73
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.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 4.1 Tampak melintang
IV.2 Perencanaan Pelat Lantai
Data perencanaan : Tebal pelat lantai
= 0,22 m Mutu beton f’
c
= 25 MPa Mutu tulangan f
y
= 400 MPa Jarak antar gelagar
= 1,5 m Bentang
= 40 m
Universitas Sumatera Utara
74
IV.2.1 Perhitungan beban dan momen
1. Beban mati Q a. Berat sendiri pelat Q
MS
Faktor beban = 1,3 : �
��
= 0,22 � � 1 � � 24
�� �
3
� 1,3 = 6,864
��� b. Berat aspal Q
MA
faktor beban = 2 : �
��
= 0,05 � � 1 � � 22
�� �
3
� 2 = 2,2
��� � = �
��
+ �
��
= 9,064 ���
Gambar 4.2 Berat sendiri Persamaan tiga momen
�
�
= �
�
= 0 4.1
�
�
=
1 2
�
��
�1
2
= 3,432 ��� momen tumpuan negatif
4.2
�
�
. �
6 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
6 ��
=
�.�
3
24 ��
+
�.�
3
24 ��
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 1,6995 ���
4.3
�
�
. �
6 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
6 ��
=
�.�
3
24 ��
+
�.�
3
24 ��
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 1,6995 ���
4.4
�
�
. �
6 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
6 ��
=
�.�
3
24 ��
+
�.�
3
24 ��
Universitas Sumatera Utara
75
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 1,6995 ���
4.5 �
�
= �
�
; �
�
= �
�
4.6 Subtitusikan pers. 4.2 kedalam pers. 4.3, diperoleh,
1 6
3,432 +
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 1,6995 ���
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 1,1275 ���
�
�
= 1,6912 −
1 4
�
�
4.7 Subtitusikan pers. 4.7 kedalam pers. 4.4, diperoleh,
1 6
1,6912 −
1 4
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 1,6995 ���
15 24
�
�
+
1 6
�
�
= 1,4176 ���
4.8 Subtitusikan pers. 4.2 kedalam pers. 4.5, diperoleh,
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
3,432 = 1,6995 ���
1 6
�
�
+
2 3
�
�
= 1,1275 ���
4.9 Dari pers. 4.9 dan pers. 4.8,
1 6
�
�
+
2 3
�
�
= 1,1275 ���
x61
15 24
�
�
+
1 6
�
�
= 1,4176 ���
x2415 �
�
+ 4 �
�
= 6,765 ���
�
�
+
24 90
�
�
= 2,2681 ���
336 90
�
�
= 4,4968 ���
�
�
= 1,2045 ��� momen tumpuan negatif
4.10
Universitas Sumatera Utara
76
Subtitusikan pers. 4.10 kedalam pers. 4.9, diperoleh,
1 6
�
�
+
2 3
1,2045 = 1,1275 ���
�
�
= 1,947 ��� momen tumpuan negatif
4.11 Subtitusikan pers. 4.11 kedalam pers. 4.7, diperoleh,
�
�
= 1,6912 −
1 4
1,947 �
�
= 1,2045 ��� momen tumpuan negatif
4.12 Momen lapangan B - C,
�
�−�
=
1 8
�. �
2
−
1 2
3,432 + 1,2045 = 2,54925
− 2,31825 = 0,231 ��� 4.13
Momen lapangan C - D, �
�−�
=
1 8
�. �
2
−
1 2
1,2045 + 1,947 = 2,54925
− 1,57575 = 0,9735 ��� positif 4.14
2. Beban hidup P 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 sebesar 112,5 kN.
Gambar 4.3 Kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda
Universitas Sumatera Utara
77
Beban roda truk “T” = 112,5 kN
Dengan faktor kejut DLA = 0,3 Dan faktor beban
= 1,8 Total muatan :
� = 1 + 0,3 � 112,5 �� � 1,8 = 263,25 ��
Gambar 4.4 Penempatan beban truk “T” Persamaan tiga momen,
�
�
= �
�
= 0 4.15
�
�
. �
6 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
6 ��
=
�.��
2
−�
2
6 ��.�
+
�.��
2
−�
2
6 ��.�
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 45,3222 ���
4.16
�
�
. �
6 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
6 ��
=
�.��
2
−�
2
6 ��.�
+
�.��
2
−�
2
6 ��.�
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 50,6542 ���
4.17 �
�
= �
�
= 0 ; �
�
= �
�
4.18
�
�
. �
6 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
3 ��
+
�
�
. �
6 ��
=
�.��
2
−�
2
6 ��.�
+
�.��
2
−�
2
6 ��.�
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 45,3222 ���
4.19 Subtitusikan pers. 4.18 kedalam pers. 4.19, diperoleh,
1 6
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
0 = 45,3222 ���
1 6
�
�
+
2 3
�
�
= 45,3222 ���
4.20
Universitas Sumatera Utara
78
Subtitusikan pers. 4.18 kedalam pers. 4.16, diperoleh,
1 6
0 +
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 45,3222 ���
�
�
= 67,9833 ��� −
1 4
�
�
4.21 Subtitusikan pers.4.21 kedalam pers. 4.17, diperoleh,
1 6
67,9833 ��� −
1 4
�
�
+
2 3
�
�
+
1 6
�
�
= 50,6542 ���
15 24
�
�
+
1 6
�
�
= 39,3237 ���
4.22 Dari pers. 4.22 dan pers. 4.20, diperoleh,
15 24
�
�
+
1 6
�
�
= 39,3237 ���
x2415
1 6
�
�
+
2 3
�
�
= 45,3222 ��� x61
�
�
+
24 90
�
�
= 62,9179 ���
�
�
+ 4 �
�
= 271,9332 ���
−
336 90
�
�
= −209,0153 ���
�
�
= 55,9862 ��� momen tumpuan negatif
4.23 Subtitusikan pers.4.23 kedalam pers.4.20, diperoleh,
1 6
�
�
+
2 3
55,9862 = 45,3222 ���
�
�
= 47,9884 ���
4.24 Subtitusikan pers.4.24 kedalam pers. 4.21, diperoleh,
�
�
= 67,9833 ��� −
1 4
47,9884 �
�
= 55,9862 ��� momen tumpuan negatif
4.25
Universitas Sumatera Utara
79
Momen lapangan B-C �
�−�
= 95,9765 − 23,3275
= 72,649 kNm 4.26
Total momen ultimit : �
����
= 1,2045 + 55,9862 = 57,1907 ���
�
���
= 0,231 + 72,649 = 72,88 ���
Jadi, momen untuk perencanaan tulangan dipakai momen yang terbesar yaitu 72,88 kNm
IV.2.2 Penulangan
�
�
= 72,88 ���
Floor deck : Tipe GD 685
Spesifikasi : SGCC EZ 275, ASTM A-924
Bahan dasar : GI Steel
Tebal : 1,2 mm
f
y
: 450 MPa
Gambar 4.5 Dimensi floor deck �
�
= [194 � 3 + 109 � 2 + 70,71 � 4] � 1,2 = 1299,408 ��
2
Berat Floor deck = 0,0012
�
2
� 7850
�� �
3
= 10,20 ���
Universitas Sumatera Utara
80
� = ℎ −
1 2
������ = 195 �� �
�
=
Mu Ф
=
72,88 � 10
6
0,8
= 91100000 �
�
=
�� ��
2
= 2,39 � =
�� 0,85
�′�
=
450 0,85
� 25
= 21,1764 � =
1 �
� �1 − �1 −
2 � �
�
� � �
�
� = 0,0056 �
���
=
1,4 �
�
= 0,0031 �
�
=
0,85 � �′
�
� � �
�
�
600 600+
�
�
� = 0,85 ����� �′
�
30 ���
= 0,022 �
���
= 0,75. �
�
= 0,017 �
���
� �
���
�
�
= �. �. � = 0,0056 � 1000 � 195 = 1092 ��
2
Jadi, Floor deck yang digunakan aman.
IV.2.3 Pemeriksaan momen nominal pelat lantai IV.2.3.1 Tulangan satu lapis
Gambar 4.6 Diagram regangan dan tegangan tulangan satu lapis
Universitas Sumatera Utara
81
�
�
= �
�
0,85. �′
�
. �. � = �
�
. �
�
� =
�
�
. �
�
0,85. �′
�
. �
� =
1299,408 � 450
0,85 � 25 � 1000
= 27,5168 ��
� = �
1
. ���
�
1
= 0,85 ����� �′
�
30 ���
��� =
� �
1
= 32,3727 ��
� = � −
� 2
= 181,2415 ��
�
�
= �
�
. � = 105978031,2 ���
∅�
�
= 84782424,98 ��� = 84,7824 ���
∅�
�
= 84,7824 �
�
= 72,88 ��� ����
IV.2.3.2 Tulangan rangkap Dianggap tulangan baja tarik telah meluluh tetapi baja tekan belum. Dengan
demikian maka diperlukan letak mencari garis netral terlebih dahulu.
Gambar 4.7 Diagram regangan dan tegangan tulangan rangkap �
�
= 1299,408 ��
2
�
� ′
= 1306.24 ��
2
� = 195 �� ��� �
′
= 48 ��
� = �
Universitas Sumatera Utara
82
� = �
�
+ �
�
�
�
. �
�
= 0,85. �′
�
. �. � + �
� ′
. �
� ′
� = �
1
. � ��� �
� ′
= �
� ′
. �
�
=
��−�
′
�0,003 �
�
�
Dengan melakukan beberapa subtitusi didapatkan : �
�
. �
�
= 0,85. �
′ �
. �. �
1
. � + 0,003. �
�−�′ �
� �
�
. �
� ′
Apabila persamaan tersebut dikalikan dengan c, akan didapat : �
�
. �
�
. � = 0,85. �′
�
. �. �
1
. �
2
+ �. 0,003. �
�
. �
� ′
− �
′
. 0,003. �
�
. �
� ,
Setelah dilakukan pengelempokan, didapatkan persamaan : 0,85.
�′
�
. �. �
1
�
2
+ �0,003. �
�
. �
� ′
− �
�
. �
�
�� − �
′
0,003 �
�
. �
� ,
= 0 Dengan memasukan nilai
�
�
= 200000 ���, persamaan menjadi :
�0,85. �
′ �
. �. �
1
��
2
+ �600. �
� ,
− �
�
. �
�
�� − 600. �
′
. �
� ,
= 0 Dan dilakukan subtitusi :
18062,5 �
2
+ 199010,4 � − 37619712 = 0
�
2
+ 11,107 � − 2082,7522 = 0
Jadi nilai � = 40,42 ��
�
� ,
=
��−�
′
� �
600 = −112,518 ��� 400 ���
Dengan demikian berarti anggapan yang digunakan benar : � = �
1
. � = 34,357 ��
�
�
= 0,85. �′
�
. �. � = 730086,25 ���
�
�
= �
� ′
. �
� ′
= −146975,5123 ���
� = �
�
+ �
�
= 583110,7377 ���
�
�
= �
�
. �
�
= 584733,6 ���
Universitas Sumatera Utara
83
�
1
= � −
� 2
= 177,8215 ��
�
2
= � − �
′
= 147 ��
�
�1
= �
�
. �
1
= 129825032,1 ���
�
�2
= �
�
. �
1
= −21605400,31 ���
�
�
= �
�1
+ �
�2
= 108,2196 ���
∅�
�
= 86,575 ���
∅�
�
= 86,575 ��� �
�
= 72,88 ��� ����
IV.2.4 Lendutan pelat lantai
� = 6,38 ��� � = 146250 �
Lendutan izin, �
����
=
� 240
= 6,25 ��
Modulus elastisitas baja, E
s
= 200000 MPa Modulus elastisitas beton,
�
�
= 4700 ��′
�
= 23500 ���
�
�
= 1299,4 ��
2
Inersia bruto penampang pelat : Tabel 4.1 Momen inersia pelat lantai dan floor deck
�
�
=
Σ�.� Σ�
= 99,077 ��
1 412
220 90640
110 9970400 365581333 10.9228 10814040.46 376395374
2 388
170 65960
85 5606600 158853667 14.0772 13071129.21 171924796
3 200
195 39000
97.5 3802500 123581250 1.5772
97014.6325 123678265 Total
- -
195600 -
19379500 -
- -
671998434 Selisih
pusat berat d
mm Luasd2
mm4 Ix mm4
sisi bawah
mm Tinggi h
mm Momen
Inersia Io mm4
No Dimensi
Luas Tampang
A mm2
Lengan momen y
mm Statis
Momen Ay
mm3
Universitas Sumatera Utara
84
�
�
= 671998434 ��
4
Modulus keruntuhan lentur beton : �
�
= 0,7. ��′
�
= 0,7 √25 = 3,5 ���
Nilai perbandingan modulus elastisitas, � =
�
�
�
�
= 8,53 ≈ 8,5
Jarak garis netral terhadap sisi atas beton, � = �.
�
�
�
= 11,044 ��
Inersia penampang retak yang ditransformasikan ke beton : �
��
=
1 3
�. �
3
+ �. �
�
. � − �
2
= 374204814 ��
4
Momen retak, �
��
= �
�
.
�
�
�
�
= 23763807,3 ���
Momen maksimum akibat beban tanpa faktor beban : �
�
=
1 8
�. �
2
+
1 4
�. � = 56638125 ��� Inersia efektif untuk perhitungan lendutan :
�
�
= �
�
��
�
�
�
3
. �
�
+ �1 − �
�
��
�
�
�
3
� . �
��
= 396252317 ��
4
Lendutan akibat beban mati dan beban hidup : �
�
=
1 384
��
4
��
�
+
1 48
��
3
��
�
= 1,149 ��
Rasio tulangan slab lantai jembatan, � =
�
�
�.�
= 0,006 Faktor ketergantungan waktu untuk beban mati jangka waktu 5 tahun, nilai :
� = 2 � =
� 1+50
�
= 1,5 Lendutan jangka panjang akibat rangkak dan susut :
�
�
= �.
1 384
��
4
��
�
= 0,06 ��
Universitas Sumatera Utara
85
Lendutan total pada pelat lantai jembatan : �
���
= �
�
+ �
�
= 1,21 ��
�
����
= 6,25 �� �
���
= 1,21 ��
Aman
IV.2.5 Pemeriksaan geser pons pelat lantai
Kekuatan pelat lantai terhadap geser untuk pelat beton bertulang pada keruntuhan geser dua arah geser pons ditentukan nilai terkecil dari persamaan
berikut : a.
�
�
= �1 +
2 �
�
� . ��′
�
. �
′
. �
b. �
�
= �
�
�
. �
�′
+ 2 � .
��
′ �
. �
′
�. 12
c. �
�
=
1 3
��′
�
. �
′
. �
dimana : d : Tinggi efektif pelat lantai b’: Keliling dari penampang kritis
β
c
: Rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek dari kolom, daerah beban terpusat atau daerah reaksi. Untuk
β
c
2, untuk kolom dalam. α
s
: 40 untuk kolom dalam, 30 untuk kolom pinggir dan 20 untuk kolom kolom sudut, dimana kata-kata dalam, pinggir dan sudut
berhubungan dengan jumlah sisi dari penampang kritis.
Universitas Sumatera Utara
86
Gambar 4.8 Bidang penyebaran tekanan roda
Sumber : RSNI T-02-2005
Dimana : u = a + ta + ta + ½ .h + ½ .h = a + 2.ta +h
= 200 + 2 x 50 + 220 = 520 mm
v = b + ta + ta + ½ .h + ½ .h = b + 2.ta + h = 500 + 2 x 50 + 220
= 820 mm b’= 2.u + 2.v
= 2 x 520 + 2 x 820 = 2680 mm
a. �
�
= �1 +
2 2
� . √25 � 2680 � 195 = 5226000 �
b. �
�
= �
30 � 195
2680
+ 2 � .
√25 � 2680 � 195 12
= 9108125 �
c. �
�
=
1 3
√25 � 2680 � 195 = 871000 � Faktor reduksi kekuatan geser, Ф = 0,6
Beban roda truk pada slab, P
TT
= 263,25 kN Gaya geser pons nominal :
Ф �
�
= 522,6 kN P
TT
=263,25 kN Aman
Universitas Sumatera Utara
87
IV.3 Perencanaan Trotoar
Data-data perencanaan : Lebar trotoar
= 1 m Tinggi pelat trotoar tinggi kerb
= 0,2 m Mutu beton f’
c
= 20 MPa Mutu tulangan f
y
= 400 MPa
Gambar 4.9 Trotoar
IV.3.1 Perhitungan beban dan momen
a. Beban mati Faktor beban = 2 Berat per satuan panjang trotoar
= lebar trotoar x tebal trotoar x berat isi beton x faktor beban = 1
� � 0,2 � � 24
�� �
3
� 2 = 9,6
��� b. Beban hidup Faktor beban = 1,8
Beban vertikal merata = 5
�� �
2
� 1 � � 1,8 = 9
��� �
�
= 18,6 ���
Universitas Sumatera Utara
88
Momen akibat pembebanan : � =
1 8
�
�
. �
2
= 2,325 ���
Momen akibat gaya horizontal 15 kNm = 0,2
� � 15
�� �
� 1 � = 3 ��� �
�
= 5,325 ���
IV.3.2 Penulangan
�
�
= 5,325 ���
� = 1000 �� � = 13 ��
� = ℎ − � −
1 2
� = 153,5 �� �
�
=
Mu Ф
=
5,325 � 10
6
0,8
= 6656250 ���
�
�
=
�� ��
2
= 0,2824 � =
�� 0,85
�′�
=
400 0,85
� 20
= 23,5294 � =
1 �
� �1 − �1 −
2 � �
�
� � �
�
� = 0,0007 �
���
=
1,4 �
�
= 0,0035 �
�
=
0,85 � �′
�
� � �
�
�
600 600+
�
�
� = 0,85 ����� �′
�
30 ���
= 0,0216 �
���
= 0,75. �
�
= 0,0162 � �
���
�
���
Universitas Sumatera Utara
89
�
�
= �
���
. �. � = 0,0035 � 1000 � 153,5 = 537,25 ��
2
Jarak tulangan : � =
�.
1 4
�.�
2
�
�
= 246,9334 ��
Gunakan tulangan D13 - 200 mm
Tulangan arah memanjang dipakai tulangan susut dan suhu, dengan ketentuan yang diambil adalah 50 tulangan pokok.
Dipakai tulangan diameter 10 mm. �
� ′
= 50 �
�
= 331,6625 ��
2
Jarak tulangan : � =
�.
1 4
�.�
2
�
�
= 236,686 ��
Gunakan tulangan, D10 - 200 mm
IV.4 Perencanaan sandaran
Data-data perencanaan : Tinggi tiang sandaran
= 1 m Jarang antar tiang sandaran = 2 m
Dimensi tiang sandaran = 20 x 20 cm
2
Mutu beton f’
c
= 20 MPa Mutu tulangan f
y
= 400 MPa
Universitas Sumatera Utara
90
Gambar 4.10 Sandaran
Data teknis pipa : D = 7,63 cm
I = 38,1 cm
4
t = 0,24 cm G = 4,37 kgm 4.11 Penampang pipa
IV.4.1 Perhitungan beban dan momen
Beban terpusat = 100 kg
Beban sandaran = 0,75 kNm = 0,75 kgcm
a. Kontrol kekuatan pipa
Gambar 4.12 Beban pada pipa - Kontrol ledutan
Lendutan izin =
� 300
=
200 300
= 0,666 ��
Akibat beban merata f
y
=
5 384
� � �
4
� � � �
=
5 384
0,75 � 200
4
2 � 10
6
� 38,1
= 0,205 ��
Universitas Sumatera Utara
91
Akibat beban terpusat f
x
=
1 48
� � �
3
� � ��
=
1 48
100 � 200
3
2 � 10
6
� 38,1
= 0,218 ��
���
2
+ ��
2
= 0,299 �� 0,666 ��
OK - Kontrol kekuatan lentur
�
��
=
1 8
� 75 � 2
2
= 37,5 ���
�
��
=
1 4
� 100 � 2 = 50 ��� �
��
= �
��
= 0,9. �
�
. �
�
= 0,9 � 2400
�� ��
2
� 9,98 ��
3
= 215,568 ���
��� ���
= 0,173
��� ���
= 0,231
��� ���
+
��� ���
≤ 1 0,173 + 0,231 = 0,404
≤ 1 Aman
Beban pipa ke tiang sandaran : Beban merata
= 3,44 kgm Beban terpusat dari pipa
= 100 kg Beban yang dipikul tiang sandaran dari pipa adalah
=
4,37 �2+ 100
2
= 54,37 �� = 0,5437 ��
� = �
′
. �
1
= 0,75
�� �
� 2 � = 1,5 �� �
�
= 0,5437 �� + 1,5 �� = 2,0437 ��
�
�
= 4,0874 ���
Universitas Sumatera Utara
92
IV.4.2 Penulangan
�
�
= 4,0874 ���
� = 200 �� � = 10 ��
� = ℎ − � −
1 2
� = 155 �� �
�
=
Mu Ф
=
4,0874 � 10
6
0,8
= 5109250 ���
�
�
=
�� ��
2
= 1,0633 � =
�� 0,85
�′�
=
400 0,85
� 20
= 23,5294 � =
1 �
� �1 − �1 −
2 � �
�
� � �
�
� = 0,0027 �
���
=
1,4 �
�
= 0,0035 �
�
=
0,85 � �′
�
� � �
�
�
600 600+
�
�
= 0,0216 �
���
= 0,75. �
�
= 0,0162 � �
���
�
���
�
�
= �
���
. �. � = 0,0035 � 200 � 153,5 = 108,5 ��
2
Jumlah tulangan yang diperlukan � =
�
� 1
4
. �.�
2
= 1,3821 ���ℎ
Dipakai tulangan 2 D 10
Universitas Sumatera Utara
93
IV.5 Penampang kompak
Baja yang digunakan yaitu : �
��
= �
��
= 235 ���
Profil WF 2000 x 400 x 20 x 29 Cek penampang :
Untuk sayap � ≤ �
�
: Untuk badan
� ≤ �
�
:
�� 2.
��
≤
170 ��
�
ℎ ��
≤
1680 ��
�
6,896 ≤ 11,089 97,1 ≤ 109,591
Penampang kompak....
IV.5.1 Pembebanan
Gambar 4.13 Pembebanan perbalok
IV.5.1.1 Aksi tetap
Kemungkinan beban maksimum bekerja berada pada bagian balok A, atau bagian balok C pada potongan balok. Kedua potongan ini di analisa dan
dibandingkan untuk mendapatkan desain balok secara umum.
Universitas Sumatera Utara
94
1. Berat sendiri MS
a. Berat balok faktor beban = 1,1 Luas baja = 62040 mm
2
= 0,06204 m
2
Berat baja per satuan panjang = luas baja x berat isi baja x faktor beban
= 0,06204 �
2
� 7850
�� �
3
� 1,1 = 535,71
�� �
= 5,357 ���
b. Slab faktor beban = 1,3 tebal slab
= 220 mm Lebar slab
= 8000 mm Berat per satuan panjang slab untuk balok A
= lebar slab x tebal slab x berat isi beton x faktor beban = 1,75
� � 0,198 � � 24
�� �
3
� 1,3 = 10,8192
���
Berat per satuan panjang slab untuk balok C = 1,5
� � 0,198 � � 24
�� �
3
� 1,3 = 9,2736
���
Universitas Sumatera Utara
95
c. Floor deck faktor beban = 1,1 A
s
= 0,0012 m
2
Berat per satuan panjang untuk balok A = Luas x berat isi baja x faktor beban
= 1,75 � 0,0012 �
2
� 7850
�� �
3
� 1,1 = 19,635
�� �
= 0,1963
�� �
Berat per satuan panjang untuk balok C = 1,5
� 0,0012 �
2
� 7850
�� �
3
� 1,1 = 16,83
�� �
= 0,1683
�� �
d. Diaphragma faktor beban = 1,1 Pemodelan diafragma pada konstruksi yaitu sebagai beban terpusat yang bekerja
disepanjang balok. Diaphragma yang dipakai adalah I WF 1000 x 250 x 10 x 14
Luas baja = 16800 mm
2
= 0,0168 m
2
Berat baja per satuan panjang = luas baja x berat isi baja x faktor beban
= 0,0168 �
2
� 7850
�� �
3
� 1,1 = 145,068
�� �
= 1,450 ���
Universitas Sumatera Utara
96
Berat per satuan panjang diafragma untuk balok A = panjang diafragma x berat permeter
= 0,75 � � 1,450
�� �
= 1,088 ��
Total berat diaphragma dengan jumlah 9 buah = 9,792
��
Berat per satuan panjang diafragma untuk balok C = 1,5
� � 1,450
�� �
= 2,176 ��
Total berat diaphragma dengan jumlah 9 buah = 19,5842
��
Momen maksimum dan gaya geser maksimum akibat berat sendiri M
MS
Momen maksimum untuk balok A �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� + �
1 4
� �
��
� �� =
�
1 8
� 16,2415 � 40
2
� + �
1 4
� 9,792 � 40� = 3346,21
��� Gaya geser maksimum untuk balok A
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� + �
1 2
� �
��
� = 329,725
��
Universitas Sumatera Utara
97
Momen maksimum untuk balok C �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� + �
1 4
� �
��
� �� =
�
1 8
� 14,6678 � 40
2
� + �
1 4
� 19,584 � 40� = 3129,4
��� Gaya geser maksimum untuk balok C
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� + �
1 2
� �
��
� = 303,148
��
2. Beban mati tambahan MA
Faktor beban = 2 a. Lapisan aspal
tebal aspal = 50 mm
lebar aspal = 6000 mm
Berat per satuan panjang aspal perencanaan balok A = lebar aspal x tebal aspal x berat isi aspal beton x faktor beban
= 0,75 � � 0,05 � � 22
�� �
3
� 2 = 1,65
���
Berat per satuan panjang aspal perencanaan balok C = 1,5
� � 0,05 � � 22
�� �
3
� 2 = 3,3
���
Universitas Sumatera Utara
98
b. Trotoar + sandaran faktor beban = 2 khusus pembebanan pada balok A
lebar trotoar + kerb = 1000 mm
tebal trotoar = 200 mm
Berat per satuan panjang trotoar = lebar trotoar x tebal trotoar x berat isi beton
= 1 � � 0,2 � � 24
�� �
3
= 4,8 ���
berat pipa : � = 4,37
�� �
� 2 � = 0,00874 �� berat balok tempat pipa
lebar = 20 mm
tinggi = 1000 mm
= panjang x lebar x tinggi x berat isi beton = 0,2
� � 0,2 � � 1 � � 24 ���
3
= 0,96 ��
Total berat untuk 1 sandaran = 0,00874
�� + 0,96 �� = 0,9687 �� Jumlah tiang sandaran
= 21 buah Total berat semua tiang sandaran
= 21,9954 kN Dijadikan beban terbagi rata
= 0,549 kNm
Universitas Sumatera Utara
99
Berat trotoar + sandaran x faktor beban : =
�4,8
�� �
+ 0,549
�� �
� � 2 = 10,699 ��� Momen maksimum dan gaya geser maksimum akibat beban mati tambahan.
Momen maksimum untuk balok A �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� =
�
1 8
� 12,3498 � 40
2
� = 2469,95 ��� Gaya geser maksimum untuk balok A
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� = 246,995 ��
Momen maksimum untuk balok C �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� =
�
1 8
� 3,3 � 40
2
� = 660 ��� Gaya geser maksimum untuk balok C
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� = 66 ��
IV.5.1.2 Aksi transien
a. Pembebanan lajur “D” faktor beban = 1,8 1. Beban terbagi rata
Untuk bentang 40 m maka beban terbagi rata adalah : � = 9,0 �0,5 +
15 �
� kPa = 9,0 �0,5 +
15 40
� kPa � = 7,875 ��� = 7,875 ���
2
Universitas Sumatera Utara
100
�
�
= 7,875
�� �
2
� 1,8 = 14,175 ���
2
50 �
�
= 7,087 ���
2
Berat beban terbagi rata untuk balok A = lebar beban x beban terbagi rata
= �0,5 � � 14,175
�� �
2
� + 0,25 � � 7,087
�� �
2
= 8,859 ���
Berat beban terbagi rata untuk balok C = 1,5
� � 14,175 ���
2
= 21,2625 ���
2. Beban garis terpusat faktor beban = 1,8 Untuk beban garis besarnya ditetapkan sebesar 49 kNm dengan faktor
beban dinamis sebesar 1,4. Berat beban garis terpusat
= beban garis x faktor beban dinamis x faktor beban = 49
�� �
� 1,4 � 1,8 = 123,48
���
Universitas Sumatera Utara
101
Berat beban garis terpusat untuk balok A = lebar beban x beban garis terpusat
= 0,75 � � 123,48 ���
= 92,61 ��
Berat beban garis terpusat untuk balok C = 1,5
� � 123,48 ��� = 185,22
��
Momen maksimum dan gaya geser maksimum akibat berat sendiri M
TD
Momen maksimum untuk balok A �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� + �
1 4
� �
��
� �� =
�
1 8
� 8,859 � 40
2
� + �
1 4
� 92,61 � 40� = 2697,95
��� Gaya geser maksimum untuk balok A
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� + �
1 2
� �
��
� = 223,49
��
Momen maksimum untuk balok C �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� + �
1 4
� �
��
� �� =
�
1 8
� 21,2625 � 40
2
� + �
1 4
� 185,22 � 40� = 6104,7
���
Universitas Sumatera Utara
102
Gaya geser maksimum untuk balok C �
��
= �
1 2
� �
��
� �� + �
1 2
� �
��
� = 517,86
��
b. Beban pejalan kaki TP faktor beban = 1,8 Untuk bentang 40 m maka ditetapkan beban pejalan kaki sebesar 5 kNm
2
. Beban pejalan kaki ini khusus untuk balok A.
Berat beban pejalan kaki = beban pejalan kaki x lebar beban x faktor beban
= 5
�� �
2
� 1 � � 1,8 = 9
���
Momen maksimum dan gaya geser maksimum Momen maksimum
�
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� =
�
1 8
� 9 � 40
2
� = 1800 ��� Gaya geser maksimum
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� = 180 ��
c. Gaya rem faktor beban = 1,8 Pengaruh pengereman dari lalu lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam
arah memanjang, dan dianggap bekerja pada jarak 1.80 m di atas permukaan
Universitas Sumatera Utara
103
lantai jembatan. Besarnya gaya rem arah memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan.
Gambar 4.14 Penyebaran gaya rem �
��
= 77,005 �� = 0,77 �
� = 40 � � = 1,5 �
Lengan terhadap titik berat balok � = 1,8 + ℎ
�
+ �
��
= 1,8 � + 0,05 � + 0,77 � = 2,62 �
Gaya rem, T
TB
= 5 beban lajur “D” tanpa faktor beban dinamis Gaya rem untuk balok A
�
��
= �. �. �. 1,8
= 7,875
�� �
2
� 0,75 � � 40 � � 1,8 = 425,25 �� �
��
= �. �. 1,8
= 49
�� �
� 0,75 � � 1,8 = 66,15 �� �
��
= 0,05 � �
��
+ �
��
= 24,57 ��
Universitas Sumatera Utara
104
Beban momen akibat gaya rem � = �
��
. �
= 24,57 �� � 2,62 � = 43,761 ���
Gaya geser maksimum � =
� �
=
43,761 ���
40 �
= 1,609 ��
Gaya rem untuk balok C �
��
= �. �. �. 1,8
= 7,875
�� �
2
� 1,5 � � 40 � � 1,8 = 850,5 �� �
��
= �. �. 1,8
= 49
�� �
� 1,5 � � 1,8 = 132,3 �� �
��
= 0,05 � �
��
+ �
��
= 49,14 ��
Beban momen akibat gaya rem � = �
��
. �
= 49,14 �� � 2,62 � = 128,749 ���
Gaya geser maksimum � =
� �
=
128,749 ���
40 �
= 3,218 ��
Universitas Sumatera Utara
105
IV.5.1.3 Aksi lingkungan
a. Pengaruh temperatursuhu faktor beban = 1,2 Ketinggian gelagar
= 2 m Temperatur jembatan = 40
o
C Modulus elastisitas baja
= 200.000 MPa Koefisien perpanjangan akibat suhu = 12 x 10
-6
per
o
C Tabel 4.2 Menghitung inersia gelagar :
Garis netral, � =
∑� � � ∑ �
= 1000 ��
Momen akibat temperatursuhu : � =
�
�
. �
�
. �.∆�.������ �����
ℎ
� = 0,2001 ��� Gaya geser akibat pengaruh temperatursuhu :
� = �
�
. �. ∆�. �
�
. ������ �����
� = 0,7147 ��
b. Beban angin faktor beban = 1,2 Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai
jembatan akibat angin yang meniup kendaraan diatas lantai jembatan dihitung dengan rumus :
1 400
29 11600
14.5 168200
812966.6667 985.5
11266038900 11266851867 2
20 1942
38840 1000
38840000 12206648147 12206648147
3 400
29 11600
1985.5 23031800 812966.6667 985.5
11266038900 11266851867 Total
- -
62040 -
62040000 -
- -
34740351880 Momen
Inersia Io mm4
Selisih pst berat d
mm Luasd2
mm4 Ix mm4
sisi bawah
mm Tinggi h
mm No
Dimensi Luas
Tampang A mm2
Lengan momen y
mm Statis
Momen Ay
mm3
Universitas Sumatera Utara
106
�
��
= 0,0012. �
�
. �
� 2
��� C
w
= koefisien seret = 1,46
V
w
= Kecepatan angin rencana = 30 ms �
��
= 1,576 ���
Jadi beban angin = T
EW
x Faktor beban ultimit = 1,576 x 1,2 = 1,892 kNm
Gambar 4.15 Penyebaran angin Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan
tinggi 2 m diatas lantai jembatan. h
= 2 m Jarak antara roda kendaraan x
= 1,75 m Transfer beban angin ke lantai jembatan
�
��
=
1 2
ℎ �
� �
��
= 1,081 ���
Momen maksimum dan gaya geser maksimum Balok A
�
��
= 1,081
�� �
� 0,75 = 0,8109 ���
Universitas Sumatera Utara
107
Momen maksimum �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� = 162,1851 ��� Gaya geser maksimum
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� = 16,2185 ��
Balok C �
��
= 1,081
�� �
� 1,5 = 1,6218 ��� Momen maksimum
�
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� = 324,3702 ��� Gaya geser maksimum
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� = 32,437 ��
c. Gaya gesekan pada perletakan faktor beban = 1,3 Gesekan pada perletakan termasuk pengaruh kekakuan geser dari
perletakan elastomer. Gaya akibat gesekan pada perletakan dihitung hanya menggunakan beban tetap dikalikan harga rata-rata dari koefisien gesekan.
Koefisien gesekan pada perletaka n jembatan yang berupa besi tuang μ yaitu :
0,25. Momen akibat gesekan pada perletakan
Beban gaya gesekan pada perletakan pada balok A =
�
��
+ �
��
. �
= 3346,21 ��� + 2469,95 ��� � 0,25 = 1444,22 ���
Universitas Sumatera Utara
108
Gaya geser maksimum pada balok A Gaya geser maksimum
� =
� �
=
1444 ,22 ���
40 �
= 36,1056 ��
Beban gaya gesekan pada perletakan pada balok C =
�
��
+ �
��
. �
= 3129,4 ��� + 660 ��� � 0,25 = 938,936 ���
Gaya geser maksimum pada balok C � =
� �
=
938,936 ���
40 �
= 23,4734 ��
d. Beban pelaksanaan Faktor beban = 1,25
�
�
= 100
�� �
� 1,25 = 1,25 ��� Momen maksimum dan gaya geser maksimum
Balok A �
��
= 1,25
�� �
� 1,75 = 2,1875 ��� Momen maksimum
�
�
= �
1 8
� �
��
� �
2
� = 437,5 ��� Gaya geser maksimum
�
�
= �
1 2
� �
��
� �� = 43,75 ��
Universitas Sumatera Utara
109
Balok C �
��
= 1,081
�� �
� 1,5 = 1,875 ��� Momen maksimum
�
�
= �
1 8
� �
��
� �
2
� = 375 ��� Gaya geser maksimum
�
�
= �
1 2
� �
��
� �� = 37,5 ��
IV.5.1.4 Aksi khusus Beban gempa
Beban akibat gempa merupakan aksi khusus yang dianalisis sebagai beban yang bekerja pada struktur jembatan.
Balok A Berat total,
�
�
= �
��
+ �
��
Berat sendiri, �
��
= 17,627 ���
Beban mati tambahan, �
��
= 12,3498 ���
Panjang bentang balok, � = 40 �
�
�
= �
��
+ �
��
� � = 1199,07 �� Momen inersia balok komposit,
�
��
= 0,0618 �
4
Modulus elastisitas, � = 200000 ��� = 200000000 ���
2
Kekakuan balok komposit, � =
48. �.�
��
�
3
= 9273,4 ���
Periode alami jembatan dihitung dengan : � = 2. �. �
�� �.�
= 0,7209 �����
� = 0,36
Universitas Sumatera Utara
110
� = 1,5 Untuk lokasi di wilayah gempa 3 di atas tanah lunak, dihitung dengan :
�
�������
=
1,2. �.�
�
23
= 0,8059 Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis beton bertulang atau
baja, � = 1. � dengan, � = 1,25 − 0,025. � dan F harus diambil ≥ 1
F = faktor perangkaan, n = jumlah sendi plastis yang menahan deformasi arah lateral, untuk, n = maka :
� = 1,25 − 0,025. � = 1,225 Faktor tipe struktur,
� = 1. � = 1,225 Koefisien beban gempa horizontal,
�
ℎ
= �
�������
. � = 0,9872
Koefisien beban gempa vertikal, �
�
= 50. �
ℎ
= 0,4936 ≤ 0,1
Diambil, �
�
= 0,1 Gaya gempa vertikal,
�
��
= �
�
. �
�
= 119,907 ��
Beban gempa vertikal, �
��
=
�
��
�
= 2,9976 ���
Momen maksimum dan gaya geser maksimum pada balok akibat gempa vertikal : �
��
= �
1 8
� �
��
� �
2
� =
�
1 8
� 3,004� 40
2
� = 599,54 ��� Gaya geser maksimum
�
��
= �
1 2
� �
��
� �� = 59,954 ��
Universitas Sumatera Utara
111
IV.5.2 Kombinasi pembebanan a. Rekapitulasi kombinasi gaya momen berdasarkan beban ultimit.
Satuan dalam kNm. Tabel 4.3 Kombinasi gaya momen penampang kompak
Momen maksimum kombinasi beban ultimit : Gelagar A
= 10738,60 kNm.; Gelagar C
= 11207,19 kNm.
b. Rekapitulasi kombinasi gaya geser berdasarkan beban ultimit. Satuan dalam kN.
Tabel 4.4 Kombinasi gaya geser penampang kompak
Geser maksimum kombinasi beban ultimit : Gelagar A
= 1022,66 kN.; Gelagar C
= 962,53 kN.
A C
A C
A C
A C
A C
A C
3770.69 3496.99
3770.69 3496.99
3770.69 3496.99
3770.69 3496.99
3770.69 3496.99
3770.69 3496.99 Beban mati tambahan
2469.95 660.00
2469.95 660.00
2469.95 660.00
2469.95 660.00
2469.95 660.00
Beban lajur D 2697.95
6104.70 2697.95
6104.70 2697.95
6104.70 2697.95
6104.70 2697.95
6104.70 Beban rem
Beban pejalan kaki 1800.00
Gesekan perletakan 1450.79
945.50 1450.79
945.50 1450.79
945.50 1450.79
945.50 1450.79
945.50 Pengaruh temperatur
0.20 0.20
0.20 0.20
0.20 0.20
0.20 0.20
0.20 0.20
Beban angin 162.19
324.37 162.19
324.37 162.19
324.37 162.19
324.37 Beban gempa
599.54 387.63
437.50 375.00
Aksi Berat sendiri
Total 1
10389.38 11207.19 5658.98 4817.49
2 3
4 5
6
10738.60 10261.69 8938.60 10261.69 9100.78
10586.06 9538.14
Beban pelaksanaan 10649.32
A C
A C
A C
A C
A C
A C
372.17 339.91
372.17 339.91
372.17 339.91
372.17 339.91
372.17 339.91
372.17 339.91
Beban mati tambahan 247.00
66.00 247.00
66.00 247.00
66.00 247.00
66.00 247.00
66.00 Beban lajur D
223.49 517.86
223.49 517.86
223.49 517.86
223.49 517.86
223.49 517.86
Beban rem Beban pejalan kaki
180.00 Gesekan perletakan
36.27 23.64
36.27 23.64
36.27 23.64
36.27 23.64
36.27 23.64
Pengaruh temperatur 0.71
0.71 0.71
0.71 0.71
0.71 0.71
0.71 0.71
0.71 Beban angin
16.22 32.44
16.22 32.44
16.22 32.44
16.22 32.44
Beban gempa 59.95
38.76 43.75
37.50 Beban pelaksanaan
5 6
Berat sendiri
Total 878.93
947.40 1022.66
923.77 842.66
923.77 858.88
956.20 902.61
962.53 452.19
401.04 Aksi
1 2
3 4
Universitas Sumatera Utara
112
IV.6 Sebelum Komposit IV.6.1 Penampang kompak
�
�
= 3809,9633 ���
�
�
= 376,1002 ��
IV.6.1.1 Analisa tegangan lentur
ℎ �
�
2550 ��
�
97,1 166,343 balok biasa
Panjang tidak terkekang, � = 5000 ��
� = 80000 ��� �
�
=
�
�
0,5 � �
= 34740351,88 ��
3
�
�
= �. �
�
. �� − �
�
� +
1 4
. �
�
. �� − 2. �
�
�
2
= 41720420 ��
4
�
�
=
�
�
� �
� 3
12
+
ℎ 3
� �
� 3
12
= 155098222,2 ��
4
� = �� � �
�
� + ��
�
�
ℎ 3
� = 24546,66 ��
2
�
�
= �
�
�
�
= 79,489 ��
�
�
= �
�
.
ℎ
2
4
= 1,4 � 10
14
� =
1 3
2 � 400 � 29
3
+ 1942 � 20
3
= 22039733,33 ��
4
�
1
=
� �
�
�
�.�.�.� 2
= 5946,2047 ��
4
�
2
�
2
= 4 �
�
�
�.�
�
2 �
�
�
�
= 0,0014
Universitas Sumatera Utara
113
�
�
= 1,76. �
�
. �
� �
�
= 4081,32 ��
�
�
= �
�
�
�
1
�
�
−�
�
� �1 + �1 + �
2
��
�
− �
�
�
2
= 9403,1997 ��
�
�
� �
�
, Bentang menengah. �
�
=
12,5. �
���
2,5. �
���
+3. �
�
+4. �
�
+3. �
�
≤ 2,3 �
�
= 1,10 �
�
= �
�
��
�
− �
�
� = 4168,842 ��� �
�
= �
�
. �
�
= 9804,29 ���
�
�
= �
�
. ��
�
+ �
�
− �
� �
�
−� �
�
−�
�
� = 9799,91
��� �
�
∅�
�
= 0,9 � 9799,91
= 8819,9235 ��� 3809,9633 ���
Aman
IV.6.1.2 Analisa tegangan geser
Gambar 4.16 Tegangan geser pada badan tampang gelagar
Universitas Sumatera Utara
114
Cek kelangsingan pelat badan : 1,37
�
�
�
. �
�
�
≤
ℎ ��
≤ 260 89,3689
≤ 97,1 ≤ 260 boleh tanpa pengaku vertikal
Maka kuat geser nominal dengan leleh pada pelat badan dihitung sebagai berikut: a. Tanpa pengaku vertikal k
n
=5 �
�
= �
�
. 0,6. �
��
. �
�
�
�
= 1,5.
�
�
. �
�
�
1 �
ℎ ��
�
2
= 0,68 �
�
= 0,67 � 0,6 � 235 � 1942 � 20
�
�
= 3707518,023 �
∅�
�
= 0,9 � 3707518,023 = 3336766,22 �
∅�
�
= 3336,766 �� �
�
= 376,1002 ��
Aman
b. Pakai pengaku vertikal Pengaku vertikal digunakan karena tingginya badan profil, dikhawatirkan
akan terjadi tekuk badan, maka akan didesain profil akan memakai pangaku vertikal.
ambil jarak antar pengaku vertikal, � = 2500 ��
Cek terhadap aksi medan tarik pada kuat geser balok dengan persyaratan :
� ℎ
3 ���
� ℎ
�
260 �
ℎ ��
�
�
2
1,28 3 ��� 1,28 7,169
terjadi aksi medan tarik Kontrol kembali kuat geser dari panel ujung dengan nilai
� = 2500 ��
Universitas Sumatera Utara
115
�
�
= 5 +
5 � ℎ
⁄
2
= 8,01 Cek kelangsingan pelat badan :
1,10 �
�
�
. �
�
��
≤
ℎ ��
≤ 1,37�
�
�
. �
�
��
90,86 ≤ 97,1 ≤ 113,1644
�
�
= 1,10
�
�� .� ���
�
ℎ ��
�
= 0,93 �
�
= �
��
+ �
��
�
��
= �
�
. �0,6. �
��
�. �
�
= 5124,6152 ��
�
��
=
ℎ.�
�
.1 −�
�
2
�
1 �1+�
� ℎ
�
2
� = 0,4695 ��
�
�
= �
��
+ �
��
= 5125,0848 ��
∅�
�
= 4612,57 ��
c. Desain pengaku vertikal �
���
= 0,5.
�
��
�
���
. 1 − �
�
. ℎ. �
�
. �
� ℎ
−
�
� ℎ
�
2
�1+�
� ℎ
�
2
� = 337,717 ��
2
Hitung inersia minimum �
� ���
= �. �. �
� 3
� =
2,5 �
� ℎ
�
2
− 2 ≥ 0,5 � = −0,49 ≥ 0,5
Maka ambil nilai, � = 0,5
Universitas Sumatera Utara
116
�
� ���
= �. �. �
� 3
= 10000000 ��
4
Tinggi minimum pengaku vertikal, ℎ
��,���
= ℎ − 6�
�
= 1822 ��
Tinggi maksimum pengaku vertikal, ℎ
��,���
= ℎ − 4�
�
= 1862 ��
Ambil, ℎ
��
= 1825 ��
Lebar pengaku vertikal, �
�� 1
3
�
�
−
1 2
�
�
�
��
123,33 ��, �����, �
��
= 125 ��
Tebal pengaku vertikal, �
�� 1
2
�
�
= 14,5 ��, ����� �
��
= 15 ��
Dan harus memenuhi syarat kelangsingan,
�
�
�
�
≤ 0,56. �
� �
�
8,5 ≤ 16,336
memenuhi Cek pengaku vertikal terhadap syarat-syarat untuk bisa digunakan :
1. �
��
= ℎ
��
. �
��
= 27375 ��
2
�
���
2. �
��
=
1 12
ℎ
��
. �
�� 3
= 297037760 ��
4
�
���
Pengaku vertikal dengan dimensi ℎ
��
= 1825 ��, �
��
= 125 ��, �
��
= 15 ��
Bisa digunakan dan memenuhi kriteria sebagai pengaku vertikal.
Universitas Sumatera Utara
117
IV.6.2 Penampang Tidak Kompak
Baja yang digunakan yaitu : �
��
= �
��
= 235 ���
Profil IWF 2500 x 400 x 20 x 17 Untuk sayap
�
�
� �
�
: Untuk badan
�
�
� �
�
:
170 ��
��
�� 2.
�� 420
��
��
−115�
�
1680 ��
��
ℎ ��
2550 ��
��
11,0895 11,7647 23,011 109,5911 123,3 166,3437 Penampang tidak kompak...
�
�
= 3825,1609 ���
�
�
= 377,6205 ��
IV.6.2.1 Analisa tegangan lentur
ℎ �
�
2550 ��
�
123,3 166,343 balok biasa
Panjang tidak terkekang, � = 5000 ��
� = 80000 ��� �
�
=
�
�
0,5 � �
= 36764689,03 ��
3
�
�
= �. �
�
. �� − �
�
� +
1 4
. �
�
. �� − 2. �
�
�
2
= 47290180 ��
4
�
�
=
�
�
� �
� 3
12
+
ℎ 3
� �
� 3
12
= 91214666,67 ��
4
� = �� � �
�
� + ��
�
�
ℎ 3
� = 23240 ��
2
Universitas Sumatera Utara
118
�
�
= �
�
�
�
= 62,64 ��
�
�
= �
�
.
ℎ
2
4
= 1,38 � 10
14
� =
1 3
2 � 400 � 17
3
+ 2466 � 20
3
= 21038133,33 ��
4
�
1
=
� �
�
�
�.�.�.� 2
= 5341,5267 ��
4
�
2
�
2
= 4 �
�
�
�.�
�
2 �
�
�
�
= 0,0029 �
�
= 1,76. �
�
. �
� �
�
= 3216,68 ��
�
�
= �
�
�
�
1
�
�
−�
�
� �1 + �1 + �
2
��
�
− �
�
�
2
= 7657,95 ��
�
�
� �
�
, Bentang menengah. �
�
=
12,5. �
���
2,5. �
���
+3. �
�
+4. �
�
+3. �
�
≤ 2,3 �
�
= 1,10 �
�
= �
�
��
�
− �
�
� = 4411,76 ��� �
�
= �
�
. �
�
= 11113,19 ���
Kondisi batas untuk tekuk lokal flens serta tekuk lokal web berdasarkan : Tekuk lokal flens :
�
�1
= �
�
− ��
�
− �
�
�
�−�
�
�
�
−�
�
= 10734 ���
Tekuk lokal web : �
�2
= �
�
− ��
�
− �
�
�
�−�
�
�
�
−�
�
= 9494,4 ���
Kondisi batas untuk tekuk torsi lateral ditentukan berdasarkan :
Universitas Sumatera Utara
119
�
�3
= �
�
. ��
�
+ �
�
− �
� �
�
−� �
�
−�
�
� = 9342,42 ��� = 9342,42
��� �
�2
∅�
�
= 0,9 ∗ 9342,42
= 8408,1836 ��� 3825,16 ���
Aman
IV.6.2.2 Analisa tegangan geser
Cek kelangsingan pelat badan : 1,37
�
�
�
. �
�
�
≤
ℎ ��
≤ 260 89,3689
≤ 123,3 ≤ 260 boleh tanpa pengaku vertikal Maka kuat geser nominal dengan leleh pada pelat badan dihitung sebagai berikut:
a. Tanpa pengaku vertikal k
n
=5 �
�
= �
�
. 0,6. �
��
. �
�
�
�
= 1,5.
�
�
. �
�
�
1 �
ℎ ��
�
2
= 0,42 �
�
= 0,67 � 0,6 � 235 � 2466 � 20
�
�
= 2919708,029 �
∅�
�
= 0,9 � 2919708,029 = 2627737,226 �
∅�
�
= 2627,7372 �� �
�
= 377,62 ��
Aman
Universitas Sumatera Utara
120
b. Pakai pengaku vertikal Pengaku vertikal digunakan karena tingginya badan profil, dikhawatirkan
akan terjadi tekuk badan, maka akan didesain profil akan memakai pangaku vertikal.
ambil jarak antar pengaku vertikal, � = 2500 ��
Cek terhadap aksi medan tarik pada kuat geser balok dengan persyaratan :
� ℎ
3 ���
� ℎ
�
260 �
ℎ ��
�
�
2
1,01 3 ��� 1,01 4,44
terjadi aksi medan tarik Kontrol kembali kuat geser dari panel ujung dengan nilai
� = 2500 �� �
�
= 5 +
5 � ℎ
⁄
2
= 9,864 Cek kelangsingan pelat badan :
1,10 �
�
�
. �
�
��
≤
ℎ ��
≤ 1,37�
�
�
. �
�
��
100,7907 ≤ 123,3 ≤ 125,5302
�
�
= 1,10
�
�� .� ���
�
ℎ ��
�
= 0,8174 �
�
= �
��
+ �
��
�
��
= �
�
. �0,6. �
��
�. �
�
= 5684,5978 ��
�
��
=
ℎ.�
�
.1 −�
�
2
�
1 �1+�
� ℎ
�
2
� = 2,22 ��
�
�
= �
��
+ �
��
= 5686,8179 ��
∅�
�
= 5118,1361 ��
Universitas Sumatera Utara
121
IV.6.3 Penampang Langsing
Baja yang digunakan yaitu : �
��
= 245 ���, �
��
= 235 ���
Profil IWF 3200 x 400 x 18 x 9 Cek penampang :
Untuk sayap � �
�
: Untuk badan
� �
�
:
�� 2.
�� 420
��
��
−�
�
�
�
ℎ ��
2550 ��
��
22,22 21,792 176,77 166,3437 Penampang langsing...
�
�
=
1 8
�
�
. �
2
+
1 4
�
�
. � = 3852,033 ���
�
�
=
1 2
�
�
. � +
1 2
�
�
= 380,3072 ��
IV.6.3.1 Analisa tegangan lentur
ℎ �
�
2550 ��
�
176,77 166,343 balok pelat berdinding penuh
a. Akibat Tekuk Torsi Lateral
Panjang tidak terkekang, � = 5000 ��
�
�
=
�
�
� �
� 3
12
+
ℎ 3
� �
� 3
12
= 48515484 ��
4
� = �� � �
�
� + ��
�
�
ℎ 3
� = 22692
�
�
= �
�
�
�
= 46,23 ��
Universitas Sumatera Utara
122
Cek Kelangsingan �
�
=
� �
�
= 108,13 �
�
= 1,76 �
� �
��
= 51,34 �
�
= 4,4 �
� �
��
= 128,36 Jika
�
�
�
�
≤ �
�
, keruntuhan yang terjadi adalah tekuk torsi lateral inelastis : �
��
= �
�
. �
�
. �1 −
1 2
�
�
�
−�
�
�
�
−�
�
�� ≤ �
�
�
�
=
12,5. �
���
2,5. �
���
+3. �
�
+4. �
�
+3. �
�
≤ 2,3 �
�
= 1,10 �
��
= 166,45 ≤ 235
b. Akibat Tekuk Lokal Sayap Tekan �
�
=
�
�
2 �
�
= 22,22 �
�
= 0,38 �
� �
��
= 10,85
�
�
= 1,35 �
�
�
. �
�
��
= 22,81 �
�
=
4 �
ℎ ��
= 0,30, ambil = 0,35
Jika �
�
�
�
�
�
, Keruntuhan yang terjadi adalah tekuk lokal flens inelastis : �
��
= �
�
. �1 −
1 2
�
�
�
−�
�
�
�
−�
�
�� ≤ �
�
�
��
= 128,61 ��� ≤ 235 ���
�
�
= �
�
. �
�
. �
��
Universitas Sumatera Utara
123
�
�
=
�
�
�
�
=
�
�
� ℎ �
�
� �
= 15,91 �
�
= 1 − �
�
�
1200 + 300 �
�
� �
ℎ �
�
−
2550 ��
��
� ≤ 1 �
�
= 0,97 �
�
=
12+ �
�
3 �−�
3
12+2. �
�
≤ 1,0 �
�
= 0,99 ≤ 1
�
�
=
�
�
0,5 � �
= 41895494,19 ��
3
�
�
= �
�
. �
�
. �
��
. �
�
= 0,97 � 41895494,19 � 128,61 � 0,99
= 5229,1775 ���
∅�
�
= 4706,2598 ���
= 4706,2598 ��� �
�
= 3852,03 ���
Aman
IV.6.3.2 Analisa tegangan geser
Cek kelangsingan pelat badan : 1,37
�
�
�
. �
�
�
≤
ℎ ��
≤ 260 89,3689
≤ 171,22 ≤ 260 boleh tanpa pengaku vertikal Maka kuat geser nominal dengan leleh pada pelat badan dihitung sebagai berikut:
a. Tanpa pengaku vertikal k
n
=5 �
�
= �
�
. 0,6. �
��
. �
�
Universitas Sumatera Utara
124
�
�
= 1,5.
�
�
. �
�
�
1 �
ℎ ��
�
2
= 0,20 �
�
= 0,20 � 0,6 � 235 � 3182 � 18
�
�
= 1649528,59 �
∅�
�
= 1484,57 ��
∅�
�
= 1484,57 �� �
�
= 380,3 ��
Aman
b. Pakai pengaku vertikal Pengaku vertikal digunakan karena tingginya badan profil, dikhawatirkan
akan terjadi tekuk badan, maka akan didesain profil akan memakai pangaku vertikal.
ambil jarak antar pengaku vertikal, � = 2500 ��
Cek terhadap aksi medan tarik pada kuat geser balok dengan persyaratan :
� ℎ
3 ���
� ℎ
�
260 �
ℎ ��
�
�
2
0,78 3 ��� 0,78 2,16
terjadi aksi medan tarik Kontrol kembali kuat geser dari panel ujung dengan nilai
� = 2500 �� �
�
= 5 +
5 � ℎ
⁄
2
= 13,1 Cek kelangsingan pelat badan :
1,37 �
�
�
. �
�
�
≤
ℎ ��
≤ 260 144,65
≤ 171,22 ≤ 260 �
�
= 1,5
�
�
. �
�
�
1 �
ℎ ��
�
2
= 1,53
Universitas Sumatera Utara
125
�
�
= �
��
+ �
��
�
��
= �
�
. �0,6. �
��
�. �
�
= 4321,79 ��
�
��
=
ℎ.�
�
.1 −�
�
2
�
1 �1+�
� ℎ
�
2
� = 8,23 ��
�
�
= �
��
+ �
��
= 433002 ��
∅�
�
= 3897,02 ��
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 kNm
Penampang tidak kompak = 4,94 kNm
Penampang langsing = 5,06 kNm
Jadi, untuk perhitungan sesudah komposit dipakai penampang kompak.
Universitas Sumatera Utara
126
IV.7 Sesudah komposit IV.7.1 Analisa tegangan lentur