BAB VII PERENCANAAN PERLETAKAN ( ELASTOMER )

(1)

MOCHAMAD SYAIFUL ARIF [ 3109100030 ] IVANDY RAHMADIANTO MADYA [ 3109100059 ]

91

BAB VII

PERENCANAAN PERLETAKAN ( ELASTOMER )

Perencanaan Perletakan ( bearings ) jembatan akhir - akhir ini sering memakai elastomer ( elastomeric ), yaitu bahan yang terbuat dari kombinasi antara karet yang didalamnya terdapat plat baja. Perletakan elastomer ini digunakan pada metode rencana keadaan batas kelayanan, sedang metode keadaan batas ultimate tidak di perkenankan. Sifat dari perletakan elastomer yaitu mampu memikul translasi dan rotasi melalaui deformasi

Bearings harus dipasang minimum 25 mm dari tepi sisi permukaan tumpuan, untuk mengijinkan pelebaran ( spreading ) elastomer di bawah beton. Bila perletakan mengalami displacement geser / rotasi secara bersamaan dalam 2 arah maka perletakan bulat ( circular ) umumnya akan lebih sesuai dibanding perletakan persegi ( rectangular ). Sedangkan untuk jembatan komposit dan jembatan rangka baja ini memakai perletakan elastomer persegi.

Gambar 7.1 Gambar Letak Elastomer yang Ditinjau.

VII.1 PEMBEBANAN

(2)

92 - Pelat beton = 0,2 x 6 x 60 x 2400 = 172800 kg - Kerb = 2 x 0,6 x 0,2 x 60 x 2400 = 34560 kg - Aspal = 0,05 x 6 x 60 x 2200 = 39600 kg - Gelagar memanjang = 5 x 7,2 x 5 x 114 = 20520 kg - Gelagar melintang = 13 x 7,2 x 166 = 15537,6 kg - Ikatan angin atas = 2 x 6,16 x 12 x 11,9 = 1758,296 kg - Ikatan angin bawah = 2 x 8,76 x 12 x 19,9 = 4183,776 kg - Rangka horizontal atas = 2 x 12 x 5 x 232 = 27840 kg - Rangka horizontal bawah = 2 x 12 x 5 x 232 = 27840 kg - Rangka diagonal tepi = 2 x 12 x 9,014 x 140 = 30287,04 kg - Rangka diagonal tengah = 2 x 12 x 9,014 x 140 = 30287,04 kg+

Berat total = 405213,712kg

- Sambungan & pelat simpul = 10% x 158254,112 kg = 15825,5 kg Jadi, beban mati total = (405213,712+ 15825,5) x ¼

= 105259,803 kg 2. Beban Hidup :

Beban hidup (UDL + KEL) = 53577,3 x 12 = 642927,6 kg Jadi, beban hidup total = 642927,6 x ¼ = 160731,9 kg 3. Beban Angin :

Beban angin = 4 x Wb = 4 x 6310,533 kg Jadi, beban angin = 25242,132 kg

4. Beban Gempa :

Koefisien geser dasar = C

Dimensi pilar ditaksir = 1,5 x 8 x 8 WTP = Wtotal + 0,5 Wpilar = 2 x Pmati + 0,5 x 2400 x (1,5 x 8 x 8) = 2 x 121836,92 + 0,5 x 2400 x (1,5 x 8 x 8) = 358873,84 kg = 36582,45 KN E = 4700√fc’ = 4700√35 = 27805,6 kg/cm² = 278056000 kg/m² I1 = 60% x 1/12 x b x h³ dimana : I1 = I longitudinal

(3)

93 = 60% x 1/12 x 8 x 1,5³ = 1,35 m4 I2 = 60% x 1/12 x b x h³ = 60% x 1/12 x 1,5 x 8³ = 38,4 m4

a. Arah memanjang (berdasarkan BMS 2.4.7.1(2.10))

Kp =

=

20363083,75kg/m Kp = 2075,75 kN/m

T =

√

= 0,266 dt

Sehingga dari RSNI T-02-2005 gambar 14 dengan zone gempa 6 dan tanah lunak didapat nilai C = 0,18

Ket : T = waktu getar arah memanjang (dt) g = percepatan gravitasi (m/dt²)

WTP = berat total nominal bangunan atas termasuk beban mati ditambah ½

berat pilar (kg)

Kp = kekakuan gabungan sebagai gaya horizontal (kg/m)

b. Arah melintang (berdasarkan BMS 2.4.7.1(2.10))

Kp =

=

579216604,6 kg/m Kp = 59043,5 kN/m

T =

√

= 0,050 detik

Sehingga dari RSNI T-02-2005 gambar 14 dengan zone gempa 6 dan tanah lunak didapat nilai C = 0,18

(4)

94

Digunakan type A(4), jembatan dengan daerah sendi beton bertulang/ baja: S = 1,0 F

F = 1,25 – 0,025n ; dan F ≤ 1,00

Dimana n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral pada masing- masing bagian yang monolit dari jembatan.

Berdasarkan BMS 2.4.7.4 koefisien gempa horizontal untuk perhitungan faktor tipe struktur S, harus diambil sama dengan 1,0. Pengaruh dari percepatan tanah arah vertikal bisa diabaikan, Maka:

S = F S = 1

 Faktor kepentingan I (berdasarkan BMS 2.4.7.3 tabel 2.13)

Digunakan I = 1,2 yaitu: jembatan memuat lebih dari 2000 kend/hari, jembatan pada jalan raya utama atau arteri dan jembatan dimana tidak ada rute alternatif.

 Perhitungan gaya geser total (berdasarkan BMS 2.4.7.1) TEQ = Kh.I.WT

= C . S . I . 2. Pmati

Gaya geser total arah memanjang TEQ = C . S . I . 2 . Pmati

= 0,17 . 1 . 1,2 . 2. 121836,92 = 52633,55 kg = 52,63 ton F(x) Q = 0,5 TEQ

= 0,5. 52,63 = 26,32 ton Gaya geser total arah memanjang TEQ = C . S . I . 2 . Pmati

= 0,17 . 1 . 1,2 . 2. 121836,92 = 52633,55 kg = 52,63 ton F(y) Q = TEQ

(5)

95 VII.2 KOMBINASI BEBAN VERTIKAL DAN HORIZONTAL

1. Kombinasi beban vertikal, yaitu : Vmax = P mati + P hidup + Wangin

= 105259,803 + 160731,9 + 25242,132 = 291233,835 kg = 292 ton = 2920 KN

2. Kombinasi beban horizontal terbesar arah memanjang, yaitu: Ha = Pgempa longitudinal

= F(x) Q

= 26,32 ton = 258,17 KN

3. Kombinasi beban horizontal terbesar arah melintang, yaitu : Hb = Pgempa transversal

= F(y) Q

= 52,63 ton = 516,34 KN

VII.3 PERENCANAAN DIMENSI ELASTOMER

- Durometer hardness IRHD = 70

- Shear modulus G = 1,2 MPa (BMS tabel 8.1) - Bulk Modulus B = 2000 MPa (BMS tabel 8.1) - Panjang perletakan a = 700 mm

- Lebar perletakan b = 650 mm - Tebal selimut tc = 12 mm - Tebal lapis dalam ti = 12 mm

- Tebal pelat baja ts = 3 mm n = 5 lapis - Tebal total elastomer t = 87 mm

- Side cover thickness tsc = 10 mm (berdasarkan BMS tabel K.8) - Luas denah total karet Ar = ((a - 2tsc)x(b – 2tsc))

= ((700 – 2.10)x(650 – 2.10))

(6)

96

Gambar 7. Gambar Dimensi Elastomer

VII.4 KONTROL DIMENSI ELASTOMER  Faktor Bentuk (berdasarkan BMS pasal 8.3.5)

S = Ar / (P . te) Dimana : Ar : Luas permukaan Terikat P : Keliling permukaan terikat Te : tebal efektif lapisan elastomer

Te = 1,4 tc = 1,4 . 12 = 16,8 mm S = Ar / (P . te)

= 428400 / (2.(680 + 630) . 16,8 ) = 9,73 → syarat : 4 < S < 12 (OK)

 Simpangan Geser (berdasarkan BMS 8.3.6) Regangan Geser tekan εsc

δb = Hb T δa = Ha t

Ar G Ar G

dimana :

Da = db = simpangan geser max. tangensial pada permukaan tumpuan dalam arah dimensi a dan b akibat gerakan struktur dan gaya tangensial.

Ar = seluruh luas daerah untuk lapis tak terikat G = modulus geser Mpa

t = tebal total elastomer mm Ha = Pgempa longitudinal N Hb =

Pgempa

(7)

97

δa = (Ha . t) / (Ar . G)

= (258167,56 . 87) / (428400 . 1,2) = 43,69 mm

δb = (Hb . t) / (Ar . G)

= (516335,11 . 87) / (428400 . 1,2) = 87,38 mm

Aeff = luas daerah efektif perletakan (berdasarkan BMS pasal 8.3.6.1.d)

= A (1 – (δa / a) – (δb / b)) = 428400.(1 – (43.69/700) – (87,38/650)) = 344070 mm² c = Vmax / (3 . Aeff . G .(1 + 2S²) = 2912338,35 / (3 . 344070. 1,2 . (1 + 2.(9,73 ²)) = 0,013 sc = 6 . S . c = 6 . 9,73 . 0,013 = 0,759

 Regangan Geser Torsi Ɛsr

Gaya vertikal, V max bekerja pada pusat luasan Elastomer dan momen = 0 , maka αa = αb = 0 sehingga Ɛsr = 0

 Regangan Geser Tangensial Ɛsh Ɛsh =

= 0,502

Untuk membatasi distorsi tangensial dan agar ujung perletakan menggelinding seminimum mungkin atas kecenderungan pelat baja yang melentur, syarat yang harus dipenuhi adalah BMS pasal 8.3.6.3 : nilai regangan dari maksimum ijin adalah:

0,9 Ar > Aeff ≥ 0,8 Ar

(8)

98

Ɛsh ≤ (2 Aeff / Ar)-1,1

0,502 ≤ 0,506 OK

Syarat untuk menjamin bahwa regangan geser total yang berkembang tidak berlebihan berdasarkan BMS pasal 8.3.6.1 adalah:

Ɛsh + Ɛsr + Ɛsc ≤ √ = √ 0,502 + 0 + 0,76 ≤ 2,37 1,26 ≤ 2,37 OK

 Persyaratan Tegangan Tekan Rata – Rata (Berdasarkan BMS pasal 8.3.6.2)

≤ 15 Mpa

≤ 15 MPa

6,8 Mpa ≤ 15 Mpa OK

 Kontrol Stabilitas Perletakan

≤

2912338,35 / 344070

≤

8,85 ≤ 58,17 OK

 Kontrol Tebal Minimum Pelat

Tebal baja ts = 3 mm dengan Bj 37 dan fy = 390 MPa Syarat : ts ≥ 3 mm

3 mm ≥ 3 mm → OK ts ≥ (3 . Vmax . t1) / (A . fy)

3 mm ≥ (3 . 2912338,35. 12) / (428400. 390)

3 mm ≥ 0,63mm OK

 Kontrol Penahanan Perletakan o Kombinasi Beban

`Hmax < `0,1 (Vmax + 3. Aeff . 10³)

(9)

99 516,34 KN < 103221292 KN OK o Beban Permanen Vmax / Aeff ≥ 2 (2912338,35 . 10³) / 344070≥ 2 8,5 ≥ 2 OK