Perhitungan Struktur Box Culvert [PDF]

Citation preview

PERHITUNGAN BOX CULVERT Dimensi 1000 x 1000 mm A. DATA STRUKTUR ATAS



Lebar box culvert (sisi dalam) Tinggi box culvert (sisi dalam) Tebal plat atas Tebal plat dinding Tebal plat bawah Lebar saluran



l= H= h1 = h2 = h3 = L=



1.00 m 1.00 m 0.12 m 0.12 m 0.12 m 1.24 m



Lebar jalan (jalur lalu-lintas) Tebal selimut beton



B1 = ts =



m 0.02 m



ts = ta = th =



m 0.05 m 0.05 m



Tebal slab Rigid Pavement Tebal lapisan aspal + overlay Tinggi genangan air hujan



PERHITUNGAN BOX CULVERT B. BAHAN STRUKTUR Mutu beton : Kuat tekan beton, Modulus elastik, Angka poisson _ Modulus geser Koefisien muai panjang untuk beton



K - 300 fc' = 0.83 * K / 10 = 24.9 MPa Ec = 4700 * fc' = 117030 MPa = 0.20 G = Ec / [2*(1 + )] = 10555 MPa α = 1.0.E-05 C



Mutu baja : Untuk baja tulangan dengan Ø > 12 mm : Tegangan leleh baja, Untuk baja tulangan dengan Ø ≤ 12 mm : Tegangan leleh baja, Specific Gravity : Berat beton bertulang, Berat beton tidak bertulang (beton rabat), Berat aspal padat, Berat jenis air,



U - 39 fy = U*10 = U - 24 fy = U*10 =



wc = w'c = wa = ww =



390 Mpa 240 Mpa



25.00 kN/m3 24.00 kN/m3 22.00 kN/m3 9.80 kN/m3



C. ANALISIS BEBAN 1. BERAT SENDIRI (MS) Faktor beban ultimit : KMS = Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian saluran yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Beban berat sendiri saluran dihitung sbb. : Berat sendiri plat rigid pavement, Berat sendiri saluran,



QMS = h1 * l * wc = QMS = h2 * l * wc = QMS =



1.3



1.59 kN/m 4.97 kN/m 6.56 kN/m



Gaya geser dan momen akibat berat sendiri (MS) : VMS =



1/2 * QMS * L =



MMS =



1/8 * QMS * L2 =



4.32 kN 1.42 kNm



PERHITUNGAN BOX CULVERT 2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA) Faktor beban ultimit : Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bK MA = menimbulkan suatu beban pada saluran yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur saluran. Saluran dianalisis harus mampu memikul beban tambahan seperti :



1.3



1) Penambahan lapisan aspal (overlay ) di kemudian hari, 2) Genangan air hujan jika sistim drainase tidak bekerja dengan baik, Panjang bentang Saluran, L Beban mati tambahan pada saluran No. Jenis 1 2



Lap.paving+pasir Air hujan



Beban mati tambahan :



Lebar (m)



Lebar (m)



1m 1m



27.00 m



Tebal (m) 0.15 0.05



Berat (kN/m3)



Beban (kN/m)



22.00 9.80



1.1 0.49



QMA =



1.59



4. BEBAN LALU-LINTAS 4.1. BEBAN LAJUR "D" (TD) Faktor beban ultimit : Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata ( KTD = Distributed Load ), UDL dan beban garis (Knife Edge Load ), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yg besarnya tergantung pd panjang bentang L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : q= untuk L ≤ 30 q = 8.0 kPa 8.0 *( 0.5 + 15 / L ) kPa untuk L > 30



1.0



PERHITUNGAN BOX CULVERT



Untuk panjang bentang, KEL mempunyai intensitas, L= 27.00 m q = 8.00 kPa Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil p= 44.00 kN/m sebagai berikut : untuk L ≤ 50 m DLA = 0.40 DLA = 0.4 - 0.0025*(L - 50) untul 50 < L < 90 m untuk L ≥ 90 m DLA = 0.30



Lebar Saluran



Beban lajur pada saluran,



s= DLA = QTD = q * s =



1.00 m 0.40 20.48 kN/m



PTD = (1 + DLA) * p * s =



157.70 kN



Gaya geser dan momen akibat beban lajur "D" : VTD = 1/2 * ( QTD * L + PTD ) =



105.06 kN



MTD = 1/8 * QTD * L2 + 1/4 * PTD * L =



117.70 kNm



PERHITUNGAN BOX CULVERT 4.2. BEBAN TRUK "T" (TT) Faktor beban ultimit : Beban hidup pada slab rigid berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil,



PTT =



8T



Gambar 4. Pembebanan Truk "T"



KTT = T=



1.0 8T



PERHITUNGAN BOX CULVERT



Momen ultimate rencana saluran Gaya geser ultimate rencana saluran



Mu = Vu =



2,25 TM 5,09 TM



b= h= d' = d = h - d' = fc ' =



1000 mm 120 mm 20 mm 95 mm



6. TULANGAN ARAH X Lebar plat fondasi yang ditinjau, Tebal plat fondasi, Jarak pusat tulangan thd. sisi luar beton, Tebal efektif plat, Kuat tekan beton, Kuat leleh baja tulangan, Modulus elastis baja,



25 MPa



fy =



390 MPa



Es =



200000 MPa



1=



0.85



b = 1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) =



0.028



Rn = Mn * 106 / ( b * d2 ) =



3,115



Faktor distribusi teg. beton,



Rn < Rmax Rasio tulangan yang diperlukan, = 0.85 * fc’ / fy * [ 1



(OK) - {1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) } ] =



0.00868



PERHITUNGAN BOX CULVERT Rasio tulangan minimum, Rasio tulangan yang digunakan,



min =



=



0.0025 0.0086



As = * b * d = 824,86 D 10



Luas tulangan yang diperlukan, Diameter tulangan yang digunakan,



mm2 mm



Jarak tulangan yang diperlukan,



s = / 4 * D2 * b / A s =



150



mm



Jarak tulangan maksimum, Jarak tulangan yang digunakan, Digunakan tulangan,double



smax = s=



200 150 150



mm mm



-



D 10 2



As = / 4 * D * b / s*2 =



Luas tulangan terpakai,



1052.4



mm2



Jadi As ada > As Perlu (OK) Karena di lapangan memakai wiremesh maka dilakukan konversi dari besi beton ke wire mesh KONVERSI BB > WIREMESH Besi Beton 10 Jarak tulangan BB 150 jumlah besi 7



Nilai konversi Mesh M Jarak tulangan WM jumlah besi >nilai konversi



fy 549,50 fy besi Wmesh 406,63 390 500 7 150 7 538,51 OK



Dipakai Wiremesh M7-150 double layer



Gambar Potongan Box Culvert 1000x1000 mm