PERENCANAAN PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATA (1)

(1)

PERENCANAAN PERHI TUNGAN STRUKTUR JEMBATAN BETON

BERTULANG JALAN RAPAK MAHANG DI DESA SUNGAI KAPI H

KECAMATAN SAMBUTAN KOTA SAMARI NDA

Her man Waris

Npm : 07.11 .10 01.7311 .0 40

I NTI SARI

Per encanaan Jembatan Dengan Bentang 15 Met er Di Desa Sungai Kapih Kecamat an Sambutan Kota Samar inda Pr ovinsi Kalimant an Timur. Tugas Akhir , Fakult as Teknik Jur usan Teknik Sipil Univer sitas 17 Agustus 1945 Samar inda.

Jembatan ini dibuat dengan konst ruk si beton ber tulang dengan bentang 15 M, gelegar – gelegar memanjang dibuat dengan k onstr uksi bet on ber t ulang yang merupakan sat u kesat uan dengan lantai kendar aan.

Jembatan beton ber t ulang balok “T” Gir der adalah salah satu dar i ber bagai jenis jembatan yang dapat digunakan untuk menghubungkan tepi dar atan ke t epi dar atan selanjutnya, namun kemampuan efekt if jembatan bet on ber tulang balok “T” Gir der hanyalah 10 - 26 meter (Bambang Supr iadi 2007) , sehingga keberadaan jembatan jenis ini banyak di jumpai pada bentang efekt ifnya. Oleh kar na itu dalam mer encanakan kontuksi jembatan bet on ber tulang balok “T” diper lukan penelit ian yang k omleks dan spesifik sehingga akan di per oleh kebut uhan bentang jembat an efektif.

(2)

Untuk mengat asi masalah diatas. Dengan t ugas akhir ini per hit ungan jembatan bet on ber tulang Blok “T” Gir der t ujuanya adalah untuk mengetahui car a perhit ungan kebutuhan dimensi dan t ulangan str uktur atas dan baw ah jembatan.

Dar i pr oses perhit ungan di peroleh kesimpulan bahw a kebutuhan dimensi dan penulangan masing-masing elemen str uk tur ber beda-beda, k ebutuhan tulangan mulai dar i diamet er 8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 19mm, 25mm, dan 32mm. unt uk pondasi tiang pancang digunakan diamet er 30cm, k edalaman 24 meter dalam keadaan End Bear ing, ser ta dibut uhkan 27 buah tit ik pancang.

(3)

I . PENDAHULUAN

Kota Samar inda adalah salah satu k ota sekaligus mer upakan ibu kota pr ovinsi Kalimantan Timur , Indonesia. Selur uh w ilayah k ota ini berbatasan langsung dengan Kabupaten Kutai Kar tanegara. Kota Samar inda dapat dicapai dengan per jalanan darat, laut dan udara. Dengan Sungai Mahakam yang Kalimantan Timur , Indonesia. Sambutan mer upakan hasil pemekaran dar i k ecamatan Samar inda Ilir pada tanggal 28 Desember 2010.

Dalam rangka mew ujudkan tingk at per ekonomian masyarakat , Pemer intahan Provinsi Kalimantan Timur akan melakukan pembangunan daer ah. Sasar an utamanya adalah peningk atan sar ana dan pr asar ana t r anspor t asi dengan t ujuan agar memper mudah mobilisasi w ar ga desa Sungai Kapih. Pemer int ahan Pr ovinsi Kalimantan Timur , melalui Dinas Peker jaan Umum Pr ovinsi Kalimantan Timur , mengadakan k egiatan pembangunan jalan dan jembat an unt uk menunjang sarana dan pr asarana tr anspor tasi. Jembatan merupakan salah satu bagian yang sangat penting untuk menghubungkan suatu daer ah yang terhalang oleh suatu r intangan yang ber ada lebih rendah. Tempat yang lebih r endah ber upa sungai, danau, raw a, lembah, salur an irigasi, jalan dan lain-lain.

Dar i per timbangan di at as, maka diper lukan pembangunan Jembatan dijalan Rapak Mahang RT. 25 Desa Sungai Kapih untuk menunjang kegiatan masyarakat , mobilisasi antar daer ah ser ta untuk membantu meningkatkan k emajuan daer ah yang selama ini t er isolir karena t er halang suat u r int angan ber upa sungai, danau, r aw a, lembah, salur an ir igasi dan lain-lain.

(4)

jembatan memik ul beban diat asnya dan mener usk an beban – beban t er sebut k elapisan tanah keras.

I I . PERMASALAHAN

Dalam per umusan masalah penulis mencoba untuk mengangkat per masalahan yait u :

 Bagaimana per hitungan per encanaan bangunan at as jembatan ?

 Bagaimana per hitungan per encanaan bangunan baw ah jembatan menggunakan metode bet on ber tulang ?

I I I . METODE PENELI TI AN

Lokasi yang diteliti untuk dijadikan bahan skr ipsi ini berada Di Desa Sungai Kapih Kecamatan Sambutan Kota Samar inda. Untuk memper oleh data yang sesuai dengan masalah yang ditelit i atau akan dibahas, maka penelit i menggunakan teknik pengumpulan data sebagai ber ik ut :

3 .1 Data Primer

Unt uk Mendapatkan data pr imer dilak ukan sur vey lapangan ( pengamatan langsung lokasi ) . Sur vey dimaksud untuk mengamat i kondisi yang sebenar nya akan dir encanakan, survey ini meliput i :

- Pengamatan Kondisi Hidr ologi Pengamatan ini dimaksud unt uk mengetahui kondisi hidrologi secar a langsung

- Pengamatan bentuk / penampang sungai

(5)

3 .2 Pengambilan Data Sekunder

Dat a Sekunder adalah data yang didapatkan dar i inst ansi ter kait , data t er sebut antara lain :

- Studi Literatur

- Data Tanah

- Data Cur ah Hujan

- Data Pendukung Lain

3 .3 Metode Analisa Data

Unt uk penunjang menganalisis st ruktur jembatan, diper lukan data-data per encanaan sebagai ber ikut :

1. Analisa Str uktur At as dengan menggunakan :

- RSNI T01-2005 tentang Standar Pembebanan Unt uk Jembatan.

- Ser ta buk u – buku lain yang dapat menunjang dalam penyelesaian t ugas akhir ini

2. Analisa Str uktur Baw ah dengan menggunak an :

- Analisa pondasi dalam

I V. PEMBAHASAN

4 .1 . PERHI TUNGAN TI ANG SANDARAN 4.1.1 Berat Tiang Railling

Jar ak antar a t iang r ailling = 1.5 m Beban hor isont al pada r ailing (H1) = 0.75 kN/ m Gaya hor isontal HTP = H1 . L = 1.13 kN Lengan ter hadap sisi baw ah r alling y = 0.50 m Momen pada r alling MTP = HTP . Y = 0.56 kNm

Fakt or beban ult imit = 1.80

(6)

Gaya geser ultimit Vu = HTP . KTP = 2.03 kN

4.1.2 Penulangan Tiang Railling

A. Penulangan lentur

Momen tumpuan ult imit r encana Mu = 1.01 kNm Kuat kar akt er istik bet on f'c = 20.75 MPa

Kuat leleh baja fy = 240 MPa

Lebar Tiang r eling b = 160 mm

Jar ak t ulangan ter hadap sisi luar d' = 35 mm Modulus elast isit as baja Es = 200000 MPa Fakt or bent uk dist r ibusi tegangan beton β1 = 0.85

Rasio penulangan kondisi seimbang

ρb = 0,85.β1.(f'c/ fy).(600/ ( 600 + fy)) ρb = 0.045 Fakt or tahanan momen maksimum

Rmax = 0,75.ρb.fy.[ 1 - 0,5.0,75.ρb.fy/ ( 0,85.f'c)] Rmax = 6.203 Fakt or r eduksi kek uat an lent ur ф = 0.80

Fakt or r eduksi kek uat an geser ф = 0.60 Lebar efekt if tiang d = h - d' d = 125 mm Momen nominal Mn = Mu / ф Mn = 1.27 kNm

Fakt or tahanan Rn = Mn.106_{/ (b.d}2₎ _Rn _{= 0.51 < R}_{max ( Ok)}

Rasio t ulangan yang diper lukan : Rasio penulangan

(7)

Jar ak t ulangan n = As / (0.25.π.D2₎ _{= 1.49 mm}2

Digunakan t ulangan = 2 Ø 10 mm

B. Penulangan geser

Gaya geser rencana Vu = 2.03 kN = 2025 N Kuat geser beton Vc = (1/ 6) . √f'c . b .d = 15184 N Luas t ul. geser per lu ф.Vc = 9110 N Kontr ol ф.Vc > Vu 9110 > 2025 ( Oke)

Secar a t eor i kemampuan beton menahan geser lebih besar dar i gaya geser yang bek er ja sehingga tidak per lu tulangan geser atau cukup diber i tulangan geser minimum sebagai pengikat .

Digunakan t ulangan geser Ø = 8 mm Luas t ulangan geser As = 0,25.π.d2 _{= 50.24 mm}2 Luas t ul. geser t otal AV = 2 . As = 100.48 mm2 Jar ak antar tulangan S = (3.Av.fy) / b = 452.16 mm Jar ak antar tulangan dipakai S = 200 mm 4 .2 . PERHI TUNGAN TROTOAR

4 .2 .1 Berat Sendir i Trotoar

Jar ak antar a t iang r alling L = 2.00 m Berat beton ber tulang w c = 25.00 kN/ m3

Tabel 4.1. Per hitungan Beban dan Momen Tr otoar

Bidang Lebar Tinggi Shape L Berat Lengan Momen

(m) (m) (m) (kN) (m) (kN.m)

1 1.00 0.20 1.00 2.00 10.00 0.50 5.00 2 0.84 0.25 1.00 2.00 10.50 0.42 4.41

(8)

4

A. Beban Truck T (TT) Pada Pelat Injak Arah Melintang Jembatan

Faktor beban ultimit KTT = 2.00

Beban hidup pada pelat injak T = 100 kN

Faktor beban dinamis truck DLA = 0.30

Beban truck TTT = (1 + DLA) . T = 130 kN

B. Perhitungan Momen Pada Pelat Injak Arah Melintang Jembatan

Tebal pelat injak h = 0.20 m

Tebal lapisan aspal ta = 0.10 m

Lebar bidang kontak roda truck b = 0.50 m

b' = b + ta = 0.60 m

Kuat tekan beton f'c = 20.75 MPa

Momen maksimal pada pelat injak akibat beban roda dihitung dengan

(9)

Lebar penyebaran beban terpusat (b)

Momen ultimit plat injak arah melintang jembatan :

Mu = KTT*Mmax = 41.703 kNm

C. Perhitungan Penulangan Pelat Injak arah Melintang Jembatan

Momen ultimit rencana Mu = 41.703 kNm

Faktor bentuk distribusi tegangan beton β1 = 0.85

Rasio penulangan kondisi seimbang

(10)

Rasio penulangan minimum ρmin =1.4 / fy = 0.006

Rasio penulangan terpakai = 0.00847

Luasan tul. Perlu As= ρ * b * d = 1396.85 mm2

Diameter tulangan yang digunakan D = 16 mm

Jarak tulangan s = (0.25*π*D2*b)/As = 143.866 mm2

Digunakan tulangan D 16 – 100 mm

Kontrol luas tulangan As' = (0.25*π*D2*b)/s = 1405.31 mm2

Diameter tulangan yang digunakan D = 12 mm

Tulangan susut As' = 0.5 * As = 702.66 mm

2

Jarak tulangan s = (0.25 * π * D2 * b)/As = 160.88 mm

Digunakan jarak tulangan D 12 - 100

Kontrol luas tulangan As' = (0.25*π*D2*b)/s) = 706.50 mm2

4.4. PERHITUNGAN LANTAI KENDARAAN

A. Data dimensi penampang

Tebal slab lantai jembatan ts = 0.20 m

Tebal lapisan aspal + overlay ta = 0.10 m

Tebal genangan air th = 0.05 m

Jarak antara balok girder s = 1.50 m

Lebar jalur lalu lintas B1 = 6.00 m

Lebar trotoar B2 = 0.50 m

Lebar total Jembatan B = B1 + (B2 X 2) = 7.00 m

Panjang bentang jembatan L = 15.00 m

B. Bahan Struktur Beton

Mutu Beton K = 350 kg/m2

(11)

Modulus elastisitas Ec = 4700 * √f'c = 25332 MPa

Angka poison u = 0.2

Modulus geser G = Ec/(2*(1+u)) = 10555 MPa

Koefisien muai panjang beton α

= 0.00001 /oC

C. Bahan Stuktur baja

Mutu baja tulangan utama U = 39

Mutu baja tulangan geser U = 24

Tegangan leleh baja tulangan utama fy = 390 MPa

Tegangan leleh baja tulangan geser fy = 240 MPa

D. Berat Jenis Material

Berat jenis beton bertulang wc = 25.00 kN/m3

Berat jenis beton w'c = 24.00 kN/m3

Berat jenis aspal wa = 22.00 kN/m3

Berat Jenis air ww = 9.80 kN/m3

Berat baja ws = 77.00 kN/m3

1. Rekapitulasi Momen

Tabel 4.4. Rekapitulasi Momen

Jenis Faktor Daya Keadaan Momen Momen

Beban Beban Layan Ultimit Tumpuan Lapangan

Mati MMS 1.0 1.30 0.938 0.469

Tambahan MMA 1.0 2.00 0.630 0.315

Truk T MTT 1.0 1.80 30.469 27.422

Angin MEW 1.0 1.20 0.158 0.213

Temperatur MET 1.0 1.20 0.007 0.036

(12)

2. Kombinasi 1 (Mati + Tambahan + Truck)

Tabel 4.5. Rekapitulasi Momen kombinasi 1

Jenis Keadaan Momen Momen Momen Momen

Beban Ultimit Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan

Mati 1.30 0.938 0.469 1.219 0.609

Tambahan 2.00 0.630 0.315 1.261 0.630

Truk T 1.80 30.469 27.442 54.844 49.356

Angin 1.20 0.158 0.213 0.158 0.213

Temperatur 1.20 0.007 0.036 0.007 0.036

Total momen ultimit kombinasi 1 Mu = 57.488 50.848

(sumber : Hasil perhitungan 2013) kNm

3. Kombinasi 2 (Mati + Tambahan + Angin + Temperatur)

Tabel 4.6. Rekapitulasi Momen Kombinasi 2

Jenis

Keadaan Momen Momen Momen Momen

Beban Ultimit Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan

Mati 1.30 0.938 0.469 1.219 0.609

Tambahan 2.00 0.630 0.315 1.261 0.630

Truk T 1.80 30.469 27.442 30.469 27.422

Angin 1.20 0.158 0.213 0.189 0.255

Temperatur 1.20 0.007 0.036 0.008 0.043

Total momen ultimit kombinasi 2 Mu = 33.146 28.960

(13)

4.5. PERHITUNGAN T - GIRDER BETON BERTULANG

4.5.1. Data Struktur Atas

Panjang bentang jembatan L = 15.00 m

Lebar jalan (jalur lalu-lintas) B1 = 6.00 m

Trotoar : Lebar B2 = 0.50 m

: Tinggi tt = 0.25 m

Lebat total jembatan B = B1 + (B2 X 2) = 7.00 m

Jarak antar girder s = 1.50 m

Dimensi Girder : Lebar Girder, b = 0.50 m

: Tinggi Girder, h = 1.20 m

Dimensi Diafragma : Lebar Diafragma, bd = 0.30 m

: Tinggi Diafragma, hd = 0.50 m

Tebal slab lantai jembatan ts = 0.20 m

Tebal lapisan aspal + overlay ta = 0.10 m

Tinggi genangan air hujan th = 0.05 m

Tinggi bidang samping ha = 2.50 m

Gambar 4.15. Penampang Balok Diafragma

Jumlah balok diafragma sepanjang L, nd = 5.00 bh

Jarak antar balok diafragma, Sd = (L /nd)+1 = 3.00 m

4.5.2 Bahan Struktur

Mutu beton K - 350

Kuat tekan beton fc' = 0.83x(K/10) = 29.05 MPa

Modulus elastic Ec = 4700*√fc' = 25332 MPa

Sd Sd Sd Sd Sd

L

(14)

Angka poison ʋ = 0.20

Tabel 4.7. Perhitungan berat sendiri pada Girder

No JENIS LEBAR TEBAL BERAT BEBAN (sumber : Hasil perhitungan 2013)

Tabel 4.8. Perhitungan Beban mati tambahan pada Girder

(15)

A. Kombinasi Beban Ultimit

Tabel 4.9. Kombinasi

No

Faktor Kombinasi Kombinasi Kombinasi

Beban 1 2 3

(sumber : Hasil perhitungan 2013)

Tabel 4.10. Kombinasi Momen Ultimit pada Girder

KOMBINASI MOMEN ULTIMIT KOMB -1 KOMB -2 KOMB -3

Tabel 4.11. Kombinasi Gaya Geser Ultimit Pada Girder

(16)

4 Gaya rem (TB) 1.80 8.33 15.00 15.00

Tabel 4.12. Kontrol Lendutan

Lendutan total (kombinasi) : 0.0193 0.0191 0.0194

<L/240 (OK) <L/240 (OK) <L/240 (OK)

Tabel 4.13. Berat sendiri Balok (MS)

No Jenis Lebar Tebal Berat Beban

(17)

Tabel 4.14. Beban mati tambahan (MA)

V. PENUTUP 5 .1 . Kesimpulan

Ber dasar kan dar i hasil per hitungan pembahasan sebelumnya dapat diambil k esimpulan sebagai ber ikut :

Dar i hasil analisis dat a survey lapangan, per hitungan pada pembahasan Skr ipsi t entang “Per encanaan Per hitungan Str uktur Jembatan Beton Ber t ulang Jalan Rapak Mahang Desa Sungai Kapih Kecamatan Sambutan Kot a Samar inda”, diper oleh kesimpulan sebagai berikut :

5.1.1. Hasil Perhitungan Struktur Atas

Tabel 5.1. Dimensi str uktur atas jembat an

No. Elemen St r uktur

(18)

No. Elemen St r uktur

5.1.2. Hasil Perhitungan Struktur Bawah

Tabel 5.2. Dimensi str uktur baw ah jembatan

(19)

5 .2 . Saran

Adapun sar an yang dapat ber ikan dar i hasil analisa perhit ungan skr ipsi ini, adalah sebagai ber ik ut :

1. Dalam melakukan per hitungan sebaik nya mengumpulk an data - data yang diper luk an ter lebih dahulu agar per hitungan sesuai dengan data – data lapangan dan data yang t elah di uji labor at orium.

2. Dalam per hitungan pembebanan sebaiknya lebih telit i dalam mengasumsik an beban – beban yang mungkin beker ja pada jembatan 3. Dalam melakukan per hitungan sebaik nya har us mengacu pada