BAB II TINJAUAN PUSTAKA

(1)

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Umum

Jembatan pelengkung (arch bridge) didefinisikan sebagai struktur batang melengkung yang meneruskan beban gaya diatasnya menuju tumpuan. Beban gaya tersebut adalah elemen struktur jembatan tersebut, momen dan gaya axial yang membentuk lengkungan jembatan pelengkung (arch bridge). Beban jembatan pelengkung (arch bridge) terdiri atas beban mati, beban hidup, beban angin, beban gempa dan sebagainya, yang mana beban tersebut akan menghasilkan momen lentur yang lebih kecil dibandikan dengan tekanan axial.

2.2. Jenis Jembatan Pelengkung

A. Jembatan Pelengkung Deck Arch

Jembatan pelengkung deck arch adalah jembatan struktular melengkung yang menrima beban-beban yang bekerja diatasnya. Beban elemen struktur, momen dan gaya aksial bekerja membentuk lengkungan jembatan.

Gambar 2.1. Jembatan Pelengkung Deck Arch (Sumber: Faizal Oky, 2009) B. Jembatan Pelengkung Through Arch

Jembatan Pelengkung through arch adalah jembatan pelengkung yang terletak dengan pelengkung yang sejajar dengan lantai kendaraan jembatan. Ujung pelengkung terhubung dengan dengan tumpuan tahan dorong. Serta terdapat penggantung penahan rangka pelengkung yang menahan beban sendiri rangka pelengkung.

(2)

Gambar 2.2. Jembatan pelengkung Through Arch (Sumber: Faizal Oky, 2009)

C. Jembatan Pelengkung True Arch

Jenis jembatan pelengkung true arch memiliki bentuk struktur hamper sama dengan jembatan pelengkung through arch. Perbedaan jembatan pelengkung true arch terletak pada ujung pondasi tumpuan pelengkung serta tumpuan menumpu lantai kendaraan diatasnya, tumpuan pondasi direncanakan sedemikian rupa agar menambah dimensi pondasi.

Gambar 2.3. Jembatan Pelengkung True Arch (Sumber: Faizal Oky, 2009)

Keuntungan dari jenis konstruksi jembatan pelengkung true arch adalah sebagai berikut:

 Jarak ujung penumpu pelengkung dapat menahan profil jalan di lantai kendaraan.

 Lebih mudah untuk mengganti lantai kendaraan

 Kontruksi dapat dikerjakan diluar proyek dan dipindah kelokasi proyek

 Konstruksi yang minim akan gangguan sekitar

Selain keuntungan berikut adalah kelemahan konstruksi jembatan pelengkung true arch:

 Konstruksi tumpuan lebih rumit dari pada jenis jembatan pelengkung lainnya

(3)

2.3 Pembebanan Jembatan

Perhitungan beban pada jembatan menggunakan pembebanan untuk jembatan SNI 1725:2016, merupakan dasar menentukan beban, gaya untuk perhitungan pada setiap bagian jembatan. Dasar digunakan untuk menentukan efisiensi dan kebutuhan ekonomis sesuai tingkat keperluan, kemampuan tekniks dan kondisi tempat konstruksi.

Beban-beban yang bekerja pada suatu jembatan antara lain:

2.3.1. Beban Mati Jembatan

Beban mati yang bekerja di suatu jembatan adalah beban-beban permanen yang bekerja pada struktur atas yang termasuk didalamnya adalah beban mati. Beban mati tersebut mencakup semua beban yang relatif konstan termasuk beban jembatan itu sendiri.

A. Berat Sendiri Jembatan

Sebuah stuktur jembatan yang menerima beban-beban yang pada struktur tersebut merupakan elemen dari beban sendiri pada sebuah jembatan, beban-beban material yang bekerja serta komponen stuktur maupun komponen non-struktur yang merupukan kondisi dari beban sendiri struktur jembatan tersebut. Faktor beban yang menjadi faktor beban sendiri.

Tabel 2.1. Faktor beban untuk berat sendiri

Tipe beban

Faktor beban (γMS)

Keadaan Batas Layan (𝛾_𝑀𝑆𝑆 ) Keadaan Batas ultimit (𝛾_𝑀𝑆𝑆 )

Bahan Biasa Terkurangi

Tetap

Baja 1,00 1,10 0,90

Aluminium 1,00 1,10 0,90

Beton pracetak 1,00 1,20 0,85

Beton dicor di tempat 1,00 1,30 0,75

Kayu 1,00 1,40 0,70

(4)

B. Beban Mati Tambahan / utilitas (MA)

Elemen non-struktur dari jembatan yang mana membentuk suatu beban pada jembatan merupakan beban mati tambahan jembatan dan beban tersebut dapat berubah selama umur jembatan.

Tabel 2.2. Faktor beban untuk beban mati tambahan

Tipe Beban

Faktor beban (𝜸_𝑴𝑨)

Keadaan Batas Layan (𝛾_𝑀𝐴𝑆 ) Keadaan Batas Ultimit (𝛾_𝑀𝐴𝑈 )

Keadaan Biasa Terkurangi

Tetap

Umum 1,00(1) _2,00 _0,70

Khusus (terawasi) 1,00 1,40 0,80

Catatan(1)_{: Faktor beban layan sebesar 1,3 digunakan untuk berat utilitas}

2.3.2. Beban Kendaraan Jembatan

Tak hanya beban sendiri yang ditumpu oleh sebuah jembatan, beban hidup juga bekerja pada sebuah jembatan. Beban hidup bersifat sementara dibandingkan dengan beban mati yang bersifat tetap. Adapun beban hidup seperti muatan kendaran dan pejalan kaki.

a. Beban Garis

Beban jalur direncanakan memiliki beban merata yang mengikuti arah memanjang jembatan. Serta diaplikasikan sebagai tambahan efek gaya. Momen positif muncul pada bentang jembatan kemudian beban lajur direncankan menuju arah tengah sehingga akan tetap menghasilkan momen positif pada bentang tengah. Beban lajur tidak direncanakan untuk ujung bentang, hal itu akan mengurangi momen positif pada bentang tengah.

Beban terbagi rata mempunyai intensitas dengan besaran q tergantung pada panjang total yang dibebani L dengan:

Jika L ≤ 30 m Jika L > 30 m q = 9.0 kPa q = 9.0 (0.5 +15

(5)

Gambar 2.4. Distribusi Beban Lajur (Sumber: SNI 1725:2016) b. Beban Truk

Dalam perencanaan sebuah jembatan, beban truk dengan desain tiga gandar. Gandar depan memuat 50 kN, sedangkan dua gandar lainnya memuat 225 kN. Dengan gandar pertama dan gandar kedua berjarak 5 meter, sedangkan gandar kedua dan ketiga memiliki jarak 4 hingga 9 meter. Jarak direncankan sedemikian dengan tujuan mencapai maksimum efek pada jembatan. Sedangkan jarak gandar yang melebihi jarak 9 meter, jembatan bentang pendek akan bedampak pada moment maksimum negatif.

Gambar 2.5. Beban Truk (Sumber: SNI 1725:2016) c. Beban Pejalan Kaki

Perencanaan trotoar jembatan dengan beban pejalan kaki direncanakan Sebesar 5 kPa. perencanaan trotoar dapat dihilangkan dari jembatan dalam masa umur jembatan jika jalur kendaraan akan dilebarkan. Jika trotoar dihilangkan dari jembatan selama usia jembatan ada, maka beban hidup ditambah 1 kaki dari ujung geladak dari struktur jembatan. Jembatan dengan tujuan khusus seperti jembatan pejalan kaki, jembatan untuk kendaraan ringan atau untuk lalu lintas sepeda, perencanaan jembatan didesain dengan beban pejalan kaki 90 lb/ft.

(6)

2.3.3. Beban Angin

Beban angin yang diterima oleh setiap struktur akan mempunyai nilai berdeda di setiap tempat struktur tersebut berada. Bagian luar dari sebuah struktur yang akan menerima secara langsung beban angin tersebut. Beban angin yang diterima akan berbeda pada sebuah struktur. Secara umum struktur kecil akan menerima beban yang kecil dan tidak mempengaruhi kekuatan dari struktur utama, begitu juga sebaliknya.

2.3.3.1. Beban Angin Sejajar (Horizontal)

Kecepatan Angn awal (vB) ditentunkan sesuai dengan

AASHTO adalah sebesar 100 mil/jam atau sekitar 160 km/jam. Nilai tersebut ditentukan dari beban angin terbesar dari umur rencana jembatan. Struktur luar menerima beban angin horizontal secara keseluruhan secara tegak lurus.

𝑉_𝐷𝑍 = 2.5𝑉₀(𝑉30 𝑉𝐵) ln ( 𝑍 𝑍0) 2.2 Dimana: VDZ = Kecepatan Angin V0 = Kecepatan Gesekan

V30 = Kecepatan Angin diatas Permukaan Air

VB = Kecepatan Angin Dasar

Z = Jarak Permukaan Tanah dengan Struktur Z0 = Panjang Gesekan

Tabel 2.3. Nilai V0 dan Z0 untuk Variasi Permukaan Terbuka

Ruang

Terbuka Sub-Urban Perkotaan V0 (mph) 8.20 10.90 12.00

Z0 (mm) 70 1000 2500

(7)

2.3.3.2. Beban Angin pada Struktur

Tabel 2.4. Tekanan Angin Dasar PB

Komponen Bangunan Atas Angin Tekan (Mpa) Angin Hisap (Mpa) Rangka, Kolom, dan

Pelengkung 0.0024 0.0012

Balok 0.0024 N/A

Permukaan Datar 0.0019 N/A

Sumber: SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan

𝑃_𝐷 = 𝑃_𝐵(𝑉𝐷𝑍 𝑉𝐵)

2

2.3 Keterangan:

PB = Tekanan Angin Dasar

VDZ = Kecepatan Angin

VB = Kecepatan Angin Dasar

2.3.3.3. Beban Angin pada Kendaraan

Selain dari struktur luar yang menerima beban angin, kendaran yang melintasi jembatan juga menimbulkan beban angin pada struktur jembatan.

Tabel 2.5. Komponen Beban Angin Pada Beban Hidup

Sudut Komponen Tegak Lurus (Mpa) Komponen Sejajar (Mpa) 0 1.46 0.00 15 1.28 0.18 30 1.20 0.35 45 0.96 0.47 60 0.50 0.55

Sumber: SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan

2.4 Perecanaan Struktur Atas Jembatan

Beban-beban lalu lintas serta beban pejalan kaki dan beban-beban lainnya, akan bekerja membentuk sebuah beban yang akan diterima oleh Struktur atas jembatan yang kemudian beban tersebut akan disalurkan menuju struktur yang berada dibawahnya. Struktur atas jembatan terdiri dari:

2.4.1. Perencanaan Trotoar

Fungsi dari trotoar adalah memberikan pelayanan untuk pejalan kaki disisi jembatan dari jalur lalu lintas di tengah jembatan dan memberikan

(8)

kenyamanan dan keamanan buat pejalan kaki. Trotoar direncanakan sebagai kontruksi pelat beton terletak di lantai samping jembatan dan diasumsikan sebagai pelat sederhana yang tertumpu pada pelat jalan.

Gambar 2.6. Potongan Melintang Jembatan (Sumber: Data Perencana)

Gambar 2.7. Potongan Trotoar (Sumber: Data Perencana) a. Momen

Menetukan tebal plat

Menentukan arah penulangan plat yang mana tertumpu menerus pada balok memanjang.

Lx ≥ 0.4 Ly 2.5

Lx < 0.4 Ly 2.6

Plat beton bertulang lantai kendaraan dianggap terjepit elastik bebas pada tumpuan dan terletak pada ujung tumpuan maka faktor momen yang terjadi adalah sebagai berikut:

Momen pada beban mati (MD) dan beban hidup (ML)

MD = Σbeban mati. jarak (kN.m)

(9)

Kombinasi Momen:

1.4 MD 2.7

1.2 MD + 1.6 ML = MU 2.8

b. Penulangan Trotoar

Perencanaan trotoar diasumsikan sebagai Pelat satu arah dengan tumpuan jepit bebas.

d’ = h – p – 0,5 tulangan 2.9

Dimana : d’ = jarak tulangan tekan (mm) h = tebal pelat (mm)

p = Selimut beton (mm)

Rasio penulangan ( ρ ) dan Rasio keseimbangan (𝜌𝑏)

𝜌_𝑚𝑎𝑥 = 0,75 0.85 𝑓𝑐 𝑓𝑦 𝛽 600 600+ 𝑓𝑦 2.10 𝜌_𝑚𝑖𝑛= 1,4 𝑓𝑦 2.11

Dimana : ρ = Rasio tulangan

Mu = Momen ultimate (KN.m) b = Lebar tiang (mm) d = Jarak tulangan (mm) Ø = faktor reduksi = 0,8 Tulangan pembagi 𝜌 = 1 𝑚(1 − √1 − 2𝑚𝑅𝑛 𝑓𝑦 ) 2.12 𝑅_𝑛 = 𝑀𝑛 𝑏 𝑑2 2.13 𝑚 = 𝑓𝑦 0.85 𝑓𝑐 2.14 𝐴𝑆 = 𝜌𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖 𝑏 𝑑

2.4.3. Perencanaan Pelat Lantai Kendaraan

Pelat lantai kendaraan berfungsi sebagai penahan lapisan perkerasan, diasumsikan tertumpu pada empat sisi oleh balok memanjang dan balok melintang, pelat lantai kendaraan jembataan digunakan plat lantai komposit.

(10)

Perencanaan kekuatan pelat lantai kendaraan sebagai komponen struktur jembatan direncankan terhadap lentur, geser dan aksial. 2.4.3.1. Perencanaan Pelat Lantai Terhadap lentur

a. Asumsi perencanaan

Asumsi perhitungan suatu penampang yang terlentur harus mempertimbangkan kesimbangan dari tegangan dan kompabilitas regangan, hubungan distribusi tegangan tekan beton dan regangan dapat dianggap dipenuhi oleh distribusi beton ekivalen dengan tegangan beton = 0,85 fc’. Jarak c dari

tepi dengan regangan tekanan maksimum kesumbu netral harus diukur dalam arah tegak lurus sumbu tersebut.

Gambar 2.8. Tegangan dan Regangan Penampang Beton Bertulang (Sumber: Dipohusodo, 1999)

Faktor β1 harus diambil sebesar:

β1 = 0,85 untuk fc’< 30 Mpa

β1 = 0,85 – 0,008 (fc’ – 30) untuk fc’ > 30 Mpa

β1 pada persamaan tidak boleh diambil kurang dari 0,65

b. Perencanaan Penulangan Plat Lantai  Tebal minimum plat lantai

Plat lantai berfungsi sebagai lantai kendaraan jembatan yang mana sesuai dengan perencanaan mempunyai tebal minimum

ts > 200 (mm)

ts > (100 + 40 s) (mm)

Dimana,

(11)

- Tulangan Minimum

Tulangan minimum harus dipasang untuk menahan tegangan tarik utama, dengan:

𝐴𝑠 𝑏 𝑑 =

1,25

𝑓𝑦 2.15

Pelat lantai yang ditumpu balok atau dinding,

𝐴𝑠 𝑏 𝑑 =

1,0

𝑓𝑦 2.16

- Perencanaan tulangan lentur pelat lantai jembatan 𝜌𝑏 = 𝛽10,85 𝑓𝑐 𝑓𝑦 ( 600 600+ 𝑓𝑦) 2.17 𝜌𝑚𝑎𝑘𝑠 = 0,75𝜌𝑏 2.18 𝑅_{𝑚𝑎𝑘𝑠}= 𝜌_{𝑚𝑎𝑘𝑠} . 𝑓_𝑦 . (1 − 1 2𝜌𝑚𝑎𝑘𝑠 .𝑓𝑦 0,85 .𝑓𝑐 ) 2.19 𝜌 = 0,85 .𝑓𝑐 𝑓𝑦 (1 − √1 − 2𝑅𝑛 0,85 .𝑓𝑐) 2.20 𝜌_𝑚𝑖𝑛 = 1.4 𝑓𝑦 2.11

Dengan luas tulangan yang diperlukan

𝐴𝑆 = 𝜌 𝑏 𝑑 2.14

2.4.4. Perencanaan Balok Memanjang dan Melintang

Struktur jembatan rangka baja, elemen komposit akan bersatu dengan balok utama penumpu plat lantai menjadi satu kestuan. Hal penting yang harus diperhatikan dalam struktur beton bertulang yaitu perletakan plat beton dan semua letak balok harus tetap ada.

Direncankan penghubung geser (shear conector) untuk menjaga perletakan antara plat beton dengan balok memanjang dan melintang. Fungsi dari penghubung geser adalah menahan gaya geser yang terjadi di perletakan.

(12)

Gambar 2.9. Balok Jembatan (Sumber: Chen & Duan, 2000) 2.4.4.1. Analisa Pembenanan Struktur Penampang

Analisis beban terhadap sebuah struktur jembatan dilakukan dengan sistem penompang (Propped system) atau tanpa sistem penompang (Unpropped system). Beban-beban yang bekerja pada balok penampang komposit.

Gambar 2.10. Penampang Balok Komposit (Sumber: https://untad.academia.edu/hendraPratama) a. Pembebanan sebelum aksi komposit

Akibat beban mati - Momen 𝑀_{𝐷𝑝𝑟𝑒} = 1 8𝑞𝐷𝑝𝑟𝑒𝑙 2 _2.21 - Gaya Lintang 𝐷_{𝐷𝑝𝑟𝑒} = 1 2𝑞𝐷𝑝𝑟𝑒𝑙 2 _2.22

(13)

b. Pembebanan setelah aksi komposit Akibat beban mati

- Momen 𝑀𝐷𝑝𝑟𝑒 = 1 8𝑞𝐷𝑝𝑟𝑒𝑙 2 _2.21 - Gaya Lintang 𝐷𝐷𝑝𝑟𝑒 = 1 2𝑞𝐷𝑝𝑟𝑒𝑙 2 _2.22

Akibat beban hidup - Beban hidup merata

𝑞_{𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡} = ( 𝑏𝑐 𝑙𝑒𝑏𝑎𝑟 𝑗𝑎𝑙𝑢𝑟) . (𝑞𝐿. 70%) 2.23 - Momen 𝑀_{𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡−1} =1 8𝑞𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡𝑙 2 _2.24 - Gaya Lintang 𝐷_{𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡−1} =1 2𝑞𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡𝑙 2 _2.25

- Beban hidup garis/titik 𝑃𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡 = (

𝑏𝑐

𝑙𝑒𝑏𝑎𝑟 𝑗𝑎𝑙𝑢𝑟) . (𝑃𝐿. 70%) 2.26

- Pengaruh kejut terhadap garis/titik 𝐾𝑃 = {1 + ( 20

(50+15,4))} + 𝑃𝐿 2.27

Gambar 2.11. Diagram Bidang Momen Balok Jembatan (Sumber: https://untad.academia.edu/hendraPratama)

(14)

Gambar 2.12. Diagram Bidang Gaya Lintang Balok Jembatan (Sumber: https://untad.academia.edu/hendraPratama)

2.4.4.2.Perencanaan Berdasarkan Prinsip Elastisitas a. System penompang (Propped system)

- Tegangan tekan beton maksimum 𝑓′_{𝑐.𝑦𝑡𝑗} =𝑀𝐷𝑝𝑟𝑒+𝑀𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡

𝑍𝑐 . 1

𝑛 2.28

b. System tanpa penompang (Unpropped system) - Tegangan tekan beton maksimum

𝑓′_{𝑐.𝑦𝑡𝑗} =𝑀𝐿𝑝𝑜𝑠𝑡

𝑍𝑐 . 1

𝑛 2.29

2.4.4.3.Perencanaan Berdasar Prinsip Plastisitas

Kekuatan batas prinsip plastisitas direncanakan dari kemampuan maksimum (momen nominal) penampang balok atas perlawanan beban batas (momen terfaktor) yang terjadi.

a. Kondisi I

Gambar 2.13. Diagram tegangan prinsip plastisitas kondisi I (Sumber: https://untad.academia.edu/hendraPratama) Pada kondisi sebagian atau seluruh penampang beton menerima tegangan tekan dan seluruh penampang baja menerima tegangan

(15)

tarik. Garis netral jatuh dalam penampang beton atau tepat diatas penampang baja.

- Gaya tekan batas oleh penampang beton 𝐶_𝐶 = 0,85𝑓′

𝑐. 𝑏𝑐. ℎ𝑐 2.30

𝐶 = 𝐴. 0,85𝑓′_𝑐 2.31

- Gaya tarik batas oleh penampang baja

𝑇𝑠1= 𝑓𝑦. 𝑡𝑠𝑢. 𝑏𝑠 2.32

𝑇_𝑠2= 𝑓_𝑦. ℎ_𝑠𝑏. 𝑡_𝑠𝑏 2.33

𝑇_𝑠3= 𝑓_𝑦. 𝑡_𝑠𝑡. 𝑏_𝑠 2.34

𝑇_𝑠 = 𝐴. 𝑓_𝑦 2.35

- Tinggi blok tekan beton

𝑎 = 𝐶 0,85.𝑓′𝑐.𝑏𝑐.ℎ𝑐 2.36 - Lengan momen 𝑧 = (ℎ_𝑐 −1 2𝑎) + 1 2ℎ𝑠 2.37 - Momen nominal 𝑀_𝑛 = 𝐶. 𝑧 = 𝑇. 𝑧 2.38 b. Kondisi II

Gambar 2.14. Diagram tegangan prinsip plastisitas kondisi II (Sumber: https://untad.academia.edu/hendraPratama) Pada kondisi ini semua penampang bagian atas menerima tegangan tekan dan penampang bawah baja menerima tegangan tarik. Garis netral jatuh dalam penampang baja.

- Gaya tekan batas oleh penampang beton

𝐶_𝐶 = 0,85𝑓′_𝑐. 𝑏_𝑐. ℎ_𝑐 2.30

𝐶 = 𝐴. 0,85𝑓′

(16)

𝐶_𝑠1 = 𝑓_𝑦. 𝑏_𝑠. 𝑡_𝑠𝑢 2.39

𝐶_𝑠2 = 𝑓_𝑦. 𝑏_𝑠. 𝑦 2.40

- Gaya tarik batas oleh penampang baja

𝑇_𝑠1 = [ℎ_𝑠 − (𝑡_𝑠𝑡+ 𝑦)]. 𝑓_𝑦. 𝑏_𝑠 2.41

𝑇𝑠2 = 𝑓𝑦. 𝑏𝑠. 𝑡𝑠𝑡 2.34

𝑇𝑠 = 𝐴. 𝑓𝑦 2.35

- Tinggi blok tekan beton

𝑎 = 𝐶 0,85.𝑓′𝑐.𝑏𝑐.ℎ𝑐 1 4 2.42 - Lengan momen 𝑧 = (ℎ_𝑐− 𝑎) +1 4ℎ𝑠 2.43 - Momen nominal 𝑀𝑛 = 𝐶. 𝑧 = 𝑇. 𝑧 2.38 2.4.4.4.Kontrol lendutan

Lendutan maksimum yang diijinkan adalah 𝛿_{𝑚𝑎𝑘𝑠} = 𝐼

360 2.44

2.4.5. Perencanaan Pelengkung Busur

Hal yang paling menonjol dari struktur ini adalah pelengkung berbentuk setengah lingkaran. Jembatan pelenkung secara kesuluhan memikul gaya horizontal yang menimpa pada ujung pelengkung jembatan. Beban-beban ini sebanding dengan berat yang dipikul, lendutan dan gaya aksial yang bekerja pada pelengkung busur.

Gambar 2.15. Potongan Memanjang Pelengkung Busur (Sumber: Data Perencana)

(17)

Rangka baja merupakan struktur utama dari jembatan pelengkung, perencanaan rangka baja yang berperan sebagai pelengkung yang memiliki sistem elemen tarik dan elemen tekan yang direncanakan berbeda dengan elemen pada umumnya. Dengan deviasi garis lurus penghubung titik temu pada ujung tumpuan lebih besar sama dengan panjang garis. Penampang terbsebut merupakan penampang kompak, serta jarak dari tepi badan penampang menuju ujung sayap yang harus memenuhi:

𝑏 𝑡 ≤

𝑅

6𝑏 2.45

Dimana:

b = Lebar bagian luar, diukur dari ujungnya terhadap baris pengencang terdekat yang menghubungkan dengan bagian pendukung. (mm)

t = Tebal rata-rata bagian luar, atau tebal total dimana dua atau lebih bagian dihubungkan. (mm)

r = jari-jari lengkung. (mm)

Lebar sayap yang tidak disokong memenuhi:

𝑏 𝑡 ≤

𝑅

6𝑏 2.45

Dimana:

b = Lebar bagian luar, diukur dari ujungnya terhadap baris pengencang terdekat yang menghubungkan dengan bagian pendukung. (mm)

t = Tebal rata-rata bagian luar, atau tebal total dimana dua atau lebih bagian dihubungkan. (mm)

r = jari-jari lengkung. (mm) 2.4.5.1. Komponen Struktur Tekan

Struktur rangka baja yang menerima beban tekan aksial pada dasarnya akan disebut sebagai komponen struktur tekan. Pada struktur jembatan umumnya dijumpai pada batang tepi atas, sedikit pada batang diagonal dan vertikal.

(18)

a. Beban tekuk kritis euler 𝑃𝑒 = 𝜋2𝐸𝐼 (𝐿𝑒𝑓𝑓) 2 2.46 Dengan 𝑟 = √𝐼 𝐴 , 𝐼 = 𝐴𝑟 2_{, maka:} _2.47 𝑃𝑒 𝐴 = 𝐹𝑒 = 𝜋2𝐸 (𝐿𝑒𝑓𝑓_𝑟 ) 2 2.48 Dimana: A = Luas penampang 𝐹_𝑒 = Tegangan tekuk 𝐸 = Modulus 𝐿_𝑒𝑓𝑓 = Panjang efektif

𝐼 = Momen inersia penampang 𝑟 = Radius grasi

b. Panjang efektif

Pada persamaan Euler panjang merupakan jarak antara titik perubahan arah tekuk atau panjang efektif. Titik perubahan arah tekuk adalah titik dimana terjadi momen sama dengan 0.

𝐿𝑒𝑓𝑓 = 𝐾𝐿 2.49

Dimana : 𝐾 = Faktor panjang efektif

L = Panjang tak terkekang (unbraced) dari komponen c. Kelangsingan struktur tekan

Kelangsingan komponen struktur tekan adalah

𝐾𝐿

𝑟 ≤ 200 2.50

Dimana : 𝐾 = Faktor panjang efektif

L = Panjang tak terkekang (unbraced) dari komponen 𝑟 = Radius grasi

d. Kuat tekan komponen

Kuat tekan rencana ditentukan atas keadaan batas dari tekuk lentur

𝑃𝑛 = 𝐹𝑐𝑟𝐴𝑔 2.51

Dimana : 𝑃_𝑛 = Kuat tekan nominal 𝐹𝑐𝑟 = tegangan kritis

(19)

Tengangan kritis ditentukan apabila:  𝐾𝐿 𝑟 ≤ 4,71√ 𝐸 𝑓𝑦 , 𝑎𝑡𝑎𝑢 ( 𝑓𝑦 𝑓𝑒 ≤ 2,25) 2.52 Maka, 𝐹_𝑐𝑟 = [0,658 𝑓𝑦 𝑓𝑒_] _2.53  𝐾𝐿 𝑟 > 4,71√ 𝐸 𝑓𝑦 , 𝑎𝑡𝑎𝑢 ( 𝑓𝑦 𝑓𝑒 > 2,25) 2.54 Maka, 𝐹_𝑐𝑟 = 0,877𝑓_𝑒 2.55

Tegangan tekuk Euler 𝑓_𝑒 = 𝜋2𝐸

(𝐾𝐿_𝑟)2

2.56 2.4.5.2.Komponen Struktur Tarik

Struktur rangka baja yang menerima beban Tarik aksial pada umumnya akan disebut sebagai komponen struktur Tarik. Pada struktur jembatan rangka baja komponen struktur tarik menerika gaya tarik apabila gaya lentur diabaikan atau beban pada kondisi aksial menimbulkan gaya aksial.

A. Kelangsingan batang Tarik

Dalam komponen struktur tarik tidak ada batas kelangsingan maksimum.

𝐿

𝑟≤ 300 2.57

Dimana: L = Panjang komponen struktur r = jari-jari girasi penampang

B. Kekuatan batang tarik

Kekuatan tarik desain dari komponen struktur merupakan nilai terendah yang didapat sesuai keadaan batas dari leleh tarik pada penampang neto.

- Mekanisme leleh tarik pada penampang bruto

𝑃𝑛 = 𝑓𝑦𝐴𝑔 2.58

Dimana: ø = 0,90 Ag = Luas bruto

(20)

- Mekanisme keruntuhan tarik pada penampang efektif

𝑃_𝑛 = 𝑓_𝑢𝐴_𝑔 2.59

Dimana: ø = 0,75 Ag = Luas bruto

𝑓_𝑢 = Kuat tarik minimum C. Luas efektif

Luas efektif komponen tarik yang memikul gaya tarik maka ditentukan luas efektif penampang adalah sebagai berikut:

𝐴_𝑒 = 𝐴_𝑛𝑈 2.60

Dimana : 𝐴𝑒 = Luas netto

𝐴_𝑛 = luas efektif 𝑈 = faktor shear lag D. Geser blok

Keruntuhan geser blok merupakan sebuah keruntuhan kombinasi geser dan tarik yang terjadi melewati lubang-lubang baut pada komponen struktur tarik.

Gambar 2.16. Geser Blok (Sumber: AISC, 2005)

Keruntuhan geser blok merupakan hasil jumlah dari tarik leleh dan geser fraktur serta tahanan nominal ditentukan oleh persamaan berikut:

- Geser leleh dengan tarik fraktur Apabila

𝑓_𝑢. 𝐴𝑛𝑡 ≥ 𝑓_𝑢. 𝐴𝑛𝑣 2.61

Maka,

(21)

- Geser fraktur dengan tarik leleh Apabila 𝑓_𝑢. 𝐴𝑛𝑡 < 0,6𝑓_𝑢 2.63 Maka, 𝑁_𝑛 = 0,6𝑓_𝑢. 𝐴𝑛𝑣 + 𝑓_𝑦. 𝐴𝑔𝑡 2.64 Dimana:

Agv = Luas Kotor/bruto akibat geser Anv = Luas netto akibat geser Agt = Luas kotor/bruto akibat tarik Ant = Luas netto akibat tarik

fy = Tegangan leleh

fu = Tegangan fraktur/putus

2.4.6. Sambungan

Penyatuan bagian struktur yang terpisah dan disatukan menjadi satu kestuan struktur, maka diperlukan sambungan untuk meyatukan bagian struktur menjadi satu. Sambungan direncanakan untuk menerima kondisi batas-batas tertentu. Efek gaya yang terjadi terfaktor pada sambungan dan efek kekuatan struktur pada keadaan yang sama, serta efek gaya

setidaknya terjadi 75% pada struktur. Secara umum komponen sambungan terdiri atas sambungan baut dan sambungan las.

2.4.6.1. Sambungan Baut

Sambungan baut berdasarkan pada SNI 1725:2015 Kekuatan satu baut ditinjau dari:

- Kekuatan Geser

Rn=FnAb 2.65

Suatu baut yang memikul gaya terfaktor, Ru harus memenuhi:

𝑅𝑢 ≤ ∅𝑅𝑛 2.66

Dengan: Ø = faktor reduksi kekuatan (0,75)

Rn = kuat nominal baut (berdasarkan nilai kekuatan geser, tarik, tumpu diambik nilai terkecil)

(22)

- Tinjauaan Pelat

Gambar 2.17. Robekan Baut Terhadap Plat Sambung (Sumber: AISC, 2005)