BAB IV ANALISA DATA, EVALUASI KERUSAKAN DAN PERHITUNGAN STRUKTUR

Transkripsi

1 IV-1 BAB IV ANALISA DATA, EVALUASI KERUSAKAN DAN PERHITUNGAN STRUKTUR IV. 1 ANALISA DATA IV Analisa Data Tanah Analisa terhadap data tanah dimaksudkan untuk mengetahui sifat fisis dan sifat teknis dari tanah guna mengevaluasi dan memberikan rekomendasi penyelesaian permasalahan pada pondasi. Data tanah untuk Jembatan Guntur diambilkan langsung dari lokasi jembatan tersebut. Penyelidikan tanah untuk Jembatan Guntur dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Program D-III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Penyelidikan tanah yang dilakukan meliputi penyelidikan sondir, pekerjaan bor, dan pekerjaan laboratorium. IV Hasil Penyelidikan Tanah 1. Penyelidikan sondir Pada pekerjaan sondir, alat yang digunakan adalah sondir ringan manual type Gouda/Dutch Cone Penetration dengan kapasitas 2,50 ton dan tahanan konus (conus resistance) q c = 200,0 kg/cm 2. Titik sondir S.1 Untuk titik sondir S.1 kedalaman yang dapat dilaksanakan mencapai kedalaman -20,00 meter dari permukaan tanah setempat hingga kedalaman -3,00 meter nilai tahanan konus (conus resistance) tidak begitu besar,yaitu berkisar antara q c = 10,0-15,0 kg/cm 2. Semakin ke dalam nilai tahanan konus terjadi peningkatan, namun peningkatannya tidak begitu besar yaitu berkisar antara 20,0 30,0 kg/cm 2.Keadaan ini tidak berubah sampai mata conus mencapai kedalaman -20,0 meter. Pada kedalaman -20,0 meter belum terdapat lapisan tanah yang keras, namun jumlah hambatan lekat ( total friction-nya ) cukup baik yaitu lebih besar kg/cm. (Sumber: Laboratorium Mekanika Tanah Program D-III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro)

2 IV-2 Titik sondir S.2 Titik sondir S.2 hasilnya sama dengan titik sondir S.1 yaitu : Untuk titik sondir S.2 kedalaman yang dapat dilaksanakan mencapai kedalaman -20,00 meter dari permukaan tanah setempat hingga kedalaman -3,00 meter nilai tahanan konus (conus resistance) tidak begitu besar,yaitu berkisar antara q c = 10,0-15,0 kg/cm 2. Semakin ke dalam nilai tahanan konus terjadi peningkatan, namun peningkatannya tidak begitu besar yaitu berkisar antara 20,0 30,0 kg/cm 2.Keadaan ini tidak berubah sampai mata conus mencapai kedalaman -20,0 meter. Pada kedalaman -20,0 meter belum terdapat lapisan tanah yang keras, namun jumlah hambatan lekat ( total friction-nya ) cukup baik yaitu lebih besar kg/cm. (Sumber: Laboratorium Mekanika Tanah Program D-III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro) 2. Pekerjaan bor Pada pekerjaan bor, alat yang digunakan adalah bor tangan (hand bor) type Iwan Auger dengan diameter 6 inchi. Jumlah titik bor yang dilaksanakan ada 1 (satu) titik, yaitu titik bor B.I. Titik bor B.1 Kedalaman pengeboran yang dilakukan mencapai -5,00 meter dari permukaan tanah setempat. Dari pemboran ini digambarkan suatu profil bor yang menunjukkan susunan jenis tanah dan letak muka air tanah pada waktu pemboran dilaksanakan. Dari profil bor terlihat bahwa lapisan tanahnya dari permukaan hingga kedalaman -5,00 meter hampir sama, yaitu : lempung padat coklat kelabu. Titik bor B.2 Titik bor B.2 hasilnya sama dengan titik bor B.1, yaitu : Kedalaman pengeboran yang dilakukan mencapai -5,00 meter dari permukaan tanah setempat. Dari pemboran ini digambarkan suatu profil bor yang menunjukkan susunan jenis tanah dan letak muka air tanah pada waktu pemboran dilaksanakan. Dari profil bor terlihat bahwa lapisan tanahnya dari permukaan

3 IV-3 hingga kedalaman -5,00 meter hampir sama, yaitu : lempung padat coklat kelabu. (Sumber: Laboratorium Mekanika Tanah Program D-III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro) 3. Pekerjaan laboratorium Pekerjaan laboratorium yang dilakukan meliputi penyelidikan mengenai sifat-sifat fisik (physical properties) dan sifat-sifat mekanik (mechanical properties) dan juga penggambaran grafik cone resistance, local friction, dan total friction (JHP), serta friction ratio (FR). IV Kesimpulan Hasil Penyelidikan Tanah Dari data hasil penyelidikan tanah dapat disimpulkan bahwa : Dari hasil boring terlihat bahwa sampai kedalaman -5,00 meter lapisan tanahnya berupa lempung. Dari hasil penyondiran sampai kedalaman -20,00 meter belum terdapat nilai conus resistance-nya yang tekanan tanahnya > 200,0 kg/cm 2. Jadi dari hasil penyondiran hingga kedalaman -20,00 meter belum terdapat lapisan tanah keras. Muka air tanah (MAT) sudah ditemukan pada kedalaman -2,50 meter. Berdasarkan hasil penyelidikan tanah di atas, jenis pondasi yang cocok digunakan adalah pondasi tiang pancang. Maka tiang pancang diperhitungkan terhadap lekatan ( friction ). IV.1.2. Analisa Data Hidrologi Analisa hidrologi dilakukan terhadap data sekunder yang diperoleh dari Balai Pengelolaan Sumber Daya Air Pemali Comal Semarang, yang berupa data debit harian Sungai Kabuyutan untuk sepuluh tahun dari tahun 1996 hingga tahun IV.1.3. Analisa Terhadap Penggerusan Dasar Sungai Untuk menghitung besarnya penggerusan (scouring) yang terjadi di dasar sungai, diperlukan data-data sebagai berikut : Debit banjir maksimum untuk periode yang ditinjau Muka air banjir maksimum

4 IV-4 1. Evaluasi Debit Banjir Besarnya debit banjir yang pernah terjadi diambil dari data debit harian terbesar yang pernah terjadi untuk periode sepuluh tahun dari tahun 1996 hingga Tabel IV. 1. Data Debit Harian (m 3 /detik) pada Stasiun Malahayu TAHUN BULAN Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Maximum Rata2 Tahunan Minimum Sumber data Balai Pengelolaan Sumber Daya Air Pemali Comal Semarang Debit harian terbesar yang pernah terjadi = 149,0 m 3 /detik 2. Evaluasi Muka Air Banjir Tinggi muka air banjir disini adalah tinggi muka air yang dihasilkan oleh debit banjir yang pernah terjadi. Evaluasi muka air banjir digunakan untuk mengetahui kelayakan tinggi lantai jembatan terhadap tinggi muka air banjir. Luas daerah tangkapan (A) = 121,06 km 2 Panjang sungai (L) = 28,094 km Kemiringan rata-rata (I) = 0,00189 Elevasi Muka Air Normal (MAN) = +341,61 cm

5 IV-5 Gambar DAS Kabuyutan Kertas A3

6 IV-6 Besarnya kecepatan aliran berdasarkan Metode Rational Mononobe : H V = 72 L 0,6, dimana V = 72 (0,00189) 0,6 = 1,672 m/detik H adalah slope dasar sungai rata-rata L Dengan memperhatikan bentuk penampang sungai, dapat ditentukan luas penampang sungai dan tinggi muka air banjir. Q = A x V A = Q/V = 149 = 89,114 m 2 1,672 B = 40.00m MAB +342,84 m MAN +341,61m H = 2.55m Datum+337,00 m Jarak b = 30.00m Gambar IV. 1. Penampang Melintang Sungai B = 40 m b = 30 m ( b + B) * H A = 2 ( ) * H 89,114 = 2 178,228 = 70*H 178,228 H = = 2,55 m 70

7 IV-7 3. Analisa terhadap penggerusan Dihitung dengan menggunakan metode Lacey, dimana kedalaman penggerusan dipengaruhi oleh Janis material dasar sungai. Penggerusan akan mengikis lapisan tanah dasar sungai yang biasanya terjadi pada dasar sungai yang biasanya terjadi dibawah pilar. Gambar IV. 2. Dalamnya penggerusan Rumusan yang dipakai untuk menganalisa gerusan sebagai berikut: 0,33 Q d = 0,473* f Dimana : d = Kedalaman gerusan normal dari tanah dasar sungai (m) Q = Debit banjir maksimum (m 3 /det) f = Faktor Lempung Lacey yang merupakan keadaan tanah dasar

8 IV-8 Tabel IV. 2. Faktor Lempung Lacey Berdasar Tanah No. Jenis Material Diameter Faktor (mm) (f) 1. Lanau sangat halus (very fine silt) 0,052 0,40 2. Lanau halus (fine silt) 0,120 0,80 3. Lanau sedang (medium silt) 0,233 0,85 4. Lanau (standart silt) 0,322 1,00 5. Pasir (medim sand) 0,505 1,20 6. Pasir kasar (coarse sand) 0,725 1,50 7. Kerikil (heavy sand) 0,920 2,00 Tabel IV. 3. Kedalaman Penggerusan No. Kondisi Aliran Penggerusan Maksimal 1. Aliran Lurus 1,27d 2. Aliran Belok 1,50d 3. Aliran Belok Kanan 1,75d 4. Aliran Sudut Lurus 2,00d 5. Hidung Pilar 2,00d Analisa Penggerusan Sungai diperhitungkan untuk keamanan dari adanya gerusan aliran sungai. Penggerusan terjadi didasar sungai dibawah pilar akibat aliran sungai yang mengikis lapisan tanah dasar sungai. Syarat agar aman dari scouring anatara lain dasar pilar atau pondasi pilar harus berada dibawah bidang scouring maksimum. Dari data yang diperoleh diketahui: Q = 149 m 3 /detik dmaks = 2,00 d Dari data tanah diketahui jenis material pada dasar pilar: - Silt = 4%,ukuran butir mm - Sand = 66 %,ukuran butir mm - Gravel = 30%, ukuran butir 2 10 mm

9 IV-9 Jenis material terbanyak adalah sand, nilai f diambil dari Tabel IV.2 f = 1 Q d = 0,473* f 0,33 0, d = 0,473* 1 d = 3,466 m Penggerusan yang terjadi = 3,466 2,55 = 0,89 m = 2,00* 0,89 = 1,78 m d maks Kedalaman scouring maksimum adaah -1,78 m dari muka tanah. Dasar pilar berada pada -1,5m dari muka tanah. Dasar pilar berada diatas bidang scouring maksimum, maka pilar tidak aman terhadap scouring, sehingga pilar rusak/ ambrol. IV.1.3. Analisa Data LHR IV LHR Masa Perencanaan 1 Tahun NO JENIS KENDARAAN ( 1+i ) n 2006/2007 ( smp ) 2007/2008 ( smp ) 1 Sepeda motor, skuter, sepeda ( 1+0,06 ) kumbang, dan roda 3 2 Sedan, jeep,station wagon ( 1+0,06 ) Oplet, pickup, suburban, ( 1+0,06 ) minibus, combi 4 Microtruck, mobil hantaran ( 1+0,06 ) Bus ( 1+0,06 ) Truk 2 sumbu ( 1+0,06 ) Truk 3 sumbu ( 1+0,06 ) TOTAL LHR ( SMP )

10 IV-10 IV LHR Masa Pelaksanaan 2 Tahun NO JENIS KENDARAAN ( 1+i ) n 2007/2008 ( smp ) 2009/2010 ( smp ) 1 Sepeda motor, skuter, sepeda ( 1+0,06 ) kumbang, dan roda 3 2 Sedan, jeep,station wagon ( 1+0,06 ) Oplet, pickup, suburban, ( 1+0,06 ) minibus, combi 4 Microtruck, mobil hantaran ( 1+0,06 ) Bus ( 1+0,06 ) Truk 2 sumbu ( 1+0,06 ) Truk 3 sumbu ( 1+0,06 ) TOTAL LHR ( SMP ) IV LHR Masa Umur Rencana 25 Tahun NO JENIS KENDARAAN ( 1+i ) n 2009/2010 ( smp ) 2034/2035 ( smp ) 1 Sepeda motor, skuter, sepeda ( 1+0,06 ) kumbang, dan roda 3 2 Sedan, jeep,station wagon ( 1+0,06 ) Oplet, pickup, suburban, ( 1+0,06 ) minibus, combi 4 Microtruck, mobil hantaran ( 1+0,06 ) Bus ( 1+0,06 ) Truk 2 sumbu ( 1+0,06 ) Truk 3 sumbu ( 1+0,06 ) TOTAL LHR ( SMP ) LHR Rata-rata = =1770 smp 3

11 IV-11 Menurut Peraturan Perencanaan Geometrik Jalan Raya No.13/1970 Daftar1 halaman 15 untuk LHR <2000 maka termasuk di Jalan Sekunder Kelas IIC 2 x 3,00 meter. IV.2 EVALUASI KERUSAKAN IV.2.1. Tinjauan Umum Kerusakan yang terjadi pada Jembatan Guntur disebabkan karena rusaknya pilar tengah, yaitu pilar yang mendukung gelagar memanjang bentang ke kedua dan bentang ketiga jembatan. Rusaknya pilar tersebut mengakibatkan struktur atas jembatan mengalami deformasi karena panjang bentang menjadi dua kali panjang bentangan semula. Oleh karena itu, analisa penyebab kerusakan jembatan ditinjau terhadap kekuatan atau kapasitas dari : 1. Gelagar Memanjang 2. Pilar 3. Pondasi Kearah Desa Kemukten U Kearah Desa Limbangan 13.00m 13.00m 12.50m 12.50m 13.00m 13.00m Pilar yang runtuh 7.00m 7.00m 7.00m 7.00m 8.34m 8.34m 8.34m 7.00m 7.00m 7.00m 7.00m 1.50m 1.50m 5.00m 3.00m 1.50m 5.00m 2.00m 2.60m 2.36m MAB MAN 1.50m H = 2.55m 5.00m 2.00m 2.60m 5.00m 3.00m 26.00m 25.00m 26.00m 77.00m Gambar IV. 3. Penampang memanjang Jembatan Guntur Kecamatan Kersana Kabupaten Brebes

12 IV-12 IV.2.2. Analisa Terhadap Gelagar Memanjang Gelagar jembatan berfungsi untuk menerima beban-beban yang bekerja diatasnya dan menyalurkannya ke bangunan dibawahnya. Pada Jembatan Guntur, gelagar memanjang dan gelagar melintang jembatan berupa profil baja IWF dengan dimensi sebagai berikut : Gelagar memanjang : Profil IWF y B = 400 mm x t1 r y b t2 x h h = 400 mm t 1 = 45 mm t 2 = 70 mm r = 22 mm Berat = 605 kg/m Momen lawan (Wx) = cm 3 Untuk perhitungan kekuatan gelagar, harus diperhatikan terhadap beban-beban yang bekerja pada gelagar jembatan. Beban-beban yang bekerja pada gelagar adalah : a. Beban Mati : - Beban sediri gelagar - Beban akibat bangunan atas b. Beban Hidup : - Beban D - Beban kejut IV Perhitungan Beban Yang Bekerja Pada Gelagar Memanjang Dalam satu bentang jembatan terdiri dari 3 gelagar memanjang, dimana konfigurasinya adalah terdiri dari dua gelagar tepi dan dua gelagar tengah.

13 IV-13 L50X50X5 Ø76,3MM PELAT BETON PERKERASAN IWF 200X100X4,5X7-18,2 IWF 400X400X45X Gambar IV. 4. Penampang melintang jembatan Berat jenis untuk bahan-bahan penyusun bangunan atas jembatan : Beton bertulang = 2,4 T/m 3 Beton tumbuk = 2,2 T/m 3 Perkerasan aspal = 2,3 T/m 3 Pasangan batukali = 2,2 T/m 3 Air hujan = 1,0 T/m 3 Pipa galvanis = 7,85 T/m 3

14 IV-14 A. Gelagar Tepi 0.076m L50X50X5 CL Ø76,3MM PELAT BETON PERKERASAN Diafragma IWF 200X100X4,5X7-18,2 Gelagar Memanjang IWF 400X400X45X m 1.255m 1.300m Gambar IV. 5. Gelagar Tepi Railing pada sandaran: r1 b t1 r b PROFIL L Berat = 3,77 kg/m b = 50 mm r = 7 mm r 1 = 3,5 mm Beban-beban yang bekerja pada gelagar tepi adalah : 1. Beban mati, meliputi : a. Berat sendiri gelagar memanjang b. Beban beton sandaran c. Beban railing d. Beban plat lantai e. Beban lapis perkerasan

15 IV-15 f. Beban gelagar melintang g. Beban air hujan 2. Beban hidup meliputi : a. Beban D (Beban q dan P) 1. Perhitungan beban mati gelagar tepi a. Beban mati merata Dalam analisa menggunakan program SAP 2000 Versi 7, beban mati akibat berat sendiri gelagar dihitung dengan memasukkan nilai Self Weight Multiplier = 1. Beban Tiang Sandar Ø7.630mm Ø6.930mm A = ¼ π d 2 0,0763 0,0693 A = 4 2 3,14 = 0, m 2 γ = 0, m 2 1,23m 7,850t / m 3 = 3, ton Beban Merata : Di bentang 26 meter =, ,5 = 4, Di bentang 25 meter =, = 4, t / m t / m

16 IV-16 Beban Mati Tabel IV. 4. Perhitungan beban mati merata gelagar tepi Berat Luas Penampang Jenis A (m 2 ) γ (T/m 3 ) 1. Tiang sandaran - 7,85 Beban (T/m panjang) = 4, (bentang 26m) =4, (bentang 25m) 2. Sandaran - - = 3, x 2 = 7, Perkerasan 4. Pelat lantai 5. Air hujan Jumlah = 0,85 0,04 = 0,034 = 0,12 0,85 = 0,102 = 0,85 0,02 = 0,017 2,0 = 0,068 2,4 = 0,245 1,0 = 0,017 Qd = 0,3376 (bentang 26 m) Qd = 0,3376 (bentang 25 m) b. Beban mati terpusat Diafragma Pengaku Gelagar Memanjang: y t2 Profil IWF ,5 7 18, 2 B = 100 mm x t1 r x h h = 200 mm t 1 = 4,5 mm t 2 = 7 mm y b r = 11 mm Berat = 18,2 kg/m Momen lawan (Wx) = 160 cm 3 Berat Diafragma yang dipikul oleh Gelagar tepi: 1,255 Pd = 0,0182 = 0,01142T 2

17 IV Perhitungan beban hidup gelagar tepi Gambar IV. 6. Beban D Bentang (L) = 25 m & 26 m < 30 m sehingga : q = 2,2 T/m panjang P = 12 Ton Menurut buku Pedoman Pembebanan Jembatan Jalan Raya 1987 tabel III hal 11 untuk penentuan bentang (L) untuk penentuan Koefisien kejut: PPJJR 1987 Jembatan Guntur Eksisting Tipe Bangunan Atas Kedudukan Beban Garis "P" Bentang (L) untuk Penentuan Koefisien Kejut Kedudukan Beban Garis "P" Bentang (L) untuk Penentuan Koefisien Kejut & Koefisien Kejut (K) P P L1 L2 L1 P P 26 m 25 m P P L = 26 m K =1+(20/(50+26) =1,263 GELAGAR MENERUS L1 P L2 1 2(L1+L2) P 26 m 25 m P L = 1 2(26+25) =25,5m K =1+(20/(50+25,5) =1,265 L1 P L2 L2 P 26 m 25 m L = 25m K =1+(20/(50+25) =1,267

18 IV-18 Untuk perhitungan momen dan gaya lintang gelagar tepi (Beban 50%) : Beban merata (q ) q = s ' 50% 2,75 Beban garis (P ) P = s' K 50% 2,75 Dimana : K = koefisien kejut s = lebar pengaruh beban hidup pada gelagar tepi 0.076m L50X50X5 CL Ø76,3MM PELAT BETON PERKERASAN 0.200m 1.255m 1.300m Gambar IV. 7. Lebar pengaruh beban hidup pada gelagar tepi

19 IV-19 1, cm 2 S = ( ) = 0, 866 m q 2,2 QL = s ' 50% = 0,866 50% = 0,346 T/m panjang 2,75 2,75 PL1= PL2= PL3= P s' 50% K 2,75 P s' 50% K 2,75 P s' 50% K 2,75 12 = 0,866 50% 1, 263= 2,386 T 2,75 12 = 0,866 50% 1, 265= 2,390 T 2,75 12 = 0,866 50% 1, 267 = 2,394 T 2,75 Model Mekanika (Kondisi Sebelum Pilar Runtuh): kombinasi 1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl1 = 1,6 (0,01142) + 1,2 (2,386) = 2,881 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,3376) + 1,2 (0,346) = 0,955 T/m 1,6 Pd = 0,0183 T

20 IV-20 kombinasi 2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl2 = 1,6 (0,01142) + 1,2 (2,390) = 2,886 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,3376) + 1,2 (0,346) = 0,955 T/m 1,6 Pd = 0,0183 T kombinasi 3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl3 = 1,6 (0,01142) + 1,2 (2,394) = 2,891 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,3376) + 1,2 (0,346) = 0,955 T/m 1,6 Pd = 0,0183 T

21 IV-21 Model Mekanika (Kondisi Sesudah Pilar Runtuh): kombinasi 1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl1 = 1,6 (0,01142) + 1,2 (2,386) = 2,881 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,3376) + 1,2 (0,346) = 0,955 T/m 1,6 Pd = 0,0183 T kombinasi 2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl2 = 1,6 (0,01142) + 1,2 (2,390) = 2,886 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,3376) + 1,2 (0,346) = 0,955 T/m 1,6 Pd = 0,0183 T

22 IV-22 kombinasi 3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl3 = 1,6 (0,01142) + 1,2 (2,394) = 2,891 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,3376) + 1,2 (0,346) = 0,955 T/m 1,6 Pd = 0,0183 T B. Gelagar Tengah PERKERASAN IWF 400X400X45X IWF 200X100X4,5X7-18,2 PELAT BETON 0.400m 0.120m 0.040m 0.627m 1.300m Gambar IV. 8. Gelagar tengah

23 IV-23 Beban-beban yang bekerja pada gelagar tengah adalah : 1. Beban mati, meliputi : e. Berat sendiri gelagar memanjang f. Beban plat lantai g. Beban lapis perkerasan h. Beban gelagar melintang i. Beban air hujan 2. Beban hidup, meliputi : a. Beban D (Beban q dan P) 1. Perhitungan beban mati gelagar tengah Beban mati merata Gelagar memanjang beban mati akibat berat sendiri dihitung melalui SAP 2000 versi 7 dengan memasukan nilai self weight multiplier = 1. Tabel IV. 5. Perhitungan beban mati merata gelagar tengah Beban Mati Luas Penampang A (m 2 ) Berat Jenis γ (T/m 3 ) Beban (T/m panjang) 1. Perkerasan 2. Pelat lantai 3. Air hujan = 1,30 0,04 = 0,07 = 1,30 0,12 = 0,481 = 1,30 0,02 = 0,0875 2,0 = 0,104 2,4 = 0,374 1,0 = 0,260 Jumlah Qd = 0,738

24 IV-24 Beban mati terpusat Diafragma Pengaku Gelagar Memanjang: y t2 Profil IWF ,5 7 18, 2 B = 100 mm x t1 r x h h = 200 mm t 1 = 4,5 mm t 2 = 7 mm y b r = 11 mm Berat = 18,2 kg/m Momen lawan (Wx) = 160 cm 3 Berat Diafragma yang dipikul oleh Gelagar tepi: Pd = 0,0182 1,254 = 0,0228T 2. Perhitungan beban hidup gelagar tengah Untuk perhitungan momen dan gaya lintang gelagar tengah (Beban 50%) : Beban merata (q ) q = α s 50% 2,75 Beban garis (P ) P = α s K 50% 2,75 Dimana : K = koefisien kejut s = jarak gelagar yang berdekatan (m), diukur dari sumbu ke sumbu α = faktor distribusi, bila kekuatan gelagar melintang diperhitungkan maka α = 0,75, jika tidak maka α = 1,0 q QL = α s 2,75 2,2 = 1,30 1 2,75 = 1,040 T/m panjang

25 IV-25 PL1= PL2= PL3= P 12 α s 50% K = 1,30 50% 1, 263= 3,582 T 2,75 2,75 P 12 α s 50% K = 1,30 50% 1, 265 = 3,588 T 2,75 2,75 P 12 α s 50% K = 1,30 50% 1, 267 = 3,594 T 2,75 2,75 Model Mekanika (Kondisi Sebelum Pilar Runtuh): kombinasi 1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl1 = 1,6 (0,0228) + 1,2 (3,582) = 4,335 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,738) + 1,2 (1,040) = 2,429 T/m 1,6 Pd = 0,0365 T kombinasi 2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m

26 IV-26 1,6 Pd+1,2 Pl2 = 1,6 (0,0228) + 1,2 (3,588) = 4,342 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,738) + 1,2 (1,040) = 2,429 T/m 1,6 Pd = 0,0365 T kombinasi 3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl3 = 1,6 (0,0228) + 1,2 (3,594) = 4,349 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,738) + 1,2 (1,040) = 2,429 T/m 1,6 Pd = 0,0365 T Model Mekanika (Kondisi Sesudah Pilar Runtuh): kombinasi 1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Pd+1,2Pl1 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m

27 IV-27 1,6 Pd+1,2 Pl1 = 1,6 (0,0228) + 1,2 (3,582) = 4,335 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,738) + 1,2 (1,040) = 2,429 T/m 1,6 Pd = 0,0365 T kombinasi 2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl2 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl2 = 1,6 (0,0228) + 1,2 (3,588) = 4,342 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,738) + 1,2 (1,040) = 2,429 T/m 1,6 Pd = 0,0365 T kombinasi 3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd+1,2Pl3 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd+1,2Ql m m m m m m m m m 1,6 Pd+1,2 Pl3 = 1,6 (0,0228) + 1,2 (3,594) = 4,349 T 1,6 Qd+1,2 Ql = 1,6 (0,738) + 1,2 (1,040) = 2,429 T/m 1,6 Pd = 0,0365 T

28 IV-28 IV Perhitungan Momen A. Gelagar Tepi Input beban lihat bab V.2.1.A. Output perhitungan lihat lampiran Perhitungan SAP 2000 versi 7. B. Gelagar Tengah Input beban lihat bab V.2.1.B. Output perhitungan lihat lampiran Perhitungan SAP 2000 versi 7. IV Perhitungan Kapasitas Gelagar Memanjang A. Gelagar Tepi y t2 Profil IWF B = 400 mm x t1 r x h h = 400 mm t 1 = 45 mm t 2 = 70 mm y b r = 22 mm Berat = 605 kg/m Momen lawan (Wx) = cm 3 BJ 44 tegangan ijin = 1867 kg/cm 2 Momen Maksimal Sebelum Pilar Runtuh = 102,820 tm = kgcm (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) M max Wx = = = 5507, 231cm _ 1867 σ 3 < cm 3...OK Momen Maksimal Sesudah Pilar Runtuh = 380,640 tm = kgcm (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) M max Wx = = = 20387, 788cm >12000 cm 3...tidak OK _ 1867 σ

29 IV-29 B. Gelagar Tengah y t2 Profil IWF B = 400 mm x t1 r x h h = 400 mm t 1 = 45 mm t 2 = 70 mm r = 22 mm y b Berat = 605 kg/m Momen lawan (Wx) = cm 3 BJ 44 tegangan ijin = 1867 kg/cm 2 Momen Maksimal Sebelum Pilar Runtuh = 202,050 tm = kgcm (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) M max Wx = = = 10822, 175cm _ 1867 σ 3 < cm 3...OK Momen Maksimal Sesudah Pilar Runtuh = 749,400 tm = kgcm (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) M max Wx = = = 40139, 261cm >12000 cm 3...tidak OK _ 1867 σ IV Perhitungan Lendutan Gelagar Memanjang A. Gelagar Tepi Lendutan ijin sebelum pilar tengah runtuh: f = l = = 54,167mm = 5,417cm Lendutan ijin setelah pilar tengah runtuh: f = l 480 = = 106,25mm = 10,625cm Lendutan Maksimal Sebelum Pilar Runtuh = 2,32 cm < 5,41 cm...ok

30 IV-30 (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) Lendutan Maksimal Sesudah Pilar Runtuh = 16,55 cm< 10,63 cm...tidak OK (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) B. Gelagar Tengah Lendutan ijin sebelum pilar tengah runtuh: f = l = = 54,167mm = 5,417cm Lendutan ijin setelah pilar tengah runtuh: l f = = = 106,25mm = 10,625cm Lendutan Maksimal Sebelum Pilar Runtuh = 4,49 cm < 5,41 cm...ok (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) Lendutan Maksimal Sesudah Pilar Runtuh = 31,81 cm < 10,63 cm...tidak OK (Hasil Perhitungan dengan SAP 2000 v 7) IV.2.3. Analisa Terhadap Pilar Tengah IV Pembebanan Pilar A. Beban Mati a. Akibat bangunan atas Model Mekanika 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd m m m m m m m m m

31 IV-31 1,6 Qd = 1,6 (0,3376) = 0,540 T/m 1,6 Pd = 0,0183 T Gambar IV. 9 Diagram reaksi tumpuan akibat beban mati gelagar tepi (Perhitungan SAP 2000 v.7.4) 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Pd 1,6Qd m m m m m m m m m 1,6 Qd = 1,6 (0,738) = 1,181 T/m 1,6 Pd = 0,0365 T Gambar IV. 10 Diagram reaksi tumpuan akibat beban mati gelagar tengah (Perhitungan SAP 2000 v.7.4) Pa = ( 2 Vtepi ) + ( Vtengah) = ( 2 30,03) + (48,02) = 108,08 T

32 IV-32 b. Akibat berat sendiri 4.02m 2.00m 2.60m 3.50m 1.50m 2.00m 1.50m R1.00m 1.50m 1.50m 5.00m 5.00m 4.62m 4.02m 3.50m R0.44m R0.70m 4.62m 2.60m Gambar IV. 11. Pilar GambarIV. 12. Perspektif Pilar

33 IV-33 Pilar dbagi menjadi dua bagian yaitu bagian A dan bagian B, volume dan titik berat dapat dicari secara otomatis dengan bantuan AutoCAD 2004 dengan membuat gambar 2D pilar menjadi 3D pilar. Setelah dibuat model 3D-nya dengan mengetikkan : massprop (Properti gambar 3D) maka secara otomatis akan dicari volume, titik berat dan propertii lainnya. Bagian A Pilar Diketahui: Volume = ,472 cm 3 =31,356 m 3 Titik Berat: X= 1,3 m ;Y= 2,31 m;z = 3,83 m Gambar IV.13. Massprop dari bagian A Pilar Sumber: Pemodelan dengan AutoCAD 2004

34 IV-34 Bagian B Pilar Diketahui: Volume = ,910 cm 3 = 16,730 m 3 Titik Berat: X= 1,3 m ;Y= 2,31 m;z = 0,75 m Gambar IV.14. Massprop dari bagian B Pilar Sumber: Pemodelan dengan AutoCAD 2004 Tabel IV. 6. Perhitungan Titik Berat Pilar Tengah Bidang Vol. γ Berat Letak Titik Berat (m) MOMEN M3 T/M3 T X Y Z MX MY MZ A 31,356 2,200 68,983 1,30 2,31 3,83 89, , ,205 B 16,730 2,200 36,806 1,30 2,31 0,75 47,848 85,022 27, , , , ,810 Titik Berat Pilar X= 1,300 Y= 2,310 Z= 2,758 Besarnya beban mati (Pm) = Berat bangunan atas + Berat sendiri pilar = 108, ,789 = 213,869 Ton

35 IV-35 B. Beban Hidup a. Akibat bangunan atas kombinasi 1 1,2Pl1 1,2Pl1 1,2Pl1 1,2Pl1 1,2Ql m m m m m m m m m kombinasi 2 1,2Pl1 1,2Pl1 1,2Ql m m m m m m m m m kombinasi 3 1,2Pl1 1,2Ql m m m m m m m m m Untuk Gelagar Tepi: 1,2 Pl1 = 1,2 (2,386) = 2,863T 1,2 Pl2 = 1,2 (2,390) = 2,868T 1,2 Pl3 = 1,2 (2,394) = 2,873T 1,2 Ql = 1,2 (0,346) = 0,415 T/m

36 IV-36 Untuk Gelagar Tengah: 1,2 Pl1 = 1,2 (3,582) = 4,298 T 1,2 Pl2 = 1,2 (3,588) = 4,306 T 1,2 Pl3 = 1,2 (3,594) = 4,313 T 1,2 Ql = 1,2 (1,040) = 1,248 T/m Gambar IV. 15. Diagram reaksi tumpuan maksimal akibat beban mati gelagar tepi (Perhitungan SAP 2000 v.7.4) Gambar IV. 16. Diagram reaksi tumpuan maksimal akibat beban mati gelagar tengah (Perhitungan SAP 2000 v.7.4) Ph = ( 2 Vtepi ) + ( Vtengah) = ( 2 32,85) + (54,12) = 119,280 Ton b. Gaya rem Besar gaya rem = 5% Beban D, titik tangkap berada 1,8 m diatas permukaan lantai jembatan. Gelagar tepi Q L = 0,415 T/m, P L = 2,873 T Gelagar tengah Q L = 1,248 T/m, P L = 4,313 T Rm = 5 % (( 2 0, ,248) 25) + ( 2 2, ,313) = 3,100 Ton Lengan terhadap O = 1,80+ 6,5 + 0,56 = 8,86 m arah memanjang (sumbu x)

37 IV-37 3,100 t 8.86m 5.00m 0.56m TITIK O 1.50m Gambar IV. 17. Titik tangkap gaya rem pilar tengah c. Gaya akibat gempa bumi V = Wt. C. I. K. Z Dimana : Wt = Berat total jembatan yang dipengaruhi oleh percepatan gempa = Berat bangunan atas + Berat ½ pilar = 108,08 + 0, 5 105,789 C = 160,975 Ton = kg = Koefisien geser dasar gempa 0,06 0,05 0,043 0,057 0,057 / T Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak Coef gempa (C) 0,04 0,03 0,028 0,022 0,02 0,017 0,033 0,020 / T 0,035 / T 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 Periode T (detik) Gambar IV. 18. Diagram spektrum respon gempa

38 IV-38 T = waktu getar struktur (detik) = 2 π (Wt / g.k) g = percepatan gravitasi = 9,81 m/det 2 K = kekakuan pilar jembatan, untuk 1 pilar K = 3. E. I / L 3 E = modulus elastisitas bahan pilar = kg / cm 2 I = momen inersia penampang pilar (cm 4 ) L = tinggi pilar Momen Inersia Bagian A = 12 5, cm 4 Bagian B tidak dimasukkan dalam penjumlahan momen inersia karena sudah merupakan pondasi K = 3 E I / L 3 = , / = 10 2, kg/cm M = /980 = 164,260 kg.dt 2 /cm ω = (K/M) 0,5 10 = ( 2, /164,26) 0,5 = 13064,666 rad/dtk T = 2 /ω = 6,283/13064,666= 4,809x10-4 detik Kekuatan geser tanah (S) = c + ( γ h). tan φ γ = 1,678 gr/cm 3 = 0, kg /cm 3 c = 0,08 kg/cm 2 φ = 29 0 Kedalaman lapisan tanah (h) = 3 m = 300 cm S = 0,08 + (0, ) Tan 29 = 0, Kg / cm 2 = 52, 659 Kpa

39 IV-39 I K Z V Tabel IV. 7. Definisi jenis tanah Kedalaman Lapisan Nilai Kuat Geser Tanah S (Kpa) (m) Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak 5 S > < S < 55 S < S > < S < 110 S < S > < S < 220 S < 180 >20 S > < S < 330 S < < S = 52, 659 < 55 KPa, maka termasuk tanah sedang Dari diagram spektrum respon gempa didapat C = 0,072 = Faktor kepentingan = 1,0 ; Jembatan merupakan jembatan permanen dan terdapat rute alternatif = Faktor jenis struktur = 3 ; Merupakan jembatan type C bersifat elastis tidak daktail = Faktor wilayah gempa = 1,0 ; Brebes termasuk dalam zone gempa 4 (Rekayasa Gempa, 2004) = Wt. C. I. K. Z = ,072 1,0. 3 1,0 = 34770,600 kg = 34,770 t Lengan terhadap O = 5 + 1,5 = 6,5 m arah melintang (sumbu y) 6.50m 4.62m 1.50m 5.00m TITIK O Gambar IV. 19. Titik tangkap gaya gempa pilar tengah

40 IV-40 d. Beban angin Beban angin sebesar 150 kg/m 2 50%( faktorbeban) arah horizontal dibagi merata pada bidang vertikal jembatan. Bidang vertikal beban hidup ditetapkan sebagai suatu pernukaan bidang vertikal yang mempunyai tinggi menerus sebesar 2 meter diatas lantai kendaraan. Panjang bentang = panjang gelagar (ambil bentang terbesar)= 26 m Luas bidang jembatan = 0,56 26 = 14,56 m 2 Qd = [( 14,56 100% 75) + ( 14,56 50% 75) ] Ql = 50% 1638 = 819 kg Lengan terhadap O yd = 6,5 + 0,56/2 = 6,98 m yl = 6,5 + 0, = 9,06 m =1638 kg Ql Qd 9.06m 6.98m 4.62m TITIK O 1.50m 5.00m Gambar IV. 20. Titik tangkap beban angin pilar tengah

41 IV-41 e. Gaya akibat aliran air dan tumbukan benda-benda hanyutan Ah = k Va 2 dimana : Ah = tekanan aliran normal Va = kecepatan aliran air = 1,672 m/detik k = koefisien aliran tergantung bentuk pilar - Persegi (tidak disarankan) - Bersudut < Bundar Tabel IV. 8. Koefisien aliran (k) Bentuk depan pilar k 0,075 0,025 0,035 Bentuk depan pilar tengah adalah ½ lingkaran, sehingga k = 0,035 Ah = 0,035 1,672 2 = 0,00781 T/m 2 Hsungai = 2,55 m Tebal pilar = 2 m Luas bidang kontak = 2,55 2 = 5,10 m 2 PAh = 0, ,10 = 0,0398 Ton Lengan terhadap O = ( 1,5 + 2,55) 0, 5 = 2,025 m 2.03m PAh Gambar IV. 21. Titik tangkap gaya aliran dan tumbukan benda hanyutan pada pilar tengah

42 IV-42 IV Kombinasi Pembebanan Pilar Tabel IV. 9. Kombinasi pembebanan dan gaya yang ditinjau Kombinasi Pembebanan dan Gaya Tegangan yang digunakan dalam prosen terhadap tegangan izin keadaan elastis I. M + H 100 % II. M + Ah + A 125 % III. Komb. I + Rm + A 140 % IV. M + Gh 150 % dimana : M = beban mati H = beban hidup Ah = gaya akibat aliran dan hanyutan A = beban angin Rm = gaya akibat rem Gh = gaya akibat gaya horisontal gempa Kombinasi 1 Beban Gaya (Ton) Lengan Momen V Hx Hy x y Mv MHx MHy Mati M 213,869 2,31 494,037 Hidup H 119,280 2,31 275,537 B nominal 333, ,574 B Ijin 333, ,574 Kombinasi 2 Beban Gaya (Ton) Lengan Momen V Hx Hy x y Mv MHx MHy Mati M 213,869 2,31 494,037 Aliran Ah 0,0398 2,025 0,0806 Angin Qd 1,638 6,980 11,433 Ql 0,819 9,060 7,420 B nominal 213, ,037 18,934 B Ijin 171, ,230 15,147

43 IV-43 Kombinasi 3 Beban Gaya (Ton) Lengan Momen V Hx Hy x y Mv MHx MHy Komb. I M + H 333,149 Rem Rm 3,100 11,63 68,198 Angin Qd 1,638 6,980 11,433 Ql 0,819 9,060 7,420 B nominal 333,149 3,100 2,457 68,198 18,853 B Ijin 237,964 2,214 1,755 48,713 13,466 Kombinasi 4 Beban Gaya (Ton) Lengan Momen V Hx Hy x y Mv MHx MHy Mati M 213,869 2,31 494,037 Gempa Gh 34,770 6,50 226,005 B nominal 213,869 34, , ,005 B Ijin 142,579 23, , ,67 IV Kontrol Kestabilan Terhadap Pilar Kestabilan pilar diperhitungkan terhadap gaya-gaya yang terjadi pada kombinasi pembebanan dengan mengambil nilai gaya maksimum, dan ditinjau terhadap titik S pada dasar pilar. Momen penahan yang bekerja akibat berat konstruksi : M PH = 494,037 tm Vmax = 333,149 T Hx = 3,100 T Hy = 34,770 T Mhx = 68,198 T Mhy = 226,005 T A. Kontrol terhadap guling SF = (M PH / Mhy) = 494,037/ 226,005 = 2,186 > 1,5.. Aman

44 IV-44 B. Kontrol terhadap geser SF = (µ V) / Hy = (0,6 333,149) / 34,770 = 5,745 > 1,5... Aman C. Kontrol terhadap eksentrisitas e = (B/2) (Σ M PH Σ Mx)/ ΣV < B/6 = 2,6/2 (494,037 68,198) / 333,149 = 0,022 < 0,55... Aman Kapasitas pilar memadai sehingga kerusakan pada jembatan tidak disebabkan oleh kemampuan / kapasitas pilar. IV.2.4. Analisa Terhadap Pondasi Pmax = dimana : Pv + Mhx A x Iy + Mhy Pmax = beban maksimum total pondasi Pv A Mx My x y Ix Iy = beban vertikal total = luas dasar pondasi = momen arah x = momen arah y = 3,6 / h = 13 / h = momen inersia arah x = momen inersia arah y y Ix

45 IV-45 Bagian B Pilar Gambar IV. 22. Properti 3D untuk mencari momen inersia Sumber: Pemodelan dengan AutoCAD 2004 Diketahui: Volume = ,910 cm 3 = 16,730 m 3 12 Momen Inersia X = 1, cm 4 = 1, m 4 Momen Inersia Y = ,080 cm 4 = 4943,449 m 4 Titik Berat: X= 1,3 m ;Y= 2,31 m;z = 0,75 m Gambar IV. 23. Properti 2D untuk mencari luasan dasar pondasi Sumber: Pemodelan dengan AutoCAD 2004

46 IV-46 Luas dasar pondasi dapat dicari dengan menggunakan program AutoCAD Luas Dasar Pondasi = ,927 cm 2 = 11,15 m 2 Pmax = Pv + Mhx A = ( /11,15) x Iy + Mhy y Ix 3, , , , , ,449 = 30,248 Ton Kapasitas dukung tanah dasar (bearing capacity) dipengaruhi oleh parameter ϕ, c, danγ. Besarnya kapasitas dukung tanah dasar dapat dihitung dengan metode Terzaghi, yaitu : P ult = c f q γ dimana : Ap ( c N (1 + 0,3B / L) + γ D N + 0,5 γ B N (1 0,2B / L)) P ult = daya dukung ultimate tanah dasar (t/m 2 ) c = kohesi tanah dasar (t/m 2 ) γ = berat isi tanah dasar (t/m 3 ) B=D D f Nγ, N q, N c Ap B L = lebar pondasi (meter) = kedalaman pondasi (meter) = faktor daya dukung Terzaghi = luas dasar pondasi = lebar pondasi = panjang pondasi

47 IV-47 Tabel IV. 10. Nilai-nilai daya dukung Terzaghi φ Keruntuhan Geser Umum Keruntuhan Geser Lokal Nc Nq Nγ N c N q N γ 0 5,7 1,0 0,0 5,7 1,0 0,0 5 7,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2 10 9,6 2,7 1,2 8,0 1,9 0, ,9 4,4 2,5 9,7 2,7 0, ,7 7,4 5,0 11,8 3,9 1, ,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3, ,2 22,5 19,7 19,0 8,3 5, ,6 36,5 35,0 23,7 11,7 9, ,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10, ,7 81,3 100,4 34,9 20,5 18, ,3 173,3 297,5 51,2 35,1 37, ,3 287,9 780,1 66,8 50,5 60, ,6 415,3 1153,2 81,3 65,6 87,1 Berdasar data tanah diperoleh nilai: γ = 1,678 gr/cm 3 c = 0,08 kg/cm 2 φ = 29 0 Sehingga diperoleh: Nc = 34,78 Nq = 20,54 N γ = 17,70 Daya dukung ijin pondasi dangkal pada kedalaman 1,5 m menurut Terzaghi & Peck Formula: P ult = c f q γ Ap ( c N (1 + 0,3B / L) + γ D N + 0,5 γ B N (1 0,2B / L)) P ult = ,927.(0,08.34,78(1+0,3.260/462)+1,678/ ,54 +0,5.1,678/ ,70.(1-0,2.260/462)) P ult = ,714 Kg P ult = 1011,185 Ton P all = (1/3). P ult P all = (1/3). 1011,185 = 337,062 Ton > Pmax = 30,248 Ton.. Aman

48 IV-48 IV.2.5. Hasil Evaluasi Tabel IV. 11. Evaluasi gelagar Bentang Tengah No Evaluasi Gelagar Tengah Gelagar Tepi Kapasitas a. Momen Lawan ijin cm cm 3 b. Lendutan ijin sebelum pilar tengah runtuh 5,41 cm 5,41 cm c. Lendutan ijin setelah pilar tengah runtuh 10,63 cm 10,63 cm 2. Kondisi Sebelum Pilar Tengah Runtuh,Panjang bentang tengah = 25 m Gaya terjadi a. Momen lawan terjadi 10822,175 cm ,231 cm 3 Keterangan Hal IV-28 (Aman) Hal IV-27 (Aman) b. Lendutan terjadi 4,490 cm 2,320 cm Keterangan Hal IV-29 (Aman) Hal IV-28 (Aman) Kondisi Paska Runtuh, panjang bentang tengah = 51 m Gaya terjadi a. Momen terjadi 40139,261 cm ,788 cm 3 Keterangan Hal IV-28 (Tidak Aman) Hal IV-27 (Tidak Aman) c. Lendutan Terjadi 31,810 cm 16,550 cm Keterangan Hal IV-29 (Tidak Aman) Hal IV-29 (Tidak Aman)

49 IV-49 Tabel IV. 12. Evaluasi Pilar No. Evaluasi Pilar 1. Terhadap local scouring (dari muka tanah dasar) Kedalaman scouring -1,78 m maksimal Kedalaman Pondasi -1,5m Keterangan Hal IV-9 Tidak Aman 2. Kontrol Pilar a. Guling - gaya guling (SF) 2,186 - guling ijin (SF ijin) 1,5 Keterangan Hal IV-42 Aman b. geser - gaya geser (SF) 5,745 - geser ijin (SF ijin) 1,5 Keterangan Hal IV-43 Aman c. Eksentrisitas - nilai e 0,022 m - e ijin 0,55 m Keterangan Hal IV-43 Aman 3. Pondasi a. Pmax 30,248 Ton b. P all 337,062 Ton c. Keterangan Hal IV-45 Aman Kesimpulan Hasil Analisa: - Saat kondisi normal sebelum pilar tengah runtuh panjang bentang adalah 25 m dengan asumsi gelagar menerus dengan empat tumpuan. - Setelah pilar tengah runtuh dimodelkan dengan gelagar dua tumpuan dengan bentang dua kali panjang semula yaitu 51 m - Berdasarkan hasil analisa, kapasitas konstruksi ternyata memenuhi pada saat kondisi normal. Sehingga, keruntuhan pilar tengah tidak disebabkan oleh kapasitas konstruksi, melainkan karena gerusan. Kedalaman gerusan > kedalaman pondasi.

50 IV-50 - Karena runtuhnya pilar tengah, konstruksi yanng masih berdiri mengalami beberapa kegagalan dalam memikul beban. Hal itu ditunjukkan pada perbandingan antara momen terjadi pada gelagar setelah pilar runtuh lebih besar dari momen kapasitas gelagar sehingga terjadi retak dan lendutan yang besar. - Perlunya penggantian seluruh komponen jembatan dikarenakan kerusakan konstruksi yang tersisa. - Penggantian dengan jembatan baru dibuat dengan menyesuaikan panjang bentang dan spesifikasi yang ada. - Lebar Jembatan baru dibuat 6 m dikarenakan dari perhitungan LHR masa perencanaan, pelaksanaan dan masa umur rencana menghasilkan rata rata LHR=1770 smp (Menurut Peraturan Perencanaan Geometrik Jalan Raya No.13/1970 Daftar1 halaman 15 untuk LHR < 2000 maka termasuk di Jalan Sekunder Kelas II C 2 x 3,00 meter). - Bentang total jembatan lama = 77 m, mengacu pada Diktat Kuliah Perancangan Jembatan, maka direncanakan jembatan beton prategang. dengan bentang baru 77,00 m dengan pilar. - Standart perencanaan baru menggunakan PPJJR 1987dan PBI 1971.

51 IV-51 IV.3 PERHITUNGAN STRUKTUR JEMBATAN BARU Sesuai dengan survei lapangan yang kami lakukan, dapat diketahui bahwa panjang jembatan lama adalah 77 m. Berdasarkan standar Bina Marga,maka direncanakan jembatan baru yaitu jembatan beton prategang dengan panjang jembatan 77 m.yang mana panjang jembatan ini disesuaikan dengan lebar sungai dan bantarannya. Sedangkan alasan kami merencanakan jembatan beton prategang adalah lebih ekonomis, mudah pengerjaaannya, lebih kuat, dan dari segi estetika lebih indah. Dasar-dasar yang digunakan dalam perencanaan mengacu pada Perencanaan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPJJR) 1987 Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan Beton Indonesia (PBI) 1971 Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan Perencanaan Geometrik Jalan Raya No.13/1970 Direktorat Jenderal Bina Marga, Peraturan Muatan Indonesia 1970 N.I-18 Ditjen Cipta Karya, dan SKSNI T Spesifikasi jembatan adalah sebagai berikut : 1. Nama Jembatan : Jembatan Guntur 2. Lokasi Jembatan : Kecamatan Kersana Kabupaten Brebes 3. Jenis Jembatan : Beton Prategang 4. Pajang Jembatan : 77 m (dengan dua pilar ditengah bentang) 5. Lebar Jembatan : 6 m 6. Lebar Jalur : 3 m 7. Lebar Trotoar : 0,5 m IV.3.1. Spesifikasi Bahan IV Penentuan Bahan 1. Konstruksi atas : a. Tiang sandaran Mutu beton : K-350 ( f c = 35 Mpa ) Mutu baja : BJTP 40 ( fy = 400 Mpa ) b. Lantai trotoir Mutu beton : K 350 (f c = 35 Mpa ) Mutu baja : BJTD 40 ( fy = 400Mpa )

52 IV-52 c. Lantai jembatan Mutu beton : K-350 ( f c = 35 Mpa ) Mutu baja : BJTD 40( fy = 400 Mpa ) d. Diafragma Mutu beton : K- 225 ( f c = 22,5 Mpa ) Mutu baja : BJTP 24 ( fy = 240 Mpa ) e. Beton prategang Mutu beton : K-500 ( f c = 50 Mpa ) Mutu baja : BJTD 40 ( fy = 400 Mpa ) f. Plat injak Mutu beton : K-225 ( f c = 22,5 Mpa ) Mutu baja : BJTP 24 ( fy = 240 Mpa ) 2. Bangunan bawah a. Abutment Mutu beton : K-350 (f c = 35 Mpa ) Mutu baja : BJTD 40 ( fy = 400Mpa ) 3. Pondasi Jenis : Tiang pancang beton pracetak Diameter : 40 cm Mutu beton : K- 500 ( f c = 50Mpa ) Mutu baja : BJTD 40 ( fy = 400Mpa ) IV Penentuan karakteristik bahan Untuk K-225 ( f c = 22,5 Mpa ) dan BJTP 24 ( fy = 240 Mpa ) ρ 1,4 fy 1, 4 = = min =, 0,85 f ' c 600 ρ max = 0,75 x β1 x dan β1 = 0, 85 fy fy 0,85x 22,5 600 = 0,75 x 0,85 x = 0,

53 IV-53 Untuk K-350 ( f c = 35 Mpa ) dan BJTD 40 ( fy = 400 Mpa ) ρ 1,4 1,4 = fy 400 min = = 0,0035 0,85 f ' c 600 ρ max = 0,75 x β1 x dan β1 = 0, 85 fy fy 0,85x = 0,75 x 0,85 x = 0, Untuk K-500 ( f c = 50 Mpa ) dan BJTD 40 ( fy = 400 Mpa ) ρ 1,4 fy 1, 4 = = min =, 0,85 f ' c 600 ρ max = 0,75 x β1 x dan β1 = 0, 85 fy fy 0,85x = 0,75 x 0,85 x = 0, IV.3.2. Perencanaan Bangunan Atas Jembatan Bangunan atas jembatan merupakan bagian jembatan yang menerima langsung beban dari kendaraan atau orang yang melewatinya. Secara umum bangunan atas terdiri dari beberapa komponen utama, antara lain : Tiang sandaran, lantai trotoir, lantai jembatan, balok prategang, diafragma, andas / perletakan dan plat injak. Perencanaan bangunan atas pada pembangunan Jembatan Guntur meliputi : 6.00m 3.00m 3.00m 0.20m 0.40m 0.40m 0.50m 2.00m 2.00m 2.00m Gambar IV.24. Potongan melintang jembatan

54 IV-54 tembok pengarah tiangsandaran pipa sandaran Ø2.5" back fill MAB MAN abutment abutment pilar jembatan pilar jembatan :1 tiangpancang spun pile Ø350 t=65, panjang 24 meter 10:1 10: tiang pancang spun pile Ø350 t=65, panjang 24 meter 10:1 10:1 tiang pancang spun pile Ø350 t=65, panjang 24 meter tiang pancang spunpile Ø350 t=65, panjang 24 meter 10:1 Gambar IV.25. Potongan memanjang jembatan IV Tiang Sandaran Sandaran selain berfungsi sebagai pembatas jembatan juga sebagai pagar pengaman baik bagi kendaraan maupun pejalan kaki. Sandaran terdiri dari beberapa bagian, yaitu ; 1. Railing sandaran 2. Rail post / tiang sandaran Railing merupakan pagar untuk pengaman jembatan di sepanjang bentang jembatan, yang menumpu pada tiang-tiang sandaran (Rail Post) yang terbuat dari pipa baja galvanished 0.20m 0.15m 0.15m P = 100 kg/m' 0.20m 0.40m Pipa Baja 76,33mm 0.25m 0.90m 1.00m 1.00m 0.40m 0.25m 0.25m 4.80 m Gambar IV.26. Tiang Sandaran

55 IV-55 Perencanaan tiang sandaran : Mutu beton = K-350 ( f c = 35 Mpa ) Mutu baja = BJTP 40 ( fy = 400 Mpa ) Tinggi sandaran = 1,00 meter Jarak sandaran = 2,00 meter Dimensi sandaran = - bagian atas ( 150 x 200 ) mm - bagian bawah ( 150 x 250 ) mm Tebal selimut = 20 mm tul. Utama = 10 mm (asumsi) tul. sengkang = 8 mm Tinggi efektif = h p 0,5 x tul. utama - tul. sengkang = ,5 x 10 8 = 217 mm Penentuan gaya dan pembebanan Muatan horisontal H = 100 kg / m ( Letak H = 90 cm dari trotoir ) P = H x L = 100 x 4,80 = 480 kg Gaya momen H sampai ujung trotoir ( h ) = = 115 cm = 1,15 m M = P x h = 480 x 1,15 = 552 kgm = Nmm. M / b d 2 = 5,52 x 10 6 / ( 150 x ) = 0,781 N / mm 2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 400 0,781= ρ 0, ,588 ρ 35

56 BAB IV ANALISA DATA, EVALUASI KERUSAKAN IV-56 0,781 = 320 ρ ,40 ρ 2 ρ = 0,00248 ρmin = 0,0035 ρmaks = 0,0564 ρ < ρ min, maka dipakai ρ min As = ρ x b x d = 0,0035 x 150 x 217 = 113,925 mm 2 Dipakai tulangan 2 Ø 12, As terpasang 226 mm 2 > 113,925 mm 2 4ø Potongan A-A 4ø12 A A ø8-100 ø8-100 Potongan B-B 4ø12 ø8-100 B B Gambar IV.27. Penulangan tiang sandaran IV Trotoar Trotoir atau sering disebut side walk adalah sebuah prasarana yang diperuntukkan bagi pejalan kaki. Yang dimaksud dengan trotoir di sini pertebalan dari plat lantai kantilever seperti pada gambar di bawah ini. Bagian pertebalan tersebut direncanakan terbuat dari bahan beton bertulang. Trotoir ini direncanakan pada sisi jembatan sepanjang bentang jembatan. Direncanakan : Lebar (b) = 0,5 m Tebal (t) = 0,25 m

57 IV-57 Mutu beton (f'c) = 35 Mpa Mutu baja ( fy ) = 400 Mpa Pembebanan (Beban Hidup) menurut PPPJR 1987 ( ditinjau 1 meter arah memanjang ) adalah sebagai berikut : H1 = 100 kg / m adalah gaya horisontal yang harus ditahan tiang-tiang sandaran pada setiap tepi trotoir yang bekerja pada tinggi 90 cm di atas trotoir. H2 = 500 kg / m adalah muatan horisontal ke arah melintang yang harus ditahan oleh tepi trotoir, yang terdapat pada tiap-tiap lantai kendaraan yang bekerja pada puncak trotoir yang bersangkutan / pada tinggi 25 cm diatas penulangan lantai kendaraan bila tepi trotoir yang bersangkutan lebih tinggi dari 25 cm H3 = 500 kg / m 2 adalah muatan yang ditahan oleh konstruksi trotoir Skala gambar cm P2 P3 P1 P4 P6 P11 P5 P12 P7 P8 H1 = 100 kg/m' H3 = 500 kg/m' H2 = 500 kg/m' Lengan Terhadap Titik A Nama Titik Lengan (cm) P P P P P P P P P P P P P P10 A Gambar IV.28. Lantai Trotoir

58 IV-58 Pembebanan : Beban Mati Tiang sandaran: P1=P2=P3=P4= (0,0765 x 0,0924 x 0,5)x 0,15 x 2400 = 1,272 kg P5= 0,2 x 0,5 x 0,15 x 2400 = 36 kg P6= 0,0742 x 0,40 x 0,5 x 0,15 x 2400 = 5,342 kg P7= 0,126 x 0,40 x 0,15 x 2400 = 18,144 kg P8= 0,124 x 0,40 x 0,5 x 0,15 x 2400 = 8,928 kg Pipa Sandaran: Lantai Trotoar: P9= 0,25 x 0,50 x 1,00 x 2400 = 300 kg Pelat Lantai dibawah trotoar: P10= 0,25 x 0,50 x 1,00 x 2400 = 300 kg Momen Terhadap potongan titik A - Akibat beban hidup MH1 = 100 x 1,00 x 1,40 = 140 kgm MH2 = 500 x 1,00 x 0,50 = 250 kgm MH3 = 500 x 1,00 x 0,50 = 250 kgm Jumlah akibat beban hidup = 640 kgm - Akibat beban mati MP1 = 1,272 x 0,531= 0,675 kgm MP2 = 1,272 x 0,498= 0,633 kgm MP3 = 1,272 x 0,451= 0,574 kgm MP4 = 1,272 x 0,417= 0,530 kgm MP5 = 36,000 x 0,474 = 17,064 kgm MP6 = 5,342 x 0,525 = 2,805 kgm Pipa baja 76,3 mm 1 = 76,3 mm 2 = 69,3 mm G = 6,28 kg/m P11 = P12 = 6,28 x 1 x 2 = 12,56 kg

59 IV-59 MP7 = 18,144 x 0,437= 7,929 kgm MP8 = 8,928 x 0,333= 2,973 kgm MP9 = 300 x 0,25= 75 kgm MP10 = 300 x 0,25= 75 kgm MP11 = 12,56 x 0,474= 5,953 kgm MP12 = 12,56 x 0,474= 5,953 kgm Jumlah akibat beban mati = 195,089 kgm Jumlah momen total = 1,2 x MD + 1,6 ML = 1,2 x 195, ,6 x 640 = 1258,107 kgm = 1,258 x 10 7 Nmm 2 Asumsi Tulangan utama = D12 mm d = h p ½ tulangan utama = ½ x 12 = 216 mm M / b d 2 = 1,258 x 10 7 / ( 1000 x ) = 0,270 N / mm 2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 400 0,270 = ρ 0, ,588 ρ 35 0,270 = 320ρ ,4 ρ 2 ρ = 0,00085 ρmin = 0,0035 ρmaks = 0,0564 ρ < ρ min, dipakai ρ min As = ρ x b x d = 0,0035 x 1000 x 212 = 742 mm 2 Di pakai tulangan D12-125, As terpasang 905 mm 2 > 742 mm 2 Tulangan pembagi = 0,2 x As tulangan utama = 0,2 x 905 = 181 mm 2 Jadi tulangan yang digunakan D8 200 ( As = 251 mm 2 )

60 IV-60 D D D D8-200 D D D Gambar IV.29. Penulangan Lantai Trotoir IV Perencanaan Pelat Jembatan Diafragma Girder Prategang Perkerasan Pelat Lantai t h Direncanakan : Gambar IV.30. Pelat lantai jembatan Tebal pelat lantai kendaraan ( h ) : 25 cm Tebal aspal ( t ) Tebal lapisan air hujan ( t h ) : 5 cm : 5 cm Mutu beton ( f'c ) : K-350 ( f c = 35 Mpa )

61 IV-61 Mutu baja ( fy ) : 400Mpa ( BJTD 40) Berat Jenis ( BJ ) beton : 2400 kg/m 3 Berat Jenis ( BJ ) aspal : 2200 kg/m 3 Berat Jenis ( BJ ) air hujan : 1000 kg/m 3 a. Pembebanan Akibat Beban Mati Beban mati pada lantai kendaraan Berat sendiri pelat = h x b x BJ beton = 0,25 x 1 x 2400 = 600 kg/m' Berat aspal = t x b x BJ aspal = 0,05 x 1 x 2200 = 110 kg/m' Berat air hujan = t h x b x BJ air = 0,05 x 1 x1000 = 50 kg/m' Σ Beban Mati (q D ) = Berat sendiri pelat + Berat aspal + Berat air hujan = = 760 kg/m' Diasumsikan plat lantai menumpu pada dua sisi ( arah ly ) dan terletak bebas pada dua sisi yang lain ( arah lx ). Gelagar Memanjang Gelagar Memanjang Gelagar Memanjang 6.00m Lx = 2.00 m Gelagar Memanjang Ly = Lx = 2.00 m m Gambar IV.31. Asumsi perletakan plat lantai jembatan

62 IV-62 Dikarenakan kekuatan gelagar melintang tidak diperhitungkan (diafragma) maka Ly = diasumsikan nilai Ly sama dengan nilai Lx yaitu 2 meter. Ly/Lx = 2/2 = 1 Momen Pelat (Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang (CUR 1),1993): Untuk Ly/Lx =1 nilai x berturut-turut: 24, 33 dan 69 Mlx = 0,001.wu.lx 2.x = 0,001 x 760 x 7 2 x 24 = 893,760 kgm Mly = 0,001.wu.lx 2.x = 0,001 x 760 x 7 2 x 33 = 1228,920 kgm Mty = -0,001.wu.lx 2.x = 0,001 x 760 x 7 2 x 69 = -2569,560 kgm Mtx 1 1 = Mty = 2569, 560 = -1284,780 kgm 2 2 b. Pembebanan Akibat Beban Hidup "T" 4.00m 4.00 to 9.00m 0.50m 1.75m 0.50m 2.75m b1 b2 a1 a2 Jalur Lalu Lintas 2.75m b1 a1 Untuk Beban 100%: a1, a2 = 30,00 cm b1 = 12,50 cm b2 = 50,00 cm Gambar IV.32. Muatan T

63 IV-63 1). Kondisi 1 (satu roda ditengah pelat) Arah X Arah Y 10 t 10 t DUNLOP Gambar IV.33. Kondisi Satu Roda Ditengah Pelat Beban roda : T = 10 t = kg Bidang roda : tx = (17,50) = 85 cm = 0,85 m ty = (17,50) = 65 cm = 0,65 m Bidang kontak : bxy = 0,85 x 0,65 = 0,553 m 2 Muatan T disebarkan : T = / 0,553 = 18099,548 kg/m Lx = Ly=Lx=200 Gambar IV.34. Kondisi Satu Roda Ditengah Pelat (Tampak Atas)

64 IV-64 tx = 0,85 m ty = 0,65 m lx = 2,00 m tx lx ty lx = = 0,85 2,00 0,65 2,00 ly = 2,00 m Dari tabel Bittner diperoleh : ƒ xm = 0,1633 ƒ ym = 0,0993 Momen maksimum pada kondisi 1 (satu roda ditengah pelat) : M xm = ƒ xm T tx ty = 0, ,548 0,85 0, 65 = 1633,000 kgm M ym = ƒ ym T tx ty = 0, ,548 0,85 0, 65 = 993,000 kgm 2). Kondisi 2 (Dua roda ditengah pelat) = 0,425 = 0,325 Arah X 10 t t Arah Y 10 t DUNLOP Gambar IV.35. Kondisi Dua Roda Ditengah Pelat

65 IV Ly = Lx = Lx = Gambar IV.36. Kondisi Dua Roda Ditengah Pelat (Tampak Atas) Luas bidang kontak diatas dapat dihitung menjadi 2 bagian, yaitu : Bagian 1 Bagian Ly = Lx = Ly = Lx = Lx = Lx = Gambar IV.37. Kondisi Dua Roda (Dua bagian)

66 IV-66 Bagian Ly = Lx = Lx = Gambar IV.38. Bagian 1 dari Kondisi Dua Roda Ditengah Pelat Muatan T disebarkan : T = / 1,203 = 16625,104 kg/m 2 tx = 1,85 m ty = 0,65 m lx = 2,00 m ly = 2,00 m Dari tabel Bittner diperoleh : ƒ xm = 0,1004 ƒ ym = 0,0670 Momen yang terjadi : M xm1 = ƒ xm T tx ty = 0, ,104 1,85 0, 65 = 2007,165 kgm M ym1 = ƒ ym T tx ty = 0, ,104 1,85 0, 65 = 1339,443 kgm tx 1,85 = lx 2, 00 = 0,925 ty 0,65 = lx 2, 00 = 0,325

67 IV-67 Bagian Ly = Lx = Lx = Gambar IV.39. Bagian 2 dari Kondisi Dua Roda Ditengah Pelat Muatan T disebarkan : T = / 1,203 = 16625,104 kg/m 2 tx = 0,15 m ty = 0,65 m lx = 2,00 m ly = 2,00 m Dari tabel Bittner diperoleh : ƒ xm = 0,2363 ƒ ym = 0,1193 Momen yang terjadi : M xm2 = ƒ xm T tx ty = 0, ,104 0,15 0, 65 = 383,030 kgm M ym2 = ƒ ym T tx ty = 0, ,104 0,15 0, 65 = 193,379 kgm tx 0,15 = lx 2, 00 = 0,075 ty 0,65 = lx 2, 00 = 0,325

68 IV-68 Momen maksimum pada kondisi 2 : M xm = M xm1 M xm2 = 2007, ,030 = 1624,135 kgm M ym = M ym1 M ym2 = 1339, ,379 = 1146,064 kgm Momen maksimum akibat beban hidup T diambil dari momen terbesar pada kondisi 1 dan kondisi 2 Momen maksimum pada kondisi 1 (satu roda ditengah pelat) : M xm = 1633,000 kgm M ym = 993,000 kgm Momen maksimum pada kondisi 2 (dua roda berdekatan) : M xm = 1624,135 kgm M ym = 1146,064 kgm Dipilih nilai momen yang terbesar. Untuk M xm = 1633,000 kgm Untuk M ym = 1146,064 kgm Momen total yang terjadi pada pelat tengah akibat beban mati dan beban hidup adalah : M X = M xdl + M xll = 893, ,000 = 2526,760 kgm M Y = M ydl + M yll = 1228, ,064 = 2374,984 kgm Mtx = -1284,780 kgm Mty = -2569,56 kgm

69 IV-69 c. Penulangan Pelat Jembatan 1). Penulangan lapangan arah x Mx = 2526,760 kgm Mu = M / φ Mu = 2526,760 / 0,8 = 3158,450 kgm Direncanakan tulangan D16 Diketahui: h = 250 mm nilai p (selimut beton) menurut Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang (CUR1), 1993 untuk pelat yang langsung berhubungan dengan tanah/cuaca dan tulangan utama 16mm maka nilai p diambil 40 mm. d = h p 0,5D = ,5 x 16 = 202 mm M b d , ,202 = 2 = 61924,321 kg / m 2 = 0,619 N/mm2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 400 0,619 = ρ 0, ,588 ρ 35 0,619 = 320 ρ ,4 ρ 2 ρ = 0,00196 ρmin = 0,0035 ρmaks = 0,0564 ρ < ρ min, dipakai ρ min

70 IV-70 As = ρ x b x d = 0,0035 x 1000 x 202 = 707 mm 2 Di pakai tulangan Ø As terpasang 804 mm 2 > 707 mm 2 2). Penulangan lapangan arah y My = 2374,984 kgm Mu = M / φ Mu = 2374,984 / 0,8 = 2968,730 kgm Direncanakan tulangan D16 Diketahui: h = 250 mm p = 40 mm d = h p 0,5D = ,5 x 16 = 202 mm M b d , ,202 = 2 = 72755,857 kg / m 2 = 0,728 N/mm2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 400 0,728 = ρ 0, ,588 ρ 35 0,728 = 320 ρ ,4 ρ 2 ρ = 0, ρmin = 0,0035 ρmaks = 0,0564 ρ < ρ min, dipakai ρ min

71 IV-71 As = ρ x b x d = 0,0035 x 1000 x 202 = 707 mm 2 Di pakai tulangan D As terpasang 804 mm 2 > 707 mm 2 2). Penulangan Tumpuan Arah X My = -1284,780 kgm Mu = M / φ Mu = -1284,780 / 0,8 = -1605,975 kgm Direncanakan tulangan D16 Diketahui: h = 250 mm p = 40 mm d = h p 0,5D = ,5 x 16 = 202 mm M b d , ,202 = 2 = 39358,274 kg / m 2 = 0,394 N/mm2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 400 0,394 = ρ 0, ,588 ρ 35 0,394 = 320 ρ ,4 ρ 2 ρ = 0, ρmin = 0,0035 ρmaks = 0,0564 ρ < ρ min, dipakai ρ min

72 IV-72 As = ρ x b x d = 0,0035 x 1000 x 202 = 707 mm 2 Di pakai tulangan D As terpasang 804 mm 2 > 707 mm 2 2). Penulangan Tumpuan Arah Y My = -2569,56 kgm Mu = M / φ Mu = -2569,56 / 0,8 = -3211,95 kgm Direncanakan tulangan D16 Diketahui: h = 250 mm p = 40 mm d = h p 0,5D = ,5 x 16 = 202 mm M b d ,95 1 0,202 = 2 = 78716,547 kg / m 2 = 0,787 N/mm2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 400 0,787 = ρ 0, ,588 ρ 35 0,787 = 320 ρ ,4 ρ 2 ρ = 0, ρmin = 0,0035 ρmaks = 0,0564 ρ < ρ min, dipakai ρ min

73 IV-73 As = ρ x b x d = 0,0035 x 1000 x 202 = 707 mm 2 Di pakai tulangan D As terpasang 804 mm 2 > 707 mm 2 D D Lx = 2.00 m 1.00m 1.00m 0.50m D D D D D D D D m 1.00m 1.00m Gelagar Memanjang D D Gelagar Memanjang D Gelagar Memanjang Gelagar Memanjang 6.00m 0.50m m Gambar IV.40. Penulangan Pelat Lantai Jembatan

74 IV-74 IV Diafragma Diafragma adalah elemen struktural pada jembatan dengan gelagar prategang berupa sebuah balok yang berfungsi sebagai pengaku. Dalam pembebanannya, diafragma ini tidak menahan beban luar apapun kecuali berat sendiri balok diafragma tersebut. Dikarenakan diafragma adalah beton precast maka dalam kasus pembebanannya ditinjau menjadi dua kasus yaitu pebebanan pada saat pengangkatan/ketika telah terinstall dan pada saat penumpukan/diafragma posisi merebah. Direncanakan : Tinggi balok ( h ) = 1050 mm Mutu beton = K-225 ( f c = 22,5 Mpa ) Mutu Besi Beton = BJTP 24 ( fy =240 Mpa ) Berat jenis beton ( BJ ) = 2400 kg/m 3 Tebal balok ( b) = 150 mm Tebal penutup beton = 30 mm φ tulangan φ sengkang tinggi efektif (d ) = 12 mm = 8 mm Beban Merata Akibat Berat Sendiri Balok Qd = 1,2 x 1,05 x 0,15 x 2400 = 453,60 kg/m = h - p - φ sengkang φ tulangan = ,5 x 16 = 1004 mm Penulangan Akibat beban sendiri saat pengangkatan dan saat diafragma sudah terinstall Tulangan Utama : M = 1/8 ( Qd x l 2 ) = 1/8 (453,60 x 2,00 2 ) = 226,5 kgm = Nmm Mu = M / φ Mu = / 0,8 = Nmm Mu b d = 2 2 = 0,019 N/mm 2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c

75 IV ,019 = ρ 0, ,588 ρ 22,5 0,019 = 192 ρ ,224 ρ 2 ρ = 9, ρmin = 0,0058 ρmax = 0,0362 ρ < ρmin, maka dipakai ρmin As = ρmin x b x d = 0,0058 x 150 x 996 = 866,520 mm 2 Dipakai tulangan 5 D 16, As = 1005 mm 2 > 866,520 mm 2 Penulangan Akibat beban sendiri saat penumpukan (penyimpanan)/posisi merebah. 1.83m Ly/Lx = 1,83/1,05 = 1,743 Mly = 0,001.Wu.Lx 2.x = 0,001 x 453,60 x 1,05 2 x 74 = 37,007 kgm = Nmm Mlx = 0,001.Wu.Lx 2.x = 0,001 x 453,60 x 1,05 2 x 27 = 13,503 kgm = Nmm Mty = -0,001.Wu.Lx 2.x = -0,001 x 453,60 x 1,05 2 x 110 = -55,010 kgm= nmm Mlx = ½ Mty = ½ x -55,010 = -27,505 kgm= Nmm Tulangan Lapangan Arah y Direncanakan tulangan D12 Diketahui: h = 150 mm p = 30 mm d = h p 0,5D = ,5 x 12 = 114 mm

76 IV-76 Mu b d = 2 2 = 0,0285 N/mm 2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 240 0,0285 = ρ 0, ,588 ρ 22,5 0,0285 = 192 ρ ,224 ρ 2 ρ =0, ρmin = 0,0058 ρmax = 0,0362 ρ < ρmin, maka dipakai ρmin As = ρmin x b x d = 0,0058 x 1000 x 114 = 661,20 mm 2 Dipakai tulangan D12-150, As =754 mm 2 > 661,20 mm 2 Tulangan Lapangan Arah x Direncanakan tulangan D12 Diketahui: h = 150 mm p = 30 mm d = h p 0,5D = ,5 x 12 = 114 mm Mu b d = 2 2 = 0,0104 N/mm 2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c

77 IV ,0104 = ρ 0, ,588 ρ 22,5 0,0104 = 192 ρ ,224 ρ 2 ρ =5,42 x 10-5 ρmin = 0,0058 ρmax = 0,0362 ρ < ρmin, maka dipakai ρmin As = ρmin x b x d = 0,0058 x 1000 x 114 = 661,20 mm 2 Dipakai tulangan D12-150, As =754 mm 2 > 661,20 mm 2 Tulangan Tumpuan Arah y Direncanakan tulangan D12 Diketahui: h = 150 mm p = 30 mm d = h p 0,5D = ,5 x 12 = 114 mm Mu b d = 2 2 = 0,0423 N/mm 2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 240 0,0423 = ρ 0, ,588 ρ 22,5 0,0423 = 192 ρ ,224 ρ 2 ρ = 0,000221

78 IV-78 ρmin = 0,0058 ρmax = 0,0362 ρ < ρmin, maka dipakai ρmin As = ρmin x b x d = 0,0058 x 1000 x 114 = 661,20 mm 2 Dipakai tulangan D12-150, As =754 mm 2 > 661,20 mm 2 Tulangan Tumpuan Arah x Direncanakan tulangan D12 Diketahui: h = 150 mm p = 30 mm d = h p 0,5D = ,5 x 12 = 114 mm Mu b d = 2 2 = 0,0212 N/mm 2 M fy = ρ 0,8 fy 1 0,588 2 ρ b d f 'c 240 0,0212 = ρ 0, ,588 ρ 22,5 0,0212 = 192 ρ ,224 ρ 2 ρ = 0, ρmin = 0,0058 ρmax = 0,0362 ρ < ρmin, maka dipakai ρmin As = ρmin x b x d = 0,0058 x 1000 x 114 = 661,20 mm 2 Dipakai tulangan D12-150, As =754 mm 2 > 661,20 mm 2

79 IV A 3D16 2D D16 2D12 D D D12 D D12 D D D16 3D D12 2D A 5D16 Potongan A-A Gambar IV.41. Penulangan Diafragma IV Gelagar Memanjang (Balok Pratekan) Fungsi utama gelagar prategang adalah untuk menahan gaya lentur yang ditimbulkan oleh beban-beban di atasnya. Direncanakan: Mutu beton prategang ( f c ) = K 500 (f c =50 Mpa ). Berat jenis beton ( BJ ) = 2400 kg/m 3 Mutu baja ( fy ) = BJTD 40 ( fy = 400 Mpa ) Type kabel prategang = Uncoated Seven-wire Stress-relieved High Grade Low Relaxation ASTM A-416 Pengangkuran = Sistem Freyssinet

80 IV-80 1). Analisa Penampang ,5 7,5 Yt(c) CGC Composite Yt(p) CGC Prestress , Yb(c) Yb(p) 15, ,5 6, Gambar IV.42. Gelagar Prategang a. Gelagar Prategang

81 IV-81 Contoh Perhitungan (no.5) : A = 65,00 12,50 = 812,50cm 2 Y (diukur dari titik dasar balok ke titik berat bangun) = 6,25 cm I = b h = 65,00 12,50 = 10579,427cm Ix = A.(Y-Yb(p)) 2 + I = , ,427 = ,187 cm 4 Penentuan cgc balok prategang Yb(p) = Σ A. Y / Σ A = ,950 / 3167,500 = 51,931 cm Yt(p) = ,931 = 73,069 cm Penentuan batas inti balok prategang Kt(p) = Ix / ( A. Yb(p) ) = ,652 / ( 3167,500 x 51,931 ) = 33,419 cm Kb(p) = Ix / ( A x Yt(p) ) = ,652 / (3167,500 x 73,069) = 23,751 cm b. Gelagar Komposit Direncanakan : Mutu beton gelagar prategang : f c = 50 Mpa Mutu beton pelat lantai : f c = 35 Mpa Modulus elastisitas beton ( E ) = 4730 f c 4 E plat = = 27983,057 E balok = = 33446,151 Angka ekivalen ( n ) = E balok / E plat = 33446,151/27983,057 = 1,195 Luas plat lantai = 200 x 25 = 5000 cm 2 Luas plat lantai ekivalen dengan luas beton precast A eki = A plat / n = 5000 / 1,195 = 4184,100 cm 2 b eff = A eki / t plat = 4184,100 / 25 = 167,364 cm = 1673,640 mm b eff maximum = 2000 mm ( jarak bersih antar balok )

82 IV-82 Penentuan cgc balok komposit Yb(c) = Σ A. Y / Σ A = ,700 / 7351,600 = 100,632 cm Yt(c) = 150,00 100,632 = 49,368 cm Penentuan batas inti balok komposit Kt(c) = Ix / ( A. Yb(c) ) = ,802/ ( 7351,600 x 100,632 ) = 25,567 cm Kb(c) = Ix / ( A x Yt(c) ) = ,802/ (7351,600 x 49,368) = 52,116 cm 2). Pembebanan Balok Prategang Beban Mati 1. Berat sendiri balok ( Q D1 ) Qd1 =760,80 kg/m A 25,00 m Gambar IV.43. Pembebanan Akibat Berat Sendiri Balok B Q D1 = A balok x BJ beton = 0,317 x 2400 = 760,80 kg/m Q UD1 = 1,2 Q D1 = 1,2 760,80 kg/m = 912,960 kg/m

83 IV-83 Mencari reaksi tumpuan : Σ M B = 0 L R A 0.5 Q UD1 L 2 = 0 25 R A , = 0 R A = kg Momen pada jarak x dari A : M X = R A. x ½. Q UD1. x 2 Mx = 11412x 456,48x 2 M 0 = ( x 0 ) - ( ½ x 913 x 0 2 ) = 0 kgm M 0,5 = ( x 0,5 ) - ( ½ x 913 x 0,5 2 ) = 5591,88 kgm M 2,5 = ( x 2,5 ) - ( ½ x 913 x 2,5 2 ) = kgm M 4,5 = ( x 4,5 ) - ( ½ x 913 x 4,5 2 ) = 42110,3 kgm M 6,5 = ( x 6,5 ) - ( ½ x 913 x 6,5 2 ) = 54891,7 kgm M 8,5 = ( x 8,5 ) - ( ½ x 913 x 8,5 2 ) = 64021,3 kgm M 10,5 = ( x 10,5 ) - ( ½ x 913 x 10,5 2 ) = 69499,1 kgm M 12,5 = ( x 12,5 ) - ( ½ x 913 x 12,5 2 ) = kgm ,88 Bentang (m) Momen (kgm) ,28 ` 54891, , , Gaya Lintang pada jarak x dari A : D x = R A - q UD1. x D x = ,960. x

84 IV-84 D 0 = ( 912,96 x 0 ) = kg D 0,5 = ( 912,96 x 0,5 ) = 10955,5 kg D 2,5 = ( 912,96 x 2,5 ) = 9129,6 kg D 4,5 = ( 912,96 x 4,5 ) = 7303,68 kg D 6,5 = ( 912,96 x 6,5 ) = 5477,76 kg D 8,5 = ( 912,96 x 8,5 ) = 3651,84 kg D 10,5 = ( 912,96 x 10,5 ) = 1825,92 kg D 12,5 = ( 912,96 x 12,5 ) = 0 kg Bentang (m) Momen (kgm) , ,6 2. Beban mati tambahan (Q D2 ) Beban mati tambahan terdiri atas ; - Berat Pelat Beton q plat = b x h x BJ beton = 2,00 x 0,25 x 2400 = 1200 kg/m - Berat Lapisan Aspal q aspal = b x t x BJ aspal = 2,00 x 0,05 x 2200 = 220 kg/m - Berat air hujan q air = b x t h x BJ air = 2,00 x 0,05x 1000 = 100 kg/m Q D2 = 1520 kg/m 7303,68 ` 5477, , ,92 Q UD2 = 1,2 q D2 = 1, kg/m = 1824 kg/m

85 IV-85 Qd2 =1824 kg/m 25,00 m A B Gambar IV.44. Pembebanan Akibat Berat Mati Tambahan Mencari reaksi tumpuan : Σ M B = 0 L R A 0.5 q UD2 L 2 = 0 25 R A = 0 R A = kg Momen pada jarak x dari A : M X = R A. x ½. Q UD2. x 2 Mx = 22800x 912x 2 M 0 = ( x 0 ) - ( ½ x 1824 x 0 2 ) = 0 kgm M 0,5 = ( x 0,5 ) - ( ½ x 1824 x 0,5 2 ) = kgm M 2,5 = ( x 2,5 ) - ( ½ x 1824 x 2,5 2 ) = kgm M 4,5 = ( x 4,5 ) - ( ½ x 1824 x 4,5 2 ) = kgm M 6,5 = ( x 6,5 ) - ( ½ x 1824 x 6,5 2 ) = kgm M 8,5 = ( x 8,5 ) - ( ½ x 1824 x 8,5 2 ) = kgm M 10,5 = ( x 10,5 ) - ( ½ x 1824 x 2 10,5 ) = kgm M 12,5 = ( x 12,5 ) - ( ½ x 1824 x 2 12,5 ) = kgm Bentang (m) Momen (kgm) `

86 IV-86 Gaya Lintang pada jarak x dari A : D x = R A - q UD2. x D x = x D 0 = ( 1824 x 0 ) = kg D 0,5 = ( 1824 x 0,5 ) = kg D 2,5 = ( 1824 x 2,5 ) = kg D 4,5 = ( 1824 x 4,5 ) = kg D 6,5 = ( 1824 x 6,5 ) = kg D 8,5 = ( 1824 x 8,5 ) = 7296 kg D 10,5 = ( 1824 x 10,5 ) = 3648 kg D 12,5 = ( 1824 x 12,5 ) = 0 kg 0 Bentang (m) Momen (kgm) ` Beban terpusat balok diafragma (P U1 ) Gambar IV.45. Dimensi Diafragma

87 IV-87 V ={[ (1,65+1,83) x 0,075 x 0,5]+[(1,35+1,83) x 0,10x 0,5]+(1,83 x 0,875)} x 0,15 = 0,284 m 3 P 1 = 0,284 x 2400 kg/m 3 = 681,60 kg P U1 = 1, 2 x P 1 = 1, 2 x 681,60 kg = 817,920 kg 0.50m 0.50m 3.00m 3.00m 3.00m 3.00m 3.00m 3.00m 3.00m 3.00m Pu1 Pu1 Pu1 Pu1 Pu1 Pu1 Pu1 Pu1 Pu m A Gambar IV.46. Pembebanan Gelagar Memanjang Karena Diafragma B Mencari reaksi tumpuan : ΣK V = 0 ; R A = R B R A + R B - ΣP u1 = 0 2 R A = Σ P U1 R A = Σ P U1 / 2 = ( 9 x 817,920) / 2 = 3680,640 kg Momen pada jarak x dari A : M 0 = 0 kgm M 0,5 = 3680,640 x 0,5 = 1840,20 kgm M 2,5 = 3680,640 x 2,5 817,92 x 2 = 7565,76 kgm M 4,5 = 3680,640 x 4,5 817,92 x 4 817,92 x 1 = 12473,280 kgm M 6,5 = 3680,640 x 6,5 817,92 x 6 817,92 x 3 = 16562,880 kgm M 8,5 = 3680,640 x 8,5 817,92 x 8 817,92 x 5 817,92 x 2 = 19016,640 kgm M 10,5 = 3680,640 x 10,5 817,92 x ,92 x 7 817,92 x 4 817,92 x 1 = 20652,48 kgm

88 IV-88 M 12,5 = 3680,640 x 12,5 817,92 x ,92 x 9 817,92 x 6 817,92 x 3 =21470,400 kgm Momen (kgm) ,2 7565, ,28 Bentang (m) ` 16562, , , , Gaya Lintang pada jarak x dari A : D 0 D 0,5 D 2,5 D 4,5 D 6,5 D 8,5 D 10,5 D 12,5 = 3680,640 kg = 3680, ,92 = 2862,720 kg = 3680, ,92 = 2862,720 kg = 3680, ,92 x 2 = 2044,800 kg = 3680, ,92 x 3 = 1226,880 kg = 3680, ,92 x 3 = 1226,880 kg = 3680, ,92 x 4 = 408,96 kg = 3680, ,92 x 5 = -408,96 kg

89 IV Bentang (m) Momen (kgm) ` , , , , ,88 408,96-408, ,4 Beban hidup ( Beban lajur D ) Beban garis P=12 ton Beban Terbagi Rata q t/m 1 Jalur Gambar IV.47. Beban Hidup D Beban lajur D terdiri dari ; - Beban terbagi rata sebesar q ton per m per jalur q = 2,2 t/m untuk L < 30 m ( L = 25m) q q = α s 2,75 2,2 = 1 2, 00 = 1,60 t/m 2,75 α = 1 Kekuatan gelagar melintang tidak diperhitungkan (diafragma) - Beban garis sebesar P per jalur P = 12 ton

90 IV-90 Koefisien Kejut K = = 1 + ( 50 + L ) ( ) = 1, 267 p = p α s K 2,75 = ,00 1, 267 = 11,057 t 2,75 Model Mekanika: 1,6P' = 1,6 x = 17691,200 kg 1,6q' = 1,6 x 1600 = 2560 kg/m 25.00m A B Gambar IV.48. Pembebanan Gelagar Karena Beban D Mencari reaksi tumpuan : ΣMB = 0 RAV , ,2 12,50 = 0 RAV = 0 RAV = 40845,60 kg Momen pada jarak x dari A: M 0 = 0 kgm M 0,5 = 40845,60 0,5 0, ,5 2 = 20102,5 kgm M 2,5 = 40845,60 2,5 0, ,5 2 = 94112,5 kgm M 4,5 = 40845,60 4,5 0, ,5 2 = ,2 kgm M 6,5 = 40845,60 6,5 0, ,5 2 = ,4kgm M 8,5 = 40845,60 8,5 0, ,5 2 = ,6 kgm M 10,5 = 40845,60 10,5 0, ,5 2 = ,8 kgm M 12,5 = 40845,60 12,5 0, ,5 2 = ,0 kgm

91 IV ,5 Bentang (m) Momen (kgm) , ,2 ` , , , Gaya lintang pada jarak x dari A: D 0 = 40845,60 kg D 0,5 = 40845, ,5 = 39565,6 kg D 2,5 = 40845, ,5 = 34445,6 kgm D 4,5 = 40845, ,5 = 29325,6 kgm D 6,5 = 40845, ,5 = 24205,6 kgm D 8,5 = 40845, ,5 = 19085,6 kgm D 10,5 = 40845, ,5 = 13965,6 kgm D 12,5 = 40845, , ,2 = ,6 kgm

92 IV Bentang (m) Momen (kgm) , , , ,6 ` 24205, , ,6-8845,6 Beban Sekunder pada Balok Prategang Akibat rem dan traksi Pengaruh gaya rem diperhitungkan sebesar 5 % dari beban D tanpa koefisien kejut. q q = α s 2,75 2,2 = 1 2, 00 = 1,60 t/m 2,75 p p = α s 2,75 12 = 1 2, 00 = 8,727 t 2,75 Total Muatan D = 1,600 x (25,000) + 8,727 = 48,727 t = kg Gaya rem = 5% x Total Muatan D = 5% x 48727= 2436,35 kg Tebal aspal = 0,05 m

93 IV-93 Tebal Plat = 0,25 m Jarak garis netral Yt(p) = 0,731 m Tinggi pusat berat kendaraan = 1,8 m Gaya rem = 1,6 x 2436,35 = 3898,16 kg Z R = Yt(p) + h ( pelat & aspal ) + 1,80 = 0, ,25 + 0,05 + 1,8 = 2,831 m X 3898,16 kg 2.83m A B 25.00m Gambar IV.49. Pembebanan Akibat Rem dan Traksi Mencari reaksi tumpuan : Σ M B = 0 ( R A x 25 ) - ( 3898,16 x 2,831 ) = 0 R A = 441,428 kg Momen pada jarak x dari A : M 0 M 0,5 M 2,5 M 4,5 M 6,5 M 8,5 M 10,5 M 12,5 = 0 kgm = 441,428 x 0,5 = 220,714 kgm = 441,428 x 2,5 = 1103,570 kgm = 441,428 x 4,5 = 1986,426 kgm = 441,428 x 6,5 = 2869,282 kgm = 441,428 x 8,5 = 3752,138 kgm = 441,428 x 10,5 = 4634,994 kgm = 441,428 x 12,5 = 5517,850 kgm

94 IV-94 Momen (kgm) , , ,426 Bentang (m) ` 2869, , , ,85 Lintang pada jarak x dari A : D 0 D 0,5 D 2,5 D 4,5 D 6,5 D 8,5 D 10,5 D 12,5 = 441,428 kg = 441,428 kg = 441,428 kg = 441,428 kg = 441,428 kg = 441,428 kg = 441,428 kg = 441,428 kg Bentang (m) Momen (kgm) ` , , , , , , , ,428

95 IV Rekapitulasi Momen dan Gaya Lintang Momen TOTAL Bentang (m) Momen (kgm) , , , , , , , ,25