JEMBATAN RANGKA BAJA 7.2. Langkah-Langkah Perancangan Struktur Jembatan Rangka Baja Langkah perancangan bagian-bagian jembatan rangka baja adalah sbb: a. Penetapan data teknis jembatan b. Perancangan pelat lantai kendaraan jembatan, dilakukan dengan menggunakan metode M. Pigeaud c. Perancangan trotoar dan kerb jembatan d. Perancangan gelagar memanjang e. Perancangan gelagar melintang f. Perancangan rangka utama : 1) Pembebanan rangka 2) Analisis struktur rangka 3) Perancangan dimensi batang penyusun struktur rangka g. Perancangan ikatan angin h. Perancangan peletakan 7.3. Contoh Perancangan Jembatan Rangka Baja a. Data Teknis Jembatan Jembatan dirancang menggunakan rangka baja sbg struktur (atas) utama dng data: Panjang bentang 30,00 m Lebar total 9,00 m yang terdiri dari 7,00 m perkerasan, dan 2 x 1,00 m trotoar Macam konstruksi yang dipakai adalah jembatan rangka baja Australia tipe Warren Truss, seperti pada Gambar 7.1 Lantai jembatan beton bertulang dengan tebal 20 cm Lapis aus aspal beton dengan tebal 5 cm Sistem pembebanan digunakan PPJJR 1987 dengan tipe beban jembatan kelas A (100 % BM) Gelagar melintang berjumlah 7 buah, masing-masing berjarak 5 m Gelagar memanjang berjumlah 5 buah, masing-masing berjarak 2 m bentang jembatan 30m Gambar 7.1. Struktur Rangka Utama Jembatan 1
bentang jembatan 30m lebar jembatan 9 mt Gambar 7.2. Skema Penyebaran Gaya Gambar 7.3. Pelat Lantai Kendaraan a. Gelagar Memanjang 2
Gambar 7.4. Idealisasi Struktur Gelagar Memanjang b.gelagar Melintang Gambar 7.5. Idealisasi Struktur Gelagar Melintang 3
7.1. Langkah-Langkah Perancangan Struktur Jembatan Rangka Baja Langkah perancangan bagian-bagian jembatan rangka baja adalah sebagai berikut: a. Penetapan data teknis jembatan b. Perancangan pelat lantai kendaraan jembatan, dilakukan dengan menggunakan metode M. Pigeaud c. Perancangan trotoar dan kerb jembatan d. Perancangan gelagar memanjang e. Perancangan gelagar melintang f. Perancangan rangka utama : 1) Pembebanan rangka 2) Analisis struktur rangka 3) Perancangan dimensi batang penyusun struktur rangka g. Perancangan ikatan angin h. Perancangan peletakan 7.2. Contoh Perancangan Jembatan Rangka Baja b. Data Teknis Jembatan Jembatan dirancang menggunakan struktur rangka baja sebagai struktur atas utama dengan data teknis sebagai berikut : Panjang bentang 30,00 m Lebar total 9,00 m yang terdiri dari 7,00 m perkerasan, dan 2 x 1,00 m trotoar Macam konstruksi yang dipakai adalah jembatan rangka baja Australia tipe Warren Truss, seperti pada Gambar 6.1 Lantai jembatan beton bertulang dengan tebal 20 cm Lapis aus aspal beton dengan tebal 5 cm Sistem pembebanan digunakan PPJJR 1987 dengan tipe beban jembatan kelas A (100 % BM) Gelagar melintang berjumlah 7 buah, masing-masng berjarak 5 m Gelagar memanjang berjumlah 5 buah, masing-masing berjarak 2 m 2.Klasifikasi Jembatan Rangka Baja. Jembatan baja dapat diklasifikasikan menurut : 4
bentuk tampang (cross section) bentuk batang utama penahan beban bentuk struktur batang utama penahan beban tipe sambungan. Klasifikasi menurut bentuk tampang a. DECK BRIDGE / Jembatan lantai atas Deck bridge adalah jembatan yang hanya berupa lantai penahan beban yang lewat diatasnya, yang didukung oleh balok-balok dasar atas, tidak ada batang pengikat (batang-ikat)/pertambatan angin, batang-atas,dll. b. THROUGH BRIDGE Through bridge yaitu jika jembatan tersebut lantainya dihubungkan dengan bagian bawah batang penahan beban, kemudian batang-ikat ada di atas lalu lintas. c. SEMI THROUGH BRIDGE atau PONY TRUSS BRIDGE Semi through bridge yaitu jika tidak ada batang pengikat pada bagian-atas, sedangkan utama penyangga beban setingkat dengan lantai jembatan. Klasifikasi menurut bentuk batang utama penahan beban a. I-beam bridge : jembatan balok - I. yaitu balok bentuk -I sebagai batang utama penahan beban. b. Plate-Girder bridge : Jembatan gelegar plat. c. Truss bridge : Jembatan rangka. d. Suspension bridge : Jembatan gantung. Klasifikasi menurut kenampaan struktur batang utama penahan beban. a. TRUSS BRIDGE b. GIRDER BRIDGE c. BEAM BRIDGE Klasifikasi menurut jenis sambungan a. Paku keling b. Las c. Baut d. Sambungan sendi 7.1.2. SISTEM LANTAI JEMBATAN BAJA 5
Sistem lantai jembatan-baja terdiri dari lapis atas dan batang pendukung, yang memindahkan beban ke struktur utama. Sistem ini dapat diklasifikasikan sesuai dengan jenis lalu lintas yang didukung, (misal : lantai untuk jalan raya atau jalan rel) dan sesuai dengan bahan/ material utama yang digunakan (misal : baja, kayu, beton, atau bata). atau sesuai dengan struktur yang bekerja, yaitu : lantai tunggal, lantai ganda, beton kompasit atau lantai plat baja antrotropik. Pemilihan sistem lantai jembatan untuk jembatan khusus, ditentukan berdasarkan pertimbangan-pertimbangan : kualitas permukaan jalan-rayanya, sistem drainase, berat lantai, waktu yang dibutuhkan untuk pelaksanaan, biaya total, termasuk pemeliharaan. Jembatan Jalan Raya Kualitas yang memenuhi untuk sistem lantai Jembatan Jalan Raya mungkin dapat diperoleh dengan beton konvensionil atau beton aspaltik, atau lantai baja grid terbuka, yang memberikan keuntungan-keuntungan : tahan lama, tahan gelincir, dan permukaan halus. Jembatan Jalan Rel lalu lintas harus stabil dan mudah perawatannya, kadang-kadang harus dapat mengurangi getaran-getaran dan kebisingan sewaktu ada lalu lintas. kondisi akhir umumnya selalu dibutuhkan ballas di bawah balok track. Lantai Jembatan harus baik untuk drainasi agar air dapat pindah secepat-cepatnya (misal : dengan lantai baja grid terbuka tanpa perlu sistem drainasi yang khusus). waktu pengerjaan lantai jembatan harus secepat-cepatnya. beban yang dihemat dalam sistem lantai jembatan : mengurangi beban mati total dan jumlahnya lebih ringan. Lantai jembatan yang konvensional : didukung oleh balok-balok yg bersambungan & disebut : balok hubung yang umumnya ditempatkan dalam arah bentangan. Balok hubung didukung oleh balok transversal yang disebut balok-lantai, dan yang kemudian dihubungkan dengan batang utama penahan beban. Balok-lantai hampir selalu dihubungkan atau disambung secara kaku dengan batang vertikal dari struktur rangka atau ke balok-hubung utama, 6
sehingga memberikan kekakuan lateral pada jembatan secara menyeluruh. Meskipun balok-lantai tidak didukung secara sederhana (bukan simplebeam), untuk memudahkan dalam analisa - selalu direncanakan sebagai tumpuan sederhana. Beban hidup di atas balok-lantai, dihitung dari reaksi-reaksi baloklantai yang dihasilkan oleh balok-balok hubung. Jarak arah melintang kendaraan untuk Jembatan Rel itu sudah tetap, sedangkan untuk Jembatan Jalan Raya : mungkin bervariasi. Peranan plat-lantai, balok-hubung dan balok-lantai dalam mendukung beban terhadap rangka-utama atau gelagar - selalu diabaikan dalam perencanaan. 7.1.3. SISTEM PENGUAT JEMBATAN Jembatan sesungguhnya adalah struktur ruang, yang tidak hanya mendukung beban vertikal gaya tarik bumi ke pier, pendukung dan abutmen, tetapi juga harus menahan gaya lateral dan longitudinal, seperti yang diakibatkan oleh angin, dan lain-lain. Untuk mendapatkan kekakuan arah lateral dan longitudinal dari jembatan dibutuhkan batang pengikat horisontal dan transversal. Analisa perencanaan jembatan, karena itu, disederhanakan dengan anggapan sebagai bentuk planar (bidang) dan komponen linier, seperti rangka-utama, balok-lantai, balok-hubung dan batang pengikat rangka. 7.1.4. BATANG DAN BENTUK RANGKA Umumnya bentuk Jembatan rangka baja adalah rangka WARREN. Batang penghubung menahan momen lentur, batang diagonal menahan gaya geser, batang vertikal menahan beban panel - dan dapat direncanakan secara lebih ekonomis. Jembatan rangka yang ekonomis mempunyai perbsndingan antara tinggi terhadap panjang adalah 1:6-1:8 bervariasi menurut tipe rangka, pembebanan, panjang-bentang dsb. Sudut batang diagonal optimum : 45 Jika bentangan-rangka bertambah panjang, harga akan bertambah besar. Jadi, baik rangka tipe WARREN maupun PRATT akan lebih baik dan ekonomis (untuk bentangan panel yang panjang) jika sudut batang diagonal/ inklinasi 45 7.1.5. PEMBALIKAN DAN PENGULANGAN TEGANGAN Beberapa masalah akan timbul apabila batang-batang dari rangka mengalami pembalikan tegangan. pertama : batang-batang dan sambungannya harus direncanakan sehingga dapat menahan kedua-duanya. kedua : bahaya terhadap patah-lelah juga harus dipertimbangkan. Tegangan yang turun-naik, meskipun patah-lelah dari batang atau sambungannya. Pada tegangan-tegangan rendah jika dibanding-kan dengan terhadap beban statis yang menimbulkan tegangan yang lebih besar. kegagalan seperti ini mula-mula disebabkan karena konsentrasi tegangan yang dikenali dengan detail struktur. Seluruh detail struktur harus direncanakan agar menghindari sejauh mungkin terjadinya konsentrasi tegangan yang terjadi pada sudut-sudut yang tajam dan secara mendadak berubah dalam luas tampangnya. 7
Ada dua macam pendekatan yang umum untuk mengurangi pengaruh patah lelah: mengurangi tegangan kerja yang di ijinkan. meningkatkan / memperbesar gaya-gaya yang dihitung, tergan tung pada : naik / turunnya tegangan (range-rangenya), jumlah pengulangan, mutu-baja dan sambungan. 7.1.6. PERLETAKAN UJUNG DAN SENDI Perletakan ujung dan sambungan persendian untuk jembatan dapat diklasifikasi kan menjadi 4 macam : a) perletakan jepit b) perletakan sendi c) sliding atau perpanjangan perletakan (geser) d) sendi-rol. 7.1.7. JEMBATAN BAJA TIPE TRUSS AUSTRALIA Truss Australia untuk jembatan baja yang akan direncanakan jalan kendaraan ini asalnya adalah hasil rancangan Mc, Millan, Britton & Kell, Pty. Ltd, Australia. Semua komponen rangka terdiri atas profil-profil yang sama. Di antara berbagai komponen itu terdapat kemampuan untuk dipertukarkan yang luas, bahkan mencakup pemasangan terbaik atau pemasangannya terputar. Lendutan jembatan akan dicapai dengan jarak penempatan lubang pada pelat-pelat buhul. Lendutan itu terdapat pada lengkungan yang membulat dengan radius yang sama untuk semua bentangan. Gelagar lintang dirancang sebagai komposit sehingga menghasilkan pengurangan bobot yang besar untuk mempertahankan batas bobotnya. Sebagai penghubung dipakai baut-baut berkekuatan tinggi. a. Kelas jembatan rangka baja Australia Untuk jenis jembatan rangka baja Australia ada beberapa kelas jembatan, yaitu : 1) kelas A dua jalur, lebar jalan kendaraan 7,0 m dengan tempat untuk pejalan kaki 1 m pada setiap sisi, 2) kelas B dua jalur, lebar jalan kendaraan 6,0 m dengan tempat untuk pejalan kaki tetapi mempunyai pinggiran jalan 0,5 meter pada setiap sisi, 3) kelas C jalur tunggal, lebar jalan kendaraan 4,5 m tanpa tempat untuk berjalan kaki tetapi mempunyai pinggiran jalan 0,5 meter pada setiap sisi. b. Bentangan-bentangan jembatan rangka baja Australia Untuk panjang bentang jembatan rangka baja tipe Australia ini ada beberapa seri panjang bentangan, yaitu : Untuk kelas A dan B telah dirancang dalam seri yang dinamakan seri S dan L. ( S= short, pendek, L= long, panjang). Untuk kelas C hanya dirancang pada seri S ( pendek ) saja. Bentangan-bentangan yang disediakan adalah : 30 m, 35 m, 40 m, 45 m, 50 m. dan 60 m. Perbedaan utama antara seri S dan L adalah ukuran dari bentang-bentang datar dan diagonal, plat-plat simpul, gelagar silang, plat penyambung dan unit titik simpul perletakan yang mempunyai lubang baut yang berbeda. Perbedaanperbedaan ini dengan mudah dikenali oleh lebarnya batang-batang datar, diagonal dan unit titik simpul, bearing seri S adalah 35 cm lebar, dan seri L adalah 40 cm lebar. c. Perletakan jembatan elastomerik Perletakan jembatan elastomerik ini bersifat seperti sendi dan rol, yang digunakan sebagai pengganti jembatan rangka baja pada umumnya yan berupa sendirol. Selain itu juga digunakan blok-blok penahan seismik lateral dan seismik ujung. 8
Penempatan-nya diletakkan pada tiap titik sudut sistem rangka baja.pada bagian alas akan terpasang portal-portal ujung sehingga membuat suatu rangka gelang yang dirancang sebagai rangka kaku. Pada portal ujung dirancang untuk menyerap pembebanan hidup lateral pada pelat sambungan puncak dari portal sebanyak 2,5% sebagaimana diharuskan menurut kode Australia, dengan demikian akan dapat dipastikan bahwa batang-batang pada kedua sisi tersebut hanya akan mempunyai gaya aksial pada pembebanan yang bagaimana-pun. d. Gelagar lintang jembatan Gelagar lintang jembatan tipe Australia dirancang sebagai bagian yang komposit dengan lantai jalan. Dengan cara ini akan menghasilkan penghematan besar dalam ukuran dari gelagar lintang, yaitu hampir 25% menurut bobot baja. Pada rangka Australia ini, hal yang penting adalah akan terjadinya gaya kerja komposit antara lantai beton dengan gelagar lintangnya. Kalau tidak demi-kian maka kira-kira 20% dari kapasitas struktural jembatan terse-but akan hilang. Pada tipe jembatan ini tidak akan terjadi retak-retak pada lantai jembatan melalui gelagar lintangnya. e. Perancangan Slab beton Slab beton sebagai lantai kendaraan direncanakan secara komposit dengan gelagar rangka bajanya. Dengan cara kerja komposit yang demikian itu, maka kebutuhan akan gelagar stringer akan dapat dihilangkan. Hal ini akan berbeda seandainya slab beton tidak direncanakan bekerja secara komposit, seperti pada tipe jembatan rangka baja lama. Dengan adanya penghematan dalam segi bobot baja, disamping mengurangi akan kebutuhan baja yang harus disediakan, juga akan mengurangi bobot yang jauh lebih rendah untuk perencanaan konstruksi bawahnya (fondasi). Sehingga secara keseluruhan pemakaian sistem komposit pada jembatan rangka baja Australia ini sangat menguntungkan dan ekonomis. 7.3. Langkah-Langkah Perancangan Struktur Jembatan Rangka Baja Langkah perancangan bagian-bagian jembatan rangka baja adalah sebagai berikut: a. Penetapan data teknis jembatan b. Perancangan pelat lantai kendaraan jembatan, dilakukan dengan menggunakan metode M. Pigeaud c. Perancangan trotoar dan kerb jembatan d. Perancangan gelagar memanjang e. Perancangan gelagar melintang f. Perancangan rangka utama : 1) Pembebanan rangka 2) Analisis struktur rangka 3) Perancangan dimensi batang penyusun struktur rangka g. Perancangan ikatan angin h. Perancangan peletakan 7.4. Contoh Perancangan Jembatan Rangka Baja c. Data Teknis Jembatan Jembatan dirancang menggunakan struktur rangka baja sebagai struktur atas utama dengan data teknis sebagai berikut : Panjang bentang 30,00 m Lebar total 9,00 m yang terdiri dari 7,00 m perkerasan, dan 2 x 1,00 m trotoar Macam konstruksi yang dipakai adalah jembatan rangka baja Australia tipe Warren Truss, 9
seperti pada Gambar 6.1 Lantai jembatan eton bertulang dengan tebal 20 cm Lapis aus aspal beton dengan tebal 5 cm Sistem pembebanan digunakan PPJJR 1987 dengan tipe beban jembatan kelas A (100 % BM) Gelagar melintang berjumlah 7 buah, masing-masng berjarak 5 m Gelagar memanjang berjumlah 5 buah, masing-masing berjarak 2 m Gambar 7.6. Struktur Rangka Utama Jembatan Gambar 7.7. Pelat Lantai Kendaraan Gambar 7.8. Skema Penyebaran Gaya 2. Perancangan Pelat Lantai Kendaraan Jembatan Pembebanan pelat dan cara perancangan dengan Metode M. Pigeaud bisa dilihat pada Bab IV. 3. Perancangan Gelagar Gelagar direncanakan sebagai sistem komposit dengan pelat lantai. 10
a. Gelagar Memanjang Gambar 7.9. Idealisasi Struktur Gelagar Memanjang 1). Pembebanan untuk gelagar memanjang bagian tengah Untuk perhitungan ditinjau 1 gelagar permeter searah panjang jembatan. BEBAN MATI Beban mati pada balok baja sebelum terjadi aksi komposit (q DS ) : - Pelat beton bertulang : 0,2 x 2 x 1 x 2,5 = 1 t/m - Taksiran berat sendiri gelagar : 0,1 t/m - Taksiran berat shear connector : 0,02 t/m - Lain-lain : 0,01 t/m q DS = 1,13 t/m Beban mati pada balok setelah terjadi aksi komposit (q DC ) : - Lapis aus : 0,05 x 2 x 1 x 2,2 = 0,22 t/m - Genangan air hujan : 0,05 x 2 x 1 x 1 = 0,10 t/m q DC =0,32 t/m BEBAN HIDUP - Untuk L = 30 m, beban terbagi rata q = 2,2 t/m - Beban garis P = 12 ton - Koefisien kejut K = 1 + 20 / (50 + 30) = 1,25 Jadi beban hidup yang diterima gelagar : q LL = 2,2 / 2,75 x 1 x 2 = 1,6 t/m P LL = 12 / 2,75 x 1 x 2 x 1,25 = 10,91 ton Selanjutnya dilakukan analisis struktur gelagar terhadap beban-beban yang bekerja. Hasil dari analisis struktur digunakan untuk perancangan dimensi gelagar. Cara perancangan bisa dilihat pada Bab V. 2). Pembebanan untuk gelagar memanjang bagian tepi Ditinjau 1 gelagar permeter searah panjang gelagar melintang. BEBAN MATI Beban mati pada balok baja sebelum terjadi aksi komposit (q DS ) : - Pelat beton bertulang : 0,2 x (0,5 + 1) x 1 x 2,5 = 0,75 t/m - Taksiran berat sendiri gelagar : 0,1 t/m - Taksiran berat shear connector : 0,02 t/m - Lain-lain: 0,01 t/m q DS = 0,88 t/m Beban mati pada balok setelah terjadi aksi komposit (q DC ) : 11
- Lapis aus: 0,05 x 1,5 x 1 x 2,2= 0,165 t/m - Genangan air hujan : 0,05 x 1,5 x 1 x 1 = 0,075 t/m - Sandaran : 0,03 t/m - Beton siklop trotoar : 0,15 x 0,8 x 1 x 2,2 = 0,264 t/m - Pelat beton penutup trotoar : 0,1 x 0,9 x 1 x 2,2 = 0,198 t/m q DC = 0,732 t/m BEBAN HIDUP a). Beban D q LL = (2,2/2,75 x 1 x 0,25) + (50% x 2,2/2,75 x 1 x 0,75) = 0,5 ton/m P LL = (12/2,75x1x0,25x1,25)+(50%x12/2,75x1x0,75x1,25) = 3,409 ton b). Beban hidup pada trotoar Menurut PPPJJR 1987, dalam memperhitungkan kekuatan gelagar, pengaruh beban hidup pada trotoar diperhitungkan sebesar 60%. q = 60% x 500 x 1,0 = 300kg/m = 0,3 t/m b. Gelagar Melintang Pembebanan Gelagar Melintang 1). Beban Merata BEBAN MATI Beban mati pada balok baja sebelum terjadi aksi komposit (q DS ): - Pelat beton bertulang : 0,2 x 2 x 1 x 2,5 = 1 t/m - Asumsi berat sendiri gelagar : 0,02 t/m - Asumsi berat shear connector : 0,01 t/m - Lain-lain : 0,01 t/m q DS = 1,23 t/m Gambar 7.10. Idealisasi Struktur Gelagar Melintang Beban mati pada balok setelah terjadi aksi komposit (q DC ) : - Lapis aus : 0,05 x 2 x 1 x 2,2 = 0,22 t/m - Genangan air hujan : 0,05 x 2 x 1 x 1 = 0,1 t/m q DC = 0,32 t/m BEBAN HIDUP q LL = 2,2 / 2,75 x 1 x 2 = 1,6 t/m 2). Beban Terpusat Beban terpusat diambil dari reaksi peletakan hasil analisis struktur gelagar memanjang (P1 dan P2). 4. Perancangan Rangka a. Pembebanan Rangka 12
1). Beban mati, dihitung untuk pias 5 m pada arah memanjang : - Berat pelat lantai : 9 x 0,2 x 2,5 x 5 = 22,5 ton - Lapis aus : 7 x 0,05 x 2,2 x 5 = 3,85 ton - Berat trotoar : 2 [(0,8 x 0,15) + (0,1 x 0,9)] x 5 x 2,2 = 4,62 ton - Sandaran : 2 x 0,03 x 5 = 0,3 ton - Genangan air hujan : 7 x 0,05 x 1 x 5 = 1,75 ton - Taksiran berat sendiri rangka : 16,00 ton - Berat gelagar : (5x0,1x5) + (9x0,2) = 4,3 ton - Shear connector : (5x0,02x5) + (0,02x9) =0,68 ton - Ikatan angin : 1 ton - Lain-lain : 0,25 ton Total : 55,25 ton Beban mati tiap join pada masing-masing rangka : 27,625 ton. 2). Beban hidup (Beban D) - Beban garis untuk lebar lantai kendaraan 7 m adalah sebagai berikut : Untuk lebar 5,5 m, P = 12 ton Untuk lebar di luar 5,5 m (2 x 0,75 m), P = 0,5 x 12 ton Total beban garis yang bekerja untuk tiap pias : (5,5 x 12 / 2,75) + (2 x 0,75 x 0,5 x 12 / 2,75) = 27,27 ton Beban untuk tiap join pada masing-masing rangka : 27,27 / 2 = 13,636 ton Koefisien kejut, K = 1 + 20 / (50 + 30) = 1,25 Hasil kali beban dengan koefisien kejut, P = 13,636 x 1,25 = 17,045 ton - Beban terbagi rata = 2,2 t/m q = 2,2 / 2,75 = 0,8 t/m 3). Beban angin Beban angin diperhitungkan sebesar 150 kg/m 2, bekerja horisontal terbagi rata, dan dihitung untuk dua kondisi : a). Keadaan tanpa beban hidup Luas bidang vertikal yang terkena angin : [30% x (30+25)/2 x 6,5] +[15% x (30+25)/2 x 6,5] = 80,4375 m 2 Gaya angin horisontal : 150 x 80,4375 = 12065,625 kg = 12,0656 ton, dengan titik tangkap 3,25 m di atas dasar rangka. b). Keadaan dengan beban hidup Luas bidang rangka yang diperhitungkan : 50% x 80,4375 = 40,2187 m 2 Gaya angin, A 1 = 150 x 40,2187 = 6032,8 kg *0 Luas bidang muatan hidup : 2 x 30 = 60m 2 Gaya angin, A 2 = 60 x 150 = 9000 kg, dengan titik tangkap : 1 + 0,2 + 0,350 = 1,55 m di atas dasar rangka. Gaya angin total (pada kondisi dengan beban hidup) : 6032,8 + 9000 = 15032,8 kg = 15,0328 ton > 12,0656 ton Beban angin yang menentukan adalah kondisi dengan beban hidup. Gaya vertikal pada rangka baja akibat beban angin : Akibat A 1 = 6032,8x325/(900+12,5+12,5) =2119,6 kg = 2,1196 ton Akibat A 2 = 9000x165,8/(900+12,5+12,5) = 1613,2 kg = 1,6132 ton Gaya vertikal tiap titik buhul pada masing-masing rangka : 2,1196 + 1,6132 = 0,31105 ton 6x2 4). Gaya akibat suhu Untuk baja, perbedaan suhu dipakai 15 o C. 13
Tm = E x ε x t = 2,1.10 6 x 12.10-6 x 15 = 378 kg/cm 2 Dengan : E = modulus elastisitas ε = koefisien muai panjang t = perbedaan suhu 5). Gaya rangkak susut Gaya rangkak susut dianggap senilai dengan gaya yang timbul akibat turunnya suhu sebesar 15 o C. SR = E x ε x t = 2,1.10 6 x 12.10-6 x 15 = 378 kg/cm 2 6). Gaya rem Pada tiap titik buhul masing-masing rangka : Rm = 5% (P D + L.q D ) = 5% (16,636 + 30 x 2,5) = 4,4318 ton Dengan titik tangkap = 1,8 + 0,2 + 0,350 = 2,35 m Rm1 = 4,4318 x 2,35 / 6,5 = 1,6023 ton Rm2 = 4,4318 x 4,15 / 6,5 = 2,8295 ton 7). Beban gempa bumi Gaya horisontal ekivalen akibat gempa : Gh = Kh x M Kh = Kr x f x p x b Dengan : Kh = koefisien gempa M = muatan mati Kr = koefisien respon gabungan (dari Petunjuk Perencanaan Tahan Gempa untuk Jembatan Jalan Raya 1986) f = faktor konstruksi p = faktor kepentingan b = faktor bahan pada kasus ini : f = 1 (bangunan atas terpisah dengan bangunan bawah) p = 0,8 (untuk jalan wilayah) b = 1 (untuk jembatan baja) Kh = 0,15 x 1 x 0,8 x 1 = 0,12 untuk lantai jembatan : (pada tiap titik buhul masing-masing rangka) Gh1 = Kh x M1 = 0,15 x (6 x 0,5 x 55,25) = 24,8625 ton dengan titik tangkap 0,350 + 0,2/2 =0,45 m dari dasar rangka. untuk rangka jembatan : Gh2 = Kh x M2 = 0,15 x 6 x 8 = 7,2 ton dengan titik tangkap 3,25 m dari dasar rangka. R1 = (24,8625 x 0,45 / 6,5) + (7,2 x 3,25 / 6,5) = 5,3213 ton R2 = (24,8625 x 6,05 / 6,5) + (7,2 x 3,25 / 6,5) = 26,7413 ton 8). Gaya akibat gesekan tumpuan bergerak, diperhitungkan akibat beban mati. Besarnya ditentukan berdasarkan koefisien gesek tumpuan. Gg = M x k = 104,4375 x 0,01 = 1,0444 ton (M = reaksi tumpuan akibat beban mati) Selanjutnya dilakukan analisis struktur dengan kombinasi pembebanan seperti disyaratkan, dengan pola-pola pembebanan seperti pada Gambar 7.6 14
a. Beban Mati b. Gaya Angin c. Gaya Gempa d. Beban Rem e. Gaya Akibat Gesekan Tumpuan Bergerak Gambar 7.6. Pola-Pola Pembebanan 15