JEMBATAN BETON BERTULANG BALOK - T

(1)

BAB 6. JEMBATAN BETON BERTULANG BALOK - T

SUB POKOK BAHASAN : 6.1. Pendahuluan

6.2. Bagian – bagian jembatan balok t 6.3. Perencanaan Balok – T

6.4. Aplikasi dan perhitungan jembatan beton

1. Tujuan Pembelajaran Umum :

Mampu mengenal Jenis-jenis jembatan dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur dari masing - masing Jenis Jembatan serta dapat merencanakan dan menghitung Bangunan Atas Struktur jembatan, Bangunan Bawah jembatan sesuai dengan kondisi stuktur tanah yang ada.

2. Tujuan Pembelajaran Khusus :

a. Mampu menjelaskan bentuk dan kriteria perencanaan jembatan beton b. Mampu melakukan analisa jembatan balok – T (jembatan beton)

6.1. Pendahuluan

Jembatan beton adalah bangunan jembatan yang strukturnya menggunakan material beton bertulang khususnya pada bangunan atas (upper structure). Dalam hal ini mutu beton menjadi suatu hal yang sangat penting. Mutu beton dipengaruhi oleh:

Mutumaterial:pasir,batupecah,semen,air. Mutualat:pencampur,pengangkut,pemadat. Mutuperencanaancampuran(mixdesign). Mutuformwork.

Mutuprosespengecoran. Mutupemeliharaan.

Jembatanstrukturatasbetonyangdimaksudkandisiniadalahjembatanyangdibuatdarimaterialbetonbaik padakeseluruhanataupunsebagianelemenstrukturpembentuknya.Elemenstrukturhorizontalpadajembatan strukturbetonbiasanyadapatberupagelagarbetoni-Girder,T-Girder,boxgirder,concreteslab(pelatbeton),

(2)

JurusanTeknikSipil

voidedslab(pelatberongga).PadajembatanStrukturbetonl-GirderatauT-Girder,balokgelagarjembatan dibuatterpisahpadasaatpembuatannyakemudiansetelahereksendisatukandenganpelatkendaraansecara integralagarterjadikomposit.Adapunboxgirder,pelatkendaraandisatukandenganelemengelagarnyasecara integraldaripembuatanawalnya

6.2. Bagian – bagian jembatan Balok T

Jembatan beton juga merupakan suatu bangunan struktural yang digunakan untuk melewatkan orang atau kendaraan di atas dua daerah/ kawasan atau ruang yang terpisah oleh sungai, lembah, jurang, jalan atau hambatan fisik lainnya. Secara umum struktur jembatan terbagi atas dua bagian :

l. struktur atas jembatan (superstructure) 2. struktur bawah jembatan (substructure) 3. Fondasi

Adapun yang dirnaksud dengan struktur atas jembatan adalah semua komponen yang berada di atas perletakan jembatan. Fungsi dari struktur atas adalah sebagai elemen horizontal yang menahan beban-beban di atas lantai kendaraan untuk ditransferkan elemen struktur bawah atau ke perletakan.

(3)

Sturktur atas jembatan terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut : 1. Permukaan atas jembatan( wearing surface).

Porsi dari potongan penampang pelat lantai jembatan yang menahan lalu-lintas kendaraan secara langsung. Biasanya bagian ini terbagi menjadi beberapa lapisan yang terbuat dari bahan bituminuous.

2. Pelat lantai jembatan

Pelat lantai jembatan adalah komponen strukturjembatan yang menahan langsung lalu lintas kendaraan di atas jembatan. Fungsi utama struktur pelat lantai adalah mendistribusikan beban-beban sepanjang jembatan secara longitudinal atau mendistribusikan beban secara tranversal.

3. Member Primer

Member primer fungsinya mendistribusikan beban secara longitudinal (searah lalu lintas) dan secara prinsif biasanya direncanakan untuk menahan lenturan. Member utama tipe balok seperti beton I-girder, T-girder, box-girder atau lainnya.

4. Member Sekunder

Member sekunder adalah pengaku diafragma atau ikatan antara member primer yang direncanakanu ntuk menahand eformasi struktur atas dalam potongan arah melintang dan membantu mendistribusikan sebagian beban vertikal di antara girder-girder.

(4)

JurusanTeknikSipil

(5)

(6)

JurusanTeknikSipil

6.3. Perencanaan Balok - T

Dalam sistem pelatlantaiseringkalipelatdicorbersamaandenganbaloksecaramonolit,dalam halinipelat dapatbekerjasebagaisayapdaribalok'T'sepertiterlihatpadaGambar4.8.Padasistem tersebutpelat diasumsikanmenyalurkanbebansatuarahyaitutegaklurusterhadaparahaxisbalok

Padatampakterdefleksidalam gambar4.9,balokTiniakanmengalamimomenpositifditengahbentang (potonganA-A)dannegatifmomendiatasperletakan(potonganB-B)

(7)

Pada daerah perletakan balok T pada umumnya diperlakukansebagaibalokpersegi,karenadaerah tekanbetonakibatmomennegatifberbentukpersegisepertiterlihatpadagambar4.9c.Adapunpadatengah bentangbalokTdapatdiperlakukandenganduakemungkinan,dapatdianalisissebagaibalokTsemu (balokpersegi)ataubalokT sebenarnya.

UntukmenentukanbalokTsemuatausebenarnyaperludigunakanpemeriksaanterlebihdahulutinggiblok tekanbeton,a denganasumsiawaltinggibloktekanbetonmemotongflens.

(8)

JurusanTeknikSipil

(9)

6.3. Aplikasi dan Perhitungan Balok - T Data Perencanaan :

Bentang jembatan = 10 m

Muatan = Kelas I Lebar jembatan = Lebar jalan = 8 m

Lebar trotoar = 1 m

Beban lalu lintas = Peraturan Muatan no. 12 /1970 Bina Marga Lantai kendaraan = Beton f’c 25 Mpa, Baja U39 (fy= 400 Mpa) Balok melintang = Beton f’c 25 Mpa, Baja U39, (fy= 400 Mpa) Balok memanjang = Beton f’c 25 Mpa, Baja U39, (fy= 400 Mpa)

Begel = U24

Mutu baja profil = B37

Ukuran Balok induk = 40 x 120 cm Jarak balok melintang = 3 m

BJ aspal = 2 t/m³

BJ beton = 2,4 t/m³ Tebal slab beton = 20 cm Tebal perkerasan jalan= 5 cm Beban roda = 10 ton

Harga pipa baja = Rp 12.000,00 /kg Harga besi beton = Rp 17.000,00 /kg Harga beton segar = Rp 600.000,00 /m³ Harga aspal = Rp 1.000.000,00 /ton

Harga begesting dan schaffolding = Rp 6.000.000,00 /m³ Diminta:

1. Merencanakan jembatan jembatan dengan gambar denah, potongan dan penjelasan lengkap.

2. Harga konstruksi atas lengkap.

(10)

JurusanTeknikSipil

1. Perencanaan Struktur Atas 1.1. Perencanaan Lantai Kendaraan

40 40 40 40 40 40

160 160 160 160 160

100 800 100

40 16

50 20 20 20 40

100

20 40 40

Gambar 1. Sistem lantai kendaraan a. Pembebanan

Berat jenis air : 1 t/m³ Berat jenis aspal : 2 t/m³ Berat jenis beton : 2,4 t/m³ 1) Beban Mati ( Dead Load )

- Berat air hujan ( 3cm ) = 0,03 . 1 . 1 = 0,03 t/m - Berat Aspal ( tebal 10 cm ) = 0,1 . 1 . 2 = 0,20 t/m - Berat slab beton (tebal 20cm ) = 0, 2 . 1 . 2,4 = 0,48 t/m

qdl₁ = 0,71 t/m

Berat pipa sandaran (

ø

60,5 ) = 2 . ¼ . π. 0,0605². 10 = 0,0574 t/m

(11)

Berat trotoar dan sandaran :

- Berat air hujan ( 3cm ) = 0,03 . 1 . 1 = 0,0300 t/m - Berat sendiri plat beton = 0,2 . 1 . 2,4 – 0,1 . 0,6 . 2,4 = 0,3360 t/m - Berat tegel dan spesi (5cm) = 0,05 . 1 . 2,2 = 0,1100 t/m - Berat tiang sandaran dan besi = 0,12 . 0,16 . 2,4 + 0,0517 = 0,0978 t/m qdl2 = 0,5738 t/m

Menurut SK Menteri PU No. 378/KPTS/1987 tentang Pedoman Perencanaan Jembatan Jalan Raya pasal 4.1 maka beban lantai kendaraan adalah sebagai berikut:

qdl = qdl₁ + 1/L. 2qdl₂

= 0,71 + 1/8 . (2 . 0,5738)

= 0,8535 t/m

2) Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup yang diperhitungkan pada lantai kendaraan adalah beban T (PPPJJR pasal 1.2.3.

halaman 5). Beban T adalah beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda sebesar 10 ton. Penyebaran gaya akan menurut sudut 45^o sebagai berikut:

1 0

2 0 5 0

9 0 c m

1 0 1 0

4 5 4 5

6 0 c m

Gambar 2. Penyebaran pembebanan roda

518 , 6 18 , 0 9 , 0

10 =

=

= luas x

P gaya t/m²

ql = 18,518 . 1 = 18,518 t/m

(12)

JurusanTeknikSipil

b. Analisa Mekanika Lantai Kendaraan

Pelat lantai merupakan plat menerus satu arah dengan koefisien momen sebagai berikut (pasal 13.2 halaman 120)

5 / 8 5 / 8 5 / 8 3 / 4

3 / 4

- 2 / 3 - 2 / 3

- 2 / 3

- 2 / 3 - 1 / 3

- 1 / 3

Gambar 3. Koefisien distribusi momen lantai kendaraan

Mo adalah momen yang timbul dengan anggapan perletakan sendi rol, besarnya Mo dicari sebagai berikut:

1) Beban Mati qdl = 0,8535 t/m Mdl = 1/8 . qdl . lx²

= 1/8 . 0,8535 . 1,6²

= 0,2731 tm 2) Beban Hidup

Ditinjau dari kondisi pembebanan yang mungkin terjadi, selanjutnya dipilih momen maksimum dari kondisi pembebanan tersebut

a. Kondisi saat 1 roda berada pada plat

A

0 , 3 5

0 , 3 5 0 , 9

B

Gambar 4. Kondisi saat 1 roda berada pada plat R_A . 1,6 = (q . 0,9)(0,5 . 0,9 + 0,35 )

RA . 1,6 = (18,518 . 0,9) (0,8)

M1 M2 M3 M4 M5 M6

q = 0,8535 t/m

(13)

RA = 8,333 ton

Mmax = RA . 0,8 – (q . 0,45) (0,5 . 0,45)

= 8,333 . 0,8 – (18,353 . 0,45) (0,225)

= 4,8082 tm

b. Kondisi saat 2 roda berada pada plat

B

0 ,7 6 0 ,4 2

0 ,4 2 A

Gambar 5. Kondisi saat 2 roda berada pada plat R_A . 1,6 = (q . 0,42)(0,5 . 0,42) + (q. 0,42) (0,5 . 0,42 +1,18) RA . 1,6 = (18,353 . 0,42)(0,5 . 0,42) + (18,353. 0,42) (1,39)

RA = 7,7083 ton

Mmax = RA . 0,8 – (q . 0,42) (0,5 . 0,42 + 0,38)

= 7,7083 . 0,8 – (18,353 . 0,42) (0,59)

= 1,6188 tm

Diambil Mll terbesar yaitu : 4,8082 tm Mo = 1,2 Mdl + 1,6 Mll

= 1,2 . 0,2718 + 1,6 . 4,8082

= 8,0193 tm

Sehingga berdasarkan koefisien momen maka diperoleh momen sebagi berikut:

§ Momen Tumpuan

M1 = M6 = -1/3 . 8,0193 = - 2,6731 tm

M2 = M3 = M4 = M5 = -2/3 . 8,0193 = - 5,3462 tm

§ Momen lapangan

M12 = M56 = 3/4 . 8,0193 = 6,0145 tm

(14)

JurusanTeknikSipil

M23 = M34 = M45 = 5/8 . 8,0193 = 5,0121 tm c. Penulangan Lantai Kendaraan

Dipakai : f’c = 25 MPa ≤ 30MPa → β = 0,85 Mutu baja tulangan U39 → fy = 400 Mpa b = 1000 mm d = 180 mm

h = 400 mm d’ = 20 mm

0035 , 400 0

4 , 1 4 ,

min =1 = =

ρ fy

ρb =

x fy fy

c f

+ 600 ' 600 . . 85 , 0 β₁

= _



 





+400 600 600 400

25 85 , 0 85 ,

0 x x

= 0,0271

0,0203

0,0271 x 0,75

75 , 0 max

=

= xρb ρ

a. Tulangan Tumpuan

Mu = 5,3462 tm = 5,3462. 10⁷ Nmm

Mn = Mu ⁷ ₇Nmm

10 . 6828 , 8 6

, 0

10 . 3462 ,

5 =

φ =

Rn = ₂ ²

7

2 2,06259 /

180 . 1000

10 . 6828 ,

6 N mm

bd

Mn = =

m = 18,823

25 . 85 , 0

400 '

85 ,

0 = =

c f fy

(15)

0054 , 0

400 06259 , 2 . 823 , 18 . 1 2 823 1

, 18 1

. . 1 2 1 1

=







 − −

=







 − −

= fy

Rn m perlu m

ρ

ρ perlu < ρmax → tulangan tunggal, dipakai ρ = 0,0056 As = ρ_perlu . b . d

= 0,0054 . 1000 . 180

= 978,19 mm²

Jumlah tulangan (n) = 4,8676 16

25 ,

0 ² =

π

As → 5 buah

Jarak tulangan =

5

=1000 n

b = 200 mm

Dipakai tulangan pokok = D16 - 200 → As = 1005,3097 mm² Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90:

As = 20% . 1005,3097

= 201,0619 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 2 buah

Jarak tulangan = 500

2 1000 = n =

b

Dipakai tulangan pembagi = D13 – 500 → As = 265,4646 mm²

b. Tulangan Lapangan

Mu = 6,0145 tm = 6,0145. 10⁷ Nmm

10 . 518 , 8 7

, 0

10 . 0145 ,

6 =

φ =

Rn = ₂ ²

7

2 2,32037 /

180 . 1000

10 . 518 ,

7 N mm

bd

Mn = =

(16)

JurusanTeknikSipil

m = 18,8235

25 . 85 , 0

400 '

85 ,

0 = =

c f fy

0062 , 0

400

32037 , 2 . 8235 , 18 . 1 2 8235 1

, 18 1

. . 1 2 1 1

=







 − −

=







 − −

= fy

Rn m perlu m

ρ

ρ perlu > ρmin → \ dipakai ρ perlu = 0,0062 As = ρmin . b . d

= 0,0062 . 1000 . 180

= 1116 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 6 buah

Jarak tulangan =

6

=1000 n

b = 166,67→150

As = 20% . 1205,76

= 241,152 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 3 buah

Jarak tulangan = 333,33 300

3

1000 = →

n = b

(17)

Ø16-150

Ø13-300 Ø13-300

10m

8m

Gambar 6. Sketsa penulangan lantai kendaraan

d. Plat Kantilever 1) Pembebanan

§ Beban Mati (Dead Load) Beban Trotoar

- Berat plat = 0,2 . 1 . 2,4 – 0,1 . 0,6 . 2,4 = 0,336 t/m - Berat tegel dan spesi = 0,05 . 1 . 2 = 0,100 t/m qdl = 0,436 t/m

§ Beban Hidup

Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.a. halaman 10 disyaratkan bahwa konstruksi trotoar harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500 kg/m²

qll = 500 . 1

= 500kg/m = 0,5 t/m qu = 1,2 qdl + 1,6 qll

= 1,2 . 0,436 + 1,6 . 0,5

= 1,3232 t/m

(18)

JurusanTeknikSipil

Beban Terpusat:

berat tiang sandaran dan besi = 0,1 . 0,16 . 2,4 . 1 + 0,0517 . 2 = 0,1418 t 2) Penulangan

1,08

q = 1,3232 t/m P = 0,1418 t

Gambar 7. Sketsa plat kantilever Dipakai : f’c = 25 MPa > 30MPa → β = 0,85

Mutu baja tulangan U39 → fy = 400 Mpa b = 1000 mm d = 180 mm

h = 400 mm d’ = 20 mm 0035

, 400 0

4 , 1 4 ,

min =1 = =

ρ fy

0,0271

400 600

600 400

25 85 , 0 85 , 0

600 600 ' 85 , 0

=



 





= +





= +

x x

fy fy

c xf

b xβ

ρ

0,0203

0,0271 x 0,75

75 , 0 max

=

= xρb ρ

Mu = ½ . qu . L² + P . L

= ½ . 1,3232 . 1,08² + 0,1418 . 1,08

= 0,9248 tm

= 0,9248 . 10⁷Nmm

(19)

Mn = Mu ⁷ ₇Nmm 10 . 156 , 8 1

, 0

10 . 9248 ,

0 =

φ =

Rn = ₂ ²

7

2 0,35679 /

180 . 1000

10 . 156 ,

1 N mm

bd

Mn = =

m = 18,824

25 . 85 , 0

400 '

85 ,

0 = =

c f fy

00089 , 0

400 35679 , 0 . 824 , 18 . 1 2 824 1

, 18 1

. . 1 2 1 1

=







 − −

=







 − −

= fy

Rn m perlu m

ρ

ρ perlu < ρmin → tulangan tunggal, dipakai ρmin = 0,0035 As = ρmin . b . d

= 0,0035. 1000 . 180

= 630 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 4 buah

Jarak tulangan = mm

n

b 250

4 1000 =

=

As = 20% . 804,2477

= 160,84954 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 4 buah

4 1000 = n =

b

(20)

JurusanTeknikSipil

2. Desain Trotoar

10 10

20

20 60 20

5

Gambar 8. Sketsa trotoar

a. Pembebanan Trotoar 1. Beban Mati

a. Berat sendiri = 0,10 x 1 x 2,4 = 0,24 t/m b. Berat spesi = 0,05 x 1 x 2,0 = 0,10 t/m c. Berat air hujan = 0,03 x 1 x 1,0 = 0,03 t/m qDL = 0,37 t/m 2. Beban hidup

Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.a. halaman 10 disyaratkan bahwa konstruksi trotoar harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar 500 kg/m²

qll = 500 . 1 = 500 kg/m = 0,50 t/m qu = 1,2 qdl + 1,6 qll

= 1,2 . 0,37 + 1,6 . 0,5

= 1,244 t/m

Menurut PBI pasal 13.1.3.a halaman 192, Bentang teoritis(lt) = 1 - 0,4 + 0,05

(21)

= 0,65 m Mu lapangan

Mu = 1/8 quLt²

= 1/8.1,244.0,65²

= 0,0656988 tm

= 65,6988.10⁴ Nmm Mu tumpuan

Mu = 1/3 Mu lapangan...PBI pasal 13.1.3.a halaman 192

= 1/3. 65,6988.10⁴ Nmm = 21,8996.10⁴ Nmm b.Penulangan Trotoar

f’c = 25 MPa... β1 = 0,85 untuk f’c < 30 Mpa fy = 390 MPa

h = 100 mm d = 80 mm b = 1000 mm d’ = 20 mm ρmin =

fy 4 , 1 =

400 4 , 1

= 0,0035 ρb =

x fy fy

c f

+ 600 ' 600 . . 85 , 0 β₁

= _



 





+400 600 600 400

25 85 , 0 85 ,

0 x x

= 0,0271

ρmax = 0,75 x ρb = 0,75 x 0,0271

= 0,0203

a. Tulangan Lapangan

Tulangan utama

Mu = 65,6988.10⁴ Nmm Mn =

φ

Mu =

8 , 0

10 . 6988 ,

65 ⁴

= 82,1235.10⁴ Nmm

(22)

JurusanTeknikSipil

Rn = ₂

.d b

Mn = ₂

4

80 . 1000

10 . 1235 ,

82 = 0,128 N/mm²

m =

c f fy

' 85 ,

0 =

25 . 85 , 0

400 = 18,823

ρ = _



 



 − − fy

Rn m m

. . 1 2 1 1

= 



 − −

400 128 , 0 . 353 , 18 . 1 2 353 1

, 18

1

= 0,00032

= 0,0035 . 1000 . 80

= 280 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 3 buah

3

1000 = ≈

n = b

Dipakai tulangan pokok =

ø

13 - 300 → As = 398,197 mm² Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90:

As = 20% . 398,197

= 79,639 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 2 buah

2 1000 = n =

b

Dipakai tulangan pembagi =

ø

13 – 500 → As = 265,465 mm²

b. Tulangan Tumpuan

Tulangan utama

Mu = 21,8996.10⁴ Nmm Mn =

φ

Mu =

8 , 0

10 . 8996 ,

21 ⁴

= 27,3745.10⁴ Nmm

(23)

Rn = ₂ .d b

Mn = ₂

4

80 . 1000

10 . 3745 ,

27 = 0,0428 N/mm²

m =

c f fy

' 85 ,

0 =

25 . 85 , 0

400 = 18,8235

ρ = _



 



 − − fy

Rn m m

. . 1 2 1 1

= 



 − −

400 0428 , 0 . 8235 , 18 . 1 2 8235 1

, 18

1

= 0,00011

= 0,0035 . 1000 . 80

= 280 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 3 buah

3

1000 = ≈

n = b

ø

13 - 300 → As = 398,197 mm² Tulangan pembagi menurut PBI pasal 9.1.3 halaman 90:

As = 20% . 398,197

= 79,639 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 2 buah

2 1000 = n =

b

Dipakai tulangan pembagi =

ø

13 – 500 → As = 265,465 mm²

3. Perencanaan Kerb

Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.b halaman 10 disyaratkan kerb yang terdapat pada tepi- tepi lantai kendaraan harus diperhitungkan untuk dapat menahan satu beban horisontal ke arah melintang jembatan sebesar 500 kg yan bekerja pada puncak kerb yang bersangkutan pada tinggi 25 cm diatas permukaan lantai kendaraan.

(24)

JurusanTeknikSipil 20

500 kg

20 60

20

Gambar 9. Perencanaan Kerb dan pembebanan Mu = 500 . h

= 500 . 0,2

= 100 kgm = 10⁶ Nmm

a. Penulangan Kerb

Dipakai : f’c = 25 Mpa < 30MPa → β = 0,85

h = 200 mm d’ = 20 mm

0035 , 400 0

4 , 1 4 ,

min =1 = =

ρ fy

ρb =





+ fy fy

cx f

600 600 1 ' 85 ,

0 β

= _



 





+400 600 600 400

85 , 0 25 85 ,

0 x x

= 0,0271 ρmax = 0,75 x ρb

= 0,75 x 0,0271

= 0,0203 Mu = 10⁶ Nmm

(25)

Mn = Mu ⁶ ₆Nmm 10 . 25 , 8 1 , 0 10 = φ =

Rn = ₂ ²

4

2 0,193 /

80 .1 200

10 . 25 ,

1 N mm

bd

Mn = =

m = 18,83

25 . 85 , 0

400 '

85 ,

0 = =

c f fy

00048 , 0

400 193 , 0 . 823 , 18 . 1 2 823 1

, 18 1

. . 1 2 1 1

=







 − −

=







 − −

= fy

Rn m perlu m

ρ

= 0,0035 . 200 . 180

= 126 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 2 buah

2 200 = n =

b

ø

13 - 100 → As = 265,465 mm²

(26)

JurusanTeknikSipil

4. Desain Tiang Sandaran

Menurut PPPJJR Bab III pasal 1.2.5.c halaman 10 disyaratkan bahwa tiang sandaran pada tepi trotoir diperhitungkan untuk dapat menahan beban horizontal sebesar 100 kg/m yang bekerja pada tinggi 90 cm diatas trotoir

Dimensi 12/16

160

120

20 20 50 40 10

16

100 kg/m

Gambar 10. Rencana tiang sandaran

Gaya horisontal (H) sebesar 100kg bekerja sepanjang 2 meter (jarak antar tiang sandaran) dengan ketinggian (L) 0,9 m di atas lantai trotoar.

Dari tabel profil Konstruksi Baja susunan Ir. Morisco halaman 46 dan 48 didapat:

- Tegangan yang diijinkan = 1400 kg/m²

- Diameter = 60,5 mm

- Section Modulus (Wx) = 5,9 cm³ - Weight (q) = 3,3 kg/m q total = 3,3 + 100

= 103,3 kg/m

M pipa sandaran = 1/8 . q total . l²

= 1/8 . 103,3 . 2²

= 51,65 kgm = 5165 kgcm Tegangan yang terjadi:

(27)

Fy = 875,424 / ² 9

, 5 5165

max kg cm

Wx

M = = < 1400 kg/cm²

a. Penghitungan momen pada tiang sandaran

Momen yang ditahan tiang sandaran sebesar : Mu = 1/2 . q. L²

=1/2 . 100 . 0,9²

= 40,5 kgm = 40,5.10⁴ Nmm

Mn = Mu ⁴ ₄Nmm

10 . 625 , 8 50

, 0

10 . 5 ,

40 =

φ =

b. Penghitungan tulangan tarik tiang sandaran Dipakai : f’c = 25 MPa < 30MPa → β = 0,85

h = 160 mm d’ = 20 mm

120

160

Gambar 11. Rencana dimensi tiang sandaran d = h – d’

= 160 – 20 = 140 mm 00583 , 240 0

4 , 1 4 ,

min =1 = =

ρ fy

0,054

240 600

600 240

25 85 , 0 85 , 0

600 600 ' 85 , 0

=



 





= +





= +

x x

fy fy

c xf

b xβ

ρ

(28)

JurusanTeknikSipil 0,041

0,054 x 0,75

75 , 0 max

=

= xρb ρ

Mn = 50,625.10⁴ Nmm

Rn = ₂ ²

4

2 0,2152 /

40 .1 120

10 . 625 ,

50 N mm

bd

Mn = =

m = 11,29

25 . 85 , 0

240 '

85 ,

0 = =

c f fy

0009 , 0

240 2152 , 0 . 29 , 11 . 1 2 29 1

, 11 1

. . 1 2 1 1

=







 − −

=







 − −

= fy

Rn m perlu m

ρ

= 0,00583 . 120 . 140

= 97,944 mm²

Jumlah tulangan (n) = 0,738

13 . . 25 , 0

944 , 97 13

. . 25 ,

0 ² = ² =

π π

As → 2 buah

Jarak tulangan = 60

2 120 = n =

b , dipakai s = 50mm

ø

13 - 50 → As = 265,465 mm²

c. Penghitungan tulangan geser tiang sandaran Gaya lintang nominal:

Vll = 2 x H

= 2 x 100

= 200 kg = 2000 N Gaya lintang rencana:

Vu = 1,6 x Vll

= 1,6 x 2000

(29)

= 3200 N Vn =

φ Vu

= 0,6

3200 = 5333,3 N

Vc = 1/6 . f' . b . d c

= 1/6 . 25 . 120 . 140

= 14000 N Vn < Vc

3200 < 14000 → Aman, sehingga tidak diperlukan tulangan geser.

Meski dalam hitungan tidak diperlukan tulangan, namun untuk kemudahan pelaksanaan diberi tulangan ulir ∅8 – 200 mm.

A A

1 0 0 k g / m

T u la n g a n g e s e r Ø 8 - 2 0 0

T u la n g a n t a r i k 2 Ø 1 3

P o to n g a n A - A

Gambar 12. Sketsa penulangan tiang sandaran Checking jarak antar tulangan:

120 – (2 x 20) – (2 x 13) – (2 x 13) ≥ 25...PBI 1971 28 mm ≥ 25 mm → Aman

½ øVc = ½ . 0,6 . 14000

= 4200 N

(30)

JurusanTeknikSipil

S maks = ½ . d

= ½ . 140

= 70 mm

Av = 0,095 ²

140 . 240

3200

. mm

d fy

Vu = =

Vs = s

d fy Av. .

= 70

140 . 240 . 095 , 0

= 45,6 N

Vu > ½ øVc → 3200 < 4200 → Aman, sehingga tidak diperlukan tulangan geser Meski dalam hitungan tidak diperlukan tulangan bagi, namun untuk kemudahan pelaksanaan diberi tulangan ulir

ø

^{8 – 70mm.}

Ø 6 0 .5

Ø 8 -2 0 0

Gambar 13. Sketsa penulangan trotoar, kerb, dan tiang sandaran

(31)

d. Perencanaan Gelagar Utama Analisa Pembebanan

1) Beban Mati ( Dead Load )

Akibat beban sendiri Girder = 0,4 . 1,2. 2,4 = 1,152 t/m Akibat beban mati tambahan

- Berat air hujan (3cm) = 0,03 . 1,60 . 1,0 = 0,0480 t/m - Berat aspal (5cm) = 0,5 . 1,60 . 2,2 = 0,176 t/m - Berat slab beton (20cm) = 0,02 . 1,60 . 2,4 = 0,0768 t/m - Berat trotoar dan tiang sandaran = 0,5720 t/m qdl = 2,0248 t/m P akibat balok anak (terletak per 4 m bentang , dimensi balok 30/40) Pdl = 0,3 . 0,4 . 1,6 . 2,4 = 0,4608 ton

2) Beban Hidup ( Live Load )

Menurut PPPJJR pasal 1.2.2.4.a halaman 6 untuk perhitungan kekuatan gelagar-gelagar harus digunakan beban “ D “. Beban D adalah susunan beban pada setiap jalur lalu lintas yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar “q” ton per meter panjang per jalur, dan beban garis “P”

ton per jalur lalu lintas tersebut.

Untuk memperhitungkan pengaruh getaran-getaran dan pengaruh dinamis lainnya, tegangan- tegangan akibat beban garis P harus dikalikan dengan koefisien kejut. Sedangkan beban merata q tidak dikalikan dengan koefisien kejut.

Besarnya koefisien kejut ditentukan sesuai dengan PPPJJR pasal 1.3. hal 10:

Faktor kejut (K) =

+L +50 1 20

= 50 10 1 20

+ +

= 1,333

(32)

JurusanTeknikSipil

Beban hidup per gelagar:

qll = 2,2 t/m untuk L < 30 m qll = .1,6.1,333

75 , 2

2 , 2

=1,706 t/m Pll = .1,6.1,333

75 , 2

12

= 9,307 t

e. Analisa Mekanika 1) Akibat Beban Mati

PdI=0,461 t PdI=0,461t PdI=0,461t

qdI=2,025t/m

10 m

PdI=0,461t PdI=0,461t

Gambar 14. Pembebanan akibat beban mati gelagar utama

2) Akibat Beban Hidup

10 m PII=9,307t

qII=1,706 t/m

Gambar 15. Pembebanan akibat beban hidup gelagar utama

(33)

3) Akibat Beban Mati & Hidup

PdI=0,461 t PdI=0,0,461t PdI=0,461t PdI=0,461t PdI=0,461t qdI=2,025 t/m

PII=9,307t

qII=1,706 t/m 10 m

Gambar 16. Pembebanan akibat beban hidup dan beban mati gelagar utama

c. Penentuan Letak Beban Hidup Bergerak

• Alternatif 1 5 , 10 1

3

5 =

= x RA ton

3 m 5 m

5 t 10 t 10 t

4 m 3 m 3 m

10 m

A B

M t

M c

5 , 10 13

10 10 7

5 + =

= x x

RB ton

(34)

JurusanTeknikSipil 5 , 4 3 5 ,

1 =

= x

Mt tm

5 , 10 7 5 ,

1 =

= x

Mc tm

• Alternatif 2

3 m 5 m

5 t 10 t 10 t

3 m 5 m 2 m

10 m

A B

M t

M c

10 9 5 10 8

5 + =

= x x

RA ton

10 16

10 10 5 10 2

5 + + =

= x x x

RB ton

18 2

9 =

= x

Mt tm

30 3 5 5

9 − =

= x x

Mc tm

(35)

• Alternatif 3

3 m 5 m

5t 10t 10t

1 m 5 m

3 m

10 m

A B

1 m

Mc

Mt

Md

5 , 10 11

1 10 6 10 9

5 + + =

= x x x

RA ton

5 , 10 13

9 10 4 10 1

5 + + =

= x x x

RB ton

5 , 11 1 5 ,

11 =

= x

Mc tm

31 3 5 4 5 ,

11 − =

= x x

Mt tm

5 , 13 1 5 ,

13 =

= x

Md tm

• Alternatif 4

3 m 5 m

5t 10t 10t

5 m 2 m 10 m

A B

3 m

Mc

Mt

10 14

2 10 7 10 10

5 + + =

= x x x

RA ton

10 11 3 10 8

10 + =

= x x

RB ton

(36)

JurusanTeknikSipil

27 3 5 3

14 − =

= x x

Mc tm

22 2 11 =

= x

Mt tm

Jadi diperoleh momen paling maksimum pada alternatif 3 sebesar 31 tm yaitu beban roda berada pada tengah-tengah bentang.

d. Penulangan Gelagar

Dipakai: f’c = 20 MPa > 30MPa → β = 0,85

Mutu baja U39 → fy = 400 Mpa b = 400 mm d = 1140 mm

h = 1200 mm d’ = 60 mm

0035 , 400 0

4 , 1 4 ,

min =1 = =

ρ fy

0,0271

400 600

600 400

25 85 , 0 85 , 0

600 600 ' 85 , 0

=



 





= +





= +

x x

fy fy

c xf

b xβ

ρ

0,0203

0,0271 x 0,75

75 , 0 max

=

= xρb ρ

(37)

b = 1600 mm

hf = 200 mm

bw = 400 mm h = 1200 m m

Gambar 17. Penampang Balok T

e. Penulangan Lapangan

Berdasarkan hasil perhitungan SAP didapatkan : Mu = 149,27 tm = 149,27. 10⁷ Nmm

10 . 588 , 8 186

, 0

10 . 149,27

= φ =

Mencari b :

b ≤ ¼ . L = ¼ . 10 = 2,5 m = 2500 mm b ≤ bw + 16 . hf

= 400 + 16 . 200 = 3600 mm b ≤ Ln = 1,6 m = 1600 mm diambil b terkecil → b = 1600 mm Check apakah balok T asli / palsu:

Mn = 0,85 . f’c . a .b . (d – a/ 2) 149,27.10⁷ = 0,85 . 25 . a .1600 . (1140-a/2)

a = 39,185 mm < hf Balok T palsu

(38)

JurusanTeknikSipil

Perhitungan memakai balok persegi b = 400 mm

Rn = ₂ ²

7

2 2,871 /

0 4 1 .1 00 4

10 . 149,27

mm bd N

Mn = =

m = 18,824

25 . 85 , 0

400 '

85 ,

0 = =

c f fy

0077 , 0

400 871 , 2 . 824 , 18 . 1 2 824 1

, 18 1

. . 1 2 1 1

=







 − −

=







 − −

= fy

Rn m perlu m

ρ

ρ min < ρ perlu < ρmax → 0,0036 < 0,0077 < 0,021 → tulangan tunggal As = ρ perlu . b . d

= 0,0077. 400 . 1140

=3511,2 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 8 buah

As ada = 8 . 0,25 . π^.25²^{= 3925 mm}² > As perlu Dipakai tulangan pokok = 8

ø

²⁵

f. Penulangan Tumpuan Mu = 1/3 . Mlapangan

= 1/3 . 149,27. 10⁷ Nmm

= 49,757 . 10⁷ Nmm

10 . 1957 , 8 62

, 0

10 . 49,757

= φ =

Rn = ₂ ²

7

2 1,196 /

0 4 1 .1 00 4

10 . 1957 ,

62 N mm

bd

Mn = =

m = 400 18,824 '

85 ,

0 = =

c f fy

(39)

00307 , 0

400 196 , 1 . 824 , 18 . 1 2 824 1

, 18 1

. . 1 2 1 1

=







 − −

=







 − −

= fy

Rn m perlu m

ρ

ρ perlu < ρ min < ρmax → 0,00307 < 0,0036 < 0,021 → tulangan tunggal As = ρ min . b . d

= 0,0036 . 400 . 1140

= 1641,6 mm²

25 ,

0 ² =

π

As → 4 buah

Jarak tulangan = mm

n

b 100

4 400 =

=

Dipakai tulangan pokok = 4

ø

25→ As = 1962,5 mm²

penulangan daerah lapangan penulangan daerah tumpuan 2Ø22

2Ø22

2Ø22 8 Ø25

2Ø22

2Ø22 4Ø22

8 Ø25

200 200

1200

400 400

1200

Gambar 18. Sket Penulangan Gelagar

(40)

JurusanTeknikSipil

g. Penulangan Geser Gelagar

Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan:

Vu = 55,99 ton = 55,99. 10⁴ N

5 m

1,34m Vu = 55,99t

ØVc = 22,8t

Vuk =44,4t

½ b + d = ½ .400 + 1140 = 1340 mm )

1340 6500

(

6500Vu = Vuk−

N

Vuk 444474,46

6500 5160 . 10 . 99 ,

55 ⁴

=

ø

Vc =

ø

. 1/6 . f' . b .d c

=

ø

.1/6 . 25 .400 . 1140

= 228.000 N

ø

Vs perlu = Vuk -

ø

Vc

= 444474,46– 228000

= 216474,46 N

(41)

Vs perlu = Vs perlu N 77 , 360790 6

, 0 216474,46

= φ =

φ

½

ø

^Vc = 114000 N 3

ø

^Vc = 684000 N

ø

Vc < Vuk < 3

ø

Vc perlu tulangan geser Dipakai tulangan geser dengan

ø

13 mm

Av = 2 . ¼ . π^.13²

= 265,466 mm²

S =

perlu Vs

d fy Av. .

= 360790,77 1140 . 240 . 466 , 256

= 194,486 mm 190 mm

Untuk tengah bentang Vu < ½

ø

Vc ( digunakan sengkang minimum)

Av min =

fy S b

. 3

.

2.¼ . π.13² = 240 . 3

. 400S

S = 477,836 S = 450 mm

2,0089 m

Vu > ØVc

Vu = 55,991t

ØVc

Vuk

Vu <1/2 ØVc

5 m

2.9911 m

(42)

JurusanTeknikSipil

Ø13 - 450 Ø13 - 190

5 m

Gambar 19. Sket penulangan geser gelagar utama

(43)

TUGAS

RENCANAKANLAH JEMBATAN BETON DIBAWAH INI (DATA DAN PEMBEBANAN DIASUMSIKAN SENDIRI)