Tugas Besar Struktur Baja III [PDF]

Citation preview

TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA III “PERENCANAAN JEMBATAN”



Dosen Pembimbing: Sri Hartati Dewi ST, MT Augusta Adha ST, MT, M.SC



DISUSUN OLEH: DANTI TRY NATRIA (123110661)



PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM RIAU T.A 2015/2016



BAB I PENDAHULUAN PERENCANAAN A.



Acuan Dalam Perencanaan Dalam perencanaan yang dilakukan berdasarkan acuan: a. SNI Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung ( SNI 2847:2013) b. RSNI3 Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan c. RSNI T-02-2005 Standar Pembebanan Untuk Jembatan d. SNI 03-1726-2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gemmpa Untuk Bangunan Gedung



B.



Mutu dan Kualitas Material yang Digunakan Dalam Perencanaan 1. Mutu Baja yang Digunakan Gelagar Melintang dan Memanjang Ikatan Angin Atas dan Bawah Rangka Induk Rangka Melintang Atas



Fu: 550 Mpa Fu: 340 Mpa Fu: 550 Mpa Fu: 370 Mpa



2. Mutu Beton yang Digunakan Pelat Lantai Kendaraan Pelat Lantai Trotoar Pier C.



K 300 K 200 K 300



Ketentuan – Ketentuan Dalam Perencanaan Rencanakan sebuah jembatan rangka baja dengan kriteria sebagai berikut: a. Bentang 80 m (40 m x 2 span) b. Lebar jembatan 9 m c. Terdapat 2 Abutment pada ujung jembatan dan 1 Pier d. Lebar Lantai Jembatan: 2 x 3.5 m e. Lebar Lantai Trotoar: 2 x 1 m f. Konstruksi atas:  Pelat lantai trotoar: Beton Bertulang K-200 Tebal 25 cm  Pelat lantai kendaraan: Beton Bertulang K-300 Tebal 20 cm  Gelagar melintang: profil IWF 400 x 200 x 8 x13



 Gelagar memanjang: profil IWF 800 x 300 x 16 x 30  Rangka Baja Induk: profil IWF 400 x 400 x 15 x 15  Rangka Melintang atas: profil IWF 300 x 300 x 10 x 15  Ikatan angin atas: profil double siku 100 x100 x 10  Ikatan angin bawah: profil double siku 100 x100 x10 g. Perkeraan Jalan:    



Aspal : lapis beton (laston) lapisan aus (AC-WC), t = 4 cm Lapisan beton (laston) lapisan antara (AC-BC), t = 7 cm Lapisan pondasi bawah : agregat kelas A, t = 20 cm Agregat kelas B, t = 130 cm



DESAIN MELIPUTI:    



PEMBEBANAN ANALISA STRUKTUR PENULANGAN PELAT LANTAI JEMBATAN DETAIL SAMBUNGAN



D. Beban – Beban Yang Dihitung a. b. c. d. e. f. g. h.



Beban Mati Beban Hidup Beban Aspal Beban Trotoar Beban T Beban D Beban Q Beban Gempa



: Berdasarkan Desain Struktur : 500kg : 88kg : 600kg : 634,92kg : 825kg : 1650kg



E. Perubahan Desain Yang Terjadi Nama Gelagar Melintang Rangka Induk



Desain Rencana IWF 400 x 200 x 8 x13 IWF 400 x 400 x 15 x 15



BAB II



Re-Desain IWF 500 x 200 x 10 x16 IWF 400 x 400 x 20 x 35



PEMBAHASAN



Data perencanaanbangunan :    







Bentangjembatan Lebarjembatan Jenisjembatan Bangunanatas a. Lantaijembatan Lebarlantaijembatan Mutubeton Tinggilantai b. Lantaitrotoar Lebarlantaitrotoar Mutubeton Tinggitrotoar Bangunanbawah a. Aboutment Jumlahaboutment Mutubeton Mutuutlangan b. Pier Mutubeton Mututulangan c. Pelatinjak Mutubeton Mututulangan d. Pondasi Mutubeton Mututulangan Jenispondasi



PERHITUNGAN PEMBEBANAN 1. Bebanmati a. Beban trotoar



: 80 meter : 9 meter : strukturrangkabaja



: 2 x 3.5 meter : k-300 ( 24.9Mpa ) : 20 cm : 2 x 1 meter : k-200 ( 16.6Mpa ) : 25 cm : 2 buah : 35 Mpa : 420 Mpa : 24.9 Mpa : 420 Mpa : 35 Mpa : 420 Mpa : 35 Mpa : 420 Mpa : TiangPancang



: 0.25 x 1 x 2400 = 600 kg/m2



b. Beban lantai kendaraan c. Beban aspal 2. Beban hidup trotoar 3. Beban hidup akibat “ T “ Untuk perhitungan kekuatan lantai



: 0.20 x 1 x 2400 = 480 kg/m2 : 0.04 x 1 2200 = 88 kg/m2 : 1 x 500 = 500kg/m2 kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan harus



digunakan beban ”T” yaitu beban yang merupakan kendaraan truck yang mempunyai beban roda ganda (Dual Wheel Load) sebesar 10ton.



Beban ”T’’



=10ton



Bidang kontak pada sumbu plat tx=(50+(2x15))=80cm=0,8m ty=(30+(2x15))=60cm=0,6m Penyebaran Beban ”T’” = 20833.333 kg/m2



T= 



Kondisi 1 (satu roda ditengah pelat)



    



Tx = 0.8 meter Ty = 0.6 meter Lx = 1.5 meter Ly = 2 meter



Kondisi 2 (dua roda berdekatan)



= 0.533



= 0.3



 Tx = 1.5 meter  Ty = 0.6 meter = 1.0  Lx = 1.5 meter  Ly = 2 meter 4. Beban hidup terbagi rata ( q ) Bentang jembatan 80 meter, maka : = 0.3 q = 1.1 ( 1 + 30/L ) t/m = 1.1 ( 1 + 30/80 ) = 1.65 t/m = 1650 kg/m 5. Beban “ D “ Untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan lebih besar dari 5,50meter,beban“D” Sepenuhnya(100%)dibebankan pada lebarjalur kurang5,50meter maka beban “D” hanya separuhnya (50%). = 50 % x 165 = 825 kg/m 6. Bebangaris “ P ” P = 12 ton = 12000 kg K=



= 1.153



P= 7. Bebangempa Perhitungan beban gempa berdasarkan SNI gempa 2012 WilayahGempa3 0.75 C=



0. 75 (Tanahlunak) T T



C=



0.55



0. 33 0.2 3



0.45



0.1 8



C



ahsedan g)



(Tan 0.23 C= T



(Tanahk eras)



0.30



0 0.2



0.50.6



1.0



2.0



3.0



T



GambarIII.Respon spectrum wilayah 3



T



Kota pekanbaru yang merupakan wilayah zona gempa nomor 3,untuk respon spectrum dapat dilihat di gambar III. Faktor skala gempa arah X =(IxG)/R = ( 1.0 x 9.81 ) / 8,5 = 1.1541 Factor skalagempaarah Y Umtuk factor gempaarah y adalah 30 % dari factor gempa arah x = factor gempa arah x dikali 30 % = 1.1541 x 30 % = 0.3462 Keterangan : I = factor keutamaan G = gravitasi R = factor daktilitas 1. Perencanaanstrukturatas A. Perencanaan sandaran jembatan Data perencanaan : a) Jarak tiang sandaran : 2 meter b) Tinggi sandaran : 0.90 meter c) Profil sandaran : profil bajabulat diameter 48.6 mm d) Profil tiang sandaran : profil baja bulat diameter 89.1 mm e) Beban horizontal : 100 kg/m f) Tegangan lelehbaja : 2400 kg/cm2 g) Tegangan baja : 1600 kg/cm2  Perencanaan sandaran mendatar ( railing )  q = 3.58 kg/m  wx = 4.86 kg/m



Beban  



Berat sendiri railing = 3.58 kg/m Beban hidup = 100 kg/m Momen yang ditimbulkan : Mx = 1/8 xq x L2 + 1/4 x p x L = 1/8 x 3.58 x 22 + ¼ x 100 x 2 = 1.79 + 50 = 51.70 kg.m = 5170 kg.cm Tegangan yang ditimbulkan : = Mx/Wx = 5170/4.86 = 1063.786 kg/cm2 ˂ 1600 kg/cm2 …. ( Aman )



 Perencanaan tiang sandaran ( railing fast )



Tinggi tiang sandaran dari pelat lantai kendaraan = tinggi tiang sandaran + tebal aspal + tebal trotoar + tebal lantai kendaraan = 90 + 4 + 25 + 20 = 139 cm = 1.39 m Direncanakan menggunakan profil baja bulat diameter 89.1 mm,dengan data sebagai berikut :   



q wx wn



  



berat sendiri profil sandaran mendatar beban hidup



= 6.78 kg/m = 17.9 cm3 = 17.9 cm3



  



F = 8.636 cm2 Ix = 3.04 cm I min = 3.04 cm



pembebanan : = 1.39 x 6.78 =9.424 kg = 2 x 2 x 3.58 = 14.32 = 100 kg



kg



menurut PPPJJR-1987 , pasal 1 ayat 2.5,c,halaman 10,selain beban vertical,bekerja pula beban horizontal 100 kg/m2dengan titik tangkap 90 cm dari lantai trotoar. Besar gaya horizontal pada tiang sandaran : H = 100 x 2 = 200 kg/m2 Momen yang timbul : M = 200 x 90 = 18000 kg.cm Kontrol tegangan : Lk = 2 x 90 = 180 cm λ= dari table didapat factor tekuk : = 1.399 Tegangan yang timbul : =



2



= 1025.633 kg/cm2 ˂ 1600 kg/cm2 …..( Aman )



TAHAPAN DESAIN Dalam melaksanakan perencanaan menggunakan SAP terdiri dari tahapantahapan yang cukup panjang dimulai dari modeling desain struktur, mengimput datadata material bahan yang digunakan ketika merencanakan desain, pemberian beban-beban yang terjadi, hingga menganalisis apakah struktur dan desai yang dibuat mampu menopang beban-beban yang ada, secara singkat tahapan perencanaan struktur jembatan adalah sebagai berikut: a. Pertama-tama adalah melakukan new modelling dan memilih grid kemudian mengimput jumlah grid dan ukuran



b. Pengimputan kualitas dan material yang dipakai



c. Medesain model yang ingin dibuat



d. Mengimput daftar beban-beban yang ada



e. Mengimput Jumlah beban yang terjadi



f. Menganalisis struktur untuk mengecek apakah desain yang direncanakan mampu menopang beban, jika tidak mutu ditingkatkan atau penampang desain diperbesar



HASIL PERENCANAAN 1. DESAIN JEMBATAN



2. HASIL AKHIR ANALISIS DESAIN STRUKTUR



3. HASIL ANALISA STRUKTUR MENGGUNAKAN BEBAN KOMBINASI 10



TABEL-TABEL Tabel Baja yang digunakan Gelagar Melintang Gelagar Memanjang Rangka Induk Rangka Melintang Atas



Jarak tiap gelagar melintang 2m Jarak tiap gelagar memanjang 1,5m Menyerupai segitga per 4m Jarak tiap rangka 4m



Pada struktur jembatan rangka baja yaang didesain tidak menggunakan ikatan angin atas dan ikatan angin bawah diakarenakan struktur yang ada sudah mampu memikul beban. Dan peniadaan ini juga sebagai penghematan penggunaan material. Tabel sambungan tiap rangka Gelagar Melintang Gelagar Memanjang Rangka Induk Rangka Melintang Atas



Las Las Las Las



Pada desain jembatan yang direncanakan seluruh sambungan menggunakan sambungan las, hal ini dikarenakan ketika menggunakan sambungan baut struktur tidak aman. Data Dimensi Baja P Max Tebal Pelat



Tinggi 708 40108,8 20 1867



R.LINTANG Perhitungan luas bidang las a ≤ 14,142



Lebar 50



Tebal 6



Diambil 12



mm kgf mm



mm



Panjang Las Netto ( LN ) LN 672 Syarat Panjang Las 10.a ≤ LN 120 ≤ LN 400 Diambil mm Luas Las A



≤ ≤



40.a 480



=



115,2



Bidang 11520



Kekuatan Las



mm2



cm2



P Rata-rata



124745,472 Kg



aman!!



Tabel Tulangan Pelat TULANGAN PELAT Section



Mu



b



Jar ak



Luas



mm



mm



mm2



Fc



Fy



a



ᵩMn



mm



KNm



KNm



D m m



Cek



Dipasang



60,2 83



28



100 0



110



5600,0 00



24, 9



32 0



84,6 68



61,1 66



Am an



2 D 8



11 - 0



66,6 3



28



100 0



130



4738,4 62



30



32 0



59,4 63



67,0 43



Am an



2 D 8



13 - 0



b



Jar ak



Luas



Fc



Fy



a



ᵩMn



Cek



Dipasang



mm



mm



mm2



mm



KNm



110



5600,0 00



130



4738,4 62



Kendara an Lapang an Tumpua n



TULANGAN PELAT Section



Mu KNm



D m m



60,2 83



28



100 0



28



100 0



Trotoar Lapang an 24, 9



32 0



84,6 68



61,1 66



Am an



2 D 8



11 - 0



30



32 0



59,4 63



67,0 43



Am an



2 D 8



13 - 0



Tumpu an 66,6 3