4.3 Perhitungan Jembatan Pelat Berdinding PenuhDalam perencanaan Jembatan Cisokan terdapat jembatan pelat berdinding penuh dengan bentang 25 m.4.3.1 Data Jembatan Pelat Berdinding Penuh

Gambar 4.3.1 Potongan melintang jembatan Keterangan :Jarak antar girder : 2,00 mTebal pelat (tpelat): 0,25 mTebal lapis aspal (taspal): 0,05 mLebar jalur : 7,00 mLebar trotoar : 1,00 mMutu beton (fc): 30 MpaModulus elastic (Ec): 25743 Mpa4.3.2 Merencanakan Lantai Jembatan Pelat Berdinding Penuh 1. Direncanakan L : 25 mJarak antar girder : 2,00 mTebal pelat (tpelat): 0,25 mTebal lapis aspal (taspal): 0,05 mMutu beton (fc): 50 MpaMutu baja (fy): 500 Mpa (Wire Mesh)BI beton: 24 KN/m3 = 2,4 t/m3BI aspal: 22 KN/m3 = 2,2 t/m3

Gambar 4.3.2 Lantai jembatan yang di analisa Pelat satu arah 2. Pembebanan a. Berat sendiri (DL) Pelat = BI beton x tpelat = 2,4 t/m3 x 0,25 m x 1,3 = 0,78 ton/m2b. Beban mati tambahan (SDL) Aspal = BI aspal x taspal x 2 = 2,2 t/m3 x 0,05 m x 2 = 0,22 ton/m2Total = DL + SDL = 0,78 ton/m2 + 0,22 ton/m2 = 1 ton/ m2c. Beban hidup (LL)Akibat beban muatan T pada lantai jembatan : Gambar 4.1.3 Muatan T Beban muatan TLL = 112,5 KN = 11,25 ton

d. Beban angin (Tew)Akibat beban angin (Tew), roda pada truk mengalami penambahan beban. TEW = 0,0012 Cw (Vw)2 (KN)Dimana,Vw = Kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau. Cw = Koefisien seret (1,2).Ab = Luas equivalen bagian samping Truk (h x L) (m2).

Tabel 4.1.1 Kecepatan angin rencana

Gambar 4.1.4 Beban akibat angin (PEW) yang dipikul lantai jembatan

Gambar 4.1.5 Luas equivalen bagian samping kenderaan (Ab) TEW = 0,0012 x Cw x (Vw)2 = 0,0012 x 1,2 x (30)2 = 1,296 KN/m

Total = TLL+ Tew = = 113,24 ton/ m2 3. Perhitungan Momen

Tabel 4.1.6 Rumus momen akibat beban terbagi merata

Tabel 4.1.7 Nilai koefisien akibat beban terpusat1. Momen Beban Mati (DL)MLx = 0,001 Wu Lx2 x= 0,001 . 1 ton/ m2. (2 m)2 . 65= 0,26 tmMtx = -0,001 Wu Lx2 x= -0,001 . 1 ton/ m2. (2 m)2 . 83= -0,33 tm2. Momen Beban Roda (LL)

Gambar 4.1.8 Beban akibat beban truk

Mxs = koefisien x T x a1 x b1 x a x 1,8 = 0,181 x 113,24 ton/ m2 x 0,5 x 0,2 x 2 m x 1,8 = 7,37 tmMxvs = koefisien x T x a1 x b1 x a x 1,8 x 1,3 = - 0,165 x 113,24 ton/ m2 x 0,5 x 0,2 x 2 m x 1,8 = - 6,70 tm3. Momen ultimate

MuLx= MLxDL + MxsLL = 0,26 tm + 7,37 tm= 7,63 tmMutx= MtxDL + MxvsLL = - 0,33 tm - 6,70 tm= - 7,03 tm

4. FloordeckFloor deck: Tipe GD 685Spesifikasi: SGCC EZ 275, ASTM A-924Bahan dasar : GI SteelTebal : 0,85 mm = 0,085 cm

Gambar 4.1.9 Dimensi floordeckAs = [(194x3)+(109x2)+(70,71x4)] x 0.85 = 920,41 mm 2 = 9,2 cm2d = 250 26 = 224 mma. Penulangan lapangan (arah x) MuLx = 7,63 tm = 76,30 KNm = 0,0035

max = 0,75 . balance = 0,75 . 0,0267 = 0,02 max 0,0035 0,02 pake = 0,0035As = . B .d = 0,0035. 1 . 0,224 = 0,00078 m2 = 7,84 cm2 As < Aspakai 7,84 cm2 < 9,2 cm2 OKE

\b. Penulangan tumpuan (arah x)Diameter JKBL Union: 12 mmfy: 5000 kg/cm2 Spasi Standar: 100 mm x 200 mm (Type M)Ukuran Standar: Roll 54 m x 2,1 m

Gambar 2.7 Detail wire mesh JKBLMutx = 7,03 tm = 70,03 KNm = 0,0043max = 0,75 . balance = 0,75 . 0,0236 = 0,017 max 0,0043 0,017 pake = 0,0043

As = . B .d = 0,0043 . 100 . 20,4 = 8,77 cm2Digunakan wire mesh D12-100Astulangan = = = 113,04 mm2 = 1,13 cm2Digunakan tulangan D12-100 Cek floordeck

Gambar 4.1.10 Floordeck

= 1,47 mm = 0,147 cmy1 = 50 mm - 1,47 mm = 48,53 mm = 4,853 cm

= 75,77 cm31. Pembebanan Pelat = BIbeton x tpelat = 2,4 ton/m3 x 0,25 m = 0,6 ton/m2 Pekerja = 0,1 ton/m2 qu = 0,6 x 1,3 + 0,1 x 1,8 = 0,96 ton/m22. MomenMLx = 0,001 Wu Lx2 x= 0,001 . 0,96 ton/ m2. (2 m)2 . 65= 0,249 tm = 2490000 NmmMtx = -0,001 Wu Lx2 x= -0,001 . 0,96 ton/ m2. (2 m)2 . 83= -0,318 tm = -3180000 Nmm3. Cek kekuatan floordeckMp = fy . 2 . SX = 550 . 2 . 75770 = 83347000 Nmm > 1460000 Nmm OKECek Geser Vc 66585,53 kg 28928,57 kg OKE

4.3.3 Perencanaan Pelat Berdinding Penuh1. Direncanakan Bentang jembatan: 25 mLebar jembatan: 9 mLebar jalan: 7 mLebar trotoar : 2 x 1 mTebal perkerasaan: 0,05 mTebal pelat : 0,25 mTebal trotoar: 0,15 mMutu Baja: JIS G 3101 SM490AFy: 235 MPaFu: 400 MpaE: 200000 MPafc: 30 MPaBI Aspal: 22 kN/m3BI Beton: 24 kN/m3 2. Pradesign Pelat Girdera. Menentukan Tinggi Pelat Girderd1 = d2 = Maka diambil tinggi pelat gider (d) = 2,5 mb. Menentukan Ukuran Web Diasumsikan tebal flens (tf) = 20 mm Tinggi web hw = d - 2tfhw =2500 mm 2(20 mm)hw = 2460 mm Tebal web Tebal Maksimum

14,79 mm Tebal MinimumUntuk

Untuk

Sehingga tebal web (tw) = 14 mmc. Menentukan Ukuran Flens

Jika tebal flens (tf) semula 20 mm masih digunakan, maka lebar flens menjadi

Sehingga bf = 800 mm

Gambar : Profil Pelat girder 2. Pembebanana. Girder 1 Pelat LantaiPelat Lantai= 24 KN/m3 x 0,25 m x 2 m = 12 KN/m PerkerasanPerkerasaan = 22 KN/m3 x 0,05 m x 2 m = 2,2 KN/m BTR

Gambar : BTRBTR = 9 KN/m x 2 m = 18 KN/mqu1 = (12 KN/m x 1,3) + (2,2 KN/m x 2) + (18 KN/m x 1,8)= 52,4 KN/m = 5,24 t/m

Gambar : Pembebanan qu pada girder 1 Rem

Gambar : Gaya rem per lajur 2,75 m (KBU)Rem = 75 KN = 75 KN / 2,75 m = 27,3 KN/m = 27,3 KN/m x 2m x 1,8 = 98,28 KN / 25 m = 3,93 KN/m = 0,40 t/m

Gambar : Pembebanan rem pada girder 1

BGT

Gambar : Faktor beban dinamis untuk BGT untuk pembebanan lajur D

Gambar : BGTBGT = 49 KN/m x 2 m = 98 KN = 9,8 ton

Gambar : Pembebanan BGT pada girder 1b. Girder 2 Pelat LantaiPelat Lantai= 24 KN/m3 x 0,25 m x 2 m = 12 KN/m PerkerasanPerkerasaan = 22 KN/m3 x 0,05 m x 2 m = 2,2 KN/m BTRBTR = (4,5 KN/m x 0,25 m) + (9 KN/m x 1,75 m) = 16,875 KN/m qu2 = (12 KN/m x 1,3) + (2,2 KN/m x 2) + (16,875 KN/m x 1,8)= 50,4 KN/m = 5,04 t/m

Gambar : Pembebanan qu pada girder 2

Rem Rem = 75 KN = 75 KN / 2,75 m = 27,3 KN/m = 37,5 KN / 2,75 m = 13,64 KN/m = [(27,3 KN/m x 1,75 m)+(13,64 KN/m x 0,25 m)] x1,8= 92,13 KN 92,13 KN / 25 m = 3,68 KN/m = 0,40 t/m

Gambar : Pembebanan rem pada girder 2

BGT

Gambar : BGTBGT = (49 KN/m x 1,75 m) + (24,5 KN/m x 0,25 m) = 91,87 KN = 9,18 t

Gambar : Pembebanan BGT pada girder 2c. Girder 3 Pelat LantaiPelat Lantai= 24 KN/m3 x 0,25 m x 1,5 m = 9 KN/m PerkerasanPerkerasaan = 22 KN/m3 x 0,05 m x 0,5 m = 0,55 KN/m BTRBTR = (4,5 KN/m x 0,75 m) = 3,375 KN/m TrotoarTrotoar = 24 KN/m3 x 0.15 m x 1 m = 3,6 KN/m Pejalan kakiLuas beban = 1 m x 25 m = 25 m2

Gambar : Pembebanan pejalan kakiPejalan kaki= 4,7 KN/m2 x 1 m = 4,7 KN/m qu3 = (9 KN/m x 1,3) + (0,55 KN/m x 2) + (3,375 KN/m x 1,8) + (3,6 KN/m x 1,3) + (4,7 KN/m x 1,8)= 32,015 KN/m = 3,20 t/m

Gambar : Pembebanan qu pada girder 3 Rem Rem = 75 KN = 37,5 KN / 2,75 m = 13,64 KN/m = (13,64 KN/m x 0,5 m) x1,8= 12,28 KN 12,28 KN / 25 m = 0,49 KN/m = 0,05 t/m

Gambar : Pembebanan rem pada girder 3 BGT

Gambar : BGTBGT = (24,5 KN/m x 0,5 m) = 12,25 KN = 1,22 t

Gambar : Pembebanan BGT pada girder 3 3. Menghitung Momen Ultimete (Mu) dan Kuat Geser Ultimete (Vu)Setelah mendapatkan dimensi pelat berdinding penuh dan memasukan beban-beban kedalam Midas Gen V 7.2.5 Di dapatkan :

Gambar : Diagram MuMu = 4243,2 KNm = 4243200000 Nmm

Gambar : Diagram VuVu maks pada tumpuanVu = 852,2 KN = 852200 N Vu maks pada1/2 bentangVu= 115,3 KN = 115300 N4. Cek Tekuk Torsi Lateral

Penampang Tak Kompak fcr = cb.fy fy fcr = 1.235 fy fcr = 120,83 Mpa 235 5. Cek Tekuk Lokal Flens = = 0,30karna ke 0,30 sedangkan syarat maka ke = 0,35

Penampang Tak Kompak fcr = cb.fy fy fcr = 1.235 fy fcr = 135,70 Mpa 2356. Menghitung Momen Nominal (Mn)Mn = Kg x S x fcr

Kg = 1

66572358667 S = Mn = Kg x S x fcrMn = 1x x 120,83 Mn = 6435122475 Nmm = 6435,12 KNm7. Bandingkan nilai Mu terhadap MnMu = 4243,2 KNm = 4243200000 Nmm Mn = 6435122475 Nmm = 6435,12 KNm

8. Cek Kuat Geser Kuat geser untuk panel ujung Vu = 852,2 KN = 852200 NStiffner dipasang dengan jarak a = 1800 mm =175,71

Vn = 0,9 x N = 2591072 N Kuat geser untuk panel tengahVu= 115,3 KN = 115300 NStiffner dipasang dengan jarak a = 3300 mm =175,71

Vn = 0,9 x N = 1405596 N

Gambar Jarak pengaku vertikal9. Menghitung pengaku vertikal Luas minimum

OKE

OKEbs/ts = OKE10. Menghitung pengaku penahan gaya tumpuanLebar pengaku (b) = 195 mmLebar total = 2b + tw = 2.195 + 14 = 404 mmTebal pengaku dihitung dari syarat kelangsingan :

mm Menggunakan pengaku penahan gaya tumpuan=15 mm x 195 mm x 1750 mm Cek tahanan tumpu pengaku pada tumpuanRn = 0,75 (1,8.fy.Ap) = 0,75 (1,8) (235) (15) (195) (2) = 1855912,5 N > OKE Cek kekuatan pengaku sebagai batang tekan.Panjang web yang dapat bekerja dengan pengaku sebagai batang tekan adalah sepanjang 12 kali tebal web (12 x 10 = 120 mm)

Gambar : Potongan IAg = 2(195)(15) + (10)(120) = 7050 mm2

Jari-jari girasi

Rasio Kelangsingan

Kuat tekan nominal penampangNn = Ag . fcr = 7050 . 120,83 = 851851,5 N Nn = 0,85 . 851851,5 = 724073,775 N Karena pengaku penahan gaya tumpu harus terletak pada tengah-tengah panjang daerah web 120 mm, maka titik perletakan harus terletak di sekitar 120/2 = 60 mm dari ujung balok pelat berdinding penuh (dipasang sejarak 50 cm) dengan ukuran 15 mm x 195 mm x 1750 mm.

Gambar : jarak pengaku vertikal tumpuan11. Sambungan LasMutu las (fuw) = 490 MPafu= 370 MPa a. Sambungan antar flens dengan webTebal pelat terkecil adalah 10 mm sehingga ukuran minimum las adalah 4 mm Panjang minimum las Lw min = 4.tw = 40 mm = 4 cm Tahanan nominal las Untuk las/elektroda:Rnw = .te.0,6.fuw.2 = 0,75.(0,707.4).0,6.490.2 = 1247,148 N/mmUntuk bahan dasar baja:Rnw = .t.0,6.fu = 0,75.10.0,6.370 = 1665 N/mmSehingga kapasitas las per mm adalah 1247,148 N. gaya geser yang harus dipikul sebesar :

b. Sambungan las pengaku vertikal Ukuran minimum las = 4 mm Panjang minimum las Lw min = 4.tw = 40 mm = 4 cm Kapasitas las per mm untuk 4 buah lasUntuk las/elektroda:Rnw = .te.0,6.fuw.4 = 0,75.(0,707.4).0,6.490.4 = 2494,296 N/mmUntuk bahan dasar baja:Rnw = .t.0,6.fu = 0,75.10.0,6.370 = 1665 N/mmSehingga kapasitas las per mm adalah 1665 N. gaya geser yang harus dipikul sebesar :

4.3.4 Perencanaan Diafgrama1. DiketahuiDigunakan mutu baja JIS G 3101 SM490A dengan : Fy= 235 Mpa Fu= 400 Mpa Nutarik= 128,3 KN = 128300 NNutekan= 71,3 KN = 71300 N2. Batang Aksial Tarik Preliminary DesignSyarat: Nu . NnNu = . Ag . Fy

Properti Profil

Keruntuhan LelehSyarat: Nu . Nn 128,3 KN . Nn128,3 KN . Ag . Fy128,3 KN 0,9 x 2495.5 mm2 x 235 N/mm2128,3 KN 527,79 kN OKE Keruntuhan FrakturSyarat Nu . Nn Nu . Nn128,3 KN . Ae . Fu128,3 KN . An . U . FuAn= (Ag (Jumlah Baut x Diameter Baut . tf))= (2495.5 mm2 (4 x 19 mm x 9 mm)) = 1811,5 mm2128,3 KN 0,75 x 1811,5 mm2 x 0,9 x 400 N/mm2128,3 KN 489,1 kN OKE3. Batang Aksial Tekan Preliminary DesignSyarat: Nu . Nn Nu = . Ag . Fy

Cek KelangsinganKc= 1L= 269,26 cmimin= 31,55 cm

OKE Cek Penampang (Local Buckling) Sayap (Flens)

< r (Kompak) Badan (Web)

< r (Kompak) Flexural Buckling

Untuk c 1,5 maka rumus yang digunakan adalah:

OKE Perbedaan perhitungan analisa dengan hasil perhitungan Midas V 7.0.2AnalisaMidas

0,92

421,1

3. Perencanaan SambunganPropertis bahan :

Gambar 2.48. Detail Baut Mutu baut A 490 Fub = 1040 Mpa dbaut = 16 mm Ab = 1/4db2= 1/4 162 = 200,96 mm2 dlubang = 16 mm + 3 mm = 19 mm tp = 10 mm Fupelat = 490 Mpa Fypelat = 355 Mpa a. Kuat Geser

Gambar 2.49. Bidang Geser (m) Rn = x m x r1 x Fub x Ab Rn = 0,75 x 1 x 0,4 x 1040 N/mm2 x 200,96 mm2 Rn = 62,7 kN b. Kuat Tumpu Rn = 2,4 x Dbaut x tp x Fu Rn = 0,75 x 2,4 x 16 mm x 9 mm x 490 N/mm2 Rn = 127 kN c. Jumlah Baut (n)Nutarik = 128,3 KNNutekan= 124 KN d. Jarak Baut

Gambar 2.50. Jarak Antar BautBaut dan pelat terluar (sumbu x)S1 = 3,5 Dbaut = 3,5. 16 = 56 mmJarak antar bautS2 = 4,5 Dbaut = 4,5. 16 = 72 mmBaut dan pelat terluar (sumbu y)S3 = Cek Kekuatan flens dan pelatAgflens = Bflens.tp = 125 . 9 = 1125 mm2Agpelat = Bflens.tp = 125 . 10 = 1250 mm2Anflens = Agflens (n.(Dlubang-1)) = 1125 (2.(19-1))= 1089 mm2Anpelat = Agpelat (n.(Dlubang-1)) = 1250 (2.(19-1))= 1214 mm2Aeflens = Anflens . U = 1089 . 0,9 = 980,1 mm2Aepelat = Anpelat . U = 1214 . 0,9 = 1092,6 mm2 Kondisi Leleha. Kondisi leleh flens Pn = Fy. Ag Pn = 0,9 . 355 N/mm2. 1125 mm2 = 359,4 kNb. Kondisi leleh pelat Pn = Fy. Ag Pn = 0,9 . 355 N/mm2. 1250 mm2 = 39,94 kNPu < Pn64,15 KN < 359,4 kN (Aman) Kondisi Fraktura. Kondisi fraktur flens Pn = Fu. Ae Pn = 0,75 . 490 N/mm2. 980,1 mm2 = 360,2 kNb. Kondisi fraktur pelat Pn = Fu. Ae Pn = 0,75 . 490 N/mm2. 1092,6 mm2 = 401,5 kNPu < Pn64,15 KN < 360,2 kN (Aman) Cek Geser Baloka. Bidang geser

Agv = 1(S1 + S 2) tpakai . 2 = 1(56+72)9. 2 = 2304 mm2Aev = Agv (1,5 . tpakai . 2) = 2304 (1,5 . 9. 2) = 2277 mm2b. Bidang tarikAgt = S3 . tpakai . 2 = 59,25 . 9 . 2 = 1066,5 mm2Aet = (S3 0,5) . dlubang . tpakai . 2 = (59,25 0,5 . 19) 9.2 = 895,5 mm2c. Kuat Geser Ruptur Nominal0,6 . Aev . fu = 0,6 . 2277 . 360,2 = KNd. Kuat Tarik Ruptur NominalAet .fu = 11000 x 370 = 4070 KNe. Kuat Tarik dan Geser Ruptur NominalJika : 1. Aet. fu 0,6 Aev. fu; maka Pn = 0,6 Agv. fy + Aet. fu2. Aet. fu 0,6 Aev. fu; maka Pn = 0,6 Aev. fu + Agt. fyAet .fu 0,6. Aev .fuPn = 0,6. Aev .fu + Agt .fy= (0,6 x 45000 x 370)+( 15000 x 240)= 13590 KN Pn = 0,75 x 13590 KN = KNPu < Pn64,15 KN < 360,2 kN (Aman)