DASAR PERENCANAAN BANGUNAN ATAS. Disampaikan oleh Heri Yugiantoro Subdit Teknik Jembatan Direktorat Jembatan

Transkripsi

1 DASAR PERENCANAAN BANGUNAN ATAS Disampaikan oleh Heri Yugiantoro Subdit Teknik Jembatan Direktorat Jembatan

2 Jenis-jenis Bangunan Atas Jembatan

3 Tipe bangunan atas jembatan Kayu Gelagar Baja & Lantai Kayu / Baja Cast in Place Balok Balok Box Rangka (Truss) Beton Kayu Baja Composite : Gelagar Baja + Lantai Beton Gelagar (Girder Bridge) Beton Bertulang Biasa Pra-Fabrikasi Balok Superstructure Jembatan Beton Pratekan Pre-tensioned Plat- Slab Units Balok Plat (Slab Bridge) Beton Biasa Balok Kayu Box Beton Biasa Beam Units Plat- Slab Units Pelengkung (Arch) Beton Pratekan Balok Balok Baja Post-tensioned Box Balok Pasangan Batu Beam Units 3

4 KOMPONEN KOMPONEN JEMBATAN Lantai kendaraan Landasan Pilar Kepala jembatan Kepala tiang (pile cap) 4

5 Komponen jembatan Bangunan Bawah Fondasi Pilar (pier) Kepala jembatan (abutment) Bangunan atas: Semua struktur di atas landasan yang mendukung lalu lintas Lapis permukaan Lantai kendaraan Landasan Pilar Kepala jembatan Kepala tiang (pile cap) 5

6 Kepala Jembatan Bang. Bawah Bangunan atas Lantai Jembatan Landasan Pilar (bang.bawah) Fondasi Gelagar melintang Diafragma berupa Ikatan angin Potongan melointang bangunan atas Dasar-dasar komponen jembatan 6

7 JENIS SISTEM STRUKTUR PELENGKUNG (ARCH) GELAGAR KANTILEVER CABLE STAYED JEMBATAN GANTUNG LAIN-LAIN 7

8 3 JENIS DASAR JEMBATAN

9 Panjang bentang Panjang bentang Bentang tunggal Bentang Bentang jamak Bentang > 6 m - Jembatan Bentang < 6 m - gorong2 Bentang pendek : 6 30 m Bentang sedang : m Bentang panjang : > 100 m 9

10 ELEMEN UTAMA DAN SEKUNDER PADA JEMBATAN BALOK PELENGKUNG

11 JEMBATAN BALOK PELENGKUNG

12 12

13 Jembatan Balok Pelengkung - Pelengkung Jembatan balok pelengkung merupakan jenis struktur yang melengkung dengan abutment di tiap ujungnya

14 Apa yang terjadi pada saat beban bekerja pada jembatan jenis ini? Berat beban akan ditanggung pada sepanjang lengkung yang ada dan diteruskan ke abutment pada setiap ujung pelengkung. Abutment juga akan menahan beban yang berada di bagian luarnya. Gaya tekan yang ada pada setiap sisi jembatan

15 Faktor yang harus dipertimbangkan pada saat mendesain jembatan pelengkung Jembatan pelengkung selalu berada dalam kondisi tertekan akibat berat lantai yang meneruskan beban ke bagian pelengkung dan selanjutnya ke abutment. Bentuk lengkung yang meningkat menyebabkan beban vertikal harus diimbangi dengan gaya horizontal yang menahannya.

16 16

17 17

18 18

19 19

20 20

21

22 JENIS JEMBATAN GELAGAR Beban vertikal lalu lintas Jenis jembatan yang paling umum Umumnya terdiri atas gelagar yang menumpu sederhana pada tiap ujungnya pada pilar atau abutment dan dapat dibuat menjadi gelagar menerus Umumnya tidak memerlukan biaya yang besar Reaksi Gaya dalam gelagar Reaksi 22

23 JENIS JEMBATAN KANTILEVER 23

24 Tipe Gelagar Gelagar pada jembatan adalah suatu struktur horizontal yang kaku dan terletak atas 2 tumpuan (abutment abutment atau abutment pilar atau pilar pilar)

25 Faktor-faktor yang harus diperhatikan pada waktu mendesain jembatan tipe gelagar Gelagar harus cukup kuat dan tidak melendut akibat berat sendiri maupun akibat beban hidup (lalulintas) yang melintas di atasnya.

26 JENIS JEMBATAN GELAGAR Bahan/material yang umum digunakan: Kayu Beton bertulang Baja (rangka, komposit, gelagar boks dll) Beton pratekan Bentuk gelagar I, T, U, Gelagar Segmental 26

27 Sistem Gelagar

28

29 JENIS JEMBATAN GELAGAR sederhana kantilever menerus Saat ini yang banyak digunakan yaitu beton pracetak di fabrikasi Umumnya sebagai gelagar menumpu sederhana (2 tumpuan) Beberapa dijadikan menerus di lapangan 29

30 JENIS JEMBATAN GELAGAR Profil melintang jembatan gelagar baja dapat dibentuk dari hot rolled (untuk bentang pendek), boks (bentang menengah) atau pelat 30

31 JENIS JEMBATAN GELAGAR 31

32 JENIS JEMBATAN GELAGAR 32

33 JENIS JEMBATAN GELAGAR 33

34

35 JENIS JEMBATAN GELAGAR 35

36

37

38

39 JENIS JEMBATAN GELAGAR 39

40 RANGKA

41 JENIS-JENIS JEMBATAN RANGKA BAJA

42 JENIS JEMBATAN GELAGAR Rangka baja dapat dibuat menjadi jenis gelagar, pelengkung tergantung pada mekanisme struktur awalnya 42

43 JENIS JEMBATAN GELAGAR 43

44 JENIS JEMBATAN KANTILEVER 44

45 JENIS JEMBATAN KANTILEVER 45

46 JENIS JEMBATAN RANGKA BAJA KANTILEVER 46

47 JENIS JEMBATAN KANTILEVER 47

48 JEMBATAN KABEL (CABLE STAYED)

49 JEMBATAN JENIS CABLE STAYED 49

50 JEMBATAN JENIS CABLE STAYED 50

51 JEMBATAN JENIS CABLE STAYED 51

52 JEMBATAN GANTUNG

53 JEMBATAN GANTUNG 53

54 JEMBATAN GANTUNG 54

55 JEMBATAN GANTUNG 55

56 JEMBATAN GANTUNG 56

57 JENIS BANGUNAN ATAS MANA YANG DIPILIH??? Pertimbangkan faktor-faktor berikut: Panjang bentang Panjang jembatan total Panjang gelagar Bahan yang tersedia Kondisi lapangan (fondasi, tinggi, batasan ruang bebas dll) Waktu pelaksanaan Kemudahan pelaksanaak Teknologi / peralatan yang tersedia Estetika Biaya Akses pemeliharaan 57

58 Panjang bentang 58

59 59

60 Biaya vs panjang bentang Panjang bentang dapat berhubungan dengan biaya bangunan atas (harga/meter) dan bangunan bawah (harga/pilar) Jika biaya bangunan bawah sekitar 25% dari total biaya - bentangan diperpendek, kemungkinan akan lebih hemat Jika biaya bangunan bawah sekitar 50% biaya total - bentangan sebaiknya diperpanjang sehingga lebih ekonomis 60

61 61

62 AKSES PEMELIHARAAN Biaya total = biaya awal + biaya pemeliharaan Jembatan harus mudah diperiksa dan dipelihara Biatya pemeliharaan akan berhubungan dengan jenis pemiihan jenis jembatan: Jembatan baja memerlukan pemeliharaan yang lebih besar yang tergantung lokasinya Jembatan beton usumnya memerlukan pemeliharaan yang lebih kecil 62

63 Jarak gelagar ditentukan oleh jumlah gelagar Jarak yang besar: Jumlah gelagar sedikit (erection lebih cepat) Lebih tinggi dan berat (masalah dengan transportasi) Mengurangi masalah yang berlebihan Pelat lantai lebih tebal Jarak yang dekat: Jumlah gelagar lebih banyak Gelagar lebih kecil Masalah pemeriksaan bertambah (lebih banyak gelagar yang diperiksa) Pelat lantai lebih tipis 63

64 PERSYARATAN LAPANGAN Kondisi jembatan lurus, bersudut atau busur Gelagar I precast tidak dapat berupa busur Gelagar segmental..mungkin dapat sedikit membentuk busur Cor di tempat Pengangkutan dari pabrik ke lapangan apakah per segment?? Apakah perlu persyaratan khusus Apakah perlu perancah khusus?? Bagaimana pelaksanaannya di lapangan 64

65 Pembebanan dan Distribusi Beban

66 Pendahuluan Beban yang dominan pada jembatan Beban berat sendiri Beban dinamis akibat beban bergerak sebagai dampak lalu lintas yang bergerak Beban lainnya termasuk beban angin, gempa, suhu dan pelaksanaan.

67 Beban pada Jembatan Permanen Transien Beban mati Benan mati super Lingkungan Angin, Gempa, Suhu, Banjir Trafik Pelaksanaan Alat, metoda pelaksanaan Bahan Susut rangkak Beban vertikal primer akibat berat kendaraan Beban sekunder horizontal akibat perubahan kecepatan kendaraan Normal Abnormal Khusus Pembebanan pada Jembatan

68 Perbedaan Pembebanan lama dan baru

69 DEFINISI PADA PEMBEBANAN beban mati - semua beban tetap yang berasal dari berat sendiri jembatan atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan yang dianggap merupakan satu kesatuan tetap dengannya beban mati primer - berat sendiri pelat dan sistem lainnya yang dipikul langsung oleh tiap-tiap gelagar jembatan beban mati sekunder - berat kerb, trotoar, tiang sandaran dan lain-lain yang dipasang setelah pelat dicor. Beban tersebut dianggap terbagi rata di seluruh gelagar

70 DEFINISI PADA PEMBEBANAN beban hidup - semua beban yang berasal dari berat kendaraan-kendaraan bergerak/lalu lintas dan/atau pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan beban khusus - beban yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan jembatan beban lalu lintas - seluruh beban hidup, arah vertikal dan horizontal, akibat aksi kendaraan pada jembatan termasuk hubungannya degan pengaruh dinamis, tetapi tidak termasuk akibat tumbukan beban pelaksanaan - beban sementara yang dapat bekerja pada bangunan secara menyeluruh atau sebagian selama pelaksanaan

71 DEFINISI PADA PEMBEBANAN beban primer - beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan beban sekunder - beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan jembatan beban tetap - beban dengan besaran yang diasumsikan konstan selama konstruksi atau bervariasi dalam jangka waktu yang panjang faktor beban - pengali numerik yang digunakan pada aksi nominal untuk menghitung aksi rencana

72 DEFINISI PADA PEMBEBANAN faktor beban biasa - faktor beban yang digunakan apabila pengaruh dari aksi rencana akan mengurangi keamanan faktor beban terkurangi - faktor beban yang digunakan apabila pengaruh dari aksi rencana akan menambah keamanan lever rule - metode analisis yang menggunakan distribusi statika beban dengan asumsi tiap panel lantai merupakan perletakan sederhana sepanjang gelagar kecuali pada gelagar eksterior

73 Filosofi perencanaan Jembatan harus direncanakan sesuai dengan keadaan batas yang disyaratkan untuk mencapai target pembangunan, keamanan, dan aspek layan, dengan memperhatikan kemudahan inspeksi, faktor ekonomi, dan estetika Seluruh keadaan batas harus dianggap memiliki tingkat kepentingan yang sama besar.

74 Keadaan batas daya layan Keadaan batas daya layan disyaratkan dalam perencanaan dengan melakukan pembatasan pada : tegangan, deformasi, dan lebar retak pada kondisi pembebanan layan agar jembatan mempunyai kinerja yang baik selama umur rencana

75 Keadaan batas fatik dan fraktur Keadaan batas fatik disyaratkan agar jembatan tidak mengalami kegagalan akibat fatik selama umur rencana. Untuk tujuan ini, perencana harus membatasi rentang tegangan akibat satu beban truk rencana pada jumlah siklus pembebanan yang dianggap dapat terjadi selama umur rencana jembatan. Keadaan batas fraktur disyaratkan dalam perencanaan dengan menggunakan persyaratan kekuatan material sesuai spesifikasi Keadaan batas fatik dan fraktur dimaksudkan untuk membatasi penjalaran retak akibat beban siklik yang pada akhirnya akan menyebabkan terjadinya kegagalan fraktur selama umur desain jembatan.

76 Keadaan batas kekuatan Keadaan batas kekuatan disyaratkan dalam perencanaan untuk memastikan adanya kekuatan dan kestabilan jembatan yang memadai, baik yang sifatnya lokal maupun global, untuk memikul kombinasi pembebanan yang secara statistik mempunyai kemungkinan cukup besar untuk terjadi selama masa layan jembatan. Pada keadaan batas ini, dapat terjadi kelebihan tegangan ataupun kerusakan struktural, tetapi integritas struktur secara keseluruhan masih terjaga

77 Keadaan batas ekstrem Keadaan batas ekstrem diperhitungkan untuk memastikan struktur jembatan dapat bertahan akibat gempa besar. Keadaan batas ekstrem merupakan kejadian dengan frekuensi kemunculan yang unik dengan periode ulang yang lebih besar secara signifikan dibandingkan dengan umur rencana jembatan.

78 Kelompok pembebanan dan simbol untuk beban

79 BEBAN TRANSIEN

80

81 Faktor beban dan kombinasi pembebanan

82 Faktor beban dan kombinasi pembebanan

83 Faktor beban dan kombinasi pembebanan

84 Lanjut ke SNI

85