BAB II TINJAUAN USTAKA 2.1 Struktur Rangka Baja Extrnal rstrssing Scara toritis pningkatan kkuatan pada rangka baja untuk jmbatan dapat dilakukan dngan pmasangan prkuatan pratkan kstrnal pada rangka trsbut. masangan prkuatan pratkan kstrnal pada rangka dapat dilakukan dngan brbagai macam sprti gambar dibawah (Troitsky M.S, 1990). Gambar 2.1. Bntuk-bntuk pmasangan prkuatan kstrnal pada rangka 2.2 Studi ndahuluan Jmbatan rangka baja mrupakan suatu konstruksi yang bahan utamanya trbuat dari konstruksi baja. Gagasan atau id prlunya dibuat rangka baja dngan prkuatan ini, didasarkan pada tori tntang balok majmuk bagian balok-balok brtulang (gwapnd balkn) yang mrupakan konstruksi gantungan dan sokongan (Yap.KH, 1997) dan kajian tntang balok-balok brtulang baja dngan mnggunakan trkstang (Honing J, 1996), srta kajian tntang Extrnally II - 1
Concrt Slab Bridg: Modl Tst Rsult (Naaman A, 1990) sprti gambar dibawah ini. a. Singl strand cabl b. Multy strand cabl c. arabolic cabl Gambar 2.2. Trac / pnmpatan kabl pratkan kstrnal 2.3 Konsp Dasar ningkatan Daya Layan / rkuatan Konsp dasar prkuatan pada struktur rangka baja ini adalah mlakukan upaya agar struktur rangka baja dngan dimnsi yang sama mampu mnrima bban yang lbih bsar. Hal ini dapat dilakukan dngan dua cara: 1. Mmprpndk bntang dngan cara mmprbanyak tumpuan, lalu tumpuantumpuan tngahnya ditahan olh kabl/tndon yang dihubungkan k ujungujung balok (Marco R, 1999) 2. Mmbrikan tgangan awal pada bagian bawah pnampang balok, shingga sblum dibbani tgangan bagian bawah balok adalah ngatif dan stlah dibbani mnjadi positif (Troitsky M.S, 1990) II - 2
3. Mmbrikan primbangan bban trhadap bban luar dngan cara mmasang tndon parabolik pada pnampang struktur yang tlah ditgangkan sblumnya (Nawi E.G, 1996) Brdasarkan tori mkanika tknik (Hibblr R C, 1997) untuk mndapatkan bban dapat dilakukan analisa sbagai brikut: Bban q Bban Rangka Batang Tumpuan Kabl/tndon rstrssing 0,5L 0,5L Tumpuan α. cos α Gambar 2.3. nurunan rumus bban M luar =.. +.. M dalam =.. σtk // =.. Cos α = σtk //. A Dimana, A = luas pnampang batang dari rangka Shingga, M dalam = σtk //. A. Ksimbangan: M dalam = M luar II - 3
σtk //. A. =.. +.. maka didapat, = //....!" #.! (1.1) Sdangkan untuk mnntukan dimnsi kabl/tndon dapat dilakukan analisa sbagai brikut (Nawi E.G, 1996) : Bban q Bban Rangka Batang Tumpuan Kabl/tndon rstrssing 0,5L 0,5L Tumpuan θ Bban luar & q Bban prlawanan tndon (R) θ 0,5L q R C L C = T = R A Gambar 2.4. nurunan rumus gaya T M luar =.. +.. II - 4
M dalam (Mi) = ) Momn luar = Momn dalam M luar =.. +..=). maka, ) =..!" +.,.! # Diamtr kabl (D) = -1,27. 2 3 456 (1.2) Shingga dimnsi tndon/kabl didapatkan. 2.4 nggunaan Hukum Hook Untuk mndapatkan nilai bsarnya gaya tarik prtgang pada tndon dapat juga dicari dngan mnggunakan hukum hook. Hukum Hook: Jika bsar gaya tarik tidak mlampaui batas lastis maka prtambahan panjang brbanding lurus dngan bsar gaya tariknya. Scara matmatis, hukum hook dapat dituliskan sbagai brikut: =$. smntara, $ = &.' ( maka = &.'. ( Ktrangan: = Gaya tarik (kg) A = Luas pnampang tndon (cm 2 ) E = Modulus lastisitas matrial tndon (kg/cm2) L = rubahan panjang tndon (cm) L 0 = anjang awal tndon (cm) 2.5 Distribusi Tgangan Distribusi tgangan pada pnampang suatu struktur prlu diktahaui untuk mndapatkan nilai gaya dalam akibat bban-bban yang bkrja. II - 5
Distribusi tgangan dapat diilustrasikan sbagai brikut: q LL A cgc kabl tndon Gambar 2.5. Balok sdrhana dngan prkuatan pratkan A Sbagai contoh sbuah balok sdrhana (simpl bam) diatas prltakan sndi dan rol dngan prkuatan pratkan intrnal, mndrita brat sndiri q DL dan bban luar q LL. Diagram tgangannya ditngah bntang adalah: cgc - + - + + = - + - ot. A-A 78 9 &. 9 Rsultan Tgangan Gambar 2.6. Distribusi tgangan dan rsultan tgangan di tngah bntang 2.6 Konsp rubahan Gaya Dalam ada Rangka Bban-bban yang bkrja pada struktur rangka baja mnybabkan prubahan gaya-gaya dalam yang trjadi didalamnya, sprti pada kondisi-kondisi brikut ini: 1. Kondisi awal. Bban yang diprhitungkan q (brat sndiri struktur rangka). II - 6
Akibat bban q struktur rangka baja mngalami dformasi walapun kcil nilainya. Bban q Gambar 2.7. Struktur rangka baja pada kondisi awal 2. Kondisi mulai dibrikan gaya pratkan kstrnal. Bban dan gaya yang diprhitungkan: <.sin Scara brtahap mulai dibrikan gaya pratkan kstrnal hingga struktur rangka baja mncapai lawan lndut (chambr) sbsar 1/600 L. q d max d max = 1 / 600 L Gambar 2.8. Struktur rangka baja pada kondisi gaya pratkan kstrnal bkrja 3. Kondisi bban (bban luar) mulai bkrja. Bban dan gaya yang diprhitungkan: + =.sin II - 7
Bban luar mulai bkrja shingga rsultant dari gaya-gaya yang bkrja pada struktur rangka baja mnyababkan dformasi = 0 (nol). q Gambar 2.9. Struktur rangka baja pada kondisi bban luar mulai bkrja 4. Kondisi bban (bban luar) bkrja maksimal. Bban dan gaya yang diprhitungkan: + >.sin Bban luar bkrja hingga struktur rangka batang mngalami dformasi maksimalnya yang diijinkan, yaitu sbsar 1/600 L. q d max = 1 / 600 L Gambar 2.10. Struktur rangka pada kondisi bban luar bkrja maksimal II - 8