Report Analisa Struktur Jembatan Pile Slab [PDF]

Citation preview

PROF. ISWANDI IMRAN, PHD.



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN KALI ANGKE PT. Jaya Konstruksi MP, Tbk



A



REV



FIRST ISSUE



DESCRIPTION



17-01-14



DATE



Elin A.



Iswandi Imran



Iswandi Imran



PREPARED



CHECKED



APPROVED



Akmal S.



CLIENT APPROVED



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014



DAFTAR ISI



I.



PENDAHULUAN................................................................................................................... 4



II.



ANALISA STRUKTUR RAMP PILE SLAB KALI ANGKE ............................................................ 6 2.1.



PROPERTIES MATERIAL ............................................................................................... 6



2.2.



PERATURAN YANG DIGUNAKAN ................................................................................. 6



2.3.



PEMBEBANAN ............................................................................................................. 6



2.3.1.



Berat Sendiri......................................................................................................... 6



2.3.2.



Beban Lalu Lintas ................................................................................................. 8



2.3.3.



Beban Gempa..................................................................................................... 12



2.3.4.



Faktor Beban ...................................................................................................... 13



2.3.5.



Kombinasi Pembebanan .................................................................................... 13



2.4.



ANALISA STRUKTUR................................................................................................... 15



2.4.1.



Hasil Analisa Struktur dengan Program ETABS .................................................. 15



2.4.2.



Cek Kapasitas Pelat ............................................................................................ 21



2.4.3.



Cek Kapasitas Pier Head ..................................................................................... 24



2.4.4.



Cek Kapasitas Pile............................................................................................... 25



III.



KESIMPULAN ................................................................................................................. 26



3.1.



KAPASITAS PELAT ...................................................................................................... 26



3.2.



KAPASITAS PIER HEAD ............................................................................................... 26



3.3.



KAPASITAS PILE.......................................................................................................... 26



1



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 DAFTAR GAMBAR Gambar I-1 Tampak Atas Jembatan Kali Angke ...................................................................................... 4 Gambar I-2 Potongan Melitang Struktur Jembatan................................................................................ 5 Gambar I-3 Potongan Memanjang Struktur Jembatan........................................................................... 5 Gambar II-1 Tabel faktor beban untuk berat sendiri (RSNI T-02-2005) .................................................. 6 Gambar II-2 Beban Aspal ........................................................................................................................ 7 Gambar II-3 Beban railing ....................................................................................................................... 7 Gambar II-4 Beban Terbagi Rata ............................................................................................................. 8 Gambar II-5 Beban Garis 1 ...................................................................................................................... 9 Gambar II-6 Beban Garis 2 ...................................................................................................................... 9 Gambar II-7 Beban Truk ........................................................................................................................ 10 Gambar II-8 Beban Truk 1 ..................................................................................................................... 10 Gambar II-9 beban Truk 2 ..................................................................................................................... 11 Gambar II-10 Spektral desain kota Jakarta ........................................................................................... 12 Gambar II-11 Hasil program respon spektra kota Jakarta .................................................................... 12 Gambar II-12 Moment11 comb1 .......................................................................................................... 15 Gambar II-13 Moment22 comb1 .......................................................................................................... 15 Gambar II-14 Moment11 comb2 .......................................................................................................... 16 Gambar II-15 Moment22 comb2 (M22 max 12,7 t-m) ......................................................................... 16 Gambar II-16 Moment11 comb3 .......................................................................................................... 17 Gambar II-17 Moment22 comb3 .......................................................................................................... 17 Gambar II-18 Moment11 comb4 .......................................................................................................... 18 Gambar II-19 Moment22 comb4 .......................................................................................................... 18 Gambar II-20Moment33 pier head comb.envelope (max M33 = 10,9 t-m) ......................................... 19 Gambar II-21 Moment22 pile comb.envelope (max M22 = 24,6 t-m).................................................. 19



2



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 DAFTAR TABEL Tabel II-1 Faktor Beban ......................................................................................................................... 13 Tabel II-2 Kombinasi pembebanan ....................................................................................................... 13 Tabel III-1 Kapasitas Pelat ..................................................................................................................... 26 Tabel III-2 Kapasitas Pier Head .............................................................................................................. 26 Tabel III-3Kapasitas Pile ........................................................................................................................ 26



3



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 I. PENDAHULUAN



Project Ramp Pile Slab Kali Angke pada pembangunan Jalan Tol ruas lingkar luar Jakarta (JORR) W2 Utara Seksi II (Joglo – Ulujami) yang dilaksanakan oleh PT. Jaya Konstruksi MP, Tbk selaku Kontraktor, pada perencanaan awalnya diberikan pembebanan material hot mix setebal 5 cm. Sejalan dengan pelaksanaan di lapangan terjadi penyimpanan elevasi yang memerlukan review alinyemen vertical sehingga menyebabkan pembebanan material hot mix bervariasi setebal 5 – 20 cm. Pengecekan struktur terhadap beban gravitasi dan beban secara keseluruhan dalam hal ini perlu dilakukan untuk mengetahui terpenuhi atau tidaknya keamanan struktur.



Gambar I-1 Tampak Atas Jembatan Kali Angke



4



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014



Gambar I-2 Potongan Melitang Struktur Jembatan



Gambar I-3 Potongan Memanjang Struktur Jembatan



Pengecekan struktur Jembatan dilakukan dalam dua tahan. Tahap pertama yaitu pengecekan kecukupan kapasitas momen pelat terhadap beban gravitasi (termasuk berat sendiri, beban aspal dan beban lalu-lintas) dan tahap kedua yaitu pengecekan kapasitas struktur jembatan secara keseluruhan.



5



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 II. ANALISA STRUKTUR RAMP PILE SLAB KALI ANGKE 2.1.



PROPERTIES MATERIAL Jembatan dibangun dengan menggunakan beton precast dan spunpile diameter 60



sebagai pondasi. Mutu beton yang digunakan masing-masing adalah: -



Tiang pancang



K-500



slump 7.5 – 10 cm



-



Dinding



K-350



slump 10 – 12 cm



-



Pelat jembatan



K-350



slump 10 – 12 cm



-



Rigid Pavement



K-350



slump 10 – 12 cm



Tulangan baja yang digunakan sesuai dengan ketentuan PBI 1971 dan SK-SNI 1991 -



Untuk diameter 8 mm dan 10 mm digunakan BJTP 24



-



Untuk diameter 13 mm ke atas digunakan BJTD 40



2.2.



PERATURAN YANG DIGUNAKAN 1) RSNI T-02-2005 Pembebanan untuk Jembatan 2) RSNI2 2833:201x Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan 3) RSNI T-12-2004 Peraturan Struktur Beton untuk Jembatan



2.3.



PEMBEBANAN



2.3.1. Berat Sendiri



Gambar II-1 Tabel faktor beban untuk berat sendiri (RSNI T-02-2005) Aspal



=



22 kN/m³



Beban aspal tebal 20 + 5 cm =



5,5 kN/m²



6



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014



Gambar II-2 Beban Aspal Beban railing : Area (A) = 0.417 m² Beban railing = 10,425 kN/m



Gambar II-3 Beban railing 7



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 2.3.2. Beban Lalu Lintas a)



Beban Lajur “D” beban tersebar merata (BTR) 𝐿 > 30 𝑚 ∶ 𝑞 = 9,0 (0,5 +



15 ) 𝑘𝑃𝑎 𝐿



L = 40,8 m q = 7,8 kPa = 780 kg/m² -----------------> dibulatkan 800 kg/m²



Gambar II-4 Beban Terbagi Rata



8



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 beban garis (BGT) p = 49 kN/m



Gambar II-5 Beban Garis 1



Gambar II-6 Beban Garis 2



9



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 b)



Beban Truk “T”



Gambar II-7 Beban Truk Terlepas dari panjang jembatan atau susunan bentang, hanya ada satu kendaraan truk "T" yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana.



Gambar II-8 Beban Truk 1 10



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014



Gambar II-9 beban Truk 2



c)



Gaya Rem Gaya rem ditinjau untuk kedua jurusan lalu lintas dengan nilai sebesar 5% dari beban lajur D yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas. Gaya rem tersebut dianggap bekerja horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m di atas permukaan lantai kendaraan. Beban lajur D tidak direduksi bila panjang bentang melebihi 30 m. q



= 9 kPa



F (m²) = 5/100 x q = 45 kg/m² A



= 4 m x 5 m = 20 m²



F



= 900 kg



11



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 2.3.3. Beban Gempa



Gambar II-10 Spektral desain kota Jakarta



Gambar II-11 Hasil program respon spektra kota Jakarta



12



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 2.3.4. Faktor Beban



Tabel II-1 Faktor Beban 2.3.5. Kombinasi Pembebanan



Tabel II-2 Kombinasi pembebanan 13



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 Kombinasi pada kondisi ultimate 1) 1,2 (BS+railing) + 2 SDL (aspal) + 1 D1 + 1 Rem 2) 1,2 (BS+railing) + 2 SDL (aspal) + 1 D2 + 1 Rem 3) 1,2 (BS+railing) + 2 SDL (aspal) + 1 T1 + 1 REM 4) 1,2 (BS+railing) + 2 SDL (aspal) + 1 T2 + 1 Rem 5) 1,2 (BS+railing) + 2 SDL (aspal) + EQ-X 6) 1,2 (BS+railing) + 2 SDL (aspal) + EQ-Y



14



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 2.4.



ANALISA STRUKTUR



2.4.1. Hasil Analisa Struktur dengan Program ETABS a)



Gaya-gaya Dalam pada Pelat



Gambar II-12 Moment11 comb1



Gambar II-13 Moment22 comb1 15



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014



Gambar II-14 Moment11 comb2



Gambar II-15 Moment22 comb2 (M22 max 12,7 t-m)



16



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014



Gambar II-16 Moment11 comb3



Gambar II-17 Moment22 comb3



17



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014



Gambar II-18 Moment11 comb4



Gambar II-19 Moment22 comb4



18



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 b)



Gaya-gaya Dalam pada Pier Head dan Pile



Gambar II-20Moment33 pier head comb.envelope (max M33 = 10,9 t-m)



Gambar II-21 Moment22 pile comb.envelope (max M22 = 24,6 t-m)



19



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 c)



Resume Gaya-gaya Dalam Maksimum 











Pelat Mtump



= 12,7 ton-m



Mlap



= 12,29 ton-m



Pear Head M22



= 3,54 ton-m



M33



= 10,9 ton-m



Pile Axial



= 85,6 ton



M22



= 24,6 ton-m



M33



= 1,9 ton-m



20



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 2.4.2. Cek Kapasitas Pelat 1. Data pelat : Lebar pelat



b := 120cm



Tinggi pelat



h := 35cm



dc := 5cm d := h - dc - 6mm



d = 29.4  cm



Tulangan Tumpuan : d1 := 16mm



s1 := 125mm



2 π



As1 := d1 







b



4 s1



2



As1 = 19.302  cm



ρ1 :=



As1



ρ2 :=



As2



bd



ρ1 = 0.547  %



Tulangan Lapangan : d2 := 16mm



s2 := 100mm



2 π



As2 := d2 







b



4 s2



2



As2 = 24.127  cm



bd



ρ2 = 0.684  %



2. Data material : Kuat tekan beton



fc := 318.1515



kgf 2



cm Modulus elastisitas beton



Ec := 219499.64



kgf 2



cm Kuat leleh tulangan



kgf



fy := 4000



2



cm Modulus elastisitas baja



Es := 2038902



kgf 2



cm 3. Analisa tulangan lentur pelat : Tumpuan : asumsi tulangan tarik leleh As1  fy a1 := a1 = 2.379  cm 0.85  fc  b Momen desain (Mu = r Mn) : a1   Mu1 := ρ  As1  fy   d  2  



ρ := 0.8



check Asumsi tulangan tarik leleh : β1 :=



Mu1 = 1742450.59  kgf  cm fc = 31.2  MPa



0.85 if fc  30  MPa 0.65 if fc  55  MPa



  fc  - 30 if 30  MPa < fc  55  MPa 0.85 - 0.008   MPa    β1 = 0.84



21



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 β1  d - a1



εs := 0.003 



εs = 0.028



a1



εs = 0.028



fy



>



Es



fs :=



εs 



fy if



= 0.002 Note = " Tulangan Leleh"



fy Es



( εs  Es) otherwise ρb :=



0.85  fc  β1 fs







0.003  Es ρb = 0.034



0.003  Es + fs



Check tulangan minimum :



ρmin := 0.18%



Check tulangan maksimum :



ρmax := 0.75  ρb



ρmax = 2.576  %



Note = "Tulangan Underreinforced,OK" Lapangan : asumsi tulangan tarik leleh As2  fy a2 := a2 = 2.974  cm 0.85  fc  b Momen desain (Mu = r Mn) : a2   Mu2 := ϕ  As2  fy   d  2  



ϕ := 0.8 Mu2 = 2155101.86  kgf  cm



check Asumsi tulangan tarik leleh : εs := 0.003 



β1  d - a1



εs = 0.028



a1



fy



>



Es



fc = 31.2  MPa



εs = 0.028 = 0.002 Note = " Tulangan Leleh"



fs :=



fy if



εs 



fy Es



( εs  Es) otherwise



ρb :=



0.85  fc  β1 fs







0.003  Es ρb = 0.034



0.003  Es + fs



Check tulangan minimum :



ρmin := 0.18%



Check tulangan maksimum :



ρmax := 0.75  ρb



ρmax = 2.576  %



Note = "Tulangan Underreinforced,OK"



22



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 Mutumpuan := 1271600kgf  cm Pengecekan kapasitas lentur Note :=



"OK"



if Mutumpuan  Mu1



"Not OK" otherwise Note = "OK" Mulapangan := 1229500kgf  cm Pengecekan kapasitas lentur Note :=



"OK"



if Mulapangan  Mu2



"Not OK" otherwise Note = "OK"



23



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 CEK Kapasitas KAPASITAS PIER HEAD 2.4.3. Cek Pier Head h b d h eff fc' fy



= = = = = =



75 120 6 69 310 4000



cm cm cm cm kg/cm² kg/cm²



coba digunakan tulangan lentur 5D19 tulangan geser (sengkang) D10



D 19 D 10



Cek lentur terhadap M33



terhadap M22



2D19 5D19 Mu33 h gaya As long Atot T



= = = = =



Mn φ φMn



= = =



10,9 49,5 2,836429 14,18214 56728,57 56,72857 28,08064 0,8 22,46451



tm cm cm² kg ton ton.m ton.m



OK



φMn > Mu



Mu22 h gaya As long As tot T



= = = = =



Mn φ φMn



= = =



φMn > Mu



3,54 114 2,836429 5,672857 22691,43 22,69143 25,86823 0,8 20,69458



tm cm cm² kg ton ton.m ton.m



OK



Cek Geser dan torsi Tu Vu



= =



cek geser beton σgeser = = = cek torsi Tu = J = c = τ = =



23,3886 tm 15,497 t



3 Vu/(2bd) 322,8542 t/m² 3,228542 Mpa -23,3886 0,031 0,375 T. c/J 282,9266 2,829266



tm m⁴ m⁴ t/m² Mpa



tegangan akibat geser dan torsi pada beton σ total = 6,057808 Mpa σ tarik beton =



17,60682 kg/cm² 1,760682 Mpa



24



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 dibutuhkan tulangan geser dan torsi (sengkang) σ total = 6,057808 Mpa = 6057,808 kN/m² σ total/1m = 6057,808 kN/m digunakan sengkang D10-125 tinggi balok = 750 mm F tul perlu = 4543,356 kN gunakan D10-100 n/ 1m fy As Fn



= 8 buah = 400 Mpa = 78,57143 mm² = 8 As fy = 251428,6 N = 251,4286 kN jumlah kaki yang dibutuhkan tiap m n kaki/m = 18,07017 n kaki



= ≈



OK



2,258771 kaki 4 kaki



CEKKapasitas KAPASITAS PILE KAPASITAS 2.4.4. CEK Cek Pile PILE PuPu Pall Pall



= = = =



Mu Mu



= =



93,5 93,5 ton-mton-m



Mvertical = Mvertical = Mcr =



9,4 ton-m 9,4 ton-m 20 ton-m



Mcr



-85,605 ton ton -85,605 132,2 ton ton 132,2



=



20 ton-m



Mcr > M vert



Mcr > M vert



Mu Mu Mn



Mn



= = =



OK



OK



27 ton-m 30 24,6 ton-mton-m



= Mn > Mu



Mn > Mu



30OK ton-m



OK



Kapasitas pile mencukupi untuk menahan beban



Kapasitas pile mencukupi untuk menahan beban



25



REVIEW PERHITUNGAN STRUKTUR 2014 III. KESIMPULAN Berdasarkan pengecekan struktur yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa sistem struktur pile slab yang ditinjau masih memiliki tingkat faktor keamanan yang memadai untuk menahan tambahan beban gravitasi yang berasal dari beban aspal setebal 25 cm (yang melebihi ketebalan aspal rencana).



3.1. KAPASITAS PELAT Elemen Pelat



125



Mu (Kgf.cm) 1271600



Mn (Kgf.cm) 1742450.6



100



1229500



2155101.9



Letak Tulangan



B (mm)



H (mm)



D (mm)



Jarak (mm)



Tumpuan



1200



350



16



Lapangan



1200



350



16



Cek OK OK



Tabel III-1 Kapasitas Pelat 3.2. KAPASITAS PIER HEAD Type M33 M22



B (mm) 1200 1200



H (mm) 750 750



Mu (t-m) 10,9 3,54



Mn (t-m) 22,46 20,69



Cek OK OK



Tabel III-2 Kapasitas Pier Head 3.3. KAPASITAS PILE Axial



Moment



Pu Pn Mserv Mcr Mult Mn



ton ton ton-m ton-m ton-m ton-m



85,6 132 9,4 20 27 30



OK OK OK



Tabel III-3Kapasitas Pile



Bandung, 17 January 2014



(Prof. Ir. Iswandi Imran, PhD., IPU-HAKI) 26