PERENCANAAN JEMBATAN KOMPOSIT METODE LRFD (LOAD AND RESISTANCE FACTOR DESIGN) Her Afriyandi1 dan Torang Sitorus2 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara (USU) Jl. Perpustakaan, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA E-mail:
[email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara (USU) Jl. Perpustakaan, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA E-mail:
[email protected]
Abstrak Jembatan adalah suatu struktur yang berfungsi sebagai lintasan untuk memperpendek jarak dengan menyeberangi suatu rintangan tanpa menutup rintangan itu sendiri. Perencanaan jembatan komposit mengasumsi bahwa baja dan beton bekerja sama. Dalam perencanaan struktur komposit dikenal dua macam filosofi desain yang sering digunakan, yaitu desain tegangan kerja (Allowable Stress Design, ASD) dan desain keadaan batas (Load and Resitance Factor Design, LRFD). Perencanaan komposit metode LRFD jauh lebih rasional dengan berdasarkan konsep probabilitas yang menggunakan karakteristik statistik dari tahanan dan beban. Beban-beban yang dipakai untuk merencanakan jembatan ini akan mengacu pada peraturan RSNI T-02-2005. RSNI T-02-2005 merupakan peraturan pembaruan dari BMS 1992 karena besar beban lalu lintas yang terjadi di lapangan semakin lama semakin meningkat. Dari hasil analisa dan perhitungan jembatan komposit ini diperoleh beban ultimit yang dapat ditahan oleh balok komposit, momen ultimit yang terjadi akibat adanya beban ultimit, dan juga untuk mengetahui besarnya lendutan sehingga jembatan aman digunakan. Disarankan perencana mencermati penampang yang digunakan sebelum melakukan analisa perhitungan. Selain itu perencana sebaiknya memiliki standar perencanaan yang jelas dan detail. Kata kunci: Komposit baja beton, ASD, LRFD, RSNI T-02-2005, BMS 1992.
Abstract The bridge is a structure that serves as a path to shorten the distance by crossing an obstacle without closing the obstacle itself. Planning composite bridge assumes that the steel and concrete work together. In this steel structure planning, there are two kinds of philosophy design that is often used, Allowable Stress Design (ASD) and Load and Resistance Factor Design (LRFD). Planning composite LRFD method is much more rationally which is based on the concept of probability using statistical characteristics of strength and load. The load that are used to plan the bridge refer to RSNI T - 02-2005. RSNI T - 02-2005 is an updates regulatory from BMS in 1992 because of a large traffic load that occurs in the field progressively increasing. The result of analysis and calculation of composite bridges obtained ultimate load that can be retained by the composite beam, ultimate moment that occurs due to ultimate load, and also to determine the amount of deflection so that the bridge is safe to use. The planners suggested looking at a cross section used before the calculation analysis. In addition, planners should have an accurate and detail planning standard Keywords: composite steel-concrete, ASD, LRFD, RSNI T-02-2005, BMS 1992.
PENDAHULUAN Jembatan adalah suatu struktur yang berfungsi sebagai lintasan untuk memperpendek jarak dengan menyeberangi suatu rintangan tanpa menutup rintangan itu sendiri. Lintasan yang dimaksud disini adalah berupa suatu jalan raya / jalan rel, perjalan kaki, kanal atau pipa-pipa penyalur. Rintangan yang dimaksud adalah dapat berupa sungai, jalan raya atau lembah. (Dusmara, 2007) Jembatan komposit merupakan jembatan yang memanfaatkan kerjasama antara dua jenis material dengan memanfaatkan masing-masing kelebihannya untuk menahan beban yang direncanakan. Konstruksi komposit ini menjadi populer pada masa kini karena berbagai keuntungan yang bisa diperoleh. Metode untuk desain struktur komposit berkembang terus sesuai perkembangan analisa terhadap perencanaan struktur. Pada awalnya perencanaan komposit menggunakan metode Allowable Stress Design (ASD) dimana sampai saat ini di indonesia masih menggunakan metode ini. Kemudian pada tahun 1986, di Amerika, perencanaan komposit berkembang dengan menggunakan metode LRFD (Load and Resistance Factor Design). Perencanaan komposit metode LRFD yang jauh lebih rasional dengan berdasarkan pada konsep probabilitas yang menggunakan karakteristik statistik dari tahanan dan beban. Metode ini mengasumsikan bahwa beban dan tahanan saling bebas secara statistik, sehingga dapat mengantisipasi segala ketidakpastian dari material maupun beban. Dan perencanaan LRFD lebih komprehensif dibanding ASD. Oleh karena itu metode LRFD ini dianggap cukup andal dalam perencanaan struktur komposit. Maka dari itu, melalui tugas akhir ini penulis akan melakukan penelitian dengan judul “Perencanaan Jembatan Komposit Metode LRFD (Load and Resistance Factor Design)”.
1. LANDASAN TEORI 1.1. Umum Balok merupakan komponen struktur jembatan yang penting. Balok pada jembatan ini berfungsi untuk memikul sekaligus menyalurkan beban dari lantai kendaraan ke kolom-kolom jembatan atau disebut dengan pier. Balok jembatan yang sering kita jumpai dapat berupa baja ataupun beton bertulang. Balok dengan bahan baja umumnya dijumpai pada jembatan komposit yaitu balok baja yang digabungkan dengan slab beton di atasnya. Sedangkan balok beton bertulang biasanya dijumpai pada jembatan dengan bentang pendek. 1.2. Sifat Bahan Baja Sifat baja yang terpenting dalam penggunaanya sebagai bahan konstruksi adalah kekuatannya yang tinggi, yaitu kemampuan untuk berdeformasi secara nyata baik dalam tegangan maupun regangan serta sifat homogenitas yaitu keseragaman yang tinggi. Dalam perencanaan struktur baja, RSNI T-03-2005 mengambil beberapa siifat-sifat mekanik dari material baja yang sama yaitu : Modulus Elastisitas, E = 200.000 MPa Modulus Geser, G = 80.000 MPa Angka poisson, µ = 0,30 Koefisien muai panjang, α = 12 x 10-6 per oC 1.3. Sifat Bahan Beton Beton dapat dipakai dengan mencampurkan bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu, batu pecah atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat berupa semen dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung. Semen berfungsi sebagai pengikat, agregat sebagai bahan pengisi, serta air sebagai bahan penyatu bahan-bahan tersebut. Berbeda dengan baja, modulus elastisitas beton adalah berubahubah menurut kekuatan. Modulus elastisitas juga beragantung kepada umur beton, sifat-sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran benda uji. 1.4 Pembebanan Jembatan Sebelum melakukan analisis perhitungan struktur jembatan seorang perencana harus mencermati beban-beban yang akan bekerja yang disesuaikan dengan peraturan yang berlaku. Peraturan pembebanan yang tersedia sangatlah banyak, sehingga menyulitkan perencana untuk menentukan peraturan mana yang
harus ia pakai. Peraturan-peraturan tersebut diantaranya AASHTO, PPPJJR 1989, BMS 1992, dan RSNI 2005. Pada tugas akhir ini peraturan pembebanan yang digunakan sebagai acuan adalah peraturan RSNI 2005. Beban yang bekerja pada jembatan merupakan kombinasi dari beberapa macam aksi rencana pembebanan. Aksi rencana pembebanan digolongkan kedalam aksi tetap dan transien. 1.5 Komponen Struktur Komposit Struktur komposit merupakan suatu bentuk struktur yang terdiri dari dua bahan atau lebih yang bekerja bersama-sama dalam menahan beban yang bekerja. Penyatuan perilaku komposit dimungkinkan hanya jika slippage (geseran) horizontal antara dua material (baja dan beton) tidak terjadi / bisa ditahan. Bahan yang berbeda itu disatukan oleh suatu penghubung geser yang disebut sebagai shear connector.
Gambar 1 Struktur balok komposit Apabila struktur bekerja komposit sempurna, maka slip antara beton dengan pelat baja tidak akan terjadi sesuai dengan gambar 1. Konsep analisis penampang komposit penuh didasarkan pada dua kondisi, yaitu kondisi elastis dan non elastis. 1.6 Desain LRFD Struktur Komposit Secara umum suatu struktur dikatakan aman apabila memenuhi persyaratan sebagai berikut : ∅𝑅𝑛 ≥ Σ𝛾𝑖 . 𝑄𝑖 Bagian kiri dari persamaan diatas merepresentasikan tahanan atau kekuatan dari sebuah komponen atau sistem struktur. Dan bagian kanan persamaan menyatakan beban yang harus dipikul struktur tersebut, jika tahanan nominal Rn dikalikan suatu faktor tahanan Ф maka akan diperoleh tahanan rencana. Namun demikian, berbagai macam beban (beban mati, beban hidup, gempa dan lain-lain) pada bagian kanan persamaan diatas dikalikan suatu faktor beban γi untuk mendapatkan jumlah beban terfaktor ∑γi.Qi. untuk faktor pembebanan pada struktur jembatan komposit ini dipakai pembebanan pada RSNI T-02-2005 yang diambil pembebanan ultimit. a. Kuat lentur nominal Kuat lentur nominal balok baja, Mn untuk profil WF ditentukan oleh kondisi batas kelangsingan suatu penampang. Dan bagaimanapun kondisi penampang Mn harus memenuhi persyaratan di bawah ini. 𝑀𝑢 ≤ ∅𝑏 . 𝑀𝑛 Dimana : Фb = faktor reduksi momen lentur Mn = kuat lentur nominal Batasan kelangsingan penampang baja WF adalah sebagai berikut : Pelat sayap 𝑏 170 420 4 𝜆 = 2.𝑡 𝜆𝑝 = 𝑓 𝜆𝑟 = (𝑓 − 𝑓 )/𝐾 dimana 𝑘𝑒 = 𝑓
Pelat badan 𝜆= 𝑡 𝑤
𝑦
𝜆𝑝 =
𝑦
1680 𝑓𝑦
Dimana : Penampang kompak Penampang tidak kompak Penampang langsing
𝑟
𝑒
𝜆𝑟 =
𝑡𝑤
2550 𝑓𝑦
: 𝜆 ≤ 𝜆𝑃 : (𝜆𝑃 < 𝜆 < 𝜆𝑟 ) : (𝜆 > 𝜆𝑟 )
1. Sebelum komposit komponen struktur dapat dikategorikan sebagai balok biasa atau sebagai balok pelat berdinding 2550 penuh, tergantung dari rasio kelangsingan web, 𝑡 < 𝑓 , maka komponen struktur tersebut 𝑤
dikategorikan sebagai balok biasa, dan jika nilai
𝑡𝑤
𝑦
>
2550 , 𝑓𝑦
maka dalam perencanaannya harus
dikategorikan sebagai balok pelat berdinding penuh. 2. Sesudah komposit Komponen struktur komposit dapat di analisa dengan distribusi tegangan plastis dan elastis. Kuat lentur nominal dari suatu komponen struktur komposit (untuk momen positif) 1680 Untuk 𝑡𝑤 ≤ 𝑓𝑦𝑓
Mn
Kuat momen nominal yang dihitung berdasarkan distribusi tegangan plastis Фb = 0,85
Untuk 𝑡𝑤 ≥
1680 𝑓𝑦𝑓
Mn, Kuat momen nominal yang dihitung berdasarkan distribusi tegangan elastsis, Фb = 0,90 b. Komponen memikul geser Pelat badan sebuah balok baja yang memikul gaya geser terfaktor, Vu harus direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan : 𝑉𝑢 ≤ ∅𝑣 . 𝑉𝑛 Dimana : Фv = faktor reduksi kuat geser, diambil 0,9 Vn = kuat geser nominal, dianggap disumbangkan hanya oleh badan. 2. HASIL DAN PEMBAHASAN 2.1. Data Konstruksi Direncanakan suatu jembatan komposit gelagar baja dan lantai beton terletak diatas sendi-rol dengan panjang bentang 40 m dan lebar lantai kendaraan 6 m, tebal lantai betonnya 22 cm, trotoar as 1 m kiri dan kanan. Seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2 Tampak melintang 2.2 Perencanaan pelat lantai Data perencanaan : Tebal pelat lantai Mutu beton (f’c) Mutu tulangan (fy) Floor deck Tipe Spesifikasi Bahan dasar Tebal fy
= 0,22 m = 25 MPa = 400 MPa = : GD 685 : SGCC EZ 275, ASTM A-924 : GI Steel : 1,2 mm : 450 MPa
Gambar 3 Berat sendiri untuk beban mati
Gambar 4 Penempatan beban truk “T” untuk beban hidup Total momen ultimit : 𝑀𝑇𝑢𝑚𝑝 = 1,2045 + 55,9862 = 57,1907 𝑘𝑁𝑚 𝑀𝐿𝑎𝑝 = 0,231 + 72,649 = 72,88 𝑘𝑁𝑚 Jadi, momen untuk perencanaan tulangan dipakai momen yang terbesar yaitu 72,88 kNm.
Gambar 5 Diagram regangan dan tegangan pada tulangan pelat ∅𝑀𝑛 = 84,7824 > 𝑀𝑢 (= 72,88 𝑘𝑁𝑚) (𝐴𝑚𝑎𝑛) Tabel 1 Momen inersia pelat lantai dan floor deck No 1 2 3 Total
Dimensi Luas Lengan Tampang sisi Tinggi h momen y A bawah (mm) (mm) (mm^2) (mm) 412 220 90640 110 388 170 65960 85 200 195 39000 97.5 195600 -
Lendutan total pada pelat lantai jembatan : 𝛿𝑡𝑜𝑡 = 𝛿𝑒 + 𝛿𝑔 = 1,21 𝑚𝑚 𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 = 6,25 𝑚𝑚 > 𝛿𝑡𝑜𝑡 (= 1,21 𝑚𝑚)
Statis Momen A*y (mm^3) 9970400 5606600 3802500 19379500
Selisih Luas*d^2 pusat Ix (mm^4) (mm^4) berat d (mm) 365581333 10.9228 10814040.46 376395374 158853667 14.0772 13071129.21 171924796 123581250 1.5772 97014.6325 123678265 671998434 Momen Inersia Io (mm^4)
(Aman)
Gambar 6 Bidang penyebaran tekanan roda
Kekuatan pelat lantai terhadap geser untuk pelat beton bertulang pada keruntuhan geser dua arah (geser pons) ditentukan nilai terkecil dari persamaan berikut : 2 a. 𝑉𝑐 = 1 + . 𝑓′𝑐 . 𝑏 ′ . 𝑑 𝛽𝑐
b. 𝑉𝑐 =
𝛼 𝑠 .𝑑 +2 . 𝑏′ 1 𝑓′𝑐 . 𝑏 ′ . 𝑑 3
𝑓 ′ 𝑐 .𝑏 ′ 𝑑. 12
c. 𝑉𝐶 = Gaya geser pons nominal : Ф 𝑉𝐶 = 522,6 kN > PTT (=263,25 kN)
(Aman)
2.3 Penampang kompak Baja yang digunakan yaitu : 𝑓𝑦𝑓 = 𝑓𝑦𝑤 = 235 𝑀𝑃𝑎 Profil WF 2000 x 400 x 20 x 29 Tabel 2 Kombinasi gaya momen penampang kompak Aksi Berat sendiri Beban mati tambahan Beban lajur "D" Beban rem Beban pejalan kaki Gesekan perletakan Pengaruh temperatur Beban angin Beban gempa Beban pelaksanaan Total
1 2 A C A C 3770.69 3496.99 3770.69 3496.99 2469.95 660.00 2469.95 660.00 2697.95 6104.70 2697.95 6104.70
1450.79 0.20 162.19
945.50 0.20 324.37
1800.00 1450.79 0.20
945.50 0.20
3 A C 3770.69 3496.99 2469.95 660.00 2697.95 6104.70
A 3770.69 2469.95 2697.95
C 3496.99 660.00 6104.70
1450.79 0.20 162.19
1450.79 0.20 162.19
945.50 0.20 324.37
945.50 0.20 324.37
4
5 A 3770.69 2469.95 2697.95
C 3496.99 660.00 6104.70
599.54
6 A C 3770.69 3496.99
1450.79 0.20 162.19
945.50 0.20 324.37
437.50
375.00
387.63
10389.38 11207.19 10738.60 10261.69 8938.60 10261.69 9100.78 10586.06 9538.14 10649.32 5658.98 4817.49
Momen maksimum kombinasi beban ultimit : Gelagar A = 10738,60 kNm.;
Gelagar C
= 11207,19 kNm.
Tabel 3 Kombinasi gaya geser penampang kompak Aksi Berat sendiri Beban mati tambahan Beban lajur "D" Beban rem Beban pejalan kaki Gesekan perletakan Pengaruh temperatur Beban angin Beban gempa Beban pelaksanaan Total
1
2
A 372.17 247.00 223.49
C 339.91 66.00 517.86
36.27 0.71 16.22
23.64 0.71 32.44
3
4
5
A 372.17 247.00 223.49
C 339.91 66.00 517.86
A 372.17 247.00 223.49
C 339.91 66.00 517.86
A 372.17 247.00 223.49
C 339.91 66.00 517.86
180.00 36.27 0.71
23.64 0.71
36.27 0.71 16.22
23.64 0.71 32.44
36.27 0.71 16.22
23.64 0.71 32.44
A 372.17 247.00 223.49
59.95 878.93
947.40
1022.66
923.77
842.66
Geser maksimum kombinasi beban ultimit : Gelagar A = 1022,66 kN.; Gelagar C
923.77
858.88
956.20
= 962,53 kN.
902.61
6 C 339.91 66.00 517.86
A 372.17
C 339.91
36.27 0.71 16.22
23.64 0.71 32.44
43.75
37.50
452.19
401.04
38.76 962.53
2.4 Sebelum komposit a. Penampang kompak 𝑀𝑢 = 3809,9633 𝑘𝑁𝑚 𝑉𝑢 = 376,1002 𝑘𝑁 Analisa tegangan lentur 2550 < 𝑓 𝑡 𝑤
𝑦
97,1 < 166,343 (balok biasa) 𝑀𝑝 = 𝑍𝑥 . 𝑓𝑦 = 9804,29 𝑘𝑁𝑚 𝐿 −𝐿
𝑀𝑛 = 𝐶𝑏 . 𝑀𝑟 + (𝑀𝑝 − 𝑀𝑟 ) 𝐿 𝑟−𝐿 𝑟
𝑝
= 9799,91 𝑘𝑁𝑚 < 𝑀𝑝 ∅𝑀𝑛 = 8819,9235 𝑘𝑁𝑚 > 3809,9633 𝑘𝑁𝑚
(Aman)
Analisa tegangan geser
Gambar 7 Tegangan geser pada badan tampang gelagar Tanpa pengaku vertikal 𝑉𝑛 = 𝐶𝑣 . 0,6. 𝑓𝑦𝑤 . 𝐴𝑤 𝑉𝑛 = 3707518,023 𝑁 ∅𝑉𝑛 (= 3336,766 𝑘𝑁) > 𝑉𝑢 (= 376,1002 𝑘𝑁) Pakai pengaku vertikal 𝑉𝑛 = 𝑉𝑐𝑟 + 𝑉𝑡𝑓 = 5125,0848 𝑘𝑁 ∅𝑉𝑛 = 4612,57 𝑘𝑁 b. Penampang tidak kompak Baja yang digunakan yaitu : 𝑓𝑦𝑤 = 𝑓𝑦𝑓 = 235 𝑀𝑃𝑎 Profil IWF 2500 x 400 x 20 x 17 𝑀𝑢 = 3825,1609 𝑘𝑁𝑚 𝑉𝑢 = 377,6205 𝑘𝑁 Analisa tegangan lentur 2550 < 𝑓 𝑡 𝑤
𝑦
123,3 < 166,343 (balok biasa) 𝑀𝑝 = 𝑍𝑥 . 𝑓𝑦 = 11113,19 𝑘𝑁𝑚 Kondisi batas untuk tekuk lokal flens serta tekuk lokal web berdasarkan : Tekuk lokal flens : 𝑀𝑛1 = 𝑀𝑝 − 𝑀𝑝 − 𝑀𝑟 Tekuk lokal web : 𝑀𝑛2 = 𝑀𝑝 − 𝑀𝑝 − 𝑀𝑟
𝜆−𝜆 𝑝
𝜆 𝑟 −𝜆 𝑝 𝜆−𝜆 𝑝 𝜆 𝑟 −𝜆 𝑝
= 10734 𝑘𝑁𝑚 = 9494,4 𝑘𝑁𝑚
(Aman)
Kondisi batas untuk tekuk torsi lateral ditentukan berdasarkan : 𝑀𝑛3 = 𝐶𝑏 . 𝑀𝑟 + (𝑀𝑝 − 𝑀𝑟 )
𝐿𝑟 −𝐿 𝐿𝑟 −𝐿𝑝
= 9342,42 𝑘𝑁𝑚
= 9342,42 𝑘𝑁𝑚 < 𝑀𝑛2 ∅𝑀𝑛 = 8408,1836 𝑘𝑁𝑚 > 3825,16 𝑘𝑁𝑚
(Aman)
Analisa tegangan geser Tanpa pengaku vertikal ∅𝑉𝑛 (= 2627,7372 𝑘𝑁) > 𝑉𝑢 (= 377,62 𝑘𝑁) Pakai pengaku vertikal 𝑉𝑛 = 𝑉𝑐𝑟 + 𝑉𝑡𝑓 = 5686,8179 𝑘𝑁 ∅𝑉𝑛 = 5118,1361 𝑘𝑁
(Aman)
c. Penampang langsing Baja yang digunakan yaitu : 𝑓𝑦𝑓 = 245 𝑀𝑃𝑎, 𝑓𝑦𝑤 = 235 𝑀𝑃𝑎 Profil IWF 3200 x 400 x 18 x 9 𝑀𝑢 = 3852,033 𝑘𝑁𝑚 𝑉𝑢 = 380,3072 𝑘𝑁 Analisa tegangan lentur 2550 < 𝑓 𝑡 𝑤
𝑦
176,77 > 166,343 (balok pelat berdinding penuh) Akibat Tekuk Torsi Lateral 𝑓𝑐𝑟 = 166,45 ≤ 235 Akibat tekuk lokal sayap tekan 𝑓𝑐𝑟 = 128,61 𝑀𝑃𝑎 ≤ 235 𝑀𝑃𝑎 𝑀𝑛 = 𝐾𝑔 . 𝑆𝑥 . 𝑓𝑐𝑟 . 𝑅𝑒 = 5229,1775 𝑘𝑁𝑚 ∅𝑀𝑛 = 4706,2598 𝑘𝑁𝑚 > 𝑀𝑢 = 3852,03 𝑘𝑁𝑚 Analisa tegangan geser Tanpa pengaku vertikal 𝑉𝑛 = 1649528,59 𝑁 ∅𝑉𝑛 (= 1484,57 𝑘𝑁) > 𝑉𝑢 (= 380,3 𝑘𝑁) Pakai pengaku vertikal 𝑉𝑛 = 𝑉𝑐𝑟 + 𝑉𝑡𝑓 = 433002 𝑘𝑁 ∅𝑉𝑛 = 3897,02 𝑘𝑁
(Aman)
(Aman)
Kesimpulan : Untuk selanjutnya perhitungan jembatan setelah beton mengeras atau aksi komposit telah terjadi antara lantai beton dan gelagar baja yang diambil adalah berat penampang gelagar baja yang paling ringan. Penampang kompak = 4,87 kN/m Penampang tidak kompak = 4,94 kN/m Penampang langsing = 5,06 kN/m Jadi, untuk perhitungan sesudah komposit dipakai penampang kompak. 2.5 Sesudah komposit a. Analisa tegangan lentur Kontrol momen batas : 1680 ≤ 𝑡𝑤
𝑓𝑦
97,1 ≤ 109,59 (Plastis) 𝑀𝑛 = 𝐶𝑐 . 𝑑′2 + 𝐶𝑠 . 𝑑′′2 = 13424,8336 𝑘𝑁𝑚 Kuat lentur rencana :
∅𝑀𝑛 = 0,85 𝑥 13424,8336 𝑘𝑁𝑚 = 11411,1086 𝑘𝑁𝑚 Syarat momen : ∅𝑀𝑛 > 𝑀𝑢 11411,1086 𝑘𝑁𝑚 > 11207,19 𝑘𝑁𝑚 (Aman) b. Analisa tegangan geser Kuat geser nominal 𝑉𝑛 = 𝑉𝑐𝑟 + 𝑉𝑡𝑓 = 5125,0848 𝑘𝑁 ∅𝑉𝑛 = 4612,57 𝑘𝑁 > 𝑉𝑢 (= 1022,66 𝑘𝑁) Analisa kuat leleh web 𝑅𝑏 = 1621,5 𝑘𝑁 ∅𝑅𝑏 = 1621,5 𝑘𝑁 > 𝑅𝑢 = 1022,66 𝑘𝑁 Analisa tekuk dukung web 𝑅𝑏 = 1509,099 𝑘𝑁 ∅𝑅𝑏 = 1131,8243 𝑘𝑁 > 𝑅𝑢 = 1022,66 𝑘𝑁 Analisa kuat tekuk lateral web 𝑅𝑏 = 4019526,41 𝑘𝑁 ∅𝑅𝑏 = 3416597,448 𝑘𝑁 > 𝑅𝑢 = 1022,66 𝑘𝑁
(Aman)
(Aman)
(Aman)
(Aman)
c. Analisa lendutan Lendutan ijin : 𝐿 40000 𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 = 300 = 300 = 133,33 𝑚𝑚 Jadi total lendutan yang terjadi : 1. Lendutan pada saat konstruksi (aksi komposit belum bekerja) 𝛿1 + 𝛿2 = 64,3695 𝑚𝑚 < 𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 (= 133,3333 𝑚𝑚) 2. Lendutan jangka pendek dengan beban hidup 𝛿3 + 𝛿4 + 𝛿5 + 𝛿6 = 83,5611 𝑚𝑚 < 𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 (= 133,3333 𝑚𝑚) 3. Lendutan jangka panjang dengan beban hidup 𝛿3 + 𝛿4 + 𝛿6 + 𝛿7 = 84,386 𝑚𝑚 < 𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 (= 133,3333 𝑚𝑚) d. Shear connector Data perencanaan sebagai berikut : Jenis shear connector = stud (paku berkepala) Diameter = 20 mm Tinggi total = 100 mm Kuat tekan beton f’c = 25 MPa fu = 410 MPa Σ𝑄𝑛 = 82 𝑄𝑛2 = 9867,734 𝑘𝑁 > 𝑉2 (= 7012,5 𝑘𝑁)
(OK) (OK) (OK)
(Aman)
Gambar 8 Pemasangan shear connector 2.6 Sambungan Tipe baut = A325 Diameter = 25,4 mm Kuat tarik (fu) = 825 MPa
Tahanan nominal baut 𝑅𝑢 = ∅𝑅𝑛 𝑅𝑛 = 0,75 𝑥 313,36 𝑘𝑁 = 235,02 𝑘𝑁 Karena panjang baja yang tersedia hanya 12 meter, jadi jembatan harus disambung adapun titik sambunganya adalah di titik dengan jarak 4 meter, 16 meter dan 28 meter.
Gambar 9 sambungan sayap pada titik 16 meter
Gambar 10 Sambungan badan pada titik 4 meter 3. Kesimpulan Dari hasil perhitungan serta analisa diatas dapat disimpulkan beberapa hal berikut : 1. Hasil perencanaan berupa konstruksi komposit lantai beton balok baja dengan bentang 40 meter dan lebar jembatan 8 meter dengan lebar jalur lalu lintas 6 meter dan tebal pelat lantai kendaraan 0,22 meter. 2. Penampang kompak Balok baja yang digunakan adalah profil IWF 2000x400x20x29 dengan berat 4,87 kN/m dan balok diafragma yang digunakan adalah profil IWF 1000x250x10x14. 3. Penampang tidak kompak balok baja yang digunakan adalah profil IWF 2500x400x20x17 dengan berat 4,94 kN/m dan balok diaphragma yang digunakan adalah profil IWF 1000x250x10x9. 4. Penampang langsing balok baja yang digunakan adalah profil IWF 3200x400x18x9 dengan berat 5,06 kN/m dan balok diaphragma yang digunakan adalah profil IWF 1000x250x10x14. 5. Perhitungan pelat lantai digunakan beban kendaraan truk “T” dan untuk perhitungan balok digunakan beban hidup dari beban lajur “D”. 6. Kekuatan dan kekakuan struktur komposit dipengaruhi oleh kemampuan penghubung geser dalam menahan geseran antara balok baja dan pelat lantai. 4. Saran Dari kesimpulan diatas dapat diambil saran : 1. Sebelum melakukan analisa perhitungan struktur jembatan sebaiknya perencana mencermati penampang yang digunakan untuk mendapatkan dimensi yang kecil. 2. Perlunya standar perencanaan yang jelas dan detail khususnya tentang material-material pada jembatan sehingga memudahkan perencana didalam merencanakan jembatan berstandar SNI. 3. Analisa lebih lanjut bisa dilakukan terhadap pengaruh diafragma sebagai penopang lateral terhadap dimensi balok. 5. Referensi Anonim1. 1992. Bridge Management System (BMS). Peraturan Perencanaan Teknik Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum, Direktorat Jendral Bina Marga, Direktorat Bina Program Jalan. Anonim2. 2005. Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan. RSNI T-03-2005. Departemen Pekerjaan Umum
Anonim3. 2005. Standar Pembebanan untuk Jembatan . R SNI T -02– 2005. Departemen Pekerjaan Umum Anonim4. 2004. Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD. Jakarta : Erlangga Salmon G, Charles dan Jhon E. Johnson. 1996. Struktur Baja Desain dan Prilaku. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama Oentoeng, 2004. Konstruksi Baja. Yogyakarta : ANDI. Iqbal manu, Agus. 1995. Dasar-Dasar Perencanaan Jembatan Beton Bertulang. Jakarta : PT. Mediatama Septakarya Dipohusodo, Istimawan. 1994. Struktur Beton Bertulang. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama Ambarwati, Endah. 2009. Penilaian Kondisi Struktur Atas Jembatan Gelagar Baja Komposit Pasca Banjir (Studi Kasus : Jembatan Keduang, Kabupateng Wonogiri). Tasis. Universitas Sebelas Maret. Deva C. B, Adreanus dan Djoko Untung. 2012. “Modifikasi Perencanaan Struktur Jembatan Kasiman Bojonegoro Dengan Busur Rangka Baja”. Jurnal Teknik Pomits, Vol. 1, No. 1: 2 Fakhrur Rozi, Muhammad. 2014. “Pengaruh Panjang Daerah Pemasangan Shear Connector Pada Balok Komposit Terhadap Kuat Lentur”. Jurnal Rekayasa Teknik Sipil. Vol. 2, No. 2 : 4 Nur Rahmah Anwar, Siti. 2006. “Perencanaan Ulang Struktur Atas Jembatan Sorikatua Menggunakan Metode Load And Resistance Factor Design”. Jurnal Teknik Sipil. Vol. 2, No. 3 (Desember): 14 Rhamat Alhafiz, dkk. 2013. “Perencanaan Bangunan Atas Jembatan Rangka Baja Desa Manyang Kecematan Lhoksukon Kabupaten Aceh Utara”. Jurnal Teknik Sipil. Vol. 5, No. 2 : 2
