IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3.10 Sifat-Sifat Penampang Balok Komposit 3.10.1 Lebar efektif
Lebar efektif merupakan lebar penampang pelat di atas balok baja, dimana pelat beton dianggap masih efektif memikul tegangan
tekan. Dimensi lebar efektif dari suatu penampang balok komposit dapat dilihat pada gambar ini.
Gambar 3.6 Dimensi Lebar Efektif Penampang Balok Komposit Secara umum, lebar efektif sayap flens untuk balok komposit dapat
dinyatakan sebagai berikut: bE = bf + 2 b
Sedangkan lebar efektif maksimum yang disyaratkan oleh AISC ialah sebagai berikut :
1. Untuk gelagar tengah dengan pelat di kedua sisi gelagar : bE =
L4 bE =
bo untuk jarak balok yang sama bE =16 ts
2. Untuk gelagar tepi dengan pelat hanya di salah satu sisi gelagar :
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
bE = L4 + bf
bE = ½ bo + bf
bE = bf + 6 ts
Harga terkecil dari syarat-syarat tersebut di atas yang dipergunakan untuk perhitungan.
3.10.2 Sifat – Sifat Penampang
Sifat – sifat penampang section properties suatu penampang
komposit dapat dihitung dengan menggunakan metode luas pengganti transformed area method. Prinsip perhitungannya adalah
luasan beton pada daerah tegangan tekan diganti dengan luasan ekuivalen baja.
Dalam analisa penampang komposit, luas beton direduksi dengan memakai lebar pelat yang sama dengan : bE n dimana :
bE = Lebar efektif
n = Ratio modulus elastisitas baja dengan beton EsEe
1. Ratio Modulus n
Modulus elastisitas beton secara umum dapat dituliskan sebagai berikut :
Ec = W1.,533 f’c 3.2-4 dimana :
W = berat beton dalam lbft3 pcf f’c = mutu beton dalam lbin2 psi
Untuk beton dengan berat normal = 145 pcf, maka : Ec = 57000
√f’c → f’c dalam psi
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Ec = 4730 √f’c → f’c dan Ec dalam MPa
Ec = W1,5 0,043 √f’c → W dalam kgm, f’c dan Ec dalam MPa
Ec = 15110 √f’c → f’c dan Ec dalam kgcm2
Secara umum modulus elastisitas baja dapat diambil Es = 29.000 ksi 2,1 10
6
kgcm2. Untuk perencanaan praktis nilai rasio modulus n dapat diambil pada tabel berikut :
Tabel 3.7 Nilai Ratio Modulus n Untuk Perencanaan Praktis
Sumber : RSNI-T-02-2005
Keterangan : Nilai n minimum yang diijinkan oleh ACI Code dan
Spesifikasi ASSHTO adalah = 6 enam
2. Letak garis netral g.n. penampang komposit
Letak garis netral penampang komposit, sebaiknya direncanakan terletak di daerah gelagar baja. Hal ini dimaksudkan untuk
menghindarkan adanya bagian slab beton yang tertarik. Jika sekiranya garis netral penampang komposit memotong bagian
beton, maka dalam perhitungan tegangan – tegangan bagian
beton yang tertarik harus diabaikan.
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Garis netral di daerah profil baja
Gambar 3.7 Garis Netral Komposit di Daerah Profil Baja Dari gambar penampang tersebut di atas, akan diperoleh
momen statis terhadap garis netral beton sebagai berikut : As.d1 = At. dc , sehingga diperoleh dc sama dengan :
dimana : Ac = bE.d cm2
Ae = Ac n
cm2 As = luas baja, dari tabel baja profil cm2
At = As + Ac cm2 dt = jarak titik netral baja dan beton cm
Batasan apakah garis netral penampang komposit terletak pada bagian beton atau baja ditentukan oleh nilai dc, yaitu :
dc ½ d, maka garis netral terletak dibagian baja. dc ½ d, maka garis netral terletak dibagian beton.
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Garis netral di daerah beton
Gambar 3.8 Garis Netral Komposit di Daerah Slab Beton Dalam kondisi letak garis netral di bagian beton sebagian pelat
beton tertarik, sehingga tebal slab yang diperhitungkan hanya bagian beton yang tertekan setebal
d’. Luas beton yang
diperhitungkan adalah : A E 2 = d. b
n cm dimana :
d’ = 2. dc cm At = As + Ac cm2
dt = Hs - dc cm Jarak garis netral baja dan beton dc dihitung dengan syarat
statis momen terhadap garis netral slab beton, yaitu : As. dt = At. dc
As Hs – dc = As 2 . dc. b . dc
n
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Sehingga diperoleh persamaan kuadrat dengan bilangan dc sebagai berikut :
dari persamaan tersebut, maka tebal slab beton yang diperhitungkan sebesar
d’ = 2. dc .
3. Momen inersia penampang komposit
Momen inersia penampang komposit dapat dihitung sebagai berikut :
3.2-8 Dimana :
Ic = 112 bE. d3 Is = momen profil baja dari tabel prof baja
3.10.3 Analisa Tegangan Penampang Komposit
Tegangan aktual akibat pembebanan tertentu pada balok komposit tergantung pada cara pelaksanaan konstruksinya. Oleh
karena itu, pada konstruksi komposit diusahakan sebesar mungkin beban dipikul oleh balok komposit, atau sekecil mungkin beban
dipikul oleh balok bajanya saja. Untuk mencapai maksud hal tersebut, maka pertimbangan cara pelaksanaan construction method
perlu diperhatikan.
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tabel 3.8 Tahapan Pembebanan Konstruksi Komposit
Sumber : T.J. Hogan. 1976. Composite Construction Guide. Australia : AISC
Besarnya tegangan dan deformasi yang terjadi pada gelagar komposit tergantung pada metode sistem konstruksi yang digunakan.
1. Metode tanpa penopang sementara unshored
Akibat beban mati dipikul oleh gelagar baja : σ
a
=
�
kgcm
2
→ Teg. flens atas σ
b
=
�
kgcm
2
→ Teg. flens bawah Δ
DL
=
5 384
.
� .
4
. ��
cm
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Akibat beban hidup dipikul oleh gelagar koposit σ
a
=
� . .�
kgcm
2
→ Teg. Tekan beton σ
b
=
� . .�
kgcm
2
→ Teg. flens bawah Δ
DL
=
5 384
.
� .
4
. �
cm atau,
2. Metode dengan penopang sementara shored
Beban mati dan beban hidup dipikul oleh gelagar komposit
Gambar 3. 9. Diagram Tegangan Lentur Gelagar Komposit Kondisi Elastis
Analisis tegangan dengan cara elastis, disyaratkan bahwa tegangan maksimum yang terjadi disetiap bagian penampang
gelagar baja dan slab beton tidak boleh melebihi dari tegangan
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
yang diizinkan. Nilai tegangan izin pada gelagar baja dan slab beton tergantung pada mutu baja dan mutu betonnya.
Untuk harga defleksi maksimum akibat beban hidup tidak melebihi harga defleksi yang diizinkan. Beberapa peraturan
menetapkan harga defleksi maksimum sebagai berikut : PPBBI-1987 : L360
AISC ASD : L360 AASHTO : L800
Tabel 3.9 Tegangan-Tegangan Beton yang Diizinkan
Sumber : Peraturan Beton Indonesia 1971, hal 105
3.10.4 Penghubung Geser Shear Connector
Kekuatan balok komposit tergantung terhadap kekuatan perlawanan gaya geser yang mungkin terjadi diantara kedua sisi
balok yang saling bersentuhan. Untuk mencapai hal tersebut
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
diperlukan alat penyambungpenghubung sebagai pemersatu dalam menahan gaya geser.
Penghubung ini berfungsi memindahkan gaya geser dari beton ke baja, karena itu disebut juga penghubung geser shear connector.
Selain itu, shear connector tersebut berfungsi pula untuk menahan agar tidak terjadi perpindahan vertikal vertical separation antara
baja dan beton. Pada umumnya, tahanan geser horisontal horizontal shear
resistance merupakan kriteria yang menentukan dari suatu shear
connector . Sedangkan gaya geser horisontal pada penampang balok
komposit sebanding atau sama dengan gaya lintang yang terjadi pada penampang garis berat balok tersebut.
Dalam hal ini gaya geser horisontal horizontal shear akan maksimum di tumpuan dan minimum di tengah balok. Shear
connector yang banyak digunakan adalah flexible shear connector.
Jenisjenisnya antara lain; baja kanal channel dan paku stud. Sedangkan jenis shear connector yang sering atau banyak dipakai
adalah stud, karena mudah dalam pemasangannya.
1. Kekuatan Shear Connector
Kekuatan dari sebuah shear connector tahanan geser horisontal dapat ditentukan dari tabel harga ultimate capacity biasanya dari
pabrikan. Jika data tersebut tidak tersedia, maka kekuatan shear connector
dapat dihitung dengan persamaan :
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Baja-Kanal :
3.2-17 dimana :
Q = kekuatan shear connector kg t = tebal rata-rata sayap flange baja-kanal cm
s = tebal badan web baja-kanal cm L = panjang baja-kanal cm
σc = tegangan tekan beton yang diijinkan kgcm2
Paku Stud :
3.2-18a dan 3.2-18b dimana :
Q = kekuatan shear connector kg H = tinggi stud cm
d = diameter stud cm σc = tegangan tekan beton yang diijinkan kgcm2
2. Gaya Geser Horisontal Longitudinal Shear
Besarnya gaya geser horisontal longitudinal shear per satuan panjang pada penampang komposit dihitung dengan persamaan :
kgcm 3.2-19 dimana :
q = gaya geser longitudinal
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
St = momen statis beton terhadap g.n komposit cm3
= 1n . Ac . dc It
= momen inersia balok komposit cm4 D
= gaya lintang pada penampang tersebut setelah komposit Untuk menentukan jarak dari shear connector S dapat dihitung
dengan rumus :
cm 3.2-20 Untuk jumlah shear connector stud pada penampang melintang
dalam satu baris dapat ditentukan sebagai berikut :
3.2-21 Jarak shear connector dapat diperbesar sampai harga maksimum
yang diperkenangkan. Penempatan jarak shear connector ini disesuaikan dengan diagram gaya lintang, yakni maksimum di
tepi bentang dan minimum di tengah bentang. Jarak shear connector stud
yang dipersyaratkan adalah : jarak maksimum = 500 mm atau 3 kali tebal beton 3d
jarak minimum = 50 mm Jarak stud yang dianjurkan dalam satu baris A adalah antara 40
mm -50 mm, sedangkan jarak stud dari tepi gelagar ≥ 25 mm.
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 3.10 Jarak Penempatan Shear Connector
3.10.5 Bantalan Elastomer
Bantalan elastomer yang dibuat berdasarkan spesifikasi ini harus memiliki kemampuan yang cukup terhadap pemuaian dan
kontraksi akibat temperatur, rotasi, perubahan kemiringan chamber changes
, serta rangkak dan susut yang terjadi pada elemen struktur.
1. Istilah dan definisi
Bantalan berlapis laminasi Bantalan elastomer yang terdiri dari karet dan menggunakan
lapisan pelat baja atau lapisan anyaman fabric. Bantalan elastomer
Suatu elemen jembatan yang terbuat dari karet alam atau karet sintetis neoprene yang berfungsi untuk meneruskan
beban dari bangunan atas ke bangunan bawah. Bantalan polos
Bantalan elastomer yang hanya terdiri dari karet saja Duro
Kelompok nilai kekerasan karet yang diuji dengan alat durometer
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Kompon Bahan mentah yang diperoleh dari campuran bahan baku
karet ditambah bahan-bahan lainnya untuk meningkatkan kekuatan dan keawetan dari karet
Lot Kumpulan dari 100 buah bantalan karet atau kurang yang
diproduksi dengan cara terus menerus dari campuran karet yang sama, dirawat di bawah kondisi yang sama, dan
semuanya terdiri dari ukuran dan tipe yang sama Penuaan aging
Proses mempercepat kerusakan untuk mengetahui ketahanan bahan terhadap pengaruh lingkungan
2. Bahan
Bahan-bahan campuran karet yang digunakan dalam pembuatan bantalan ini harus berupa polycholoprene asli
neoprene tahan kristalisasi atau polyisoprene asli karet alam saja sebagai polimer mentah. Bantalan elastomer yang
terbuat dari gabungan polycholoprene dan polyisoprene atau bahan lain, yang digabung dalam bentuk kompon, bentuk
lapisan penyusun atau bentuk lainnya tidak diperkenankan. Seluruh bahan harus baru dan bukan daur ulang yang diambil
dari bantalan yang telah jadi.
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Karet yang telah jadi harus memenuhi persyaratan minimum pada tabel. Sifat kompon karet yang tercantum pada tabel
dibawah harus ditentukan berdasarkan pengambilan contoh dari bantalan yang akan digunakan.
Tabel 3.10 Sifat-sifat karet
Sumbet : Revisi SNI 03-3967-2002, hal 3 Seluruh pengujian bahan harus dilakukan pada temperatur
23
o
C ± 25
o
C, jika temperature lain tidak ditetapkan. Untuk keperluan penentuan kesesuaian dengan spesifikasi ini,
nilai yang diamati atau dihitung, harus dibulatkan ke 100 kPa terdekat untuk kuat tarik, ke 10 terdekat untuk
perpanjangan.
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Minimum satu buah bantalan contoh dari setiap lot, harus diuji terhadap kesesuaian dengan tabel diatas.
Lapisan baja yang digunakan untuk penguat harus dibuat dari baja lembut gulungan sesuai dengan ASTM A 36A. A 36M,
ASTM A 1011 M, atau yang setara, kecuali disyaratkan lain oleh pengguna jasa. Lapisan baja harus memiliki ketebalan
yang ditetapkan oleh pengguna jasa atau, apabila tidak ditentukan, harus memiliki ketebalan nominal minimum 1,52
mm. Lubang atau celah pada pelat akibat proses pembuatan tidak
diperbolehkan, kecuali
dipertimbangkan dalam
perancangannya. Pelat beban bantalan yang berada di luar harus sesuai dengan
persyaratan ASTM A36A A 36M, ASTM A 1011M, atau yang setara, kecuali disyaratkan lain dalam dokumen kontrak.
Selain dari yang telah tertulis, seluruh lapisan permukaan pelat beban pada bantalan harus diratakan dengan mesin
sampai 0,25 mm. Permukaan bagian bawah pelat pasangan yang dirancang untuk dudukan pada perletakan tidak boleh
melewati kerataan yang lebih dari 1,59 mm. Pelat beban bantalan yang berada di luar harus terlindung dari karat
sampai seluruh permukaan yang terlihat dilapis cat di lapangan.Semua penyebab dan gejala karat harus dibuang
dari permukaan bagian yang akan di las sebelum mulai di las.
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Lapisan anyaman fabric - Lapisan anyaman harus dijalin dari 100 serat kaca fibre glass tipe E dengan anyaman
menerus. Banyaknya alur minimum pada masing-masing arah adalah 10 alur per cm. Anyaman tersebut harus memiliki
kerisut atau suatu jalinan satin 8 ikatan harness. Setiap lapisan anyaman harus memiliki kuat putus minimum 140
kNm lebar untuk setiap arah.
3. Toleransi
Bantalan tipe polos dan bantalan tipe berlapis harus dibuat berdasarkan ukuran rancangan dan toleransi yang tercantum pada
Tabel 2, kecuali toleransi lain tercantum pada gambar rancangan. Gunakan rumus berikut untuk menghitung batas toleransi
kelurusan lapisan baja bila toleransi 3. ± 3 mm terlampaui:
7,50 + vhr ≤ 0,35 dengan syarat θ ≤ 0,02 dengan pengertian:
hr adalah ketebalan lapisan karet pelapis yang disyaratkan; θ adalah nilai mutlak perputaran sudut lapisan baja, dinyatakan
dalam radian; v adalah perpindahan tegak lurus, dinyatakan dalam mm.
v = [ hr – 0,5 H1 + H2 ]
untuk lapisan dalam θ = [ H1 - H2 2L ]
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
untuk lapisan atas dan bawah selama ketebalan lapisan karet minimum H2 ±
5 mm; θ = [ H1 - H2 L ]
dengan pengertian: L adalah panjang bantalan;
H1 adalah ketebalan maksimum yang terukur pada tepi lapisan; H2 adalah ketebalan minimum yang terukur pada tepi lapisan.
Bantalan yang memenuhi batas toleransi berdasarkan rumus tadi juga harus memenuhi uji regangan tekan atau uji tekan inklinasi.
Tabel 3.11 Toleransi dimensi bantalan
Sumber : Revisi SNI 03-3967-2002, hal 5
IQBAL ZAFAR ALJUFRI, 2013 PERENCANAAN ULANG STRUKTUR ATAS JEMBATAN KOMPOSIT DESA TEGALGUBUG BLOK
REMBES KABUPATEN CIREBON
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
4. Penandaan
Masing-masing bantalan elastomer harus ditandai dengan tinta yang tidak dapat dihapus atau dengan cat lentur. Penandaan
harus terdiri dari nomor urut, nomor kelompok, nomor tanda bantalan, dan tingkat serta jenis kompon karet. Jika tidak
disyaratkan lain dalam dokumen kontrak, penandaan harus pada bagian muka yang terlihat setelah perakitan jembatan.
3.11 Spesifikasi bahan 3.11.1 Batu
