Definisi Jembatan Rangka Baja [PDF]

Citation preview

DEFINISI JEMBATAN RANGKA BAJA Jembatan rangka adalah struktur konstruksi jembatan yang tersusun dari rangkarangka yang diletakkan pada suatu bidang dan dihubungkan dengan sendi pada setiap titik hubungnya. Pada dasarnya jembatan rangka adalah gabungan elemen berbentuk segitiga yang tersusun secara stabil dan tidak terjadi pergerakan titik pada struktur diluar pengaruh deformasi elemen. Struktur rangka batang lebih dominan menerima gaya aksial tarik atau tekan saja, sedangkan lentur sangat kecil dan sering diabaikan. Untuk itu maka beban pada struktur rangka harus melalui titik hubungnya (joint) agar perngaruh lentur boleh diabaikan (Schodek, 1979). Jembatan rangka batang ini bisa dibuat dengan menggunakan bahan yang keras, seperti kayu, besi, baja dan beton prategang. Jembatan rangka batang memiliki beberapa keuntungan, diantaranya berat yang relatif ringan dan dalam pembangunannya dapat dirakit per bagian. Semua rangka batang dapat menahan beban-beban yang bekerja dalam bidang rangkanya. Jembatan rangka batang (truss bridge) adalah jembatan yang dibangun dengan menggunakan 2 rangka utama yang dihubungkan dengan elemen – elemen sudut yang mendatar sehingga membentuk sebuah struktur berbentuk kotak. Dua rangka utama tersebut diikat bersama dengan balok – balok melintang dan balok memanjang. Bagian-bagian struktural dari jembatan rangka baja adalah : pelat lantai, gelagar memanjang, gelagar melintang, rangka dan ikatan angin. Keuntungan pemakaian material besi baja dalam pembangunan jembatan dibandingkan material beton dan kayu adalah :  Baja mempunyai kekuatan yang tinggi,  Ada jenis baja yang tahan terhadap cuaca, bahkan tidak perlu di cat.  Dari segi kekuatannya, bahan baja lebih murah dari beton ataupun kayu, sebab dengan kekuatannya memerlukan volume bahan lebih sedikit.  Rendahnya biaya pemasangan.  Jadwal konstruksi yang lebih cepat.  Tingkat keselamatan kerja tinggi.  Mudah dalam pemasangan.  Elemen struktur dapat dibuat di pabrik, dan dapat dilakukan secara besar-besaran.  Dapat dilakukan bongkar pasang dengan cepat, tanpa ada bahan terbuang.  Dapat mengikuti bentuk-bentuk arsitektur.  Ramah lingkungan, dapat menggantikan posisi kayu sebagai bahan konstruksi.



PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BATANG BAJA Suatu konstuksi rangka terdiri atas sejumlah batang-batang yang disambung-sambung pada ujung-ujungnya dengan sejumlah sambungan memakai pin sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah jaringan, biasanya suatu seri dari segitiga-segitiga, dan dipasang pada sejumlah tumpuan. Setiap batang dari konstruksi rangka merupakan batang dua gaya; oleh karena itu masing-masing menunjukkan suatu unsur gaya dalam yang tidak diketahui. Jumlah keseluruh unsur-unsur yang tidak diketahui untuk sistem keseluruhan dihitung dengan jumlah batang (Internal) ditambah jumlah unsur-unsur reaksi yang tersendiri (Eksternal). Jadi kalau kita misalkan rangka batang terdiri dari m batang dan sejumlah r reaksi perletakan, akan mendapatkan sejumlah (m + r) besaran yang tidak diketahui. Untuk menghitung (m + r) besaran ini diperlukan (m + r) persamaan. Untuk s simpul menghasilkan 2s persamaan. Dengan demikian suatu konstruksi rangka batang statis tertentu harus memenuhi syarat 2s = (m + r) atau 2s – m – r = 0 merupakan syarat kekakuan suatu rangka batang statis tertentu (kestabilan konstruksi). Bila 2s – m – r < 0, rangka batang merupakan rangka tidak kaku. Bila 2s – m – r > 0, rangka batang merupakan rangka statis tak tentu. Namun dipenuhi syarat diatas tidak meyakinkan pasti suatu konstruksi rangka stabil. Supaya rangka menjadi stabil diperlukan pemenuhan syarat-syarat terlebih lanjut. Pertama, nilai r harus sama dengan atau lebih besar dai pada ketiganya yang diperlukan untuk stabilitas statis dari tumpuan-tumpuannya. Selanjutnya harus tidak ada kekurangan di dalam susunan perletakan dan batang-batang sedemikian untuk menghindari tidak stabilnya geometris baik dari luar maupun dari dalam. Pada dasarnya, suatu konstruksi rangka yang stabil biasanya dapat diperoleh dengan dimulai dari tiga batang dikaitkan bersama-sama pada ujung-ujungnya dalam bentuk segitiga dankemudian dengan melanjutkannya dari sini dengan menambahkan dua batang baru untuk setiap sambungan baru.



Prinsip keseimbangan rangka batang tertentu 



Terpenuhi persyaratan kekakuan, 2s – m – r = 0







Gaya-gaya luar (termasuk reaksi tumpuan) yang bekerja menangkap pada titik simpul.







Berlaku prinsip keseimbangan Newton : Apabila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka seluruh simpul harus dalam keadaan seimbang. Jika setiap simpul dalam keadaan seimbang dimana gaya-gaya luar menangkap pada simpul, maka gaya luar dan gaya dalam pada simpul harus merupakan gaya-gaya konkuren-koplanar yang seimbang.







Hal di atas dimungkinkan bila gaya-gaya dalam berupa gaya aksial/normal yang bekerja sepanjang sumbu batang, yang selanjutnya disebut Gaya-gaya Batang. Gayagaya batang baja dapat berupa gaya tarik ataupun gaya tekan. Prinsip keseimbangan titik a.



Satu titik diisolasi pada badan bebas



b.



Persyaratan keseimbangan momen otomatis terpenuhi



c.



Ada dua persamaan keseimbangan gaya, sehingga hanya bisa diterapkan jika hanya ada dua gaya batang yang belum diketahui pada titik yang ditinjau.



d.



Biasanya dipakai apabila diinginkan untuk mencari besarnya gaya pada semua batang Keseimbangan titik, memperlihatkan bahwa bila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka seluruh simpul harus dalam keadaan seimbang yang harus memenuhi syarat keseimbangan ΣV = 0 dan ΣH = 0.



Prinsip keseimbangan bagian a.



Satu segmen yang terdiri dari beberapa titik kumpul diisolasi pada badan bebas



b.



Ada tiga persamaan keseimbangan yang bisa dipakai, sehingga hanya bisa diterapkan apabila hanya ada tiga batang yang terpotong yang belum diketahui gaya batangnya.



c.



Biasanya dipakai apabila hanya beberapa nilai gaya batang yang ingin dicari. Keseimbangan bagian, memperlihatkan bahwa bila konstruksi dalam keadaan seimbang, maka seluruh atau sebagian konstruksi harus dalam keadaan seimbang yang memenuhi syarat keseimbangan ΣV = 0, ΣH = 0, dan ΣM = 0.



BATANG TARIK AKSIAL Batang tarik adalah elemen batang pada struktur yang menerima gaya tarik aksial murni, dan umumnya terdapat pada struktur rangka batang. Gaya tarik tersebut dikatakan sentris, jika garis gaya berimpit dengan garis berat penampang. Batang tarik ini sangat efektif dalam memikul beban, dan dapat terdiri dari profil tunggal ataupun profil-profil tersusun. Contoh penampang batang tarik adalah profil bulat, pelat, siku, siku ganda, siku bintang, kanal, WF, dan lain-lain seperti pada Contoh penampang batang tarik



Gaya batang merupakan prinsip yang mendasari teknik analisis bahwa setiap struktur harus dalam keadaan seimbang. Artinya, gaya batang merupakan gaya perlawanan yang diberikan oleh batang akibat gaya-gaya luar yang diterima oleh batang tersebut. Gaya batang dapat berupa gaya tarik (positif) maupun gaya tekan (negatif). Gaya tarik adalah gaya batang yang menjauh titik simpul dan gaya tekan adalah gaya batang yang menuju titik simpul. Contoh dari struktur batang untuk membedakan gaya tekan dan gaya Tarik adalah batang prismatic. Batang prismatis adalah sebuah elemen struktur lurus yangmempunyai penampang konstan di seluruh panjangnya, dan gaya aksialadalah beban yang mempunyai arah yang sama dengan sumbu elemen,sehingga mengakibatkan terjadinya tarik atau tekan pada batang. Kondisitarik atau tekan terjadi pada struktur, misalnya pada elemen di rangka batangdi jembatan, dan kondisi tekan terjadi pada strukur, yaitu pada elemen kolomdi gedung. Pembebanan batang secara aksial dapat dilihat pada Gambar