Bab Iv Baru Buat 2 (autos.docx

BAB IV ANALISA 4.1

Perencanaan Struktur

4.1.1 Data Jembatan

Gambar 4.1 Penampang memanjang jembatan tampak samping

Gambar 4.1 Penampang memanjang jembatan tampak atas

Gambar 4.1 Penampang melintang jembatan

1. Panjang bentang jembatan

L

= 2800 cm

2. Tebal lapisan round Bar

hr

= 10

mm

3. Tebal lapisan pelat lantai

ht

= 10

mm

4. Jarak antara girder pinggir

s

= 115 cm

5. Jarak antara girder tengah

s’

= 170 cm

6. Lebar jalur lalu-lintas

b

= 400 cm

4.1.2

Spesifikasi Bahan Struktur

1. baja Struktur utama dalam perencanaan ini seluruhnya menggunakan konstruksi dari baja. Mutu baja yang digunakan dalam perencanaan konstruksi jembatan dapat dilihat dibawah ini : a. Gelagar memanjang WF 700x300x13x24

= Fy-420 Mpa

b. Gelagar melintang WF 200x100x5.5x8

= Fy-420 Mpa

2. Pelat lantai Pelat lantai yang digunakan dalam perencanaan ini adalah pelat lantai baja dengan tebal 10 mm. 3. Round Bar Baja round bar digunakan untuk pelat lintasan kenderaan. Dipasang dengan jarak tep i 170 cm dan jarak tengah 343 cm.

4.2

Perhitungan Lantai Jembatan

4.2.1 Data pelat Lantai Jembatan Data pelat jembatan adalah sebagai berikut : Tebal pelat lantai jembatan

ht

= 10 mm

Tebal lapisan Round Bar

hr

= 10 mm

b

= 400 cm

Lebar total jembatan 4.2.2 Bahan Sturktur 1. Mutu Baja Tabel 4.2 Mutu baja Mutu Baja : Mutu baja profil 700x300x13x24

Fy=420 mpa

Mutu baja profil 200x100x5.5x8 Mutu baut

Fy=420 mpa HTB – M20

2. Specific Gravity Tabel 4.3 Specific Gravity

(Sumber : SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan)

Dari tabel didapat Specific gravity baja sebesar Ws = 78,50 kN/m3 4.2.3 Analisis Beban Lantai Jembatan 1. Berat Sendiri (MS) Ditinjau pelat lantai jembatan selebar, Tebal pelat lantai jembatan, Berat jenis baja Berat sendiri

b= ho=

4.00 m 0.01 m

Ws=

78.50 kN/m3

QMS=b*h*Ws=

3,14 kN/m

2. Beban Mati Tambahan (MA) No. 1 2

JENIS Pelat landasan Air hujan Beban mati tambahan :

Tebal (m) 0.01 0.05

Berat Beban 3 kN/m (T*B) kN/m 78,5 0,785 9.80 0.490 QMA= 1,275

3. Beban Truk "T" (TT)

Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk ( beban T ) yang besarnya,

T = 112.5 kn

Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil, DLA = 30% Beban truk "T" :

PTT = (1+DLA) * T = 146.25 Kn

Penempatan beban truk diletakan pada posisi dimana momen terbesar terjadi yaitu apabila truk tidak melintas pada pelat lintasan.

Gambar 4.2 Pembebanan truk

4. Beban Angin (EW) Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : TEW= 0.0012*CW*(VW)2 dengan,

CW

= koefisien seret

= 1.2

VW = kecepatan angin rencana

= 35 m/det

TEW = 0.0012*CW*(VW)2

= 1.764 kN/m

Penempatan beban truk diletakan pada posisi dimana momen terbesar terjadi yaitu ketika truk tidak melintas pada pelat lintasan.

h Tew

h/2

Pew x

Gambar 4.3 Pembebanan angin pada kendaraan

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2 meter diatas lantai jembatan

h = 2.00 m

Jarak antara roda kendaraan

x = 1.75 m

Transfer beban angin ke lantai jembatan, PEW = [1/2*h/(x*TEW)] PEW =

1.008 kN

5. Pengaruh Temperatur (ET) Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum rata-rata pada lantai jembatan.

(Sumber : SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan)

Temperatur maksimum rata-rata

Tmax = 45oC

Temperatur minimum rata-rata

Tmin = 15 oC

Perbedaan temperatur pada slab,

∆T

= (Tmax-Tmin) / 2

∆T

= (45 oC -15 oC) / 2 = 15 oC

Modulus elastis baja,

Ec = 200.000 Mpa

6. Momen Pada pelat Lantai Jembatan Pelat dianggap seperti balok yang terletak diatas banyak perletakan,. Momen maksimum pada pelat dihitung dengan menggunakan program SAP2000 dengan beban sebagai berikut : Tabel 4.4 Beban pada pelat lantai jembatan Beban Simbol

Nilai

Berat sendiri

QMS

3,14 kN/m

Beban mati tambahan

QMA

1,275 kN/m

Beban Truk “T”

PTT

146.25 kN

Beban angin

PEW

1.008 kN

Pengaruh Temperatur

∆T

15 oC

Berat Sendiri (MS)

Beban Mati Tambahan (MA)

Beban Truk “T” (TT)

Beban Angin (EW)

Pengaruh Temperatur (ET)

Gambar 4.4 Input beban pada program SAP2000

Dengan bantuan program SAP2000 diperoleh momen tumpuan dan momen lapangan sebagai berikut : a. Momen akibat beras sendiri (MS) :

b. Momen akibat beban mati tambahan (MA)

c.

Momen akibat beban truck (TT) :

d. Momen akibat beban angin (EW) :

e. Momen akibat temperatur (ET)

Gambar 4.5 Momen pada dengan program SAP2000

Tabel Momen Tabel 4.5 Momen max No.

Jenis Bahan

Mtumpuan (kNm)

1

Berat Sendiri

1,13

2

0,46

3

Beban mati tambahan Beban truk "T"

62,16

4

Beban angin

0,43

5

Pengaruh temperatur

0.01

Perencanaan Sandaran

Gambar Potongan Sandaran beban terpusat = 100 kg beban sandaran = 0,75 kN/m = 0,75 kg/cm P = 100 kg q = 0,75 kg/m

Gambar beban pada pipa -

Kontrol lendutan Lendutan izin =

𝑙 300

=

120 300

= 0,4 cm

Akibat beban merata (fy) =

=

Akibat beban terpusat(fx) =

=

5× 𝑞 ×𝑙 4 384× 𝐸𝐼× 𝐼𝑋 5× 0,75 ×1204 384× 2.106 × 38,1

= 0,026 cm < 0,4 cm .....ok!!!

1× 𝑝 ×𝑙 3 48× 𝐸𝐼× 𝐼𝑋 1× 100 ×1203 48× 2.106 × 38,1

= 0,047 cm < 0,4 cm .....ok!!!

√𝑓𝑥 2 + 𝑓𝑦 2 < 0,4 cm √0,0262 + 0,0472 < 0,4 cm √0,0262 + 0,0472 = 0,053 < 0,4 cm ....ok!!!

Kontrol kekuatan lentur 1

1

Muy

= 8 × 𝑞 × 𝑙 2 = 8 × 75 × 1,22 = 13,5 kg m

MuX

= 4 × 𝑃 × 𝑙 = 4 × 100 × 1,2 = 30 kg m

1

1

Mnx = Mny = 0,9 fy Sx = 0,9 x 2800 kg/cm2 x 9,98 cm3 = 251,496 kg m Muy Mny

Mux Mnx

Muy Mny

=

=

+

13,5 kg m 251,496 kg m

30 kg m 251,496 kg m

Mux Mnx

= 0,053 kg m

= 0,119 kg m

≤1

0,053 kg m + 0,119 kg m ≤ 1 0,172 ≤ 1 .....ok!!!

Perhitungan Gelagar Memanjang Gelagar memanjang yang direncanakan sepanjang 28 meter dengan profil WF 700 300 13 24. jarak antar gelagar dalam 1,75m dan luar 1,15m.

H =700 mm

zx = 5760 cm3

B = 300

zy = 722 cm 3

A = 235,5 cm2 Q = 185 kg/m Ix =201.000 cm 4 Iy = 10.800 cm4

a. Beban mati 1. Berat Sendiri (MS) (faktor beban 1,1) - Berat gelagar memanjang Luas (A) = 235,5 cm2 = 0,02355 m2 Q profil

=AxW = 0,0355 m2 x 78,5 kN/m = 1,85 kN/m

- Berat lantai Q profil

= b*h*W = 1,45 m * 0,01 m * 78,5kN/m = 1,138 kN/m

- Berat gelagar melintang / diafragma (profil yg di pakai WF 200 100 5,5 8) pemodelan diafragma pada konstruksi yaitu sebagai beban terpusat yg bekerja disepanjang girder. A = 27,16 cm2 = 0,002716 m2 Q diafrgama = A*W = 0,002716 m2 * 78,5kN/m = 0,213 kN/m x 25 (jumlah diafragma ada 25 buah) = 5,325 kN Beban sendiri (MS) (faktor beban 1,1) No.

JENIS

Luas A (m2)

Berat W kN/m3

Beban (A*W)

1

Lantai

0,0145

78,5

1,138 kN/m

2

Girder

0,0355

78,5

1,85 kN/m

Q MS

3,29 kN/m

0,002716

78,5

5,325 kN

P MS (dikali faktor beban)

P MS

5,857 kN

Q MS (dikali faktor beban) 3

Difragma

Momen max untuk satu gelagar terhadap beban mati : 1

1

MMs = (8 × 𝑞𝑀𝑠 × 𝑙 2 ) + (4 × 𝑝 𝑀𝑠 × 𝑙) 1

= (8 × 3,29

kN m

1

× 282 𝑚) + (4 × 5,857 kN × 28 𝑚)

= 363,419 kN m

Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban mati : 1

1

2

2

VMS = ( × 𝑞𝑀𝑠 × 𝑙) + ( × 𝑝 𝑀𝑠) 1

= (2 × 3,29 = 50 kN

kN m

1

× 28 𝑚) + (2 × 5,857 kN)

2. Beban mati tambahan - Berat pelat landasan

- berat air hujan

Luas = 0,01 x 1 = 0,01 m 2

Luas

= 0,05 x 1 = 0,01 m 2

Q

Q

=Axw

=Axw = 0,01 m 2 x 78,5 kN/m3

= 0,05 m 2 x 9,80 kN/m3

= 0,785 kN/m

= 0.490 kN/m

Beban Mati Tambahan (MA) (faktor beban 1,4) No.

JENIS

Tebal (m)

Berat kN/m3

Beban (T*B) kN/m

1

Pelat landasan

0.01

78,5

0,785

2

Air hujan

0.05

9.80

0.490

Beban mati tambahan :

Q total

1,275

Beban sendiri x faktor beban

Q MA

1,785

Momen max untuk satu gelagar terhadap beban mati tambahan : 1

MMs = (8 × 𝑞𝑀𝑠 × 𝑙 2 ) 1

= (8 × 1,275

kN m

× 282 𝑚)

= 124,95 kN m

Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban mati tambahan : 1

VMS = (2 × 𝑞𝑀𝑠 × 𝑙) 1

= (2 × 1,275 = 17 kN

kN m

× 28 𝑚)

b. Beban hidup

1. Beban lalulintas ( D ) 1450 mm

Gambar peninjauan beban “D” untuk satu buah Gelagar

Lebar efektif = 175/2 + 115/2 = 145 cm Syarat, L = 28 m < 30 m Untuk satu buah propil, Fator beban (1,8) BTR, q = 9 kPa = 0,009 Mpa x 1450 mm x 1,8 = 23,49 N/mm = 23,49 kN/m BGT, p = 49 KN/m x lebar efektif x faktor beban = 49 KN/m x 1,45 m x 1,8 = 127,89 kN

BGT BTR

Gambar penempatan beban “D” pada arah memanjang

Momen max untuk satu gelagar terhadap beban hidup : 1

1

MTD = (8 × 𝑞TD × 𝑙 2 ) + (4 × 𝑝 TD × 𝑙) 1

= (8 × 23,49

kN m

1

× 282 𝑚) + (4 × 127,89 kN × 28 𝑚)

= 3197,25 kN m

Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban hidup : 1

1

VTD = (2 × 𝑞TD × 𝑙) + (2 × 𝑝 TD) 1

= (2 × 23,49

kN m

1

× 28 𝑚) + (2 × 127,89 kN)

= 392,805 kN

2.

Gaya rem Pengaruh pengereman dari lalulintas diperhitingkan sebagai gaya arah dalam memanajanng, dan dianggap bekerja pada jarak 1,8 diatas permukaan lantai jembatan.

y bs = =

𝛴𝐴×𝑦 𝐴 ((0,01×1450)×0,705)+((0,024×0,3)×0,688)+((0,652×0,013)×0,350)+((0,024×0,3)×0,012) (0,01×1,450)+(0,024×0,3)+(0,652×0,013)+(0,024×0,3)

= 0,4877 m = 487,7 mm (dari sisi bawah) L

= 28 m

S

= 1,45 m

Lengan terhadap titik berat girder : y

= y as + ha + 1,8 = 0,2223 m + 0,01 m + 1,8 m = 2,0323 m Gaya rem TTB, 50 % beban lajur D tanpa faktor beban dinamis QTD

= q x s x l x 1,8 = 9 kN/m2 x 1,45 m x 28 m = 365,4 kN

PTD

= p x s x 1,8 = 49 kN/m x 1,45 m x 1,8 = 127,89 kN

TTB

= 50% x (QTD + PTD) = 0,05 x (365,4 kN + 127,89 kN) = 24,66 kN

Beban momen akibat beban rem M

= TTB x y = 24,66 kN x 2,0323 m = 50,12 kN m

Gaya geser maksmum, V

= =

𝑀 𝐿 50,12 kN m 28 𝑚

= 1,79 kN

c. Beban sekunder 1.Pengaruh Temperatur (ET) Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum ratarata pada lantai jembatan.

(Sumber : SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan)

Temperatur maksimum rata-rata

Tmax = 45oC

Temperatur minimum rata-rata

Tmin = 15 oC

Perbedaan temperatur pada slab,

∆T

= (Tmax-Tmin) / 2

∆T

= (45 oC -15 oC) / 2 = 15 oC

Modulus elastis baja,

Es = 200.000 Mpa = 2 x 106 kg/cm2 = 2 x 10 8 kN/m2

2. Beban Angin (EW) (faktor beban 1,2) Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : TEW= 0.0012*CW*(VW)2

dengan,

CW

= koefisien seret

= 1,46

VW = kecepatan angin rencana

= 35 m/det

TEW = 0.0012*CW*(VW)2

= 2,15 kN/m

Penempatan beban truk diletakan pada posisi dimana momen terbesar terjadi yaitu ketika truk tidak melintas pada pelat lintasan.

Gambar 4.3 Beban penyebaran angin akibat kendaraan

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2 meter diatas lantai jembatan

h = 2.00 m

Jarak antara roda kendaraan

x = 1.70 m

Transfer beban angin ke lantai jembatan,

QEW =[1/2*h/(x*TEW)]x 1,2 QEW = 0,22 kN/m

Momen max untuk satu gelagar terhadap beban angin : 1

MEW = (8 × 𝑞EW × 𝑙 2 ) 1

= (8 × 0,22

kN m

× 282 𝑚)

= 21,56 kN m Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban angin : 1

VEW = (2 × 𝑞EW × 𝑙) 1

= (2 × 0,22 = 3,08 kN

kN m

× 28 𝑚)

Tabel 4.4 Beban pada girder jembatan Beban Berat sendiri

Beban mati

Beban mati tambahan Beban hidup

Beban lalulintas Temperatur

Beban sekunder

angin

Tabel Momen Tabel 4.5 Momen No.

Jenis Bahan

Momen (kNm)

1

Berat Sendiri

815,36

2

124,95

3

Beban mati tambahan Beban truk "T"

2824,89

4

Pengaruh temperatur

0.01

Simbol

Nilai

QMS

3,521 kN/m

PMS

5,857 kN

QMA

1,785 kN/m

BTR

23,49 kN/m

BGT

127,89 kN/m

ET

150c

Tew

2,56 kN/m

Pew

0,22 kN/m

Perhitungan Gelagar Melintang

a. Beban mati 1. Berat Sendiri (MS)(faktor beban 1,1) Q lantai

Q =b*h*W

Q =1,165*0,01*78,5=

Q profil

21,3=

Q total

0,914 kN/m 0.213 1,127

Q MS Momen max untuk satu gelagar terhadap beban mati : 1

MMs = (8 × 𝑞𝑀𝑠 × 𝑙 2 ) 1

= (8 × 1,239

kN m

× 282 𝑚)

= 121,422 kN m

Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban mati : 1

VMS = (2 × 1,239 × 𝑙) 1

= (2 × 1,239 = 17 kN

kN m

× 28 )

1,239

2. Beban Mati Tambahan (MA) (faktor beban 1,4) No. 1 2

Tebal (m) 0.01 0.05

JENIS Pelat landasan Air hujan Beban mati tambahan (1,1)

Berat Beban kN/m3 (T*B) kN/m 78,5 0,785 9.80 0.490 QMA= 1,275 QMA=

1,785

Momen max untuk satu gelagar terhadap beban mati : 1

MMs = (8 × 𝑞𝑀𝑠 × 𝑙 2 ) 1

= (8 × 1,785

kN m

× 282 𝑚)

= 174,3 kN m

Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban mati : 1

VMS = (2 × 𝑃 𝑀𝑠 × 𝑙) 1

= (2 × 1,785

kN m

× 28 )

= 24,99 kN

b. Beban hidup 1. Beban lalulintas ( D )

Gambar peninjauan beban “D” untuk satu buah Gelagar melintang

Gambar Pembebanan “D” L = 28 m < 30 m BTR, q = 9 kPa = 0,009 Mpa x 1165 mm = 10,485 N/mm = 10,485 kN/m BGT, p = 49 kN/m x 1,165m = 71,050 kN BGT BTR

Gambar penempatan beban “D” pada arah memanjang

Momen max untuk satu gelagar terhadap beban hidup : 1

1

MTD = (8 × 𝑞TD × 𝑙 2 ) + (4 × 𝑝 TD × 𝑙) 1

= (8 × 10,485

kN m

1

× 282 𝑚) + (4 × 71,050 kN × 28 𝑚)

= 1524,88 kN m

Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban hidup : 1

1

VTD = (2 × 𝑞TD × 𝑙) + (2 × 𝑝 TD) 1

= (2 × 10,485 = 182,315 kN

kN m

1

× 28 𝑚) + (2 × 71,05 kN)

d. Beban sekunder 1.Pengaruh Temperatur (ET) Untuk memperhitungkan tegangan maupun deformasi struktur yang timbul akibat pengaruh temperatur, diambil perbedaan temperatur yang besarnya setengah dari selisih antara temperatur maksimum dan temperatur minimum ratarata pada lantai jembatan.

(Sumber : SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan)

Temperatur maksimum rata-rata

Tmax = 45oC

Temperatur minimum rata-rata

Tmin = 15 oC

Perbedaan temperatur pada slab,

∆T

= (Tmax-Tmin) / 2

∆T

= (45 oC -15 oC) / 2 = 15 oC

Modulus elastis baja,

Ec = 200.000 Mpa

2. Beban Angin (EW) (faktor beban 1,2) Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : TEW= 0.0012*CW*(VW)2

dengan,

CW

= koefisien seret

= 1,46

VW = kecepatan angin rencana

= 35 m/det

TEW = 0.0012*CW*(VW)2

= 2,15 kN/m

Penempatan beban truk diletakan pada posisi dimana momen terbesar terjadi yaitu ketika truk tidak melintas pada pelat lintasan.

h Tew

h/2

Pew x

Gambar 4.3 Pembebanan angin akibat kendaraan

Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2 meter diatas lantai jembatan

h = 2.00 m

Jarak antara roda kendaraan

x = 1.70 m

Transfer beban angin ke lantai jembatan, PEW

=[1/2*h/(x*TEW)]x 1,2

PEW

= 0,22 kN/m x 1,165 m

PEW

= 0,2563 kN

Momen max untuk satu gelagar terhadap beban angin : 1

MEW = (4 × 𝑃EW × 𝑙) 1

= (4 × 0,2563 kN × 4 𝑚) = 0,2563 kN m Gaya geser max untuk satu gelagar terhadap beban angin : 1

VEW = (2 × 𝑃𝐸𝑊) 1

= (2 × 0,2563 kN) = 0,128 kN

Beban beban yang bekerja pada gelagar memanjang Jembatan Gelagar memanjang dianggap seperti balok yang terletak diatas dua perletakan,. Momen maksimum pada pelat dihitung dengan menggunakan program SAP2000 dengan beban sebagai berikut : Tabel 4.4 Beban pada girder jembatan Beban Beban mati Beban hidup Beban sekunder

Simbol

Nilai

Berat sendiri

QMS

1,239 kN/m

Beban mati tambahan

QMA

1,40 kN/m

BTR

10,485 kN/m

BGT

71,050 kN/m

Temperatur

ET

150c

angin

Tew

2,56 kN/m

Beban lalulintas