Baja California Norte Baja California Sur Campeche Chiapas ...
Baja Jembatan.docx
-
Upload
angga-mukadar -
Category
Documents
-
view
229 -
download
0
Transcript of Baja Jembatan.docx
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
1/26
Baja Jembatan (Steel Bridge)
mantap bung 11:21 PMTeori
ads
DASAR TEORI
http://www.civildoqument.com/search/label/Teorihttp://www.civildoqument.com/search/label/Teorihttp://www.civildoqument.com/search/label/Teori -
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
2/26
Jembatan adalah suatu konstruksi yang berguna untuk menghubungkan jalan yangterhalang oleh suatu rintangan baik berupa sungai, rawa-rawa dan jurang.
Perhitungan konstruksi jembatan harus didukung oleh teori-teori, rumus-rumus dan
peraturan-peraturan dalam perenanaan. !alam bab ini akan diuraikan mengenai peraturan-
peraturan standard jembatan di "ndonesia dan rumus-rumus untuk perenanaan jembatan rangka
baja Teupin #apeng, $eamatan %aktiya %arat, $abupaten &eh 'tara.
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
3/26
2.1 Standard Jembatan
Merenanakan suatu jembatan, baik ditinjau dari (olume lalu lintas maupun berat lalu
lintas yang melewati jembatan tersebut, maka pihak !irektorat Jenderal %ina Marga
menggolongkan jembatan atas tiga kelas, yaitu :
1. Jembatan kelas A, lebar lantai jembatan ),** meter dan 2 + 1,** meter sebagai trotoar dengan
beban 1** dari loading istem %ina Marga.
2. Jembatan kelas B, lebar lantai jembatan ,** meter dan 2 + *,/* meter sebagai trotoar dengan
beban )* dari loading istem %ina Marga.
0. Jembatan kelas , lebar lantai jembatan ,/* meter dan 2 + *,2/ meter sebagai trotoar dengan
beban /* dari loading istem %ina Marga.
%erdasarkan klasiikasi diatas, maka jembatan yang penulis renanakan termasuk ke
dalam jembatan kelas &, dengan lebar lantai kendaraan ) meter, lebar trotoar 1,** meter.
Pembebanan diambil 1** dari #oading istem %ina Marga.
2.2. !embebanan
%erdasarkan Pedoman Perenanaan Pembebanan Jembatan Jalan 3aya (!!!JJR S"BI#
1.$.2%#1&%'),beban-beban yang bekerja pada sebuah konstruksi jembatan adalah beban primer,beban sekunder dan beban khusus.
2.2.1 Beban rimer
%erdasarkan !!!JJR S"BI#1.$.2%#1&%', yang dimaksud dengan beban primer adalah
beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perenanaan jembatan. %eban itu
meliputi :
a. Beban mati
%eban mati adalah beban yang diakibatkan oleh berat sendiri dari konstruksi dan segala
unsur tambahan yang dianggap satu kesatuan tetap dengannya. %erdasarkan truyk dan 4an !er
4een 5166*7, berat sendiri konstruksi dapat dihitung dengan menggunakan rumus empiris, yaitu :
8 9 52* 0#7 kg;m2 .....................................................................................52.17
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
4/26
$eterangan :
8 9 %erat sendiri gelagar utama 5kg;m27
# 9 Panjang bentang jembatan 5m7
8aya
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
5/26
-1
/
0
3&
3&
>
-2
2
1
%
&
P
5&7
3%
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
6/26
3&
-2
3%
-0
)
-0
)
-0
-1
3%
-2
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
7/26
5%7
5=7
5!7
8ambar 2.1!iagram =remona gaya batangumber : Mekanika Teknik ", ?leh @einA Brik 516607
'ntuk perhitungan gaya batang digunakan skala gambar dan untuk penentuan arah gaya
dengan ara perjanjian tanda sebagai berikut :
1. %atang disebut tekan 5-7, apabila arah gaya menuju titik sambung.
2. %atang disebut tarik 57, apabila arah gaya meninggalkan titik sambung.
b. Beban id*
%erdasarkan !!!JJR S"BI#1.$.2%#1&%',beban hidup yaitu semua beban yang berasal
dari kendaraan yang bergerak;lalu lintas dan penjalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan.
%eban hidup pada jembatan terdiri dari beban CTD yang merupakan beban terpusat untuk
lantai kendaraan dan beban C!D yang merupakan beban jalur untuk gelagar. %eban C!D atau
beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban terbagi rata
sebesar CED ton;meter sepanjang jalur dan beban garis CPD sebesar 12 ton per jalur lalu lintas
tersebut.
%esarnya beban terbagi rata CED dengan bentang 0*F # F * meter adalah :
E 9 2,2 t;m1- 5#-0*7 t;m .......................................................52.27
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
8/26
%eban hidup permeter lebar jembatan ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut :
E 9 ............................................................................. 52.07
P 9 ................................................................................. 52.7
$eterangan :
E 9 %eban terbagi rata 5t;m17
P 9 %eban garis 5ton7
# 9 Panjang bentang jembatan 5m7
%esarnya gaya batang akibat beban hidup dihitung dengan menggunakan metode garispengaruh. Metode garis pengaruh adalah suatu ara untuk menghitung gaya batang dengan beban
P 9 1 ton bekerja disepanjang jembatan, proses kerja garis pengaruh diperlihatkan pada gambar
2.2 berikut ini :
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
9/26
8aris pengaruh batang 1diperoleh dengan ara meletakkan beban P 9 1 ton dititik !
dengan memotong batang 1, 2dan 0diperoleh :
M! 9 *
3& + 5# < +17 1+ @ 9 * 3& 9
sehingga diperoleh :
5 - 7 ......................................................................52./a7
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
10/26
%atang 1 digambarkan dibawah titik ! sebagai ordinat garis pengaruh 5G17. 8aris
pengaruh 1diperlihatkan pada gambar 52.27. ?rdinat garis pengaruh batang 2diperoleh dengan
ara yang sama, yaitu dengan ara meletakkan beban P 9 1 ton dititik >, sehingga diperoleh :
29 ........................................................................ 52./b7
%eban P 9 1 ton dianggap bekerja pada titik buhul bawah, mengakibatkan garis pengaruh
batang 2terjadi pemotongan seperti diperlihatkan pada gambar 2.2 garis pengaruh batang 0
diperoleh dengan ara memotong batang
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
11/26
$ 9 $oeisien kejut
# 9 Panjang bentang Jembatan 5m7
2.2.2 Beban Sek*nder
%eban sekunder adalah beban sementara, yang dipengaruhi oleh beban angin, pengaruh
suhu dan gaya rem meliputi :
a. Beban angin
%erdasarkan !!!JJR S"BI 1.$.2% 1&%',tekanan angin diperhitungkan 1/* kg;m2yang
bekerja tegak lurus sumbu memanjang jembatan. %agian
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
12/26
%erdasarkan truyk dan 4an !er 4een, besarnya gaya reaksi yang timbul pada bagian
tumpuan rangka jembatan dapat dihitung dengan persamaan statis momen, yaitu :
$ 9 .......................................52.)7
8ambar 2.0 8aya angin yang bekerja di bagian jembatan
umber : Jembatan,oleh truyk dan 4an !er 4een
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
13/26
$eterangan :
$ 9 8aya reaksi yang timbul pada bagian tumpuan reaksi jembatan 5kg7
Hbr 9 Tekanan angin pada rangka jembatan 5kg7
Hm 9 Tekanan angin pada kendaraan 5kg7
Hr 9 Tekanan angin pada lantai kendaraan 5kg7
m, hr 9 Jarak masing < masing tekanan angin terhadap tumpuan rangka jembatan 5m7
%esarnya gaya-gaya batang gelagar utama akibat tekanan angin diperoleh dengan ara
mengalikan aktor perbandingan reaksi tumpuan akibat tekanan angin dengan reaksi tumpuan
akibat berat sendiri.
B 9 .......................................52.I7
b. -aa akibat engar* s**
%erdasarkan !!!JJR S"BI#1.$.2%#1&%',besarnya tegangan akibat pengaruh suhu untuk
konstrusi baja diperhitungkan apabila terjadi perbedaan suhu 1/*=.
+. -aa rem
%erdasarkan !!!JJR S"BI 1.$.2%#1&%', gaya rem dianggap bekerja horiAontal dalam
arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,I* meter diatas permukaan lantai
kendaraan. %esarnya gaya ini diperhitungkan / dari beban C!D tanpa koeisien kejut.
2.2.$ Beban k*s*s
%eban khusus adalah beban yang tidak langsung membebani jembatan tetapi hanya
mempengaruhi bagian
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
14/26
'ntuk merenanakan rangka baja sebuah jembatan, diperlukan beberapa rumus yang
mendukung dalam perenanaan. 3umus-rumus yang digunakan dalam perenanaan akan
dijelaskan pada sub bab dibawah ini.
2.$.1 Sandaran (railing)
Menurut Potma dan !e 4ries, sandaran akan menimbulkan momen akibat berat sendiri dan
beban hidup.
Momen yang timbul pada sandaran adalah:
Mn 9 b + Mn K Mu LLLLLLLLLLLLLLL.L.. 5 2.6 7
$eterangan :
Mn 9 Momen desain 5km7
b 9 Baktor reduksiMu 9 Momen maksimum yang bekerja 5km7
2.$.2 -elagar melintang
%eban yang bekerja pada gelagar melintang terdiri dari berat sendiri, berat lantai beban
hidup, beban angin dan beban rem.
2.$.$ -elagar *tama
8aya yang bekerja pada gelagar utama jembatan rangka baja adalah gaya tekan dan gaya
tarik.
Jenis-jenis tumpuan berdasarkan gambar diatas adalah :
1. 1k 9 # untuk tumpuan sendi-sendi
2. 1k 9 2 # untuk tumpuan jepit-bebas
0. 1k 9 *,/ # untuk tumpuan jepit-jepit
. 1k 9 *,) # untuk tumpuan jepit-sendi
%erdasarkan Potma dan !e 4ries 516I7, untuk menentukan beban yang diterima proil
tergantung pada aktor keamanan 5n7, dalam perenanaan ini aktor keamanan diambil 0,/.
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
15/26
ebelum dipilih nomor proil harus terlebih dahulu di hitung " pendekatan atau momen
kelembanan dimana " proil harus lebih besar dari " pendekatan. &dapun besarnya momen
kelembanan dihitung dengan mempergunakan persamaan :
&g min 9 ............................................................................52. 1* 7
$eterangan :
" min 9 Momen kelembaman 5m7
u 9 9 Baktor keamanan
3umus >uler ini berlaku apabila 1** F F 2**, dimana angka kelangsingannya adalah :
r min K ..................................................................................... 52. 117
$eterangan :
"min 9 Jari-jari kelembaman proil 5m7
9 &ngka kelangsingan
&pabila * F F *, maka digunakan persamaan Tetmayer, yaitu :
d 9 01** < 11, .......................................................................52.12a7
&pabila * F F 1**, maka digunakan persamaan 3ein, yaitu :
d 9 2I6* < I,1I .....................................................................52.12b7
Proil yang akan dipakai dapat dikontrol dengan menggunakan persamaan :
P 9 B tot+ d ................................................................................5 2.10 7
$eterangan :B tot 9 #uas penampang proil 5m72
P 9 !aya muat proil 5kg7
d 9 Tegangan desak proil 5kg;m72
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
16/26
b. Batang tarik
$uat tarik renana 5n7 ditentukan oleh kondisi batas yang mungkin dialami oleh
batang tarik dengan mengambil kondisi terkeil diantara kondisi leleh dan kondisi raktur :
$ondisi leleh :
n 9 *,6* &g By .............................................................52.17
$ondisi raktur :
n 9 *,)/ &g Bu .............................................................52.1/7
$eterangan :
&g 9 #uas tampang kotor 5mm27
&e 9 #uas bersih eekti penampang 5mm27
By 9 tegangan leleh nominal baja proil yang digunakan dalam desain 5MPa7
Bu 9 tegangan 5batas7 tarik yang digunakan dalam desain 5MPa7
b. Batang tekan
%atang yang memikul gaya tekan konsentris akibat beban teraktor, u harus
direnanakan sedemikian rupa sehingga selalu terprnuhi hubungan :
u F n LLLLLLLLLLLLLLLLLL.LL52.17
!imana :
9 ator reduksi kuat tekan , diambil *,I/
u 9 kuat tekan nominal terkeil yang ditentukan diantara kondisi batas tekuk lentur dan tekuk torsi.
Tekuk lentur
$uat tekan nominal kolom dihitung sebagai barikut :
n 9 &g Br 9 &g LLLLLLLLLL.LL.52.1)7
!imana :
&g 9 penampang bruto
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
17/26
Br 9 tegangan kritis penampang 9
By 9 tegangan leleh penampang 5MPa7
9 direnanakan menurut batas yang diperhitungkan#eleh umum N F *,2/ maka 9 1,* LLLLL..52.1I7
Tekuk inelasti *,2/ F N F 1,2 maka 9 ...L52.167
Tekuk elasti N K 1,2 maka 91,2/ N2L......L52.2*7
%atas yang diperhitungkan N 9 LLLLLLLLLL.52.217
TekukTorsi
$uat tekan nominal yang mengalami tekuk torsi dihitung sebagai berikut :
nlt9 &g . Blt .......................................................................................52.227
2.$./ Ikatan Angin
Perhitungan ikatan angin terdiri dari ikatan angin atas 5$a7 dan ikatan angin bawah 5$b7.
%erdasarkan PPJJ3 beban angin diambil 1/* kg;m2
. 8aya-gaya yangmempengaruhi ikatan angin atas dan ikatan angin bawah diperlihatkan pada gambar 8.2./ di
bawah ini :
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
18/26
8ambar 2./ Tekanan anginyang bekerja pada jembatanumber : Jembatan, oleh truyk dan 4an !er 4een
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
19/26
%esarnya ikatan angin yang bekerja pada jembatan adalah :
a. Ikatan angin atas
$a 9 ...............................52.1/7
b. Ikatan angin ba0a
$b 9 5 Hbr Hm Hr7 < $a..............................................................52.17
$eterangan :
$a 9 8aya reaksi tumpuan ikatan angin atas 5kg7
$b 9 8aya reaksi tumpuan ikatan angin bawah 5kg7
Hbr 9 Tekanan angin pada rangka jembatan 5kg7
Hm 9 Tekanan angin pada kenderaan 5kg7
Hr 9 Tekanan angin pada lantai kendaraan 5kg7
hbr 9 Jarak tekanan angin rangka terhadap tumpuan rangka jembatan 5m7
hm 9 Jarak tekanan angin pada kendaraan terhadap tumpuan rangka jembatan 5m7
h 9 Tinggi rangka jembatan 5m7
2.$. !erit*ngan alat samb*ng
%erdasarkan b*k* +atatan k*lia S1 ( inal Re3rt Str*kt*r Jembatan Baja)
besarnya tekanan baut didasarkan pada perhitungan tampang satu dan tampang dua dengan
ketentuan sebagai berikut :
a. Samb*ngan Tamang Sat*
$ekuatan baut ditinjau terhadap geser dan ditinjau terhadap tumpu. kekuatan baut dapatdihitung dengan menggunakan persamaan :
$uat geser perbaut 5tanpa ulir7
3n 9 5*,/ Bub7 m + &b ............................................................52.1)7
$uat geser pelat
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
20/26
3n 9 52, Bub7 d1 + tp.............................................................52.1I7
b. Samb*ngan Tamang D*a
$ekuatan baut ditinjau terhadap geser dan ditinjau terhadap tumpu. kekuatan baut dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan : $uat geser perbaut 5tanpa ulir7
3n 9 5*,/ Bub7 m + &b ............................................................52.1)7
$uat geser pelat
3n 9 52, Bub7 d1 + tp.............................................................52.1I7
$eterangan :
gs 9 kekuatan baut terhadap geser 5kg7
ds 9 kekuatan baut terhadap desak 5kg7d 9 diameter baut 5m7
s 9 tebal plat buhul 5m7
9 tegangan geser yang diiAinkan 5*, kg;m72
tp 9 tegangan tumpuan yang diiAinkan 51,/ kg;m72
9 tegangan dasar yang diiAinkan dengan baut mutu baja I,I 52) kg;m72
Bub 9 tegangan tarik baut
mlah baut yang diperlukan dihitung dengan menggunakan persamaan :
n 9 ................................................................52.217
$eterangan :
P 9 8aya batang 5kg7
n 9 Jumlah baut 5buah7
2.$.4. Samb*ngan -elagar melintang dengan -elagar 5tama
%erdasarkan !3rma dan De 6ries (1&%/), gaya batang bekerja pada baut bagian atas
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
21/26
19 ......................................................................52.227
$eterangan :
19 8aya tarik baut 5kg73 9 8aya lintang atau gaya tumpuan 5kg7
H 9 Jarak gaya lintang ketumpuan 5m7
e 9 Jarak titik berat baut dengan tepi plat penyambung 5m7
8aya tarik baut diperlihatkan pada gambar 2. dibawah ini :
8anbar2.. ambungan gelagar melintangdengan gelagar utamaumber : Jembatan Potma dan !e 4ries 516I7
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
22/26
a. Tegangan Tarik
tr 9 ..............................................................52.207
b. Tegangan -eser
7 .....................................................52.27
$eterangan :
tr 9 tegangan tarik baut 5kg7
1 9 gaya tarik baut 5kg7
d 9 diameter baut 5m73 9 gaya lintang atau gaya tmpuan 5kg7
9 tegangan geser baut 5kg;m72
n 9 jumlah baut
Pada gelagar melintang, besarnya gaya mendatar dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan :
@ 9 .........................................................................52.2/7
! 9 ...................................................................52.27
Tegangan tumpuan yang timbul pada baut dapat dihitung dengan persamaan :
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
23/26
tp 9 ...........................................................................52.2)7
$eterangan :
@ 9 8aya tarik mendatar baut 5kg7t 9 Jarak antar baut tepi, atas dan bawah 5m7
! 9 3esultante gaya 5kg7
4 9 8aya geser baut 5kg7
tp 9 Tegangan tumpuan pada baut 5kg;m72
d 9 !iameter baut 5m7
s 9 Tebal plat badan gelagar melintang 5m7
2.$.' !erit*ngan !lat B**l
8aya-
gaya yang bekerja pada plat buhul diperlihatkan pada gambar 2.) dibawah ini :
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
24/26
%erdasarkan Str*k dan 6an Der 6een (1&&8),bagian plat buhul yang Paling berbahaya
adalah pada penampang &%. Jika C3D gaya batang kiri dan C!D gaya batang diagonal maka
penampang &% menerima gaya tarik 5P7. %esarnya gaya tarik tersebut dihitung dengan
persamaan :
P 9 ! =os 3........................................................................52.2I7
Momen yang timbul pada penampang plat &% dihitung dengan persamaan :
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
25/26
M 9 5! =os 3 + e7 ..............................................................52.267
&kibat dari gaya tarik dan momen, maka timbul tegangan. !imana tegangan yang timbul
harus lebih keil dari tegangan iAin. Tegangan < tegangan adalah sebagai berikut :
a. Tegangan tarik
tr 9 ............................................................................52.0*7
Tegangan geser
9 F , dimana 4 9 ! sin ............................................ 52.017
terangan :
P 9 8aya tarik pada plat buhul 5kg7
! 9 8aya batang diagonal 5kg7
3 9 8aya batang bawah 5kg7
M 9 Momen pada plat buhul 5kg;m7
B 9 #uas tampang plat buhul 5m72
e 9 Titik tangkap momen pada plat buhul 5m7
4 9 8aya geser pada plat buhul 5kg7
tr 9 Tegangan tarik yang timbul 5kg;m72
9 tegangan geser yang timbul 5kg;m72
2.$.%. 9end*tan
%erdasarkan b*k* +atatan,perubahan panjang-panjang dapat dihitung dengan persamaan :
'ntuk balok biasa dimana bahan inishing tidak akan rusak akibat lendutan yang terjadi,
lendutan dibatasi sebesar :
iAin 9 ............................................................................ 52.027
#endutan yang terjadi F iAin
$eterangan :
9 Perubahan panjang batang 5m7
-
7/25/2019 Baja Jembatan.docx
26/26
P 9 8aya batang 5kg7
# 9 Panjang batang 5m7
> 9 Modulus elastisitas baja 52,1 + 1* kg;m72
B 9 #uas penampang proil 5m7
#endutan yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
min " 9 .................................................................... 52.007
$eterangan :
M 9 Momen yang terjadi 5tm7