Pci H-160 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PERANCANGAN JEMBATAN Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan akademik dalam menyelesaikan studi Sarjana Strata S1 Jurusan Teknik Sipil



Disusun oleh : Muhammad Fikri Fadhillah



2411171049



Muhammad Sihabudin Sumantri 2411171066



JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI 2020



BAB I



1.1



ANALISIS DATA



Data Geometris Jembatan a. Panjang Bentang Jembatan (Span) b.



= 30



m



Lebar Jembatan



= 9,25



m



1)



Lebar Jalan



= 7,25



m



2)



Lebar Trotoar



=2



m



c.



Girder yang Digunakan



= PCI – Girder H-160



d.



Jarak Antar Girder



= 1,10



m



e.



Jumlah Girder



=5



buah



f.



Tebal Lapis Aspal + Overlay



= 0,1



m



g.



Dimensi Dafragma



= 0,15 m x 0,6 m



h.



Tinggi Genangan Air Hujan



= 0,05 m



i.



Pelat Lantai



j.



1)



Tebal



= 0,2



m



2)



Mutu Beton



= 25



MPa



= 2/2



UD



Jenis Lajur



1.1. Profil Girder



Gambar 1.1 Profile Girder a.



Profil Girder



= H-160



b.



Luas Penampang Balok



= 4,773



c.



Momen Inersia



= 14,611,104 cm4



cm2



d.



Mutu beton (f’c)



= 29



Mpa



e.



Panjang Bentang



= 30



m



1.2. Data Tanah Dari hasil penyelidikan tanah di lokasi pembangunan jembatan diperoleh parameter tanah (γ = 18 kN/m3, φ = 28º, C = 22,95 kN/m2). Tabel 1.1 Data Tanah Zs (m) 0 3 6 9 12 15 18 21



Soil Data Input Soft Clay Soft Clay Stiff Clay Stiff Clay Stiff Clay Sand/Gravel Sand/Gravel Sand/Gravel



G-lb/f3 46,8 65,9 70,3 73,4 71,6 62,7 65,1 64,3



Phi 0 0 0 0 0 39 39,5 39,3



C-kp/f2 0,34 1,15 2,54 3,78 3,2 0 0 0



k-lb/i3 37,3 276,5 830,2 1378,4 1120,1 122,2 140,1 134,7



e50 or Dr 1,93 0,92 0,57 0,45 0,49 75,23 80,8 79,18



Nspt 3 9 20 30 26 40 46 44



BAB II ANALISIS PERHITUNGAN



2.1 Spesifikasi Material Material yang digunakan pada struktur bawah jembatan adalah struktur beton bertulang dengan kriteria sebagai berikut : 1.



2.



Beton Kuat tekan beton ( f ' c)



: 29 Mpa ( K350)



Modulus elastisitas beton ( Ec )



: 4700 √ f ' c = 25310



Angka Poison (v)



: 0,2



Modulus geser (G)



: EC / [ 2(1+ v) ] = 10545,83



Berat jenis beton (γ c ¿



: 2400 kg/m3



Baja Tulangan Modulus elastisitas baja ( E S )



: 200000 Mpa



Tegangan leleh tulangan geser ( f ys)



: 420 Mpa



Tegangan leleh tulangan utama ( f y )



: 420 Mpa



Berat jenis baja ( γ s )



: 7850 kg/m3



2.2 Layout Jembatan Berikut ini adalah layout jembatan yang akan direncakan:



Gambar 2.1 Layout Rencana Jembatan



Penentuan layout jembatan direncanakan menggunakan bentang 30 m dengan ruang bebas di bawah jembatan dengan nilai 1 m. Sungai memiliki kedalaman air ± 2 m dan diasumsikan memiliki elevasi muka air banir ± 4 m.



Gambar 2.2 Layout Rencana Jembatan 2.3 Peraturan Pembebanan 2.3.1 Beban Mati Untuk beban mati yang bekerja pada struktur antara lain : 



Girder







Diafragma



2.3.2 Beban Mati tambahan (SDL) 



Pelat Lantai







Aspal







Trotoar







Parapet



2.3.3 Beban Hidup Adapun beban hidup yang bekerja pada struktur jembatan yaitu beban moving load truk sebesar 500 kN, Pejalan kaki ( Pedestrians ) 2.3.4 Beban Angin Beban angin pada struktur jembatan dengan arah horizontal ( EW S )



2.4 Analisis Beton Prategang Tabel 2.1 Properties Girder Dimensi (m) No



A (m2)



Y (m)



A*Y (m2)



A*Y^2 (m3)



Io(m4)



B



H



1



0,55



0,124



0,0682



1,538



0,10489 2



0,161323



0,0000874



2



0,185



0,075



0,01387 5



1,451



0,02013 3



0,029212



0,0000043



3



0,18



1,251



0,22518



0,8505



0,19151 6



0,162884



0,0293672



4



0,235



0,1



0,0235



0,25833 3



0,00607 1



0,001568



0,0000131



5



0,65



0,225



0,14625



0,1125



0,01645 3



0,001851



0,0006170



0,47700 5



4,21033 3



0,33906 4



0,356839



0,0300890 1



Total



1) yb = ∑A*y / ∑A



= 0,7108 m



2) ya= h - yb



= 0,8892 m



3) Momen inersia terhadap alas balok Ib = ΣA*y2 + ΣIo = 0,38693 m4 4) Momen inersia terhadap titik berat balok : Ix = Ib - A * yb2 = 0,14592 m4 5) Tahapan momen sisi atas: Wa = Ix / ya 6) Tahapan momen sisi bawah Wb = Ix / yb A.



Section Properties Balok



= 0,16410 m3 = 0,20528 m3



1) Hitung momen akibat berat sendiri balok 𝑞𝐷𝐿 𝑞𝐷𝐿 𝑞𝐷𝐿



=𝐴×𝛾 = 0,477005𝑚2 × 24 𝑘𝑁/𝑚3 = 11,448 𝑘𝑁/𝑚



𝑀𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 𝑀𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘



= 1/8 x 11,448 x 302 = 1287,9 kN.m



2) Mutu beton girder prestress = k-400 3) Kuat tekan beton fc' = 0.83 * K / 10



=37,35 Mpa



4) Modulus elastik beton Ec = 4700 *  fc' 5) Angka Poisson(



=2827,39 Mpa =0,15



6) Modulus geser (G) Ec / 2 (1 + )



12488,6 Mpa



7) Koefisien muai panjang untuk beton 



=1.0E-05



/ oC



8) Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer) fc' = 0.80 * fc'



=29,88 Mpa



9) Tegangan ijin beton saat penarikan Tegangan ijin tekan



= 0.60 * fc' =17,93 Mpa



Tegangan ijin tarik



= 0.50 *  fc' = 2,12 Mpa



10) Tegangan ijin beton pada keadaan akhir Tegangan ijin tekan



= 0.45 * fc' =16,81 Mpa



Tegangan ijin tarik



=0.50 *  fc' =3,06 Mpa



11) Mutu beton plat lantai jembatan : K-300 12) Kuat tekan beton fc' = 0.83*K /10



=24,9 Mpa



13) Modulus elastik beton, Ec = 4700 *  fc'



= 23453,0 Mpa



B. Perhitungan Jumlah Tendon Kondisi Awal 1) Ditetapkan jarak titik berat tendon terhadap alas balok zo =0,5* 0,225



= 0,1125 m



2) Eksentrisitas tendon(es)



= yb - z0 =0,5983 m



3) Momen akibat berat sendiri balok =894,384 kNm 4) Besarnya gaya prategang awal, Dari persamaan (1) : Pt = Mbalok / (es - Wa / A )



=5064,64 kN



Dari persamaan (2) : Pt =



[0.60∗fci '∗Wb+ Mbalok] = 4829,69 kN Wb ( + es) A



Diambil besarnya gaya prategang C.



Pt = 4829,69 kN



Kondisi Akhir Tendon



Jenis strands



DATA STRANDS CABLE - STANDAR VSL Uncoated 7 wire super strands ASTM A-416     grade 270



 



 



Tegangan leleh strand



 



fpy =



1675000



kPa



 



 



 



 



Kuat tarik strand



 



fpu =



1860000



kPa



 



 



 



 



Diameter nominal strands     Luas tampang nominal satu strans Ast = Beban putus minimal satu strands Pbs = Jumlah kawat untaian (strands cable)



0,01270



m



(1/2")



 



 



 



 



 



 



 



kN       14 kawat untaian tiap tendon



 



Diameter selubung ideal



 



Luas tampang strands



 



Beban putus satu tendon



 



Modulus elastis strands



 



Tipe dongkrak



 



 



0,00009870 183,7 84



2



m



mm 2



 



 



 



 



 



0,00188



m



 



 



 



 



Pb1 =



2571,8



kN



 



 



 



 



Es =



193000



kPa



 



 



 



 



VSL 14



 



 



 



 



 



 



 



1) Gaya prategang awal(Pt)



 



= 4829,69 kn



2) Beban putus satu tendon (Pb1)



= 2571,8 kN



3) Beban putus minimal satu strand(Pbs)



=183,7 kN



4) nt = Pt / (0.85*0.80*Pb1)



= 2,761endon = 3 tendon



5) ns = Pt / (0.85*0.80*Pbs)



= 38,663 strands = 39 strands



6) Penentuan Posisi Baris Tendon 𝑛𝑠1= 2 tendon @ 15 strands/tendon 𝑛𝑠2= 1 tendon @ 9 strands/tendon 7) Perhitungan Po po = Pt / (0.85 * ns * Pbs)



=79%< 80% (OK)



8) Perhitungan p jacking



D.



𝑃𝑗



= 𝑃𝑜 × 𝑛𝑠 × 𝑃𝑏𝑠



𝑃𝑗



= 79% × 39 × 183,7



𝑃𝑗



= 5681,99 kN



Perhitungan Kehilangan Tegangan 1. Perpendekan Elastik Beton K-450 Fc’ = 37,35 Mpa Fpu = 1860 Mpa Ns1 = 39 strands D



= 12,7 mm



L N



= 30000 mm =



200.000 Es = = 6,96 Eci 4700 √ 37,35



Ac = 477005 mm2 Po = 3918218,137 N As = 0,24 x π d 2 x ns = 4940,398 mm2 



1 tendon ditarik



Es =



n . Po Ac



=



0 ×3607853,827 477005



= 0 N/mm2 



2 tendon ditarik



Es = =



n . Po Ac 6,96 ×3918218,137 x 1 477005



= 57,194 N/mm2 



3 tendon ditarik



Es = =



n . Po Ac 6,96 ×3918218,137 x 2 477005



= 114,389 N/mm2 Es rata-rata = 57,1942 N/mm % Es



=



57,1942 ×100 % 1860



=3,075 % 2.



Slip pada angkur Rata-rata = 2,5 mm ΔL



=



fpu ×L Ei



=



1860 ×30000 200.000



=279 mm ΔHC



=



Rata−rata slip ∆L



=



2,5 279



= 0,896 % 3.



Gesekan pada Tendon a. Segmen AB Tipe



= 7 Wirestrand



L



= 30 m



Panjang segmen AB



= 10 m



KL



= 0.0016 × 10 = 0,016



Tegangan di B 1 – 0,016



= 0,984



b. Segmen BC L



= 10 m



KL



= 0,0016 x 10 = 0,016



α



= 0,047387



μα



= 0,15 x 0,047387 = 0,014216



KL + μα



= 0,0144 + 0,014216 = 0,03021



Hilang Tegangan



= 0,984 x 0,03021 = 0,0297



Tegangan di C



= 0,984– 0, 0297 = 0,9542



c. Segmen CD L



= 10 m



KL



= 0,0016 × 10 = 0,016



Hilang Tegangan



= 0,9542 x 0,016 = 0,015368



Tegangan di D



= 0,9542 – 0,015368 = 0,9389



Jumlah Kehilangan



= 1 – 0,9389 = 0,061001 = 6,1%



4.



Rangka pada beton Ec



= 28723,883 MPa



n



= 6,9628



f1



= 1200 N/mm2



Ap



= 4940,379 mm2



ȳ



= 710,8180697mm



I



= 0,145915362 m4



W



=



0,145915362 x 10 9 0,71081807



= 205278070,3 mm2 P



= AP x f1 = 5928477,505 N



a. Beban mati akibat berat sendiri balok Mdl



= 1287913500 Nmm



b. Tegangan di lapangan fc



=



5928477,055 5928477,055 x 598,3180697 + 477005 205278070,3



¿ 29,708N/mm2 c. Tegangan pada beton setelah di transfer Fcp



= 26,9732 n/mm2



Fg



= 5,281 n/mm2



Fcd



= 4,935 n/mm2



Fci



= 19,523



Cr



1,6 x n x (fci−fcd) = 1,6 x 6,962 x (19,523 – 4,935) = 162,508 N/mm2



%Cr



=



162,508 x 100 1860



= 8,737% 5.



Susut Pada Beton Fpu



= 1860 N/mm2



Es



= 200000 Mpa



T



= 7 hari → ksh = 0,77



cs



=



200 ×10−6 log 10(7+2)



= 0,0002095 SH



= εcs × Es = 0,0002095 × 200000 = 41,918 N/mm2



%SH



=



41,918 × 100 1860



= 2,254 % 6.



Relaksasi baja Kre



= 41 N/mm2



J



= 0,1



C



=1



Re



= C [Kre – J (SH + CR + ES)] =1-[41–0,1 (41,918 + 162,509 + 57,194 )] = 14,838



% Re



=



14,838 ×100 1860



= 0,798 % Total kehilangan



= 23,283 %



E. Tegangan effektif (Peff) dengan asumsi total losses Peff



= Pj – SF - losses



Peff



= 5861,99 – (10% x pj)- (23,283% x pj)



Peff



= 3790,855 kN



F. Output pada SAP a. Lendutan



Gambar 2.3 Lendutan pada Struktur Jembatan



b. Gaya Aksial akibat Peff



Gambar 2.4 Hasil gaya aksial akibat peff c.



Gaya aksial sebentang jembatan



Gambar 2.5 Gaya aksial sebentang jembatan



d. Momen akibat combo 1



Gambar 2.6 Hasil Momen nominal G. Cek tegangan kondisi akhir



Dari SAP2000 didapatkan nilai Peff sebesar 3909,1843 kN, Mu sebesar 3884,51 kN-m, sehingga didapatkan hasil komdisi untuk tegangan akhir sebagai berikut. σa



=



−p Pey My + − A I i ¿−



3909,184 3909,184 x 598,3180697 x 889,18193 3884,51 x 889,18193 + − 477005 1,45915 x 1011 i 1,45915 x 1011



¿−16,773 Mpa Tegangan ijin= - 0,45 x 37,35 = -16,807Mpa −16,773 Mpa