17 0 2 MB
PERENCANAAN JEMBATAN RANGKA BAJA KELAS B Terhadap AKSI TETAP dan AKSI LALU LINTAS BERDASARKAN SNI T 02-2005 DAN SNI T 03-2005
Disusun Oleh : Adinda Fajarika Akhir (1116020001) Bimas Trianggono Darsono (1116020047) Jubran Krida Stiaji (1116020035) Tia Uniarti Winingsih (1116020077)
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA Jalan Prof. Dr. G.A. Siwabessy, Kampus UI, Depok 16425 Telepon (021) 7863534, 7864927, 7864926, 7270042, 7270035 2018
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyusun laporan tugas mata kuliah Kontruksi Baja ini dengan sebaik-baiknya. Isi dari laporan ini meliputi data-data dan analisa yang kami peroleh berdasarkan perhitungan yang mengacu pada SNI T 02-2005 dan SNI T 03-2005. Dalam kesempatan ini, kami juga ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1.
Allah S.W.T.
2.
Orang tua yang telah memberikan dukungan secara moril dan materil.
3.
Ibu Tri Widya Swastika, ST., MT selaku dosen mata kuliah Teknik Konstruksi Baja.
4.
Rekan-rekan Team 1 Tugas Besar Konstruksi Baja
5.
Rekan-rekan 2 Konstruksi Sipil 3
6.
Rekan-rekan mahasiswa D3 Teknik Konstruksi Sipil.
7.
Kakak-Kakak tingkat Teknik Konstruksi Sipil.
8.
Seluruh pihak yang membantu sehingga terwujudnya laporan makalah ini. Karena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman, kami yakin masih
banyak kekurangan dalam makalah ini. Oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini, agar makalah ini dapat dijadikan bahan pertimbangan penelitian dan berkembang lebih baik lagi. Terima kasih.
Depok, 20 Juni 2018
Penyusun
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...............................................................................................I DAFTAR ISI.............................................................................................................II BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .........................................................................................1 1.2 Permasalahan............................................................................................1 1.3 Tujuan.......................................................................................................2 BAB II STUDI PUSTAKA 2.1 Jembatan Secara Umum...........................................................................3 2.2 Jembatan Rangka.....................................................................................3 2.3 Tipe Jembatan Rangka Batang................................................................3 2.4 Pelimpahan Beban pada Jembatan Rangka Batang.................................4 BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Data-data Jembatan...................................................................................6 3.2 Pembebanan Tipe-2..................................................................................7 3.3 Perhitungan Stringer................................................................................12 3.4 Kontrol Lendutan.....................................................................................15 3.5 Perhitungan Cross Girder.........................................................................15 3.6 Perhitungan Rangka Utama.....................................................................19 3.7 Perhitungan Batang Tarik dan Tekan berdasarkan Titik Buhul...............20 3.8 Desain Batang Tarik dan Tekan...............................................................29 3.9 Perhitungan Sambungan di Titik Buhul....................................................34 BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan..............................................................................................41 DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................42
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Dalam membangun Infrastruktur di Indonesia, konstruksi jembatan menjadi sangat penting mengingat kondisi wilayah Indonesia yang beragam. Sesuai dengan fungsi sebuah jembatan yaitu menghubungkan daerah yang terhalang oleh rintangan serta sebagai sarana untuk mempermudah perpindahan manusia baik tanpa kendaraan atau pun dengan menggunakan kendaraan. Jembatan akan sangat dibutuhkan untuk keefektifan dan keefisienan jaringan transportasi demi menunjang pembangunan Indonesia. Jembatan dibuat dengan melakukan perencanaan beban-beban yang akan melintasinya. Tentu jembatan harus kuat menahan beban yang direncanakan tersebut. Apabila jembatan tidak dapat menahan beban yang telah direncanakan akan terjadi kerusakan pada jembatan dan berbahaya bagi orang-orang yang melintasi jembatan tersebut. Jembatan sangat dibutuhkan untuk memudahkan mobilisasi masyarakat. Truss Bridge atau biasa disebut Jembatan rangka menjadi salah satu pilihan baik untuk jembatan penyebrangan karena pengangkutan material jembatan yang tergolong mudah dikarenakan struktur yang terdiri dari beberapa bagian yang lebih kecil dibandingkan dengan jembatan jenis lainnya.
1.2 Permasalahan Adapun permasalahan yang dihadapi: a. Perancangan desain dan struktur komponen jembatan Warren Truss b. Perencanaan dimensi dan sambungan. c. Perhitungan struktur jembatan yang memperhatikan SNI T 02-2005 dan SNI T 03-2005 d. merencanakan jembatan yang kuat, kokoh, dan ekonomis.
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
1
1.3 Tujuan Tujuan pembuatan makalah ini adalah: a. Memenuhi syarat tugas mata kuliah konstruksi baja b. Merancang struktur jembatan rangka yang kuat, kokoh, dan ekonomis.
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
2
BAB II STUDI PUSTAKA
2.1 Jembatan Secara Umum Jembatan adalah suatu struktur konstruksi yang berfungsi melewatkan suatu massa atau traffic diatas suatu penghalang atau untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan seperti sungai, jalan raya, laut, jalan tol, waduk, jalan kereta api, danau, dan lain sebagainya. Jembatan dibangun untuk mempermudah akses pejalan kaki maupun kendaraan untuk melewatinya.
2.2 Jembatan Rangka Jembatan rangka batang adalah sebuah jembatan yang terdiri dari batang batang vertikal dan diagonal yang dihubungkan dengan sambungan sendi hingga membentuk rangka segitiga yang akan mengalami tegangan akibat gaya tarik, gaya tekan, atau kadang-kadang keduanya jika terkena beban-beban dinamis. Rangka batang pada umumnya digunakan untuk rangka atap, jembatan, mengganti balok atau portal dengan bentang besar memakai rangka batang. Lendutan pada rangka batang sering dikaitkan dengan lendutan pada balok, dimana pada balok merupakan fungsi dari momen, sehingga lendutan pada rangka batang diasumsikan seperti fungsi momen, rangka batang dengan bentuk, bentang dan pembebanan sama dengan adanya kemiringan atau tidak adanya kemiringan akan menghasilkan lendutan yang sama. Jembatan rangka batang mempunyai kekuatan yang baik karena mereka terbuat dari segitiga-segitiga (Triangulasi) yang disusun satu dengan lainnya Jembatan rangka Batang terdiri dari dua rangka bidang utama yang diikat bersama dengan balok-balok melintang dan pengaku lateral. Beratnya yang relatif ringan merupakan keuntungan dalam pembangunannya, dimana jembatan bisa dirakit bagian demi bagian.
2.3 Tipe Jembatan Rangka Batang Konfigurasi rangka batang merupakan sesuatu hal yang penting untuk diketahui sebelum mendesain rangka. Ada berbagai macam bentuk konfigurasi
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
3
rangka batang yang bisa digunakan untuk bangunan struktur rangka batang jembatan. Konfigurasi rangka yang kami pilih adalah Warren Truss. Jembatan ini dapat dikenali dengan adanya bentuk segitiga sama kaki atau segitiga sama sisi pada struktur atasnya, segitiga ini berbentuk seperti jaringan yang dihubungkan pada tiap joint pada bagian atas dan bawahnya.
Gambar 2.1 Warren Truss Sumber: https://www.modeltrainstuff.com/Walthers-HO-933-4510Truss-Bridge-Kitp/933-4510.htm
2.4.2 Pelimpahan Beban Pada Jembatan Rangka Batang Pada jembatan rangka batang, pelimpahan beban-beban agak berbeda dengan jembatan yang lain. Disisinya terdapat balok memanjang sebagai pemikul pelat lantai kendaraan yang kemudian diteruskan ke balok melintang sebelum dilimpahkan ke rangka batang sebagai struktur memanjang utama.
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
4
PELAT
PONDASI
BALOK MEMANJANG
BALOK MELINTANG
BANGUNAN BAWAH
STRUKTUR UTAMA
Gambar 2.6 Diagram Alir Penyaluran Beban Jembatan Rangka Batang
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
5
BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Data-data jembatan
Panjang jembatan (L)
= 50 m
Lebar jembatan (B)
=7m
Lebar jalan
= 3x2 = 6 m
Lebar trotoar (a)
= 0,5x2 = 1 m
Panjang segmen rangka (λ)
=5m
Tinggi rangka 1/10 L
=3m
Tebal trotoar (t)
= 0,25 m = 25 cm
Tebal plat/ lantai beton
= 0,2 m = 20 cm
Tebal aspal + overlay
= 0,05m+0,02m = 0,07m = 7 cm
Tebal genangan hujan
= 0,05 m = 5 cm
BJ beton
= 24KN/m3 = 2,4 ton/m3= 240 MPa
BJ aspal
= 22 KN/m3 = 2,2 ton/m3
BI hujan
= 10 KN/m3 = 1 ton/m3
BI beton
= 24 KN/m3
Jumlah stringer
= 5 buah
Jarak antar stringer
= 1,5 m
Mutu baja
= BJ 41
Fy
= 250 Mpa
Fu
= 410 Mpa
E
= 20000 Mpa
Mutu beton
= 30 Mpa
Beban Lajur (D)
= 9 KN/m2 = 0,9 ton/m2
Beban Garis (KEL)
= 49 KN/m = 4,9 ton/m
Beban pedestrian
= 5 KN/m2 = 0,5 ton/m2
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
6
3.2 Pembebanan Tipe-2 3.2.1 Aksi Lalu Lintas
Gambar 3.1 Sumber : Presentasi bahan ajar Bapak Djoko Irawan (ITS)
Gambar 3.2 Sumber : SNI T 02-2005
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
7
Gambar 3.3 Beban Lajur “D”
Gambar 3.4 Beban “D” : BTR vs panjang yang dibebani Dari grafik pada gambar 4, untuk panjang jembatan 50 m didapatkan UDL atau BTR = 7,2 kN/m Dengan rumus, q = 9 x (0.5 +
15 𝐿
)
15
= 9 x (0.5 + 50 ) untuk bentang 50 m =7,2 KN/m = 0,72 ton/m
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
8
Gambar 3.5 Penyebaran Pembebanan Pada Arah Melintang
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
9
Gambar 3.6 Faktor Beban Dinamis untuk BGT untuk Pembebanan Lajur “D” Dari grafik didapatkan untuk panjang jembatan 50 m = 40%, sehingga DLA atau FBD = 100% + 40% = 140% = 1,40 Note : FBD =Faktor Beban Dinamis . Disebut juga sebagai DLA (Dynamic Load Allowance), ataupun Faktor Kejut. Dalam hal ini diambil 40% = 0,4 (untuk bentang ≤ 50 m). Maka pada perhitungan beban berjalan dimana beban lajur (beban D garis) *disebut juga KEL* perlu dikalikan faktor beban 1,4 (Karena panjang jalan adalah 5,5 m => intensitas 100%, jadi 100% + 40& =140% = 1,4).
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
10
Gambar 3.7 Konfigurasi pembebanan tipe 2 BEBAN TERBAGI RATA (BRT) : BTR = (q x 50% x n2)+ (q x 100% x n1) BTR = (7,2 x 50% x 0,75)+(7,2 x 100% x 5,5) = 42,3 KN/m BEBAN GARIS TERPUSAT (BGT) : p
= 4,9 KN
FBD = 1,40 (grafik) BGT = (FBR x P x 50% x n2) + (FBR x P x 100% x n1) BGT = (1,4 x 49 x 50% x0,75) + (1,4 x 49 x100% x 5,5) = 403,025 KN/m
Note : Beban Lajur ‘D’ ada 2 ; ‘D’ Q diasumsikan akibat kendaraan kecil yang banyak dan ‘D’ P diasumsikan akibat truk ditengah bentang. Faktor untuk beban mati (FDL): - Baja = 1,1 - Beton prategang = 1,2 - Beton cor ditempat = 1,3 Sedangkan besarnya harga faktor SDL (Superimposed Dead Load) untuk aspal = 2.
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
11
3.3 Perhitungan Stringer (Balok Memanjang) Diasumsikan menggunakan asumsi WF (450 x 300 x 10 x 15) (W=106) PLL
qLL qDL
A b1
B
b1
Potongan Memanjang
Potongan Melintang
Catatan: b1 (Jarak antar Stringer)
= 1,5 m
Lamda (Jarak antar Cross Girder atau Panjang Stringer) = 5 m Beban mati yang bekerja : 1. Berat Sendiri = Berat Stringer x FB BS = 1,06 kN/m x 1,1 = 1,166kN/m’
2. Plat Lantai = Tebal Lantai x b1 (Tributri Area) x BJ. Beton x FB PL = 0,2 x 1,5 x 24 kN/m3 x 1,3 = 9,36 kN/m’
3. Aspal = Tebal Aspal x b1 (TA) x BJ aspl x FBSDL Aspal = 0,07 x 1,5 x 22 kN/m x 2 = 4,62 kN/m’
TOTAL : qDL = 15,146 kN/m’
Beban Hidup yang bekerja : 1. PKEL = KEL x b1 (Tributeri Area) x FBD x FB = 49 kN/m x 1,5 m x 1,4 x 1,8 = 185,22 kN/m’
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
12
2. qUDL = q (D) x b1 (Tributeri Area) x FB = 7,2 x 1,5 x 1,8 = 19,44 kN/m’
Maka, Momen Total yang terjadi : Mu = ( ¼ PKEL x L ) + (1/8x qudl x L2) + (1/8 x qdl x L2) = ( ¼ x 185,22 x 5) + (1/8 X 19,44 x 52) + (1/8 X 15,146 X 52) = 339,606 kN.m
Preeliminary Desain : 𝑀𝑢 ≤ ∅𝑀𝑛 = 𝑀𝑢 ≤ ∅𝑍𝑥. 𝐹𝑦 339,606𝑥106 𝑁𝑚𝑚 𝑍𝑥 𝑃𝑒𝑟𝑙𝑢 = = 1509360 𝑚𝑚3 = 𝟏𝟓𝟎𝟗, 𝟒𝒄𝒎𝟑 0,9 𝑥 250 𝑀𝑃𝑎 CEK KEKOMPAKAN PENAMPANG STRINGER Berdasarkan table baja di dapat 𝐼𝑊𝐹 450 × 300 × 11 × 18 D
440
mm
B
300
mm
t1 (tw)
11
mm
t2 (tf)
18
mm
R
24
mm
A
157,4
cm2
Berat
124
kg/m
Ix
56100
cm4
Iy
8110
cm4
ix
18,9
cm
iy
7,18
cm
Zx
2728
cm3
Zy
822
cm3
h
H-2(tf+r) =366
mm
Dimana, 𝑀𝑢 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 339.606 𝑘𝑁. 𝑚
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
13
Plat sayap : 𝑏𝑓
λp =
𝜆 = 2𝑡𝑓 =
300 2 𝑥 18
170 √fy 170
= 8.3
= √250
= 10,75
Ternyata λ < λp → penampang kompak ≫𝑀𝑛=𝑀𝑝 Plat badan : ℎ
𝜆 = 𝑡𝑤 =
450 11
𝜆𝑝 =
1680 √fy 1680
= 40,90
= √250 = 106,25
Ternyata 𝜆 < 𝜆𝑝 → penampang kompak ≫𝑀𝑛=𝑀𝑝 (dan di 𝐴𝑠𝑢𝑚𝑠𝑖 bentang pendek 𝑀𝑛=𝑀𝑝). Karena Penampang Kompak, Mn = Mp, dimana: 𝑀𝑛 = 𝐹𝑦 .𝑍𝑥 =250 .2728 = 682000.103 𝑁 𝑚𝑚 = 682 𝐾𝑁.𝑚 Kontrol kekuatan 𝑀𝑢 ≤ 𝑀𝑛 339,606 𝐾𝑁𝑚 ≤ 0,9 x 682 𝐾𝑁𝑚 339,606 𝐾𝑁𝑚 ≤ 613,8 𝐾𝑁𝑚 Ternyata 𝑀𝑢 ≤ ∅ 𝑀𝑛 →𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 OK! 𝑀𝑢 = 0,55 ∅ Mn
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
14
3.4 Kontrol Lendutan (semua dijadikan ke satuan kg dan cm) Note: 1 Mpa = 1 N/mm2 = 10 kg/cm2 1 ton/m = 10 kg/cm 1 ton.m = 100.000 kg.cm 5
𝛿 = 384𝐸𝐼 𝑥 𝑄𝐿𝐿 𝑥 𝐿4 +
𝑃𝐿𝐿 𝑥𝐿3 48 𝐸𝐼
5
= 384 𝑥 2000000 𝑥 56100 𝑥 19,44 𝑥 5004 +
185,22 𝑥1000000𝑥 5003 48 𝑥 2000000 𝑥 56100
= 0,57 cm -> OKE ! 1
Syarat lendutan ijin (Menurut SNI 03-2005 Pasal 4.7.2) = 800 𝛾 = 0,625 𝑐𝑚 3.5 Perhitungan Cross Girder (BALOK MELINTANG) Diasumsikan menggunakan WF 600x300x14x23 (W 175 kg/m dan Zx= 5017) UDL KEL
Beban Lalu Lintas 50 %
Beban Lalu Lintas 100 %
Beban Lalu Lintas 50 %
Tampak Depan Tampak Samping
Beban Mati yang bekerja: Beban Cross Girder = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐶𝐺 𝑥 𝛾⁄𝑏1 𝑥 𝐹𝐵 = 0,175 𝑡𝑜𝑛/𝑚′ 𝑥 7/1,5 𝑥 1,1 = 𝟎, 𝟖𝟗𝟖 𝒕𝒐𝒏/𝒎′ Beban Stringer = 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑛𝑔𝑒𝑟 𝑥 𝐹𝐵 = 0,124 𝑡𝑜𝑛/𝑚′ 𝑥 1,1 = 𝟎, 𝟏𝟑𝟔 𝒕𝒐𝒏/𝒎′ Beban Lantai Jembatan = t lantai x γ x BJ beton x FB = 0,2𝑚 𝑥 5𝑚 𝑥 2,4𝑡𝑜𝑛/𝑚 𝑥 1,3 = 𝟑, 𝟏𝟐 𝒕𝒐𝒏/𝒎 Beban Perkerasa = 𝑡 𝑎𝑠𝑝𝑎𝑙 𝑥 𝛾 𝑥 𝐵𝐽𝑎𝑠𝑝𝑎𝑙 𝑥 𝐹𝐵𝑠𝑑𝑙 = 0,07𝑚 𝑥 5𝑚 𝑥 2,2𝑡𝑜𝑛/𝑚 𝑥 2 = 𝟏, 𝟓𝟒 𝒕𝒐𝒏/𝒎 PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
15
Beban Trotoar = t trotoar x γ x BJ beton x FB = 0,25 𝑥 5 𝑥 2,4 𝑥 1,3 = 𝟑, 𝟗 𝒕𝒐𝒏/𝒎 𝑞𝐷𝐿 = 9,594 𝑡𝑜𝑛/𝑚 Beban Hidup yang bekerja: 𝑡 ℎ𝑢𝑗𝑎𝑛 𝑥 𝛾 𝑥 𝐵𝐽 ℎ𝑢𝑗𝑎𝑛 = 0,05 𝑚 𝑥 5 𝑚 𝑥 1 𝑡𝑜𝑛⁄𝑚3 = 𝟎, 𝟐𝟓 𝒕𝒐𝒏/𝒎 𝑃 𝑝𝑒𝑑𝑒𝑠𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛 = 0,5 𝑥 5 = 𝟐, 𝟓 𝐭𝐨𝐧/𝐦 𝑞𝐿𝐿 = 2,75 𝑡𝑜𝑛/𝑚 Beban Berjalan yang bekerja: qKEL = KEL x FBD x FB
= 4,9 x 1,4 x 2 = 13,72 ton/m
𝑞𝑈𝐷𝐿 = 𝑞(𝐷)𝑥 𝛾 𝑥 𝐹𝐵
= 0,72𝑥 5 𝑥2 = 𝟕, 𝟐 𝒕𝒐𝒏/𝒎
Pll
= qLL + qKEL + qUDL = 2,75 +13,72 + 7,2 = 23,67 ton/m
Maka Momen Total yang terjadi, 𝑀𝑢 =
1 2 1 𝑞𝐿 = 𝑥 (23,67 + 9,594) 𝑥 72 = 𝟐𝟎𝟑, 𝟕𝟒𝟐 𝒕𝒐𝒏. 𝒎 8 8
Preeliminary Desain: 𝑀𝑢 ≤ ∅𝑀𝑛 => 𝑀𝑢 ≤ ∅𝑍𝑥. 𝐹𝑦 𝑍𝑥 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢 =
203,742 𝑥 106 𝑁𝑚𝑚 = 905520 𝑚𝑚3 = 𝟗𝟎𝟓𝟓, 𝟐𝒄𝒎𝟑 0,9 𝑥 250 𝑀𝑝𝑎
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
16
CEK KEKOMPAKAN PENAMPANG CROSS GIRDER Berdasarkan table baja di dapat 𝐖𝐅 𝟗𝟎𝟎 × 𝟑𝟎𝟎 × 𝟏𝟖 × 𝟑𝟒 d
912
mm
B
302
mm
t1 (tw)
18
mm
t2 (tf)
34
mm
r
28
mm
A
364
cm2
Berat
286
kg/m
Ix
498000
cm4
Iy
15700
cm4
ix
37
cm
iy
6,56
cm
Zx
12221
cm3
Zy
1619
cm3
h
H-2(tf+r) =776
mm
𝑫𝒊𝒎𝒂𝒏𝒂, 𝑴𝒖 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟐𝟎𝟑, 𝟕𝟒𝟐 𝒕𝒐𝒏. 𝒎 = 𝟐𝟎𝟑𝟕, 𝟒𝟐 𝒌𝑵. 𝒎 Plat sayap : 𝜆= =
𝑏𝑓 2𝑡𝑓
λp =
302
=
2 .34
= 4.44
170 √fy 170 √250
= 10,57
Ternyata λ < λp → penampang kompak → 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 Plat badan : λ= =
h tw
𝜆𝑝 =
900 18
= 50
=
1680 √𝑓𝑦 1680 √250
= 106,25
Ternyata 𝝀 < 𝝀𝒑 → penampang kompak → 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
17
𝑳𝒃 = 𝟏, 𝟓 𝒎 → 𝑳𝒑 = 3,25 m (Dari tabel baja berdasarkan SNI 1729-2002). Ternyata 𝑳𝒃 < 𝑳𝒑 → bentang pendek 𝑀𝑛 = 𝑀𝑝 𝑀𝑝 = 𝐹𝑦 . 𝑍𝑥 = 250 .12221 . 103 = 3055000000 . 103 𝑁 𝑚𝑚 = 3055000 𝐾𝑁. 𝑚 Kontrol kekuatan 𝑀𝑢 ≤ 𝑀𝑛 2037,42 𝑘𝑁. 𝑚 ≤ 0,9 . 2321,75𝐾𝑁𝑚 2037,42 𝑘𝑁. 𝑚 ≤ 2089,575𝐾𝑁𝑚 Ternyata 𝑀𝑢 ≤ ∅ 𝑀𝑛 → 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑂𝐾 ! 𝑀𝑢 = 0,97 ∅𝑀𝑛 Kontrol Lendutan Akibat Beban Hidup 5
𝛿 = 384𝐸𝐼 𝑥 𝑄𝐿𝐿 𝑥 𝐿4 5
= 384 𝑥 2000000 𝑥 498000 𝑥(23,67 𝑡𝑜𝑛/𝑚 𝑥10)𝑥 7004 = 0,74 𝑐𝑚 𝟏
Syarat lendutan ijin (Menurut SNI 03-2005 Pasal 4.7.2) = 𝟖𝟎𝟎 𝟕𝟎𝟎 = 𝟎, 𝟖𝟕𝟓 𝒄𝒎 MAKA PROFIL 𝐖𝐅 𝟗𝟎𝟎 × 𝟑𝟎𝟎 × 𝟏𝟖 × 𝟑𝟒 DAPAT DIGUNAKAN
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
18
3.6 Perhitungan Rangka Utama
Gambar 2.9 Sumber : Presentasi bahan ajar Bapak Djoko Irawan (ITS)
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
19
Beban Mati dari Balok Melintang (Cross Girder)
Berat CG x Lebar Jemb x FB=0,286 ton/m x 7 m x 1,1= 2,2022ton
Berat stringer x Jumlah ST x γ x FB=0,124 ton/m x 5 x 5 m x 1,1= 3,41ton
t lantai x Lj x γ x BJ beton x FB= 0,2 mx7 m x5 mx2,4 ton/m3 x1,3= 21,84 ton
t aspal x L lajur x γ x BJ asp x FB SDL=0,07 x 6 x 5 x 2,2 x 2= 9,24 ton
t trotoar x L trot x γ x BJ beton x FB=0,25 x 1 x 5 x 2,4 x 1,3= 3,9 ton P DL= 40,5822 ton P DL= 40,5822/2 = 20,2911 t Sebagai Ra (Beban titik pada pembebanan rangka)
Beban UDL dan KEL yang menjadi beban terpusat pada titik simpul
V = UDL x γ x Lj x FB x 1/2=0,72 t/m x 5 x 6 x 2 x 1/2= 21,6 ton
V KEL = KEL x DLA x Lj x FB x 1/2=4,9 t/m x 1,4 x6 x 2 x 1/2= 41,16 ton
3.7 Perhitungan Batang Tarik dan Tekan dengan Metode Titik Buhul
HITUNG REAKSI ΣMT = 0 RAV.50 – (0,5.50) – (1.45) – (1.40) – (1.35) – (1.30) – (1.25) – (1.20) – (1.15) – (1.10) – (1.5) = 0 RAV . 50 – 250 = 0 RAV = 250/50 RAV = 50 KN = 5 ton ( ) ΣMA = ΣMB RAV = RAB = 50 KN = 5 ton ( )
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
20
HITUNG GAYA BATANG TITIK BUHUL A S1
α
45⁰ S2
RAV
S1 Sin 45⁰ + 50 = 5 S1 = -45/Sin 45⁰ S1 = -63,64 KN = -6,364t (TEKAN)
S2 = S1 Cos 45⁰ S2 = 63,64 Cos 45⁰ S2 = 45 KN = 4,5t (TARIK)
TITIK BUHUL C S3
S6
S2
P = 10 KN
S3 = 10 KN = 1t (TARIK)
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
S6 = S2 S6 = 45 KN = 4,5t (TARIK)
21
TITIK BUHUL B S4
S1 S5
S3 S3 = 10 KN = 1t (TARIK)
S4 + S5 Cos 45⁰ + S1 Cos 45⁰ = 0
S4 = -S5 Cos 45⁰ - S1 Cos 45⁰ S4 = -49,49 Cos 45⁰ - 63,63 Cos 45⁰ S4 = -80 KN = -8t (TEKAN)
S5 Cos 45⁰ + S3 - S1 Cos 45⁰ = 0 S5 = (-S3 + S1 Cos 45⁰)/Cos 45⁰ S5 = (-10 + 45)/Cos 45⁰ S5 = 49,49 KN = 4,949t (TARIK)
TITIK BUHUL D S4
S7 = 0 S4 + S8 = 0 S8 = -S4 S8 = -80 KN = -8t (TEKAN)
S8
S7
TITIK BUHUL E S7 S5
S9
S10
S6
10 KN
S9 Cos 45⁰ + S7 + S5 Cos 45⁰ = 10 S9 = (10 - S7 - S5 Cos 45⁰)/Cos 45⁰ S9 = (10 - 0 - 35)/Cos 45⁰
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
S9 = -35,35 KN = -3,535t (TEKAN) S9 Cos 45⁰ + S5 Sin 45⁰ + S7 - 1= 10 S7 – 1,52 = 0 S7 = 0 t (TARIK)
22
TITIK BUHUL G S11
S10
S14
10KN
S10 = S14 S14 = 105,34 KN = 10,534t (TARIK) S11 = 10 KN = 1t TITIK BUHUL F
S8
S12
S13
S9 S11
S13 Cos 45⁰+ S11 – S9 Cos 45⁰= 0 S13 = (S9 Cos 45⁰– S11)/ Cos 45⁰ S13 = (25 – 10)/ Cos 45⁰ S13 = 21,21 KN = 2,121t (TARIK)
S12 + S8 + S9 Cos 45⁰+ S13 Cos 45⁰= 0 S12 = -S8 – S9 Cos 45⁰+ S13 Cos 45⁰ S12 = -80 – 25 – 15 S12 = -120 KN = -12t (TEKAN)
TITIK BUHUL H S12
S16
S15 = 0 KN S16 = S12 = -120 KN = -12t (TEKAN)
S15
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
23
TITIK BUHUL I S15 S17
S13
S14
S18
10 KN
TITIK BUHUL K S19
S22 = 218 S22 = 125,33 KN = 12,533t (TARIK) S22
S18
S19 = 10 KN = 1t (TARIK) 10KN
TITIK BUHUL J
S16
S28
S21
S17 S19
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
24
KEL ¼ Bentang
KEL ½ Bentang
¼ Bentang
½ Bentang
Dead
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
25
BEBAN STATIS GAYA BATANG PERHITUNGAN PERHITUNGAN SAP
PANJANG NAMA BATANG BATANG (m) TEKAN (-) TARIK (+) TEKAN (-) TARIK (+) A1 = A36 A2 = A37 A3 = A35 A4 = A32 A5 = A33 A6 = A34 A7 = A31 A8 = A28 A9 = A29 A10 = A30 A11 = A27 A12 = A24 A13 = A25 A14 = A26 A15 = A23 A16 = A20 A17 = A21 A18 = A22 A19
7.071 5 5 5 7.071 5 5 5 7.071 5 5 5 7.071 5 5 5 7.071 5 5
6.343
6.364 4.5 1
8
4.5 1 8
4.949 4.5 0 8 3.535
4.9497 4.5 0 8 3.5355
10.534 1
10.5 1 12
12 2.121 10.535 0 12 7.07
12 0.7071 12.533
1
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
2.1213 10.5 0
12.5 1
26
BEBAN DINAMIS GAYA BATANG UJUNG BENTANG 1 / 4 BENTANG
PANJANG NAMA 1 / 2 BENTANG BATANG BATANG (m) TEKAN (-) TARIK (+) TEKAN (-) TARIK (+) TEKAN (-) TARIK (+) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 5 7.07107 5 5 7.07107 5
-
-
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
1.0607 1.5 1.5 0.3536 1.50 0.35 1.50 1.00 0.35 1.00 0.50 0.35 0.5 0.3536 -
0.74 0.75 1.0607 0.75 1.75 0.50 1.75 0.35 1.25 1.25 0.35 0.75 0.75 0.3536 0.25 0.25
0.7071 1 1 0.7071 2.00 2.00 0.71 2.00 0.71 2.00 1.00 0.71 1.00 0.71 -
0.50 0.7071 0.50 1.00 1.50 0.71 1.50 2.50 1.00 2.50 0.71 1.5 1.5 0.71 0.5 0.5
27
P (ton)
Frame 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Statis -6.364 4.5 1 -8 4.9497 4.5 0 -8 -3.5355 10.5 1
1/2 -0.7071 0.5 0 -1 0.7071 0.5 0 -1 -0.7071 1.5 0
PDL 1/4 -1.0607 0.75 0 -1.5 1.0607 0.75 0 -1.5 -0.3536 1.75 0.5
PV
PV KEL
1/2 KEL -129.1884 -137.4616 -29.1045 91.35 97.2 20.58 20.3 21.6 0 -162.4 -172.8 -41.16 100.4799 106.9145 29.1045 91.35 97.2 20.58 0 0 0 -162.4 -172.8 -41.16 -71.7713 -76.3675 -29.1045 213.15 226.8 61.74 20.3 21.6 0
PV KEL
1/4 KEL -43.6568 30.87 0 -61.74 43.6568 30.87 0 -61.74 -14.5523 72.03 20.58
Total
pakai P (ton) -29.1045 -295.7545 30.87 219.42 0 41.9 -41.16 -376.36 43.6568 251.0512 30.87 219.42 0 0 -41.16 -376.36 -14.5523 -162.6911 72.03 511.98 20.58 62.48
12
-12
-2
-1.5
-243.6
-259.2
-82.32
-61.74
-61.74
-564.54
13 14 15 16 17 18 19 20 21
2.1213 10.5 0 -12 -0.7071 12.5 1 -12 -0.7071
0.7071 1.5 0 -2 -0.7071 2.5 1 -2 -0.7071
-0.3536 1.75 0 -1.5 0.3536 1.25 0 -1 -0.3536
43.0628 213.15 0 -243.6 -14.3543 253.75 20.3 -243.6 -14.3543
45.8205 226.8 0 -259.2 -15.2735 270 21.6 -259.2 -15.2735
29.1045 61.74 0 -82.32 -29.1045 102.9 41.16 -82.32 -29.1045
-14.5523 72.03 0 -61.74 14.5523 51.45 0 -41.16 -14.5523
29.1045 72.03 0 -61.74 14.5523 102.9 41.16 -41.16 -14.5523
117.9878 511.98 0 -564.54 -15.0755 626.65 83.06 -543.96 -44.1801
0
0
0
0
0
0
23
0
0
0
22 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
12.5 -12 2.1213 10.5 1 -8 -3.5355 10.5 0 -8 4.9497 4.5 1 -6.364 4.5
2.5 -2 0.7071 1.5 0 -1 -0.7071 1.5 0 -1 0.7071 0.5 0 -0.7071 0.5
1.25 -1 0.3536 0.75 0 -0.5 -0.3536 0.75 0 -0.5 0.3536 0.25 0 -0.3536 0.25
253.75 270 102.9 -243.6 -259.2 -82.32 43.0628 45.8205 29.1045 213.15 226.8 61.74 20.3 21.6 0 -162.4 -172.8 -41.16 -71.7713 -76.3675 -29.1045 213.15 226.8 61.74 0 0 0 -162.4 -172.8 -41.16 100.4799 106.9145 29.1045 91.35 97.2 20.58 20.3 21.6 0 -129.1884 -137.4616 -29.1045 91.35 97.2 20.58 Total
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
51.45 -41.16 14.5523 30.87 0 -20.58 -14.5523 30.87 0 -20.58 14.5523 10.29 0 -14.5523 10.29
102.9 626.65 -41.16 -543.96 29.1045 117.9878 61.74 501.69 0 41.9 -20.58 -355.78 -14.5523 -162.6911 61.74 501.69 0 0 -20.58 -355.78 29.1045 236.4989 20.58 209.13 0 41.9 -14.5523 -281.2023 20.58 209.13 Tekan -564.54 489.6311 Tarik 626.65
28
3.8 Desain Batang Tarik dan Batang Tekan
3.8.1 Desain Batang Tarik
PDL = 20,2911 ton/m = 202,911 KN
PLL = 23,67 ton/m = 236,7 KN
PKEL = 185,22 KN
Pu 𝑏𝑎𝑡𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑘 (max)= 626,65 ton/m = 6266,5KN
ϕ tarik=0,9
ϕ tekan=0,85
Fy=250 Mpa
Fu=410 Mpa
D.baut = 24 mm
Preliminary Design Pu ≤ ϕPn Pu = ϕ Fy × Ag perlu Ag Perlu
= =
Pu ×1000 ϕ× Fy 6266,5 ×1000 0,9× 250
=27851,1 mm2 = 278,511 cm2
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
29
Dari Tabel Baja dipilih profil baja IWF 400 x 400 x 20 x 35 d
428
mm
t1 (tw)
20
mm
t2 (tf)
35
mm
r
22
mm
A
360,7
cm2
W
283
kg/m
Ix
119000
cm4
Iy
3940
cm4
ix
18,2
cm
iy
10,4
cm
Zx
6239
cm3
Zy
2935
cm3
h
d-2(tf+r) = 314
mm
bf
407
mm
Sx
5570
cm3
Sy
1930
cm3
LP
517,715
cm
Lr
2828,387
cm
Cek kuat leleh tarik Syarat Pu ≤ ∅ Pn ∅ Pn = Ag × Fy × ∅tarik =360,7 ×250 ×0,9 = 81157,5 kg = 8115,75 kN 6266,5 kN < 8115,75 𝑘𝑁 →𝑂𝐾! Cek kekuatan fraktur Syarat Pu ≤ ∅ Pn ∅ Pn = Ae × Fu ×0,75 An = Ag – (4 x ø lubang)tf = 36070−(4 x 24) 35 = 32710 mm2 PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
30
Persyaratan SNI 1729-03-2002 => An ≤ 0,85 Ag => An ≤ 30659,5 mm2
Ae = An × U = 32710 × 0,9 = 29439 mm2
∅ Pn = 29439 ×410 ×0,75 = 9052492,5 N = 9052,4925 kN 6266,5 kN < 9052,4925 𝑘𝑁 →𝑂𝐾!
3.8.2 DESAIN BATANG TEKAN Pu 𝑏𝑎𝑡𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑘𝑎𝑛 (min Nu = −564,54 ton/m = 5645,4 KN (batang no 16) L batang = 5 m ϕ tekan = 0,85 Fy = 250 Mpa Fu = 410 Mpa D.baut = 24 mm Preliminary Design Asumsi kelangsingan awal k ×L rmin
= 50 => k = 1 (sendi-sendi)
𝑟𝑚𝑖𝑛 =
λc =
1 ×500 50
= 10 cm
1 Lk fy 1 250 𝑥 × √ = 𝑥 50 × √ = 0,563 𝜋 𝑖𝑦 𝐸 𝜋 200000 → KONDISI KE 2 1.43
Maka, 𝜔 = (1.6−0.67λc) = 1,168
Nu ≤ ϕNn PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
31
𝑁u ≤ ϕ Fcr × Ag Ag perlu ≥
Nu × 1000 5645,4 × 1000 = ϕ × Fcr 0,85 × 250⁄1,168 = 310297,7506 mm2 = 310,297 cm2
Dari tabel baja dipilih profil baja IWF 400 ×400 ×20 ×35 d
428
mm
t1 (tw)
20
mm
t2 (tf)
35
mm
r
22
mm
A
360,7
cm2
W
283
kg/m
Ix
119000
cm4
Iy
3940
cm4
ix
18,2
cm
iy
10,4
cm
Zx
6239
cm3
Zy
2935
cm3
h
d-2(tf+r) = 314
mm
bf
407
mm
Sx
5570
cm3
Sy
1930
cm3
LP
517,715
cm
Lr
2828,387
cm
Cek kelangsingan penampang 200 ≥
k ×L rmin
=> k = 1 (sendi-sendi)
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
𝟐𝟎𝟎 ≥
𝟏 ×𝟓𝟎𝟎 𝟏𝟎,𝟒
= 𝟒𝟖, 𝟏 → 𝐎𝐊!
32
Cek kekuatan penampang λ= λ=
bf
407
= 2 ×35 = 5,8 ≤ λp = 2 ×tf ℎ 𝑡𝑤
=
400 20
= 20 ≤ λr =
250 √fy
665 √fy
= 15,81 -> 𝛌 ≤ 𝛌𝐩 → 𝐎𝐊!
= 42,1
-> 𝛌 ≤ 𝛌𝐫 → 𝐎𝐊!
Cek Kapasitas Penampang 𝑁n = Fcr × Ag =
(360,7𝑥102 )(250𝑥10−3 ) 1,168
= 7720,46 kN
Dimana, Nu ≤ ϕNn ϕNn => 0,85 𝑥 7720,46 = 𝟔𝟓𝟔𝟐, 𝟑𝟗 𝒌𝑵 Maka, 𝑵𝐮 = 𝟓𝟔𝟒𝟓, 𝟒 ≤ 𝟔𝟓𝟔𝟐, 𝟑𝟗 𝒌𝑵 → (𝑶𝑲!) → 𝑷𝒓𝒐𝒇𝒊𝒍 𝒑𝒆𝒏𝒂𝒎𝒑𝒂𝒏𝒈 𝒆𝒇𝒊𝒔𝒊𝒆𝒏
𝑴𝑨𝑲𝑨 𝑷𝑹𝑶𝑭𝑰𝑳 𝑾𝑭 𝟒𝟎𝟎 × 𝟒𝟎𝟎 × 𝟐𝟎 × 𝟑𝟓 𝑫𝑨𝑷𝑨𝑻 𝑫𝑰𝑮𝑼𝑵𝑨𝑲𝑨𝑵
3.8.3
Perhitungan Batang Tarik Tu = 626,65
𝑡𝑜𝑛 𝑚
= 6266,5𝑘𝑁. (batang no18)
L batang = 5 m ϕ tekan = 0,9 Fy = 250 Mpa Fu = 410 Mpa Dicoba menggunakan Profil IWF 𝟒𝟎𝟎 × 𝟒𝟎𝟎 × 𝟐𝟎 𝒙 𝟑𝟓, dibuat sama dengan profil batang tekan. Cek kuat leleh tarik (Kondisi Leleh) Syarat Tu ≤ ∅ Tn ∅ Tn = Ag × Fy × 0,9 = 360,7 × 2500 × 0,9 = 811575 kg = 𝟖𝟏𝟏𝟓𝟕, 𝟓 𝐤𝐍 6266,5 𝑘𝑁 < 81157,5 kN → 𝑶𝑲!
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
33
Cek kuat fraktur (Kondisi Putus) Syarat Tu ≤ ∅ Tn ∅ Tn = Ae × Fu × 0,75 An = Ag – (4 x ø baut)tf = 36070 − (4 x 24) 35 = 𝟑𝟐𝟕𝟏𝟎 𝐦𝐦𝟐 Persyaratan SNI 1729-03-2002 An ≤ 0,85 Ag An ≤ 30659,5mm2 Ae = An × U = 32710 × 0,85 = 𝟐𝟕𝟖𝟎𝟑, 𝟓 𝐦𝐦𝟐 ∅ Tn = 27803,5 × 410 × 0,75 = 8549576,25 N = 𝟖𝟓𝟒𝟗, 𝟓𝟕𝟔𝟐𝟓 𝐤𝐍 𝟔𝟐𝟔𝟔, 𝟓 𝒌𝑵 < 𝟖𝟓𝟒𝟗, 𝟓𝟕𝟔𝟐𝟓 𝐤𝐍 → 𝑶𝑲! 𝑴𝑨𝑲𝑨 𝑷𝑹𝑶𝑭𝑰𝑳 𝑾𝑭 𝟒𝟎𝟎 × 𝟒𝟎𝟎 × 𝟐𝟎 × 𝟑𝟓 𝑫𝑨𝑷𝑨𝑻 𝑫𝑰𝑮𝑼𝑵𝑨𝑲𝑨𝑵
3.9 Perhitungan Sambungan di Titik Buhul (GUSSET PLATE) Noted: Surat Edaran Menteri PU dan Perumahan Rakyat No.14/SE/M/2015 tentang Pedoman Pemasangan Baut Jembatan, menyebutkan bahwa baut pada jembatan, rentan terhadap fatig, sehingga harus memakai baut mutu tinggi - tipe friksi. Untuk itu tahap pemasangan sangat penting karena menentukan besarnya gaya pra-tegang yang diperlukan untuk mekanisme friksi. (Wiryanto, Lanny, Jack, Kelvin)
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
34
Sambungan tipe friksi yaitu kekuatan baut didapat dari gesekan (friction) yang terjadi antar pelat yang disambung. Dikenal juga dengan istilah Slip-critical Connections, yaitu mengandalkan kekuatan slip antara permukaan pelat yang disambung. Sambungan tipe Friksi/ Geser/ Sambungan tanpa slip Pada sambungan ini yang menggunakan baut mutu tinggi, slipnya dibatasi. Vu Vd = øVn
Vu
= gaya geser berfaktor
ø
= faktor reduksi kekuatan
øVn
= Vd = kuat geser nominal satu baut
Vd = øVn = 1,13 . ø . . m . Tb . n Dimana :
= koefisien gesek
m
= jumlah bidang geser
Tb
= gaya tarik baut minimum pasangan (tabel 18.2-1 SNI 1729-
ø
= 1,0 untuk lobang standar (SNI 1729-2002)
n
= jumlah baut
2002)
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
35
Sambungan tipe geser digunakan bila daya tahan gelincir terhadap beban kerja diperlukan P P
T P T
T
T
T
P T
Dimana
:
T
= gaya tarik
T
= tahanan gesek
= koefisien gesek
P
= T
Gaya pratarik T pada baut sama dengan gaya jepit pada pelat yang disambung. = dipengaruhi oleh kondisi permukaan pelat dengan faktor-faktor seperti kotoran (mill scale), oli, cat, dsb. Besarnya 0,2 – 0,6. Untuk permukaan yang bersih dari kotoran = 0,34.
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
36
Sambungan menggunakan baut mutu tinggi (High Strength Tension BoltHSTB) Yang perencanaannya berdasarkan AISC-LRFD (A325). Proof Stress Baut
= 585 Mpa beban maksimum (baut masih dalam kondisi elastis)
Tegangan putus baut = 825 Mpa Koefisien gesek baut = 0,34 Pu
= 6266,5 𝑘𝑁
D baut
= 24 mm
Abr baut
= 4 𝜋d2 = 452,16 mm2
t. plat
= 20 mm
1
Cek Kekuatan 1 Baut Kuat Geser (sambungan tanpa slip) Vd = 1,13 × 𝜇 × ∅ × 𝑚 × 𝑇𝑏 = 1,13 × 0,34 × 1 × 1 × 210 = 80,63 𝑘𝑁 𝑛=
𝑃𝑢 ∅𝑉𝑛
=
6266,5 80,63
= 77,71 ∼ 80 baut
Sehingga dalam 1 titik simpul menggunakan 80/2 = 40 baut. Dibagi kiri dan kanan sehingga = 20 baut tiap gusset plate
Cek Kekuatan Pelat Ag = 36070 𝑚𝑚2 => A profil An = Ag − n (φ lubang × tplat ) = 36070 − 4 (𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑏𝑎𝑟𝑖𝑠)(24 × 20) = 𝟐𝟔𝟒𝟕𝟎 𝒎𝒎𝟐
Persyaratan SNI 03-1729-2002 An ≤ 0,85 Ag 26470 mm2 ≤30659,5 mm2 => Pakai An PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
37
Cek kuat leleh tarik Syarat Pu ≤ ∅ Pn ∅Pn = ∅t × fy × Ag = 0.85 × 250 × 36070 = 7664,875 kN 𝟔𝟐𝟔𝟔, 𝟓 𝐤𝐍 < 𝟕𝟔𝟔𝟒, 𝟖𝟕𝟓 𝐤𝐍 → 𝑶𝑲! Cek kuat fraktur Syarat Pu ≤ ∅ Pn ∅ Pn = ∅t × fu × An = 0,75 × 410 × 26470 = 8139,525 kN 𝟔𝟐𝟔𝟔, 𝟓 𝐤𝐍 < 𝟖𝟏𝟑𝟗, 𝟓𝟐𝟓 𝐤𝐍 → 𝑶𝑲!
Cek Block Shear
Tension area
407
Shear area 2d + 4*3d
Bidang Tarik dan Geser Agt = 407 – [(2 x 2db) + tw + 2r] x tf = 407 – [(2x(2x24)) + 20 + (2x22)] = 247x 35= 8645 mm2 Agt (Cara 2) = [(n x 4d) + (tf profil + 2r + 2x3d)]x tp = [(2x(4x24)) + (35 +(2x22) +(2x(3x24))]x20= 8300 mm2 Ant = Agt – 3 x db x tp = 8645 – (3x24x20) = 7205 mm2 Ags = [(2 x db) + (4 x 3db) x tp] x 2 = [(2x24)+(4x(3x24))x20]x2= 13440 mm2 Ans = Ags – (2 x 4 x db x tp) = 13440 – (2x4x24x20) = 9600 mm2
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
38
Kekuatan Block Shear fu × Ant = 410 × 7205 = 2954050 N = 2954,0 kN 0.6 × Fu × Ans = 0.6 × 410 × 9600 = 2361,6 kN fu Ant ≥ 0,6 Fu Ans
Pelelehan Geser, Fraktur Tarik
∅Rn = 0,75 ((Fu ×Ant) +(0.6 ×Fy ×Ags)) = 0.75((410x7205) + (0,6x 250x 13440)) = 3727,5 kN Check Upper Limit ∅Rn ≤ 0,75 [(0,6 Fu Ans) + (𝐔𝐛𝐬 Fu Ant)] ∅Rn ≤ 0,75 [(0,6 𝑥 410 𝑥 9600) + (1 𝑥 410 𝑥 7205)] 3727,5 kN ≤ 3986,7 𝑘𝑁 → (𝐎𝐤𝐞) Blok Shear strength (the design strength) = 𝟑𝟗𝟖𝟔, 𝟕 𝒌𝑵
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
39
Frame 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
Total P total perlu -295.7545 219.42 41.9 -376.36 251.0512 219.42 0 -376.36 -162.6911 511.98 62.48 -564.54 117.9878 511.98 0 -564.54 -15.0755 626.65 83.06 -543.96 -44.1801 626.65 0 -543.96 117.9878 501.69 41.9 -355.78 -162.6911 501.69 0 -355.78 236.4989 209.13 41.9 -281.2023 209.13 626.65 -564.54
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
Jumlah N baut perlu 36.8037 27.30463 5.214037 46.83425 31.24082 27.30463 0 46.83425 63.7108 7.775012 70.25137 14.6824 63.7108 0 70.25137 1.875996 77.98034 10.33599 67.69039 5.497773 0
40 28 8 48 32 28 0 48 24 64 8 72 16 64 0 12 4 80 12 68 8 0
77.9803385
80
67.69039 14.6824 62.43031 5.214037 44.27327 20.24528 62.43031 0 44.27327 29.42993 26.02414
68 16 64 8 48 24 64 0 48 32 26 8
20.2452837
5.21403683 34.9928198 26.0241414 øVn (kN) 1216.44852
36 26
40
BAB IV PENUTUP Kesimpulan: 1. Pada metode pembebanan, di gunakan metode pembebanan TIPE 2 2. Pada Stringer digunakan Profil IWF 450×300×11×18 3. Pada Crossgirder digunakan Profil IWF PROFIL WF 900 ×300×18×34 4. Pada saat mendesain Batang Tarik dan Batang Tekan digunakan profil yang sama yaitu Profil WF 400 ×400×20×35 5. Pada saat mendesain sambungan digunakan baut mutu tinggi (High Strength Tension Bolt-HSTB). Yang perencanaannya berdasarkan AISC-LRFD (A325). Dengan Tebal Plat 20 mm 6. Sehingga dalam 1 titik simpul menggunakan 80/2 = 40 baut. Dibagi kiri dan kanan sehingga = 20 baut tiap gusset plate
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
41
DAFTAR PUSTAKA Khammal. 2013. Jembatan Rangka Baja.
http://khammal.blogspot.com/2013/12/jembatan-rangka-baja.html. Diakses 01 Juni 2018. NoName. 2014. Pengertian dan Jenis Struktur Jembatan.
http://www.ilmutekniksipilindonesia.com/2014/03/pengertian-dan-jenisstruktur-jembatan.html .Diakses 01 Juni 2018. Republik Indonesia. 2005. Standar Pembebanan untuk Jembatan RSNI T 022005.Jakarta. Republik Indonesia. 2005. Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan RSNI T 032005.Jakarta.
PERENCANAAN JEMBATAN STRUKTUR BAJA
42