Balok Induk Jembatan [PDF]

Citation preview

PERENCANAAN GELAGAR INDUK BALOK KOMPOSIT Profil Gelagar Induk dan Diafragma DATA-DATA Bentang jembatan Lebar total jembatan Lebar satu jalur Jarak antar gelagar memanjang (s) Kelas jembatan DIRENCANAKAN Tebal plat lantai Tebal perkerasan jalan Tebal median Mutu beton Mutu baja Berat jenis beton bertulang Berat jenis aspal Berat jenis air hujan Berat jenis trotoar



= = = = =



70 9.5 3.5 1.25 Kelas I



= = = = = = = = =



0.25 0.02 0.5 34 290 2400 2200 1000 1750



y



tf



m m m m



m m m Mpa Mpa kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ k



k1



d



x



x



T



tw



k



y bf



Digunakan profil W 600X200 w = 120 A = 152.5 r = 2.2 d = 60.6 b = 20.1 E = 210000



kg/m cm² cm cm cm Mpa



Ix Iy Zx tf tw



= = = = =



90400 2720 2980 20 12



cm4 cm 4 cm³ mm mm



Menghitung modulus ratio Ec  4700 f ' c  4700 34  27405,47391 Mpa Es  2,1 . 10 6 kg cm  210000 MPa Es 210000 n   7,662 Ec 27405,47391



Menentukan Lebar efektif plat beton Berdasarkan SNI 03-1729-2002 ; 12.4.1 Lebar efektif plat lantai yang membentang pada masing-masing sisi dari sumbu balok tidak boleh melebihi : a. 1/8 dari bentang balok (jarak antara tumpuan) beff = 1/8. 7000 = 875 cm b. jarak bersih antara sumbu balok-balok yang bersebelahan beff = 125 cm Diambil yang terkecil, yaitu lebar efektif = 125 cm = 1.25 m



ALANISA PEMBEBANAN Beban Primer A. Beban Mati selama pelaksanaan. (DL 1) Beban merata Berat sendiri balok Perlengkapan Sambungan 10% x 120 Plat beton = 0.2 x 1.25 x Berat bekisting + pekerja



= = 2400 = = =



120 12 600 100 832



kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m



Beban Terpusat Diafragma digunakan W 18x192 dengan berat 192 lb/ft = Berat diafragma x beff = 15.40 x 1.25 =



15.4



19.25



kg/m kg



B. Beban mati setelah pelaksanaan (ditahan oleh komposit) (DL 2) Beban merata Beban Aspal 0.05 x 4x 2200 = 440 Trotoar dan kerb 0.2 x 1.25 x 1750 = 437.5 Berat Jenis pipa Ø 7,5” 2x 7.74 x 7.5 = 116.1 q = 993.6



kg/m kg/m kg/m kg/m



q



Berat sandaran, trotoar, dan aspal dibagikan ke 7 gelagar induk, sehingga : q



=



994 = 4



248.4



kg/m



Beban terpusat Tiang sandaran (0,15 x 0,20) dipasang tiap 2 m Berat sendiri tiang sandaran = (0,15x 0,2) x



1x



2400



72 kg



C. Beban Hidup Beban Kendaraan Menurut PPPJJR’87 Bab III Pasal 1 (2) 2.4 a Untuk perhitungan gelagar-gelagar, harus digunakan beban “D” Beban “D” atau beban jalur tersusun dari beban merata sebesar „q‟ ton/m panjang per jalur dan beban „p‟ ton per jalur lalu lintas Skema beban “D” untuk 1 jalur



Beban garis P = 12 ton



1 jalur



Beban terbagi rata q ton/m



K  1



q = 2,2 t/m1 u/ L< 30 m q = 2,2 t/m1-1,1/60 x (L-30) t/m1 u/ 30 m< L< 60 m q = 1,1(1+30/L) t/m1 u/ L > 60 m Untuk jembatan kelas I dengan bentang jembatan 71 m, maka : P = 12 t L = 70 t q = 1,1(1+30/L) t/m1 = 1,1(1+30/71) t/m1 t 1 = 1.571 /m Beban “D” per meter panjang : Muatan D untuk jalur lalu lintas sebesar 3.5 m P q



=



12 x 3.5 = 1.571 x 3.5



100% = 100% =



3.428571 t 0.44898 t/m



=



3428.571 kg



=



448.9796 kg/m



Menurut PPPJJR’87 Bab III Pasal 1 (2) 2.4 d1 Dalam menghitung momen-momen maksimum akbat beban hidup (beban terbagi rata dan beban garis) pada gelagar menerus di atas beberapa perletakan digunakan ketentuan-ketentuan sebagai berikut : a. Satu beban garis untuk momen positif yang menghasilkan pengaruh maksimum b. Dua beban garis untuk momen negatif yang menghasilkan pengaruh maksimum c.Beban terbagi rata ditempatkan pada beberapa bentang/bagian bentang yang akan menghasilkan momen maksimum



2 (50



Menurut PPPJJR’87 Bab III Pasal 4 (2) 2.2 a Perhitungan Momen akibat beban hidup Perhitungan Momen untuk gelagar tengah dan gelagar pinggir sama, karena kekuatan gelagar melintang tidak diperhitungkan q‟ = q x α x s P‟ = P x α x s dengan : s = jarak antar gelagar yang berdekatan α = faktor distribusi = 1,00 bila kekuatan gelagar melintang tidak diperhitungkan Jadi : q‟ = 0.45 x 1x 1.3 = 0.5612 t/m = 561.224 kg/m P‟ = 3.43 x 1x 1.3 = 4.286 t = 4285.71 kg/m



Menurut PPPJJR‟87 Bab III Pasal 1 (3) Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran-getaran dan pengaruh-pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban garis “P” harus dikalikan dengan koefisien kejut yang akan memberikan hasil maksimum sedangkan beban merata “q” dan beban “T” tidak dikalikan dengan koefisien kejut. Perhitungan Koefisien Kejut 20 L = panjang bentang dalam meter K  1 (50  L) K



=



1+



20 = 50 + 70 Beban “P” untuk gelagar induk =



1.167 4286



x 1.16667



=



5000 kg



Beban Sekunder Menurut PPPJJR’87 Bab III Pasal 2 (4) Gaya rem Pengaruh gaya-gaya dalam arah memanjang jembatan akibat gaya rem, harus ditinjau. Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan pengaruh gaya rem sebesar 5% dari beban “D” tanpa koefisien kejut yang memenuhi semua jalur lalu lintas yang ada, dan dalam satu jurusan Gaya rem tersebut dianggap bekerja horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan Gaya rem tersebut dianggap bekerja horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,80 meter di atas permukaan lantai kendaraan. H



H = 5%. (P + q) H = 5% x 3.428571 + x 1.25 H = 0.27041 t = 270.4082 kg



0.449 x



2



Momen akibat gaya rem terhadap gelagar induk (asumsi tinggi gelagar induk = 100 cm) M = H (1,8 + 0,2+0,5) M = 270.41 x 2.5 = 676.02 kgm Beban Angin Berdasarkan RSNI T-02-2005 7.6.4 hal. 37 Angin harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas. Apabila suatu kendaraan sedang berada di atas jembatan, beban garis merata tambahan arah horisontal harus diterapkan pada permukaan lantai, seperti diberikan pada rumus berikut: TEW = 0,0012 . Cw. (Vw)2



emberikan



Sehingga Besar beban angin yang bekerja terhadap lantai kendaraan : TEW = 0.0012 x CW VW² x = 0.0012 x 1.2 x 302 = 129.6 kg/m



STATIKA PEMBEBANAN Beban Primer Beban sebelum komposit



u kendaraan



P= q=



19.25 kg 832 kg/m



Beban Setelah komposit



P= q=



72 kg 248.4 kg/m



Beban Kendaraan



P= q=



3428.571 kg 448.9796 kg/m



(berat diafragma)



Beban Sekunder Beban Angin



q=



129.6 kg/m



Gaya Rem



M=



Mu = Vu = Δ=



676.0204 kgm



81800 kgm 17700 kg 65.78 mm



Kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lokal Tekuk lokal sayap b Kontrol : λ = 2 x tf < λp < λr λ 20.1 OK, penampang kompak 0.503 < 9.98 < 24.95 = 2 x 20 = 0.5025 λp = = =



170 fy 170 290 9.98



370 fy 370 = 290 = 24.945



λr =



fr 70



Tekuk lokal badan d λ = tw 60.6 = 12 = 5.05



Kontrol : < λp < λr λ 5.05 < 98.65 < 171.9



OK, penampang kompak



1680 fy 1680 = 290 = 98.65



λp =



2550 fy - fr 2550 = 290 - 70 = 171.92



λr =



Jadi penampang kompak terhadap sayap dan badan, sehingga : Mn = Mp = fy x 1.12 x Zx x 0.9 = 2900 x 1.12 x 2980 x 0.9 = 87111.4 kg m > 81800 kg m OK



Ratio =



0.94



Kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lateral Dipasang pengaku lateral praktis dengan jarak L = 120 E 1.76 x iy x Lp = fy 1.76 x 2720 x 2E+06 = 2900 = 128823 cm L < Lp, termasuk bentang pendek, jadi Mn = Mp Mn



=



Mp



= fy x 1.12 = 2900 x 1.12 = 87111 kg m



x x >



Zx 2980 81800



x 1 x 1 kg m



Kontrol lendutan Lendutan ijin tiap segmen gelagar memanjang 1 xk Δ ijin = 1000 1 x 70 = 1000 = 0.0700 m = 7.00 cm Lendutan akibat beban Δ = 65.78 mm = 6.58 cm Ratio =



0.94