BAB IV PEMBAHASAN
A. Pendahuluan
Secara umum masalah desain dapat dikatakan sebagai kebalikan dari masalah analitis pada proses disain beban-beban yang bekerja telah diketahui dan
akan ditentukan adalah berat elemen struktur agar mempunyai kekuatan yang cukup. Dalam menentukan ukuran elemen-elemen struktur tersebut,perencana dihadapkan
pada masalah disain struktur over designed yang berarti tidak ekonomis atau under designed yang berarti tidak aman. Dalam hal ini, diinginkan desain yang “tepat’
memenuhi kekokohan minimum agar tercapai disain yang optimum. Untuk itu ada beberapa factor yang mesti ditinjau dalam desain optimum,dan yang terpenting
adalah: 1.
Bobot material total minimum 2.
Dipenuhinya batas stabilitas terhadap tegangan ijin Disain optimum mengendalikan factor-faktor tersebut agar diperoleh suatu struktur
dengan biaya total yang minimum.
B. Batasan Stabilitas
Gelagar komposit memanjang dan melintang harus memenuhi syarat stabilitas tehadap tegangan ijin yaitu:
comp tbh
comp bg
pr bs
W M
W M
W M
+ +
=
σ
Universitas Sumatera Utara
Dimana : Mbs
= Momen akibat berat sendiri Mbg
= Momen akibat muatan bergerak Mtbh
= Momen akibat beban tambahan Wpr
= Momen tahanan baja Wcomp = Momen tahanan komposit elastis
W’comp = Momen tahanan komposit plastis
Sedang untuk stabilitas terhadap rangka batang harus memenuhi syarat batas menurut PPBBI :
1. Batang Tarik
a. Tegangan rata-rata pada batang tarik didapat dari gaya tarik yang bekerja
dibagi luasan penampang bersih. Tegangan tersebut harus tidak boleh lebih besar dari tegangan dasar untuk penampang tidak berlobang, dan tidak boleh
lebih besar dari 0,75 kali tegangan dasar untuk penampang berlobang. b.
Kelangsingan batang tarik baja profil untuk konstruksi utama harus lebih kecil dari 240, untuk konstruksi sekunder harus lebih kecil dari 300.
2. Batang Tekan
a. Batang tekan prismatic tersusun dihubungkan dengan plat kopel
1 Batang-batang yang tersusun yang terdiri dari beberapa elemen yang
disatukan pada seluruh panjangnya boleh dihitung sebagai batang tunggal. 2
Pada batang tersusun yang terdiri dari beberapa elemen yang dihubungkan pada tempat-tempat tertentu harus dihitung kekuatannya terhadap sumbu
bahan x – x dan sumbu bebas bahan y – y .
Universitas Sumatera Utara
3 Kelangsingan pada arah tegak lurus sumbu x – x dihitung dengan
persamaan :
x kx
x
I L
= λ
Dimana : Lkx = Panjang tekuk batang tersusun pada arah tegak lurus sumbu x-x
dengan memperhatikan penopang-penopang samping yang ada dan ujung-ujung batang.
Ix = Jari-jari kelembaban dari batang tersusun terhadap sumbu x–x
4 Pada arah tegak lurus sumbu bebas bahan y – y harus dihitung
kelangsingan idiil λiy dengan persamaan : λiy =
2 2
2 i
m
y
λ λ
+
λy =
y ky
i L
λi =
min
i L
i
dimana : m = jumlah tunggal yang membentuk batang tersusun
Lky = panjang tekuk batang tersusun pada arah tegak lurus sumbu y-y , dengan memperhatikan penopang-penopang samping yang ada
dan ujung-ujung batang i
y
= jari-jari kelembaban dari batang tersusun terhadap sumbu y-y L
1
= jarak antara tengah-tengah plat kopel pada arah batang tekan i
min
= jari-jari kelembaban batang tunggal terhadap sumbu yang memberikan harga yang kecil.
Universitas Sumatera Utara
5 Kelangsingan batang tekan harus lebih kecil atau sama dengan 200
b. Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga terjamin
stabilitasnya tidak ada bahaya tekuk, hal ini harus diperhatikan dengan menggunakan persamaan :
ω .
F N
≤ σ dimana :
N = Gaya tekan batang tersebut F = Luas Penampang
σ = Tegangan dasar dari baja ω = factor tekuk yang tergantung dari kelangsingan λ dan macam bajanya
C. Prosedur
Dalam penyelesaian tulisan ini diambil data-data jembatan sebagai berikut: 1.
Panjang bentang jembatan L = 48 meter 2.
Lebar jembatan 8 meter, trotoir dan kanan masing-masing 1 meter 3.
Jarak as ke as gelagar memanjang 2 meter 4.
Tebal lantai kendaraan 15 meter 5.
Tebal lapisan aus aspal 6 cm 6.
Mutu baja diambil Fe 360 yang mempunyai tegangan dasar 1600 kgcm² dan tegangan leleh 1867 kgcm² serta elastisitas E = 2,1 x 10
6
kgcm² 7.
Mutu beton diambil K 225 σ’
bk
= 225 kgcm² tegangan karakteristik beton, dengan tegangan beton yang diijinkan σ’
b
= 0,33 σ’
bk
PPBBI 1971 8.
Ratio modulus antara beton dan baja diambil, keadaan elastic n = 12 dan keadaan plastis n = 30
Universitas Sumatera Utara
1. Rencana Gelagar Memanjang
Panjang gelagar memanjang ditentukan dari jumlah medan yang dilakukan dengan cara coba-coba. Gelagar memanjang diberi beban berat sendiri yaitu pelat
lantai kendaraan, pembungkus beton dan berat sendiri gelagar memanjang. Akibat beban gerak diberi muatan PU 1987 yang terdiri dari muatan D atau muatan
jalur,yaitu muatan terbagi rata q = 2,2 tonmeter untuk L ≤ 30 meter m, dimana L
adalah panjang tinjauan, sedang muatan garis P = 12 ton.kedua muatan jalur ini diperhitungkan penuh untuk lebar jalur 5,5 meter dan selebihnya diperhitungkan 50
dari muatan D tersebut. Sedang koefisien kejut di ambil rumus : φ = 1+
L +
50 20
akibat beban gerak trotoir diambil q
tr
= 500 kgm² diperhitungkan hanya 60 bekerja terhadap perencanaan gelagar dari muatan trotoir tersebut.
Untuk beban tambahan yaitu muatan aspal diberi muatan terhadap gelagar memanjang, karena aspal dikerjakan setelah lantai beton mengeras. Dengan
demikian didapat momen-momen dari gelagar memanjang yaitu momen akibat beratn sendiri, momen bergerak dan momen tambahan. Kemudian dikontrol
terhadap ijin dari baja dan beton.
2. Rencana Gelagar Melintang
Pengaruh gelagar memanjang terhadap gelagar melintang dimana beban gelagar memanjang dijadikan beban terpusat terhadap gelagar melintang. Sedang
akibat beban yang langsung dipikul gelagar melintang didistribusikan secara merata equivalen terhadap gelagar melintang. Hal yang sama terhadap gelagar melintang
seperti gelagar memanjang, yaitu diberi beban berat sendiri, beban bergerak dan
Universitas Sumatera Utara
beban tambahan sehingga didapat momen-momen gelagar melintang dan kemudian dikontrol terhadap tegangan ijin beton dan baja.
3. Rencana Gelagar Induk
Berat sendiri gelagar induk ditaksir menurut rumus Prof Dr N E Kist : Q =
L f
t L
f L
M V
. .
9 −
+
Dimana : Q = Berat sendiri gelagar induk dalam satuan ton
V = Berat sendiri jembatan rangka lantai + gelagar memanjang + gelagar melintang dan lain-lain dalam satuan ton
L = Bentang jembatan dalam satuan meter
f = Koefisien jembatan rangka di atas dua perletakan factor bentuk berkisar
2,95 – 3,00 dipakai 2,97 untuk jembatan lalu lintas biasa M = Momen maksimum oleh beban bergerak pada pertengahan bentang
dalam satuan ton meter t
= Tegangan ijin rata-rata dalam satuan kgcm² dimana t = ½ [
σ + 1,172 x σ pada λ = 50] untuk
λ = 50 di dapat factor tekuk ω = 1,234 PPBBI σ =
σ ω
. 1
= 1600
. 234
, 1
1
= 1296,596 kgcm²
t =
½ [1600 + 1,172 x 1296,596] =
1559,805 kgcm²
Universitas Sumatera Utara
Setelah estimasi gelagar induk didapat maka dilakukan pembebanan terhadap rangka yang didistribusikan secara merata untuk tiap-tiap titik buhul.
Untuk muatan bergerak terhadap gelagar rangka induk terdiri dari muatan garis P = 12 ton dan muatan terbagi rata untuk 30 L
≤ 60 m. q
= 2,2 - 1,1 60 L – 30
Sedang muatan bergerak trotoir diambil 500 kgcm² diperhitungkan 60 bekerja. Setelah beban bergerak ditotal maka dilakukan pembebanan terhadap
rangka yang didistribusikan secara merata untuk tiap-tiap titik buhul. Pengaruh tekanan angin diambil sebesar 100 kgcm², dimana pengaruhnya
terhadap gelagar induk adalah angin vertical yang tergantung pada tinggi jembatan, perhitungan angin terhadap rangka ditetapkan sebesar 1,5 kali jumlah luas bidang
sisi rangka, sedangkan jumlah luas bidang sisi rangka diperhitungkan 30 terhadap luas bidang sisi jembatan. Kemudian dilakukan perhitungan statika, dimana dalam
hal ini jembatan dalam keadaan berisi kendaraan, maka didapat beban total yang dipikul rangka dan kemudian didistribusikan secara merata untuk tiap-tiap titik
buhul. Ketiga pembebanan untuk rangka yaitu berat sendiri, beban bergerak dan
beban angin sehingga gaya-gaya batang dalam perhitungan mekanikanya dilakukan secara analitis
Universitas Sumatera Utara
D. Penentuan Medan Ekonomis
Ekonomisasi dari suatu pembangunan jembatan tergantung dari berat konstruksi jembatan tersebut makin berat bobotnya makin mahal pembangunannya
atau sebaliknya. Sehingga dengan demikian, maka berat sendiri gelagar induk suatu jembatan dengan bentang tertentu akan tergantung kepada berat sendiri gelagar
memanjang, berat sendiri gelagar melintang dan berat sendiri berat lantai. Dimana ukuran-ukuran dimensi profil yang dibutuhkan untuk suatu
gelagar melintang atau gelagar memanjang tergantung kepada bentang disebut medan. Oleh karena itu, bentang gelagar memanjang tergantung kepada jarak
gelagar melintang maka : 1.
Bertambah banyak jumlah medan, maka bentang gelagar memanjang bertambah kecil yang akan memberikan dimensi gelagar memanjang
semakin kecil, juga dimensi gelagar melintang semakin kecil sehingga berat sendiri semakin kecil, tetapi jumlah gelagar melintang semakin banyak.
2. Berkurang jumlah medan, maka bentang gelagar memanjang bertambah
besar, sehingga dimensi gelagar memanjang bertambah besar pula, tatapi dimensi setiap gelagar melintang bertambah besar dan berat sendirinya
bertambah besar hanya gelagar melintang berkurang. Jadi akibat hal di atas, maka untuk merencanakan suatu jembatan
berdinding penuh terlebih dahulu kita harus menghitung medan ekonomisnya jumlah medan yang memberikan berat sendiri jembatan yang terkecil
Hal di atas dapat kita tentukan dengan cara coba-coba, dimana dilakukan minimal dengan 3 macam jumlah medan yang berbeda-beda, sehingga kita
Universitas Sumatera Utara
n-2 n
n+2 Jumlah Medan
G n G n+2
Berat ton
G n-2
memperoleh grafik hubungan antara berat lantai, gelagar memanjang, dan gelagar melintang dengan jumlah medan.
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Berat dengan Jumlah Medan
E. Hasil
Kategori