PERHITUNGAN BOX CULVERT Dimensi 2200 x 1600 mm

Transkripsi

1 A. DATA STRUKTUR ATAS Lebar box culvert (sisi dalam) l = 2.20 m Tinggi box culvert (sisi dalam) H = 1.60 m Tebal plat atas h1 = 0.20 m Tebal plat dinding h2 = 0.18 m Tebal plat bawah h3 = 0.18 m Lebar saluran L = 2.56 m Lebar jalan (jalur lalu-lintas) B1 = m Tebal selimut beton ts = 0.02 m Tebal slab Rigid Pavement ts = 0.25 m Tebal lapisan aspal + overlay ta = 0.05 m Tinggi genangan air hujan th = 0.05 m

2 B. BAHAN STRUKTUR Mutu beton : K Kuat tekan beton, fc' = 0.83 * K / 10 = MPa Modulus elastik, Ec = 4700 * fc' = MPa Angka poisson = 0.20 Modulus geser G = Ec / [2*(1 + )] = MPa Koefisien muai panjang untuk beton α = 1.0.E-05 C Mutu baja : Untuk baja tulangan dengan Ø > 12 mm : U - 39 Tegangan leleh baja, fy = U*10 = 390 Mpa Untuk baja tulangan dengan Ø 12 mm : U - 24 Tegangan leleh baja, fy = U*10 = 240 Mpa Specific Gravity : Berat beton bertulang, wc = kn/m3 Berat beton tidak bertulang (beton rabat), w'c = kn/m3 Berat aspal padat, wa = kn/m3 Berat jenis air, ww = 9.80 kn/m3 C. ANALISIS BEBAN 1. BERAT SENDIRI (MS) Faktor beban ultimit : K MS = 1.3 Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian saluran yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Beban berat sendiri saluran dihitung sbb. : Berat sendiri plat rigid pavement, QMS = h1 * l * wc = kn/m Berat sendiri saluran, QMS = h2 * l * wc = kn/m Q MS = kn/m Gaya geser dan momen akibat berat sendiri (MS) : V MS = 1/2 * Q MS * L = kn M MS = 1/8 * Q MS * L 2 = knm

3 2. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA) PERHITUNGAN BOX CULVERT Faktor beban ultimit : Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh ba K MA = 1.3 menimbulkan suatu beban pada saluran yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur saluran. Saluran dianalisis harus mampu memikul beban tambahan seperti : 1) Penambahan lapisan aspal (overlay ) di kemudian hari, 2) Genangan air hujan jika sistim drainase tidak bekerja dengan baik, Panjang bentang Saluran, L m Beban mati tambahan pada saluran No. Jenis Lebar Lebar Tebal Berat Beban (m) (m) (m) (kn/m3) (kn/m) 1 Lap.Aspal+overlay 2.56 m Air hujan 2.56 m Beban mati tambahan : Q MA = 6.89 Gaya geser dan momen akibat beban tambahan (MA) : 4. BEBAN LALU-LINTAS 4.1. BEBAN LAJUR "D" (TD) V MA = 1/2 * Q MA * L = 8.81 kn M MA = 1/8 * Q MA * L 2 = 5.64 knm Faktor beban ultimit : Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata (K TD = 1.0 Distributed Load ), UDL dan beban garis (Knife Edge Load ), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kpa) yg besarnya tergantung pd panjang bentang L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar 2 atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : q = q = 8.0 kpa untuk L *( / L ) kpa untuk L > 30

4 Untuk panjang bentang, KEL mempunyai intensitas, L= m q = 8.00 kpa Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil p = kn/m sebagai berikut : DLA = 0.40 untuk L 50 m DLA = *(L - 50) untul 50 < L < 90 m DLA = 0.30 untuk L 90 m Lebar Saluran s = 2.56 m DLA = 0.40 Beban lajur pada saluran, Q TD = q * s = kn/m P TD = (1 + DLA) * p * s = kn Gaya geser dan momen akibat beban lajur "D" : V TD = 1/2 * ( QTD * L + PTD ) = M TD = 1/8 * QTD * L 2 + 1/4 * PTD * L = kn knm

5 4.2. BEBAN TRUK "T" (TT) Faktor beban ultimit : Beban hidup pada slab rigid berupa beban roda K TT = 1.0 ganda oleh Truk (beban T) yang besarnya, Faktor beban dinamis untuk pembebanan truk diambil, T = 80 kn P TT = 80 kn Gaya geser maksimum akibat beban, T Momen maksimum akibat beban, D V TT = 1/2 * P TT = kn M TT = 1/2 * P TT * 1/2 * L = knm Gaya geser dan momen yang terjadi akibat pembebanan lalu-lintas, diambil yg memberikan pengaruh terbesar terhadap saluran di antara beban "D" dan beban "T". Gaya geser maksimum akibat beban, D V TT = kn Momen maksimum akibat beban, D M TT = knm 5. KOMBINASI BEBAN ULTIMATE Gambar 4. Pembebanan Truk "T" No. Jenis Beban Faktor Komb Beban 1 Berat sendiri (MS) Beban mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD) 1.00

6 KOMBINASI MOMEN ULTIMATE Komb No. Jenis Beban Faktor M Mu Beban (knm) (knm) 1 Berat sendiri (MS) Beban mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD/TT) KOMBINASI GAYA GESER ULTIMATE Komb No. Jenis Beban Faktor V Vu Beban (kn) (kn) 1 Berat sendiri (MS) Beban mati tambahan (MA) Beban lajur "D" (TD/TT) Momen ultimate rencana saluran Mu = knm Gaya geser ultimate rencana saluran Vu = kn 6. TULANGAN ARAH X Lebar plat fondasi yang ditinjau, b = 2560 mm Tebal plat fondasi, h = 200 mm Jarak pusat tulangan thd. sisi luar beton, d' = 20 mm Tebal efektif plat, d = h - d' = 180 mm Kuat tekan beton, f c ' = 29 MPa Kuat leleh baja tulangan, f y = 390 MPa Modulus elastis baja, E s = MPa Faktor distribusi teg. beton, 1 = 0.85 b = 1 * 0.85 * f c / f y * 600 / ( f y ) = Faktor reduksi kekuatan lentur, = 0.80 R max = 0.75 * b * f y * [1-½*0.75* b * f y / ( 0.85 * f c ) ] = M n = M uy / = knm R n = M n * 10 6 / ( b * d 2 ) = R n < R max (OK) Rasio tulangan yang diperlukan, = 0.85 * f c / f y * [ 1 - {1 2 * R n / ( 0.85 * f c ) } ] =

7 Rasio tulangan minimum, min = Rasio tulangan yang digunakan, = Luas tulangan yang diperlukan, A s = * b * d = mm 2 Diameter tulangan yang digunakan, D 13 mm Jarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 * D 2 * b / A s = 100 mm Jarak tulangan maksimum, s max = 200 mm Jarak tulangan yang digunakan, s = 100 mm Digunakan tulangan, D Luas tulangan terpakai, A s = / 4 * D 2 * b / s = mm 2 7. TULANGAN ARAH Y Lebar plat fondasi yang ditinjau, b = 2560 mm Tebal plat fondasi, h = 200 mm Jarak pusat tulangan thd. sisi luar beton, d' = 20 mm Tebal efektif plat, d = h - d' = 180 mm Kuat tekan beton, f c ' = 29 MPa Kuat leleh baja tulangan, f y = 390 MPa Modulus elastis baja, E s = MPa Faktor distribusi teg. beton, 1 = b = 1 * 0.85 * f c / f y * 600 / ( f y ) = Faktor reduksi kekuatan lentur, = 0.80 R max = 0.75 * b * f y * [1-½*0.75* b * f y / ( 0.85 * f c ) ] = M n = M uy / = knm R n = M n * 10 6 / ( b * d 2 ) = R n < R max (OK) Rasio tulangan yang diperlukan, = 0.85 * f c / f y * [ 1 - {1 2 * R n / ( 0.85 * f c ) } ] = Rasio tulangan minimum, min = Rasio tulangan yang digunakan, = Luas tulangan yang diperlukan, A s = * b * d = mm 2 Diameter tulangan yang digunakan, D 13 mm Jarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 * D 2 * b / A s = 100 mm Jarak tulangan maksimum, s max = 200 mm Jarak tulangan yang digunakan, s = 100 mm Digunakan tulangan, D Luas tulangan terpakai, A s = / 4 * D 2 * b / s = mm 2

8 Gambar 5. Detail Penulangan Box Culvert