STRUKTUR BAJA II MODUL 5 Perencanaan Lantai Kenderaan Dosen Pengasuh : Materi Pembelajaran : WORKSHOP/PELATIHAN PERENCANAAN LANTAI JEMBATAN Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa dapat melakukan perencanaan lantai jembatan. DAFTAR PUSTAKA a) RSNI T-1-004, Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan. b) RSNI T-0-005 Pembebanan Untuk Jembatan. c) Soemono, Pro.,Ir., ILMU GAYA, Penerbit Jembatan, Djakarta, 1971.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pemilik hak cipta photo-photo, buku-buku rujukan dan artikel, yang terlampir dalam modul pembelajaran ini. Semoga modul pembelajaran ini bermanaat. Wassalam Penulis Thamrin Nasution thamrinnst.wordpress.com thamrin_nst@hotmail.co.id. thamrinnst.wordpress.com
Modul kuliah STRUKTUR BAJA II, 01 WORKSHOP/PELATIHAN Perencanaan Tulangan Lapangan Lantai Kenderaan 970 15 15 100 10 10 10 10 700 15 15 % Lapis aspal 50 mm % Trotoir Beton Tumbuk K175 Parapet S S S S Gambar 1 : Penampang melintang jembatan. A). DATA - DATA 1. DATA GEOMETRIS/BERAT JENIS JEMBATAN Panjang gelagar Tebal Tebal Air hujan BJ BJ BJ Diameter NO. Jembatan S (ts = h) aspal (ta) (th) Beton Aspal Air hujan tulangan STB. m mm cm cm cm kn/m 3 kn/m 3 kn/m 3 mm -1 31.5 1850 0 10 5 5 9.8 16 0 36 1500 0 6 4 5 9.8 16 1 4 1546 0 7 5 5 9.8 16 48 159 0 8 6 5 9.8 16 3 54 1638 0 9 7 5 9.8 16 4 60 1684 0 10 8 5 9.8 16 5 66 1730 0 5 9 5 9.8 16 6 7 1776 0 6 10 5 9.8 16 7 78 18 0 7 3 5 9.8 16 8 84 1868 0 8 4 5 9.8 16 9 90 1914 0 9 5 5 9.8 16. DATA MATERIAL a. BETON Mutu beton, K-50 = 50 kg/cm Kuat tekan beton, c' = 0,83 K/10 = 0.8 MPa. Modulus Elastis Ec 4700 c' = 1410 MPa. Koeisien muai panjang untuk beton, = 10-5 / o C < 30 MPa. Selimut beton = 35 mm. b. BAJA Baja tulangan dengan > 1 mm U - 39 Tegangan leleh baja, y = U. 10 = 390 MPa. 1
Modul kuliah STRUKTUR BAJA II, 01 B). ANALISA STRUKTUR. Ditinjau lantai selebar 1,00 meter pada arah memanjang jembatan. 1. BERAT SENDIRI (MS) No. J e n i s B e b a n. BEBAN MATI TAMBAHAN (MA) Tebal Berat Beban m kn/m 3 kn/m' Lantai jembatan 0.00 5.0 5.00 Berat sendiri Q MS 5.00 No. J e n i s B e b a n Tebal Berat Beban m kn/m 3 kn/m' 1. Lapisan aspal + overlay 0.100.0.00. Air hujan 0.050 9.8 0.490 Beban mati tambahan Q MA.690 3. BEBAN TRUK "T" (TT) Panjang jembatan, = 31,5 meter Faktor beban dinamis = 40% Modul hal. 14 Catatan : Untuk L 50 m FBD = 0,40 Untuk 50 m < L 90 m FBD = 0,40 0,005. (L -50) Untuk L > 90 m FBD = 0,30. Beban hidup pada lantai jembatan berupa beban roda ganda oleh Truk (beban T), besarnya = 11,5 kn. Beban Truk menjadi, (1 + 0,40) x 11,5 kn, P TT = 157,5 kn. 5. PENGARUH TEMPERATUR (ET) Selisih temperatur T = 5 o C Kuat tekan beton c' = 0,8 Mpa Koeisien muai akibat temp. untuk c' < 30 Mpa = 10-5 / o C Modulus elastisitas untuk c' < 30 Mpa Ec = 1410 MPa 6. MOMEN PADA LANTAI JEMBATAN a. Akibat berat sendiri, (Q MS ). Berat sendiri, Q MS = 5 kn/m. Jarak gelagar, S = 1,850 m Momen lapangan maksimum, M L MS = 1/4 Q MS S = 0,71301 kn.m. b. Akibat beban mati tambahan, (Q MA ). Beban mati tambahan, Q MA =,690 kn/m. Jarak gelagar, S = 1,850 m Momen lapangan maksimum, M L MA = 5/96 Q MA S = 0,479507 kn.m. c. Akibat beban truk T, (P TT ). Beban truk T, P TT = 157,500 kn. Jarak gelagar, S = 1,850 m Momen lapangan maksimum, M L TT = 9/64 P TT S = 40,974609 kn.m.
Modul kuliah STRUKTUR BAJA II, 01 e. Akibat pengaruh temperatur, (T). Momen inertia lantai beton, I = 1/1 b h 3 = 1/1. (1000 mm). (00 mm) 3 = 666666666,7 mm 4. Modulus elastisitas, Ec = 1410 MPa. Koeisien muai, = 10-5 / o C Tebal lantai, h = 00 mm Momen lapangan maksimum, M L ET = 7/8 T.. EI/h = 15,61111 kn.m. 7. KOMBINASI MOMEN. Berikut rekapitulasi momen pada lapangan dan tumpuan, Tabel 1 : REKAPITULASI MOMEN No. Jenis beban Faktor Daya Keadaan M Lapangan Beban Layan Ultimit kn.m'. 1. Berat sendiri K MS 1,30 0.71301. B. Mati tambahan K MA,00 0.479507 3. Beban truk T K TT 1,80 40.974609 4. Pengaruh temp. K ET 1,00 15.611108 Kombinasi momen dilakukan dengan merujuk pada tabel 40 RSNI T-0-005, atau pada Modul Pembebanan Jembatan, tabel 0, halaman 4, seperti berikut, 1). KOMBINASI 1 Momen Lapangan. Ultimit No. Jenis beban Faktor beban M Lapangan Aksi M U Lapangan Layan Ultimit kn.m'. kn.m'. 1. Berat sendiri 1,30 0.71301 X KBU 0.9697. B. Mati tambahan,00 0.479507 X KBU 0.959013 3. Beban truk T 1,80 40.974609 X KBU 73.75497 4. Pengaruh temp. 1.00 15.611108 o KBL 15.611108 91.51345 3
Modul kuliah STRUKTUR BAJA II, 01 C). RENCANA TULANGAN PELAT LANTAI KENDERAAN. Perencanaan berdasarkan Beban dan Kekuatan Teraktor (PBKT) atau kondisi ultimit. TULANGAN LAPANGAN (Tulangan lentur positip). Momen rencana (KOMBINASI 1), Mu = 91,51345 kn.m'. Mutu beton, c' = 0,8 Mpa. Mutu baja, y = 390 Mpa. Tebal pelat lantai kenderaan, h = 00 mm. Tebal selimut beton (diambil), d' = 35 mm. Tebal eekti lantai, d = (h - d') = 165 mm. Lebar lantai yang ditinjau, b = 1000 mm. Diameter tulangan lentur rencana, dt = 16 mm Faktor reduksi kekuatan lentur = 0,80 Momen nominal, Mn = Mu/ = 114,064181 kn.m'. a. Tulangan Lentur. Tahanan momen nominal, Mn Rn = b.d (114,064181 kn.m') x10 (1000 mm).(165 mm) 6 = 4,189685 N/mm Faktor distribusi tegangan beton, 1 = 0,85 (untuk c < 30 MPa). Tahanan momen maksimum, c ' 600 b 1.0,85.. y 600 b 0,0397 y 0,8 (0,85).(0,85). 390 600. 600 390 0,75 b = 0,75. (0,0397) = 0,017473 maks Rmaks maks. y 1/. 1 0,85. maks 1/.(0,017473).(390) Rmaks (0,017473).(390). 1 0,85. (0,8 ) Rmaks = 5,498053 N/mm > Rn Rasio tulangan yang diperlukan, 0,85. c '. Rn. 1 1 y 0,85. c ' 0,85.(0,8).(4,189685). 1 1 = 0,01459 390 0,85.(0,8) Luas tulangan yang diperlukan, As =. b. d = (0,01459). (1000 mm). (165 mm) = 055,7 mm.. c ' y 4
Modul kuliah STRUKTUR BAJA II, 01 Jarak terjauh (maksimum) antara tulangan untuk lebar b = 1000 mm, t 1/ 4 d. b 0,5.(3,14).(16mm).(1000mm) s = 97,8 mm As 055,7 mm Rencanakan tulangan lentur, D16-90 Tulangan dipasang dengan jarak 90 mm, maka luas tulangan terpasang, 1/ 4 d t. b 0,5.(3,14).(16mm) As s 90 mm = 3,9 mm > 055,7 mm.(1000mm) D). PEMERIKSAAN GESER PONS PADA LANTAI Bidang geser pons, u = a + ta + ta + 1/h + 1/h = a + ta + h v = b + ta + ta + 1/h + 1/h = b + ta + h Dimana, a = 00 mm ; b = 500 mm ta = 100 mm ; h = 00 mm u = 00 mm +. (100 mm) + 00 mm = 600 mm. v = 500 mm +. (100 mm) + 00 mm = 900 mm b' = u + v =. (600 mm) +. (900 mm) = 3000 mm d = 165 mm Apons = b'. d = (3000 mm). (165 mm) = 495000 mm. Mutu beton, K-50, c = 0,8 MPa. Tekanan gandar roda, P TT = 157,5 kn. Faktor reduksi kekuatan geser, = 0,70 Kekuatan nominal lantai terhadap geser tanpa tulangan geser, 1 1 Vc c. b'. d 6 6 Vc = 375,81 kn 0,8 MPa. (3000 mm).(165 mm) Kekuatan geser teraktor, Vu =. Vc = 0,70. (375,81 kn) = 63,06 kn > P TT = 157,5 kn. Pelat lantai tanpa tulangan geser aman terhadap geser pons. 5
Modul kuliah STRUKTUR BAJA II, 01 E). GAMBAR RENCANA TULANGAN LENTUR LANTAI JEMBATAN. Tulangan tumpuan D 16-90 Tulangan bagi D 14-150 D 14-150 D 16-90 Tulangan bagi Tulangan lapangan 1850 mm 1850 mm KUNCI JAWABAN MS MA Beban Faktor Faktor NO. Q MS Q MA FBD Truk P TT M MS beban M MA beban STB. kn/m' kn/m' % kn. kn kn.m'. ultimit kn.m'. ultimit -1 5.000.690 40 11.5 157.50 0.7130 1.30 0.47951.00 0 5.000 1.71 40 11.5 157.50 0.46875 1.30 0.0063.00 1 5.000.030 40 11.5 157.50 0.49794 1.30 0.570.00 5.000.348 40 11.5 157.50 0.5801 1.30 0.30994.00 3 5.000.666 39.0 11.5 156.38 0.55897 1.30 0.3755.00 4 5.000.984 37.5 11.5 154.69 0.59080 1.30 0.44074.00 5 5.000 1.98 36.0 11.5 153.00 0.635 1.30 0.30895.00 6 5.000.300 34.5 11.5 151.31 0.6571 1.30 0.37784.00 7 5.000 1.834 33.0 11.5 149.63 0.69160 1.30 0.31710.00 8 5.000.15 31.5 11.5 147.94 0.7696 1.30 0.39111.00 9 5.000.470 30.0 11.5 146.5 0.7631 1.30 0.4718.00 Faktor Faktor Momen NO. M TT beban M ET beban M U lapangan STB. kn.m'. ultimit kn.m'. layan kn.m'. -1 40.97461 1.80 15.61111 1.00 91.5135 0 33.66 1.80 15.61111 1.00 76.45 1 34.4148 1.80 15.61111 1.00 78.39851 35.6031 1.80 15.61111 1.00 80.38598 3 36.0000 1.80 15.61111 1.00 81.91888 4 36.63193 1.80 15.61111 1.00 83.19811 5 37.03 1.80 15.61111 1.00 84.0395 6 37.79030 1.80 15.61111 1.00 85.4359 7 38.33673 1.80 15.61111 1.00 86.15050 8 38.86133 1.80 15.61111 1.00 87.8877 9 39.36410 1.80 15.61111 1.00 88.401 6
Modul kuliah STRUKTUR BAJA II, 01 Ratio Jarak NO. Mn Rn tulangan As s STB. kn.m'. N/mm mm mm -1 114.064184 4.189685 0.01453 054.8 97.8 0 95.58145 3.508839 0.01018 1671. 10. 1 97.998144 3.599565 0.01049 170.8 116.8 100.4847 3.690816 0.010735 1771. 113.5 3 10.398598 3.761197 0.01097 1810.4 111.0 4 103.99764 3.81993 0.011171 1843. 109.0 5 105.049066 3.85855 0.011303 1865.0 107.8 6 106.554485 3.913847 0.01149 1896. 106.0 7 107.688130 3.955487 0.011635 1919.9 104.7 8 109.110966 4.007749 0.011816 1949.7 103.1 9 110.501530 4.05886 0.011994 1979.0 101.5 7