METODOLOGI PENELITIAN Perencanaan Jembatan Komposit Metode Lrfd (Load And Resistance Factor Design)

63

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Bagan Alir III.2 Studi literatur Studi literatur dimulai dari pengumpulan penyusunan data-data teori tentang jembatan. Data-data teori yang dikumpulkan pada tahap ini adalah data- data tentang peraturan pembebanan jembatan, struktur baja dan beton komposit, dan metode load and resistance factor design LRFD. Spesifikasi jembatan Desain Hasil desain Studi Literatur Syarat kestabilan profil menurut LRFD OK Tidak OK Selesai Mulai - Pembebanan jembatan - Data-data fisik jembatan - Data-data struktur jembatan Universitas Sumatera Utara 64 III.3 Spesifikasi jembatan Menentukan spesifikasi data-data jembatan yang akan didesain, diantaranya : 1. Data-data fisik jembatan a. Jenis jembatan = Komposit baja dan beton b. Bentang = 40 meter c. Lebar jembatan = 8 meter d. Lebar total jalur lalu lintas kendaraan = 6 meter 2. Data-data struktur jembatan a. Tebal lantai = 0,22 meter b. Tebal lapisan aspal = 0,05 meter c. Mutu bahan lantai f’ c = 25 MPa d. Mutu bahan gelagar f y = 235 MPa e. floor deck = Tipe GD 685 dengan tebal 1,2 mm III.4 Desain Dibawah akan dilampirkan langkah-langkah dan rumus yang dipakai dalam perencanaan jembatan komposit. III.1.4.1 Perencanaan lantai kendaraan a. Pembebanan = Berat x faktor beban Universitas Sumatera Utara 65 Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau sistem lantai kendaraan jembatan harus digunakan beban “T”, yaitu beban yang merupakan kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda dual whell load. b. Momen akibat pembebanan Dalam perencanaan lantai kendaraan ini, untuk mencari momennya dipakai metode dalil 3 momen dari clapeyron. III.1.4.2 Penulangan Langkah-langkah perencanaan tulangan lentur. 1. Hitung � � = Mu Ф 3.1 2. Tahanan momen nominal, � � = �� �� 2 3.2 3. Rasio tulangan yang diperlukan, � = 1 � � �1 − �1 − 2 � � � � � � � � 3.3 Dimana : � = �� 0,85 �′� 3.4 4. Rasio tulangan minimum, � ��� = 1,4 � � 3.5 5. Rasio tulangan maksimum, � ��� = 0,75 � � 3.6 6. Luas tulangan yang diperlukan, � � = �. �. � 3.7 7. Jarak antara tulangan, � = 1 4 �.� 2 . � � � 3.8 8. Tulangan bagi pada arah memanjang jembatan diambil, � �� = 50 � � 3.9 Universitas Sumatera Utara 66 III.1.4.3 Pemeriksaan geser pons pelat lantai kendaraan Kekuatan pelat lantai terhadap geser untuk pelat beton bertulang tanpa tulangan geser, nilai minimum diambil terkecil dari 3 persamaan dibawah ini. a. � � = �1 + 2 � � � . ��′ � . � ′ . � 3.10 b. � � = � � � . � �′ + 2 � . �� ′ � . � ′ �. 12 3.11 c. � � = 1 3 ��′ � . � ′ . � 3.12 III.1.4.4 Perencanaan gelagar baja 1. Variasi penampang Batasan kelangsingan penampang baja WF adalah sebagai berikut : Pelat sayap � = � 2. � � � � = 170 �� � � � = 420 �� � − � � � � dimana � � = 4 � ℎ �� Pelat badan � = ℎ � � � � = 1680 �� � � � = 2550 �� � Dimana : Penampang kompak : � ≤ � � Penampang tidak kompak : � � � � � Penampang langsing : � � � Universitas Sumatera Utara 67 2. Pembebanan, momen dan geser a. Pembebanan Beban terbagi rata = lebar x tebal x berat isi x faktor beban Beban terpusat = beban terpusat x faktor beban b. Momen Beban terbagi rata = � 1 8 � � � � 2 � 3.13 Beban terpusat di tengah bentang = � 1 4 � � � �� 3.14 c. Gaya geser Beban terbagi rata = � 1 2 � � � �� 3.15 Beban terpusat ditengah bentang = � 1 2 � �� 3.16 3. Analisa tegangan lentur a. Lebar efektif Diambil nilai terkecil dari : - � � ≤ � 4 - � � = � � Universitas Sumatera Utara 68 b. Mencari dimensi komposit Modulus elatisitas slab = 4700 ��′� Modulus elastisitas gelagar = 200000 MPa Angka ekivalen : � = � ������� � ���� 3.17 Pelat baja ditranformasikan ke penampang gelagar baja, sehingga : � �� = � � � 3.18 c. Mencari inersia penampang komposit Dalam pencarian nilai inersia digunakan teorema sumbu sejajar d. Mencari tegangan lentur maksimum yang terjadi Kontrol momen batas : ℎ � � ≤ 1680 �� � 3.19 M n dihitung berdasarkan distribusi tegangan plastis pada penampang komposit, Ф = 0,85 ℎ � � ≥ 1680 �� � 3.20 M n dihitung berdasarkan distribusi tegangan elastis pada penampang komposit, Ф = 0,9 Tegangan plastis Menentukan jarak-jarak dari centroid gaya-gaya yang bekerja � = � � � � � 0,85 � �′ � � � � � � 3.21 � � = 0,85. �′ � . � � . � � 3.22 Universitas Sumatera Utara 69 � � = � � � � � − 0,85 � �′ � � � � � � � 2 3.23 Tinggi blok tekan pada sayap profil baja dihitung sebagai berikut : � � = � � � � � � � 3.24 Lokasi titik berat dari bagian tarik profil baja adalah: � = � � � � 2 − � � � � � ��− �� 2 � –�� � − � � � � � � � ���−� � �− ���− ��� 2 � � � − �� � � ��− �� � − � � �� � � 3.25 Mencari nilai lengan momen gaya tekan batas beton dan baja �′ 2 = � + � � 2 − � 3.26 �′′ 2 = � − � − � � 2 3.27 Kuat lentur nominal dari komponen struktur komposit tersebut : � � = � � . �′ 2 + � � . �′′ 2 3.28 4. Analisa tegangan geser Cek kelangsingan pelat badan : 1,37 � � � . � � � ≤ ℎ �� ≤ 260 3.29 Maka kuat geser nominal dengan leleh pada pelat badan dihitung sebagai berikut: a. Tanpa pengaku vertikal k n =5 � � = � � . 0,6. � �� . � � 3.30 � � = 1,5. � � . � � � 1 � ℎ �� � 2 3.31 b. Pakai pengaku vertikal � = ����� ����� ������� �������� Universitas Sumatera Utara 70 Cek terhadap aksi medan tarik pada kuat geser balok dengan persyaratan : � ℎ 3 ��� � ℎ � 260 � ℎ �� � � 2 3.32 � � = 5 + 5 � ℎ ⁄ 2 3.33 Cek kelangsingan pelat badan : 1,10 � � � . � � � ≤ ℎ �� ≤ 1,37� � � . � � � 3.34 � � = 1,10 � �� .� �� � ℎ �� � 3.35 � � = � �� + � �� 3.36 � �� = � � . �0,6. � �� �. � � 3.37 � �� = ℎ.� � .1 −� � 2 � 1 �1+� � ℎ � 2 � 3.38 c. Analisa kuat leleh web � � = 2,5. � + �. � �� . � � 3.39 Ambil, � = 2. � � 3.40 � ≥ � � � � . � � − 2,5� 3.41 d. Analisa tekuk dukung web � � ≤ 0,2 3.42 maka tekuk dukung webnya adalah : � � = 0,39. � � 2 . �1 + 3 � � � � � � � � � � 2 � � �.� � . � � � � 3.43 Universitas Sumatera Utara 71 f. Analisa kuat tekuk lateral web � � = � � . �.� � 3 . � � ℎ 2 �1 + 0,4 � ℎ �� � 3 � � �� � 3 � 3.44 Dimana ∅ = 1,0 untuk kuat leleh web = 0,75 untuk tekuk dukung web = 0,85 untuk kuat tekuk lateral web 5. Analisa lendutan a. Beban terbagi rata � = 5 384 � �� � � 4 � � � 3.45 b. Beban terpusat ditengah bentang � = 1 48 � � � 3 � � � 3.46 c. beban terpusat menyebar � = � � ��3� 2 −4� 2 24 � � � � + � � � 3 48 � � � � 3.47 6. Shear connector Kekuatan stud connector Q n � � = 0,5. � �� . ���′ � . � � � ≤ � �� . � � 3.48 Nilai V h diambil dari nilai terkecil diantara A s .f y dan 0,85.f’ c .A c untuk mendapatkan perilaku komposit penuh. Universitas Sumatera Utara 72 Faktor reduksi kekuatan stud � � = 0,85 �� � � � � ℎ � � � � � ℎ � − 1� 1,0 3.49 Jumlah stud yang diperlukan : � = � � ℎ2 � � . � �2 � 3.50 7. Sambungan Tahanan nominal baut : a. tahanan geser baut � � = �. � 1 . � � � . � � 3.51 b. tahanan tarik baut � � = 0,75. � � � . � � 3.52 c. Tahanan tumpu baut � � = 2,4. � � . � � . � � 3.53 Diambil � � yang terkecil Tahanan nominal baut � � = ∅� � dimana Ф=0,75 3.54 Universitas Sumatera Utara 73

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN