BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN STRUKTUR

Transkripsi

1 BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Data Perencanaan Bangunan Direncanakan : Bentang Jembatan : 120 meter Lebar Jembatan : 7.5 ( ) meter Jenis Jembatan : Sturktur Rangka Baja (Tipe Warren Truss) Bangunan Atas a. Lantai Jembatan Lebar Lantai Jembatan : 6.5 meter Mutu Beton : fc 30 Mpa Mutu Tulangan : fy 400 Mpa b. Lantai Trotoar Lebar Lantai Trotoar : 1 meter Mutu Beton : fc 30 Mpa Mutu Tulangan : fy 400 Mpa 4.1 Perhitungan Sandaran(Railling) Gambar 4.1 Penampang memanjang jembatan 4-1

2 Ikatan Angin Pipa Sandaran Rangka Induk Trotoar Lantai Kendaraan Gelagar Melintang Gelagar Memanjang Gambar 4.2. Penampang Melintang Jembatan 4.2 Perhitungan Bangunan Atas Perhitungan Sandaran Railing atau sandaran merupakan pagar untuk pengamanan pengguna jembatan khususnya pejalan kaki. Menurut SNI T ps : Sandaran untuk pejalan kaki harus direncanakan untuk dua pembebanan rencana daya layan yaitu w * = 0.75 kn/meter. Beban beban ini bekerja secara bersamaan dalam arah menyilang dan vertical pada masing masing sandaran. Tiang sandaran direncanakan untuk beban daya layan rencana : w * L dengan pengertian : L adalah bentang palang diantara tiang dalam m, hanya dari bagian atas sandaran. Tidak ada ketentuan beban ultimit untuk sandaran. 4-2

3 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur Gambar 4.3. Sandaran Pada Jembatan Jika gelagar melintang diasumsikan menggunakan IWF 800x300x14x26 dan rangka induk diasumsikan menggunakan IWF 400x400x13x21 maka tinggi sandaran dari sumbu bawah rangka induk dihitung sebagai berikut : h1 = tinggi sandaran dari trotoar = 850 mm h2 = tinggi trotoar = 250 mm h3 = tinggi plat lantai kendaraan = 200 mm h4 = tinggi gelagar melintang = 800 mm h5 = lebar profil rangka induk = 400 mm Pipa Sandaran 1000 Trotoar Pelat Lantai Gelar Memanjang IWF 400x200x8x13 Gelar Melintang IWF 800x300x14x26 Gambar 4.4. Tinggi Tiang Sandaran hs = h1 + h2 + h3 + (h4 (1/2 x h5)) hs = (0.8 (1/2 x 0.4)) = 1.9 m Sedangkan tinggi total rangka : h total rangka = = 6 m 4-3

4 d D 6000 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur Sandaran diasumsikan menumpu sendi pada rangka induk, adapun panjangsandaran yang menumpu pada rangka induk sebesar (pada tengah bentang) : Dengan menggunakan rumus segitiga : = Ls (5000 x 4100) Ls = 6000 = mm = m Ls 5000 Data data perencanaan : Tinggi tiang sandaran dari trotoar Jarak antar tiang sandaran Dimensi pipa sandaran Beban sandaran (w * ) a. Data Perencanaan E baja = 2.1 x 10 6 kg/cm² b. Data Teknis Profil : = 0.85 m = m = Ø 76.3 mm (3 inchi) = 0.75 kn/m t D = 89.1mm t = 5.5mm d = 78.1 mm G = kg/m F = 14.4 cm² I = cm 4 W = cm 3 4-4

5 c. Kontrol Kekuatan Pipa Beban sandaran (w * ) = 0.75 kn/m = 0.75 kg/cm Beban terpusat = 100 kg P = 100 kg d. Kontrol Terhadap Bahan Dan Tegangan Yang Ada 1. Kontrol Lendutan : 5 x q xl E I + 1 x P x l3 48 E I < l x 0.75 x x 2.1 x 10 6 x x 100 x x 2.1 x 10 6 x = < 0.948cm Ok 2. Kontrol Kekuatan Lentur : Muy = 1 8 x 75 x = kgm Mux = 1 4 x 100 x = 85.4 kgm Mnx = Mny Muy Mny = 0.17 = 0.9 x fy x Zx = 0.9 x 2500 x = kg cm Mux Mnx = 0.13 Muy Mny + Mux Mnx = OK Pipa Ø89.1 dapat digunakan untuk sandaran. 4-5

6 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur 4.3 Perhitungan Pelat Lantai Trotoar q = 500 kg/m2 P1 P2 A H = 150 kg/m Lantai Trotoar Plat Lantai Data Perencanaan Gambar 4.5. Pola Pembebanan Pada Trotoar γc = 2500 kg/m³ f c = 40 MPa fy = 400 MPa Ø Tul. Utama = 16 mm d = h decking 1 ØTul. Utama Pembebanan 1. Akibat Beban Mati = = 202 mm P1 (berat trotoar) = 0.25 x 1 x 1 x 2500 = 625 kg P2 (berat pelat jembatan) = 0.2 x 1 x 1 x 2500 = 500 kg 2. Akibat Beban Hidup q (beban pejalan kaki) = 1 x 500 = 500 kg H (beban tumbukan pada trotoar) = 1 x 150 = 150 kg(sni T ps. 12.1) 3. Perhitungan Momen dan Gaya Lintang M A = 1.3 x {(P 1 xl 1 ) + (P 2 xl 2 )} x {(q x L) + (H x L)} =1.3 x {( 625 x 0.5) + (500 x 0.5) } x {(500 x 0.5) + (150 x 0.45)} = 1.3 x { } x { } = kg.m 4-6

7 D A = q + P 1 + P 2 = (500x1) = 1625 kg Perhitungan Tulangan k = ρ Mu Øx b x d²x (0.85 x f c) = x 1 x 0.202²x (0.85 x 40) = kn/m 0.85 x f c = ( k ) fy 0.85 x 40 = (1 1 2 x ) = ρ min = 1.4 fy = ρb = 0.85 xf c xβ fy = (SNI ps ) 600 x ( ) (SNI ps ) 600+fy Menurut SNI-T nilai β untuk beton dengan f c lebih dari 30 Mpa adalah : β = x (f c 30) = x (40 30) = 0.77 ρmax = 0.75 x ρb (SNI ps ) ρ max =0.75 x 0.85 xf c xβ fy 600 x ( 600+fy ) 0.85 x 40 x = 0.75 x x ( ) = Karena ρ min > ρ dipakai ρ min = A = ρ x b x d = x 1000 x 202 = 707 mm² Dipakai tulangan Ø (As = 804mm²) Checking : As terpasang ρ = (b x d) 804 = = < ρ max. OK (1000 x 202) 4-7

8 Dipasang tulangan susut dengan ketentuan besar rasio luas tulangan luas penampang beton untuk struktur yang menggunakan tulangan dengan fy = 400 Mpa sebesar Sehingga didapatkan luas tulangan yang digunakan : As = x b x d As = x 1000 x 202 = mm² Dipasang tulangan D (As pasang = 452mm²) 4.4 Perencanaan Tebal Pelat Lantai Kendaraan Berdasarkan SNI T ps tentang tebal minimum pelat lantai kendaraan jembatan, syarat : d 200 mm (b) x mm Direncanakan tebal pelat lantai kendaraan 200 mm d4 Aspal Plat Beton d Gambar 4.6 Pelat Lantai Kendaraan Pembebanan Pelat Lantai Kendaraan a. Beban Mati : - Berat Sendiri Pelat = 0.20 x 2.50 x 1.3 = Ton/m - Berat Aspal = 0.05 x 2.24 x 2.0 = Ton/m - Berat Air Hujan = 0.05 x 1.00 x 2.0 = Ton/m = Ton/m 4-8

9 b. Beban Hidup : - Menurut SNI T ps tentang besarnya beban truk T, beban T ditentukan sebesar KN = Ton. - Faktor beban ultimate untuk beban T = 1.8. Maka total beban T= 1.8 x x (1+0.3) = Ton Perhitungan Momen Pada Pelat Lantai Kendaraan a. Momen akibat beban mati : -1/10-1/10-1/10 M D 1 = 1 10 x Qd (u) x b 1² Dimana : +1/10 +1/10 = 1 x x 1.7² 10 = ton.m b = Jara bersih antar balok memanjang b. Momen akibat beban hidup : M L = 0.8 x S = 0.8 x = ton.m x Tu x M U = M D + M L = ton.m ton.m = ton.m 4-9

10 4.4.3 Penulangan Pelat Lantai Kendaraan Data perencanaan untuk penulangan pelat lantai antara lain : fc fy t = 40 MPa = 400 Mpa = 200 mm Ø lentur = 16 mm (arah x) = 13 mm (arah y) Decking = 40 mm dx Øtul.lenturx = t decking 2 = = 152 mm dy = t decking Ø tul. lentur x Øtul.lentury 2 = = mm Dimana : dx = jarak antara serat tekan terluar hingga pusat tulangan tarik untuk tulangan arah melintang. dy = jarak antara serat tekan terluar hingga pusat tulangan tarik untuk tulangan arah memanjang. a. Perhitungan Tulangan Arah Melintang m = fy 0.85 x fc = x 40 =

11 ρ min = 1.4 fy = 1.4 = (SNI ps ) 400 ρb = 0.85 xf c xβ fy 600 x ( ) (SNI ps ) 600+fy Menurut SNI-T nilai β untuk beton dengan f c lebih dari 30 Mpa adalah : β = x (f c 30) = x (40 30) = x 40 x ρb = x ( ) = ρmax = 0.75 x ρb (SNI ps ) M u = 0.75 x = = ton.m = x 10 7 N.mm M n = M u 0.8 = x = x 10 7 N.mm R n = M n x 107 = b x dx ² 1000 x 152² = ρ = 1 m x m xr n fy = x x = ρ min < ρ < ρ max As = ρ x b x d = x 1000 x 152 = mm² Dipakai tulangan Ø (As = mm²) 4-11

12 b. Perhitungan Tulangan Arah Memanjang Dipasang tulangan susut dengan ketentuan besar rasio luas tulangan terhadap luas penampang beton untuk struktur yang menggunakan tulangan dengan fy = 400 MPa sebesar Sehingga didapatkan luas tulangan yang digunakan : As = x b x dy As = x 1000 x = mm² Dipasang tulangan D (As pasang = 452mm²) Aspal Plat Beton D Gambar 4.7 Gambar Letak Tulangan Plat 4-12

13 4.4.4 Perhitungan Kekuatan Pelat Menahan Geser Pons Kekuatan pelat lantai terhadap geser untuk pelat beton bertulang tanpa tulangan geser, nilai minimum : Vc = 1 6 fc. b. h Gambar 4.8. Bidang penyebaran tekanan roda berdasarkan RSNI T Dimana : u v a b = a + ta + ta + 1/2h + 1/2 h = a + 2ta + h = b + ta + ta + 1/2h + 1/2 h = b + 2ta + h = 200 mm = 500 mm b = 2u + 2v h = ts = tebal pelat beton ta = tebal lapsi aspal 4-13

14 Kuat tekan beton (f c ) = 40 MPa Kuat geser pons yang disyaratkan (f v )= 0.3 x 40 = MPa Faktor reduksi kekuatan geser (Ø) = 0.7 (SNI T ps ) Beban roda truk pada pelat (P TT ) = Ton = kn = N u v = (2 x 50) = 500 mm = (2 x 50) = 800 mm b = (2 x 500) + (2 x 800) = = 2600 mm Luas Bidang Kritis (AK) = 2 x (u + v) x h = 2 x ( ) x 200 = mm 2 Kemampuan Geser (V U ) = A K x f v = x = N Ø x V U = 0.7 x = N Faktor beban ultimit (K TT ) = 1.8 Beban ultimit roda truk pada slab : P U = K TT x P TT = 1.8 x = N P U < Ø x V U Aman (OK) Pelat mampu menahan gaya geser terjadi. 4-14

15 4.5 Perencanaan Gelagar Jembatan Perencanaan gelagar ini menggunakan profil baja dengan mutu BJ 55, dengan ketentuan sebagai berikut : Tegangan leleh fy = 410 MPa Tegangan ultimate fu = 550 MPa Modulus Elastisitas E = 2.1 x Perencanaan Gelagar Memanjang Gelagar Memanjang Gelagar Melintang 5000 Gambar 4.9.Detail Perencanaan Gelagar Untuk perencanaan gelagar memanjang dipilih profil WF dengan dimensi 400x200x8x13 Data data profil : A = 84.1 cm 2 ; ix =16.8 cm g = 66 kg/m; iy = 4.54 cm d = 400 mm; Ix = cm 4 b = 200 mm; Iy = 1740 cm 4 tf = 13 mm; Zx = 1190 cm 3 tb = 8 mm; Zy = 174 cm Pembebanan Beban Mati Berat pelat beton = 0.20 x 1.7 x 2500 x 1.3 = kg/m Berat aspal = 0.05 x 1.7 x 2240 x 2.0 = kg/m Berat bekisting = 0.03 x 1.7 x 800 x 1.4 = kg/m Berat sendiri balok = 66 x 1.1 = 72.6 kg/m Qd (u) = kg/m 4-15

16 M D = 1 x Qd (u) x l2 8 = 1 8 x x 52 = kgm Beban Hidup Beban terbagi rata (UDL) Menurut ketentuan RSNI T pada pasal 6.3 untuk : L 30 m ; q = 9.0 kpa L > 30 m ; q = 9.0( L ) kpa Pembebanan UDL : L = 5 m ; q = 9 kpa = 900 kg/m 2 Beban yang bekerja : Q L = 900 x 1.7 x 1.8 = 1683 kg/m = kn/m Beban garis (KEL) Beban garis (KEL) sebesar p kn/m, ditempatkan tegak lurus dari arah lalu lintas pada jembatan dimana besarnya : P = 49 kn/m = 4900 kg/m Faktor beban dinamik yang berlaku untuk KEL ditentukan melalui gambar 8 SNI T , didapatkan harga DLA = 30 %, sehingga beban yang bekerja dengan adanya factor kejut DLA adalah : Menurut ketentuan SNI T ps (3) P 1 = (1 + DLA) x P x b1 x K U TD P 1 = ( ) x 49 x 1.7 x 1.8 = kn = Kg 4-16

17 P1 ql1 A L (m) B 1 4 x PL1 x L 1 8 x ql1 x L 2 M L1 = Gambar Pembebanan Akibat Beban UDL dan KEL 1 8 x Q Lx λ² x P 1 x λ = 1 8 x x 5² x x 5 = kgm Momen akibat beban truk T Menurut SNI T , besar beban truk T adalah sebesar kn. merupakan gambar momen akibat pembebanan truk : 4000 A T 5000 T B Gambar Pembebanan Akibat Beban Truk T = (1+0.3) x x 1.8 = kn = kg 4-17

18 400 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur Σ M B = 0 Va x 5 (T x 4.5) (T x 0.5)= 0 Va x 5 (26325 x 4.5) (26325 x 0.5) = 0 Va x = 0 Va = = kg M L2 = Va x 2.5 T x 2 = x x 2 = kgm Karena M L2 < M L1, maka dipakai momen akibat beban hidup yaitu M L = Kgm Kontrol Kekuatan Lentur Mu = φ Mn (M D + M L ) x 100 = 0.9 x fy x Zx ( ) x 100 = 0.9 x 4100 x Zx = 3690 Zx Zx cm 3 (Anggap kompak) Kontrol Penampang Gambar 4.12 Penampang Gelagar Memanjang 4-18

19 a. Badan : h = d 2 (t f + r) = ( ) = 342 mm h tb (LRFD Psl tabel 7.5.1) fy OK!! b. Sayap : b 2tf (LRFD Psl tabel 7.5.1) fy x OK!! Penampang kompak : M nx = M px Kontrol Tekuk Lateral Dipasang shear conector praktis sejarak 120 cm sebagai pengaku arah lateral. L P = 1.76 x i y x E (LRFD Ps tabel 8.3.2) fy L B Mnx = 1.76 x 4.54 x = cm = 120 cm L P > L B (Bentang Pendek) = Mpx Mp φmn Mu = Zx x fy = 1190 x 4100 = kgcm 0.9 x kgcm kgcm kgcm Ok!! 4-19

20 4.5.5 Kontrol Lendutan Persyaratan untuk lendutan per bentang memanjang (L = 5 m). a. Lendutan ijin : δ ijin = λ = 1 x 500 = cm. SNI ps b. Lendutan akibat beban hidup (UDL + KEL) : δ (UDL+KEL) = = 5 ql λ4 x E Ix 48 x P 1λ 3 E Ix x (500) x 10 6 x x (500) x 10 6 x = = cm c. Lendutan akibat beban truck : δ (T) = 1 48 x P Tλ 3 E Ix = 1 48 x (500) x 10 6 x = cm Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat beban truck = cm δ (T) δ ijin Ok!! Kontrol Geser Gaya geser maksimum terjadi apabila beban hidup berada dengan perletakan dan gambar garis pengaruh yang terjadi seperti gambar di bawah ini. 4-20

21 PL2 Qd A 5.00 B P (KEL) UDL 1 Tu 1 Gambar 4.13 Garis Pengaruh Beban Hidup a. Untuk beban hidup (UDL + KEL) : Va max = (P 1 x 1) + ( Q L1 x 1 2 xλ) = ( x 1) + (16.83 x 1 2 x 5) = = kN = kg b. Untuk beban T : Va max = T x ( ) x 2 = x ( ) x 2 = 292.5kN = kg c. Untuk beban Qd : Va max = ( Qd x 1 2 x λ) = ( x 1 2 x 5) = kg Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban hidup sebesar kg 4-21

22 h tb (LRFD Psl a) fy OK!! V u φ x V n (LRFD Psl a) Vu 0.6 x fy x A w Dimana, A w = d x tb Sehingga : 29250kg 0.6 x 4100 x 34.2 x kg kg OK!! 4.6 Perencanaan Gelagar Melintang Untuk perencanaan awal gelagar melintang dipilih profil WF dengan dimensi :900x300x16x28, dan dibawah ini adalah gambar perencanaan jarak gelagar melintang : Balok Melintang Balok Melintang Balok Melintang 5000 Gambar 4.14 Perencanaan Jarak Gelagar Melintang Data data profil WF 900x300 x16x28: A = cm 2 ; ix = cm g = 243 kg/m; iy = 6.39 cm d = 900 mm; Ix = cm 4 b = 300 mm; Iy = cm 4 tf = 28 mm; Zx = 9140 cm 3 tb = 16 mm; Zy = 843 cm

23 4.6.1 Pembebanan a. Beban Mati Sebelum komposit q Beban Gelagar Memanjang Gambar 4.15 Pembebanan Gelagar Melintang (sebelum komposit) Berat gelagar memanjang ((66 * 5) / 1.4) x 1.1 = kg/m Berat gelagar melintang 243 x 1.1 = kg/m Berat pelat beton 0.20 x 2500 x 5 x 1.3 = kg/m Berat bekisting 0.03 x 5 x 800 x 1.4 = kg/m M Q1 = 1 8 x Q D1 x B 2 Q D1 = kg/m = 1 x x = Kg.m Sesudah komposit TROTOAR ASPAL A B Gambar 4.16 Pembebanan Gelagar Melintang (komposit) Berat aspal = 0.05 x 2240 x 5 x 2 = kg/m Berat kerb = 0.25 x 2500 x 5 x 1.3 = kg/m Q D2 = kg/m 4-23

24 Σ M B = 0 Ra x 7.5 = ( x 1 x 7) + (1120 x 6.5 x 3.25) Ra x 7.5 = Ra x 7.5 = Ra = kg M Q2 = (Ra x 3.75) ( x 1 x 3.25) (1120 x 3.75 x 1.875) = ( x 3.75) ( x 1 x 3.25) (1120 x 3.75 x 1.875) = = Kg.m b. Beban Hidup Beban terbadi rata (UDL) Untuk L = 5 m Maka digunakan : q = 9 kpa = 900 kg/m 2 q UDL = q x λ x 1.8 = 900 x 5 x 1.8= 8100 kg/m - Beban garis (KEL) Beban P = 49 kn/m = 4900 kg/m dengan factor DLA = 0.3 Maka beban KEL yang bekerja adalah P KEL = (1+ DLA) x P x K U TD = ( ) x 4900 x 1.8 = kg/m 50 % D 1 m 5.5 m 100 % D A B B Gambar 4.17 Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL Beban D = Beban UDL + Beban KEL = = kg/m 4-24

25 q 1 q 2 = 100% x = kg/m = 50% x = 9783 kg/m Σ M B = 0 (Va x 7.5) (q 2 x 1 x 6) (q 1 x 5.5 x 2.75) = 0 Va x 7.5 = (9783 x 1 x 6) + (19566 x 5.5 x 2.75) Va = = kg 7.5 M max L1 = Va x q 2 x 1 x q 1 x 2.75 x = ( x 3.75) (9783 x 1 x 3.25) - (19566 x 2.75 x 1.375) = kgm - Beban truck T T T T T A B 1000 B Gambar 4.18 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi a) T = (1+0.3) x x 1.8 = kn = kg Σ M B = 0 Va x 7.5 T ( ) = x 13 Va = = kg 7.5 M max L2a = Va x 3.75 T (1.75) = x x 1.75 = kgm 4-25

26 1750 A T B T B Gambar 4.19 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi b) Σ M B = 0 Va x 7.5 T ( ) = x 6.5 Va = = kg 7.5 M max L2b = Va x 3.75 T (0.375) = x x = kgm Dipakai momen beban truck kondisi a = kgm Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang memberikan M max terbesar yaitu : Mmax L2 = kgm Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton Menurut SNI T ps lebar efektif pelat beton - be 1 S 500 cm - be 2 L 5 Dimana : S L = 150 cm = Jarak antar gelagar melintang = Lebar jembatan Untuk lebar effektif pelat beton diambil yang terkecil yaitu 150 cm 4-26

27 h d2 tb d1 a Bab IV Analisis Perhitungan Struktur Cek criteria penampang h = d 2 (t f + r) = ( ) = 788 mm h tb (LRFD Psl tabel 7.5.1) fy OK!! a. Menentukan Letak Garis Netral Luas beton : A C = beff x tb = 1500 x 200 = mm 2 = 3000 cm 2 Luas baja : A S = cm 2 C 1 = A s x f y = x 410 = 1.27 x 10 7 N C 2 = 0.85 x f c x A c = 0.85 x 35 x = 8.92 x 10 6 N Nilai C diambil yang terkecil = 8.92 x 10 6 N. Menentukan jarak jarak dari centroid gaya-gaya yang bekerja C a = 0.85 x f c x be 8.92 x10 6 a = = mm 0.85 x 35 x 1500 be C Grs. Netral T = As x fy Gambar 4.20 Garis Netral 4-27

28 Menentukan momen nominal dari interaksi pelat beton dengan baja : d1 = (tb a/2) = ( /2) = cm d2 = d/2 = 900/2 = 450 mm = 45 cm Perhitungan momen Mn = T (d1 + d2) C = T Mn = 8920 ( ) = kncm = knm Mu = M Q1 + M Q2 + M maxl = = kgm = knm Syarat Momen : Mu Ø Mn x knm.. OK!! Gaya Geser Gaya geser sebelum komposit qd1 B Va Va Gambar 4.21 Beban Merata Geser Sebelum Komposit = 0.5 x Q D1 x B = 0.5 x x 7.5 = kg 4-28

29 Gaya geser setelah komposit q kerb q aspal Gambar 4.22 Beban Merata Geser Setelah Komposit B Σ M B = 0 Va x 7.5 (q kerb x 1 x 7) (q aspal x 6.5 x 3.25) = 0 Va x 7.5 = ( x 1 x 7) + (380.8 x 6.5 x 3.25) Va x 7.5 = Va = kg Gaya geser akibat beban hidup Gaya geser maksimum diperoleh jika UDL + KEL tidak simetris. 50 % D 5.5 m 100 % D A B B Gambar 4.23Gaya Geser Akibat UDL + KEL Tak Simetris Σ M B = 0 (Va x 7.5) (q 2 x 1 x 6) (q 1 x 5.5 x 2.75) = 0 Va x 7.5 = (9783 x 1 x 6) + (19566 x 5.5 x 2.75) Va = = kg 7.5 Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban hidup sebesar kg h t w 1100 fy OK!! 4-29

30 V u φ x V n Vu 0.6 x fy x A w Dimana, A w = dx tb Sehingga : kg 0.6 x 4100 x 34.2 x kg kg OK!! Kontrol Lendutan Persyaratan untuk lendutan per bentang melintang (L = 7.5 m). Lendutan ijin : δ ijin = λ = 1 x 750 = cm. SNI ps Lendutan akibat beban hidup (UDL + KEL) : 5 δ (UDL+KEL) = 384 = ql λ4 x E Ix x P 1 λ3 E Ix x 81 (750) x 10 6 x x (750) x 10 6 x = = cm d. Lendutan akibat beban truck : δ (T) = 1 48 x P T λ3 E Ix = 1 48 x (750) x 10 6 = cm x Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat beban hidup (UDL + KEL) = δ (T) δ ijin Ok!! 4-30

31 4.7 Perencanaan Penghubung Geser (Shear Connector) Digunakan shear connector jenis paku / stud dengan data - data sebagai berikut : Diameter = 24 mm Tinggi total = 100 mm Jarak melintang antar stud = 140 mm Kuat beton f c = 35 MPa Fu = 550 MPa Kekuatan Stud Connector (Q) Kekuatan shear connector jenis paku dihitung berdasarkan LRFD Pasal : Qn = 0.5 Asc ( f c. Ec) rs Asc.fu Dimana : Asc = Luas penampang shear connector fu = Tegangan putus stud / paku Qn = Kuat nominal geser untuk shear connector Asc = 1 4 π d2 = 1 4 π 242 = mm 2 Asc.fu = x 550 = N Ec = 4700 ( 35) = MPa Qn = 0.5 x ( 35 x ) x 1 Vn n = N N = As x fy = x 410 = N = Vn Qn = = Maka jumlah shear connector yang dibutuhkan di sepanjang balok 2n = 2 x 57 = 114 buah. Jarak shear connector = 1000/114 = cm 4-31

32 900 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur d = 24 mm 900 x 300 x 16 x 28 Gambar 4.24Pemasangan Shear Connector 4.8 Perencanaan Rangka Utama Pembebanan a. Beban Mati - Berat sendiri gelagar memanjang, profil WF 400x200x8x13 : G 1 = 4 x 66 x 120 x 1.1 = kg - Berat sendiri gelagar melintang, profil WF 900x300 x16x28 : G 2 = 25 x 243 x 7.5 x 1.1 = kg - Berat lantai kendaraan : G 3 = 0.2 x 7.5x 120 x 2500 x 1.3= kg - Berat lantai trotoar : G 4 = 0.25 x 1x 120 x 2500 x 1.3 = kg - Berat pipa sandaran : G 5 - Berat aspal : G 6 = (11.34 x 2x 120 x 1.1) x 2 = kg = 0.05 x 6.5 x 120 x 2240 x 1.3 = kg Jadi berat total : 4-32

33 G total = G 1 + G 2 + G 3 + G 4 + G 5 + G 6 = = kg Beban mati yang dipikul oleh tiap gelagar induk : G = G total = = kg 2 Beban mati yang diterima tiap titik buhul : P 1 = G 2 = = kg Beban mati yang diterima tiap titik buhul : P 2 = P 1 2 = = kg b. Beban Hidup - Beban lajur D L = 120 > 30 m q = 9.0 x ( ) = kpa = kg/m 120 maka, q = q x K = x 1.8 = kg/m Beban 100 % q 1 = x 100 % = kg/m Beban 50 % q 2 = x 50 % = kg/m % D 100 % D A B 7500 Beban hidup yang diterima tiap gelagar R A x 7.5 ( x 1 x 6) - ( x 5.5 x 2.75) = R A = = kg/m 7.5 Maka beban yang diterima gelagar sepanjang L = 120 m adalah 4-33

34 Q = R A x 120 = x 120 = kg Beban hidup yang diterima tiap titik buhul tengah Q t = Q = = kg Σ titik buhul 25 Beban hidup yang diterima tiap titik buhul tepi Q u = Q t 2 - Beban garis (P) P = = 4900 kg/m = kg Faktor beban dinamis (DLA) = 30% = ( ) = 1.3 P U = 4900 x 1.3 x 1.8 = kg/m Beban 100 % P 1 = x 5.5 x 100% = kg Beban 50 % P 2 = x 1 x 50 % = 5733 kg A P2 P B 7500 Beban hidup yang diterima tiap gelagar R A x 7.5 (5733 x 6) - (63063 x 2.75) = R A = = kg 7.5 c. Gaya Rem Panjang jembatan = 120 m Berdasarkan gambar 3.6 (RSNI T ps. 6.7) untuk jembatan dengan bentang L = 120 m, maka gaya rem sebesar = 250 kn = kg Gambar 4.25Grafik gaya rem per lajur 2.75 m (KBU) - Gaya rem yang dipikul tiap gelagar : 4-34

35 P R = P 2 x 1.8 = x 1.8 = kg - Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tengah : P Rt = P R = Σ titik buhul 24 = kg - Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tepi : P Ru = P Rt 2 = = kg 2 d. Beban Angin - Pada sisi kendaraan yang tekena angin T EW = x C W x V 2 W x Ab (SNI-T ps ) Dimana : T EW 2 V W : Gaya angin pada sisi rangka jembatan (kg) : Kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau. C W : Koefisien seret = 1,2 Ab : Luas koefisien bagian samping jembatan (m 2 ) Ab a1+ a2 = x t x 30% = x 6.1 x 30% = m 2 2 T EW1 = x C W x V 2 W x Ab = x 1.2 x 30 2 x = kN = kg 4-35

36 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur H A TEW 2 TEW 1 H B Gambar 4.26 Beban angin pada sisi kendaraan dan sisi rangka jembatan - Pada sisi rangka yang terkena angin T EW2 = x C W x V W 2 x Ab = x 1.2 x 30 2 x = kn = kg Beban angin yang diterima oleh gelagar induk : ΣV = 0 R A x b T EW1 x a 1 T EW2 x a 2 = 0 R A x x x 3.05 = R A = = kg 7.5 Beban angin yang diterima tiap titik buhul tengah : P t = R A = = kg Σ titik buhul 24 Beban angin yang diterima tiap titik buhul tepi (ujung) : P u = P t 2 = = kg 2 - Beban angin yang diterima ikatan angin atas ΣMB = 0 (H A x 6.1) (T EW1 x 1) (T EW2 x 3.05) (H A x 6.1) ( x 1) ( x 3.05) 4-36

37 H A = = kg 6.1 Beban angin yang diterima tiap titik buhul tengah : P At = H A = = kg Σ titik buhul 23 Beban angin yang diterima titik buhul ujung : P Au Statika Pembebanan = P At 2 = = kg 2 Statika pembebanan untuk perencanaan rangka utama menggunakan program SAP2000. Data data yang digunakan adalah : Gambar 4.27Gambar perencanaan jembatan tipe warren truss 1. Data Struktur : a. Panjang jembatan = 120 m b. Lebar jembatan = 7.5 m c. Lebar lantai trotoar = 1 m d. Tebal lantai trotoar = 0.25 m e. Lebar lantai kendaraan = 6.5 m f. Tebal lantai kendaraan = 0.2 m g. Tinggi rangka jembatan = 6.1 m h. Jarak antar gelagar memanjang = ( ) m i. Jarak antar gelagar melintang = 5 m j. Tipe jembatan = Jembatan rangka baja tipe warren trus 2. Untuk Profil Baja a. Gelagar memanjang = 400 x 200 x 8 x13 b. Gelagar melintang = 900 x 300 x 16 x

38 3. Skema Pembebanan a. Pembebanan Akibat Beban Mati 1 2 Pm 2 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm 1 Pm Pm Gambar 4.28Pembebanan akibat beban mati 120 Beban mati yang bekerja pada titik simpul : Pm1 Pm2 = kg = kg b. Pembebanan Akibat Beban Hidup 1 2 Ph 2 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph 1 Ph Ph Gambar 4.29 Pembebanan akibat beban hidup Beban hidup yang bekerja pada titik simpul akibat beban terbagi rata : Ph1 Ph 2 = kg = kg c. Pembebanan Akibat Beban Garis 1 2 Pg 2 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg 1 Pg Pg Gambar 4.30 Pembebanan akibat beban garis Beban hidup yang bekerja pada titik simpul akibatbebangaris : Pg1 Pg 2 = kg = kg 4-38

39 5000 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur d. Pembebanan Akibat Beban Rem Pr 2 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr 1 Pr Gambar 4.31 Pembebanan akibat beban rem Beban rem yang bekerja pada titik simpul : Pr1 Pr 2 = kg = kg e. Pembebanan Akibat Beban Angin - Ikatan angin atas Pat 2 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 1 Pat 2 Rangka Bawah Ikatan Angin Atas Rangka Atas Gambar 4.32 Pembebanan akibat beban angin atas Beban Angin yang bekerja pada titik simpul : Paa 1 = kg Paa 2 = kg f. Pembebanan Truk P1 = 50 kn P2 = 250 kn P3 = 250 kn Gambar 4.33 Pembebanan akibat beban Truk 4-39

40 5 m Bab IV Analisis Perhitungan Struktur a. Garis Pengaruh Terhadap Beban P1 C D E F G H I P1 = 50 kn A J K L M N O B Gambar 4.34 Garis pengaruh terhadap beban P1 Untuk mencari gaya batang diatas menggunakan cara ritter dengan cara memotong batang S EF, S EL dan S KL. P1 = 50 kn di K MA = 0 VB = 0 VB = 4.17 kn S EF E S EL sina 63 S KL L B 105 m 4.17 kn ML = x105 S EF x. 5 = 0 S EF = kN V = S EL Sin α = 0 S EL = / 0.89 = kn MC = x S KL x 5 = 0 S KL = kn 4-40

41 P1 = 50 kn di L MB = 0 VA = kn E S EF A S EL sina 63 L S KL kn 15 m ML = x 15 S EF x 5 = 0 S EF = kn V = S EL Sin α = 0 S EL = / 0.89 = kN ME = x 5 + S KL x 5 = 0 S KL = kN C D E F G H I P1 = 50 kn A J K L M N O B GP S EF GP S EL GP S KL + Gambar 4.35 Garis pengaruh S EF, S EL dan S KL 4-41

42 5 m Bab IV Analisis Perhitungan Struktur b. Garis Pengaruh Terhadap Beban P2 C D E F G H I P2 = 250 kn A J K L M N O B Gambar 4.36 Garis pengaruh terhadap beban P2 Untuk mencari gaya batang diatas menggunakan cara ritter dengan cara memotong batang S FG, S FM dan S LM. P1 = 250 kn di L MA = 0 VB x 15 = 0 VB = 31.25kN S FG F S FM sina 63 S LM M B 100 m kn MM = x 100 S FG x 5 = 0 S EF = -625kN V = S FM Sin α = 0 S FM = / 0.89 = kN MF = x S KL. 5 = 0 S KL = 750Kn 4-42

43 P1 = 250 kn di M MB = 0 VA = kN F S FG SFM sina 63 A M S LM kn 20 m MM = x 20 S FG x 5 = 0 S FG = -875kN V = S FM Sin α = 0 S FM = 875 / 0.89 = kN MF = x 5 + S LM x 5 = 0 S LM = 875Kn C D E F G H I P1 = 250 kn A J K L M N O B GP S FG GP S FM GP S LM Gambar 4.37 Garis pengaruh S FG, S FM dan S LM 4-43

44 4.9 Perencanaan Dimensi Profil Rangka Utama Perhitungan Dimensi Batang Tekan Dari hasil analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang P u = kg Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 600 x 300 x 14 x 23 Data data profil : A = cm 2 ; ix = 24.9 cm g = 175 kg/m; iy = 6.9 cm d = 600 mm; Ix = cm 4 b = 300 mm; Iy = cm 4 tf = 23 mm; Zx = 4620 cm 3 tb = 14 mm; Zy = 701 cm 3 Persyaratan kekuatan menurut LRFD untuk batang tekan dinyatakan sebagai berikut. Dimana : c P n P u = Faktor resistansi (0.85) c P n P u = Kekuatan nominal batang tekan bahan (kg) = F cr. A g = Beban layan terfaktor (kg) Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi : a. Menghitung Radius Girasi (r) Dimana: Ix = Momen inersia arah x (cm 3 ) Iy = Momen inersia arah y (cm 3 ) Ag = luas bruto penampang lintang (cm 3 ) r x = Radius girasi arah x r y = Radius girasi arah y rx = I x A g = = cm ry = I y A g = = 6.9 cm

45 b. Parameter kerampingan (λc) λc = K.L r F y π 2 E Dimana : K = Faktor panjang efektif = 0,5 L = Panjang bentang yang ditinjau (cm) F y = Tegangan leleh baja = 4100 kg/cm 2 E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 10 6 kg/cm 2 ) λ c = Parameter kerampingan r = Radius girasi (cm) 0.5 x 559 λc = π 2 (2.1 x 10 6 = 0.57 cm ) c. Menghitung tegangan Kritis penampang (F cr ) λc 1,5 F cr = ( c ). Fy 2 (0.57) F cr = ( ) x 4100 = kg/cm 2 Maka : c P n P u 0.85 x x kg kg kg (Profil aman) Perhitungan Dimensi Batang Tarik Dari hasil analisa analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang P u = kg. Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 600 x 300 x 14 x 23. Data data profil : A = cm 2 ; ix = 24.9 cm g = 175 kg/m; iy = 6.9 cm d = 600 mm; Ix = cm 4 b = 300 mm; Iy = cm 4 tf = 23 mm; Zx = 4620 cm 3 tb = 14 mm; Zy = 701 cm

46 Persyaratan kekuatan menurut LRFD untuk batang tekan dinyatakan sebagai berikut. Dimana : c P n P u = Faktor resistansi (0.85) c P n P u Cek rasio profil : = Kekuatan nominal batang tekan bahan (kg) = F cr. A g = Beban layan terfaktor (kg) Karena dua elemen (Flens-flens) dari penampang lintang dihubungkan sedangkan pada elemen badan tidak dihubungkan, maka profil dicek dengan menggunakan persamaan : b 2tf 170 fy x Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi : a. Menghitung luas nominal Digunakan baut A325 dengan diameter = 7 inchi = 2.22 cm 8 Lebar lubang baut = Luas nominal pelat : = 1 inchi = 2.54 cm An= A g (lebar lubang baut x tebal flens) =222.4 (2.54 x 2.3) = cm 2 Luas bersih plat (Luas efektif penampang) berdasarkan : A c = U. A n Dimana : U = Koefisien reduksi yang nilainya tidak boleh lebih dari 85% Maka : A c = U. A n = 0.85 x = cm

47 b. Kontrol kekuatan Desain Didasarkan pada pelelehan penampang bruto : t T n = t F y A g Dimana : = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,90) t T n = Kekuatan nominal batang tarik (kg) F y = Tegangan leleh baja =4100 kg/cm 2 A g = Luas bruto penampang lintang = cm 2 Jadi : t T n = t F y A g Pu 0.90 x 4100 x kg kg kg (Profil aman) Didasarkan pada retakan penampang bersih t T n = t F u A c = 0.75F u.a c Dimana : t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,75) T n = Kekuatan nominal batang tarik (kg) F u = Kekuatan tarik baja struktur = 5500 kg/cm 2 A c = Luas bersih efektif antara batang tarik = cm 2 Jadi :0.75F u.a c Pu 0.75 x 5500 x kg kg kg (Profil aman) Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil yaitu : kg P u = kg 4-47

48 4.10 Perencanaan Dimensi Ikatan Angin Atas Perencanaan Dimensi Batang Vertikal Dari hasil analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang P u = kg Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 200 x 150 x 6 x 9. Data data profil : A = cm 2 ; ix = 8.30 cm g = 30,6 kg/m; iy = 3.61 cm d = 200 mm; Ix = 2690 cm 4 b = 150 mm; Iy = 507 cm 4 tf = 9 mm; Zx = 277 cm 3 tb = 6 mm; Zy = 67.6 cm 3 Persyaratan kekuatan menurut LRFD untuk batang tekan dinyatakan sebagai berikut. Dimana : c P n P u = Faktor resistansi (0.85) c P n P u = Kekuatan nominal batang tekan bahan (kg) = F cr. A g = Beban layan terfaktor (kg) Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi : a. Menghitung Radius Girasi (r) Dimana: Ix = Momen inersia arah x (cm 3 ) Iy = Momen inersia arah y (cm 3 ) Ag = luas bruto penampang lintang (cm 3 ) r x = Radius girasi arah x r y = Radius girasi arah y rx = I x A g = 2690 = 8.30 cm ry = I y A g = 507 = 3.61 cm

49 b. Parameter kerampingan (λc) λc = K.L r F y π 2 E Dimana : K = Faktor panjang efektif = 0,5 L = Panjang bentang yang ditinjau (cm) F y = Tegangan leleh baja = 4100 kg/cm 2 E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 10 6 kg/cm 2 ) λ c = Parameter kerampingan r = Radius girasi (cm) 0.5 x 750 λc = π 2 (2.1 x 10 6 = 1.46 cm ) c. Menghitung tegangan Kritis penampang (F cr ) λc 1,5 F cr = ( c ). Fy 2 (1.46) F cr = ( ) x 4100 = kg/cm 2 Maka : c P n P u 0.85 x x kg kg kg (Profil aman) Perencanaan Dimensi Batang Diagonal Tekan Dari hasil analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang P u = kg Dimensi batang dicoba menggunakan profil L 100 x 100 x 10. Data data profil : A = 19.2cm 2 ; Ix = 177 cm g = 15.1 kg/m; L = 625 cm Persyaratan kekuatan menurut LRFD untuk batang tekan dinyatakan sebagai berikut. Dimana : c P n P u = Faktor resistansi (0.85) c P n = Kekuatan nominal batang tekan bahan (kg) = F cr. A g 4-49

50 P u = Beban layan terfaktor (kg) Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi : a. Menghitung Radius Girasi (r) Dimana: Ix = Momen inersia arah x (cm 3 ) Iy = Momen inersia arah y (cm 3 ) Ag = luas bruto penampang lintang (cm 3 ) r x = Radius girasi arah x r y = Radius girasi arah y rx = I x A g = 177 = 3.04 cm 19.2 b. Parameter kerampingan (λc) λc = K.L r F y π 2 E Dimana : K = Faktor panjang efektif = 0,5 L = Panjang bentang yang ditinjau (cm) F y = Tegangan leleh baja = 4100 kg/cm 2 E = Modulus elastisitas baja (2,1 x 10 6 kg/cm 2 ) λ c = Parameter kerampingan r = Radius girasi (cm) 0.5 x 625 λc = π 2 (2.1 x 10 6 = 1.45 cm ) c. Menghitung tegangan Kritis penampang (F cr ) λc 1,5 F cr = ( c ). Fy 2 (1.45) F cr = ( ) x 4100 = kg/cm 2 Maka : c P n P u 0.85 x x kg kg kg (Profil aman) 4-50

51 Perencanaan Dimensi Batang Diagonal Tarik Dari hasil analisa analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang P u = kg. Dimensi batang dicoba menggunakan profil L 100 x 100 x 10. Data data profil : A= 19.2cm 2 ; Ix= 177 cm g = 15.1 kg/m ; L= 625 cm Persyaratan kekuatan menurut LRFD untuk batang tekan dinyatakan sebagai berikut. Dimana : c P n P u = Faktor resistansi (0.85) c P n P u Cek rasio profil : = Kekuatan nominal batang tekan bahan (kg) = F cr. A g = Beban layan terfaktor (kg) Karena dua elemen (Flens-flens) dari penampang lintang dihubungkan sedangkan pada elemen badan tidak dihubungkan, maka profil dicek dengan menggunakan persamaan : b 2tf 170 fy x Adapun perhitungan dimensi batang tekan meliputi : a. Menghitung luas nominal Digunakan baut A325 dengan diameter= 3 inchi = 1.91 cm 4 Lebar lubang baut = Luas nominal pelat : = 1 inchi = 2.54 cm An= A g (lebar lubang baut x tebal flens) = 19.2 (2.54 x 1) = cm

52 Luas bersih plat (Luas efektif penampang) berdasarkan : A c = U. A n Dimana : U = Koefisien reduksi yang nilainya tidak boleh lebih dari 85% Maka : A c = U. A n = 0.85 x = cm 2 b. Kontrol kekuatan Desain Didasarkan pada pelelehan penampang bruto : t T n = t F y A g Dimana : = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,90) t T n = Kekuatan nominal batang tarik (kg) F y = Tegangan leleh baja = 4100 kg/cm 2 A g = Luas bruto penampang lintang = cm 2 Jadi : t T n = t F y A g Pu 0.90 x 4100 x kg kg kg (Profil aman) Didasarkan pada retakan penampang bersih t T n = t F u A c = 0.75F u.a c Dimana : t = Faktor resistensi untuk keadaan batas pelelehan (0,75) T n = Kekuatan nominal batang tarik (kg) F u = Kekuatan tarik baja struktur = 5500 kg/cm 2 A c = Luas bersih efektif antara batang tarik = cm 2 Jadi : 0.75 F u. A c Pu 0.75 x 5500 x kg kg kg (Profil aman) Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil yaitu :58410 kg P u = kg 4-52

53 4.11 Perencanaan Sambungan Sambungan Gelagar Melintang dengan Gelagar Memanjang Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi (HTB) yang perencanaannya berdasarkan AISC LRFD. Kekuatan geser baut (LRFD ) Vd = f x Vn Dimana Vn = r 1 x f u x Ab Keterangan : r 1 = untuk baut tanpa ulir pada bidang geser (0.5) r 1 = untuk baut tanpa ulir pada bidang geser (0.4) f = factor reduksi kekuatan untuk fraktur (0.75) fu = tegangan tarik putus baut Ab = Luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir Kekuatan tumpu (LRFD ) Rd = f x Rn Dimana Rn = 2.4 x d b x t p x f u Data data perencanaan : Pelat Penyambung t p = 12mm ; BJ 41 Baut d b = 16mm ; BJ 50 lubang = = 17.6 mm (di bor) Sambungan pada gelagar memanjang (2 bidang geser) Kekuatan ijin 1 baut : - Kuat geser baut Vd = f x Vn = 0.75 x 0.4 x 5500 x 2 x (0.25 x x ) = kg - Kuat tumpu baut Rd = f x Rn = 0.75 x 2.4 x (0.25 x x ) x 2 x 5500 = kg 4-53

54 Gaya yang bekerja adalah gaya geser maksimum antara gelagar memanjang dengan melintang. Pu = 1 2 x {(Qd x ) + (QLx ) + P 1} = 1 x {( x 5) + (16.83 x 5) } 2 = kg Jumlah baut yang diperlukan n = Pu Vd = = baut Sambungan pada gelagar melintang (1 bidang geser) - Kuat geser baut Vd = f x Vn = 0.75 x 0.4 x 5500 x (0.25 x x ) = kg - Kekuatan tumpu baut Rd = f x Rn = 0.75 x 2.4 x (0.25 x x ) x 2 x 5500 = kg Jumlah baut yang diperlukan n = Pu Vd = Masing masing sisi 3 buah baut Kontrol pelat siku Luas geser pelat siku Anv = Lnv x t L = baut (2 sisi) = (L n x d 1 ) x t L = (100 3 x 17.6) x 10 = 472 mm 2 Kuat rencana Rn = x 0.6 x fu x Anv = 0.75 x 0.6 x 5500 x 4.72 = kg 4-54

55 Karena 2 siku maka 2 Rn > Pu 2 x > kg > kg OK!! Gelar Memanjang IWF 400x200x8x13 Baut pada gelagar memanjang Ø 16 mm Baut pada gelagar melintang Ø 16 mm L 100x100x10 Gelar Melintang IWF 900x300x16x28 Gambar 4.38 Sambungan Gelagar Melintang - Memanjang Sambungan Gelagar Melintang dengan Gelagar Induk Besarnya gayalintang yang bekerja pada gelagar melintang - Akibat beban pelat = 0.5 x ((5 x 7.5) x 0.2 x 2500 x 1.3) = 4875 kg - Akibat gelagar memanjang = 0.5 x (66 x 5 x 4 x 1.1) = 726 kg - Akibat gelagar melintang = 0.5 x (243 x 7.5 x 1 x 1.1) = kg - Akibat Beban T = (1+0.3) x x 1.8 = kn = kg - Akibat beban mati trotoar = (1 x 5 x 0.25) x 2500 x 1.3 = kg - Akibat beban hidup trotoar = 500 kg Pu = = kg Kekuatan tumpu (LRFD ) Rd = f x Rn Dimana Rnn = 2.4 x d b x t p x f u Data data perencanaan : Pelat Penyambung t p = 12 mm ; BJ 41 Baut d b = 22 mm ; BJ 50 lubang = = 24.2 mm (dibor) 4-55

56 A. Sambungan tipe tumpu dengan ulir tidak pada bidang geser - Kekuatan ijin 1 baut - Kuat geser baut Vd = f x Vn = 0.75 x 0.4 x 5500 x (0.25 x x ) = kg - Kuat tumpu baut Rd = f x Rn = 0.75 x 2.4 x (0.25 x x ) x 1.2 x 5500 = k Jumlah baut yang diperlukan n = Pu Vd = = baut Gelagar Induk (Rangka Utama) 600x300x14x23 Gelagar Melintang 900x300x16x28 Baut Ø22 mm L 100x100x10 Gambar 4.39 Sambungan Gelagar Melintang dengan Gelagar Induk Sambungan Batang (Simpul) Pada Gelagar Induk Gambar 4.40 Sambungan batang (simpul) pada gelagar Induk 4-56

57 Sambungan pada rangka menggunakan baut mutu tinggi A Kekuatan bahan tarik (F b u ) = kg/cm 2 - Kekuatan tarik = kg/cm 2 - Kekuatan geser = kg/cm 2 - Diameter baut = 27 mm - Diameter lubang baut = = 29.7 mm - Luas baut (Ab) = ¼ d 2 = (0.25 x x ) = cm 2 A. Kekuatan tarik desain Rn =. (0.75. F b u ). Ab Dimana : = Faktor resistansi = 0.75 Rn = Kekuatan geser desain penyambung (kg) F b u = Kekuatan tarik baut = 8274 kg/cm 2 A b = Luas penampang baut = cm 2 Maka Rn =. (0.75. F b u ). Ab = 0.75 x (0.75 x 8274) x 5.725= kg B. Kekuatan geser desain Rn =. (0.60. F b u ).m.ab Dimana : = Faktor resistensi = 0.65 Rn = Kekuatan tarik desain (kg) b F u A b = Kekuatan tarik bahan baut = 8274 kg/cm 2 = Luas penampang baut = cm m = Banyaknya bidang geser yang terlibat = 2 Maka, Rn =. (0.6. F b u ).m. Ab = 0.65 x (0.6 x 8274) x 2 x = kg C. Kekuatan tumpu desain Rn =. (2,4. d. t. Fu) Dimana : = Faktor resistensi = 0.75 Rn = Kekuatan tumpu desain (kg) 4-57

58 F u = Bj. 55, Fu = 5500 kg/cm 2 d = Diameter baut nominal = 2.7 cm Maka Rn =. (2.4. d. t. Fu) = 0.75 x (2.4 x 2.7 x 1.2 x 5500) =32076 kg Diambil nilai Rn yang terkecil yaitu pada kekuatan tarik desain sebesar kg D. Menentukan jumlah baut n = Pu Rn = = baut Jarak baut tepi ke tepi plat (L) = 1,5 d s/d 3 d Dipakai jarak baut tepi ke tepi plat =5 cm Jarak antar baut (L) Dipakai jarak antar baut =10 cm Ketebalan plat yang digunakan : t P.F u L Dimana : = Faktor resistensi = 0,75 = (1.5 x 2.7) s/d (3 x 22.7) = 4.05 cm s/d 8.1 cm = 2.5 d s/d 7 d F u = Kekuatan tarik pelat (kg/cm 2 ) P = Beban terfaktor (kg) t / x 5500 x 7.5 = 1.51 = (2.5 x 2.7) s/d (7 x 2.7) = 6.75 cm s/d 18.9 cm Digunakan pelat penyambung dengan ketebalan 2 cm 4-58