Perencanaan Lantai Jembatan Perencanaan Shear Connector penghubung geser Perencanaan Gelagar Induk 1. Perhitungan Beban Jembatan

BAB IV PERENCANAAN DIMENSI JEMBATAN

Perhitungan dimensi rangka Jembatan didasarkan atas beban yang sama dari rencana beban sebenarnya dilapangan. Jembatan yang direncanakan terdiri dari 2 variasi, dimana kedua Jembatan didesain dengan konsep beban layan. Pembebanan yang digunakan dalam perhitunga yaitu nilai terbesar antara DL + LL x 30 atau DL + LL + WL dimana D = beban mati berat sendiri Jembatan, L = beban hidup berupa berat kendaraan dan W = beban angin. Perhitungan gaya pada rangka Jembatan menggunakan garis pengaruh dan akan dikontrol dengan program komputer SAP 2000.

4.1. Perencanaan Lantai Jembatan

Lantai Jembatan direncanakan dengan Corrugate Steel Plate CSP menggunakan deck baja gelombang dan pelat beton. D16-150 30mm 60mm 60mm 100mm 110mm 110mm 660mm 220mm Gambar 4-1 : potongan penampang lantai Jembatan mutu beton f’c = 30 Mpa mutu baja tulangan BJTD 40 ; fy = 400 Mpa Lantai Jembatan direncanakan komposit, sehingga deck baja dapat diidealisasikan sebagai tulangan tarik pada beton bertulang. Universitas Sumatera Utara Untuk lantai Jembatan menggunakan beban “T” sebesar 20 ton: a. Berat sendiri untuk setiap lantai selebar 660mm : • Aspal beton 75mm : 0,075m . 0,66m . 2000 kgm 3 = 99kgm’ • Lantai beton 10cm : 0.1m . 0,66m . 2400 kgm 3 = 237,6kgm’ • Baja gelombang 4mm : 0,004m . 0,88m . 7850 kgm 3 = 276,32 kgm’ q t = 612,92 kgm’ + 4.2. Perencanaan Gelagar Jembatan 4.2.1. Gelagar Memanjang Perhitungan beban 1. Beban mati • Lantai beton : 0,1m . 7m. + 0,5m. 0,1m . 7m 2400kgm’ = 2520 kgm’ • Dek baja : 0.04m . 7,0m . 7850 kgm 3 = 2198 kgm’ • Gelagar baja taksir 75kgm’ : 5 . 75 kgm’ = 375 kgm’ Untuk 1 buah gelagar memanjang, q bs = 1018,60 kgm’ + q bs = 5093 kgm’ Mq bs = 1018,60 kgm’5 2 = 3183,125 kgm 2. Beban kendaraan Muatan D terpusat Po = 12 tonjalur dan muatan merata q o = 2,2 tonmjalur. Po = 12 tonjalur P = 2. 12 ton + . 0,5 . 12 ton = 25,091 ton q o = 2,2 tonmjalur. Universitas Sumatera Utara q = 2 . 2,2 tonm + . 0,5 . 2,2 = 4,6 tonm’ untuk 1 buah gelagar memanjang, P = 5,0182 ton ; q = 0,92 tonm’ koeffisien kejut µ = 1+ = 1,361 M l = 1,364 14 . 5018,2 kg + 18 920 kgm 5 2 = 1.247,7531 kgm = 1.247.753,1kgcm 3. Beban tambahan • Aspal beton 5mm : 0.005m . 6m . 2000kgm 3 = 60 kgm’ • Trotoar 25cm : 0,25m . 0,5m . 2400 kgm 3 = 300 kgm’ • Sandaran dan profil baja lainnya taksir = 125 kgm’ • Beban hidup trotoar : 2 . 0,5m . 60 . 500kgm’ = 300 kgm Q th = 1325 kgm’ + untuk 1 buah gelagar memanjang, q bs = 265 kgm’ Mth = 18 . 265 . 5 2 = 828.125 kgm M total = Mq + M ll + Mth = 318312.5 kgm + 16488.781 kgm + 82812.5 kgm = 16488.781 kgm Momen yang diperhitungkan sebesar 75 Mtot Maka, M = 75 16488.781 kgm = 12366.58575 kgm Coba profil I tersusun Universitas Sumatera Utara Gambar VI-2 : penampang gelagar memanjang A profil = 150 . 12 + 300 . 8 + 150 . 12 = 6000mm 2 Ix = 10565.28 cm 4 Wxn = 554.3513 cm 3 σ = = = 2230.821kgcm 2 2400 kgcm 2

4.2.2. Gelagar Melintang

1. Beban mati Lantai beton : 0,1m . 7m. + 0,5m. 0,1m . 7m 2400kgm’ = 2520 kgm’ Dek baja : 0.04m . 7,0m . 7850 kgm 3 = 2198 kgm’ Berat gelagar memanjang : 5 . 47,1 kgm’ = 235.5 kgm’ Gelagar melintang taksir : 300 kgm’ = q bs = 5253.5 kgm’ 300 kgm’ Panjang gelagar memanjang = 5,0 m ; Panjang gelagar melintang = 7,20 m Beban ekivalen q ek q ek = = 3648,264 kgm’ Mqbs = 18 q ek 7,2 2 = 18 3648,264 kgm = 23640.75 kgm M = 75 Mqbs = 17730.563 kgm 2. Beban hidup Universitas Sumatera Utara Po= 12 tonjalur P = 2. 12 ton + . 0,5 . 12 ton = 25,091 ton q o = 2,2 tonmjalur. q = 2 . 2,2 tonm + . 0,5 . 2,2 = 4,6 tonm’ untuk 1 buah gelagar memanjang, P = 5,0182 ton ; q = 0,92 tonm’ koeffisien kejut µ = 1+ = 1,350 q ll = 5,0182 ton + q = 0,92 tonm’ = 9,6128 ton = 9612,8 kg q ek = = 6679,31 kgm’ M ll = 18 6679,31 kgm’ 7,2 2 1,350 = 58430,565 kgm 3. Beban tambahan Aspal beton 5mm : 0.005m . 6m . 2000kgm 3 = 60 kgm’ Trotoar 25cm : 0,25m . 0,5m . 2400 kgm 3 = 300 kgm’ Sandaran dan profil baja lainnya taksir = 125 kgm’ Beban hidup trotoar : 2 . 0,5m . 60 . 500kgm’ = 300 kgm q th = 1325 kgm’ + Untuk panjang gelagar melintang = 7,20 m ; q ek = = 920,139 kgm’ Mth = 18 920,139 7,2 2 = 5962.5 kgm Mtotal = 58430.565 + 5962.5 = 64393.065 kgm M = 75 Mtotal = 0,75 64393,065 kgm = 48294.79875 kgm Coba penampang komposit Lebar effektif beton ; • b eff = ¼ L = ¼ 700 = 175 cm Universitas Sumatera Utara • b eff = jarak gelagar = 600 cm • b eff = 12 t beton = 240 cm yang menentukan adalah harga paling kecil yaitu b eff = 175 cm Fpr = 10800 cm 4 ; Mutu beton K300, maka harga n = 8 Luas ekivalen pengganti F eq ; F eq = = = 437,5 cm 2 Garis netral Ybc = Ybc = = 62.243 cm Yac = 82.4 cm-64.243 cm = 18.157 cm Ixc = Ix baja + F baja Ybc-31 2 + Feq Yac-10 2 Ixc = 112 60 3 + 2 {112 20 1.2 3 + 20 1.2 31.2 2 } + 108 64.243-31.2 2 + 437.58.157 2 Ixc = 211759.367 cm 4 kontrol tegangan terjad i σa = + pada tepi atas σa = + σa = 900.4696 kgcm 2 2400 kgcm 2 σb = Pada tepi bawah σb = σb = 51,762 kgcm 2 100 kgcm 2 Universitas Sumatera Utara σa = + Pada tepi bawah gelagar baja σa = + σa = 2318.0884 kgcm 2 2400 kgcm 2 Berat gelagar memanjang = 5 60m 47.1kgm’ = 14130 kg Berat gelagar melintang = 13 7.2m 84.78kgm = 7935,408 kg G = 22065.408 kg +

4.3. Perencanaan Shear Connector penghubung geser

Shear connector pada gelagar melintang direncanakan dari jenis bautstud dengan Ø = 24mm dan Hs =14mm Beban ekivalen yang bekerja pada gelagar melintang, q ek = 6.6791 kgm’ untuk menghitung gaya lintang pada gelagar melintang, panjang bentang dibagi menjadi 6 bagian, sesuai dengan letak gelagar memanjang. Pembebanan Hsd = 142.4 = 5.83 5.5 Qn = 55 d 2 σbk 12 = 55 2.4 2 100 12 = 3168 kg Setiap baris dipakai 2 buah baut : Qn = 6336 kg Ixcomp = 211579.367 cm 4 ; Feq = 437.5cm 2 ; Z = 18.157cm S = Feq . Z Universitas Sumatera Utara = 437.5cm 2 . 18.157cm = 7943.6875 cm 3 D = D = D = Jika t = 6 cm------- D = 28150.389 kg 24044.76 kg Jika t = 8 cm------- D = 21112.792 kg 20037.3 kg Jika t = 16 cm----- D = 10556.396 kg 10018.65 kg Daerah 1-2 : jarak stud rata-rata 6 cm sd 8 cm Daerah 2-3 : jarak stud rata-rata 8 cm sd 16 cm Daerah 3-4 : jarak stud rata-rata 16 cm sd 30 cm Perhitungan panjang batang rangka Jembatan  Batang horizontal atas = 5000mm  Batang horizontal bawah = 5000mm  Batang vertikal = 6000mm  Batang diagonal = 1250mm 4.4. Perencanaan Gelagar Induk 4.4.1. Perhitungan Beban Jembatan

4.4.1.1. Berat Sendiri

Berat sendiri gelagar induk menurut buku Jembatan Ir.H.J. Struyk dapat dihitung dengan rumus : g = 20+3L L b g = 20+3.60 60 . 7 Universitas Sumatera Utara g = 84000kg Berat trotoar = 2 . 0,5m . 0,25m . 2400kgm 3 . 60m = 36000 kg Berat gelagar memanjang = 5 . 47,1kgm . 60m = 14130 kg Berat gelagar melintang = 13 . 84,78kgm . 7,2m =7935, 408 kg Berat ikatan angin + 30 = 17449,939 kg Berat lantai Jembatan dan aspal - Aspal = 0,005 . 60m . 2200kgm 3 . 60m = 36000 kg - Beton = 0,1m 2400kgm 3 + 0,1m 0,5 2400kgm 3 7m 60m = 151200 kg - Baja gelombang = 0,004 7m 60m 7850kgm 3 = 13188 kg Berat sandaran Jembatan 80kgm = 80kgm . 2 . 60m Total berat beban mati = 370503,347 kg = 9600 kg Untuk 1 buah gelagar induk Q = 185251,6735 kg q = 3087,528 kgm reaksi pada kedua ujung R A dan R B = 99625,837 kg buhul tengah = = 7410,067 kg ; buhul ujung = 3705,033 kg

4.4.1.2. Beban Angin

Beban angin direncanakan sebesar 100 kgm 2 q angin = 100kgm 2 + 50 angin hisap Angin diperhitungkan terhadap Jembatan berisi kendaraan Untuk bidang vertikal Jembatan yang tidak terkena bidang kendaraan Wbr, luas sisi Jembatan rangka yang diperhitungkan hanya 30 Angin vertikal Wbr = 1,5 . tekanan angin . 30 3,2m . 60m Wbr = 1,5 . 100kgm 2 . 120m 2 Wbr = 8640 kg Universitas Sumatera Utara Wm = 1,5 . tekanan angin . 0,8m . 60m Wm = 1,5 . 100kgm 2 . 0,8m . 60m Wm = 7200 kg K . 7,2m = Wbr 4,4m + Wm 1,8m + Wr . 0,4m K . 7,2m = 8640kg . 4,4m + 18000kg . 1,8m + 7200kg . 0,4m = 10180 kg Gaya angin vertikal yang diterima satu gelagar induk pada seluruh panjang bentangnya adalah 10180kg Reaksi pada kedua perletakan = K2 = 5090 kg Gaya angin vertikal pada buhul tenga h = = 407,20 kg Pada buhul ujung = 203.6 kg Reaksi pada perletakan akibat angin vertikal = R A = 0,05495 R A Maka gaya batang akibat angin vertikal sebesar 0,42556 dikalikan dengan gaya batang akibat berat sendiri Ha = Wbr . + Wm . + Wr . Angin Horizontal Ha = 8640kg . + 18000kg . + 7200kg . = 12216 kg Hb = Wbr . + Wm . + Wr . = 21624 kg Gaya horizontal angin pada kedua ujung = = 1018 kg Ikatan angin atas Gaya horizontal angin pada buhul tengah = 509 kg Ikatan angin bawah Universitas Sumatera Utara Gaya horizontal angin pada kedua ujung = = 1663,385 kg

4.4.1.3. Beban Kendaraan

Panjang Jembatan 60m, untuk bentang 30m ≤ L ≤ 60m q o = = = 1,65 tm Maka untuk 2 jalur Q = 2 . 1,65 tm+ . 0,5 . 1,65tm = 3,45 tm Beban terpusat Po = 12 tonjalur. Untuk 2 jalur P = 2 . 12 ton+ . 0,5 . 12 ton = 12,5455 ton

4.4.1.4. Beban tambahan

Beban hidup trotoar = 500 kgm 2 diperlukan sebesar 60 q th = 60 . 500kgm 2 2 . 0,5m = 300kgm untuk 1 gelagar induk q th = 0,15 tm koeffisien kejut µ = 1+ = 1,182 P . µ = 12.5455 ton . 1,182 = 14,8288 ton Q . µ = 1,725 tm . 1,182 = 2,03895 tm Universitas Sumatera Utara 4.5. Dimensi Rangka Baja Jembatan Warren Truss 4.5.1 Batang Atas