PERHITUNGAN PERENCANAAN PEMBEBANAN
PERHITUNGAN PERENCANAAN PEMBEBANAN
JEMBATAN
JEMBATAN
( GIRDER – RANGKA – GIRDER ) ( GIRDER – RANGKA – GIRDER )
Perhitungan pembebanan pada jembatan ini meliputi perhitungan pada Perhitungan pembebanan pada jembatan ini meliputi perhitungan pada elemen-elemen sebagai berikut:
elemen sebagai berikut: 1
1.. PEPEMMBEBEBABANANAN N GIGIRDRDEER R Meliputi :
Meliputi : –
– Beban Merata Kendaraan Kecil ( di atas lantai jembatan)Beban Merata Kendaraan Kecil ( di atas lantai jembatan) qLL = 0,9 T/m2
qLL = 0,9 T/m2 –
– Beban Merata Orang ( di atas trotoar )Beban Merata Orang ( di atas trotoar ) qLL = 0,5 T/m
qLL = 0,5 T/m22
–
– Beban Garis ( di atas lantai jembatan )Beban Garis ( di atas lantai jembatan ) PLL = 4,9 T/m
PLL = 4,9 T/m –
– Beban Mati Merata ( berat konstruksi ) = qDLBeban Mati Merata ( berat konstruksi ) = qDL –
– Beban Angin = WLBeban Angin = WL
Spesifikasi Desain: Spesifikasi Desain: Panjang
Panjang bentang bentang : : 7,5 7,5 mm L
Leebbaarr :: 99 mm Lebar
Lebar lajur lajur : : 7 7 m m ( ( 2 2 lajur lajur 2 2 arah arah tak tak terbagi terbagi )) Trotoar Trotoar L Leebbaar r : : 11mm T Teebbaal l : : 225 5 ccmm P Paannjjaanng g : : 77,,5 5 mm Perkerasan Aspal Perkerasan Aspal L Leebbaar r : : 7 7 mm T Teebbaal l : : 6 6 ccmm Panjang Panjang : : 7,5 7,5 mm Pelat Beton Pelat Beton L Leebbaar r : : 9 9 mm T Teebbaal l : : 220 0 ccmm P Paannjjaanng g : : 77,,5 5 mm
Railing dan Sandaran
Girder Baja IWF 400 x 400 x 13 x 21 Berat: 0,172 T/m (BJ 37, Fy 240 MPa) Diafragma Baja IWF 300 x 150 x 11 x 16 Berat : 0,0367 T/m (BJ 37, Fy 240 MPa) BJ Beton : 2,4 T/m3 BJ Aspal : 2,2 T/m3 BJ Air Hujan : 1 T/m3 PERHITUNGAN :
1) Beban merata kendaraan kecil ( banyak di atas lantai) qLL = 0,9 T/m2
ketetapan untuk L ≤ 30 m
2) Beban merata pejalan kaki ( banyak di atas trotoar ) qLL = 0,5 T/m2
3) Beban garis ( di atas lantai jembatan)
PLL = 4,9 T/m dinaikan sebesar grafik hubungan “ faktor pengali beban kejut % dengan bentang jembatan “
0,9 T/m2 0,45 T/m2
0,45 T/m2
5,5 m 7 m
Berdasarkan grafik dengan bentang 7,5 m diperoleh faktor pengali beban kejut 40%
Besar kenaikan = 40% x 4,9 = 1,96 t/m
PLL = 4,9 t/m + ( 40% x 4,9 ) = 4,9 + 1,96 = 6,86 t/m
4) Beban mati merata ( berat konstruksi ) qDL =
– Pelat beton =L x t x Bj beton =1 x 0,2 x 2,4 = 0,48 t/m – Perkerasan =L x t x Bj aspal =1 x 0,07 x 2,2 = 0,154 t/m – Trotoar =L x t x Bj beton =1 x 0,25 x 2,4 = 0,6 t/m – Railing dan sandaran =0,02 t/m – Air hujan =L x t x Bj =1 x 0,06 x 1 = 0,06 t/m – Berat Sendiri Girder Baja =0,172 t/m
– Berat Sendiri Diafragm BJ = 0,0367 t/m + qDL = 1,523 t/m 1) Beban Angin ( WL ) 5,5 m 7 m 0,75m 0,75m 6,86 T/m 3,43 T/m 3,43 T/m
Kondisi :
1) Keadaan tanpa beban hidup
Tew = 0,0006 x Cw x (Vw)2x Ab
b/d = 9 / 11 = 8,182
diperoleh b/d≥ 6,0 maka Cw = 1,25
Ab = d x L = 1,1 x 7,5 = 8,25 m2
Lokasi pendirian jembatan direncanakan jauh dari laut, dengan mengacu peraturan LRFD, Maka diperoleh V = 30 m/s Tew = 0,0006 x Cw x (Vw)2x Ab Tew = 0,0006 x 1,25 x (302) x 8,25 Tew = 5,57 kN Tew = 0,557 T
Dijadikan beban merata pada girder = 0,557 x (1/7,5) = 0,074 t/m
Tew masuk = 100% = 0,074 t/m
Tew keluar = 50 % = 0,074 x 0,5 = 0,037 t/m
2) Keadaan dengan beban hidup
Tew = 0,0012 x Cw x (Vw2) x H kend x L gird
( bekerja pada kendaraan)
– Ketetapan: Cw untuk kendaraan= 1,2
– Untuk jembatan yang jauh dari laut dengan bentang > 5m dan mempergunakan batas ultimate, Vw = 30 m/s
– H kendaraan = 2 m
– L girder = 7,5 m
Tew = 0,0012 x 1,2 x (302) x 2 x 7,5 = 19,44 kN = 1,944 T ( Terpusat )
Dijadikan area load ( u/ angin yang bekerja pada kendaraan ) = Tew / ( L lajur x L gird )
= 1,944 / ( 7 x 7,5 ) = 0,037 t/m2
Tew yang bekerja pada jembatan = Tew pada kondisi 1( kondisi tanpa beban hidup) Tew = 0,074 t/m Tew masuk = 50% = 0,074 x 0,5 = 0,037 t/m Tew keluar = 25% = 0,074 x 0,25 = 0,0185 t/m 1. PEMBEBANAN RANGKA Meliputi:
– Beban merata kendaraan kecil ( di atas lantai jembatan ) qLL = 0,9 T/m2
– Beban merata orang ( di atas trotoar ) qLL = 0,5 T/m2
– Beban garis ( di atas lantai jembatan ) PLL = 4,9 T/m
– Beban mati merata ( berat konstruksi ) = qDL – Beban angin ( bekerja pada rangka baja ) ( WL )
Spesifikasi Desain : Panjang bentang : 35 m Lebar : 9 m Lebar lajur : 7 m ( 2/2 UD ) Rangka Baja BJ 37, FY 240 MPA, IWF 400 x 400 x 13 x 21 Tinggi rangka : 5,4 m Jumlah segmen : 7 (@5m) Railing dan sandaran
Trotoar Lebar : 1 m Tebal : 25cm Panjang : 35 m Perkerasan Lebar : 7 m Tebal : 7 cm Panjang : 35 m Pelat beton Lebar : 9 m Tebal : 20 cm Panjang : 35 m Balok memanjang (Baja)
IWF 200 x 200 x 6 x 16 BERAT : 0,0499 T/m ( BJ 37, FY 240 MPA ) Balok melintang (Baja)
IWF 250 x 250 x 7 x 17 BERAT : 0,0724 T/m ( BJ 37, FY 240 MPA ) BJ Beton : 2,4 T/m3 BJ Aspal : 2,2 T/m3 PERHITUNGAN :
Untuk bentang, L
≥
30 m, maka qLL = 0,9 x 0,5+ 15L t/m2qLL = 0,9 x 0,5+ 1535 qLL = 0,9 x 0,93
qLL = 0,836 t/m2
2) Beban merata orang qLL = 0,5 t/m2
3) Beban garis
PLL = 4,9 T/m dinaikan sebesar grafik hubungan “ faktor pengali beban kejut % dengan bentang jembatan “
Berdasarkan grafik dengan bentang 35 m diperoleh faktor pengali beban kejut 40% Besar kenaikan = 40% x 4,9 = 1,96 t/m PLL = 4,9 t/m + ( 40% x 4,9 ) = 4,9 + 1,96 = 6,86 t/m 7 m 5,5 m 0,836 T/m2 0,418 T/m2 0,418 T/m2
4) Beban mati merata qDL =
– Pelat beton =L x t x Bj beton =1 x 0,2 x 2,4 = 0,48 t/m – Perkerasan =L x t x Bj aspal =1 x 0,07 x 2,2 = 0,154 t/m – Trotoar =L x t x Bj beton =1 x 0,25 x 2,4 = 0,6 t/m – Railing dan sand = 0,02 t/m – Air hujan =L x t x Bj =1 x 0,06 x 1 = 0,06 t/m – Berat Sendiri Balok memanjang Baja = 0,0499 t/m – Berat Sendiri Balok melintang Baja = 0,0724 t/m – Rangka baja = 0,4 x 5,4 x 7,7 = 16,632 t/m
qDL = 18,07 t/m 1) Beban Angin (WL)
Kondisi :
a. Tanpa ada beban hidup
Tew = 0,0006 x Cw x (Vw)2x Ab
( bekerja pada rangka )
– b/d = 9 / 5,4 = 1,67
b/ d antara 1 - 2 maka Cw = hasil interpolasi = 1,737 – Vw ditentukan sebesar 30 m/s ( karena lokasi jembatan jauh dari laut,
dengan mengacu pada sistim LRFD )
– Ab = 25+352 x 5,4 Ab = 162 m2
Tew = 151,95 / 13 = 11,70 kN = 1,17 t
Tew masuk = 30% = 0,3 x 1,17 = 0,351 t Tew keluar = 15% = 0,15 x 1,17 = 0,176 t
b. Dengan beban hidup
Tew = 0,0012 x Cw x (Vw2) x H kend x L rang
( bekerja pada kendaraan)
Cw = 1,2 Vw = 30 m/s
H kendaraan = 2m L rangka = 35 m
Tew = 0,0012 x 1,2 x (302) x 2 x 35 = 90,72 kN = 9,072 T ( Terpusat )
Dijadikan area load ( u/ angin yang bekerja pada kendaraan ) = Tew / ( L lajur x L gird )
= 9,072 / ( 7 x 35 ) = 0,037 t/m2
Tew yang bekerja pada jembatan sama dengan Tew pada kondisi 1 ( kondisi tanpa beban hidup)
Tew = 1,17 t/m
Tew masuk = 15% = 1,17 x 0,15 = 0,257 t/m Tew keluar = 7,5% = 1,17 x 0,075 = 0,088 t/m
1. PEMBEBANAN PADA PILAR Meliputi :
– Beban tumbukan benda hanyutan (Tef) – Beban tekanan air mengalir (Tefw) – Beban gempa (Teq)
SPESIFIKASI DESAIN : – Tipe pilar : perancah – Badan pilar : bulat
– Pire head beton bertulang f’c 35 Panjang : 10 m Lebar : 2,1 m Tebal : 0,95 m – Badan pilar beton bertulang f’c 35
Ø 1,7 M
Tinggi : 8,5 m
2 buah kolom dalam satu pilar, tanpa pengaku – Pile caps beto bertulang f’c 35
Panjang : 10 m Lebar : 3 m Tebal : 1,6 m
– Pondasi sumuran beton bertulang f’c 35 Ø 2 M
Tinggi : 5 m
4 buah dalam satu pile caps – BJ beton : 2,4 T/m3
PERHITUNGAN :
Tef = (M x (Va2)) / d
–
M = massa batang kayu = 2 t– Untuk Vs tidak diketahui, Va ( kecepatan air permukaan) = 3 m/s – Untuk pilar beton perancah d = lendutan statis = 0,15 m
Tef = ( 2 x (32)) / 0,15 Tef = 120 kN
Tef = 12 Ton
1. Beban tekanan air mengalir MENURUT PPJR
Tefw = Ah = k x Va2
– Untuk Vs tidak diketahui, Va = 3 m/dt – Untuk bentuk depan pilar bulat, k = 0,035
Tefw = 0,035 x (32) = 0,315 t/m2
MENURUT BMS ( BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM)
Tefw = 0,5 x Cd x (Vs2) x Ad
Cd = koefisien seret ( pilar bulat ) = 0,7 Vs = kecepatan rata-rata
Vs = Va : 1,4 = 3 : 1,4 = 2,14
Tinggi pilar yang terkena air banjir t = 3,525 m Ø pilar = 1,7 m
Ad = t x Ø pilar
Tefw = 0,5 x 0,7 x (2,142) x 5,9925 Tefw = 9,605 kN = 0,9605 t Tefw = 0,9605 x (1/3,525) = 0,272 t/m 1. Beban gempa Teq = C x I x S x Wt I = faktor kepentingan = 1,2
( jembatan memuat lebih 2000 kend/hari, jembatan pada jalan utama atau jalan arteri dan jembatan dimana tidak ada rute alternatif )
S = faktor tipe bangunan = 1
Jembatan tipe B ( jembatan daktail, bangunan atas terpisah dengan bangunan bawah )
Jembatan dengan daerah sendi beton bertulang atau baja (diperoleh nilai s = 1,0 F) Nilai F diambil minimal = 1, karena jumlah sendi plastis (n) = 0
1,0F = 1 x 1 = 1
WTP = DL + DL tambahan + setangah berat pilar (KN) DL x area = – pelat beton = 9 x 3,75 x 0,2 x 2,4 = 16,2 T – perkerasan = 7 x 0,07 x 3,75 x 2,2 = 4,043 T – trotoar = 1 x 0,25 x 3,75 x 2,4 = 2,25 T – railing = 0,02 x 3,75 = 0,075 T – air hujan = 7 x 0,06 x 3,75 x 1 = 1,575 T – BS girder = 0,172 x 3,75 x 9 = 5,805 T – Bs diafragma = 0,0367 x 9 x 1,5 = 0,485 T + Total DL = 30,443 T DL y area = – pelat beton = 9 x 17,5 x 0,2 x 2,4 = 75,6 T – perkerasan = 7 x 0,07 x 17,5 x 2,2 = 18,865 T – trotoar = 1 x 0,25 x 17,5 x 2,4 = 10,5 T
– railing = 0,02 x 17,5 = 0,35 T – air hujan = 7 x 0,06 x 17,5 x 1 = 7,35 T – BS BP = 0,0499 x 17,5 x 9 = 7,86 T – BS BL = 0,0724 x 17,5 x 4 = 5,068 T – rangka =249,48 T Total DL = 375,073 T A rangka = 12,5+17,52x 5,4 = 81 m2 V rangka = 81 x0,4 = 32,4 m3 x 50 % = 16,2 m3 Berat rangka =16,2 x 7,7 = 124,74 x 2 = 249,48 T DL TOTAL =375,073 + 30,443 = 405, 516 T DL Tambahan = 10 T
Setengah Berat Pilar = 0,95 x 10 x 2,1 x 2,4 = 47,88 T Πr2t = 3,14 x (0,85)2x 4,25
= 9,642 x 2,4 = 23,14 x 2 = 46,28 T
Berat Setengah Pilar = 47,88 + 46,28 = 94,16
WTP = 405 + 516 + 94,16 = 499,676 T
G =9,81 m/dt2
Menghitung waktu getar (T)
– Kekakuan Pilar (kp)
○ Elastisitas beton (E)
E=4700 f'c E=4700 35
○ Inersia Penampang Kolom (I) I= π64.D4 I= π64.1,74 I=0,4099 m4 Kp=n.12 EIh3 Kp=212.27805600.0,40995,23 Kp=972705, 57 kN/m T=2πWtpg.Kp T=2π499,6769,81.972705,57 T=0,045 sec
○ Berada pada daerah dengan zona gempa =3
○ Dari grafik didapat koefisien geser dasar gempa ( C ) = 0,15 ○ Faktor Kepentingan ( I )
Termasuk klasifikasi jembatan 1 dengan nilai I = 1,2
○ Faktor Tipe Bangunan ( S )
Termasuk tipe jembatan B dengan daerah sendi beton bertulang atau baja dengan nilai S = 1.F dimana F = 1, maka S =1.
Teq = C. S. I. Wt = 0,15. 1. 1,2.Wt = 0,18 Wt kN
