1. Jembatan Struktur Beton Bertulang

Jembatan Struktur Beton Bertulang

 Biasanya digunakan pada jempatan dengan bentang yang pendek

 Plat lantai, gelagar memanjang dan melintang dicor menjadi satu dengan mutu beton yang sama

 Penulangan gelagar diasumsikan sebagai balok «T»

 Plat lantai diasumsikan sebagai plat satu arah

 Distribusi beban mati dan hidup dapat diasumsikan sebagai beban amplop Gambar Denah Struktur Bangunan Atas Jembatan Beton Bertulang

Gambar Denah Struktur Bangunan Atas Jembatan Beton

Penulangan:

1. Penulangan Plat Lantai Kendaraan

2. Penulangan Gelagar Melintang

3. Penulangan Gelagar Utama (Gelagar Memanjang)

Contoh Perencanaan:

Diketahu suatu jembatan yang terbuat dari beton bertulang memiliki data-data sebagai berikut:

a. Bentang jembatan : 16 m b. Jarak gelagar melintang : 4 m c. Tebal plat lantai kendaraan : 20 cm

d. Lebar lantai kendaraan : 6 m / 2 lajur e. Tebal lapisan aspal : 7 cm

f. Lebar trotoar : 2 x 1 m g. Kelas jembatan : kelas 1

h. Mutu bahan : Mutu beton : f c^'=30MPa ,berat jenis beton = 2,5 t

m³=24kn/m³

Mutu Baja: Tulangan utama fy=400MPa ,tulangan sengkang

fy=240MPa. Berat Jenis Aspal : 2,2t/m³ Rencanakan struktur atas jembatan tersebut!!

Langkah Perencanaan:

STEP 1: Rencanakan Denah Struktur Bangunan Atas Jembatan

STEP 2: Rencanakan Tiang Sandaran

 Direncanakan tiang sandaran dengan dimensi lebar balok (b) = 15 cm, tinggi balok (h) = 20 cm

 Asumsikan beban yang bekerja pada tiang sandaran = 1 kn/m

 Jarak tiang sandaran = 4 m

Perhitungan momen yang bekerja akibat beban 1 kn/m:

a. Beban sandaran : Pu = 1.6D = 1,6

(

^{1knm x4m}

)

^=6,4kn

b. Momen pada pangkal tiang (Mu) : 6,4kn x0,8m=5,12kn . m c. Gaya geser pada pangkal tiang : 6,4kn

Perhitungan penulangan:

a. Tulangan lentur

Dimensi sandaran = lebar (b) = 15 cm, dan tinggi (h) = 20 cm Mutu bahan = f c^'=25MPa , fy=240MPa

Mu = 5,12kn . m=6,12x10⁶Nmm

d (tinggi rencana) = h−70=200mm−70mm=130mm

Rn = Mu

ϕb d²= 5,12x10⁶

0,9x150x130²=2,38

ω = 0,85−

√

^0,723−1,7

(

^{f cRn'}

)

^=0,85−

√

^0,723−1,7

(

^225,38

)

^=0,1

ρ = ω

(

^{f cfy'}

)

^=0,1

(

²⁴⁰²⁵

)

^=0,0104

ρb = 0,85f c^'

fy β1

(

^600600+fy

)

^{=0,85240xMPa25Mpa(0,85)}

(

^{600+600240MPa}

)

^=0,0538

ρmax = 0,75ρb

ρmin =1,4

fy =1,4

240=0,00583 Kontrol rasio tulangan:

ρmin<ρ<ρmax

0,00583<0,0104<0,4373 (Okee!!) Hitung Jumlah tulangan:

As = ρ . bf . d=0,0104x150mm x130mm=202,8m m² Apabila dipakai tulangan dengan diameter 12, maka jumlahnya:

n = As

1 4π D²

=202,8m m² 1

4 π(12²)

=1,79≫ pasang 2 tulangan

b. Tulangan Geser

d = 200mm−40mm=160mm

bw = 150mm

Vu = 6,4kn

Gaya geser yang ditahan oleh beton:

Vc = 1

6

√

fc . bw . d=1

6

√

^{25.150mm .160mm=20Kn}

Kontrol = Vu (6,4 kn) < Vc (20 kn) Oke!

Maka dipakai sengkang praktis ukuran ϕ8−100mm

STEP 3: Perencanan plat lantai kendaraan dan trotoar Direncanakan plat lantai kendaraan setebal 20 mm

Pembebanan:

 Beban yang bekerja pada plat lantai kendaraan berupa beban mati, beban hidup trotoar, beban hidup kendaraan berupa beban roda «T»

 Perbandingan bentang panjang plat dan bentang pendek plat: ly lx= 4

1,5=2,67>2 (plat 1 arah dengan lebar plat diambil 1 m)

a. Beban Merata:

Beban mati:

Beban sendiri plat = 0,2x24kn

m² = 4,8kn/m² Beban aspal = 0,07x22kn

m² = 1,54kn/m²

qD = 6,34kn/m²

Beban hidup:

Beban hidup air hujan = (t = 10 cm) qL = 0,1x10 kn

m² = 1kn/m² qUL ¿1,6(1kn/m²) = 1,6kn/m²

beban terfaktor (qu) = qL + qUD = 6,34 kn

m²+1,6 kn

m²=9,21kn m² Perhitungan statika plat lantai kendaraan akibat beban mati dan beban hidup air hujan :

Titik A B C D E

Batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED EE’

Momen di Tumpua n (kN/m)

Momen Lapangadi n (kN/m)

b. Beban Hidup Kendaraan dan Trotoar Beban Hidup Trotoar:

Beban hidup pejalan kaki (qlt) ¿5kPa ¿5KN/m² Beban hidup kendaraan (beban T) :

Beban roda ¿112.5KN

factor beban dinamis (FBD) = bentang jembatan 16 m maka FBD

= 40%

factor beban ultimate jembatan beton = 1.8

beban roda Pu = 1.8 (112.5) + 0.4(112.5) = 247.5 KN

Variasi pembebanan beban hidup kendaraan :

Variasi pembebanan bertujuan untuk mendapatkan gaya dalam maksimum (momen tumpuan dan momen lapangan maksimum) yang bekerja pada plat akibat dari beban hidup kendaran.

Variasi 1: untuk mendapatkan momen maksimum salah satu roda ditempatkan ditengah bentang

Tabel momen plat berfaktor akibat beban hidup kendaraan dan beban hidup trotoar variasi 1

Titik A B C D E

Batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED EE’

Tumpuan Mut1

(KNm/m) Lapangan Mul1 (KNm/m)

Variasi 2: untuk mendapatkan momen maksimum 2 roda ditempatkan di tengah bentang

Tabel momen plat berfaktor akibat beban kendaraan dan beban trotoar variasi 2

Titik A B C D E

Batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED EE’

Tumpuan Mtu2

(KNm/m) Lapangan Mlu2 (KNm/m)

Catatan : momen yang dipakai adalah momen yang terbesar dari hasil perhitungan variasi 1 atau variasi 2

Momen Total Plat: Jumlah dari momen akibat beban merata dan momen maksimum dari variasi beban hidup kendaraan

Momen tumpuan plat:

Tumpuan A B C D E

Batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED EE’

B. merata Mtu1

(KNm/m) B. kend. Mtu2

(KNm/m) Mtu ( total )

(KNm/m)

Momen lapangan plat : (KNm/m)

Momen lapangan (Mlu) A - B B - C C - D D - E B. merata (KNm/m)

B. kend. (KNm/m) Mlu total (KNm/m)

Perencanaan penulangan plat lantai kendaraan :

Hal-hal yang perlu diperhatikan perencanaan penulangan plat lantai kendaraan :

 Perencanaan penulangan plat didasarkan pada momen yang terbesar di tumpuan dan di lapangan plat.

 Perhitungan penulangan plat lantai kendaraan menggunakan perhitungan penulangan plat satu arah dengan bentang pendek sebagai bentang plat.

 Tulangan plat didaerah lapangan adalah berupa tulangan rangkap.

 Diameter tulangan plat minimum 12 mm dan diameter tulangan bagi 10 mm.

Momen maksimum plat lantai kendaraan dan trotoar :

Momen tumpuan lantai trotoar : Mtu = ………...

Momen tumpuan plat lantai kendaraan maksimum : Mtu = ……….

Momen lapangan plat lantai kendaraan maksimum : Mlu = ……….

a. Perencanaan penulangan lantai trotoar Tebal Plat (h) = 20 cm = 200 mm

Lebar Plat (b) = 1000 mm

f c^' = 30 MPa

fy = 240 MPa

d (tinggi rencana) = h−70=200mm−50mm=150mm

Rn = Mu

ϕb d²= … …..

0,9x150x130²=…

ω = 0,85−

√

^0,723−1,7

(

^{f cRn'}

)

^=0,85−

√

^0,723−1,7

(

^30…

)

^=…

ρ = ω

(

^{f cfy'}

)

^=…

ρb = 0,85f c^'

fy β1

(

^600+600fy

)

^=…

ρmax = 0,75ρb

ρmin =1,4

fy =… Kontrol rasio tulangan:

ρmin<ρ<ρmax

…<… .<… (Okee/tidak oke?) Hitung Jumlah tulangan:

As = ρ . bf . d=…

Dipakai tulangan = ...

Tulangan bagi

As = 0,02bh=…

Dipakai tulangan = ...

Analisa penampang dengan nilai tulangan yang telah ditentukan:

As = ...

d = ...

a = As . fy

0,85.f c^'. b=… Mn = As . fy

(

^d−a2

)

^=…

Kontrol =

ϕMn>Mu

…>… (oke atau tdk oke ?) b. Perencanaan penulangan lantai trotoar Tebal Plat (h) = 20 cm = 200 mm

Lebar Plat (b) = 1000 mm

f c^' = 30 MPa

fy = 240 MPa

d (tinggi rencana) = h−70=200mm−50mm=150mm

Rn = Mu

ϕb d²= … …..

0,9x150x130²=…

ω = 0,85−

√

^0,723−1,7

(

^{f cRn'}

)

^=0,85−

√

^0,723−1,7

(

^30…

)

^=…

ρ = ω

(

^{f cfy'}

)

^=…

ρb = 0,85f c^'

fy β1

(

^600+600fy

)

^=…

ρmax = 0,75ρb

ρmin =1,4

fy =…

Kontrol rasio tulangan:

ρmin<ρ<ρmax

…<… .<… (Okee/tidak oke?) Hitung Jumlah tulangan:

As = ρ . bf . d=… Dipakai tulangan = ...

Tulangan bagi

As = 0,02bh=…

Dipakai tulangan = ...

Analisa penampang dengan nilai tulangan yang telah ditentukan:

As = ...

d = ...

a = As . fy

0,85. f c^'. b=… Mn = As . fy

(

^d−a2

)

^=…

Kontrol =

ϕMn>Mu

…>… (oke atau tdk oke ?)

Gambar detail tulangan plat lantai kendaraan dan trotoar

Tulangan bagi Tulangan pokok

0.25b b

0.5b 0.25b

0.25b b1

b

tulangan bagi tulangan bagi

Ø………

.. Ø…………tulangan bagi

Ø…………..

Ø…………..

Ø………

tulangan pokok tulangan pokok tulangan pokok

b1 b

0.25b

0.5b 0.25b

0.25b 1

Keterangan :

tulangan nomor dua dari atas tulangan paling atas

tulangan nomor dua dari bawah tulangan paling bawah

STEP 4: Perencanaan balok melintang dan gelagar utama/memanjang jembatan

Merencanakan dimensi penampang balok : Balok induk gelagar (L = 16 m) :

Tinggi gelagar h = 1/14 (1600) = 114.286 cm ; dipakai h =115 cm Lebar gelagar = ½ h = ½ (115) = 57.5 cm dipakai b = 60 cm Balok melintang direncanakan : b = 20 cm dan h = 40 cm

Gambar distribusi beban dari plat ke balok

a. Perencanaan balok melintang

Beban mati (plat + aspal) : (qD = 6.34 KN/m² )

Beban plat = 2 . 2/3 qD (b) = 2 . 2/3 (6.34)(0.75) = 6.34 KN/m Berat sendiri balok = 0.2(0.4 – 0.20). 24 = 1.44 KN/m

qD = 7.78 KN/m

Beban hidup :

Beban hidup air hujan : ( t = 10 cm)

qL = 2 . 2/3 qL (b) = 2 . 2/3 (0.1 x 10)(0.75) = 1.0 KN/m Total beban merata berfaktor :

qu1 = 1.2 qD + 1.6 qL = 1.2 ( 7.78 ) + 1.6 ( 1 ) = 10.94 KN/m²

Beban mati pada trotoar :

beban plat = 2/3 qD (b) = 2/3 (6.34)(0.75) = 3.17 KN/m

berat sendiri balok = 0.3(0.4 – 0.20). 24 = 1.44 KN/m berat ps. Urug tegel dan spesi = 1.0 KN/m

qD = 5.61 KN/m

Beban hidup pada trotoar : qh = 5 KN/m²

Beban plat = 2/3 qD (b) = 2/3 (5)(0.75) = 2.5 KN/m qu2 = 1.2 qD + qL = 1.2 ( 5.61 ) + 1.6 ( 2.5 ) = 10.732 KN/m²

Beban merata plat:

momen berfaktor balok melintang akibat beban mati dan beban hidup

titik A B C D E

batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED EE’

Tumpuan Mtu1( KN

m )

5,36

6 5,36

6 1,26

6 1,26

6 2,38

9 2,38

9 1,26

6 1,266 5,366 5,366 Gaya

Geser 10,7

32 10,9

38 5,47

2 7,45

6 8,95

4 8,95

4 7,45

6 5,472 10,938 10,732 Lapangan

Mlu1( KN m )

1,34

2 0,239 -1,249 -1,249 0,239 1,342

Beban hidup kendaraan (beban T) :

beban roda = 112.5 KN

faktor beban dinamis (FBD) : bentang jembatan 16 m maka FBD = 40%

factor beban ultimate jembatan beton bertulang = 1.8

beban roda Pu = 1.8 (112.5) + 0.4(112.5) = 247.5 KN

Variasi Pembebanan:

a. Variasi 1

Momen berfaktor balok melintang akibat beban beban hidup kendaraan variasi 1

titik A B C D E

batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED EE’

Tumpuan Mtu1( KN

m ) Lapangan Mlu1( KN

m )

b. Variasi 2

Momen berfaktor balok melintang akibat beban beban hidup variasi 2

titik A B C D E

batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED EE’

Tumpuan Mtu1( KN

m )

2,5 2,5 35,3

95 35,3

95 42,8

23 42,8

23 35,3

95 35,39

5 2,5 2,5

Lapangan Mlu1( KN

m )

5,62 5

211,035 157,704 157,704 211,035 5,625

Momen total berfaktor :

titik A B C D E

batang AA’ AB BA BC CB CD DC DE ED

Tumpuan (KNm) Mtu1 + Mtu2

10,36

5 10,36

5 58,07

5 58,07

5 96,54

8 96,54

8 96,54

8 10,36

5 10,365 Lapangan

(KNm) Mlu1 + Mlu2

21,98

2 246,539 326,276 246,539 21,982

Catatan : momen yang dipakai adalah momen yang terbesar dari hasil perhitungan variasi 1 atau variasi

PerencanaanPenulangan Balok Melintang Momen tumpuan (Mtu) = 2,5

Momen lapangan (Mlu) = 96,548

Gaya Geser (Vu) = 8,954

a. Perhitungan penulangan lentur : Tinggi balok : h = 40 cm

Lebar balok : b = 20 cm

Mutu beton fc’ = 30 MPa

Mutu baja : fy = 240 MPa

Momen = ……….

Rn = Mu ϕb d²=…

ω = 0,85−

√

^0,723−1,7

(

^{f cRn'}

)

^=…

ρ = ω

(

^{f cfy'}

)

^=…

ρb = 0,85f c^'

fy β1

(

^600+600fy

)

^=…

ρmax = 0,75ρb

ρmin =1,4

fy =… Kontrol rasio tulangan:

ρmin<ρ<ρmax

…<…<… (Okee/tdk oke?) Hitung Jumlah tulangan:

As = ρ . bf . d=…

Apabila dipakai tulangan dengan diameter ..., maka jumlahnya:

n =

As 1 4π D²

=…

Analisa penampang dengan nilai tulangan yang telah ditentukan:

As = ...

d = ...

a = As . fy

0,85. f c^'. b=… Mn = As . fy

(

^d−a2

)

^=…

Kontrol =

ϕMn>Mu

…>… (oke atau tdk oke ?) b. Tulangan Geser

d = 200mm−40mm=160mm

bw = … mm

Vu = … kn

Gaya geser yang ditahan oleh beton:

Vc = 1

6

√

fc . bw . d=…

Kontrol = Vu (...) < Vc (...) Oke!/tdk oke?

Maka dipakai sengkang praktis ukuran ϕ8−100mm (?)