Kekuatan Puntir Balok - Analisis Struktur P106-P107 (Sta.7+388.50 ~ Sta.7+424.25) Jalan Bebas H

Kekuatan puntir balok harus didasarkan pada :

T_u ≤ T_n (25) Dimana puntir nominal T_n bisa dihitung sebagai penjumlahan dari puntir nominal yang disumbangkan oleh beton Tc dan puntir nominal yang disumbangkan oleh tulangan Tsdengan rumus :

T_n= T_c T_s (26) Dimana : Tc= Jt 0.3 √_f_c _√₁^{10 f}pe fc (27) T_s= f_y ^Asw s 2 A_ctcot _t (28)

Persamaan tersebut digunakan dalam menghitung nilai kekuatan puntir nominal tulangan, dengan nilai t=45^o untuk beton non prategang dan t=37.5^o untuk beton prategang.

Untuk sengkang tertutup dapat dihitung :

A_sw

s ≤ 0.2^y1

f_yf ⁽²⁹⁾

T_n=^2AoA_tf_yv

s cot (30) Dengan dapat diambil sebesar 0.85

Tulangan longitudinal tambahan yang diperlukan untuk menahan puntir dapat dihitung menggunakan persamaan

A_l= ^At_s ρ_h^fyv_f

yt cot2 ₍₃₁₎

Desain dan Perhitungan Kolom

Pengaruh kelangsingan kolom dapat diabaikan untuk komponen struktur tekan tak bergoyang apabila dipenuhi :

kl_u

r ≤34- 12 ^M1

M2 ⁽³²⁾

Untuk komponen struktur tekan bergoyang, pengaruh kelangsingan dapat diabaikan apabila

kl_u

r ≤ 22 (33)

Beberapa persyaratan tulangan memanjang untuk kolom antara lain : memiliki luas tidak kurang dari 0.01 A_g dan tidak melebihi 0.08 A_g, kecuali jika jumlah dan penempatan tulangan mempersulit penempatan dan pemadatan beton pada sambungan dan persilangan dari bagian-bagian komponen maka batas maksimal rasio tulangan perlu dikurangi.

Rasio tulangan spiral ρ_s tidak boleh kurang dari :

ρ_s=0.45 ^Ag A_c^-1 ^fc

f_y ⁽³⁴⁾

Software CSI Bridge

Computers and Structures, Inc (CSI) Bridge merupakan salah satu software

yang dikembangkan oleh pihak CSI yang merupakan pelopor dalam pengembangan software untuk analisis struktur dan gempa. Tahap pemodelan, analisis, dan desain dari struktur sebuah jembatan telah diintegrasikan dalam software CSI Bridge untuk menciptakan perangkat komputer engineering yang mendasar. Dengan menggunakan CSI Bridge, dapat didesain jembatan beton maupan baja dengan cepat dan mudah. Fitur parametricmodeller memungkinkan pengguna untuk membuat model jembatan sederhana hingga kompleks dan membuat perubahan secara efisien dalam melakukan kontrol pada desain. (http://www.csiamerica.com/csibridge).

Software PCA Col

PCAColumn (PCA Col) merupakan software yang dirancang untuk mendesain dan memeriksa kapasitas penampang beton bertulang terhadap gaya aksial dan momen lentur. Bentuk penampang benton dapat berupa persegi empat, lingkaran, hingga tidak beraturan dengan berbagai macam susunan dan pola tulangan. Selain itu, efek kelangsingan kolom juga dapat diperhitungkan. Dari program tersebut dapat diperoleh diagram interaksi gaya aksial (P) dan momen lentur (M) baik dalam sumbu uniaksial maupun biaksial, dimana Mx dan My juga dapat diplot terhadap sumbu biaksial dari kolom dan dinding geser yang tidak beraturan. (http://pcacolumn.software.informer.com/).

METODOLOGI

Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari – Juni 2013 yang diawali dengan pengumpulan data. Data penelitian diperoleh dari Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A. Struktur yang ditinjau adalah flyover

P106-P107 (Sta.7+388.50 ~ Sta.7+424.25).

Gambar 8. Denah Lokasi Proyek yang Ditinjau

Proyek pembangunan jalan bebas hambatan Tanjung Priok merupakan program strategis pemerintah dalam rangka meningkatkan kapasitas jaringan transportasi kota Jakarta, khususnya Jakarta Utara. Proyek ini menjadi salah satu upaya pengembangan Kawasan Strategis Nasional Tanjung Priok sebagai pusat kegiatan ekspor-impor yang saat ini telah menempati peringkat ke-24 dunia untuk arus peti kemas. Jalan bebas hambatan yang dibangun berfungsi sebagai jalan pintas untuk meningkatkan akses terhadap pelabuhan dan dalam jangka panjang juga berfungsi sebagai penghubung ruas tol Jakarta Outer Ring Road (JORR) dengan JakartaInterUrbanToll (JIUT).

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Komputer Intel Core^TMDuo Processor T6600

2. Program CSI Bridge Versi 15 dan PCACol

3. Program MicrosoftOfficeExcel 2010 4. Program Autocad 2010

Bahan penelitian merupakan data sekunder berupa shop drawing Proyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A yaitu data struktur P106-P107.

Penggunaan shopdrawing dikarenakan belum tersedianya data asbuiltdrawing. Data-data yang diperoleh meliputi :

1. Denah dan gambar detail struktur fly over P106-P107, yang meliputi layout flyover, dimensi struktur jembatan, serta gambar detail tendon dan tulangan. Struktur yang ditinjau memiliki kriteria desain sebagai berikut :

a) Slab

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700√30 MPa = 25742.96 MPa Mutu Baja , Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa b) PCU Girder

Kuat tekan beton ( ) = 40 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700_√40 MPa = 29725.41 MPa Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa Mutu Baja , Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( ^{= 1860 MPa}

Kuat leleh baja prategang ( ^{) = 1670 MPa} c) PierHead

Kuat tekan beton ( ) = 35 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700√40 MPa = 27805.57 MPa Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa Mutu Baja , Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa

Kuat tarik putus ( ^{= 1860 MPa}

Kuat leleh baja prategang ( ^{) = 1670 MPa} d) Pier

Tipe = Y Pier

Kuat tekan beton ( ) = 30 MPa

Modulus elastisitas beton ( ) = 4700_√30 MPa = 25742.96 MPa Mutu Baja , Tegangan leleh baja ( ) = 390 MPa Modulus elastisitas baja ( ) = 200000 MPa

Tinggi pier ( ) = 22 m

Lebar pier ( = 3.5 m

Tebal pier( ) = 4.5 m

e) Data soilinvestigation : Bore Log (Lampiran 2) 2. Standar dan peraturan perencanaan sebagai berikut :

RSNI T-02-2005 “Pembebanan untuk Jembatan”

SNI 2833 : 2008 “Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan”

RSNI T-12-2004 “Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan”

SNI 03-3847-2002 “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung”

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian tersaji dalam diagram alir sebagai berikut.

Keterangan :

1. Data sekunder merupakan shop drawing kontraktor PT. Obayashi-Jaya Konstruksi JO yang digunakan dalam penelitian ini sebagai acuan dalam pemodelan jembatan.

2. Peraturan dan standar perencanaan terkait dengan penelitian ini adalah Standar Nasional Indonesia. Peraturan pembebanan jembatan terdapat dalam RSNI T-02-2005. Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan terdapat dalam SNI 2833 : 2008. Perencanaan struktur beton untuk jembatan terdapat dalam RSNI T-12-2004.

Mulai

Pengumpulan Data Penelitian dan Bahan Rujukan

Program CSI Bridge

Pemodelan Struktur Input Pembebanan Input Spektrum Gempa Gaya Dalam Desain Ulang Tulangan Selesai Aman M_u≤ M_n u ≤ _n T_u ≤ T_n Tidak Ya

3. Program CSI Bridge digunakan untuk mempermudah dalam menganalisis gaya dalam (internal force) yang bekerja akibat pembebanan. Setelah dilakukan pemodelan struktur, input pembebanan dan respon spektrum, dapat diperoleh nilai gaya dalam ultimit. Analisis gaya dalam dilakukan dengan membandingkan gaya dalam ultimit yang terjadi akibat pembebanan dengan kapasitas nominal struktur fly over yang ditinjau.

Pemodelan Struktur a) Layoutflyover

Struktur flyover P106-P107 (Sta. 7+388.50 ~ Sta. 7+424.25) terdiri dari 2 ruas jembatan kiri dan kanan, dimana panjang 1 bentang (span) sebesar 35.75 m dengan jumlah bentang yang dianalisis sebanyak 3 span. Pendefinisian layout fly over pada program CSI Bridge dapat menggunakan bridgewizard di menu Home.

Gambar 10. Layout Line Struktur Fly Over b) Material konstruksi dan penampang

Beton dengan = 30 MPa untuk slab dan pier

Beton dengan = 35 MPa untuk pier head

Beton dengan = 40 MPa untuk PCU Girder

Baja tulangan U39 dengan = 390 MPa

Input material dilakukan pada menu Home-Bridge Wizard-Materials seperti pada Gambar 12 berikut. Sedangkan pemodelan penampang dilakukan pada menu

Components-Properties-Frame Properties-New-Frame Section Property Type : concrete-Precast U.

Gambar 11. Input Material dan Penampang PCU Girder

Pendefinisian jumlah girder, jarak antar girder, dan tebal slab dilakukan pada menu Components-Superstructure Deck Sections-New-Precast U Girder.

c) Jenis perletakan adalah tipe sendi-rol yang didefinisikan pada menu Home-Bridge Wizards-Bearings.

Gambar 13. Jenis Perletakan d) Input pembebanan

Kombinasi pembebanan mengacu pada RSNI T-02-2005. Input kombinasi pembebanan dilakukan pada menu Design/Rating – Load Combination – Add New Load Combination –Masukkan Load Case Name –

Load Case Type – Scale Factor – OK. Contoh kombinasi pembebanan yang telah diinputkan pada CSIBridge terlihat pada gambar berikut.

Gambar 14. Input Kombinasi Pembebanan e) Input Respon Spektrum

Berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010, dibuat respon spektrum untuk analisis beban gempa dinamis yang kemudian diinputkan ke dalam program

CSIBridge. Respon spektrum diinputkan pada menu Loads – Functions – Respon Spectrum – Add New Function – Pilih User – Masukkan Damping Ratio 0.05 –

Masukkan nilai Period dan Acceleration (Diperoleh dari hasil perhitungan berdasarkan Peta Hazard Gempa 2010) – OK. Pembuatan respon spektrum gempa secara lebih rinci dijelaskan pada bab pembahasan.

Gambar 15. Input Respon Spektrum Wilayah Jakarta f) Hasil Gaya Dalam

Setelah pemodelan struktur, input pembebanan dan respon spektrum, struktur dapat dianalisis pada menu Analysis – Run Analysis – Pilih Load Case

yang ingin dianalisis – Run Analysis. Hasil gaya dalam dapat ditampilkan pada menu Home–Display–ShowBridgeSuperstructureForces.

Dalam dokumen Analisis Struktur P106-P107 (Sta.7+388.50 ~ Sta.7+424.25) Jalan Bebas Hambatan Tanjung Priok Seksi E2-A terhadap Beban Gempa (Halaman 26-35)