Dalam halaman ini, saya akan menunjukan cara memutar Frame pada Program SAP2000
Katakanlah kita mempunyai model 3D frame, seperti seperti pada gambar dibawah ini :
Sekarang lihat kolom yang saya lingkari pakai warna putih pada gambar diatas.
Ukuran Kolom diatas adalah 15/40
Untuk menyesuaikan dengan bentuk denah dan pertimbangan tertentu dari segi arsitektural, maka kolom as 1-C dan as 1-D (yang saya lingkari dengan Warna putih pada gambar diatas) harus diubah arah hadapnya.
ilustrasinya seperti pada gambar dibawah ini :
Nah…untuk kebutuhan analisa struktur (SAP), tentunya kolom tersebut harus diputar arah hadapnya, supaya dapat diketahui apakah dengan memutar arah hadap kolom tersebut nantinya malah membuat struktur kolom di lantai 1 tidak stabil dan membuat desain tulangan menjadi boros ataukah malah sebaliknya?
Caranya seperti ini :
Sekarang lihat kolom yang saya lingkari pakai warna putih pada gambar diatas.
Ukuran Kolom diatas adalah 15/40
Untuk menyesuaikan dengan bentuk denah dan pertimbangan tertentu dari segi arsitektural, maka kolom as 1-C dan as 1-D (yang saya lingkari dengan Warna putih pada gambar diatas) harus diubah arah hadapnya.
ilustrasinya seperti pada gambar dibawah ini :
Nah…untuk kebutuhan analisa struktur (SAP), tentunya kolom tersebut harus diputar arah hadapnya, supaya dapat diketahui apakah dengan memutar arah hadap kolom tersebut nantinya malah membuat struktur kolom di lantai 1 tidak stabil dan membuat desain tulangan menjadi boros ataukah malah sebaliknya?
Caranya seperti ini :
- Pilih frame yang Pilih frame yang dimaksud (dalam hal ini frame kolom LT 1 dan LT 2). Frame yang terpilih atau terseleksi ditandai dengan munculnya garis putus-putus di frame tersebut.
- Dari menu pulldown, klik Assign > Frame > Local Axes
- Maka akan keluar kotak dialog “Frame Local Axis”. Pada kotak Angle in Degrees isi dengan nilai 90. Yang artinya frame akan diputar terhadap sumbu lokalnya sejauh 90 derajat. Kemudian klik OK Sekarang anda lihat. Kolom sudah berubah arah hadapnya (diputar 900)
Sebelum diputar | Sesudah diputar |
Sebelum diputar | Sesudah diputar |
PERENCANAAN JEMBATAN PRATEGANG
PERENCANAAN JEMBATAN PRATEGANG
Data Teknis Perencanaan Jembatana. Jembatan
Kelas jalan : kelas 1
Jumlah jalur : 2 jalur
Panjang jembatan : 40 meter
Lebar jembatan : 9 meter
Lebar lantai kendaraan : 7 meter
Tipe gelagar : balok I
Tebal Perkerasan : 5 cm
Gambar Bentang Jembatan
b. Trotoir
Jenis konstruksi : beton bertulang
Pipa sandaran : Circular Hollow Sections D 60.5 mm
Dimensi tiang sandaran : 20/15 cm
Jarak antar tiang : 2 m
Mutu beton, f’c : 30 Mpa
Mutu baja tulangan, fy : 240 Mpa (polos)
Mutu baja pipa sandaran : 1600 Mpa
Lebar trotoir : 100 cm
Tebal trotoir : 25 cm
Balok kerb : 20/25 cm
Jenis plat trotoir : beton tumbuk
c. Plat lantai kendaraan
Tebal plat : 20 cm
Mutu beton, f’c : 30 Mpa
Mutu baja tulangan, fy : 350 Mpa (ulir)
d. Gelagar
Jenis konstruksi : beton prategang tipe balok I
Mutu beton, f’c : 50 Mpa
Mutu baja tulangan, fy : 350 Mpa (ulir)
Tipe tendon & angkur : Angker hidup VSL tipe Sc
e. AbutmentTinggi Abutment : 6 meter
Lebar Abutment : 11.6 meter
Tipe Abutment : Type Kantilever
Mutu beton, f’c : 30 Mpa
Mutu baja tulangan, fy : 240 Mpa (polos)
Mutu baja tulangan, fy : 350 Mpa (ulir)
Gambar Abutment
Tegangan Yang Diijinkan (SNI 03 – 2847 – 2002)Tegangan Ijin Beton Prategang
Mutu beton prategang (f’c) 50 Mpa. Tegangan ijin sesuai dengan kondisi gaya pratekan dan tegangan beton pada tahap beban kerja, tidak boleh melampaui nilai berikut:
- Keadaan awal, sesaat sesudah penyaluran gaya prategang (sebelum terjadinya kehilangan tegangan) (pasal 20.4.1)
- Tegangan serat tekan terluar
Untuk Gelagar ~Untuk Plat
f’b = 0.6 f’c f’b’ = 0.6 f’c’= 0.6 x 50 = 0.6 x 30
= 30 Mpa = 18 Mpa
~Untuk Gelagar ~Untuk Plat
- ft = ¼ ft’ = ¼= ¼ x
= ¼ x= 1.768 Mpa = 1.369 Mpa - Keadaan akhir, setelah kehilangan gaya prategang (pasal 20.4.2)
- Tegangan serat tekan terluar
~Untuk Gelagar ~Untuk Platf’b = 0.45 f’c f’b’ = 0.45 f’c’= 0.45 x 50 = 0.45 x 30= 22.5 Mpa = 13.5 Mpa- Tegangan serat tarik terluar~Untuk Gelagar ~Untuk Plat
ft = ½ ft’ = ½= ½ x
= ½ x= 3.536 Mpa = 2.739 Mpa -
- Mutu beton pada saat peneganganf’ci = 0.8 f’c= 0.8 x 50= 40 MpaModulus elastisitas beton
- Beton prategang f’c = 50 MpaEc = 4700= 4700 x= 33234.02 Mpa
- Beton konvensional f’c’ = 30 MpaEc’ = 4700= 4700 x= 25742.96 Mpa
-
Dimana: Ec = modulus elastisitas beton prategang (Mpa)
Ec’ = modulus elastisitas beton konvensional (Mpa)
f’c = mutu beton prategang (Mpa)
f’c’ = mutu beton konvensional (Mpa)
- Tegangan Ijin Tendon Prategang
- Diameter nominal = 12.5 mm
- Luas tampang nominal = 98.7 mm2
- Beban putus minimum = 18.75 ton
= (18750 x 9.81) N
= 183937.5 N
- Beban leleh (20%) = 18750 x 0.8
= (15000 x 9.81) N
= 147150 N
Tegangan putus minimum (fpu) = = 1863.6 Mpa
Tegangan leleh (fpy) =
= 1490.88 Mpa
Modulus elastisitas (Es) = 200000 Mpa
Tegangan tarik pada tendon prategang tidak boleh melampaui:
1. Akibat gaya pengangkuran tendon
fp = 0.94 fpy
= 0.94 x 1490.88
= 1401.43 Mpa
Tetapi tidak lebih dari
fp = 0.80 fpu
= 0.80 x 1863.6
= 1490.88 Mpa
2. Sesaat setelah penyaluran gaya prategang
fp = 0.82 fpy
= 0.82 x 1490.88
= 1222.52 Mpa
Tetapi tidak lebih dari
fp = 0.74 fpu
= 0.74 x 1863.6
= 1379.06 Mpa
3. Tendon pasca tarik, pada daerah angkur dan sambungan, segera setelah penyaluran gaya
fp = 0.70 fpu
= 0.70 x 1863.6
= 1304.52 Mpa
Perencanaan Trotoir dan Plat LantaiPerencanaan Trotoir
Gambar Rencana Trotoir
Pendimensian Sandaran
Sandaran direncanakan menumpu pada tiang sandaran dengan bentang 2 m, yang di rencanakan menahan beban merata vertikal sebesar 0.75 kN/m. Direncanakan Sandaran dengan penampang pipa bulat, data sebagai berikut:
- D (diameter) = 60.5 mm
- t (tebal) = 3.2 mm
- G (berat) = 4.52 kg/m
W (momen tahanan) = 7.84 cm3
σ (tegangan ijin) = 1600 kg/cm2
Pembebanan:
~ beban mati (qd) = 4.52 kg/m
beban ultimate qdu = 4.52 x 1.1 = 5 kg/m
~ beban hidup (ql) = 0.75 kN/m = 75 kg/m
beban ultimate qlu = 75 x 2 = 150 kg/m
~ beban ultimate (qu) = qdu + qlu
= 5 + 150
Qu = 155 kg/m
Gambar Pembebanan & Statika Pada sandaran
Dari hasi analisa statika dengan mengunakan program STAAD PRO, diperoleh momen maksimum , yaitu sebesar 0.642 kNm.
- Mmax = 0.642 kNm
= 6420 kgcm
- σ =
=
= 818.878 kg/cm2 < σ = 1600 kg/cm2
Jadi, dipakai pipa baja diameter 60.5 mm sebagai sandaran.
Perencanaan Tiang SandaranTiang sandaran direncanakan menerima beban terpusat dari sandaran sebesar w x L, yang bekerja horisontal pada ketinggian 0.9 m dari permukaan trotoir. Direncanakan dimensi tiang sandaran dengan lebar 15 cm, dan tinggi 20 cm, dengan asumsi tiang sandaran sebagai balok kantilever.
Gaya Yang Bekerja Pada Tiang Sandaran
Pembebanan
~ beban mati (pd)
- berat sendiri tiang (atas/pd1) = 0.15 x 0.2 x 0.65 x 24 = 0.468 kN
beban ultimate pd1u = 46.8 x 1.3 = 0.6084 kN
- berat sendiri tiang (bawah/pd2) = 0.15 x 0.2 x 0.38 x 24 = 0.274 kN
beban ultimate pd2u = 27.4 x 1.3 = 0.3562 kN
- berat 1 pipa sandaran (pd3) = 0.0452 x 2 = 0.0904 kN
beban ultimate pd3u = 0.0904x 1.1 = 0.0995 kN
~ beban hidup (pl) = 0.75 kN
beban ultimate plu = 0.75 x 2 = 1.5 kN
Momen yang terjadi
- Mmax = pd1u
x X2 – pd2u
x X1 + pd3u
x X2 + plu
x 90 + plu
x 45
= 0.6084 x 5
– 0.3562 x 3.6
+ (2 x 0.0995) x 5
+ 1.5 x 90 + 1.5 x 45
– 0.3562 x 3.6
+ (2 x 0.0995) x 5
+ 1.5 x 90 + 1.5 x 45
= 205.255 kNcm
- Vu = 2 x plu
= 2 x 1.5 kN = 3000 N
Perhitungan penulangan
Data perencanaan:b = 150 mm
h = 200 mm
f’c = 30 Mpa
fy = 240 Mpa
Direncanakan tulangan pokok Ø 10, sengkang Ø 6
d = h – selimut beton – Ø
sengkang – (½ x Ø Tul. Tarik)
= 200 – 20 – 6 – (½ x 10)
= 169 mm
A. Penulangan lentur- Mu = 205.255 kNcm = 205.255 x 104 Nmm
- Mn = = 256.569 x 104 Nmm
- Rn = = 0.59888 Mpa<-li>
- m = = 9.412
- ρb =
= 0.0645
- ρ max = 0.75 x ρb
- ρ min = = = 0.005834
- ρ =
= 0.002525
ρ < ρ min 0.002525 < 0.005834 (digunakan ρ min)
- As perlu = ρ min
x b x d
= 131.265 mm2
Digunakan tulangan tarik 2 Ø 10
- As ada = 2 x ( ¼ x π x Ø 2 )
= 157.08 mm2 > As perlu = 131.265 mm2 ………….( O.K )
- b min = 2 x selimut beton + 2 x Ø sengkang + n x D Tul. Tarik + (n – 1) x 25
= 137 mm < b = 150 mm ………….( O.K )
- As’ tekan = 20 % x As perlu= 0.2 x 131.265 = 26.253 mm2
- As’ ada = 2 x ( ¼ x π x Ø 2 )
= 157.08 mm2 > As’ tekan = 26.253 mm2 ………….( O.K )
B. Penulangan geser
- Vc = 1/6 x
x b x d
x 150 x 149
= 20402.67 N
- ½ ø Vc = ½ x 0.6 x 20402.67
Cukup dipasang sengkang praktis. Digunakan Ø 6 – 150 mm yang dipasang disepanjang tiang.
Perencanaan Kerb
Kerb direncanakan untuk menahan beban tumbukan arah menyilang sebesar 100 kN, yang bekerja sebagai beban titik. Direncanakan kerb terbuat dari beton bertulang, dengan dimensi lebar 20 cm dan tinggi 25 cm, menggunakan beton dengan mutu f’c 30 Mpa, tulangan baja mutu fy 240 Mpa, yang dipasang 2 Ø 10 pada masing-masing sisinya, dan sengkang Ø 6 – 200 mm sepanjang kerb.
Gambar Penulangan Kerb
Plat lantai direncanakan dengan tebal 20 cm yang menumpu pada 5 tumpuan yang menerima beban mati dan terpusat.
Pembebanan
- Beban mati
- Beban pada plat trotoir
Beban merata
~ berat plat lantai = 0.20 x 1 x 24 = 4.8 kN/m
beban ultimate = 4.8 x 1.3 = 6.24 kN/m
~ berat plat lantai trotoir = 0.25 x 1 x 23 = 5.75 kN/m
beban ultimate = 5.75 x 1.3 = 7.475 kN/m
~ berat air hujan = 0.05 x 1 x 10 = 0.5 kN/m
Beban ultimate = 0.5 x 1.2 = 0.6 kN/m +
qd1u = 14.315 kN/m
Beban terpusat
pdu = pd1u + pd2u + 2.pd3u
= 0.6084 + 0.3562
+ (2 x 0.0995)
+ (2 x 0.0995)
= 1.1636 kN
- Beban pada plat lantai kendaraan
~ berat plat lantai = 0.20 x 1 x 24 = 4.8 kN/m
beban ultimate = 4.8 x 1.3 = 6.24 kN/m
~ berat aspal = 0.05 x 1 x 22 = 1.1 kN/m
beban ultimate = 1.1 x 1.2 = 1.32 kN/m
~ berat air hujan = 0.1 x 1 x 10 = 1 kN/m
beban ultimate = 1 x 1.2 = 1 kN/m +qd2u = 8.56 kN/m
- Beban mati tambahanBeban mati tambahan berupa pelapisan ulang lapisan aspal dengan tebal 50 mm
~ berat aspal = 0.05 x 1 x 22 = 1.1 kN/m
beban ultimate qd3u = 1.1 x 2 = 2.2 kN/m
- Beban hidup
- Beban pada plat trotoir
Beban merata
~ beban pejalan kaki = 5 kPa x 1 m = 5 kN/m
beban ultimate ql1u = 5 x 2 = 10 kN/m
Beban terpusat
plu = 1.5 kN
- Beban pada plat lantai kendaraan
# Faktor beban dinamis (DLA)
K = 1 + DLA ,
Faktor beban dinamis untuk truk adalah 0.3 (BMS ’92, hal 2-20)
maka K = 1 + 0.3 = 1.3
# Beban truk “T”
Beban truk “T” sebesar 200 kN, maka tekanan untuk satu roda:
Pu =
= = 260 kN
- Skema pembebanan
- Kondisi I
Gambar Skema Pembebanan Kondisi I
- Kondisi II
Gambar Skema Pembebanan Kondisi II
- Kondisi III
Gambar Skema Pembebanan Kondisi III
- Kondisi IVGambar Skema Pembebanan Kondisi IV
- Kondisi V
Gambar Skema Pembebanan Kondisi V
- Kondisi VIGambar Skema Pembebanan Kondisi VIPenulangan Plat Lantai KendaraanDari hasi analisa statika dengan mengunakan program STAAD PRO, diperoleh momen maksimum pada kondisi II, yaitu:
- Mmax tumpuan = 77.976 kNm
- Mmax lapangan = 71.471 kNm
-
f’c = 30 Mpa
fy = 350 Mpa
Tebal plat (h) = 200 mm
Direncanakan tulangan pokok D 16 dan tulangan bagi Ø 10
Selimut beton = 20 mm
dx = h – selimut beton – (1/2 Ø)
= 200 – 20 – (1/2 x 16)
= 172 mm
Untuk perhitungan penulangan, diambil momen termaksimum- Mu = 77.976 kNm = 77.976 x 106 Nmm
- Mn = = 97.47 x 106 Nmm
- Rn = = 3.2945 Mpa
- m = = 13.7255
- ρb ==
= 0.0391128 - ρ max = 0.75 x ρb= 0.75 x 0.0391128 = 0.02933459
- ρ min = = = 0.004Rasio penulangan perlu
- ρ ==
= 0.010115
ρ > ρ min 0.010115 > 0.004 (digunakan ρ) - As perlu = ρ x b x d= 0.010115 x 1000 x 172
= 1739.78 mm2
Digunakan tulangan pokok D 16 mm
Perhitungan jarak (S) dan As ada- As = ¼ x π x D2
= ¼ x π x 162= 201.06 mm2 - S = = 115.5 mm ≈ 100 mm
- As ada = = 2010.6 mm2Diperoleh As ada > As perlu , maka dipakai tulangan pokok D 16 – 100
- As tulangan bagi = 20 % x As perlu= 0.2 x 1902.89
= 380.578 mm2
Dipakai tulangan Ø 10 mm - As bagi = ¼ x π x Ø 2= ¼ x π x 102
= 78.54 mm2 - S = = 206.37 mm ≈ 200 mm
- As ada = = 392.7 mm2
Gambar Penulangan Plat Lantai KendaraanPerencanaan Struktur Gelagar
Gambar Bagian-bagian Penampang JembatanDesain Penampang BalokPerencanaan awal dari dimensi penampang balok dengan suatu rumus pendekatan, yaitu tinggi balok (h) = , dimana L adalah panjang balok = 40 m, maka h = 1.6 – 2.35 m. Direncanakan balok dengan tinggi 1.65 m. Penampang balok seperti pada gambar di bawah ini.Gambar Penampang Balok PrategangPerhitungan Section Properties
Penampang Balok Tengah- Sebelum komposit
Tabel Perhitungan Section Properties Balok Tengah Sebelum KompositBag.A(cm2)y(cm)A x y(cm3)Momen Inersia ‘I’(cm4)I30 x 80 = 2400 150360000(1/12 x 80 x 303 + 2400 x 67.52) = 11115000 II105 x 40 = 4200 82.53465001/12 x 40 x 1053 = 3858750 III30 x 80 = 2400 1536000(1/12 x 80 x 303 + 2400 x 67.52) = 11115000 IV2(½ x 20 x 5) = 100 133.313333.33(1/36 x 20 x 53 + 50 x 50.82) x 2 = 258541.67 V2(½ x 20 x 5) = 100 31.73166.67(1/36 x 20 x 53 + 50 x 50.82) x 2 = 258541.67 ∑AP = 9200759000IP = 26605833.33- = = 82.5 cm
- = 165 – 82.5 = 82.5 cm
- = = 2891.94 cm2
- = = 35.05 cm
- = = 35.05 cm
- Setelah komposit
Jarak efektif antar gelagar sebesar 175 cm. Karena mutu beton plat dan balok berbeda, maka lebar efektif plat komposit dengan balok prategang adalah:beff
x n (n adalah rasio perbandingan antara mutu beton, n = 0.77)175 xTabel Perhitungan Section Properties Balok Tengah Setelah KompositBag. A(cm2)y(cm)A x y(cm3)Momen Inersia ‘I’(cm4)I 30 x 80 = 2400 150360000(1/12 x 80 x 303 + 2400 x 46.542) = 5378927.19 II 105 x 40 = 4200 82.5346500(1/12 x 40 x 1053 + 4200 x 20.962) = 5703431.54 III 30 x 80 = 2400 1536000(1/12 x 80 x 303 + 2400 x 88.462) = 18959280.28 IV 2(½ x 20 x 5) = 100 133.313333.33(1/36 x 20 x 53 + 50 x 29.882) x 2 = 89396.42 V 2(½ x 20 x 5) = 100 31.73166.67(1/36 x 20 x 53 + 50 x 71.792) x 2 = 515528.9 VI 20 x 134.75 = 2695 175471625(1/12 x 134.75 x 203 + 2695 x 71.542) = 13883794.43 ∑ Ac = 118951230625Ic = 44530358.76- = = 103.46 cm
- = 165 – 103.46 = 81.54 cm
- = = = 36.19 cm
- = = 45.91 cm
- Sebelum komposit
- Ap = b x h = 80 x 165 = 13200 cm2
- Ip = 1/12 x b x h3 = 1/12 x 80 x 1653 = 29947500 cm4
- = = 82.5 cm
- = 165 – 82.5 = 82.5 cm
- Setelah komposit
Tabel Perhitungan Section Properties Balok Ujung Setelah Komposit
Bag. | A (cm2) | y (cm) | A x y (cm3) | Momen Inersia ‘I’ (cm4) |
I | 165 x 80 = 13200 | 82.5 | 1089000 | (1/12 x 80 x 1653 + 13200 x 15.682) = 33194287.54 |
II | 20 x 134.75 = 2695 | 175 | 471625 | (1/12 x 134.75 x 203 + 2695 x 76.822) = 15992466.2 |
∑ | Ac = 22415 | 1560625 | Ic = 49186753.75 |
- = = 98.18 cm
- = 165 – 98.18 = 86.82 cm
Beban Tetap
- Akibat berat sendiri balok
Luas penampang (Ap) = 9200 cm2 = 0.92 m2
qd1 = Bj x Ap
= 25 x 0.92
= 23 kN/m
- Akibat beban mati (plat lantai, lapisan aspal & air hujan)
Bj aspal = 22 kN/m3
Bj air = 10 kN/m3
Jarak efektif antar gelagar = 175 cm = 1.75 m
Tebal plat = 20 cm = 0.2 m
Tebal aspal = 5 cm = 0.05 m
Tebal air = 10 cm = 0.1 m
Luas penampang plat (A1) = 1.75 x 0.2 = 0.35 m2
Luas penampang aspal (A2) = 1.75 x 0.05 = 0.0875 m2
Luas penampang air (A3) = 1.75 x 0.1 = 0.175 m2
qd2 = Bj beton x A3 + Bj aspal x A2 + Bj air x A3
= 24 x 0.35 + 22 x 0.0875 + 10 x 0.175
= 12.075 kN/m
- Akibat diafragma
Tebal diafragma (t) = 15 cm = 0.15 m
Gambar Penampang Diafragma
Luas penampang (A) = (135 x 105) – (2 x (AIV + AV))
= 13975 cm2 = 1.3975 m2
Pd = Bj x A x t
= 25 x 1.3975 x 0.15
= 5.24 kN
Beban Lalu Lintas
- Beban lajur “D”
Beban lajur “D” terdiri dari beban tersebar merata (UDL/Uniformly Distributed Load) yang digabung dengan beban garis (KEL/Knife Edge Load).
Gambar Beban Yang Bekerja Pada Arah Melintang Jembatan
a. Besarnya beban terbagi rata (UDL) tergantung pada panjang total yang dibebani (L).
L = 40 m > 30 m, maka:
q =
=
= 7 kPa
Jarak efektif antar gelagar = 175 cm = 1.75 m, maka beban merata yang bekerja di sepanjang gelagar adalah:
ql1 = 1.75 x q
= 1.75 x 7
= 12.25 kNm
b. Beban terpusat P yang ditempatkan tegak lurus arah lalu lintas pada jembatan adalah sebesarnya 44.0 kN/m.
Faktor Beban Dinamik untuk “KEL” lajur “D”, untuk bentang (LE) = 40 m, nilai DLA = 0.4.
Maka: K = 1 + DLA
K = 1 + 0.4 = 1.4
Jarak efektif antar gelagar = 175 cm = 1.75 m, maka beban terpusat yang bekerja pada gelagar adalah:
pl1 = 1.75 x P x K
= 1.75 x 44 x 1.4
= 107.8 kN
- Beban RemPengaruh percepatan dan pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya rem tersebut tergantung dari panjang struktur (L), yaitu untuk L = 40 m ≤ 80 m, gaya rem = 250 kN.
Gambar Beban Rem Yang Bekerja Pada Arah Memanjang Jembatan
Aksi Lingkungan- Beban anginKendaraan yang sedang berada di atas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal diterapkan pada permukaan lantai sebesar:
TEW = 0.0012CW(VW)2 kN/m
Dimana: Vw = kecepatan angin rencana = 30 m/det
Cw = koefisien Seret = 1.2
TEW = 0.0012 x 1.2 x 302
= 1.296 kN/m
Analisa StatikaBeban Tetap
Gambar Diagram Momen dan Gaya Lintang Akibat Berat Sendiri- Akibat berat sendiriReaksi tumpuan:RA = RB = ½ x q x L= ½ x 23 x 40= 460 kNMomen & Gaya Lintang pada setiap titik:Momen pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;Mx = (RA
x X) – (½ x q x X2)Gaya Lintang pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;Vx = RA – (q x X)Maka:Titik A, X = 0 m MA = 0 kNmVA = 460 kNTitik 1, X = 2 m M1 = 874 kNmV1 = 414 kNTitik 2, X = 4 m M2 = 1656 kNmV2 = 368 kNTitik 3, X = 6 m M3 = 2346 kNmV3 = 322 kNTitik 4, X = 8 m M4 = 2944 kNmV4 = 276 kNTitik 5, X = 10 m M5 = 3450 kNmV5 = 230 kNTitik 6, X = 12 m M6 = 2864 kNmV6 = 184 kNTitik 7, X = 14 m M7 = 4186 kNmV7 = 138 kNTitik 8, X = 16 m M8 = 4416 kNmV8 = 92 kNTitik 9, X = 18 m M9 = 4554 kNmV9 = 46 kNTitik 10, X = 20 m M10 = 4600 kNmV10 = 0 kN - Akibat beban mati
VA =241,5 kN VB = 241,5 kN
Gambar Diagram Momen dan Gaya Lintang Akibat Beban Mati
Reaksi tumpuan:
RA = RB = ½ x q x L
= ½ x 12.075 x 40
= 241.5 kN
Momen & Gaya Lintang pada setiap titik:
Momen pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Mx = (RA
x X) – (½ x q x X2)
x X) – (½ x q x X2)
Gaya Lintang pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Vx = RA – (q x X)
Maka:
Titik A, X = 0 m MA = 0 kNm
VA = 241.5 kN
Titik 1, X = 2 m M1 = 458.85 kNm
V1 = 217.35 kN
Titik 2, X = 4 m M2 = 869.4 kNm
V2 = 193.2 kN
Titik 3, X = 6 m M3 = 1231.65 kNm
V3 = 169.05 kN
Titik 4, X = 8 m M4 = 1545.6 kNm
V4 = 144.9 kN
Titik 5, X = 10 m M5 = 1811.25 kNm
V5 = 120.75 kN
Titik 6, X = 12 m M6 = 2028.6 kNm
V6 = 96.6 kN
Titik 7, X = 14 m M7 = 2197.65 kNm
V7 = 72.45 kN
Titik 8, X = 16 m M8 = 2318.4 kNm
V8 = 48.3 kN
Titik 9, X = 18 m M9 = 2390.85 kNm
V9 = 24.15 kN
Titik 10, X = 20 m M10 = 2415 kNm
V10 = 0 kN
Gambar Diagram Momen dan Gaya Lintang Akibat Diafragma
- Akibat diafragma
Reaksi tumpuan:
RA = RB = ½ x ∑ P
= ½ x 5.24 x 11
= 28.823 kN
Momen & Gaya Lintang pada setiap titik:
Momen pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Mx = (RA
x X) – (p x X)
x X) – (p x X)
Gaya Lintang pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Vx = VA – p
Maka:
Titik A, X = 0 m
MA = 0 kNm
VA = RA = 28.823 kN
Titik 1, X = 2 m
M1 = (28.823 x 2) – (5.24 x 2)
= 47.166 kNm
V1 = VA = 28.823 kN
Titik 2, X = 4 m
M2 = (28. 823 x 4) – (5.24 x 4)
= 94.331 kNm
V2 = 28.823 – 5.24
= 23.583 kN
Titik 3, X = 6 m
M3 = (28. 823 x 6) – (5.24 x 6) – (5.24 x 2)
= 131.016 kNm
V3 = V2 = 23.583 kN
Titik 4, X = 8 m
M4 = (28. 823 x – (5.24 x – (5.24 x 4)
= 167.7 kNm
V4 = 23.583 – 5.24
= 18.342 kN
Titik 5, X = 10 m
M5 = (28. 823 x 10) – (5.24 x 10) – (5.24 x 6) – (5.24 x 2)
= 193.903 kNm
V5 = V4 = 18.342 kN
Titik 6, X = 12 m
M6 = (28. 823 x 12) – (5.24 x 12) – (5.24 x – (5.24 x 4)
= 220.106 kNm
V6 = 18.342 – 5.24
= 13.102 kN
Titik 7, X = 14 m
M7 = (28. 823 x 14) – (5.24 x 14) – (5.24 x 10) – (5.24 x 6) – (5.24 x 2)
= 235.828 kNm
V7 = V6 = 13.102 kN
Titik 8, X = 16 m
M8 = (28. 823 x 16) – (5.24 x 16) – (5.24 x 12) – (5.24 x – (5.24 x 4)
= 251.55 kNm
V8 = 13.102– 5.24
= 7.861 kN
Titik 9, X = 18 m
M9 = (28. 823 x 18) – (5.24 x 18) – (5.24 x 14) – (5.24 x 10) – (5.24 x 6) – (5.21 x 2)
= 256.791 kNm
V9 = V8 = 7.861 kN
Titik 10, X = 20 m
M10 = (28. 823 x 20) – (5.24 x 20) – (5.24 x 16) – (5.24 x 12) – (5.24 x – (5.21 x 4)
= 262.031 kNm
V10 = 7.861 – 5.24
= 2.62 kN
Beban Lalu Lintas
- Akibat beban lajur
Gambar Diagram Garis Pengaruh Momen dan Gaya Lintang Akibat Beban Lajur
Reaksi tumpuan:
Reaksi tumpuan terbesar terjadi pada saat beban p berada di atas tumpuan.
RA = RB = (½ x q x L) + P
= (½ x 12.25 x 40) + 107.8
= 352.8 kN
Mencari ordinat max (Y) & luas garis pengaruh (A):
Titik A, X = 0 m YA = 0 m
AA = 0 m2
Titik 1, X = 2 m Y1 = = 1.9 m
A1 = ½ x 1.9 x 40 = 38 m2
Titik 2, X = 4 m Y2 = = 3.6 m
A2 = ½ x 3.6 x 40 = 72 m2
Titik 3, X = 6 m Y3 = = 5.1 m
A3 = ½ x 5.1 x 40 = 102 m2
Titik 4, X = 8 m Y4 = = 6.4 m
A4 = ½ x 6.4 x 40 = 128 m2
Titik 5, X = 10 m Y5 = = 7.5 m
A5 = ½ x 7.5 x 40 = 150 m2
Titik 6, X = 12 m Y6 = = 8.4 m
A6 = ½ x 8.4 x 40 = 168 m2
Titik 7, X = 14 m Y7 = = 9.1 m
A7 = ½ x 9.1 x 40 = 182 m2
Titik 8, X = 16 m Y8 = = 9.6 m
A8 = ½ x 9.6 x 40 = 192 m2
Titik 9, X = 18 m Y9 = = 9.9 m
A9 = ½ x 9.9 x 40 = 198 m2
Titik 10, X = 20 m Y10 = = 10 m
A10 = ½ x 10 x 40 = 200 m2
Momen & Gaya Lintang pada setiap titik:
Momen pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Mx = (Yx
x P) + (Ax
x q)
x P) + (Ax
x q)
Gaya Lintang pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Vx = RA – (q x X)
Maka:
Titik A, X = 0 m MA = 0 kNm
VA = 352.8 kN
Titik 1, X = 2 m M1 = 670.32 kNm
V1 = 328.3 kN
Titik 2, X = 4 m M2 = 1270.08 kNm
V2 = 303.8 kN
Titik 3, X = 6 m M3 = 1799.28 kNm
V3 = 279.3 kN
Titik 4, X = 8 m M4 = 2257.92 kNm
V4 = 254.8 kN
Titik 5, X = 10 m M5 = 2646 kNm
V5 = 230.3 kN
Titik 6, X = 12 m M6 = 2963.52 kNm
V6 = 205.8 kN
Titik 7, X = 14 m M7 = 3210.48 kNm
V7 = 181.3 kN
Titik 8, X = 16 m M8 = 3386.88 kNm
V8 = 156.8 kN
Titik 9, X = 18 m M9 = 3492.72 kNm
V9 = 132.3 kN
Titik 10, X = 20 m M10 = 3528 kNm
V10 = 107.8 kN
- Beban Rem
Gambar Diagram Momen Akibat Beban Rem
Titik tangkap gaya rem dari permukaan lantai adalah 1.8 m.
Reaksi tumpuan:
Reaksi (gaya lintang) pada semua titik adalah sama sepanjang jalur
RA = RB = =
= 16.5 kN
Momen pada setiap titik:
Momen pada semua titik adalah sama sepanjang jalur
Mr = Gaya Rem x (titik tangkap + ya‘)
= 250 x (1.8 + 0.8154)
= 653.857 kNm
Aksi Lingkungan- Beban Angin
Reaksi tumpuan:
RA = RB = ½ x q x L
= ½ x 1.296 x 40
= 25.92 kN
Momen & Gaya Lintang pada setiap titik:
Momen pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Mx = (RA
x X) – (½ x q x X2)
x X) – (½ x q x X2)
Gaya Lintang pada titik X dengan jarak setiap 2.0 m;
Vx = RA – (q x X)
Maka:
Titik A, X = 0 m MA = 0 kNm
VA = 25.92 kN
Titik 1, X = 2 m M1 = 49.248 kNm
V1 = 23.328 kN
Titik 2, X = 4 m M2 = 93.312 kNm
V2 = 20.736 kN
Titik 3, X = 6 m M3 = 132.192 kNm
V3 = 18.144 kN
Titik 4, X = 8 m M4 = 165.888 kNm
V4 = 15.552 kN
Titik 5, X = 10 m M5 = 194.4 kNm
V5 = 12.96 kN
Titik 6, X = 12 m M6 = 217.728 kNm
V6 = 10.368 kN
Titik 7, X = 14 m M7 = 235.872 kNm
V7 = 7.776 kN
Titik 8, X = 16 m M8 = 248.832 kNm
V8 = 5.184 kN
Titik 9, X = 18 m M9 = 256.608 kNm
V9 = 2.592 kN
Titik 10, X = 20 m M10 = 259.2 kNm
V10 = 0 kN
Tabel Daftar Kombinasi Gaya Lintang | ||||||
Beban | Berat | Beban | Beban | Beban | Beban | Beban |
Sendiri | Mati | Diafragma | Lajur | Rem | Angin | |
(kN) | (kN) | (kN) | (kN) | (kN) | (kN) | |
VA | 460 | 241.50 | 28.823 | 352.8 | 16.5 | 25.920 |
V1 | 414 | 217.35 | 28.823 | 328.3 | 16.5 | 23.328 |
V2 | 368 | 193.20 | 23.583 | 303.8 | 16.5 | 20.736 |
V3 | 322 | 169.05 | 23.583 | 279.3 | 16.5 | 18.144 |
V4 | 276 | 144.90 | 18.342 | 254.8 | 16.5 | 15.552 |
V5 | 230 | 120.75 | 18.342 | 230.3 | 16.5 | 12.960 |
V6 | 184 | 96.60 | 13.102 | 205.8 | 16.5 | 10.368 |
V7 | 138 | 72.45 | 13.102 | 181.3 | 16.5 | 7.776 |
V8 | 92 | 48.30 | 7.861 | 156.8 | 16.5 | 5.184 |
V9 | 46 | 24.15 | 7.861 | 132.3 | 16.5 | 2.592 |
V10 | 0 | 0 | 2.620 | 107.8 | 16.5 | 0 |
Tabel Daftar Kombinasi Momen | |||||||||
Momen | Berat | Beban | Beban | Beban | Beban | Beban | Kombinasi Momen | ||
Sendiri | Mati | Diafragma | Lajur | Rem | Angin | Seblm komp. | komposit | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | Mo | MG | MT |
8 | 9 | 10 | |||||||
(2+3+4) | (5+6+7+9) | ||||||||
(kNm) | (kNm) | (kNm) | (kNm) | (kNm) | (kNm) | (kNm) | (kNm) | (kNm) | |
MA | 0 | 0 | 0 | 0 | 653.857 | 0 | 0 | 0 | 653.857 |
M1 | 874.000 | 458.850 | 47.166 | 670.320 | 653.857 | 49.248 | 874.000 | 1380.016 | 2753.440 |
M2 | 1656.000 | 869.400 | 94.331 | 1270.080 | 653.857 | 93.312 | 1656.000 | 2619.731 | 4636.980 |
M3 | 2346.000 | 1231.650 | 131.016 | 1799.280 | 653.857 | 132.192 | 2346.000 | 3708.666 | 6293.994 |
M4 | 2944.000 | 1545.600 | 167.700 | 2257.920 | 653.857 | 165.888 | 2944.000 | 4657.300 | 7734.965 |
M5 | 3450.000 | 1811.250 | 193.903 | 2646.000 | 653.857 | 194.400 | 3450.000 | 5455.153 | 8949.410 |
M6 | 3864.000 | 2028.600 | 220.106 | 2963.520 | 653.857 | 217.728 | 3864.000 | 6112.706 | 9947.811 |
M7 | 4186.000 | 2197.650 | 235.828 | 3210.480 | 653.857 | 235.872 | 4186.000 | 6619.478 | 10719.687 |
M8 | 4416.000 | 2318.400 | 251.550 | 3386.880 | 653.857 | 248.832 | 4416.000 | 6985.950 | 11275.519 |
M9 | 4554.000 | 2390.850 | 256.791 | 3492.720 | 653.857 | 256.608 | 4554.000 | 7201.641 | 11604.825 |
M10 | 4600.000 | 2415.000 | 262.031 | 3528.000 | 653.857 | 259.200 | 4600.000 | 7277.031 | 11718.088 |
Dengan menggunakan tabel perkiraan berdasarkan pengalaman, yang tertera pada BMS 1992 bagian 7, direncanakan perletakan elestomer dengan bentuk persegi dan ukuran denah 810 x 810 mm, karena lebar gelagar (b) = 800 mm. Karakteristik dari Elastomer adalah sebagai berikut:
Gambar Bentuk Denah Perletakan
Ukuran denah 810 mm
- Tebal selimut atas dan bawah = 9 mm
- Tebal pelat baja = 5 mm
- Tebal karet dalam = 18 mm
- Tinggi keseluruhan = 92 mm
- Beban ternilai pada perputaran nol, pada geser maksimum = 7353 kN
- Beban ternilai pada perputaran maksimum, pada geser maksimum = 3377 kN
Gaya lintang maksimum yang terjadi pada satu gelagar
VU = 1718.824 kN < Vperletakan = 3377 kN …………………(O.K)
Perencanaan AbutmentGambar Tampak Melintang Jembatan
Perhitungan Pembebanan
Perhitungan Gaya-gaya Akibat Struktur Atas
- Beban mati
- Beban sandaranPanjang bentang jembatan = 40 mBerat pipa sandaran = 4.52 kg/m
Berat 1 tiang sandaran = 0.8242 kN~ berat pipa sandaran = 4 x (40 x 4.52) = 723.2 kg = 7.232 kN~ berat tiang sandaran = 42 x (0.8242) = 34.6164 kN +
Pd1 = 41.8484 kN
- Beban trotoirPanjang bentang jembatan = 40 mBj beton = 24 kN/m3
Bj beton tumbuk = 23 kN/m3
Tebal plat trotoir = 0.25 m
Lebar plat trotoir = 0.8 m
Ukuran balok kerb = 20/25 cm~ berat plat trotoir = 2 x (40 x 0.25 x 0.8 x 23) = 368 kN~ berat kerb = 2 x (40 x 0.25 x 0.2 x 24) = 96 kN +Pd2 = 464 kN- Beban plat kendaraan
Panjang bentang jembatan = 40 mBj beton = 24 kN/m3
Bj Aspal = 22 kN/m3
Tebal plat kendaraan = 20 cm = 0.2 m
Lebar plat kendaraan = 7 m
Tebal lapisan aspal = 5 cm = 0.05 m~ berat lapisan aspal = 40 x 7 x 0.05 x 22 = 308 kN~ berat plat kendaraan = 40 x 7 x 0.2 x 24 = 1344 kN +Pd3
= 1652 kN- Beban gelagar
Panjang bentang jembatan = 40 mBj beton prategang = 25 kN/m3
Ap = 9200 cm2 = 0.92 m2~ berat gelagar = 5 x (40 x 0.92 x 25) Pd4 = 4600 kN- Beban diafragma
Panjang bentang jembatan = 40 mJarak antar diafragma = 4 mBj beton prategang = 25 kN/m3
A = 1.3975 m2
t = 0.15 m~ berat diafragma = 44 x (1.3975 x 0.15 x 25) Pd5 = 230.5875kN- Beban mati tambahan
Beban mati tambahan berupa pelapisan ulang lapisan aspal dengan tebal 50 mm~ berat lapisan aspal = 40 x 7 x 0.05 x 22 Pd6 = 308 kN -
Beban mati total yang bekerja pada abutment
Rd =
=
= 3648.218 kN
- Beban hidup
- Beban sandaranPanjang bentang jembatan = 40 mBeban hidup = 0.75 kN/m~ beban hidup pipa sandaran = 2 x (40 x 0.75) Pl1 = 60 kN
- Beban trotoirPanjang bentang jembatan = 40 mLebar trotoir = 1 m
Beban hidup = 5 kPa~ beban hidup trotoir = 2 x (40 x 1 x 5) Pl2 = 400 kN - Beban plat kendaraan (beban lalu lintas)Panjang bentang jembatan = 40 mLebar plat kendaraan = 7 m
Gambar 4.62 Penyebaran Beban Lajur
Gambar Beban Yang Bekerja Pada Arah Melintang Jembatan
a. Besarnya beban terbagi rata (UDL) tergantung pada panjang total yang dibebani (L).
L = 40 m > 30 m, maka:
q =
=
= 7 kPa
~ beban hidup (UDL) = (40 x 5.5 x 7) x 100% + (40 x 1.5 x 7) x 50%
Pl3 = 1750 kN
b. Beban terpusat P yang ditempatkan tegak lurus arah lalu lintas pada jembatan adalah sebesarnya 44.0 kN/m.
Faktor Beban Dinamik untuk “KEL” lajur “D”, untuk bentang (LE) = 40 m, nilai DLA = 0.4.
Maka: K = 1 + DLA
K = 1 + 0.4 = 1.4
~ beban hidup (KEL) = 7 x 44 x 1.4 Pl4 = 431.2 kN
- Beban air hujanPanjang bentang jembatan = 40 mBj air = 10 kN/m3
Lebar plat kendaraan = 7 m
Lebar plat trotoir = 2 x 1 m
Tebal air pada plat kendaraan = 10 cm = 0.1 m
Tebal air pada trotoir = 5 cm = 0.05 m~ berat air hujan = (40 x 7 x 0.1 x 10) + (40 x 2 x 0.05 x 10)Pl5 = 320 kN - Beban anginPanjang bentang jembatan = 40 mKendaraan yang sedang berada di atas jembatan, beban garis merata tambahan arah horizontal diterapkan pada permukaan lantai sebesar:TEW = 0.0012CW(VW)2 kN/mDimana: Vw = kecepatan angin rencana = 30 m/detCw = koefisien Seret = 1.2TEW = 0.0012 x 1.2 x 302= 1.296 kN/m~ berat angin = 40 x 1.296 Pl6 = 51.84 kN
- Beban remPengaruh percepatan dan pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang. Besarnya gaya rem tersebut tergantung dari panjang struktur (L), yaitu untuk L = 40 m ≤ 80 m, gaya rem (Hr = 250 kN).Gambar Beban Rem Yang Bekerja Pada Arah Memanjang Jembatan
- Beban gesekanGaya gesekan antara beton dengan karet elastomer ( f = 0.15 ; PPPJJR 1987)Hg = f x Rd= 0.15 x 3648.218= 547.2327 kN
- Beban lalu lintas pada plat injakGambar Beban Lalu Lintas Pada Plat InjakLebar plat kendaraan = 7 m
Panjang plat injak = 2 m
q = 1 t/m2 = 100 kN/m2~ beban lalu lintas = 7 x 2 x 100 Pl7 = 1400 kN
Beban mati total yang bekerja pada abutment
Rl =
=
= 1722.12 kN
Hs = Hr + Hg
= 250 + 547.2327
= 797.2327 kN
Perhitungan Berat Sendiri Abutment
Direncanakan abutment tipe T terbalik dengan tinggi abutment 6 m, lebar pondasi. 11.6 m
Gambar Dimensi Penampang Abutment
Tabel Perhitungan Berat Sendiri Abutment
No | Bentuk | P | T | L | Luas (A) | Volume (V) | Bj | Berat | Jarak (x) | Momen O |
(m) | (m) | (m) | (m2) | (m3) | (kN/m3) | (kN) | (m) | (kNm) | ||
1 | persegi | 0.5 | 0.25 | 10.8 | 0.125 | 1.35 | 24 | 32.4 | 2.05 | 66.420 |
2 | persegi | 0.7 | 1.69 | 10.8 | 1.183 | 12.7764 | 24 | 306.6336 | 2.15 | 659.262 |
3 | persegi | 1.6 | 0.7 | 10.8 | 1.12 | 12.096 | 24 | 290.304 | 1.7 | 493.517 |
4 | segitiga | 0.4 | 0.25 | 10.8 | 0.05 | 0.54 | 24 | 12.96 | 2.23 | 28.901 |
5 | persegi | 1.2 | 2.36 | 10.8 | 2.832 | 30.5856 | 24 | 734.0544 | 1.5 | 1101.082 |
6 | segitiga | 0.9 | 0.4 | 11.6 | 0.18 | 2.088 | 24 | 50.112 | 2.4 | 120.269 |
7 | segitiga | 0.9 | 0.4 | 11.6 | 0.18 | 2.088 | 24 | 50.112 | 0.6 | 30.067 |
8 | persegi | 3 | 1 | 11.6 | 3 | 34.8 | 24 | 835.2 | 1.5 | 1252.800 |
Total | 8.67 | 96.324 | 2311.776 | 3752.317 |
e =
=
= 1.623 m
Maka berat total abutment (W1) = 2311.776 kN, yang bekerja terpusat pada jarak 1.623 m dari titik O.
Perhitungan Berat Plat Injak dan Wing Wall
Gambar Dimensi Penampang Plat Injak dan Wing Wall
Tabel Perhitungan Berat Plat Injak dan Wing Wall
No | Bentuk | P | T | L | Luas (A) | Volume (V) | Bj | Berat | Jarak (x) | Momen O |
(m) | (m) | (m) | (m2) | (m3) | (kN/m3) | (kN) | (m) | (kNm) | ||
9 | persegi | 0.2 | 0.25 | 7 | 0.05 | 0.35 | 24 | 8.4 | 2.4 | 20.160 |
10 | persegi | 2 | 0.2 | 7 | 0.4 | 2.8 | 24 | 67.2 | 3.5 | 235.200 |
11 | persegi | 2 | 2.44 | 0.3 | 4.88 | 1.464 | 24 | 35.136 | 3.5 | 122.976 |
12 | segitiga | 0.4 | 0.25 | 0.3 | 0.05 | 0.015 | 24 | 0.36 | 2.37 | 0.853 |
13 | segitiga | 1.5 | 2.36 | 0.3 | 1.77 | 0.531 | 24 | 12.744 | 3.5 | 44.604 |
14 | persegi | 0.5 | 1.96 | 0.3 | 0.98 | 0.294 | 24 | 7.056 | 2.75 | 19.404 |
15 | persegi | 0.4 | 1.71 | 0.3 | 0.684 | 0.2052 | 24 | 4.9248 | 2.3 | 11.327 |
16 | segitiga | 0.9 | 0.4 | 0.3 | 0.18 | 0.054 | 24 | 1.296 | 2.7 | 3.499 |
Total | 8.994 | 5.7132 | 137.1168 | 458.023 |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar