 570 Mpa
- Baja = Bj 52
Tegangan leleh = 3600 kg/cm2
Tegangan dasar = 2400 kg/cm2
12. Peraturan
- Pembebanan = RSNI T-02-2005
- Beton = SK SNI 03 – XXX – 2002
3.1.2 Data Pembebanan
a) Lapisan aspal lantai kendaraan
- Tebal Aspal = 0,07 meter(Data Perencanaan Dinas PU Jawa Timur)
- Berat jenis aspal = 2500 kg/m3(sumber:Jembatan,Dr.Ir.Supriyadi.hal 37,2007)
- Faktor beban KuMS = 1,3 (RSNI T -02-2005, hal :9)
4
b) Plat beton lantai trotoar
- Tebal plat beton = 0,48 meter(Data Perencanaan Dinas PU Jawa Timur)
- Berat satuan beton bertulang = 2500 kg/m3
- Faktor beban KuMS = 1,3 (RSNI T -02-2005, hal :9)
c) Plat beton lantai kendaraan
- Tebal plat beton = 0,23 meter(Data Perencanaan Dinas PU Jawa Timur)
- Berat satuan beton bertulang = 2500 kg/m3
- Faktor beban KuMS = 1,3 (RSNI T -02-2005, hal :9)
d) Air hujan
- Tebal air hujan = 0,05 meter
- Berat satuan air hujan = 1000 kg/m3
- Faktor beban KuMS = 2,0 (RSNI T -02-2005, hal :8)
e) Bride/Metal Deck (Anonim: WWW.GRDSEEL.COM.ID)
- Tebal metal deck = 0,76 mm- Faktor beban KuMS = 1,1 (RSNI T -02-2005, hal :9)
3.2 Perhitungan Plat Lantai Kendaraan
3.2.1 Pembebanan Plat Trotoir
1. Beban mati
- Berat sendiri plat beton = 0,48 x 1 x 2500 x 1,3 = 1560 Kg/m
- Berat air hujan = 0,05 x 1 x 1000 x 2,0 = 100 Kg/m
- Berat steel deck (0,76 mm) = 8,48 x 1,1 x 1 = 9,33 Kg/m
qu1 = 1669,33 Kg/m
2. Beban hidup
Beban hidup trotoir
Faktor beban = 1,8 (RSNI T-02-2005, hal 19)
Beban hidup trotoir harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar :
q = 5 Mpa = 500 Kg/m2 ……(RSNI T-02-2005, hal 24)
qu2 = 500 x 1 x 1,8 = 900 Kg/m2
Pipa Sandaran
Faktor beban 1,1 (RSNI T-02-2005, hal 9)
Menggunakan pipa baja dengan diameter 76,3 mm = 7,63 cm
Berat (G) = 5,08 Kg/m
Tebal (t) = 2,8 mm = 0,28 cm
5
3.2.2 Pembebanan Plat Lantai Kendaraan Dengan Bridge/Metal Deck
( Plat lantai dianggap balok dengan lebar 1 meter )
1. Beban mati
- Berat sendiri plat beton = 0,23 x 1 x 2500 x 1,3 = 747,5 Kg/m
- Berat air hujan = 0,05 x 1 x 1000 x 2,0 = 100 Kg/m
- Berat lapisan aspal = 0,07 x 1 x 2500 x 1,3 = 227,5 Kg/m
- Berat metal deck (0,76) = 8,48 x 1 x 1,1 = 9,33 Kg/m
qu2 = 1084,33 Kg/m
2. Beban hidup
- Muatan “T” yang bekerja pada lantai kendaraan adalah tekanan gandar = 225
kN = 22500 kg, atau tekanan roda = 11250 kg (RSNI T-02-2005, hal 19)
- Faktor beban dinamis “FBD” = 0,4 …….(RSNI T-02-2005, hal 21)
Dari rumus dibawah ini :
50 m ≤ LE → FBD = 0,4
Jadi : LE = 45 , Factor beban K= 1,8 ….(RSNI T-02-2005, hal 19)
Maka P = ( 1 + 0,40 ) x 11250 = 15750 Kg
Pult atau Beban T = 1,8 x 15750 = 28350 Kg
3.2.3 Perhitungan Statika Akibat Beban Mati Dan Beban Hidup
Untuk Perhitungan statika menggunakan Analisa Statpro
Tabel Hasil Perhitungan Momen Dengan menggunakan Analisa Staadpro
Batang Titik Akibat Beban Hidup (kNm)
AkibatBeban Mati
(kNm)
Akibat Beban Combinasi
(kNm)1 1 0 0 0
2 -1.103 -2.046 -3.1502 2 1.103 2.046 3.150
3 76.472 0.889 77.3613 3 -76.472 -0.889 -77.361
4 -58.188 -1.980 -60.1684 4 58.188 1.980 60.168
5 47.213 0.916 48.1295 5 -47.213 -0.916 -48.129
6 -51.262 -2.001 -53.263
6
6 6 51.262 2.001 53.2637 47.213 0.916 48.129
7 7 -47.213 -0.916 -48.1298 -58.188 -1.980 -60.168
8 8 58.188 1.980 60.1689 76.472 0.889 77.361
9 9 -76.472 -0.889 -77.36110 -1.103 -2.046 -3.150
10 10 1.103 2.046 3.15011 0 0 0
Tabel Rekapitulasi Momen Maksimum
No Tumpuan Lapangan Besar Momen Maksimum (kNm)
1 A 3.1502 B 60.1683 C 53.2634 D 60.1685 E 3.1506 AB -77.3617 BC -48.1298 CD -48.1299 DE -77.361
3.2.4 Perhitungan Plat Lantai Kendaraan
β =
LnSn
=LyLx (Sumber C U R.Dasar dasar perencanaan beton bertulang 1 hal 92 )
Dimana :
Ly = Ln = Bentang netto dari bentang terpanjang = 500 cm
Lx = Sn = Bentang netto dari bentang terpendek = 150 cm
Maka β= Ln
Sn=500
150 = 3,33 > 2 (Pelat satu arah)
d = h – (1/2 Ø )– tebal selimut beton
= 230 – (1/2 x 19 ) – 30 = 190,5 mm
m = f y
0,85x f c
= 240
0,85 x 22.5 = 12,549
b =
0 , 85 x fc 'fy
x 0 , 85 x 600600 + fy
=
0 , 85 x 22 , 5240
x 0 ,85 x 600600 + 240 = 0,048
7
3.3.4.1 Penulangan plat lantai kendaraan arah melintang
A. Penulangan pada tumpuan
MU = 60,168 kNm = 6016,8 kg.m/meter plat
Mn = Mu/φ = Mu0,8
= 6016,8 / 0,8 = 7521,000 kg.m
dada = 230 – (1/2 x 19) – 30 = 190,5 mm
Rn =
Mnb . d2
=
7521 , 000 x 104
1000 x190 , 52 = 2,072 Mpa
m = f y
0,85 x f c =
2400,85 x 22,5
= 12,549
= 1m
{1−√1−2 .m . Rn
f y} = 0,00916
b =
0 , 85 x fc 'fy
x 0 , 85 x 600600 + fy = 0,048
Max = 0,75 x b = 0,75 x 0,048 = 0,036
ρmin =
1,4F y =
1,422 ,5 = 0,00583
ρmin = 0,00583 < ρ = 0,00916 < ρMax = 0,036
Asperlu = ρ .b.d = 0.00916 x 1000 x 190,5 = 1745,35 mm2
As’ = 20 % x Asperlu = 20 % x 1745,35 = 349,07 mm2
Dipakai tulangan tarik D19 – 100 ; As = 2835,3 mm2
Dipakai tulangan tekan D19 – 450 ; As = 630,1 mm2
B. Penulangan pada lapangan
MU = 77,361 kNm = 7736,1 kg.m/meter plat
Mn = Mu/φ = Mu0,8
= 7736,1 / 0,8 = 9670,125 kg.m
dada = h – ½ Ø – tebal selimut beton
= 230 – (1/2 x 19) – 30 = 190,5 mm
Rn =
Mnb . d2
=
9670 ,125 x 104
1000 x 190 , 52 = 2,665 Mpa
8
m = f y
0,85 x f c = 12,549
= 1m
{1−√1−2 .m . Rn
f y} = 0,012
b =
0 , 85 x fc 'fy
x 0 , 85 x 600600 + fy = 0,048
Max = 0,75 x b = 0,75 x 0,048 = 0,036
ρmin =
1,4F y =
1,4240 = 0,0058
ρmin = 0,0058 < ρ = 0.012 < ρMax = 0,036
Asperlu = ρ .b.d = 0.012 x1000 x 190,5 = 2287,41 mm2
As’ = 20 % x Asperlu = 20 % x 2287,41 = 457,48 mm2
Dipakai tulangan tarik D19 – 100 ; As = 2835,3 mm2
Dipakai tulangan tekan D19 – 450 ; As = 630,1 mm2
3.3.4.2 Penulangan arah memanjang
Dipasang tulangan susut dan suhu dengan ketentuan sebagai berikut :(SK SNI
03 – XXX – 2002, hal 48 )
AsMin = 0,0020 x AsBruto (Tulangan deform / Mutu 300)
AsMin = 0,0018 x AsBruto (Tulangan deform / Mutu 400)
AsMin = 0,0020 x 190,5 x 1000 = 381 mm2
Tulangan pokok Ø 10 mm :
As =
14 x π x d2 =
14 x 3,14 x 102 = 78,5 mm2
Jarak maximum antar tulangan =
78 ,5381
x 1000= 206,04 > 150 mm
Dipakai tulangan 10 – 150 ; As = 523,6 mm2
(Istimawan,”struktur beton bertulang”, hal 459)
3.2.5 Perhitungan statika pada trotoar
β =
LnSn
=LyLx ( C U R.Dasar dasar perencanaan beton bertulang 1, hal 92 )
Dimana :
Ly = Ln = Bentang netto dari bentang terpanjang = 500 cm
Lx = Sn = Bentang netto dari bentang terpendek = 50 cm
Maka β= Ln
Sn=500
50 = 10,0 > 2 (Pelat satu arah)
d = 480 – (1/2 x 19 ) – 30 = 440,5 mm
9
b =
0 , 85 x fc 'fy
x 0 , 85 x 600600 + fy = 0,048
m = f c
0,85 x f c= 12,549
3.3.5.1 Penulangan trotoar arah melintang
A. Penulangan pada tumpuan
MU = 3,15 kNm = 315 kg.m
Mn = Mu/φ = Mu0,8
= 315 / 0,8 = 393,75 kg.m
d = h – (1/2 Ø) – tebal selimut beton
= 480 – (1/2 x 19 ) – 30 = 440,5 mm
b =
0 ,85 x 22 , 5240
x 0 ,85 x 600600 + 240 = 0,048
m = 240
0,85 x 22,5 = 12,549
Rn =
M n
b . d2 =
393 , 75 x 104
1000 x 4432 = 0,020 Mpa
= 1m
{1−√1−2 .m . Rn
f y}= 0,00008
Max = 0,75 x b = 0,75 x 0,048 = 0,036
ρmin =
1,4F y =
1,4240 = 0,0058
ρmin = 0,0058 > ρ = 0,00008 < ρMax = 0,036
Asperlu = ρ .b.d = 0,0058 x 1000 x 440,5 = 2569,58 mm2
As’ = 20% xAsperlu = 20 % x 2569,58 = 513,82 mm2
Dipakai tulangan tarik D19 – 100 ; As = 2835,3 mm2
Dipakai tulangan tekan D19 – 450 ; As = 630,1 mm2
3.3.5.2 Penulangan arah memanjang
Dipasang tulangan susut dan suhu dengan ketentuan sebagai berikut : (SK SNI 03 –
XXX – 2002, hal 48 )
AsMin = 0,0020 x 440,5 x 1000 = 881 mm2
Tulangan pokok Ø 14 mm
As =
14 x π x d2 =
14 x 3,14 x 142 = 174,64 mm2
10
Jarak maximum antar tulangan=
174 , 64881
x 1000=174,64 > 150 mm
Dipakai tulangan 14 – 150 cm ; As = 1026,3 mm2
3.2.6 Kontrol Gaya Geser Pons Lantai
Berdasarkan peraturan perencanaan teknik jembatan.(BMS 92’ Bagian 6 Hal 80)
Vuc = u x d x (fcv + 0,3 θcp)
fcv = 0,17 x (1 + 2 x θh) x √ fc '
A.Muatan “T” dengan P = 25 kN dan luas bidang kontak roda
125 mm x 200 mm.(RSNI T-02-2005, hal 19)
P = 25 kN
Pult = 2,0 x {(1 + 0,3) x 25} = 65 kN
Mencari kekuatan geser pons beton :
d/2 =
190 , 52 = 95,25 mm
u = 2x{(125 + 2 x 105,25)+(200 +2 x 105,25)}= 1221,5 mm
fcv = 0,17 x (1 + 2
200125 )
x √22 ,5 = 1,814 Mpa
0,34 √ fc '= 0,34 x √22 ,5 = 1,613 Mpa
Karena fec < fcv = 1,613 < 1,814 Mpa
Jadi control gaya geser pons lantai tidak memenuhi syarat terhadap kekuatan geser
ultimit yang diijinkan.
Vuc = 1221,5 x 190,5 x 1,814 = 422193,1 N ⇒ 422,1931 kN
p = 65 kN < 422,1931 Kn ( Aman terhadap geser pons )
Gambar 3.3 Bidang Kontak Roda P = 25 kN
B. Muatan “T” dengan P = 112,5 kN dan luas bidang kontak roda 200 mm x 500 mm.
(RSNI T-02-2005, hal 19)
P = 112,5 kN
Pult = 2,0 x {(1+0,3) x 112,5} = 292,5 kN
11
Mencari kekuatan geser pons beton :
d/2 =
190 ,52 = 95,25 mm
u = 2 x{ 200 + ( 2 x 95,25 ) } + { 500 + (2 x 95,25 )} = 1975,5 mm
fcv = 0,17 x (1 + 2
500200 )
x √22 ,5 = 1,451 Mpa
0,34 √ fc ' = 0,34 x √22 ,5 = 1,613 Mpa
Karena fec > fcv = 1,613 > 1, 451 Mpa
Jadi kontrol gaya geser pons lantai memenuhi syarat terhadap kekuatan geser ultimit
yang diijinkan.
Vuc = u x d x fcv
= 2242 x 210,5 x 1, 451 ⇒ 546241,5 N = 546,2415 kN
p = 292,5 kN < 546,2415 kN
Gambar 3.4 Bidang Kontak Roda P = 112,5 kN
3.4 Perhitungan Gelagar Memanjang
Gambar 3.5
Jarak Gelagar Memanjang Dan Gelagar Melintang
Jarak Antara Gelagar Memanjang = 1,50 m
Jarak Antara Gelagar Melintang = 5,00 m
12
Mutu Baja Konstruksi Bj - 52 ( ) = 3600 kg/cm2
Modulus Elastisitas baja (E) = 2,1 x 106 kg/cm2
3.4.1 Pembebanan
(sumber:Jembatan,Dr.Ir.Supriyadi.hal 37,2007 Dan RSNI T-02-02005, hal 10)
1) Beban Mati
B. Sendiri plat beton = 0,23 x 1,50 x 2500 x 1,3 = 1121,25 kg/m
B. Sendiri Aspal = 0,07 x 1,50 x 2500 x 1,3 = 341,25 kg/m
B. Air Hujan = 0,05 x 1,50 x 1000 x 2,0 = 150 kg/m
B. Steel Deck (0,76 mm) = 8,48 x 1,50 x 1,1 = 13,99 kg/m
Qd = 1626,49 kg/m
MD = 1/8 x qd x l2
= 1/8 x 1626,49 x 52
= 5082,79 kg.m
2.) Beban Hidup
a. Akibat beban “D”(Faktor beban =1,8)
Beban tersebar merata (BTR) :
L = 40 m > 30 m…………..……………………………… (RSNI T-02-2005,hal:15)
q = 9,0 x (0,5 +
15L )
= 9,0 x (0,5+ 15
40 )
= 7,875 Kpa = 787,5 kg/m2
Jarak antar gelagar memanjang 1,50 m.
Maka q’ = (787 ,5
2 ,75 ) x 1 , 50 x 1,8 = 773,182 kg/m2
ML1 = 1/8 x q’ x l2 = 1/8 x 773,182 x 52 = 2416,193 kg.m
Akibat beban garis :
P = 49,0 KN/m = 4900 kg/m
L = 40 m maka DLA = 40 % …………….(RSNI T-02-2005,hal:21)
Maka P = 4900 x 1,50 x ( 1 + 0,40 ) x 1,8 = 18522 kg
ML2 = 1/4 x P x l = 1/4 x 18522 x 5 = 23152,500 kg.m
Momen akibat beban lajur “ D”
ML = ML1 + ML2
= 2416,193 + 23152,500
= 25568,693 kg.m = 2556869,3 kg.cm
b. Akibat beban “T”
Untuk pembebanan truk “T”, maka FBD diambil 40 % = 0,4
K = 1 + FBD = 1 + 0,4 = 1,4 ……..……..(RSNI T-02-2005,hal:21)
13
Maka faktor distribusi beban “T” yaitu :
FT = S
3,4 …….……....………..……………………......….. (RSNI T-02-2005,hal : 21)
= 1, 503,4 = 0,4412
P = 112,5 kN = 11250 kg…….……….……..…. (RSNI T-02-2005,hal : 19)
Maka : P = ( 1 + 0,4 ) x 11250 x 1,8 = 28350 Kg
ML3 = ¼ x (Ft x P) x L
= ¼ x (0,4412 x 28350) x 5
= 15634,191 kg,m = 1563419,1 kg.cm
Dipakai momen terbesar yaitu akibat beban “T” sebesar :
ML3 = 1563419,1 kg.cm
Maka beban ultimit yang terjadi :
Mu1Total = MD + ML3
= 508278,8 + 1563419,1
= 2071697,9 kg.cm
3.4.2 Perencanaan Profil Gelagar Memanjang
Dicoba menggunakan profil WF 400 x 200 x 7 x 11
(Tabel Profil Konstruksi Baja hal :22)
Mutu baja BJ-52 dengan fy = 3600 kg/m2
G = 56,60 Kg/m
A = 72,16 cm2
Ix = 20000 cm4
Iy = 1450 cm4
Zx = 1010 cm3
Zy = 145 cm3
Gambar 3.6 Penampang Profil WF. 400 x 200 x 7 x 11
a. Menghitung modulus plastis (Zx)
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku”, jilid 1, hal : 429)
Zx = Mu
φ b . fy =
2071697,90,9 x 3600 = 639,413 cm3
b. Momen ultimit akibat berat sendiri profil
Mu2 = 1/8. q . l2
= 1/8 x (56,6 x 1,1) x 52
= 194,563 kg.m = 19456,3 kg.cm
c. Kontrol kekuatan penampang
b . Mn = b . Zx . Fy
14
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku”, jilid 1, hal : 428)
b . Mn = b . Zx . Fy Mu1 + Mu2
= (0,9 x 1010 x 3600) 2071697,9 + 19456,3
= 3272400 kg.cm 2091154,1 kg.cm ……..(aman)
d. Kontrol tegangan
σ =
M total
Zx =
2091154 ,11010 = 2070,45 < 3600 Kg/c
m2
3.4.3 Perhitungan komposit
(1) Pembebanan sebelum komposit
Beban-beban yang bekerja adalah :
Berat sendiri profil = 56,6 x 1,1 = 62,26 kg/m
Berat plat beton = 0,23 x 1,50 x 2500 x 1,3= 862,50 kg/m
Berat Steel deck = 8,48 x 1,50 x 1,1 = 13,99 kg/m
qd = 938,75 kg/m
MD = 1/8 x qd x l2
= 1/8 x 938,75 x 52
= 2933,60 kg.m = 293360 kg.cm
(2) Pembebanan sesudah komposit
a. Beban mati
Berat Aspal = 0,07 x 1,50 x 2500 x 1,3 = 341,25 kg/m
Berat air hujan = 0,05 x 1,50 x 1000 x 2,0 = 150 kg/m
qd = 491,25 kg/m
Md = 1/8 x q x l2
= 1/8 x 491,25 x 52 = 1535,160 kg.m = 153516 kg.cm
b. Beban hidup
Dipakai momen terbesar yaitu momen akibat beban “T” sebesar :
ML3 = 1563419,1 kg,m
(3) Menentukan lebar efektif “Beff”
Menurut RSNI T-03-2005 hal 51 dari 129, nilai Beff diambil nilai yang terkecil dari:
- 1/5 x panjang bentang gelagar untuk bentang sederhana
- Jarak pusat antara badan gelagar
- 12 x tebal plat kendaraan
Sedangkan untuk menentukan nilai “n” yaitu :
- Untuk beban jangka pendek, nilai n = Es/Ec (untuk beban hidup yang bekerja
setelah komposit)
- Untuk beban tetap (Md), maka nilai n = 3Es/Ec (untuk beban mati yang bekerja
setelah komposit)
15
Tebal plat kendaraan = 23 cm
Jarak gelagar memanjang = 1,50 m = 150 cm
Jarak gelagar melintang = 5 m = 500 cm
Jadi lebar effektif dari lantai kendaraan :
a. Beff = 1/5 x 500 = 100 cm
b. Beff = 12 x 23 = 276 cm
c. Beff = 150 cm
Maka dipakai Beff yang terkecil yaitu sebesar 100 cm
(4) Beban mati yang bekerja setelah komposit
(Istimawan Dipohusodo, “Struktur Beton Bertulang”, Hal : 9)
Ec = 0,043 . W1,5 . √ fc
= 0,043 x 2400(1,5) x √22 ,5 = 23981,513 Mpa
Rasio modulus elastisitas :
n =
ES
1/3 x EC =
2100001/3 x 23981,513 = 26,270
Garis netral pada komposit :
(CG. Salmon, JE. Jonson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku”, jilid I1, hal : 379)
Ypb =
As . ( d2 ) + ( BEff . ts
n ) x ( 12
. ts + d )As+ ( BEff . ts
n )
Diketahui: Beff = 100 cm
As = 72,16 cm2
ts = 25 cm
d = 40 cm
n = 26,270
Ypb =
72 ,16 x (402 ) + (100 x 23
26 ,270 ) x ((12
x 23) + 40)72 ,16 + (100 x 23
26 ,270 ) = 37,268 cm
16
Gambar 3.7
Penampang Komposit Akibat Beban Mati Pada Gelagar Memanjang
Dari gambar diatas maka :
ypt = (d + ts) - ypb = [(40 – 23) - 38,484] = 25,732 cm
ypc = ypt - ts = 25,732 - 23 = 2,732 cm
dc = ypc + (1/2 x ts) = 2,732 + (1/2 x 23) = 14,232 cm
dt = (23
2+ 40
2 ) = 31,5 cm
ds = dt – dc = 31,5 – 14,232 = 17,268 cm
Ic = 1/12 x BEff x d3 = 1/12 x 100 x 233 = 101391,667 cm4
Ac = Tebal pelat x BEff = 23 x 100 = 2300 cm2
Momen inersia komposit adalah :
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid I1” hal : 380)
Ip = Is +
Icn +
Ac . dc2
n + (As . ds2)
= 20000+(101391 ,66726 , 270 )+(
2300 x 14 , 2322
26 ,270 )+(72,16x17,2682)
= 20000 + 3859,564 + 17733,944 + 21516,552
= 63110,061 cm4
Modulus penampang terhadap serat atas adalah :
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid I1” hal : 356)
Wpt =
I p
Y pt =
63110,06125 , 732 = 2452,576 cm3
Modulus penampang terhadap serat bawah adalah :
Wpb =
I p
Y pb =
63110,06137 , 268 = 1693,419 cm3
(5) Beban hidup yang bekerja setelah komposit
Es = Modulus elastisitas baja = 210000 Mpa
Ec = 0,043 . W1,5 . √ fc
= 0,043 x 2400(1,5) x √22 ,5 = 23981,513 Mpa
Rasio modulus elastisitas :
n =
EsEc =
21000023981,513 = 8,757
Garis netral pada komposit :
17
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid I1” hal : 380) :
Ytb =
As . ( d2 ) + ( BEff . ts
n ) x ( 12
. ts + d )As+ ( BEff . ts
n )
=
72 ,16 x (402 ) + (100 x 23
8 ,757 ) x ((12
x 23) + 40)72 ,16 + (100 x 23
8 , 757 )
= 44,711 cm
Gambar 3.8
Penampang Komposit Akibat Beban Hidup Pada Gelagar Memanjang
Dari gambar diatas maka :
Ytt = (d + ts) – ytb = [(40 + 23) – 44,711] = 18,289 cm
Ytc = ts – ytt = 23 – 18,289 = 4,711 cm
dc = ytt - (1/2 x ts) = 18,289 - (1/2 x 23) = 6,789 cm
dt = (232
+ 402 ) = 31,5 cm
ds = dt – dc = 31,5 – 6,789 = 24,711 cm
Ic = 1/12 x BEff x d3 = 1/12 x 100 x 233 = 101391,667 cm4
Ac = Tebal pelat x BEff = 23 x 100 = 2300 cm2
Momen inersia komposit adalah :
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid I1” hal : 379)
It = Is + Icn +
Ac . dc2
n + (As . ds2)
= 20000 + (101391,667
8 ,757 )+(2300 x 6 ,7892
8 ,757 )+ (72,16 x 24,7112)
= 20000 + 11578,693 + 12105,712 + 44063,493
= 87747,898 cm4
Modulus penampang terhadap serat atas adalah
Wtt =
I t
Y tt = 87747 ,89818 ,289 = 4797,864 cm3
18
Modulus penampang terhadap serat bawah adalah
Wtb =
It
Y tb =
87747 ,89844 ,711 = 1962,555 cm3
(6) Tegangan yang terjadi pada penampang komposit
- Tegangan ijin baja yaitu :
Mutu baja Bj 52 , fy = 360 Mpa
Tegangan lentur ijin baja (f s̄ ) = 0,55 . fy
fab = f s̄ = 0,55 x 360 = 198 Mpa = 1980 kg/cm2
- Tegangan ijin beton adalah :
Tegangan ijin beton mutu fc’ = 22,5 Mpa
Beton terlentur serat tertekan f c̄ = 0,5 . fc’
f c̄ = 0,4 x 22,5 = 9 Mpa = 90 kg/cm2
f t̄ = 0,5 x √ fc = 0,5 x √22 ,5 = 2,372 Mpa = 23,72 kg/cm2
Tegangan yang terjadi pada penampang komposit adalah :
a. Tegangan beton sesudah komposit
- Bagian atas beton (tertekan)… (C.G. Salmon,,”struktur baja II”, hal : 358)
fc = ±
M D
W pt( 1
n ) ±ML
W tt( 1
n )
= -
1535162452,576 x (
126,270 ) -
1563419,14797,864 x (
18,757 )
= - 34,829 kg/cm2 < fc = 90 kg/cm2
- Bagian bawah dari beton
fc = ± ( M D
W pbx ( 1
n ) x ( y pc
y pt ))± (M L
W ttx ( 1
n ) x ( ytc
ytt ))
= -
1535161693 ,419 x (
126,270 )x(
2 ,73225 , 732 ) -
1563419,11962,555 x (
18,757 )x (
4 ,71118 ,289 )
= 23,067 kg/cm2 < fc = 23,72 kg/cm2
b. Tegangan baja serat atas
fs =(M D . Y st
IS+
M DC . Y pt
I p+
ML . Y tt
I t)
= (293360 x2320000
+ 153516 x 25 ,73254398 , 64
+ 1563419,1 x 18 ,28987747,898 )
= 681,811 kg/cm2 < fab = 1980 kg/cm2
c. Tegangan baja serat bawah
19
fs = (M D . Y st
I S+
M DC . Y pb
I p+
ML . Y tb
I t)
= (293360 x2320000
+ 153516 x 37 ,26863110 ,061
+ 1563419,1 x 44 ,71187747,898 )
= 1134,840 kg/cm2 < fab = 1980 kg/cm2
3.4.4 Lendutan gelagar memanjang
Panjang dari masing-masing gelagar rangka baja adalah 4 m, maka besar defleksi atau
lendutan ijin gelagar memanjang adalah :
=
L360 =
500360 = 1,389 cm (C.G. Salmon,,”struktur baja II”, hal : 393)
qD = 938,75 kg/m
qd = 491,25 kg/m
pL = 28350 kg
Is = 20000 cm4
Itl = 87747,90 cm4
Itd = 63110,06 cm4
a. Lendutan sebelum komposit
Beban mati (berat sendiri profil + plat beton)
ΔD =
5 . q . L4
384 . E . I S =
5 x 9 ,388 x 5004
384 x 2100000 x 20000 = 0,182 cm
b. Lendutan sesudah komposit
Beban mati (aspal + air hujan)
Δd = 5 . q . L4
384 . E . I P = 5 x 4 , 913 x 5004
384 x 2100000 x63110 ,06 = 0,030 cm
Beban hidup terpusat (Beban “T”)
ΔL = P . L3
48 . E . I t = 28350 x 5003
48 x 2100000 x 87747 ,90 = 0,401 cm
Lendutan total yang terjadi pada gelagar memanjang:
Δ = ΔD + Δd + ΔL + ΔL
= 0,182 + 0,030 + 0,401
= 0,613 cm < 1,389 cm ……..............………… (aman)
3.4.5 Perencanaan penghubung geser (Shear Connector)
Beban yang bekerja :
1. Beban mati
Berat aspal = 0,07 x 1,50 x 2500 x 1,3 = 341,25 kg/m
20
2. Beban hidup
- Beban merata dan Beban garis
Beban 100 % q1 = (787 , 50
2 ,75x 1 ,50 x 1. 8) = 773,182 kg/m
Beban 100% p = 4900 x (1+ 0,4) x 1,50 x 1,8 = 18522 kg/m
- Beban “T”
Faktor beban “T” FT = S
3,4 = 1,503,4 = 0,441
P = (1 + 0,4) x (0,441 x 11250 x 1,8) = 12502,350 kg
Kondisi pembebanan :
a) Pada x = 0 m
Beban mati :
Beban merata = ½ x 341,25 x 5 x 1,0 = 853,125 kg
Beban hidup :
Beban “D” (beban merata dan beban garis)
Beban “D” = (1/2 x 773,182 x 5 x 1,0) + (18522 x 1) = 20454,955 kg
Beban “T” = 12502,350 x (1,0) = 12502,350 kg
Dmaks = 853,125 + 12502,350 = 13355,475 kg
b) Pada x = 1,0 m
Beban mati :
Beban merata = (1/2x341,25x4x0,80) – (1/2x341,25x1x 0,20) = 511,875 kg
Beban hidup Beban “D” (beban merata dan beban garis)
Beban “D” = (1/2 x 773,182 x 4 x 0,80) + (18522 x 0,80) = 16054,691 kg
Beban “T” = 12502,350 x 0,80 = 10001,880 kg
Dmaks = 511,875 + 10001,880 = 10513,755 kg
c) Pada x = 2,0 m
21
Beban mati :
Beban merata = (1/2 x 341,25 x 3 x 0,6) – (1/2 x 341,25 x 2 x 0,6)
= 102,375 kg
Beban hidup Beban “D” (beban merata dan beban garis)
Beban “D” = (1/2 x 773,182 x 3 x 0,6) + (18522 x 0,6)
= 11809,064 kg
Beban “T” = 12502,350 x 0,6 = 7501,410 kg
Dmaks = 102,375 + 7501,410 = 7603,785 kg
Pada gelagar memanjang diketahui :
At = 2 x dc x (BEff
n ) = 2 x 6,789 x (
1008 , 757 ) = 155,056 cm2
Yc = dc = 6,789 cm
Itl = 87747,898 cm4
Direncanakan penghubung geser dengan data sebagai berikut:
Jenis penghubung geser = Stud berkepala Ø 3/4” x 3”
ds ¾” = 0,75 x ( 2,500000 x 10-2 ) = 0,019 m = 19 mm
Hs 3” = 3 x ( 2,500000 x 10-2 ) = 0,075 m = 75 mm
Ec = 0,043 . W1,5 . √ fc = 0,043 x 2400(1,5) x √22 ,5 = 23981,513 Mpa
Kekuatan nominal satu penghubung jenis paku/stud untuk perencanaan penghubung
geser diambil dengan bentang L = 4,0 m
qult = 0,4 x ds2 x√ fc . Ec untukHsds ¿ 4(C.G. Salmon,,”struktur baja”, hal 366)
qult = 0,4 x ds2 x√ fc . Ec
= 0,4 x 1,92 x√22 ,5 x 23981 ,513
= 3266,571 Kg = 32,66571 KN
Dipakai 2 stud, maka Q = 2 x 3266,571 = 6533,142 kg.
Tegangan geser yang terjadi pada x = 1 adalah :
ST = At x dc = 151,056 x 6,789 = 1052,671 kg/cm
τ =
S t
I t x D = 1052 ,67187747 , 898
x 13355 , 475 = 160,219 kg/cm
22
Jarak shear connector (s)
Qτ =
6533 ,142160 , 219 = 40,776 cm
Maka jumlah shear connector yang dibutuhkan adalah :
Tabel 3.1 Perencanaan Penghubung Geser (Shear Connector)
Jarak (m) DMaks Tegangan geser
Jarak stud Jumlah stud
0 – 1 13355,475 160,219 40,776 2,452
1 – 2 10513,755 126,129 51,797 1,931
2 - 3 7603,785 91,219 71,620 1,396
Sumber : Hasil Perhitungan
Gambar 3.9
Potongan Melintang Shear Connector Pada Gelagar Memanjang
3.4 Perhitungan Gelagar Melintang
Gambar 3.10
Potongan Melintang Jembatan
23
3.4.1 Pembebanan
A. Beban Mati
- Beban mati plat lantai kendaraan :
-Berat sendiri plat beton = 0,23 x 5 x 2500 x 1,3 = 3738 Kg/m
-Berat air hujan = 0,05 x 5 x 1000 x 2,0 = 500 Kg/m
-Berat lapisan aspal = 0,07 x 5 x 2500 x 1,3 = 1138 Kg/m
-Berat metal deck (0,76) = 8,48 x 5 x 1,1 = 46,64 Kg/m
qd1 = 5421,64 Kg/m
- Beban mati trotoar :
- Berat sendiri plat beton = 0,48 x 5 x 2500 x 1,3 = 7800 Kg/m
- Berat air hujan = 0,05 x 5 x 1000 x 2,0 = 500 Kg/m
- Berat steel deck (0,76 mm) = 8,48 x 1,1 x 5 = 46,64 Kg/m
qd2 = 8346,64 Kg/m
RA = (qd1 x 3) + (qd2 x 0,5)
= (5421,64 x 3) + (8346,64 x 0,5) = 20438,24 kg
Md1 = (RA x 3,5) – (qd1 x 3 x 1,5) – (qd2 x 0,6 x 3,25)
= (20438,64x3,5)–(5421,64x3x1,5)–(8346,64x0,5x 3,25)
= 33573,17 kg.m
- Beban gelagar memanjang
Berat gelagar memanjang = 56,60 kg/m
P = 56,6 x 5 x 1,1 = 311,30 kg
RA = 5 x 311 , 30
2 = 778,25 kg
Md2 = (RA x 3,5) – (P1 x 3) – (P2 x 1,5)
= (778,25 x 3,5) – (311,30 x 3) – (311,30 x 1,5)
= 1323,03 kg.m
MTotal = Md1 + Md2
= 33573,17 + 1323,03 = 34896,20 kg.m
B. Beban Hidup
- Akibat beban “D”
24
1. Beban terbagi rata :
L = 40 m
q = 9,0 x (0,5 + 1540 ) = 7,875 Kpa = 787,5 kg/m2
Maka q’ = 5 x 787,5 x 1,8 = 7087,50 kg/m2
Beban 100 % → q’ = 7087 ,5
2 ,75 x 100 % = 2577,273 kg/m
Beban 50 % → q’ = 7087 , 5
2 ,75 x 50 % = 1288,636 kg/m
MB = 0
RA .7 – (2577,273 x 5,5 x 3,75) – (1288,636x 0,5 x 0,75) = 0
RA = 53639 , 489
7 = 7662,784 kg
Mx = RA . ( 0,5 + x ) – ql1 . x . ½ x
Mx = 7662,784 ( 0,5 + x ) – 2577,273 x . ½ x
= 3831,139 + 7662,784 x – 1073,864 x2
DMxdx = 0 7662,784 – 2577,273 . x = 0
x = 7662,7842577,273 = 2,973 m
ML1 = RA . (0,5 + x) – ql1 . x . ½ x
= 7662,784.(0,5+2,973) – (2577,273x2,973x1/2x2,973)
= 15222,942 kg/m
2. Beban garis :
P = 49 kN/m = 4900 kg/m
L = 40 m maka DLA = 40 %
Dimana jarak antar gelagar melintang = 5,00 m.
P’ = (1 + 0,4) x 4900 x 1,8 = 12348 kg
Beban 100 % → P’ = 12348 x 5,5 x 100 % = 67914 kg/m
Beban 50 % → P’ = 12348 x 0,5 x 50 % = 3087 kg/m
MB = 0
RA . 7 – (67914 x 3,75) – (3087 x 0,75) = 0
RA = 256992 ,75
7 = 36713,250 kg
25
ML2 = (36713,25 x 3,25) – (67914 x 0) = 119318,063 kg.m
Momen total akibat beban hidup adalah :
MTotal = ML1 + ML2
= 15222,942 + 119318,063 = 134541,004 kg.m
- Akibat beban Trotoar (Faktor beban = 2,0)
Beban pejalan kaki = q = 500 kg/m2
q’ = 500 x 1,8 x 5 = 4500 kg/m
RA = 4500 x 0,5 = 2250 kg
Momen maksimum di tengah bentang :
Ml3 = (RA x 3,5) – (ql1 x 0,5 x 3,25)
= (2250 x 3,5) – (4500 x 0,5 x 3,25) = 562,5 kg.m
- Akibat beban “T”
P = (1 + 0,4) x [(2500 x (1/5)) + 11250 + (11250 x (1/5))] x 1,8
= 35280 kg
Gambar 3.11 Distribusi Beban “T”
MB = 0
RA . 7 – (35280 x 5,75) – (35280 x 4) – (35280 x 3) – (35280 x 1,25) = 0
RA = 493920
7 = 70560 kg
Momen maksimum di tengah bentang :
ML4 = RA x 3,5 – (P1 x 0,5) – (P2 x 2,25)
26
= (70560 x 3,5) – (35280 x 0,5) – (35280 x 2,25)
= 149940 kg.m
Dipakai momen terbesar yaitu akibat beban “T” sebesar 149940 kg,m
Maka beban ultimit yang terjadi yaitu :
MTotal = MD + ML4
= 34896,20 + 149940
= 184836,20 kg.m = 18483620 kg.cm
3.4.2 Perencanaan Profil Gelagar Melintang
Dicoba menggunakan profil WF 900 x 300 x 15 x 23
Mutu baja BJ-52 dengan fy = 3600 kg/m2.
G = 213 Kg/m
Ix = 345000 cm4
A = 270,9 cm2
Iy = 10300 cm4
Zx = 7760 cm3
Zy = 688 cm3
Gambar 3.12 Penampang Profil WF. 900 x 300 x 15 x 23
a. Menghitung modulus plastis (Zx)
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Prilaku”, jilid 1, hal : 429)
Zx =
M U
φ b . fy =
184836200,9 x 3600
= 5704,821 cm3
b. Momen ultimit akibat berat sendiri profil
Mu = 1/8. q . l2
= 1/8 x (213 x 1,1) x 72
= 1435,088 kg.m = 143508,8 kg.cm
c. Kontrol kekuatan penampang
b . Mn = b . Zx . Fy Mu1 + Mu2
= (0,9 x 7760 x 3600) 18483620 + 143508,8
= 25142400 kg.cm 18627128,8 kg.cm ……. (aman)
d. Kontrol tegangan
σ =
M Total
Zx =
18627128 , 87760 = 2400,403 kg/cm2 3600 kg/cm
3.4.3 Perhitungan komposit
(1) Pembebanan sebelum komposit
- Beban mati plat lantai kendaraan :
27
Berat sendiri profil = 213 x 1,1 = 234,30 Kg/m
Berat sendiri plat beton = 0,23x5x 2500 x 1,3 = 3737,50 Kg/m
Berat metal deck (0,76) = 8,48 x 5 x 1,1 = 46,64 Kg/m
qd1 = 4018,44 Kg/m
- Beban mati trotoar :
Berat sendiri plat beton = 0,48 x 5 x 2500 x 1,3 = 7800 Kg/m
Berat steel deck (0,76 mm) = 8,48 x 1,1 x 5 = 46,64 Kg/m
qd2 = 7846,64 Kg/m
RA = (qd1 x 3) + (qd2 x 0,5)
= (4018,44 x 3) + (7846,64 x 0,5) = 15978,64 kg
Momen maksimum di tengah bentang :
Md1 = (RA x 3,5) – (qd1 x 3 x 1,50) – (qd2 x 0,5 x 3,25)
= (15978,64 x 3,5) – (4018,44 x 3 x 1,50) – (7846,64 x 0,5 x 3,25)
= 25091,470 kg.m
- Beban Gelagar memanjang :
Berat gelagar memanjang = 56,6 kg/m
P = 56,6 x 5 x 1,1 = 311,30 kg
RA =
5 x 311,302 = 778,25 kg
Momen maksimum di tengah bentang :
Md2 = (RA x 3,5) – (P1 x 3) – (P2 x 1,5)
= (778,25 x 3,5) – (311,30 x 3) – (311,30 x 1,5)
= 1323,025 kg.m
Maka beban mati sebelum komposit adalah :
MTotal = Md1 + Md2
= 25091,470 + 1323,025
= 26414,495 kg.m = 2641449,5 kg.cm
(2) Pembebanan sesudah komposit
- Beban mati plat lantai kendaraan :
28
Berat air hujan = 0,05 x 5 x 1000 x 2,0 = 500 Kg/m
Berat lapisan aspal = 0,07 x 5 x 2500 x 1,3 = 1137,5 Kg/m
qd1= 1637,5 kg/m
RA = (qd1 x 3)
= (1637,5 x 3) = 4912,5 kg
Momen maksimum di tengah bentang :
Md1 = (RA x 3,5) – (qd1 x 3 x 1,50)
= (4912,5 x 3,5) – (1637,5 x 3 x 1,50)
= 9825,00 kg.m
- Akibat beban hidup “T”
Dipakai momen terbesar akibat beban“T”:
ML4 = 149940 kg.m
(3) Menentukan lebar efektif “Beff”
Menurut RSNI T-03-2005 Hal 51dari 129, nilai Beff diambil nilai yang terkecil dari :
1/5 x panjang bentang gelagar untuk bentang sederhana
Jarak pusat antara badan gelagar
12 x tebal plat lantai
Dimana tebal plat kendaraan = 23 cm
Jarak gelagar memanjang = 1,50 m = 150 cm
Jarak gelagar melintang = 5 m = 500 cm
Jadi lebar effektif dari lantai kendaraan :
a. Beff = 1/5 x 700 = 140 cm
b. Beff = 12 x 23 = 276 cm
c. Beff = 500 cm
Maka dipakai Beff yang terkecil yaitu sebesar 140 cm
(4) Beban mati yang bekerja setelah komposit
Es = Modulus elastisitas baja = 210000 Mpa
Ec = 0,043 . W1,5 . √ fc
= 0,043 x 2400(1,5) x √22 ,5 = 23981,513 Mpa
Rasio modulus elastisitas :
n =
ES
1/3 x EC =
2100001/3 x23981 , 513 = 26,270
Garis netral pada komposit :
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid 1” hal : 379)
29
Ypb =
As . ( d2 ) + ( BEff . ts
n ) x ( 12
. ts + d )As+ ( BEff . ts
n )
Dimana : Beff = Lebar effektif (cm)
As = Luas Profil (cm2)
ts = Tebal lantai kendaraan (cm)
d = Tinggi profil (cm)
n = Rasio modulus elastisitas
Diketahui : Beff = 140 cm
As = 270,9 cm
ts = 23 cm
d = 90 cm
n = 26,270
Ypb =
270 , 9 x (902 ) + (140 x 23
26 ,270 ) x (( 12
x 23) + 90)270 , 9 + (140 x 23
26 ,270 )= 62,601 cm
Gambar 3.13
Penampang Komposit Akibat Beban Mati Pada Gelagar Melintang
Dari gambar diatas maka :
ypt = (d + ts) - ypb = [113 – 62,601] = 50,399 cm
ypc = ypt - ts = 50,399 - 23 = 27,399 cm
dc = ypc + (1/2 x ts) = 27,399 + 11,5 = 38,899 cm
dt = (23
2+ 90
2 ) = 56,5 cm
ds = dt – dc = 55,5 – 38,899 = 17,601 cm
Momen inersia komposit adalah :
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid I1” hal : 380)
30
Ic = 1/12 x BEff x d3 = 1/12 x 140 x 233 = 141948,333 cm4
Ac = Tebal pelat x BEff = 23 x 140 = 3220 cm2
Ip = Is + Icn +
Ac . dc2
n + (As . ds2) .
= 345000+(141948 ,33326 ,270 )+(3220 x 38 ,8992
26 ,270 )+(270,9x17,6012)
= 619794,818 m4
Modulus penampang terhadap serat atas adalah
Wpt =
I p
Y pt = 619794 ,81850 ,399 = 12297,651 cm3
Modulus penampang terhadap serat bawah adalah
Wpb =
I p
Y pb = 619794 , 81862 ,601 = 9900,788 cm3
(5) Beban hidup yang bekerja setelah komposit
Ec = 0,043 . W1,5. √ fc
= 0,043 x 2400(1,5) x√22 ,5 = 23981,513 Mpa
Rasio modulus elastisitas (n) =
EsEc
= 21000023981 ,513
= 8 ,757
Garis netral pada komposit :
(CG. Salmon, JE. Johnson,” Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid 1” hal : 380)
Ytb =
As . ( d2 ) + ( BEff . ts
n ) x ( 12
. ts + d )As+ ( BEff . ts
n )
Diketahui : Beff = 140 cm
As = 270,9 cm
ts = 23 cm
d = 90 cm
n = 8,757
Ytb =
270 ,9 x (902 ) + (140 x 23
8 ,757 ) x (( 12
x 23) + 90)270 ,9 + (140 x 23
8 ,757 )
= 77,533 cm
31
Gambar 3.14
Penampang Komposit Akibat Beban Hidup Pada Gelagar Melintang
Dari gambar diatas maka :
Ytt = (d + ts) – ytb = [(90 + 23) – 77,533] = 35,467 cm
Ytc = ytt – ts = 35,467 – 23 = 12,467 cm
dc = ytt - (1/2 x ts) = 35,467 – 11,5 = 23,467 cm
dt = (232
+ 902 ) = 56,5 cm
ds = dt – dc = 56,5 - 23,467 = 32,533 cm
Momen inersia komposit adalah :
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku, jilid I1” hal : 380)
Ic = 1/12 x BEff x d3 = 1/12 x 140 x 233 = 141948,333 cm4
Ac = Tebal pelat x BEff = 140 x 23 = 3220 cm2
It = Is +
Icn +
Ac . dc2
n + (As . ds2)
= 345000+(141948 , 333
8 ,757 )+(3220 x 23 , 9672
8 , 757 )+(270,9x32,5332)
= 859152,330 cm4
Modulus penampang terhadap serat atas adalah :
Wtt =
I t
Y tt =
859152 , 33035 ,467 = 24223,856 cm3
Modulus penampang terhadap serat bawah adalah
Wtb =
It
Y tb =
859152 , 33077 , 533 = 11081,147 cm3
(6) Tegangan yang terjadi pada penampang komposit
- Tegangan ijin baja yaitu :
Mutu baja Bj 52 , fy = 360 Mpa
Tegangan lentur ijin baja (f s̄ ) = 0,55
fab = f s̄ = 0,55 x 360 = 198 Mpa = 1980 kg/cm2
- Tegangan ijin beton adalah :
Tegangan ijin beton mutu fc’ = 22,5 Mpa
32
Beton terlentur serat tertekan f c̄ = 0,4 . fc’
f c̄ = 0,4 x 22,5 = 9 Mpa = 90 kg/cm2
f t̄ = 0,5 x √ fc = 0,5 x √22 ,5 = 2,372 Mpa = 23,720 kg/cm2
Tegangan yang terjadi pada penampang komposit adalah :
a. Tegangan beton sesudah komposit
- Bagian atas beton (tertekan) . (C.G. Salmon,,”struktur baja II”, hal : 358)
fc = ±
M D
W pt(1n ) ±
ML
W tt( 1n )
= - 98250012297 , 651 x (
126 , 270 ) -
1499400024223 , 856 x (
18 ,757 )
= - 73,727 kg/cm2 < fc = 90 kg/cm2
- Bagian bawah dari beton
fc = ± ( M D
W pbx ( 1
n ) x ( y pc
y pb )) ± ( ML
W tbx ( 1
n ) x ( y tc
y tb))= -
9825009900 ,788 x(
126 ,270 )x(
27 ,39962 ,601 )-
1499400011081 ,147 x(
126 ,270 )x (
12 , 46777 , 533 )
= 23,194 kg/cm2 < f t̄ = 23,720 kg/cm2
b. Tegangan baja sesudah komposit
- Tegangan baja serat atas
fs =(M D . Y st
I S+
M DC . Y pt
I p+
M L . Y tt
I t)
=(2641449 ,5 x 40345000
+ 982500 x 50 ,399619794 , 818
+ 14994000 x 35 ,467859152,330 )
= 1005,125 kg/cm2 < fab = 1980 kg/cm2
- Tegangan baja serat bawah
fs =(M D . Y st
I S+
M DC . Y pb
I p+
M L . Y tb
I t)
=(2641449 ,5 x 40345000
+ 982500 x 62 ,601619794 , 818
+ 14994000 x 77 ,533859152,330 )
= 1758,599 kg/cm2 < fab = 1980 kg/cm2
3.4.4 Lendutan gelagar melintang
Panjang dari masing-masing gelagar rangka baja adalah 7 m, maka besar defleksi atau
lendutan ijin gelagar melintang adalah :
= L
360 = 700360 = 1,944 cm
qD = 11865,080 kg/m
qd = 1637,500 kg/m
33
pL = 35280 kg
Is = 345000 cm4
Itl = 859152,330 cm4
Itd = 619794,818 cm4
a. Lendutan sebelum komposit
Beban mati (berat sendiri profil + plat beton)
ΔD =
5 . q . L4
384 . E . I = 5 x 118 , 6508 x 7004
384 x 2100000 x 345000 = 0,512 cm
b. Lendutan sesudah komposit
Beban mati (aspal + air hujan)
Δd =
5 . q . L4
384 . E . I P = 5 x 16 ,375 x 7004
384 x 2100000 x 619794 ,818 = 0,039 cm
Beban hidup terpusat (Beban “T”)
ΔL =
P . L3
48 . E . I t =
35280 x 7003
48 x 2100000 x 859152 ,330 = 0,140 cm
Lendutan total yang terjadi pada gelagar memanjang:
Δ = ΔD + Δd + ΔL
= 0,512 + 0,039 + 0,140
= 0,691 cm < 1,944 cm ……… (aman)
3.4.5 Perencanaan Penghubung Geser (Shear Connector)
1) Beban mati
Berat aspal = 0,07 x 5 x 2500 x 1,3 = 1137,5 kg/m
Beban hidup
Beban merata = 7087,5 kg/m
Beban garis = 12348 kg/m
- Beban merata dan Beban garis
Beban 100 % q1 = 5906 ,25
2 ,75 x 100 % = 2147,727 kg/m
Beban 100 % p1 = 12348 x 100 % = 12348,00 kg/m
qtotal = 14925,273 kg/m
Beban 50 % q2 =
5906 , 252 ,75 x 50 % = 1073,964 kg/m
Beban 50 % p2 = 12348 x 50 % = 6174,000 kg/m
qtotal = 7462,636 kg/m
Beban “T” (Faktor beban dinamis = 0,4)
P = (1 + 0,4) x ((2500 x (1/5)) + 10000 + ((10000 x (1/5)) x 1,8 = 35280 kg
Kondisi pembebanan :
1. Pada x = 1,50 m
34
Beban mati :
Beban merata = (1/2 x 1137,5 x 5,5 x 0,786) – (1/2 x 1137,5 x 1,50 x 0,214)
= 2276,128 kg
Beban hidup :
Beban “D” (Beban merata dan Beban garis)
Beban “D” = (1/2 x 14925,273 x 4,5 x (0,786 + 0,143)) + (1/2 x 14925,273 x 1 x
(0,214 + 0,071) – (1/2 x 7462,636 x 0,5 x (0,143 + 0,071))
= 32925,152 kg
Beban “T” = 35280 x (0,786 + 0,536 + 0,475 + 0,143) = 68443,200 kg
Dmaks = 2276,138 + 68443,200 = 70719,338 kg
2. Pada x = 3,00 m
Beban mati :
Beban merata = (1/2 x 1137,5 x 4x 0,571) – (1/2 x 1137,5 x 3 x 0,429) = 567,044 kg
Beban hidup Beban “D” (beban merata dan beban garis)
Beban “D” = (1/2 x 14925,273 x 3 x (0,571 + 0,143)) + (1/2 x 14925,273 x 2,5 x
(0,429 + 0,071)) – (1/2 x 7462,636 x 0,5 x (0,143 + 0,071))
= 24914,012 kg
Beban “T” = 35280 x (0,571 + 0,475) = 36902,880 kg
Dmaks = 567,044 + 36902,880 = 37469,924 kg
3. Pada x = 4,00 m
35
Beban mati :
Beban merata = (1/2 x 1137,5 x 4 x 0,571) – (1/2 x 1137,5 x 3 x 0,429)
= 567,044 kg
Beban hidup Beban “D” ( Beban merata dan Beban garis )
Beban “D” = (1/2 x 14925,273 x 2 x (0,429 + 0,143) + (1/2 x 14925,273 x 3,5 x
(0,571 + 0,071)) – (1/2 x 7462,636 x 0,5 x (0,071 + 0,143))
= 24906,549 kg
Beban “T” = 35280 x (0,429 + 0,179) = 21450,240 kg
Dmaks = 567,044 + 21450,240 = 22017,284 kg
Pada gelagar melintang diketahui :
At = (ts x BEff
n ) = (23 x 140
8 ,757 ) = 367,717 cm2
dc = 23,967 cm
Itl = 859152,330 cm4
Direncanakan penghubung geser dengan data sebagai berikut :
Jenis penghubung geser = Stud berkepala Ø 3/4” x 3”
ds ¾” = 0,75 x ( 2,500000 x 10-2 ) = 0,019 m = 19 mm
Hs 3” = 3 x ( 2,500000 x 10-2 ) = 0,075 m = 75 mm
Ec = 0,043 . W1,5 . √ fc
= 0,043 x 2400(1,5)x√22 ,5 = 23981,513 Mpa
Kekuatan nominal satu penghubung jenis paku/stud untuk perencanaan penghubung
geser diambil dengan bentang L = 7,0 m
qult = 0,4 x ds2 x√ fc . Ec untuk
Hsds ¿ 4(C.G. Salmon,,”struktur baja”,hal 366)
qult = 0,4 x ds2 x√ fc . Ec
= 0,4 x 1,92 x√225 x 23981 , 513= 3266,571 Kg = 32,66571 kN
Dipakai 2 stud, maka Q = 2 x 3266,571 = 6533,142 kg
Tegangan geser yang terjadi :
Pada x = 1
ST = At x dc = 367,717 x 23,967 = 8813,136 cm
τ =
S t
I t x D =
8813 ,136859152 ,330
x 70719 ,338 = 725,435 kg/cm
Jarak shear connector : s = Qτ =
6513 ,142725 ,435 = 9,006 cm
36
Maka jumlah shear connector yang dibutuhkan adalah :
Tabel 3.2 Perencanaan Penghubung Geser (Shear Connector)
Jarak (m) DMaks Tegangan
geser
Jarak stud Jumlah stud
0 – 1,50 70719.338 725.435 9.006 11.104
1,50 – 3,00 37469.924 384.364 16.997 5.883
3,00 – 4,00 22017.284 225.852 28.927 3.457
Sumber : Hasil perhitungan
Gambar 3.15
Potongan Shear Connector Pada Gelagar Melintang
3.5 Perencanaan Gelagar Induk
A. Beban mati
- Berat sendiri gelagar induk, (faktor beban = 1,1)
G1 = (20 + 3 . L) . B . L
= (20 + 3 x 40) x 7 x 40 x 1,1 = 43120 kg
- Berat sendiri gelagar memanjang, (faktor beban = 1,1)
Dipakai profil WF 400.200.7.13 (G = 56,6 kg/m)
G2 = (n x G x L x 1,1)
= (5 x 56,6 x 40 x 1,1) = 12452 kg
- Berat sendiri gelagar melintang, (faktor beban = 1,1)
Dipakai profil WF 900.300.15.23 (G = 213 kg/m)
G3 = (n x G x L x 1,1)
= (9 x 213 x 7 x 1,1) = 14760,900 kg
- Berat lantai kendaraan, (faktor beban = 1,3)
G4 = (t x b x Lx q)
= (0,23 x 6 x 40 x 2500 x 1,3) = 179400 kg
37
- Berat lantai trotoir, (faktor beban = 1,3)
G5 = (t x q x 2 x L)
= (0,48 x 0,5 x 2 x 2500 x 1,3) = 1560 kg
- Berat sendiri pipa sandaran (qu = 5,08 kg/m), (faktor beban = 1,1)
G6 = (qu x n x L x 1,1)
= (5,08 x 2 x 40 x 1,1) x 2 = 894,080 kg
- Berat sendiri ikatan angin atas, (faktor beban = 1,1)
G7 = (n . a) x L x a
= (7 x 7) x 40 x 7 x 1,1 = 15092 kg
- Berat sendiri ikatan angin bawah, (faktor beban = 1,1)
G8 = (n . a) x L x a
= (8 x 7) x 40 x 7 x 1,1 = 17248 kg
- Berat sendiri aspal, (faktor beban = 1,3)
G9 = (t x b x L x q)
= (0.07 x 6) x 40 x 2500 x 1,3 = 54600 kg
Jadi berat total :
Gu total = G1 + G2 + G3 + G4 + G5 + G6 + G7 + G8 + G9
= 43120 + 12452 + 14760,9 + 179400 + 1560 + 894,080 + 15092 + 17248 +
54600
= 339126,980 kg
Beban mati yang dipikul oleh tiap gelagar induk :
G =
Gtotal
2 =
339126 , 9802 = 169563,490 kg
Beban mati ,yang diterima tiap titik buhul :
P1 =
G8 =
169563 ,4908 = 21195,436 kg
Beban mati yang diterima tiap titik buhul tepi :
P2 =
P1
2 = 21195 , 436
2 = 10597,718 kg
B. Beban hidup (Faktor beban = 2,0)
1. Beban lajur “D”
L = 40 m > 30 m
q = 9,0 x (0,5 + 1540 ) = 7,875 kpa = 787,5 kg/m
Maka, q’ = q x K = 787,5 x 1,8 = 1417,5 kg/m
Beban 100 % → q = 1417,52,75 x 100 % = 515,455 kg/m
38
Beban 50 % → q = 1417,52,75 x 50 % = 257,727 kg/m
Beban hidup yang diterima tiap gelagar
RA x 7 – (515,455 x 5,5 x 3,75) – (257,727 x 0,5 x 0,75) = 0
RA = 10727 , 90
7 = 1532,557 kg/mMaka beban yang diterima gelagar sepajang L = 40 m adalah :
Q = RA x 40 = 1532,557 x 40 = 68965,057 kg
Beban hidup yang diterima tiap titik buhul tengah
Qt =
Qi
∑ titik buhul = 68965 ,057
9 = 7662,784 kgBeban hidup yang diterima tiap titik buhul tepi
Qu =
Qt
2 = 7662 ,784
2 = 3831,392 kg
2. Beban garis (P)
P = 4900 kg/m
Faktor beban dinamis (DLA) = 40% = (1 + 0,4) = 1,4
Pu = 4900 x 1,4 x 1,8 = 12348 kg/m
Beban 100 % → P1 = 12348 x 5,5 x 100 % = 67914 kg
Beban 50 % → P2 = 12348 x 0,5 x 50 % = 3087 kg
Beban hidup yang diterima tiap gelagar :
RA x 7 – (67914 x 3,75) – (3087 x 0,75) = 0
RA = (256992 ,75
7 ) = 36713,250 kg
C. Gaya rem (Faktor beban = 1.8)
Panjang jembatan = 40 meter
Berdasarkan gambar 3.16 (RSNI T-02-2005; hal 23) untuk jembatan dengan bentang L = 40 m, maka
gaya rem sebesar = 100 kN = 10000 kg
39
Gambar 3.16 Grafik Gaya Rem Per Lajur 2,75 m ( KBU )
- Gaya rem yang dipikul tiap gelagar :
PR = P2 x 1,8 = (
100002 ) x 1,8 = 9000 kg
- Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tengah :
PRt =
PR
∑ titik buhul = 9000
8 = 1125 kg
- Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tepi :
PRu = PRt
2 = 1125
2 = 562,50 kg
D. Beban Angin
a) Pada sisi kendaraan yang terkena angin
Sumber : Standar Pembebanan Untuk Jembatan ; RSNI T-02-2005 , Hal : 34)
TEW = 0,0012 x CW x VW2 x Ab
Dimana :
TEW = Gaya angin pada sisi rangka jembatan (kg)
VW2 = Koefisien angin rencana (m/dt) untuk keadaan batas yang ditinjau.
CW = Koefisien seret = 1,2
Ab = Luas ekivalen bagian samping jembatan (m2)
Ab = a1+a2
2 x t x 30%
= 40+35
2x 6.35 x 30% = 71,438 m2
TEW1 = 0,0012 x CW x VW2 x Ab
= 0,0012 x 1,2 x 252 x 71,438 = 64,294 kN = 6429,400 kg
Gambar 3.17
Beban Angin Pada Sisi Kendaraan Dan Sisi Rangka Jembatan
b) Pada sisi rangka yang terkena angin
TEW2 = 0,0006 x CW x VW2 x Ab
= 0,0006 x 1,2 x 252 x 71,438
= 32,147 kN = 3214,700 kg
Beban angin yang diterima oleh gelagar induk :
V = 0
40
RA x b – TEW1 x a1 – TEW2 x a2 = 0
RA x 7 – 6429,400 x 1 – 3214,700 x 3,15 = 0
RA = (6429,400× 1 )+(3214,700 ×3,175)
7
= 16636 ,073
7 = 2376,582 kg
Beban angin yang diterima tiap titik buhul tengah :
Pt =
RA
∑ titik buhul = 2376 , 582
8 = 297,073 kg
Beban angin yang diterima titik buhul tepi (ujung):
Pu = P t
2 = 297 ,073
2 = 148,536 kg
c) Beban angin yang diterima ikatan angin atas
ΣMB = 0
(HA x 6,35) – (TEW1 x 1) - (TEW2 x 3,15)
(HA x 6,35) – (6429,400 x 1) - (3214,700 x 3,175)
HA = 16636 , 073
6 ,35 = 2619,854 kgBeban angin yang diterima titik buhul tengah :
PAt =
H A
∑ titik buhul = 2619 ,854
7 = 374,265 kgBeban angin yang diterima titik buhul tepi :
PAu = P At
2 = 327 , 482
2 = 187,132 kgd) Beban angin yang diterima ikatan angin bawah
ΣH = 0
HA + HB - TEW1 - TEW2 = 0
2619,854 + HB – 6429,400 – 3214,700 = 0
HB = 7024,246 kg
Beban angin yang diterima titik buhul tengah :
PAt =
Hb∑ titik buhul =
7024 , 2468 = 878,030 kg
Beban angin yang diterima titik buhul ujung :
PAu = P At
2 = 878 , 030
2 = 439,015 kg3.6 Statika
Statika pembebanan untuk perencanaan gelagar induk menggunakan program STAAT
Pro. Data-data yang dibutuhkan adalah:
41
Gambar 3.18 Gambar Jembatan
13. Data stuktur
a. Kelas jalan = Kelas I
b. Panjang total jembatan = 40 m
c. Lebar total jembatan = 7,20 m
d. Lebar lantai kendaraan = 6,0 m
e. Lebar trotoir = 2 x 0,5 m
f. Tebal trotoar = 0,48 m
g. Tinggi rangka jembatan = 6,35 meter
h. Jarak antar gelagar memanjang = 1,50 m
i. Jarak antar gelagar melintang = 5 m
j. Tipe jembatan = Rangka Baja Trapesium
14. Untuk Profil Baja
Menggunakan table profil Ir. Hardi Santoso Tabel Konstruksi Baja.
Gelagar Memanjang = 400.200.7.11
Gelagar Melintang = 900.300.15.23
15. Skema Pembebanan
A. Pembebanan Akibat Beban Mati
Gambar 3.19 Pembebanan Akibat Beban Mati
Beban mati yang bekerja pada titik simpul :
Pm1 = 21195,436 kg
Pm2 = 10597,718 kg
B. Pembebanan Akibat Beban Hidup
Gambar 3.20 Pembebanan Akibat Beban Hidup
Beban hidup yang bekerja pada titik simpul akibat beban terbagi rata :
Ph1 = 7662,784 kg
Ph2 = 3931,392 kg
C. Pembebanan Akibat Beban Garis
42
Gambar 3.21 Pembebanan Akibat Beban Garis
Beban hidup yang bekerja pada titik simpul akibat beban garis:
Pg1 = 36713,250 kg/m
Pg2 = 18356.625 kg/m
D. Pembebanan Akibat Beban Rem
Gambar 3.22 Pembebanan Akibat Beban Garis
Beban Rem yang bekerja pada titik simpul:
Pr1 = 1125 kg
Pr2 = 562,5 kg
E. Pembebanan Akibat Beban Angin
1. Ikatan Angin Atas
Gambar 3.23 Pembebanan Akibat Beban Angin Atas
Beban Angin yang bekerja pada titik simpul:
Pa1 = 374,265 kg
Pa2 = 187,132 kg
2. Ikatan Angin Bawah
Gambar 3.24 Pembebanan Akibat Beban Angin Bawah
Beban angin yang bekerja pada titik simpul:
Pa1 = 878,030 kg
Pa2 = 439,015 kg
43
3.7 Perencanaan Dimensi Profil Gelagar Induk
3.7.1 Perhitungan Dimensi Batang Atas (Tekan/Compression)
Dari hasil analisa STAAD Pro II didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang 12 ⇒
Pu = 241409 kg
Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 400 x 300 x 9 x 14
A = 120 cm2
Ix = 33700 cm4
Iy = 6240 cm4
ix = 16,7 cm4
iy = 7,21 cm4
Wx = 1740 cm3
Wy = 418 cm3
Gambar 3.25 Penampang Profil 400 x 300 x 9 x 14
Persyaratan kekuatan menurut LRFD untuk batang tekan dinyatakan
sebagai berikut.. (CG.Salmon JE,Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I 1992 ,hal : 342)
φc Pn≥Pu Dimana :
φc = Faktor resistansi (0,85)
Pn = Kekuatan nominal batang tekan bahan (kg) = Fcr.Ag
Pu = Beban layan terfaktor (kg)
Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi :
a. Menghitung Radius Girasi (r)
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku jilid 1” 1992 hal : 92)
Dimana:
Ix = Momen inersia arah x (cm¿¿3)¿`
Iy = Momen inersia arah y (cm¿¿3)¿
Ag = luas bruto penampang lintang (cm¿¿3)¿
r x = Radius girasi arah x
r y = Radius girasi arah y
rx=√ I x
Ag = √33700120 = 16,758 cm
44
ry=√ I y y
A g = √6240120 = 7,211 cm
b. Parameter kerampingan (λc)
λc=K . L
r.√ F y
π2 E (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 338)
Dimana :
K = Faktor panjang efektif = 0,5
L = Panjang bentang yang ditinjau (cm)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)
λc = Parameter kerampingan
r = Radius girasi (cm)
λc = 0,5 x 5007 ,211 √3600
3 ,142 x (2,1 x 106) = 0,457 cm
c.Menghitung tegangan Kritis penampang (Fcr)
λc ≤ 1,5 ⇒ Fcr = (0 , 658λc2
). Fy
Fcr = (0 ,658(0 , 457 )2
) x 3600 = 3298,494 kg/cm2
Maka : φc .Pn≥Pu
0,85 x 3298,494 x 120 ≥ 241409 kg
336446,397 kg ≥ 241409 kg ………………………........ (Profil aman)
3.7.2 Perhitungan Dimensi Batang Bawah (Tarik /Tension)
Dari hasil analisa STAAD Pro II didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang 4 dan 5.
⇒ Pu = 229835 kg.
Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 400 x 300 x 9 x 14
A = 120 cm2
Ix = 33700 cm4
Iy = 6240 cm4
ix = 16,7 cm4
iy = 7,21 cm4
Wx = 1740 cm3
Wy = 418 cm3
Gambar 3.26 Penampang Profil 400 x 300 x 9 x 14
Persyaratan kekuatan menurut LRFD untuk batang tekan dinyatakan sebagai berikut..
(CG.Salmon JE,Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I 1992 ,hal : 95)
φc Pn≥Pu Dimana :
45
φc = Faktor resistansi (0,90)
Pn = Kekuatan nominal batang tekan bahan (kg) = Fcr.Ag
Pu = Beban layan terfaktor (kg)
Cek rasio profil :
Karena dua elemen (Flens-flens) dari penampang lintang dihubungkan sedangkan pada
elemen badan tidak dihubungkan, maka profil dicek dengan menggunakan persamaan :
bfd≥0 , 67
…(CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 89)
Dimana : bf = 29,9
d = 38,6
29 ,938 ,6
≥ 0 , 67
0,775 ≥ 0,67
Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi :
a. Menghitung luas nominal
Digunakan baut A325 dengan diameter = 7
8 inchi = 2,22 cm
Lebar lubang baut = (78+ 1
8 ) = 1 inchi = 2,54 cm
Luas nominal pelat :
An = Ag – (lebar lubang baut x tebal flens)
= 120 – (2,54 x 1,40) = 116,444 cm2
Luas bersih plat (Luas efektif penampang) berdasarkan :
Ac = U . An (CG.Salmon JE, Johnson “Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 19922 ,hal : 86)
Dimana :
U = Koefisien reduksi yang nilainya tidak boleh lebih dari 85%
Maka : Ac = U . An = 0,85 x 116,444 = 98,977 cm2
b. Kontrol kekuatan Desain
- Didasarkan pada pelelehan penampang bruto :
φ t T n = φ t F y A g (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992, hal : 95)
Dimana :
φ t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,90)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
Ag = Luas bruto penampang lintang = 136 cm2
Jadi : φ t T n =φt F y Ag≥Pu
0,90 x 3600 x 120 ≥ 229835 kg
388800 kg ≥ 229835 kg …....……… (Profil aman)
46
- Didasarkan pada retakan penampang bersih
φ t T n =φt Fu Ac=0 ,75 Fu . Ac (CG.Salmon JE,Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I,hal : 95)
Dimana :
t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,75)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fu = Kekuatan tarik baja struktur = 5200 kg/cm2
Ac = Luas bersih efektif antara batang tarik = 98,977 cm2
jadi : φ t T n =φt Ft Ac ≥ Pu
0,75 x 5200 x 98,977 ≥ 229835 kg
386011,86 kg ≥ 229835 kg …………..…. (Profil aman)
Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil
yaitu : 386011,86 kg ≥ Pu = 229835 kg
3.7.3 Perencanaan Dimensi Batang Diagonal
1. Perencanaan Dimensi Batang Diagonal Tekan (Compression)
Dari hasil analisa STAAD Pro II didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang 16.
⇒ Pu = 143784 kg.
Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 400 x 300 x 9 x 14
A = 120 cm2
Ix = 33700 cm4
Iy = 6240 cm4
ix = 16,7 cm4
iy = 7,21 cm4
Wx = 1740 cm3
Wy = 418 cm3
Gambar 3.27 Penampang Profil 400 x 300 x 9 x 14
Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi :
a. Menghitung Radius Girasi (r)
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku jilid 1” 1992 hal : 92)
Dimana:
Ix = Momen inersia arah x (cm¿¿3)¿
Iy = Momen inersia arah y (cm¿¿3)¿
Ag = luas bruto penampang lintang (cm¿¿3)¿
r x = Radius girasi arah x
r y = Radius girasi arah y
rx=√ I x
Ag = √33700120 = 16,758 cm
47
ry=√ I y y
A g = √6240120 = 7,211 cm
b. Parameter kerampingan (λc)
λc=K . L
r.√ F y
π2 E (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 338)
Dimana :
K = Faktor panjang efektif = 0,5
L = Panjang bentang yang ditinjau (cm)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)
λc = Parameter kerampingan
r = Radius girasi (cm)
λc = 0,5 x 682 , 47 , 211 √3600
3 , 142 x (2,1 x 106 ) = 0,624 cm
c. Menghitung tegangan Kritis penampang (Fcr)
λc ≤ 1,5 ⇒ Fcr = (0 ,658λc2
). Fy
Fcr = (0 ,658(0 , 624 )2
) x 3600 = 3058,759 kg/cm2
Maka : φc .Pn≥Pu
0,85 x 3058,759 x 120 ≥ 143784 kg
311993,448 kg ≥ 143784 kg ………………..…......... (Profil aman)
2. Perencanaan Dimensi Batang Diagonal Tarik (Tension)
Dari hasil analisa STAAD Pro II didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang 17. ⇒
Pu = 143784 kg.
Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 400 x 300 x 9 x 14
A = 120 cm2
Ix = 33700 cm4
Iy = 6240 cm4
ix = 16,7 cm4
iy = 7,21 cm4
Wx = 1740 cm3
Wy = 418 cm3
Gambar 3.28 Penampang Profil 400 x 300 x 9 x 14
Cek rasio profil :
Karena dua elemen (Flens-flens) dari penampang lintang dihubungkan sedangkan pada
elemen badan tidak dihubungkan, maka profil dicek dengan menggunakan persamaan :bfd≥0 , 67
…(CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 89)
Dimana : bf = 29,9
48
d = 38,6
29 ,938 ,6
≥ 0 , 67
0,775 ≥ 0,67
Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi :
a. Menghitung luas nominal
Digunakan baut A325 dengan diameter = 7
8 inchi = 2,22 cm
Lebar lubang baut = (78+ 1
8 ) = 1 inchi = 2,54 cmLuas nominal pelat :
An = Ag – (lebar lubang baut x tebal flens)
= 120 – (2,54 x 1,40) = 116,444 cm2
Luas bersih plat (Luas efektif penampang) berdasarkan :
Ac = U . An (CG.Salmon JE, Johnson “Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 19922 ,hal : 86)
Dimana :
U = Koefisien reduksi yang nilainya tidak boleh lebih dari 85%
Maka : Ac = U . An = 0,85 x 116,444 = 98,977 cm2
b. Kontrol kekuatan Desain
- Didasarkan pada pelelehan penampang bruto :
φ t T n = φ t F y A g (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992, hal : 95)
Dimana :
φ t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,90)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
Ag = Luas bruto penampang lintang = 120 cm2
Jadi : φ t T n =φt F y Ag≥Pu
0,90 x 3600 x 120 ≥ 143784 kg
388800 kg ≥ 143784 kg ………..….. (Profil aman)
- Didasarkan pada retakan penampang bersih
φ t T n =φt Fu Ac=0 ,75 Fu . A c (CG.Salmon JE,Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I,hal : 95)
Dimana :
t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,75)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fu = Kekuatan tarik baja struktur = 5200 kg/cm2
Ac = Luas bersih efektif antara batang tarik = 98,977 cm2
jadi : φ t T n =φt Ft Ac ≥ Pu
49
0,75 x 5200 x 98,977 ≥ 143784 kg
386011,86 kg ≥ 143784 kg ………...……….. (Profil aman)
Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil
yaitu : 386011,86 kg ≥ Pu = 143784 kg
3.7.4 Perencanaan Dimensi Ikatan Angin Atas
1. Perencanaan Dimensi Batang Vertikal
Dari hasil analisa STAAD Pro didapat gaya aksial terbesar pada batang 1 dan 8 yaitu P u
= 789,886 kg
Dimensi batang digunakan profil WF 100 x 50 x 5 x 7
A = 11,85 cm2
Ix = 187 cm4
Iy = 14,8 cm4
L = 500 cm
Gambar 3.29 Penampang Profil 100 x 50 x 5 x 7
Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi :
a. Menghitung Radius Girasi (r)
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku jilid 1” 1992 hal : 92)
Dimana:
Ix = Momen inersia arah x (cm¿¿3)¿
Iy = Momen inersia arah y (cm¿¿3)¿
Ag = luas bruto penampang lintang (cm¿¿3)¿
r x = Radius girasi arah x
r y = Radius girasi arah y
rx=√ I x
Ag = √18711 , 85 = 3,972 cm
ry=√ I y y
A g = √14 , 811 , 85 = 1,118 cm
b. Parameter kerampingan (λc)
λc=K . L
r.√ F y
π2 E (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 338)
Dimana :
K = Faktor panjang efektif = 0,5
L = Panjang bentang yang ditinjau (cm)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)
λc = Parameter kerampingan
r = Radius girasi (cm)
50
λc = 0,5 x 5001 ,118 √3600
3 ,142 x (2,1 x 106 ) = 2,950 cm
c. Menghitung tegangan Kritis penampang (Fcr)
λc ≤ 1,5 ⇒ Fcr = [0,887❑C2 ]× Fy
Fcr = [ 0,8872,9502 ]×3600 = 367,00 kg/cm2
Maka :φc . Pn≥Pu
0,85 x 367,00 x 11,85 ≥ 789,886 kg
3696,603 kg ≥ 789,886 kg ……......... (Profil aman)
2. Perencanaan Dimensi Batang Diagonal ( Tekan )
Dari hasil analisa STAAD.Pro didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang 58 yaitu Pu
= 1060 kg
Dimensi batang digunakan profil L 45 x 45 x 4
A = 3,492 cm2
Ix = 10,3 cm4
L = 308.1 cm
Gambar 3.30 Penampang Profil L 45 x 45 x 4
Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi :
a. Menghitung Radius Girasi (r)
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku jilid 1” 1992 hal : 92)
Dimana:
Ix = Momen inersia arah x (cm¿¿3)¿
Iy = Momen inersia arah y (cm¿¿3)¿
Ag = luas bruto penampang lintang (cm¿¿3)¿
r x = Radius girasi arah x
r y = Radius girasi arah y
rx=√ I x
Ag = √10 ,33 , 492 = 1,717 cm
b. Parameter kerampingan (λc)
λc=K . L
r.√ F y
π2 E (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 338)
51
Dimana :
K = Faktor panjang efektif = 0,5
L = Panjang bentang yang ditinjau (cm)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)
λc = Parameter kerampingan
r = Radius girasi (cm)
λc = 0,5 x 308 , 11 , 717 √3600
3 , 142 x (2,1 x 106 ) = 1,183 cm
c. Menghitung Tegangan Kritis Penampang (Fcr)
λc ≤ 1,5 ⇒ Fcr = [0,887❑C2 ]× Fy
Fcr = [ 0,8871,1832 ]×3600 = 2282,663 kg/cm2
Maka :φc . Pn≥Pu
0,85 x 2282,663 x 3,492 ≥ 1060 kg
6775,400 kg ≥ 1060 kg ……......... (Profil aman)
3. Perencanaan Dimensi Batang Diagonal (Tarik)
Dari hasil analisa STAAD.Pro didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang 57 yaitu Pu
= 1060 kg
Dimensi batang digunakan profil L 45 x 45 x 4
A = 3,492 cm2
Ix = 10,3 cm4
L = 308,1 cm
Gambar 3.31 Penampang Profil L 45 x 45 x 4
bfd
≥ 0,67 (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 , hal : 342)
Dimana :
bf = 45
d = 45
4545
≥ 0,67
1,00 ≥ 0,67
a. Menghitung luas nominal
52
Digunakan baut A325 diameter = 3
4 inchi = 1,91 cm
Lebar lubang baut = (34+ 1
4 ) = 1 inchi = 2,54 cm
Luas nominal pelat :
An = Ag – (lebar lubang baut x tebal flens)
= 3,755 – (2,54 x 0,4) = 2,476 cm2
Luas bersih plat (Luas efektif penampang) berdasarkan
(CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 , hal : 86)
Ac = U . An
Dimana :
U = koefisien reduksi yang nilainya < 85 %
Maka :
Ac = U . An
= 0,85 x 2,476 = 2,105 cm2
b. Kontrol kekuatan Desain
- Didasarkan pada pelelehan penampang bruto
φ t T n = φ t F y A g (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 , hal : 95)
Dimana :
φ t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,90)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
Ag = Luas bruto penampang lintang = 3,492 cm2
Jadi : φ t T n =φt F y Ag≥Pu
0,90 x 3600 x 3,492 ≥ 1060 kg
11314,08 kg ≥ 1060 kg …..........………. (Profil aman)
- Didasarkan pada retakan penampang bersih
φ t T n =φt Fu Ac=0 ,75 Fu . Ac (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I”, hal : 95)
Dimana :
φ t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,75)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fu = Kekuatan tarik baja struktur = 5200 kg/cm2
Ac = Luas bersih efektif antara batang tarik =1,032 cm2 jadi :
φ t T n =φt Fu Ac
0,75 x 5200x 3,492 ≥ 1060 kg
53
13618,8 kg ≥ 1060 kg ............... (Profil aman)
Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil yaitu:
13618,8 kg ≥ Pu = 1060 kg
3.7.5 Perencanaan Dimensi Ikatan Angin Bawah
1. Dimensi Batang Diagonal Tekan (Compression)
Dari hasil analisa STAAD Pro didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang 27 yaitu
Pu = 1960 kg
Dimensi batang digunakan profil L 60 x 60 x 4
A = 4,692 cm2
Ix = 25,4 cm4
L = 876,6 cm
Gambar 3.32 Penampang Profil L 60 x 60 x 4
Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi
a. Menghitung Radius Girasi (r)
(CG. Salmon, JE. Johnson, “Struktur Baja Desain dan Perilaku jilid 1” 1992 hal : 92)
Dimana:
Ix = Momen inersia arah x (cm¿¿3)¿
Iy = Momen inersia arah y (cm¿¿3)¿
Ag= luas bruto penampang lintang (cm¿¿3)¿
r x = Radius girasi arah x
r y = Radius girasi arah y
rx=√ I x
Ag = √25 ,44 , 692 = 2,327 cm
b. Parameter kerampingan (λc)
λc=K . L
r.√ F y
π2 E (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 338)
Dimana :
K = Faktor panjang efektif = 0,5
L = Panjang bentang yang ditinjau (cm)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 106 kg/cm2)
λc = Parameter kerampingan
r = Radius girasi (cm)
λc = 0,5 x 876 , 62,327 √3600
3 ,142 x (2,1 x 106 ) = 2,484 cm
c. Menghitung Tegangan Kritis Penampang (Fcr)
54
λc ≤ 1,5 ⇒ Fcr = [0,887❑C2 ]× Fy
Fcr = [0,8872,484 ]× 3600 = 517,529 kg/cm2
Maka : φc .Pn≥Pu
0,85 x 517,529 x 4,692 ≥ 1960 kg
2064,011 kg ≥ 1960 kg ……................... (Profil aman)
2. Dimensi Batang Diagonal Tarik (Compression)
Dari hasil analisa STAAD Pro II didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang 26
yaitu Pu = 1780 kg
Dimensi batang digunakan profil L 60 x 60 x 4
A = 4,484 cm2
Ix = 25,4 cm4
L = 876,6 cm
Gambar 3.32 Penampang Profil L 60 x 60 x 4
bfd
≥ 0,67 (CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 , hal : 342)
Dimana :
bf = 60
d = 60
6060
≥ 0,67
1,00 ≥ 0,67
a. Menghitung luas nominal
Digunakan baut A325 diameter = 7
8 inchi = 2,22 cm
Lebar lubang baut = (78+ 1
8 ) = 1 inchi = 2,54 cm
Luas nominal pelat :
An = Ag – (lebar lubang baut x tebal flens)
= 4,692 – (2,54 x 0,4) = 3,676 cm2
Luas bersih plat (Luas efektif penampang) berdasarkan
(CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 , hal : 86)
Ac = U . An
Dimana :
U = koefisien reduksi yang nilainya < 85 %
Maka :
Ac = U . An
55
= 0,85 x 3,676 = 3,125 cm2
b. Kontrol kekuatan Desain
- Didasarkan pada pelelehan penampang bruto
φ t T n = φ t F y A g
(CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 , hal : 95)
Dimana :
φ t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,90)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fy = Tegangan leleh baja = 3600 kg/cm2
Ag = Luas bruto penampang lintang = 4,692 cm2
Jadi : φ t T n =φt F y Ag≥Pu
0,90 x 3600 x 4,692 ≥ 1780 kg
15202,08 kg ≥ 1780 kg …..........………. (Profil aman)
- Didasarkan pada retakan penampang bersih
φ t T n =φt Fu Ac=0 ,75 Fu . Ac
(CG.Salmon JE,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I”, hal : 95)
Dimana :
φ t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,75)
Tn = Kekuatan nominal batang tarik (kg)
Fu = Kekuatan tarik baja struktur = 5200 kg/cm2
Ac = Luas bersih efektif antara batang tarik =3,125 cm2
jadi : φ t T n =φt Fu Ac
0,75 x 5200 x 3,125 ≥ 1780 kg
12185,94 kg ≥ 1780 kg ................... (Profil aman)
Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil
yaitu :
12185,94 kg ≥ Pu = 1780 kg
3.8 Perencanaan Sambungan
3.8.1 Sambungan Gelagar Memanjang Dengan Gelagar Melintang
Gambar 3.33
56
Sambungan Gelagar Memanjang Dengan Gelagar Melintang
Besarnya gaya lintang yang bekerja pada gelagar memanjang :
- Akibat beban plat = 12
x 1626,49 x 5 = 4066,23kg
- Akibat beban “q” = 12
x 787,5 x 5 = 1875 kg
- Akibat beban “P” = 12
x 8980,363 = 9261 kg
- Akibat beban “T” = 12
x 28350 = 14175 kg
- Akibat berat sendiri profil = 12
x (1,1 x 56,6) x 5 = 155,65 kg
PU = 29626,63 kg
Digunakan baut A 325 Ø 5/8 inch.
(Tabel 4.9.2 CG.Salmon J.E,Johnson,”Struktur Baja De sain dan Perilaku I” 1992 ,hal : 133 - 146)
Ø Baut = 5/8 inch = 1,588 cm
Luas Ab = 1,977 cm2
Ø lubang baut = (58+ 1
8 ) = 68 inch = 1,905 cm
Fub = Kuat tarik baut = 120 ksi = 8274 kg/cm2
= 1 ksi = 68,95 kg/cm2
1. Sambungan tipe tumpu dengan ulir tidak pada bidang geser
- Kekuatan tarik desain penyambung
Rnt = . (0,75 . Fub) . Ab
(CG.Salmon J.E, Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I”1992 hal : 133)
Dimana :
Rnt = Kekuatan tarik desain penyambung (kg)
= Faktor resistensi = 0,75
Fub = Kekuatan tarik baut = 8274 kg/cm2
Ab = luas penampang baut = 1,977 cm
Maka Rn = . (0,75 . Fub) . Ab
= 0,75 x (0,75 x 8274) x 1,977 = 9201,205 kg
- Kekuatan geser desain
Rn = . (0,6 . Fub) . m . Ab
(CG.Salmon J.E ,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992, hal : 132)
Dimana :
= Faktor resistansi = 0,65
Rn = Kekuatan tarik desain penyambung (kg)
Fub = Kekuatan tarik baut ; 120 ksi = 8274 kg/cm2
57
Ab = Luas penampang baut = 1,977 cm
m = Banyaknya bidang geser yang terlibat = 2
Maka Rn = . (0,6 . Fub) . m . Ab
= 0,65 x (0,6 x 8274) x 2 x 1,977
= 12759,004 kg
- Kekuatan desain tumpu baut
Rn = . (2,4 . d . t . Fu)
(CG.Salmon J.E, Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 134)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Rn = Kekuatan desain tumpu baut (kg)
Fu = Kekuatan tarik baja yang membentuk bagian yang disambung
(dipakai jenis baja Bj. 52, Fu = 5200 kg/cm2)
t = Ketebalan gelagar memanjang = 0,70 cm
d = Diameter baut nominal = 1,588 cm
Maka Rn = . (2,4 . d . t . Fu)
= 0,75 x (2,4 x 1,588 x 0,70 x 5200) = 10401,300 kg
Jadi kekuatan yang menentukan adalah kekuatan tarik desain sebesar =
9201,205 kg/baut
2. Menentukan jumlah baut
n = Pu
φ . RnDimana :
φ Rn = Kekuatan tarik desain (kg)
P = Beban terfaktor (kg)
n = Jumlah baut
Maka : n = 29626 , 639201 , 205 = 3,220 ~ 4 baut/baris
Jarak baut tepi ke tepi plat (L) = 1,5 d s/d 3 d
= (1,5 x 1,588) s/d (3 x 1,588)
= 2,381 cm s/d 4,762 cm
Dipakai jarak baut tepi ke tepi plat = 3 cm
Jarak antar baut (L) = 2,5 d s/d 7 d
= (2,5 x 1,588) s/d (7 x 1,588)
= 3,969 cm s/d 11,112 cm
Dipakai jarak antar baut = 4 cm
3. Menentukan ketebalan pelat penyambung
LRFD telah memberikan persamaan untuk menghitung besarnya jarak minimum L
dari pusat penyambungan sampai ke pinggir yang berdekatan.
58
Besarnya L adalah :
t ≥ P
φ .Fu L (CG.Salmon J.E, Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 135)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
P = Beban terfaktor yang (kg)
Fu = Kekuatan tarik pelat (kg/cm2)
L = Jarak minimum plat (cm)
Maka ketebalan yang digunakan :
t ≥ (29626 , 63
8)0 ,75 x 5200 x 5 = 0,380 cm
Dipakai plat penyambung L 150.150.14 dengan tebal 1,4 cm
4. Kontrol kekuatan tarik desain ≥ beban geser terfaktor baut
t . Rnt ≥ Rut
(CG.Salmon J.E Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 199)
Dimana :
t . Rnv = Kekuatan tarik desain = 12759,004 kg
Ruv = Beban geser terfaktor baut = Ruv =
PU
∑ n (kg)
t . Rnv ≥
PU
∑ n
12759,004 kg ≥ 29626 ,63
8
12759,004 kg ≥ 3703,329 kg ……………… (aman)
3.8.2 Sambungan Gelagar Melintang Dan Gelagar Induk
Gambar 3.34 Sambungan Gelagar Melintang Dengan Gelagar Induk
Besarnya gaya lintang yang bekerja pada gelagar melintang :
Akibat beban plat = ½.((1 x 8346,64) + (6 x 5421,64) = 20438,24 kg
Akibat profil memanjang = ½ .(2 x 5 x 1323,03) = 6615,125 kg
Akibat beban T = 35280 kg
Akibat profil melintang = ½ .(1,1 x 9 x 213) = 1054,35 kg
Akibat beban hidup trotoar = 4500 kg
Pu = 67887,715 kg
Digunakan baut A 325 Ø 3/4 inch (tanpa ulir pada bidang geser)
59
(Tabel 4.9.2 CG.Salmon J.E,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 ,hal :133 - 146)
Ø Baut = 3/4 inch = 1,905 cm
Luas Ab = 2,850 cm2
Ø lubang baut = (34+ 1
8 ) = 78 inch = 2,22 cm
Fub = Kuat tarik baut : 120 ksi = 8274 kg/cm2
Adapun perhitungan sambungan gelgar melintang dan gelagar induk meliputi:
A. Sambungan tipe tumpu dengan ulir tidak pada bidang geser
- Kekuatan tarik desain penyambung
Rnt = . (0,75 . Fub) . Ab
(CG.Salmon J.E, Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 133)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Rnt = Kekuatan tarik desain penyambung (kg)
Fu = Kekuatan tarik baut = 8274 kg/cm2
Ab = luas penampang baut = 2,850 cm
Maka Rn = . (0,75 . Fub) . Ab
= 0,75 x (0,75 x 8274) x 2,850
= 13258,600 kg
- Kekuatan geser desain
Rn = . (0,6 . Fub) . m . Ab
(CG.Salmon J.E ,Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992, hal : 132)
Dimana :
= Faktor resistansi = 0,65
Rn = Kekuatan geser desain penyambung (kg)
Fub = Kekuatan tarik baut ; 120 ksi = 8274 kg/cm2
Ab = Luas penampang baut = 2,850 cm
m = Banyaknya bidang geser yang terlibat = 2
Maka Rn = . (0,6 . Fub) . m . Ab
= 0,65 x (0,6 x 8274) x 2 x 2,850
= 18385,258 kg
- Kekuatan desain tumpu baut
Rn = . (2,4 . d . t . Fu)
(CG.Salmon J.E, Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 134)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Rn = Kekuatan desain tumpu baut (kg)
60
Fu = Kekuatan tarik baja yang membentuk bagian yang disambung
(Dipakai Baja Bj. 52, Fu = 5200 kg/cm2)
t = Ketebalan gelagar melintang =1,50 cm
d= Diameter baut nominal = 1,905 cm
Maka Rn = . (2,4 . d . t . Fu)
= 0,75 x (2,4 x 1,905 x 1,5 x 5200)
= 26746,2 kg
Jadi kekuatan desain yang menentukan adalah kekuatan tarik sebesar 26746,2
kg/baut.
B. Menentukan jumlah baut
n = Pu
φ . Rn
(CG.Salmon .JE, Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 136)
Dimana :
φ Rn = Kekuatan tarik desain (kg)
P = Beban terfaktor (kg)
n = Jumlah baut
Maka : n = 67887 , 71513258 , 600 = 5,120 ~ 6 baut/baris
Jarak antar baut berdasarkan LRFD :
Jarak baut tepi ke tepi plat (L) = 1,5 d s/d 3 d
= (1,5 x 1,905) s/d (3 x 1,905)
= 2,857 cm s/d 5,715 cm
Dipakai jarak baut tepi ke tepi plat = 3 cm
Jarak antar baut (L) = 2,5 d s/d 7 d
= (2,5 x 1,905) s/d (7 x 1,905)
= 4,762 cm s/d 13,335 cm
Dipakai jarak antar baut = 4 cm
C. Menentukan ketebalan pelat penyambung
t ≥
Pφ .Fu t (CG.Salmon J.E, Johnson”,Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 135)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
P = Beban terfaktor tiap baut (kg)
Fu = Kekuatan tarik pelat (kg/cm2)
t = Tebal minimum plat (cm)
Maka ketebalan yang digunakan :
61
t ≥ (67887 ,715
8)0 ,75 x 5200 x 5 = 0,290 cm
Dipakai plat penyambung L 150.150.14 dengan tebal 1,4 cm
D. Kontrol kekuatan geser desain ≥ beban geser terfaktor baut
V . Rnv ≥ Ruv (CG.Salmon J.E Johnson”,Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 199)
Dimana :
V . Rnv = Kekuatan geser desain = 18385,258 kg
Ruv = Beban geser terfaktor baut = Ruv = PU
∑ n (kg)
V . Rnv ≥ PU
∑ n
18385,258 kg ≥ 67887 , 71512
18385,258 kg ≥ 5657,310 kg ………….......... (aman)
3.7.3 Sambungan Batang Pada Gelagar Induk
Gambar 3.35
Sambungan Batang (Simpul) Pada Gelagar Induk
Sambungan pada rangka menggunakan baut mutu tinggi A325.
(CG.Salmon J.E Johnson”,Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 133)
- kekuatan bahan tarik (Fub) = 120 ksi = 8274,000 kg/cm2
- Kekuatan tarik = 67,5 ksi = 4654,125 kg/cm2
- Kekuatan geser = 35,1 ksi = 2420,145 kg/cm2
- Diameter baut ( 7/8) = 22,2 mm
- Diameter lubang baut = (78
''+ 1
8
'') = 2,54 cm
- Luas baut (Ab) = ¼ d2 = ¼ x 3,14 x 2,222 = 3,869 cm2
1) Kekuatan tarik desain
Rn = . (0,75 . Fub) . Ab(CG.Salmon .JE, Johnson,”Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 133)
Dimana :
= Faktor resistansi = 0,75
Rn = Kekuatan geser desain penyambung (kg)
Fub = Kekuatan tarik baut ; 120 ksi = 8274 kg/cm2
Ab = Luas penampang baut = 3,869 cm
Maka Rn= . (0,75 . Fub) . Ab
62
= 0,75 x (0,75 x 8274) x 3,869 = 18005,851 kg
2) Kekuatan geser desain
Rn = . (0,60 . Fub) .m.Ab(CG.Salmon J.E, Johnson”,Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal: 133)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,65
Rn = Kekuatan tarik desain (kg)
Fub = Kekuatan tarik bahan baut = 8274 kg/cm2
Ab = Luas penampang baut = 3,869 cm
m = Banyaknya bidang geser yang terlibat = 2
Maka Rn = . (0,6 . Fub) . m . Ab
= 0,65 x (0,6 x 8274) x 2 x 3,869
= 24968,113 kg
3) Kekuatan tumpu desain
Rn = . (2,4 . d . t . Fu)(CG.Salmon J.E, Johnson”,Struktur Baja Desain dan Perilaku I” 1992 hal : 134)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Rn = Kekuatan tumpu desain (kg)
Fu = Kekuatan tarik baja pada bagian yang disambung (tegangan putus baja
Bj. 52, Fu = 5200 kg/cm2
t = Ketebalan gelagar melintang = 1,50 cm
d = Diameter baut nominal = 2,22 cm
Maka Rn = . (2,4 . d . t . Fu)
= 0,75 x (2,4 x 2,22 x 1,50 x 5200) = 31168,80 kg
Diambil nilai Rn yang terkecil yaitu pada kekuatan tarik desain sebesar 18005,851
kg
4) Menentukan jumlah baut
- Sambungan simpul 1
Gambar 3.36 Gambar sambungan simpul 1
S16 = Pu
φ Rn = 14378418005 , 851 = 7,985 8 baut
S1 =
Puφ Rn =
52686 , 54718005 , 851 = 2,926 10 baut
Jarak baut tepi ke tepi plat (L) = 1,5 d s/d 3 d
63
= (1,5 x 2,22) s/d (3 x 2,22)
= 3,330 cm s/d 6,660 cm
Dipakai jarak baut tepi ke tepi plat = 4 cm
Jarak antar baut (L) = 2,5 d s/d 7 d
= (2,5 x 2,22) s/d (7 x 2,22)
= 5,550 cm s/d 15,540 cm
Dipakai jarak antar baut = 7 cm
Ketebalan plat yang digunakan :
t ≥
Pφ . Fu L (CG.Salmon J.E, Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I, 1992 hal : 135)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Fu = Kekuatan tarik pelat (kg/cm2)
t = Ketebalan gelagar melintang = 1,50 cm
P = Beban terfaktor (kg)
Batang 16
t ≥ (143784
8)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,658 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 1
t ≥
(52686 , 54710)
0 ,75 x 5200 x 7 = 0,193 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
- Sambungan simpul 2
Gambar 3.37 Gambar Sambungan Simpul 2
S1 = Pu
φ Rn = 52686 , 54718005 , 851 = 2,926 10 baut
S2 = Pu
φ Rn = 14127718005 , 851 = 7,846 10 baut
64
S17 =
Puφ Rn =
14378418005 ,851 = 7,985 8 baut
S18 = Pu
φ Rn = 107658 , 71818005 ,851 = 5,979 8 baut
Jarak baut tepi ke tepi plat (L) = 1,5 d s/d 3 d
= (1,5 x 2,22) s/d (3 x 2,22)
= 3,330 cm s/d 6,660 cm
Dipakai jarak baut tepi ke tepi plat = 4 cm
Jarak antar baut (L) = 2,5 d s/d 7 d
= (2,5 x 2,22) s/d (7 x 2,22)
= 5,550 cm s/d 15,540 cm
Dipakai jarak antar baut = 7 cm
Ketebalan plat yang digunakan :
t ≥
Pφ . Fu L (CG.Salmon J.E, Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I, 1992 hal : 135)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Fu = Kekuatan tarik pelat (kg/cm2)
t = Ketebalan gelagar melintang = 1,50 cm
P = Beban terfaktor (kg)
Batang 1
t ≥ (52686 , 547
10)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,193 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 2
t ≥ (141277
10)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,517 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 17
t ≥ (143784
8)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,658 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 18
t ≥ (107658 , 718
8)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,493 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
- Sambungan simpul 3
65
Gambar 3.38 Gambar Sambungan Simpul 3
S16 = Pu
φ Rn = 13369818005 ,851 = 7,985 8 baut
S9 = Pu
φ Rn = 98210 , 96218005 , 851 = 5,852 10 baut
S17 = Pu
φ Rn = 13369818005 , 851 = 7,985 8 baut
Jarak antar baut berdasarkan LRFD :
Jarak baut tepi ke tepi plat (L) = 1,5 d s/d 3 d
= (1,5 x 2,22) s/d (3 x 2,22)
= 3,330 cm s/d 6,660 cm
Dipakai jarak baut tepi ke tepi plat = 4 cm
Jarak antar baut (L) = 2,5 d s/d 7 d
= (2,5 x 2,22) s/d (7 x 2,22)
= 5,550 cm s/d 15,540 cm
Dipakai jarak antar baut = 7 cm
Ketebalan plat yang digunakan :
t ≥
Pφ . Fu L (CG.Salmon J.E, Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I, 1992 hal : 135)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Fu = Kekuatan tarik pelat (kg/cm2)
t = Ketebalan gelagar melintang = 1,50 cm
P = Beban terfaktor tiap baut (kg)
Batang 16
t ≥ (143784
8)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,658 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 9
t ≥ (105373 , 094
10)0 , 75 x 5200 x 7 = 0,386 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
66
Batang 17
t ≥ (143784
8)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,658 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
- Sambungan simpul 4
Gambar 3.38 Gambar Sambungan Simpul 4
S9 = Pu
φ Rn = 105373 ,09418005 ,851 = 5,852 10 baut
S10 = Pu
φ Rn = 18058018005 , 851 = 10,000 10 baut
S18 = Pu
φ Rn = 107658 , 71818005 , 851 = 5,979 8 baut
S19 = Pu
φ Rn = 107658 , 71818005 , 851 = 5,979 8 baut
Jarak antar baut berdasarkan LRFD :
Jarak baut tepi ke tepi plat (L) = 1,5 d s/d 3 d
= (1,5 x 2,22) s/d (3 x 2,22)
= 3,330 cm s/d 6,660 cm
Dipakai arak baut tepi ke tepi plat = 4 cm
Jarak antar baut (L) = 2,5 d s/d 7 d
= (2,5 x 2,22) s/d (7 x 2,22)
= 5,550 cm s/d 15,540 cm
Dipakai jarak antar baut = 7 cm
Ketebalan plat yang digunakan :
t ≥
Pφ . Fu L (CG.Salmon J.E, Johnson,Struktur Baja Desain dan Perilaku I, 1992 hal : 135)
Dimana :
= Faktor resistensi = 0,75
Fu = Kekuatan tarik pelat (kg/cm2)
t = Ketebalan gelagar melintang = 1,50 cm
P = Beban terfaktor tiap baut (kg)
67
Batang 9
t ≥ (105373 ,094
10)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,386 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 10
t ≥ (180580
10)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,661 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 18
t ≥ (107658 , 718
8)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,493 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
Batang 19
t ≥ (107658 , 718
8)0 ,75 x 5200 x 7 = 0,493 cm
Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 1 cm
3.9 Perencanaan Perletakan (Landasan) Jembatan
3.9.1 Data Perencanaan
Panjang jembatan = 40 m
Tegangan ijin baja Bj. 52 = 3600 kg/cm2
Tegangan ijin bantalan baja σ̄ d = 8500 kg/cm2
(Sumber Dr. Ir Bambang Supriyadi hal 66)
Pembebanan :
Akibat beban mati :
Beban mati (P) = 21195,436 kg
RA1 = ∑ P
2 = 8 x 21195 ,436
2 = 84781,745 kg
Akibat beban hidup :
Beban garis (P) = 36713,250 kg
RA2 = P = 36713,250 kg
Beban merata (q) = 1532,557 kg/m
68
RA3 = ½ x q . L = ½ x (1532,557 x 40) = 30651,136 kg
Maka Rtotal = RA1 + RA2 + RA3
= 84781,745 + 36713,250 + 30651,136
= 152146,131 kg
3.9.2 Perhitungan Perletakan Rol
Panjang Bentang (L = 40 m)
P = 152146,131 kg
Bj. 52 σ̄ = 3600 kg/cm2
Fc’ = 35 Mpa = 350 kg/cm2
b’ = 0,33 x 350 = 74,25 kg/cm2
Direncanakan tumpuan rol sebagai berikut :
F =
P tot
σb= 152146,131
74 , 25 = 2049,106 cm2
a) Panjang bantalan kursi
ℓ = L + 40
= 40 + 40 = 80 cm
b) Lebar bantalan kursi
b = Fℓ
= 2049 ,10680 = 25,614 cm ¿ 26 cm
Dipakai bantalan ukuran 80 x 26 = 8026 cm2 > 2049,106 cm2
c) Tebal bantalan kursi
S1 = 12 x √ 3 . p . L
b . σ
= 12 x √ 3 x 152146 , 131 x 80
26 x 3600 = 12,589 cm ¿ 13 cm
d) Garis tengah Rol gelinding
Untuk gelinding dipakai besi tuang
d = 8500 kg/cm2
d4 = 0,75 x 106 x P
ℓ . σd2
= 0 ,75 x 106 x 152146 , 13180 x 85002 = 19,742 cm ¿ 20 cm
d5 = 2,5 cm tebal pergelangan rol
d3 = d4 + 2 (2,5) = 20 + 5 = 25 cm
Dimana :
d3 = Garis tengah pergelangan rol
69
d4 = Garis tengah rol
Gambar 3.39 Penumpuan Gelinding (Rol)
3.9.3 Perhitungan perletakan sendi
Panjang dan Lebar dari bantalan sendi dipakai sama dengan bantalan rol.
Direncanakan tumpuan sendi sebagai berikut :
1. Panjang bentang (L = 40 m)
P = 152146,131 kg
ℓ = 80 cm
b = 26 cm
a) Momen maksimum
MMax = 1/8 . P. ℓ
= 1/8 x 152146,131 x 80 = 1521461,314 kg
Maka :
W = MMax
σ = 1521461,3143600 = 422,628 cm3
b) Tebal bantalan
S1 = 12 x √ 3 . p . L
b . σ
= 12 x √ 3 x 152146,131 x 40
26 x 3600 = 6,983 cm ¿ 7 cm
c) Mencari nilai S2, S3, S4, S5
Dipakai tabel Muller Breslau, dimana jumlah rasuk (a) = 3 buah
ba .S3 = 4,2 S3 =
264,2 x 3 = 2,063 cm ¿ 3 cm
Momen Tahanan (W) = 0,2251 .a. h2. S3
461,940 = 0,2251 x 3 x h2 x 3
h = √ W0,2251 x a x S3 = √422,628
0 ,2551 x 3 x 3 = 13,568 cm ¿ 14 cm
S2 = h4 =
144 = 3,5 cm ¿ 5 cm
S4 = h6 =
146 = 2.33 cm ¿ 3 cm
70
S5 = h9 =
149 = 1.56 cm ¿ 2 cm
Jari-jari sumbu sendi :
r =
0,8 x Pσ x ℓ
=
0,8 x 152146,1313600 x 80 = 0,423 cm ¿ 1 cm
Garis tengah Sendi (d1) :
d1 = 2 x r = 2 x 1 = 2 cm diambil d1Min = 7 cm
d3 = ¼ x d1 = ¼ x 7 = 1,750 cm ¿ 2 cm
d2 = d1 + (2 x d3) = 7 + (2 x 2) = 11 cm
Gambar 3.40 Penampang Kursi (Tumpuan Sendi)
71
BAB IV
PERHITUNGAN BANGUNAN BAWAH
4.1 Perhitungan Abutment
Direncanakan bentuk abutment sebagai berikut
Gambar 4.1 Perencanaan Abutment
Keterangan : Panjang ( L ) = 8,5 m
Lebar ( B ) = 2,7 m
Tinggi ( h ) = 4,2 m
γ Tanah = 1,76 t/m3
γ Beton = 2,5 t/m3
Berdasarkan data dilapangan dimana, dari data SPT diperoleh nilai N/cm dengan kedalaman :
N1 0 – 1 m = 26 N2 1 – 4 m = 24
N̄ = (26 + 24)/2 = 25
Maka dari grafik diperoleh sudut geser tanah = 350(Ir. V Sunggono KH 1995, “Teknik
Sipil”,hal;132)
4.1.1 Pembebanan
Beban mati = 169563,49 kg
Beban hidup merata = 68965,05 kg
Beban rem = 9000 kg
Beban hidup garis = 36713,25 kg
R = 284241,80 kg
4.1.2 Perhitungan Kepala Jembatan
Dibawah ini adalah gambar diagram tekanan tanah :
72
Gambar 4.2 Perhitungan gaya vertikal Akibat Berat Sendiri Abutment
a. Akibat Berat Sendiri Abutment
Tabel 4.1 Akibat Berat Sendiri Abutment
Titik Gaya Vertikal
(ton)
Jarak
(m)
Momen
(tm)
1
2
3
4
5
6
7
8
R
0,3 x 1,02 x 8,5 x 2,5 = 6,503
2,1 x 0,41 x 8,5 x 2,5 = 18,296
0,7 x 1,97 x 8,5 x 2,5 = 29,304
2,7 x 0,8 x 8,5 x 2,5 = 45,900
0,5 x 0,8 x 0,2 x 8,5 x 2,5 = 1,700
0,5 x 0,6 x 0,2 x 8,5 x 2,5 = 1,275
0,5 x 1 x 0,8 x 8,5 x 2,5 = 1,063
0,5 x 1 x 0,8 x 8,5 x 2,5 = 1,063
= 284,24180
2,15
1,45
1,35
1,35
1,97
0,80
2,03
0,67
1,35
13,980
26,530
39,560
61,965
3,349
1,020
2,157
0,712
383,726
Jml gaya vertikal = 389,344
= 389344 kg
532,999
532999 kg.m
73
Gambar 4.3 Gaya Vertikal Akibat Beban Urugan
b. Tabel Perhitungan Gaya Vertikal Akibat Berat Urugan
Tabel 4.2 Perhitungan Gaya Vertikal Akibat Berat Urugan
Titik Gaya Vertikal
(ton)
Jarak
(m)
Momen
(ton.m)
1
2
3
4
5
6
0,4 x 1,02 x 8,5 x 1,76 = 6,104
0,61 x 0,2 x 8,5 x 1,76 = 1,825
½ x 0,8 x 0,2 x 8,5 x 1,76 = 1,197
1,67 x 1 x 8,5 x 1,76 = 24,983
½ x 0,1 x 1 x 8,5 x 1,76 = 0,748
½ x 0,1 x 1 x 8,5 x 1,76 = 0,748
2,5
2,6
2,23
2,2
2,37
0,33
15,259
4,745
2,669
54,963
1,773
0,247
Jml gaya vertikal = 35,605
= 35605 kg
79,656
79656 kg.m
4.1.3 Gaya-Gaya Horizontal
a. Akibat tekanan tanah aktif
Ka = tg2 (45º - θ2) = tg2 ( 45º -
352
) = 0,271
Pa = ½ x Ka x γ x H2 x B
= ½ x 0,271 x 1,76 x 4,202 x 8,5 = 35,758 ton
MPa = 1/3 x H x Pa = 1/3 x 4,2 x 35,758 = 50,061 ton.m
b. Akibat tekanan tanah pasif
Kp = tg2 ( tg 450 + θ2) = tg2 ( 45º+
35 °2
) = 3,7
Pp = ½ x Kp x γ x H2 x B
= ½ x (3,7 x 1,76 x 0,92 x 8,5)
= 22,418 ton
MPp = 1/3 x H x Pp = 1/3 x 0,9 x 22,418
= 6,725 ton.m
c. Akibat Gaya Gempa
Lokasi proyek terletak dizona 4 dengan koefesien gempa = 0,20
TEQ = Kh x I x Wt
Kh = C x S
Keterangan:
TEQ = Gaya geser dasar total
74
Kh = Koefesien beban gaya horizontal
I = Faktor kepentingan = 0,1
Wt = Berat total nominal yang dipengaruhi oleh percepatan gempa
C = Koefisien geser dasar untuk daerah waktu dan kondisi setempat yang sesuai
Wilayah 4 = 0,2
S = Faktor type bangunan diambil 1 = 3
Kh = C x S = 0,20 x 1 = 0,20
Jadi :
TEQ = Kh x I x Wt = 0,20 x 1 x 389344 = 77868,9 kg
Titik berat abutment
Y=[A 1 .2 ,15+A 2. 1 ,45+A 3 .1 , 35+A 4 . 1 ,35+A 5.1 , 97+A 6 . 0,8+A 7. 2 ,03+A 8 . 0 ,67
A 1+A 2+A 3+A 4+A 5+A 6+A 7+A 8 ]
Y=
0 ,658+1, 248+1 , 862+2 ,916+0 ,158+0 , 048+0 ,102+0 ,0340 ,306+0 , 861+1 ,379+2 ,160+0 , 08+0 ,06+0 ,05+0 ,05
Y =
7 , 0254 ,946 = 1,420 m
MTEQ = TEQ x Jarak titik berat abutment
= 80843,9 x 1,420 = 110573,838 kg.m
Kombinasi Pembebanan
Beban Vertikal
ΣV = Σ Berat Abutment + Σ Berat Urugan
= 389344 + 35605 = 424949 kg
ΣMV = Σ Momen pada Abutment + Σ Momen pada Urugan
= 532999 + 79656 = 612655 kg.m
Beban horizontal
Tekanan Tanah Aktif – Tekanan Tanah Pasif
Tekanan Tanah = Pa – Pp
= 35758 - 22418
= 13340 kg
Momen Tekanan Tanah = MPa - MPp
= 50061 - 6725
= 43336 kg.m
ΣH = Tekanan Tanah + TEQ
= 13340 + 77868,9
= 91208,9 kg
ΣMH = Momen Tekanan Tanah + MTEQ
= 43336 + 110573,838
= 153909,838 kg.m
75
4.1.4 Kontrol stabilitas
- Stabilitas Terhadap Guling (Josep E.Bowles.Analisa dan Desain Pondasi.1993.hal 90)
SF =
Σ MVΣ MH
=6125655153909,838
=3 , 981>1,5 …………..(OK)
- Stabilitas Terhadap Geser (Josep E.Bowles.Analisa dan Desain Pondasi.1993.hal 85)
SF = ∑ V . tgθ
∑ H =
424949 x 0,70091208,9
= 3,262 > 1,5 ……(OK)
- Stabilitas terhadap Eksentrisitas (Joseph E.Bowles.Analisa dan Desain Pondasi.1993.hal 84)
e = 12 . B -
∑ MV−∑ MH
∑ V < 16 . B
= 12 . 2,7 -
612655−153909,838424949
<
16 . 2,7
= 0,270 < 0,450 ………………………..(OK)
- Stabilitas Terhadap Tegangan Tanah
Sudut geser tanah 350 (Dari data lapangan)
Koefisien daya dukung dari terzaghi sudut geser = 350. (Sumber Ir.Suryono Sasrodarsono dan
Kazuto nakazawa “Mekanika Tanah Dan Teknik Pondasi “Cetakan 7 .2000, hal 32).
Nc = 57,8 Nq = 41,4 Nγ = 44,0
Berdasarkan data dilapangan dimana, dari data SPT diperoleh nilai N / cm dengan
kedalaman ;
▪ 0 – 1 m = 26 ▪ 1 – 4 m = 24
N = (26 + 24)/2 = 25
c = 0,10 x N (Ir. V Sunggono KH 1995, “Teknik Sipil”,hal;135)
= 2,50 ton/m2
qu = 1,3 . c . Nc + γ . Df . Nq + 0,4 . γ .B . Nγ
= 1,3. 2,5. 57,8 + 1,76 . 0,9 . 41,4 + 0,4 . 1,76 . 2,7 . 44,0
= 462,516 ton/m2
Dengan angka keamanan 3, maka daya dukung ijinya adalah:
Q ijin = qu
3 = 462 , 516
3 = 154,172 ton/m2
Qu = ∑ VL .B (1±6 .e
B ) = 439 , 824(8,5 .2,7)
(1±6 .0 ,2702,7 )
Qmax = 19,164 x (1 + 0,601) = 29,645 ton/m2
= 29,645 ton/m2 < Qijin = 154,172 ton/m2
Qmin = 19,164 x (1 - 0,601) = 7,387 ton/m2
Qmax = 29,645 ton/m2 < Qijin = 154,172 ton/m2……….(Stabil)
4.1.5. Penulangan Abutment
Untuk penulangan abutmen dibagi menjadi beberapa bagian :
76
4.4 Gambar Penulangan Abutment
(1) Penulangan bagian 1
Pembebanan: Beban hidup merata = 68965,057 kg
Beban rem = 9000 kg
Beban hidup garis = 36713,250 kg
Vu = 114678,307 = 1146,783kN
Gaya horizontal ΣH = 91208,9 kg.m = 912,089 kN.m
- Tulangan untuk menahan gaya vertikal
φ=0 , 65
Vn =
Vu0 ,65
=1146,7830,65
= 1764,282 kN
Avt = VnFy . μ
=1764,282 x 103
320 .1,4=
3938,129 mm2
Dipakai tulangan φ 16 – 50 = 4021,2 mm2
- Tulangan untuk menahan gaya horisontal
NucMin = 0,20 x Vu = 0,20 x 912,089 = 182,418 kN
An =
Nucφ . fy =
182 , 418 x 103
0 , 65 x 320 = 407,183 mm2
Dipakai tulangan φ 12 – 200 = 565,5 mm2
Menentukan tulangan pokok :
As = 2/3 Avt + An = (2/3 x 3938,129 + 407,183) = 3032,602 mm2
Ah = ½ x (As – An) = ½ x (3032,602 – 407,183) = 1312,710 mm2
Dipakai tulangan Ø16 – 150 ⇒ As = 1340,4 mm2
(2) Penulangan bagian 2
Pembebanan :
Beban bagian 1 = 114678,307 kg
Beban mati = 169563,49 kg
77
Vu = 284241,797 kg = 2842,418 kN
Puφ . A . 0 ,85 . fc ' =
2842 ,418 x 103
0 , 65 x 1 , 01 x 106 x 0 ,85 x 25 = 0,204
Exsentrisitas (e) = MP
= 153909,838
424949 = 0,362
eh
= 362610 = 0,594
Maka, ( Pu
φ . A . 0 ,85 . fc 'x e
h )= 0,204 x 0,594 = 0,121
Dari grafik SK-SNI-T-1991- 03 diperoleh :
r = 0,001 ; β = 1,25 ; ρ = 0,00125
As = ρ . A = 0,00125 x 1,141 x 106 = 1426,25 mm2
Dipakai tulangan 19 – 150 ⇒ As = 1890,2 mm2
Tulangan yang digunakan untuk menahan momen horizontal :
Dipakai tulangan 19
b = 2,1 m = 2100 mm
h = 0,61 m = 610 mm
d" = h – tebal selimut beton – (12∅ sengkang¿
d = 610 – (50+ (½ x 19) = 550,5 mm
Rn =
Muφ . b . d =
2842 ,418 x 106
0,8 x 2100 x 550 ,52 = 5,583 Mpa
ρMin =
1,4fy =
1,4320 = 0,0044
w = 0,85 x (1 − √1 − 2 ,353 x Rn
fc ' )
= 0,85 x (1 − √1 − 2 , 353 x 5 ,58325 )
= 0,018
ρ = w x fc'
fy
= 0,018 x 35
320 = 0,0014
ρ = 0,0014 < ρMin = 0,0044
As = ρ . b . d = 0,0044 x 2100 x 550,5 = 5057,719 mm2
Jarak tulangan (s) =
bAs
1 /4 . π . d2
78
=
21005057 ,719
1/4 x 3 , 14 x 192 = 118 ¿ 150 mm
As(Ada) = bs
x 14
x π x d2
= 2100150
x 14
x 3 ,14 x 192
= 3967,390 mm
Dipakai tulangan 19 – 150 ⇒ As = 3967,390 mm2
Tulangan bagi = 20 % x As
= 20 % x 3967,390 = 793,478 mm2
Dipakai tulangan 19 – 350 ⇒ As = 810,1 mm2
(3) Penulangan Bagian III
Pembebanan :
Beban bagian 1 = 114678,307 kg
Beban bagian 2 = 284241,800 kg
Vu = 398920,104 kg = 3989,201 kN
b = 0,7 m = 700 mm
h = 1,67 m = 1670 mm
Puφ . A . 0 , 85 . fc ' =
3989 , 201 x 103
0 , 65 x 1 , 169 x 106 x 0 , 85 x 25 = 0,193
Exsentrisitas (e) = MP
= 132847,137
439824 = 0,302
eh
= 3621670 = 0,217
Maka, (Pu
φ . A . 0 , 85 . fc 'x e
h )= 0,193 x 0,217 = 0,042
Dari grafik SK-SNI-T-1991- 03 diperoleh :
r = 0,001 ; β = 1,25 ; ρ = 0,00125
As = ρ . A = 0,00125 x 1,169 x 106 = 1461,25 mm2
Dipakai tulangan 19 – 150 ⇒ As = 1890,2 mm2
Tulangan bagi = 20 % x As
= 20 % x 1461,25 = 292,25 mm2
Dipakai tulangan 19 – 450 ⇒ As = 630,1 mm2
Tulangan yang digunakan untuk menahan momen horizontal :
Dipakai tulangan 19
d" = h – tebal selimut beton – (12∅ sengkang¿
d = 1670 – (50+ (½ x 19) = 1610,5 mm
Rn = Mu
φ . b . d = 3989 ,201 x 106
0,8 x 700 x 1610 , 52 = 2,746 Mpa
79
ρMin = 1,4fy =
1,4320 = 0,0044
w = 0,85 x (1 − √1 − 2 ,353 x Rnfc ' )
= 0,85 x (1 − √1 − 2 , 353 x 2, 74625 ) = 0,009
ρ = w x fc '
fy
= 0,009 x 25
320 = 0,001
ρ = 0,001 < ρMin = 0,0044
As = ρ . b . d = 0,0044 x 1670 x 1610,5 = 4932,156 mm2
Jarak tulangan (s) =
bAs
1 /4 . π . d2
=
7004932 , 156
1/4 x 3 , 14 x 192 = 40 ¿ 50 mm
As(Ada) = bs
x 14
x π x d2
= 70050
x 14
x 3 ,14 x 192
= 3967,390 mm
Dipakai tulangan 19 – 50 ⇒ As = 3967,390 mm2
Tulangan bagi = 20 % x As
= 20 % x 3967,390 = 793,478 mm2
Dipakai tulangan 19 – 350 ⇒ As = 810,1 mm2
(4) Penulangan Bagian IV
Pembebanan :
Beban Vertikal ΣV = 424949 kg = 4249,49 kN
ΣMV = 153909,838 kg.m = 1539,098 kN
- Tulangan untuk menahan gaya vertikal
b = 2,7 m = 2700 mm
h = 0,9 m = 900 mm
Dipakai tulangan 19
d = 900 - 50 – (½ x 19) = 840,5 mm
Rn =
Muφ . b . d =
4249 , 491 x 103
0,8 x 2700 x 840 , 52 = 2,785 Mpa
ρMin =
1,4fy =
1,4320 = 0,0044
w
= 0,85 x (1 − √1 − 2 ,353 x Rn
fc ' )
80
= 0,85 x (1 − √1 − 2 ,353 x 2 , 88225 ) = 0,009
ρ = w x fc '
fy
= 0,009 x 25
320 = 0,001
ρ = 0,001 < ρMin = 0,0044
As = ρ . b . d = 0,0044 x 2700 x 840,5 = 9928,406 mm2
Jarak tulangan (s) =
bAs
1 /4 . π . d2
=
27009928 , 406
1 /4 x 3 ,14 x 192 = 77 ¿ 100 mm
As(Ada) = bs
x 14
x π x d2
= 2700100
x 14
x 3 ,14 x 192
= 7651,395 mm
Dipakai tulangan 19 – 100 ⇒ As = 7651,395 mm2
Tulangan bagi = 20 % x As
= 20 % x 7651,395 = 1530,279 mm2
Dipakai tulangan 19 – 150 ⇒ As = 1890,2 mm2
- Tulangan yang digunakan untuk menahan momen horizontal
b = 2,7 m = 2700 mm
h = 0,9 m = 900 mm
Dipakai tulangan 19
d = 900 – 50 – (½ x 19) = 840,5 mm
Rn = Mu
φ . b . d = 1539 , 098 x 103
0,8 x 2700 x 840 , 52 = 1,009 Mpa
ρMin = 1,4fy =
1,4320 = 0,0044
w = 0,85 x (1 − √1 − 2 , 353 x Rnfc ' )
= 0,85 x (1 − √1 − 2 , 353 x 1 ,00925 ) = 0,0041
ρ = w x fc'
fy
= 0,0041 x 25
320 = 0,0032
ρ = 0,0032 < ρMin = 0,0044
As = ρ . b . d = 0,0044 x 2700 x 840,5 = 9928,41 mm2
81
Jarak tulangan (s) =
bAs
1 /4 . π . d2
=
27009928 ,41
1/4 x 3 ,14 x 192 = 77 ¿ 100 mm
As(Ada) = bs
x 14
x π x d2
= 2700100
x 14
x 3 ,14 x 192
= 7651,395 mm
Dipakai tulangan 19 – 100 ⇒ As = 7651,395 mm2
Tulangan bagi = 20 % x As
= 20 % x 7651,395 = 1530,279 mm2
Dipakai tulangan 19 – 150 ⇒ As = 1890,2 mm2
Ganbar 4.5 Penulangan Pada Abutmen
4.2 Perencanaan Pondasi Tiang Pancang
4.2.1 Data Perencanaan
Diameter tiang pancang = 40 cm = 0,4 meter
Panjang tiang pancang = 15 meter
Mutu beton fc` 30 Mpa = 300 kg/cm2
σ Bahan = 0,45 . fc
= 0,45 x 300
= 135 kg/cm2
4.2.1.1 Penulangan Tiang pancang
Penulangan tiang pancang dihitung berdasarkan kebutuhan pada saat pengangkatan.
(Ir.Sardjono HS,1996,”Pondasi Tiang Pancang 1, hal 47)
Kondisi I
82
Gambar 4.6 Gaya Angkat Pada Kondisi I
q = berat tiang pancang (kg/m)
= ¼ . 3,14 . (0,4)2
. 2500 = 314 kg/m
M 1 = ½ . q . a2
M 2 = 1/8 . q . ( L - 2a )2
- ½ . q . a2
M 1 = M 2
= ½ . g . a2
= 1/8 . q . ( L - 2a )2
- ½ . q . a2
= 4a2
+ 4aL - L2
= 0
= 4a2
+ 4a(15) – (15)2
= 0
= 4a2
+ 60a – 225 = 0
a1,2 =
−b±√b2−4 ac2 a
a1,2 =
−60±√602−(4 . 4 . (−225 )2. 4
= 3,107 m
M 1 = M 2= ½ . g . a2
M = ½ x 314 x (3,1072)
= 1515,591 kg.m
Kondisi II
Gambar 4.7 Gaya Angkat Pada Kondisi II
M 1 = ½ . q . a2
g = ¼ . 3,14 . (0,4)2
. 2500 = 314 kg/m
83
R1 = ½ . q . ( L – a ) – (
12
x q x a2
L−a)
= (q x (L−a)
2) – ( q a2
2(L−a)) = ¿)
M x = R1 . x - ½ . q . x2
Syarat extrim : dMxdx
R1 – qx = 0
x = L2−2 aL2 ( L−a )
M Max = M 2= R1L2−2 aL2 ( L−a )
−12 . q [ L2−2 aL
2(L−a) ]2
M Max = M 2= 12
. q x [ L2−2 aL2(L−a) ]
❑
M Max = M 2= 12
. q . a2=12
. q x L2−2 aL2 ( L−a )
a=L2−2 aL2 ( L−a )
= 2a2
+ 4aL + L2
= 0
= 2a2
+ 4a(15) + (15)2
= 0
= 2a2
+ 60a + 225 = 0
a1,2 =
−b±√b2−4 ac2 a
a1,2 =
−60±√602−(4 .4 . (−225 )2 .2 = 3,371 m
M 1 = M 2= ½ . g . a2
M = ½ x 314 x (3,3712)
= 1784,092 kg.m
Jadi momen yang paling menentukan adalah pada kondisi 2 (diambil momen
terbesar).
Dipakai rencanakan tulangan Ø 12
d = 400 – 60 – (1/2 . 12) - 10 = 324 mm
84
Rn =M
φ .b.d2 = 17 ,84 x 106
0,8 x 400 x 3242 = 0,531
ρmin = 1,4fy
= 1,4320 = 0,0044
w = 0,85 x (1−√1−2 ,353 xRnfc )
= 0,018
ρ = w x fcfy = 0,018 x
30320 = 0,0017
ρ min = 0,0044 > ρ = 0,0017
As = ρ . b . d
= 0,0044 x 400 x 324 = 570,24 mm2
Dipakai tulangan pokok D12 – 200 ; As = 565,5 mm2
Tulangan geser :
Untuk tulangan geser menggunakan tulangan spiral D12
Rumus ρs=0.45 x ⌈Ag
A c−1⌉ x
f c
f y
Dimana:
S = Jarak spasi spiral (mm)
Ag = Luas penampang lintang dari kolom
Ac = Luas penampang lintang inti kolom
F y = tegangan leleh tulangan baja spiral ( < 400mpa )
Maka Ag = Atiang = ¼ . 3,14 . (4002) = 125600mm2
Ac = ¼ . 3,14 . (3242) = 82406,16mm2
F c = 30 Mpa
F y = 320 Mpa
Sehingga diperoleh :
ρ s(min)=0,45 x ( 12560082406,16
−1)x 30320
=¿0,0221
Sedangkan jarak spasi maksimum diperoleh dengan cara :
ρs aktual =
4 xAspfyx ρ sp =
4 x 113 , 1320 x0 , 0221 = 63,93 mm ~ 64 mm
Untuk menentukan jarak spasi bersih lilitan spiral tidak boleh lebih dari 88 mm dan
kurang dari 15 mm, maka :
Jarak spasi bersih = 64 - 12 = 52 mm.
85
Gambar 4.8 Penulangan Tiang Pancang
4.2.3 Daya dukung tiang pancang
1) Pengolahan Data SPT
Nilai N yang dirata-ratakan dalam perencanaan pondasi tiang pancang, berada pada
kedalaman 4,2 m – 19 m. yang dapat dilihat dalam tabel gaya geser maksimum
dinding tiang.
Tabel 4.3 Gaya geser pada keliling permukan tiang, digolongkan menurut lapisan
tanah
Kedalaman
(m)
ketebalan
lapisan/Li(m)jenis tanah
harga
rata2 N
fi
(t/m2)
li x fi
(t/m2)
4.2 - 11 6,8 pasir lanauan 29 5,8 39,44
11 - 16 5 pasir sedikit kerikil 41 8,2 41
16 - 19 3 pasir tersedimentasi 50 10 30
Jumlah (Σ) 110,44
2) Daya dukung tiang
a. Berdasarkan kekuatan bahan
Rumus :Ptiang=¿σ bahan x Atiang ¿
(Sarjono Hs, “Pondasi Tiang Pancang”,Jilid 1, hal 32)
Dimana:
p tiang = Kekuatan yang diijinkan pada tiang pancang (kg)
σ bahan = Tegangan ijin bahan tiang kg/cm2
A tiang = Luas penampang tiang (cm2
)
A tiang = 1/4 x π x d2 = ¼ x 3.14 x 402 = 1256 cm2
σ bahan = 0,45 x 300 = 135 kg/cm2
P tiang = σ bahan x A tiang = 135 x 1256 = 169560 kg = 169,56 ton
86
b. Kemampuan terhadap kekuatan tanah
- Akibat tanah ujung
Karena tiang pancang yang dipakai adalah tiang pancang yang dicor di tempat (cast
in place), qd diambil/diperkirakan dari tabel 2.17 (Bab II) dengan mengabaikan
perbandingan dalamnya (deth Ratio) lapisan tanah pendukungnya.
Harga N pada ujung tiang N1 = 50
N̄2 =
50+502 = 50
N =
N 1+ N̄2
2 =
50+502 = 50
Daya dukung pada ujung tiang (qd)
qd = 750 t/m2
qd xA=750 x 3 , 14 x 0,42
4
= 94,2 ton
Gaya geser maksimum
fi = π x d x ∑ li x fi
= 3,14 x 0,4 x 110,44 = 138,713 ton
Jadi : Ru = qd xA+π x d Σ( l1 . f 1 )
= 94,2 + 138,713 = 232,913 ton
Daya dukung yang diijinkan berdasarkan kondisi tanah
Ra =
Run (Mekanika Tanah & Teknik Pondasi)
Ra =
94 ,23
+138 ,7134 = 66,078 ton
Berat sendiri tiang =
14 x 3,14 x 0,42 x 15 x 2,5 = 4,710 ton
Kemampuan satu tiang pancang tegak adalah :
N = 66,078 – 4,710 = 61,368 ton
Menentukan jumlah tiang pancang tegak
N = ΣVN =
424 , 94961 , 368 = 6,92 ≈ 7 buah
87
Dicoba menggunakan tiang pancang dengan jumlah 14 buah
4.2.4 Perhitungan Kontrol Jarak Antar Tiang
(Sarjono Hs, “Pondasi Tiang Pancang”,Jilit 1, hal 56)
Gambar 4.9 Kontrol jarak antar tiang
Syarat jarak antar tiang (s) :
S ≤ 1,57 d . m. nm+n−2 (sardjono,1996,”Pondasi Tiang Pancang”,hal 61)
Dimana : S = Jarak antara tiang ( as-as )
d = Diameter tiang pancang (40 cm)
m = Banyaknya baris ( 2 )
n = Banyaknya tiang pancang per-baris ( 7 )
S≤ 1,57 x 40 x 7 x22+7−2
= 125,6 = 126 cm
Kontrol S
2,5 D ≤ S ≤ 3D
2,5 x 40 ≤ S ≤ 3 x 40
100 ≤ S ≤ 120, diambil S = 110
4.2.5 Perhitungan Efisiensi Kelompok Tiang Pancang
Efisiensi dari rumus “Uniform Building Code” dari AASHO
η=1− θ90 [ (n−1 ) .m+(m−1 ) . n
m. n ] ((sardjono,1996,”Pondasi Tiang Pancang”,hal 61))
Dimana :
m = Jumlah garis (2)
n = Jumlah tiang dalam satu baris (7)
d = Diameter tiang (40 cm)
s = Jarak antar tiang (110 cm)
θ = Sudut geser (00 )
θ = arc . tan DS
= arc . tan 40
110 = 190 58' 59' '
η=1−19058 ' 5990
x [ (7−1 ) x2+(2−1 ) x72 x7 ]
= 1 – (0,222 x 1,357) = 0,699
88
Maka daya dukung tiang tegak =η xQSp
= 0,699 x 61,368 ton = 42,879 ton
4.2.6 Tiang Pancang Beton Menerima Gaya Eksentrisitas
Gambar 4.10 Kontrol jarak antar tiang
Diketahui :
ΣV = 424949 kg = 424,949 ton
ΣMH = 153910 kg.m = 153,910 ton.m
nx = 7 buah
ny = 2 buah
Xmax = 3,75 m
Ymax = 1,7 m
→∑ X2=2 .2 . [3,752 ]+2.2. [2,52 ]+2. 2. [1,252 ]= 56,25 + 25 + 6,25 = 87,5 m
Maka Pmak=∑ V
n±∑MH . X max
ny .∑ X2 (Sardjono,1996,”Pondasi Tiang Pancang 1” .hal 55)
= 424,949
14± 153,910 x 3,75
2 x 87,5
= 30,354 + 3,298
= 33,652 < qtiang = 61,368 ton ……….(aman)
4.2.7 Daya dukung tiang pancang miring
a. Berdasarkan kuat tarik tiang
berat sendiri tiang pancang (B tiang)
tg−1
=
110 = 5,710
0
x = 10 . (cos 5,710)−1
= 10,049
x = 15 . (cos 5,710)−1
89
= 15,07 meter
B tiang = ¼ x 3,14 x 0,42
x 15,07 x 2,5 = 4,732 ton
Tabel 4.4 Gaya geser pada keliling permukan tiang pancang miring, digolongkan
menurut lapisan tanah
Kedalaman
(m)
ketebalan
lapisan/Li(m)
Li x (cos
5,710)-1jenis tanah
harga
rata2 N
fi
(t/m2)
li x fi
(t/m2)
4.2 - 11 6,8 6,83 pasir lanauan 29 5,8 39,64
11 - 16 5 5,02 pasir sedikit kerikil 41 8,2 41,20
16 - 19 3 3,01 pasir tersedimentasi 50 10 30,15
Jumlah (Σ) 110,99
b. Daya dukung tiang
Gaya geser maksimum
fi = π x d x ∑ li x fi
= 3,14 x 0,4 x 110,99 = 139,404 ton
Jadi : Ru = qd xA+π x d Σ( l1 . f 1 )
= 94,2 + 139,404 = 233,604 ton
Daya dukung yang diijinkan berdasarkan kondisi tanah
Ra =
Run (Ir.Suyono & Kazuto N,Mekanika Tanah & Teknik Pondasi,hal 100)
Ra =
94 ,23
+139 , 4044 = 66,251 ton
Kemampuan satu tiang pancang adalah :
N = 66,251 – 4,732 = 61,519 ton
Menentukan jumlah tiang pancang
N = ΣVN =
439 ,82461 ,519 = 6,91 ≈ 7 buah
4.2.8 Perhitungan Efisiensi Kelompok Tiang Pancang
Efisiensi dari rumus “Uniform Building Code” dari AASHO
η=1− θ90 [ (n−1 ) .m+(m−1 ) . n
m. n ] ((sardjono,1996,”Pondasi Tiang Pancang”,hal 61))
Dimana :
m = Jumlah garis (2)
n = Jumlah tiang dalam satu baris (7)
d = Diameter tiang (40 cm)
90
s = Jarak antar tiang (110 cm)
θ = Sudut geser (00 )
θ = arc . tan DS
= arc . tan 40
110
= 190 58' 59' '
η=1−19058 ' 5990
x [ (7−1 ) x2+(2−1 ) x72 x7 ]
= 1 – (0,222 x 1,357) = 0,699
Maka daya dukung tiang pancang miring
=η xQSp
= 0,699 x 61,519 ton
= 43,002 ton > q tiang tegak 42,879 ton
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perhitungan keseluruhan dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dimensi penulangan pada plat lantai kendaraan dan trotoar adalah :
- Tebal plat beton = 230 mm
- Tulangan pokok = D19 - 100 mm
- Tulangan bagi = D19 - 450 mm
Untuk trotoir yaitu:
- Tebal plat beton = 480 mm
- Tulangan pokok = 19 - 100 mm
- Tulangan bagi = 19 - 450 mm
2. Dimensi profil dalam perencanaan jembatan ini adalah :
Gelagar memanjang = WF 400 x 200 x 7 x 11
Gelagar melintang = WF 900 x 300 x 15 x 23
91
Gelagar induk = WF 400 x 300 x 9 x 14
Ikatan angin bawah = L 60 x 60 x 4
Ikatan angin atas vertikal = WF 100 x 50 x 5 x 7
Ikatan angin atas diagonal = L 45 x 45 x 4
3. Hasil perencanaan sambungan gelagar memanjang dengan gelagar melintang :
Gaya yang bekerja pada gelagar memanjang Pmax = 29626,63 kg
Plat penyambung baja siku sama kaki L 150 . 150 . 10
Menggunakan baut mutu tinggi 5/8” sebanyak 4 buah/baris.
4. Hasil perencanaan sambungan gelagar melintang dengan gelagar induk :
Gaya yang bekerja pada gelagar memanjang Pmax = 67887,715 kg
Plat penyambung baja siku sama kaki L 150 . 150 . 10
Menggunakan baut mutu tinggi 3/4” sebanyak 6 buah.
5. Landasan memakai adalah sendi dan rol dengan ukuran 80 cm x 26 cm.
6. Konstruksi bangunan bawah pada abutmen atau kepala jembatan memakai bentuk T terbalik
dengan dinding penuh untuk dapat menahan tanah, dimensi yang dipakai adalah panjang 8,5
m, lebar 2,7 m, tinggi 4,2 m.
7. Pondasi yang dipakai yaitu pondasi tiang pancang, dimana pada abutment: panjang 8,5 m,
lebar 2,7 m, jumlah tiang pancang 14 buah dengan diameter 400 mm dengan kedalaman 15 m.
8. Dengan dibangunnya jembatan selok anyar ini, arus transportasi dijalur lintas selatan
khususnya daerah luajang akan menjadi lancar dan kesejahteran penduduk meningkat.
9. Keuntungan yang didapat dari jembatan menerus ini adalah :
a. Gelagar yang berada dalam keseimbangan segitiga gaya saling memperkuat daya pikul
jenbatan, sehingga menguntungkan dalam pencapaian bentang panjang.
b. Konstruksi baja ringan sehingga beban yang harus ditanggung oleh struktur dibawahnya
kecil, dan selain itu dapat mempermudah pemasangan.
5.2 Saran-saran
1. Analisa dengan menggunakan metode STAAD sangatlah tepat untuk digunakan dalam
menganalisa suatu sruktur jembatan rangka. Sebab waktu yang diperlukan lebih singkat
dengan tingkat kesalahan yang relatif kecil dari perhitungan manual.
2. Dalam merencanakan konstruksi jembatan sebaiknya perlu ada pertimbangan dari segi biaya,
waktu pelaksanaan desain struktur yang digunakan, baik bangunan atas maupun bangunan
bawah serta pemakaian bahan yang disesuaikan dengan kondisi dilapangan.
3. Dalam perencanaan struktur bangunan bawah hendaklah disesuaikan dengan kondisi tanah
serta relief yan ada, sehingga nantinya struktur tidak mengalami keruntuhan.
92