BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Objek Penelitian Objek penelitian tugas akhir ini adalah balok girder pada Proyek Jembatan Srandakan yang merupakan jembatan beton prategang tipe post tension. 3.2. Lokasi Proyek Lokasi proyek Jembatan Srandakan ini terletak di Kulon progo, D.I. Yogyakarta. 3.3. Metode Pengumpulan Data Proyek pembangunan jembatan ini sudah dilakukan dengan menggunakan metode post tension sehingga data data yang dapat diperoleh dari hasil perhitungan Ir.M.Noer Ilham,MT adalah : Dimensi Balok Girder Eksentrisitas tendon pada balok post tension Data data tersebut kemudian dijadikan acuan dalam perencanaan desain struktur Jembatan Krukut dengan menggunakan metode pre-tension. 3.4. Data Teknis Proyek Data teknis pada proyek Jembatan Srandakan ini adalah sebagai berikut : Gambar 3.1. Layout Jembatan III- 1
Tabel 3.1. Data properti geometrik DATA JEMBATAN Uraian Notasi Dimensi panjang balok prategang L 40.00 m Jarak antara balok prategang S 1.8 m tebal pelat lanatai jembatan ho 0.20 m tebal lapisan aspal + overlay ha 0.10 m tinggi genangan air hujan tn 0.05 m SPESIFIC GRAVITY Jenis Bahan Berat (Kn/m3) Beton prategang Wc= 25.50 Beton bertulang Wc'= 25.00 Beton Wc"= 24.00 Aspal Waspal= 22.00 Air hujan Wair= 9.80 DIMENSI BALOK PRESTRESS Kode Lebar Tebal Kode (m) (m) b1 0.64 h1 0.07 b2 0.8 h2 0.13 b3 0.3 h3 0.12 b4 0.2 h4 1.65 b5 0.25 h5 0.25 b6 0.7 h6 0.25 h 2.10 1. Beton Mutu beton girder prestress K-500 Kuat tekan beton fc'=0.83*k/10 = 41.5 Mpa Modulus elastik beton Ec=4700* fc = 30277.6 Mpa Angka poison U = 0.15 Modulus geser G =Ec/[2*(1+ʋ)] = 13164.2 Mpa Koefisien muai panjang untuk beton, α = 1.0E-05 / ºC Kuat tekan beton pada keadaan awal (saat transfer), fci = 0.80*fc = 33.20 Mpa III- 2
Tegangan ijin beton pada keadaan akhir : Tegangan ijin tekan, 0.60 * fci = 19.92 Mpa Tegangan ijin tarik, 0.50 * fci = 2.23 Mpa Tegangan ijin pada keadaan akhir : Tegangan ijin tekan, 0.45*fci = 18.68 Mpa Tegangan ijin tarik, 0.50* fci = 3.22 Mpa Mutu beton plat lantai jembatan K-300 Kuat tekan beton, fc = 0.83*K/10 = 24.9 Mpa Modulus elastik beton, Ec=4700* fci = 23452.952 Mpa 1. Beton mutu beton girder prestress K-500 fc'=0.83*k/10 Kuat tekan beton = Modulus elastik beton Ec=4700* 41.5 Mpa 2. BAJA PRATEGANG Uncoated 7 wire super strands Jenis strards ASTM A-416 grade 270 Tegangan leleh strand fρy = 1580 Mpa kuat tarik strand fρu = 1860 Mpa Diameter nominal satu strands 12.7 mm (=1/2") Luas tampang minimal satu strands Ast = 98.7 mm2 Beban putus minimal strands Pbs = 187.32 kn (100% UTS) jumlah kawat untaian (strands cable) 19 kawat untaian / tendon diameter selubung ideal 84 mm Luas tampang strands 1875.3 mm2 beban putus satu tendon Pb1 = 3559.1 kn (100% UTS) Modulus elastis Es = 193000 Mpa Tipe dongkrak VSL 19 3.BAJA TULANGAN Untuk baja tulangan deform D>12 mm U-32 Kuat leleh baja, fy = U*10 = 320 Mpa untuk baja tulangan polos ᶲ < 12 mm U-24 Kuat leleh baja, fy = U*10 = 240 Mpa Gambar 3.2. Material Properties Balok Girder III- 3
Gambar 3.3. Section Properties Balok Girder Prategang 2. Pembebanan Balok Prategang Berikut merupakan beban yang dipikul oleh balok girder pada Jembatan Srandakan. Beban yang digunakan mengacu pada BMS (Bridge Management Systems) 1992. Tabel 3.1. Beban Diafragma Tabel 3.2. Berat Beton Prategang III- 4
Gambar 3.4. Perhitungan Beban Mati Tambahan Gambar 3.5. Beban Lajur D III- 5
Gambar 3.6. Gaya Rem Gambar 3.7. Beban Angin Sebelum kita menghitung kehilangan gaya prategang, kita juga harus menghitung gaya prategang awal, eksentrisitas dan jumlah tendon pada kondisi awal maupun akhir. Hasil perhitungan kehilangan gaya prategang pada kondisi awal dapat dilihat pada gambar 3.8. dan hasil kehilangan gaya prategang pada kondisi akhir dapat dilihat pada gambar 3.9. III- 6
Gambar 3.8. Perhitungan Gaya Prategang, eksentrisitas dan jumlah tendon pada kondisi awal III- 7
Gambar 3.9. Perhitungan Gaya Prategang, eksentrisitas dan jumlah tendon pada kondisi akhir 3.5. Perhitungan Kehilangan Tegangan Perhitungan kehilangan tegangan pada balok post tension menggunakan metode NAASRA Bridge Spesification karena sangat sulit dalam mendapatkan peraturan NAASRA Bridge Design Specification, maka kehilangan tegangan dihitung ulang dengan menggunakan metode yang berada di Buku Desain Beton Prategang TY.LIN Edisi Ketiga Jilid 1. 3.6. Data Hasil Perhitungan Lendutan Balok Gider Tipe Post Tension Pada Gambar 3.12. ditampilkan section properties yang merupakan data yang dibutuhkan dalam perhitungan lendutan balok girder jembatan srandakan ini. Gambar 3.12. Section Properties III- 8
Data hasil perhitungan lendutan adalah sebagai berikut: Tabel.3.4. Hasil Perhitungan Lendutan Lendutan akibat Hasil Lendutan Satuan Keterangan Berat sendiri 0,04763 m Ke bawah Beban mati tambahan 0,00676 m Ke bawah Prestressed -0,004409 m Ke atas Susut 0,00476 m Ke bawah Rangkak -0,00667 m Ke atas Beban Lajur D 0,0238 m Ke bawah Rem 0,00045 m Ke bawah Angin 0,00141 m Ke bawah Gempa 0,00544 m Ke bawah 3.7. Data Perhitungan Balok Pretension. 1. Dimensi Dimensi pada perhitungan balok prestressed tipe pre tension yang digunakan sama dengan dimensi balok tipe post tenion pada jembatan srandakan, Kulon Progo, Yogyakarta. 2. Eksentrisitas tendon Eksentrisitas yang digunakan pada balok girder tipe post tension ini adalah 1,1 m diukur dari bagian bawah balok sedangkan pada ujung ujungnya tidak memiliki eksentrisitas (e = 0). Untuk eksentrisitas pada balok pre-tension diambil dengan cara asumsi. Eksentrisitas yang diambil pada balok girder tipe pre-tension untuk penelitian ini adalah setengah tinggi balok dikurangi 137,5 mm. ( e = 0,5 (h balok) 137,5 mm. 3. Beban Beban yang digunakan juga disamakan dengan beban yang dipikul oleh jembatan srandakan, Kulon Progo, Yogyakarta 3.8. Metode Analisis Data Metode analisis data meliputi diagram penelitian, diagram perhitungan manual sesuai dengan standar peraturan pembebanan BMS (Bridge Management System) 1992, ACI 318 serta NAASRA Bridge Design Code 1967 sebagai standar peraturan pada perhitungan kehilangan tegangan. III- 9
3.8.1. Diagram Alir Penelitian Diagram Alir yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : MULAI PENGUMPULAN DATA STUDI LITERATUR ANALISIS DATA PERBANDINGAN HASIL ANALISA BALOK PRE TENSION DENGAN POST TENSION KESIMPULAN DAN SARAN SELESAI Gambar 3.13. Diagram Alir Penelitian MULAI DATA PERANCANGAN STRUKTUR Properti Geometrik Properti Material Beban Meliputi perhitungan : 1. Luas penampang 2. Pusat gravitasi penampang 3. Momen Inersia 4. Modulus penampang 5. Penetapan eksentrisitas tendon 6. Jari jari girasi Meliputi : 1. Material beton 2. Material baja prategang Gaya Dalam Meliputi : 1. Momen 2. Gaya geser Menghitung kebutuhan strand yang diperlukan 1. Menghitung tegangan : a. Tegangan jacking b. Tegangan initial ( tegangan awal ) pada tendon sesaat sesudah transfer c. Tegangan efektif pada tendon pada kondisi layan 2. Menghitung kebutuhan strand III- 10
Menentukan gaya prategang Menghitung kehilangan gaya prategang a. Kehilangan gaya prategang seketika Perpendekan elastik b. Kehilangan gaya prategang bergantung waktu : Susut dan Rangkak beton Relaksasi Baja Kontrol lendutan dan tegangan setelah kehilangan gaya prategang Tidak SELESAI Gambar 3.13. Diagram Alir Penelitian Balok Pre Tension III- 11