BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN STRUKTUR

BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Data Perencanaan Bangunan Direncanakan : Bentang Jembatan : 120 meter Lebar Jembatan : 7.5 (1 + 6.5) 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

Ikatan Angin Pipa Sandaran Rangka Induk Trotoar Lantai Kendaraan Gelagar Melintang Gelagar Memanjang 1000 1700 1700 1700 1000 Gambar 4.2. Penampang Melintang Jembatan 4.2 Perhitungan Bangunan Atas 4.2.1 Perhitungan Sandaran Railing atau sandaran merupakan pagar untuk pengamanan pengguna jembatan khususnya pejalan kaki. Menurut SNI T-02-2005 ps. 12.5 : 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

600 200 1900 250 850 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 = 0.85 + 0.2 + 0.25 + (0.8 (1/2 x 0.4)) = 1.9 m Sedangkan tinggi total rangka : h total rangka = 5 + 0.2 + 0.8 = 6 m 4-3

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 : 5000 6000 = Ls 6000 1900 (5000 x 4100) Ls = 6000 = 3416.67 mm = 3.416 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 = 3.416 m = Ø 76.3 mm (3 inchi) = 0.75 kn/m t D = 89.1mm t = 5.5mm d = 78.1 mm G = 11.34 kg/m F = 14.4 cm² I = 126.677 cm 4 W = 28.435 cm 3 4-4

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 4 384 E I + 1 x P x l3 48 E I < l 360 5 x 0.75 x 341.6 4 384 x 2.1 x 10 6 x 126.677 + 1 x 100 x 341.6 3 48 x 2.1 x 10 6 x 126.677 = 0.812 < 0.948cm Ok 2. Kontrol Kekuatan Lentur : Muy = 1 8 x 75 x 3.4162 = 109.3974 kgm Mux = 1 4 x 100 x 3.416 = 85.4 kgm Mnx = Mny Muy Mny = 0.17 = 0.9 x fy x Zx = 0.9 x 2500 x 28.435 = 63978.75 kg cm Mux Mnx = 0.13 Muy Mny + Mux Mnx 1 0.17 + 0.13 = 0.3 1.. OK Pipa Ø89.1 dapat digunakan untuk sandaran. 4-5

200 250 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 1000 4.3.1 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 2 4.3.2 Pembebanan 1. Akibat Beban Mati = 250 40 8 = 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-12-2004 ps. 12.1) 3. Perhitungan Momen dan Gaya Lintang M A = 1.3 x {(P 1 xl 1 ) + (P 2 xl 2 )} + 1.6 x {(q x L) + (H x L)} =1.3 x {( 625 x 0.5) + (500 x 0.5) } + 1.6 x {(500 x 0.5) + (150 x 0.45)} = 1.3 x {312.5+250} + 1.6 x {250 + 67.5} = 1239.25 kg.m 4-6

D A = q + P 1 + P 2 = (500x1) + 625 + 500 = 1625 kg 4.3.3 Perhitungan Tulangan k = ρ Mu Øx b x d²x (0.85 x f c) = 12.3925 0.8 x 1 x 0.202²x (0.85 x 40) = 11.166 kn/m 0.85 x f c = (1 1 2. k ) fy 0.85 x 40 = (1 1 2 x 0.011166 ) =0.000954 400 ρ min = 1.4 fy = 1.4 400 ρb = 0.85 xf c xβ fy = 0.0035(SNI-03-2847-2002 ps.12.5.1) 600 x ( ) (SNI-03-2847-2002 ps. 10.4.3) 600+fy Menurut SNI-T-12-2004 nilai β untuk beton dengan f c lebih dari 30 Mpa adalah : β = 0.85 0.008 x (f c 30) = 0.85 0.008 x (40 30) = 0.77 ρmax = 0.75 x ρb (SNI-03-2847-2002 ps. 12.3.3) ρ max =0.75 x 0.85 xf c xβ fy 600 x ( 600+fy ) 0.85 x 40 x0.77 600 = 0.75 x x ( 400 600+400 ) = 0.0295 Karena ρ min > ρ dipakai ρ min = 0.0035 A = ρ x b x d = 0.0035 x 1000 x 202 = 707 mm² Dipakai tulangan Ø16 250 (As = 804mm²) Checking : As terpasang ρ = (b x d) 804 = = 0.00398 < ρ max. OK (1000 x 202) 4-7

Dipasang tulangan susut dengan ketentuan besar rasio luas tulangan luas penampang beton untuk struktur yang menggunakan tulangan dengan fy = 400 Mpa sebesar 0.0018. Sehingga didapatkan luas tulangan yang digunakan : As = 0.0018 x b x d As = 0.0018 x 1000 x 202 = 363.6 mm² Dipasang tulangan D12 250 (As pasang = 452mm²) 4.4 Perencanaan Tebal Pelat Lantai Kendaraan Berdasarkan SNI T-12-2004 ps. 5.5.2 tentang tebal minimum pelat lantai kendaraan jembatan, syarat : d 200 mm 100 + 0.04 (b) 100 + 0.04 x 1500 160 mm Direncanakan tebal pelat lantai kendaraan 200 mm d4 Aspal Plat Beton d3 1700 Gambar 4.6 Pelat Lantai Kendaraan 4.4.1 Pembebanan Pelat Lantai Kendaraan a. Beban Mati : - Berat Sendiri Pelat = 0.20 x 2.50 x 1.3 = 0.650 Ton/m - Berat Aspal = 0.05 x 2.24 x 2.0 = 0.224 Ton/m - Berat Air Hujan = 0.05 x 1.00 x 2.0 = 0.100 Ton/m = 0.974 Ton/m 4-8

b. Beban Hidup : - Menurut SNI T-02-2005 ps. 6.4.1 tentang besarnya beban truk T, beban T ditentukan sebesar 112.5 KN = 11.25 Ton. - Faktor beban ultimate untuk beban T = 1.8. Maka total beban T= 1.8 x 11.25 x (1+0.3) = 26.325 Ton. 4.4.2 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 0.974 x 1.7² 10 = 0.281 ton.m b = Jara bersih antar balok memanjang b. Momen akibat beban hidup : M L = 0.8 x S+0.6 10 = 0.8 x 1.7+0.6 10 = 4.843 ton.m x Tu x 26.325 M U = M D + M L = 0.281 ton.m + 4.843 ton.m = 5.124 ton.m 4-9

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 = 200 40 16 2 = 152 mm dy = t decking Ø tul. lentur x Øtul.lentury 2 = 200 40 16 13 2 = 137.5 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 = 400 0.85 x 40 = 11.765 4-10

ρ min = 1.4 fy = 1.4 = 0.0035(SNI-03-2847-2002 ps. 12.5.1) 400 ρb = 0.85 xf c xβ fy 600 x ( ) (SNI-03-2847-2002 ps. 10.4.3) 600+fy Menurut SNI-T-12-2004 nilai β untuk beton dengan f c lebih dari 30 Mpa adalah : β = 0.85 0.008 x (f c 30) = 0.85 0.008 x (40 30) = 0.77 0.85 x 40 x0.77 600 ρb = x ( 400 600+400 ) = 0.03927 ρmax = 0.75 x ρb (SNI-03-2847-2002 ps. 12.3.3) M u = 0.75 x 0.03927 = 0.02945 = 5.124 ton.m = 5.124 x 10 7 N.mm M n = M u 0.8 = 5.124 x 107 0.8 = 6.405 x 10 7 N.mm R n = M n 6.405 x 107 = b x dx ² 1000 x 152² = 2.772 ρ = 1 m 1 1 2 x m xr n fy = 1 11.765 1 1 2 x 11.765 x 2.772 400 = 0.0072 ρ min < ρ < ρ max As = ρ x b x d = 0.0072 x 1000 x 152 = 1094.4 mm² Dipakai tulangan Ø16 150 (As = 1340.41mm²) 4-11

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 0.0018. Sehingga didapatkan luas tulangan yang digunakan : As = 0.0018 x b x dy As = 0.0018 x 1000 x 137.5 = 247.5 mm² Dipasang tulangan D12 250 (As pasang = 452mm²) Aspal Plat Beton D16-200 1700 Gambar 4.7 Gambar Letak Tulangan Plat 4-12

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-02-2005 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

Kuat tekan beton (f c ) = 40 MPa Kuat geser pons yang disyaratkan (f v )= 0.3 x 40 = 1.897 MPa Faktor reduksi kekuatan geser (Ø) = 0.7 (SNI T-12-2004 ps. 4.5.2) Beban roda truk pada pelat (P TT ) = 26.325 Ton = 263.25 kn = 263250 N u v = 200 + (2 x 50) + 200 = 500 mm = 500 + (2 x 50) + 200 = 800 mm b = (2 x 500) + (2 x 800) = 1000 + 1600 = 2600 mm Luas Bidang Kritis (AK) = 2 x (u + v) x h = 2 x (500 + 800) x 200 = 520000 mm 2 Kemampuan Geser (V U ) = A K x f v = 520000 x 1.897 = 986440 N Ø x V U = 0.7 x 986440 = 690508 N Faktor beban ultimit (K TT ) = 1.8 Beban ultimit roda truk pada slab : P U = K TT x P TT = 1.8 x 263250 = 473850 N P U < Ø x V U Aman (OK) Pelat mampu menahan gaya geser terjadi. 4-14

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 10 6 4.5.1 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 = 23700 cm 4 b = 200 mm; Iy = 1740 cm 4 tf = 13 mm; Zx = 1190 cm 3 tb = 8 mm; Zy = 174 cm 3 4.5.2 Pembebanan Beban Mati Berat pelat beton = 0.20 x 1.7 x 2500 x 1.3 = 1060.8 kg/m Berat aspal = 0.05 x 1.7 x 2240 x 2.0 = 380.8 kg/m Berat bekisting = 0.03 x 1.7 x 800 x 1.4 = 57.12 kg/m Berat sendiri balok = 66 x 1.1 = 72.6 kg/m Qd (u) = 1571.32 kg/m 4-15

M D = 1 x Qd (u) x l2 8 = 1 8 x 1571.32 x 52 = 4910.375 kgm Beban Hidup Beban terbagi rata (UDL) Menurut ketentuan RSNI T-02 2005 pada pasal 6.3 untuk : L 30 m ; q = 9.0 kpa L > 30 m ; q = 9.0(0.5 + 15 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 = 16.83 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-02 2005, didapatkan harga DLA = 30 %, sehingga beban yang bekerja dengan adanya factor kejut DLA adalah : Menurut ketentuan SNI T-02-2005 ps 6.3.1 (3) P 1 = (1 + DLA) x P x b1 x K U TD P 1 = (1 + 0.3) x 49 x 1.7 x 1.8 = 194.922 kn = 19492.2 Kg 4-16

P1 ql1 A L (m) B 1 4 x PL1 x L 1 8 x ql1 x L 2 M L1 = Gambar 4.10. Pembebanan Akibat Beban UDL dan KEL 1 8 x Q Lx λ² + 1 4 x P 1 x λ = 1 8 x 1571.32 x 5² + 1 4 x 19492.2 x 5 = 29275.63 kgm Momen akibat beban truk T Menurut SNI T-02-2005, besar beban truk T adalah sebesar 112.5 kn. merupakan gambar momen akibat pembebanan truk : 4000 A T 5000 T B Gambar 4.11. Pembebanan Akibat Beban Truk T = (1+0.3) x 112.5 x 1.8 = 263.25 kn = 26325 kg 4-17

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 5 118462.5 13162.5 = 0 Va = 131625 5 = 26325 kg M L2 = Va x 2.5 T x 2 = 26325 x 2.5 26325 x 2 = 13162.5 kgm Karena M L2 < M L1, maka dipakai momen akibat beban hidup yaitu M L = 29275.63 Kgm 4.5.2 Kontrol Kekuatan Lentur Mu = φ Mn (M D + M L ) x 100 = 0.9 x fy x Zx (4910.375 + 29275.63) x 100 = 0.9 x 4100 x Zx 3418600.5 = 3690 Zx Zx 926.45 cm 3 (Anggap kompak) 4.5.3 Kontrol Penampang 8 13 200 Gambar 4.12 Penampang Gelagar Memanjang 4-18

a. Badan : h = d 2 (t f + r) = 400 2 (13 + 16) = 342 mm h tb 1680.. (LRFD Psl. 7.6.4 tabel 7.5.1) fy 342 8 1680 410 42.75 82.969 OK!! b. Sayap : b 2tf 170.. (LRFD Psl. 7.6.4 tabel 7.5.1) fy 200 2 x 13 170 410 7.692 8.396 OK!! Penampang kompak : M nx = M px 4.5.4 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. 8.3.3 tabel 8.3.2) fy L B Mnx = 1.76 x 4.54 x = 180.365 cm 210000 410 = 120 cm L P > L B (Bentang Pendek) = Mpx Mp φmn Mu = Zx x fy = 1190 x 4100 = 4879000 kgcm 0.9 x 4879000 3781667.5 kgcm 4391100kgcm 3781667.5 kgcm Ok!! 4-19

4.5.5 Kontrol Lendutan Persyaratan untuk lendutan per bentang memanjang (L = 5 m). a. Lendutan ijin : δ ijin = 1 800 λ = 1 x 500 = 0.625 cm. SNI 03-2005 ps. 4.7.2 800 b. Lendutan akibat beban hidup (UDL + KEL) : δ (UDL+KEL) = = 5 ql λ4 x 384 + 1 E Ix 48 x P 1λ 3 E Ix 5 384 x 16.83 (500) 4 2.1 x 10 6 x 23700 + 1 48 x 1949.22(500) 3 2.1 x 10 6 x 23700 = 0.275 +0.102 = 0.377 cm c. Lendutan akibat beban truck : δ (T) = 1 48 x P Tλ 3 E Ix = 1 48 x 11250 (500) 3 2.1 x 10 6 x 23700 = 0.588 cm Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat beban truck = 0.588 cm δ (T) δ ijin 0.588 0.625.. Ok!! 4.5.6 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

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) = (194.922 x 1) + (16.83 x 1 2 x 5) = 194.922 + 42.075 = 236.997kN = 23699.7 kg b. Untuk beban T : Va max = T x (1 + 0.3) x 2 = 112.5 x (1 + 0.3) x 2 = 292.5kN = 29250 kg c. Untuk beban Qd : Va max = ( Qd x 1 2 x λ) = (1571.32 x 1 2 x 5) = 3928.3 kg Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban hidup sebesar 29250 kg 4-21

h tb 1100.. (LRFD Psl. 8.8.2-a) fy 342 8 1100 410 42.75 54.32 OK!! V u φ x V n (LRFD Psl. 8.8.3-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 0.8 29250kg 67305.6 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 = 309.8 cm 2 ; ix = 36.40 cm g = 243 kg/m; iy = 6.39 cm d = 900 mm; Ix = 411000 cm 4 b = 300 mm; Iy = 12600 cm 4 tf = 28 mm; Zx = 9140 cm 3 tb = 16 mm; Zy = 843 cm 3 4-22

4.6.1 Pembebanan a. Beban Mati Sebelum komposit q Beban Gelagar Memanjang 1200 1700 1700 1700 1200 7500 Gambar 4.15 Pembebanan Gelagar Melintang (sebelum komposit) Berat gelagar memanjang ((66 * 5) / 1.4) x 1.1 = 259.28 kg/m Berat gelagar melintang 243 x 1.1 =267.30 kg/m Berat pelat beton 0.20 x 2500 x 5 x 1.3 = 3250.0 kg/m Berat bekisting 0.03 x 5 x 800 x 1.4 = 168.00 kg/m M Q1 = 1 8 x Q D1 x B 2 Q D1 = 3944.58 kg/m = 1 x 3944.58 x 7.52 8 = 27735.33 Kg.m Sesudah komposit TROTOAR ASPAL A 1000 7500 B Gambar 4.16 Pembebanan Gelagar Melintang (komposit) Berat aspal = 0.05 x 2240 x 5 x 2 = 1120.00 kg/m Berat kerb = 0.25 x 2500 x 5 x 1.3 = 4062.50 kg/m Q D2 = 5182.50 kg/m 4-23

Σ M B = 0 Ra x 7.5 = (4062.5 x 1 x 7) + (1120 x 6.5 x 3.25) Ra x 7.5 = 28437.5 + 23660 Ra x 7.5 = 52097.5 Ra = 6946.34 kg M Q2 = (Ra x 3.75) (4062.5 x 1 x 3.25) (1120 x 3.75 x 1.875) = (6946.34 x 3.75) (4062.5 x 1 x 3.25) (1120 x 3.75 x 1.875) = 26048.775 13203.125 7875 = 4970.65 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 = (1 + 0.3) x 4900 x 1.8 = 11466 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 = 8100 + 11466 = 19566 kg/m 4-24

q 1 q 2 = 100% x 19566 = 19566 kg/m = 50% x 19566 = 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) 354633.75 Va = = 47284.5 kg 7.5 M max L1 = Va x 3.75 - q 2 x 1 x 3.25 - q 1 x 2.75 x 1.375 = (47284.5 x 3.75) (9783 x 1 x 3.25) - (19566 x 2.75 x 1.375) = 71538.187 kgm - Beban truck T 1750 1750 T T T T A B 1000 B Gambar 4.18 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi a) T = (1+0.3) x 112.5 x 1.8 = 263.25 kn = 26325 kg Σ M B = 0 Va x 7.5 T (5.5 + 3.75 + 2.75 + 1) = 0 26325 x 13 Va = = 45630 kg 7.5 M max L2a = Va x 3.75 T (1.75) = 45630 x 3.75 26325 x 1.75 = 125043.75 kgm 4-25

1750 A T B T B Gambar 4.19 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi b) Σ M B = 0 Va x 7.5 T (4.125 + 2.375) = 0 26325 x 6.5 Va = = 22815 kg 7.5 M max L2b = Va x 3.75 T (0.375) = 22815 x 3.75 26325 x 0.375 = 75684.375 kgm Dipakai momen beban truck kondisi a = 125043.75 kgm Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang memberikan M max terbesar yaitu : Mmax L2 = 125043.75 kgm 4.6.2 Menentukan Lebar Efektif Pelat Beton Menurut SNI T-03-2005 ps. 8.2.1 lebar efektif pelat beton - be 1 S 500 cm - be 2 L 5 Dimana : S L 750 5 = 150 cm = Jarak antar gelagar melintang = Lebar jembatan Untuk lebar effektif pelat beton diambil yang terkecil yaitu 150 cm 4-26

h d2 tb d1 a Bab IV Analisis Perhitungan Struktur Cek criteria penampang h = d 2 (t f + r) = 900 2 (28 + 28) = 788 mm h tb 1680.. (LRFD Psl. 7.6.4 tabel 7.5.1) fy 788 16 1680 410 49.25 82.969 OK!! a. Menentukan Letak Garis Netral Luas beton : A C = beff x tb = 1500 x 200 = 300000 mm 2 = 3000 cm 2 Luas baja : A S = 309.8 cm 2 C 1 = A s x f y = 30980 x 410 = 1.27 x 10 7 N C 2 = 0.85 x f c x A c = 0.85 x 35 x 300000 = 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 = = 199.88 mm 0.85 x 35 x 1500 be C Grs. Netral T = As x fy Gambar 4.20 Garis Netral 4-27

Menentukan momen nominal dari interaksi pelat beton dengan baja : d1 = (tb a/2) = (20 19.988/2) = 10.006 cm d2 = d/2 = 900/2 = 450 mm = 45 cm Perhitungan momen Mn = T (d1 + d2) C = T Mn = 8920 (10.006 + 45) = 490653.52 kncm = 4906.53 knm Mu = M Q1 + M Q2 + M maxl = 27735.33 + 4970.65 + 125043.75 = 157749.73 kgm = 1577.5 knm Syarat Momen : Mu Ø Mn 1577.5 0.85 x 4906.53 1577.5 4170.55 knm.. OK!! 4.6.3 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 3944.58 x 7.5 = 14792.175 kg 4-28

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 = (4062.50 x 1 x 7) + (380.8 x 6.5 x 3.25) Va x 7.5 = 28437.5 + 8044.4 Va = 4864.25 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) 354633.75 Va = = 47284.5 kg 7.5 Jadi Va yang digunakan adalah Va akibat beban hidup sebesar 47284.5 kg h t w 1100 fy 788 16 1100 410 43.78 54.33 OK!! 4-29

V u φ x V n Vu 0.6 x fy x A w Dimana, A w = dx tb Sehingga : 47284.5kg 0.6 x 4100 x 34.2 x 0.8 47284.5kg 67305.6 kg OK!! 4.6.4 Kontrol Lendutan Persyaratan untuk lendutan per bentang melintang (L = 7.5 m). Lendutan ijin : δ ijin = 1 800 λ = 1 x 750 = 0.9375 cm. SNI 03-2005 ps. 4.7.2 800 Lendutan akibat beban hidup (UDL + KEL) : 5 δ (UDL+KEL) = 384 = ql λ4 x E Ix + 1 48 x P 1 λ3 E Ix 5 384 x 81 (750) 4 2.1 x 10 6 x 411000 + 1 48 x 114.66 (750) 3 2.1 x 10 6 x 411000 = 0.387 + 0.001 = 0.388 cm d. Lendutan akibat beban truck : δ (T) = 1 48 x P T λ3 E Ix = 1 48 x 26325 (750) 3 2.1 x 10 6 = 0.268 cm x 411000 Dipakai beban dari lendutan yang lebih besar yaitu akibat beban hidup (UDL + KEL) = 0.388 δ (T) δ ijin 0.388 0.9375.. Ok!! 4-30

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 4.7.1 Kekuatan Stud Connector (Q) Kekuatan shear connector jenis paku dihitung berdasarkan LRFD Pasal 12.6.3 : 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 = 452.16 mm 2 Asc.fu = 452.16 x 550 = 248688 N Ec = 4700 ( 35) = 27805.6 MPa Qn = 0.5 x 452.16 ( 35 x 27805.6) x 1 Vn n = 223029.5 N 248688 N = As x fy = 30980 x 410 = 12701800 N = Vn Qn = 12701800 223029.5 = 56.95 57 Maka jumlah shear connector yang dibutuhkan di sepanjang balok 2n = 2 x 57 = 114 buah. Jarak shear connector = 1000/114 = 8.77 9 cm 4-31

900 Bab IV Analisis Perhitungan Struktur 300 140 90 90 90 90 90 90 90 90 90 d = 24 mm 900 x 300 x 16 x 28 Gambar 4.24Pemasangan Shear Connector 4.8 Perencanaan Rangka Utama 4.8.1 Pembebanan a. Beban Mati - Berat sendiri gelagar memanjang, profil WF 400x200x8x13 : G 1 = 4 x 66 x 120 x 1.1 = 34848 kg - Berat sendiri gelagar melintang, profil WF 900x300 x16x28 : G 2 = 25 x 243 x 7.5 x 1.1 = 50118.75 kg - Berat lantai kendaraan : G 3 = 0.2 x 7.5x 120 x 2500 x 1.3= 585000 kg - Berat lantai trotoar : G 4 = 0.25 x 1x 120 x 2500 x 1.3 = 97500 kg - Berat pipa sandaran : G 5 - Berat aspal : G 6 = (11.34 x 2x 120 x 1.1) x 2 = 5987.52 kg = 0.05 x 6.5 x 120 x 2240 x 1.3 = 113568 kg Jadi berat total : 4-32

G total = G 1 + G 2 + G 3 + G 4 + G 5 + G 6 = 34848 + 50118.75 + 585000 + 97500 + 5987.52 + 113568 = 887022.27 kg Beban mati yang dipikul oleh tiap gelagar induk : G = G total 2 887022.27 = = 443511.135 kg 2 Beban mati yang diterima tiap titik buhul : P 1 = G 2 = 443511.135 24 = 18479.63 kg Beban mati yang diterima tiap titik buhul : P 2 = P 1 2 = 18479.63 2 = 9239.82 kg b. Beban Hidup - Beban lajur D L = 120 > 30 m q = 9.0 x (0.5 + 15 ) = 5.625 kpa = 562.5 kg/m 120 maka, q = q x K = 562.5 x 1.8 = 1012.5 kg/m 1012.5 Beban 100 % q 1 = x 100 % = 368.18 kg/m 2.75 1012.5 Beban 50 % q 2 = x 50 % = 184.09 kg/m 2.75 50 % D 100 % D A 1000 1000 5500 B 7500 Beban hidup yang diterima tiap gelagar R A x 7.5 (184.09 x 1 x 6) - (368.18 x 5.5 x 2.75) = 0 6673.26 R A = = 889.77 kg/m 7.5 Maka beban yang diterima gelagar sepanjang L = 120 m adalah 4-33

Q = R A x 120 = 889.77 x 120 = 106772.4 kg Beban hidup yang diterima tiap titik buhul tengah Q t = Q 1 106772.4 = = 4270.89 kg Σ titik buhul 25 Beban hidup yang diterima tiap titik buhul tepi Q u = Q t 2 - Beban garis (P) P = 4270.89 2 = 4900 kg/m = 2135.45 kg Faktor beban dinamis (DLA) = 30% = (1 + 0.3) = 1.3 P U = 4900 x 1.3 x 1.8 = 11466 kg/m Beban 100 % P 1 = 11466 x 5.5 x 100% = 63063 kg Beban 50 % P 2 = 11466 x 1 x 50 % = 5733 kg A P2 P1 1000 1000 5500 B 7500 Beban hidup yang diterima tiap gelagar R A x 7.5 (5733 x 6) - (63063 x 2.75) = 0 207821.25 R A = = 27709.5 kg 7.5 c. Gaya Rem Panjang jembatan = 120 m Berdasarkan gambar 3.6 (RSNI T-02-2005 ps. 6.7) untuk jembatan dengan bentang L = 120 m, maka gaya rem sebesar = 250 kn = 25000 kg Gambar 4.25Grafik gaya rem per lajur 2.75 m (KBU) - Gaya rem yang dipikul tiap gelagar : 4-34

P R = P 2 x 1.8 = 25000 2 x 1.8 = 22500 kg - Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tengah : P Rt = P R = 22500 Σ titik buhul 24 = 937.5 kg - Gaya rem yang dipikul tiap titik buhul tepi : P Ru = P Rt 2 = 937.5 = 468.75 kg 2 d. Beban Angin - Pada sisi kendaraan yang tekena angin T EW = 0.0012 x C W x V 2 W x Ab (SNI-T-02-2005 ps. 7.6.4) 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% 2 120 + 115 = x 6.1 x 30% = 215.025 m 2 2 T EW1 = 0.0012 x C W x V 2 W x Ab = 0.0012 x 1.2 x 30 2 x 215.025 = 278.672kN = 27867.2 kg 4-35

3050 1250 2500 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 = 0.0006 x C W x V W 2 x Ab = 0.0006 x 1.2 x 30 2 x 215.025 = 139.336 kn = 13933.6 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 7.5-27867.2 x 1.25-13933.6 x 3.05 =0 77331.48 R A = = 10310.86 kg 7.5 Beban angin yang diterima tiap titik buhul tengah : P t = R A 10310.86 = = 429.62 kg Σ titik buhul 24 Beban angin yang diterima tiap titik buhul tepi (ujung) : P u = P t 2 = 429.62 = 214.81 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) (27867.2 x 1) (13933.6 x 3.05) 4-36

70364.68 H A = = 11535.19 kg 6.1 Beban angin yang diterima tiap titik buhul tengah : P At = H A 11535.19 = = 501.53 kg Σ titik buhul 23 Beban angin yang diterima titik buhul ujung : P Au 4.8.2 Statika Pembebanan = P At 2 = 501.53 = 250.765 kg 2 Statika pembebanan untuk perencanaan rangka utama menggunakan program SAP2000. Data data yang digunakan adalah : 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 120000 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 = (1.2+1.7+1.7+1.7+1.2) 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 28 4-37

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 1 1 2 Pm 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Gambar 4.28Pembebanan akibat beban mati 120 Beban mati yang bekerja pada titik simpul : Pm1 Pm2 = 18479.63 kg = 9239.82 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 1 1 2 Ph 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 120 Gambar 4.29 Pembebanan akibat beban hidup Beban hidup yang bekerja pada titik simpul akibat beban terbagi rata : Ph1 Ph 2 = 4270.89 kg = 2135.45 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 1 1 2 Pg 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 120 Gambar 4.30 Pembebanan akibat beban garis Beban hidup yang bekerja pada titik simpul akibatbebangaris : Pg1 Pg 2 = 27709.5 kg = 13854.75 kg 4-38

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 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 120 Gambar 4.31 Pembebanan akibat beban rem Beban rem yang bekerja pada titik simpul : Pr1 Pr 2 = 937.5 kg = 468.75 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 2.5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2.5 120 Gambar 4.32 Pembebanan akibat beban angin atas Beban Angin yang bekerja pada titik simpul : Paa 1 = 501.53 kg Paa 2 = 250.765 kg f. Pembebanan Truk P1 = 50 kn P2 = 250 kn P3 = 250 kn 5000 9000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 120000 Gambar 4.33 Pembebanan akibat beban Truk 4-39

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 10000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 120000 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. 120 + 50.10 = 0 VB = 4.17 kn S EF E S EL sina 63 S KL L B 105 m 4.17 kn ML = 0-4.17 x105 S EF x. 5 = 0 S EF = -87.57kN V = 0 4.17 + S EL Sin α = 0 S EL = - 4.17 / 0.89 = - 4.58 kn MC = 0-4.17 x 120 + S KL x 5 = 0 S KL = 100.08 kn 4-40

P1 = 50 kn di L MB = 0 VA = 45.83 kn E S EF A S EL sina 63 L S KL 45.83 kn 15 m ML = 0 45.83 x 15 S EF x 5 = 0 S EF = -137.49 kn V = 0 137.49 + S EL Sin α = 0 S EL = 137.49 / 0.89 = 154.48kN ME = 0 137.49 x 5 + S KL x 5 = 0 S KL = 137.49kN C D E F G H I P1 = 50 kn A J K L M N O B 10000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 120000 GP S EF - 87.57 137.49 154.48 GP S EL - 4.58 100.08 + 137.49 GP S KL + Gambar 4.35 Garis pengaruh S EF, S EL dan S KL 4-41

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 15000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 120000 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. 120 + 250 x 15 = 0 VB = 31.25kN S FG F S FM sina 63 S LM M B 100 m 31.25 kn MM = 0-31.25 x 100 S FG x 5 = 0 S EF = -625kN V = 0 31.25 + S FM Sin α = 0 S FM = - 31.25 / 0.89 = - 35.11kN MF = 0-31.25 x 120 + S KL. 5 = 0 S KL = 750Kn 4-42

P1 = 250 kn di M MB = 0 VA = 218.75kN F S FG SFM sina 63 A M S LM 218.75 kn 20 m MM = 0 218.75 x 20 S FG x 5 = 0 S FG = -875kN V = 0 875 + S FM Sin α = 0 S FM = 875 / 0.89 = 983.146kN MF = 0 875 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 15000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 120000 GP S FG - 625 875 983.146 GP S FM - 35.11 750 + 875 + GP S LM Gambar 4.37 Garis pengaruh S FG, S FM dan S LM 4-43

4.9 Perencanaan Dimensi Profil Rangka Utama 4.9.1 Perhitungan Dimensi Batang Tekan Dari hasil analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang P u = 467379 kg Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 600 x 300 x 14 x 23 Data data profil : A = 222.4 cm 2 ; ix = 24.9 cm g = 175 kg/m; iy = 6.9 cm d = 600 mm; Ix = 137000 cm 4 b = 300 mm; Iy = 10600 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 = 137000 222.4 = 24.82 cm ry = I y A g = 10600 = 6.9 cm 222.4 4-44

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 = 6.9 4100 π 2 (2.1 x 10 6 = 0.57 cm ) c. Menghitung tegangan Kritis penampang (F cr ) λc 1,5 F cr = ( 0.658 2 c ). Fy 2 (0.57) F cr = ( 0.658 ) x 4100 = 3580.09 kg/cm 2 Maka : c P n P u 0.85 x 3580.09 x 222.4 467379 kg 676780.44kg 467379 kg (Profil aman) 4.9.2 Perhitungan Dimensi Batang Tarik Dari hasil analisa analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang P u = 461625 kg. Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 600 x 300 x 14 x 23. Data data profil : A = 222.4 cm 2 ; ix = 24.9 cm g = 175 kg/m; iy = 6.9 cm d = 600 mm; Ix = 137000 cm 4 b = 300 mm; Iy = 10600 cm 4 tf = 23 mm; Zx = 4620 cm 3 tb = 14 mm; Zy = 701 cm 3 4-45

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 300 2 x 23 170 410 6.522 8.396 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 : 7 8 + 1 8 = 1 inchi = 2.54 cm An= A g (lebar lubang baut x tebal flens) =222.4 (2.54 x 2.3) =216.558 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 216.558= 184.074 cm 2 4-46

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 = 222.4 cm 2 Jadi : t T n = t F y A g Pu 0.90 x 4100 x 222.4 461625 kg 820656kg 461625 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 = 184.074 cm 2 Jadi :0.75F u.a c Pu 0.75 x 5500 x 184.074 461625 kg 759305.25 kg 461625kg (Profil aman) Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil yaitu :759305.25 kg P u = 461625 kg 4-47

4.10 Perencanaan Dimensi Ikatan Angin Atas 4.10.1 Perencanaan Dimensi Batang Vertikal Dari hasil analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang P u = 9363.17 kg Dimensi batang dicoba menggunakan profil WF 200 x 150 x 6 x 9. Data data profil : A = 39.01 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 39.01 ry = I y A g = 507 = 3.61 cm 39.01 4-48

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 = 3.61 4100 π 2 (2.1 x 10 6 = 1.46 cm ) c. Menghitung tegangan Kritis penampang (F cr ) λc 1,5 F cr = ( 0.658 2 c ). Fy 2 (1.46) F cr = ( 0.658 ) x 4100 = 1675.05 kg/cm 2 Maka : c P n P u 0.85 x 1675.05 x 39.01 9363.17 kg 55542.07 kg 9363.17 kg (Profil aman) 4.10.2 Perencanaan Dimensi Batang Diagonal Tekan Dari hasil analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tekan terbesar pada batang P u =16376.8 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

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 = 3.04 4100 π 2 (2.1 x 10 6 = 1.45 cm ) c. Menghitung tegangan Kritis penampang (F cr ) λc 1,5 F cr = ( 0.658 2 c ). Fy 2 (1.45) F cr = ( 0.658 ) x 4100 = 1706.78 kg/cm 2 Maka : c P n P u 0.85 x 1706.78 x 19.20 9363.17 kg 27854.69kg 9363.17 kg (Profil aman) 4-50

4.10.3 Perencanaan Dimensi Batang Diagonal Tarik Dari hasil analisa analisa SAP2000 V.10 didapat gaya aksial tarik terbesar pada batang P u = 16295.82 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 100 2 x 10 170 410 5.00 8.396 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 : 3 4 + 1 4 = 1 inchi = 2.54 cm An= A g (lebar lubang baut x tebal flens) = 19.2 (2.54 x 1) = 16.66 cm 2 4-51

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 16.66 = 14.16 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 = 19.20 cm 2 Jadi : t T n = t F y A g Pu 0.90 x 4100 x 19.2 16295.82 kg 70848 kg 16295.82 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 = 184.074 cm 2 Jadi : 0.75 F u. A c Pu 0.75 x 5500 x 14.16 16295.82 kg 58410 kg 16295.82kg (Profil aman) Dari hasil dua kriteria diatas, maka diambil kekuatan desain yang lebih kecil yaitu :58410 kg P u = 16295.82 kg 4-52

4.11 Perencanaan Sambungan 4.11.1 Sambungan Gelagar Melintang dengan Gelagar Memanjang Alat sambung yang digunakan adalah baut mutu tinggi (HTB) yang perencanaannya berdasarkan AISC LRFD. Kekuatan geser baut (LRFD 13.2.2.1) 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 13.2.2.4) 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 = 16 + 1.6 = 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 1.6 2 ) = 6635.04 kg - Kuat tumpu baut Rd = f x Rn = 0.75 x 2.4 x (0.25 x x 1.6 2 ) x 2 x 5500 = 39810.26 kg 4-53

Gaya yang bekerja adalah gaya geser maksimum antara gelagar memanjang dengan melintang. Pu = 1 2 x {(Qd x ) + (QLx ) + P 1} = 1 x {(1571.32 x 5) + (16.83 x 5) + 19492.2} 2 = 13716.48 kg Jumlah baut yang diperlukan n = Pu Vd = 13716.48 6635.04 =2.07 3 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 1.6 2 ) = 3317.52 kg - Kekuatan tumpu baut Rd = f x Rn = 0.75 x 2.4 x (0.25 x x 1.6 2 ) x 2 x 5500 = 39810.26 kg Jumlah baut yang diperlukan n = Pu Vd = 13716.48 3317.52 Masing masing sisi 3 buah baut Kontrol pelat siku Luas geser pelat siku Anv = Lnv x t L = 4.15 6 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 = 11682 kg 4-54

Karena 2 siku maka 2 Rn > Pu 2 x 11682 > 13716.48 23364 kg > 13716.48 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 4.11.2 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) = 1002.37 kg - Akibat Beban T = (1+0.3) x 112.5 x 1.8 = 263.25 kn = 26325 kg - Akibat beban mati trotoar = (1 x 5 x 0.25) x 2500 x 1.3 = 4062.5 kg - Akibat beban hidup trotoar = 500 kg Pu = 4875 + 726 + 1002.37 + 26325 + 4062.5 + 500 = 32426 kg Kekuatan tumpu (LRFD 13.2.2.4) 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 = 22 + 2.2 = 24.2 mm (dibor) 4-55

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 2.2 2 ) = 6274.714 kg - Kuat tumpu baut Rd = f x Rn = 0.75 x 2.4 x (0.25 x x 1.6 2 ) x 1.2 x 5500 = 23895.77 k Jumlah baut yang diperlukan n = Pu Vd = 32426 = 5.17 6 baut 6274.714 Gelagar Induk (Rangka Utama) 600x300x14x23 Gelagar Melintang 900x300x16x28 Baut Ø22 mm L 100x100x10 Gambar 4.39 Sambungan Gelagar Melintang dengan Gelagar Induk 4.11.3 Sambungan Batang (Simpul) Pada Gelagar Induk 3 4 1 2 Gambar 4.40 Sambungan batang (simpul) pada gelagar Induk 4-56

Sambungan pada rangka menggunakan baut mutu tinggi A325. - Kekuatan bahan tarik (F b u ) = 8274.000 kg/cm 2 - Kekuatan tarik = 4654.125 kg/cm 2 - Kekuatan geser = 2420.145 kg/cm 2 - Diameter baut = 27 mm - Diameter lubang baut = 27 + 2.7 = 29.7 mm - Luas baut (Ab) = ¼ d 2 = (0.25 x x 2.7 2 ) = 5.725 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 = 5.725 cm 2 Maka Rn =. (0.75. F b u ). Ab = 0.75 x (0.75 x 8274) x 5.725= 26658.16 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 = 5.725 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 5.725 = 40046.49 kg C. Kekuatan tumpu desain Rn =. (2,4. d. t. Fu) Dimana : = Faktor resistensi = 0.75 Rn = Kekuatan tumpu desain (kg) 4-57

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 26658.16 kg D. Menentukan jumlah baut n = Pu Rn = 467379 = 17.5323 18 baut 36658.16 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 467379/10 0.75 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