PENGENALAN JEMBATAN BAJA
20
PENGENALAN JENIS & BAGIAN STRUKTUR JEMBATAN
BAB1SUB POKOK BAHASAN :5.1. Jenis-jeins Jembatan 5.2.
Bagian-bagian Struktur Jembatan
1. Tujuan Pembelajaran Umum :Mamapu mengenal jenis-jenis
Jembatan Balok Komposit dan mengidentifikasi bagian-bagian struktur
dari masing-masing Jenis Jembatan baja
2. Tujuan Pembelajaran Khusus :a. Menjelaskan jenis-jenis
struktur Jembatan Balok Kompositb. Menjelaskan Bentuk Struktur dari
masing-masing Jembatan Balok Kompositc. Mengindentifikasi
Bagian-bagian Struktur Jembatan d. Mengidentifikasi perbedaan
Bagian Struktur Atas dan Bawah
I L U S T R A S I
1.1. Jenis-jenis Jembatan
1.1. Jenis-jenis Struktur Jembatan BajaJembatan merupakan suatu
bangunan yang dipergunakan untuk melintasi lalulintas dari
rintangan yang berupa; sungai ataupun saluran air, lembah, jurang,
danau dan jalan raya ataupun jalan KA, harus direncanakan dengan
menggunakan jenis struktur dan bahan konstruksi yang tepat sehingga
dicapai optimalisasi perencanaan sesuai dengan fungsinya.Jenis
jembatan bermacam-macam dilihat dari bentuk dan fungsi
pemakaiannya, namun secara garis besar jenis jembatan dapat
dibedakan atas :1.1.1. Klasifikasi Jembatan menurut Material
Material yang digunakanKlasifikasi jembatan menurut material yang
digunakan dibedakan atas bahan yang dominan dipergunakan, terutama
bahan sebagai struktur utama Banguan Atas (Gelagar Induk), yaitu
:a) Jembatan Kayu Jenis jembatan ini bangunan atasnya terbuat dari
bahan balok kayu sebagai gelagar jembatan dan papan sebagai
struktur lantai kendaraan. Bahan kayu yang digunakan diambil dari
kayu jenis kelas awet (A) dan kelas kekuatan (I) yang biasanya dari
jenis kayu Jati, kayu Bengkirai, kayu Ulin, dan kayu-kayu jenis
lain yang tahan terhadap air dan cuaca. Bentuk struktur dari
jembatan kayu biasanya berupa ; Jembatan Rangka Batang Kayu dan
Jembatan Gelagar biasa yang biasanya digunakan pada jembatan
bentang pendek. Alat sambung yang digunakan untuk sambungan antara
elemen jembatan digunakan Baut Biasa dengan pelat simpul dari pelat
baja .
Tampak potongan melintang bentang )Gambar. 1.1.a. (Jembatan
Gelagar) Kayu
b). Jembatan Pasangan BatuJembatan jenis ini seluruh struktur
baik struktur bawah (Sub structrure) dan struktur atas (Super
structure) dibuat dari pasangan batu kali atau bata merah yang
merupakan jenis jembatan dengan struktur sistim grafitasi yang
kekuatannya mengandalkan dari berat struktur. Bentuk dari jembatan
ini sebagian besar berbentuk struktur lengkung dibagian bentang
yang harus menahan beban utama seperti pada gambar berikut
)))BBBBatu)Gambar. 1.1.b. (Jembatan Pasangan Batu)
c). Jembatan Baja Jembatan dengan material baja merupakan
jembatan yang banyak digunakan disamping jembatan dengan material
beton. Jembatan jenis ini bermacam-macam tipe dan bentuknya,
seperti Jembatan Gelagar Biasa, Jembatan Gelagar Box, Jembatan
Gelagar Plat Girder, Jembatan Rangka Batang, Jembatan Gantung yang
sangat tergantung dari bentang jembatan, yang akan dijelaskan pada
pasal berikut.
d). Jembatan BetonJembatan dengan material beton banyak
digunakan dan perkembangan teknologi jembatan beton sangat pesat
baik teknologi strukturnya maupun cara pelaksanaannya. Jembatan
dengan material beton sering dilaksanakan dengan cara cor ditempat
atau dengan beton pracetak. Tipe jembatan beton ini antara lain :
Jembatan Monolit, jembatan Prategang, Jembatan Komposit, yang akan
dijelaskan pada pasal berikut.
1.1.2. Klasifikasi Jembatan menurut kegunaan :a) Jembatan Jalan
Raya :Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan jalan raya yang
melintasi rintangan seperti sungai, jalan lain dan sebagainya,
untuk dilewati lalu-lintas kendaraan darat.
Gambar. 1.1.c. (Jembatan Jalan Raya)
b) Jembatan Kereta Api :Jembatan yang digunakan untuk
menghubungkan jalan Rel yang melintasi rintangan seperti sungai,
jalan lain dan sebagainya, untuk dilewati Kereta Api.
Gambar.1.1.d (Jembatan Kerata Api)
c) Jembatan Penyeberangan Orang (JPO) :Jembatan yang digunakan
untuk penyeberangan orang / pelajan kaki yang melintasi rintangan
jalan (seperti jalan raya, jalan KA dsb).
Gambar. 1.1.e. (Jembatan Penyebrangan Orang )d) Jembatan
Lain-lain :Jembatan yang digunakan untuk menghubungkan Saluran Air,
Pipa gas, Pipa minyak, Kabel Aliran Listrik dan sebagainya yang
melintasi rintangan. Dan biasanya jembatan ini didekatkan dengan
jembatan lintasan lalu-lintas agar mudah merawatanya dan inspeksi
dari sarana yang dilintaskan. 1.1.3. Klasifikasi Jembatan menurut
Bentuk Struktur :Didasarkan pada bentuk atau tipe stuktur jembatan,
jembatan dibedakan dari bentuk struktur Gelagar induknya yaitu
Gelagar yang menopang seluruh elemen struktur jembatan dan
mentransfer seluruh beban struktur yang langsung berhubungan dengan
bangunan bawah. Adapun bentuk struktur jembatan terdiri atas :a)
Jembatan Balok Gelagar BiasaJembatan ini digunakan pada jembatan
dengan bentang pendek sampai sedang dan beban hidup yang lewat
relatif kecil (Jembatan Penyeberangan Orang dan sebagainya).
Gelagar Induk jembatan ini merupakan struktur balok biasa yang
menumpu pada kedua Abutment dengan susunan struktur ; Gelagar
Induk-Pelat Lantai Kendaraan, dengan dilengkapi Tiang Sandaran (non
struktur), seperti pada jembatan gelagar biasa dengan material kayu
atau baja seperti pada gambar berikut.
Gambar. 1.1.f (Jembatan Balok Biasa)b) Jembatan Balok Pelat
Girder. Jenis jembatan ini sering digunakan pada jembatan jalan KA
dengan bentang sedang. Struktur Gelagar Induk jembatan merupakan
Balok profil buatan dari pelat baja dengan tebal tertentu disusun
sedemikian rupa sehinggga merupakan Balok yang profosional dan
efektif untuk menahan beban yang bekerja yang menopang gelagar
meintang dan memanjang yang dengan bentuk struktur seperti gambar
berikut.
Gambar. 1.1.g. (Jembatan Gelagar Pelat Girder)
c) Jembatan Balok Monolit Beton BertulangMerupakan Jembatan
Beton bertulang yang antara Gelagar Induk dan Pelat lantai
Kendaraan dicor bersamaan dan menyatu sebagai Balok T. Seluruh
struktur yang terdiri dari Balok dan pelat lantai, yang juga sering
diantara balok dipasang balok diafragma menopang diatas Abutment,
seperti gambar berikut.
Gambar. 1.1.h. (Jembatan Balok Beton Monolit))
d) Jembatan Gelagar Komposit Jembatan ini Gelagar Induknya
merupakan paduan dari dua jenis material yaitu Balok profil baja
dengan pelat lantai beton bertulang yang dihubungkan dengan
penghubung geser (Shear Connector), Jenis jembatan ini sering
digunakan ada jembatan dengan bentang relatif panjang, yang efektif
adalah dari bentang 15 meter sampai dengan 30 meter dan biasanya
digunakan pada struktur dengan balok diatas dua bentang (Simple
Beam). Bentuk dan susunan dari Jembatan komposit seperti gambar
berikut.
Gambar 1.1.i. (Jembatan Komposit Baja-Beton)
e) Jembatan Rangka BatangStruktur jembatan baja rangka batang
mempunyai tipe rangka yang banyak jenisnya. Struktur jembatan
rangka batang dengan material profil-profil baja digunakan pada
jembatan dengan bentang yang relatif panjang. Susunan dari struktur
jembatan rangka batang ini terdiri dari; Struktur rangka batang
dipasang di bagian kiri-kanan yang merupakan Gelagar Induk, yang
menopang Gelagar Melintang dan gelagar memanjang yang bekerja
menahan beban kerja dari lantai kendaraan, seperti pada gambar
berikut.
Gambar. 1.1.j. (Jembatan Gelagar Rangka Batang)f) Jembatan
GantungJembatan Gantung merupakan struktur jembatan yang terdiri
dari struktur penopang yang berupa Tiang (pilar atau Menara),
struktur Jembatan berupa Gelagar Induk dan gelagar melintang,
Lantai Kendaraan, Penjangkar Kabel dan Kabel Penggantung yang
membentang sepanjang bentang sejajar dengan arah memanjang
jembatan, dimana kabel sebagai struktur utama yang mentransfer
seluruh beban ke bagian bawah jembatan yang berupa Abutmen,
penjangkar kabel dan tiang Penopang. Seluruh kabel diikat dan
ditopangkan pada penjangkar kabel dan tiang penopang utama, kabel
sebagai penopang seluruh bangunan atas, seperti pada gambar berikut
:
Gambar. 1.1.k. (Jembatan Gantung )
g) Jembatan Balok Beton Prategang (Pre Strees)Gelagar Induk dari
jembatan ini merupakan balok beton bertulang yang diberi pra
tegangan dari kabel yang dipasang sedemikian rupa sehingga seluruh
beban hidup jembatan dapat di lawan dengan prategangan yang didapat
dari penarikan kabel dalam tendon yang diletakkan di dalam tubuh
balok tersebut. Jembatan ini sering digunakan pada jembatan dengan
bentang yang relatif panjang, seperti yang terlihat pada gambar
Jembatan Layang Mono rell
Gambar. 1.1.l (Jembatan Prategang)
h) Jembatan Tipe Lain Jembatan tipe dengan jenis struktur yang
lain seperti Jembatan Pelengkung tiga sendi Jembatan Kombinasi dari
Struktur yang ada, merupakan jembatan dengan struktur utama adalah
merupakan jenis struktutr seperti yang dijelaskan pada pasal-pasal
diatas.
1.1.4. Klasifikasi Jembatan menurut Kelas Muatan :Didasarkan
pada prosentase muatan hidup yang dapat melewati jembatan
dibandingkan dengan kendaraan standar, yaitu terdiri atas :
Jembatan Kelas Standar (A/I) : Merupakan jembatan kelas standar
dengan perencanaan 100 % muatan T dan 100 % muatan D. Dalam hal ini
lebar jembatan adalah (1,00 + 7,00 + 1,00) meter Jembatan Kelas Sub
Standar (B/II) : Merupakan jembatan kelas standar dengan
perencanaan 70 % muatan T dan 70 % muatan D. Dalam hal ini lebar
jembatan adalah ( 0,50 + 6,00 + 0,50 ) meter Jembatan Kelas Low
Standar (C/III) : Merupakan jembatan kelas standar dengan
perencanaan 50 % muatan T dan 50 % muatan D. Dalam hal ini lebar
jembatan adalah (0,50 + 3,50 + 0,50) meter
1.2. Bagian-Bagian Struktur Jembatan
STRUKTUR JEMBATAN BAJA LANJUTMinggu 1:
Struktur jembatan terbagi atas Konstruksi Bangunan atas
(Superstructure) dan Konstruksi Bangunan Bawah (Substructure), yang
terdiri atas bagian-bagian struktur sebagai berikut. 1.2.1.
Struktur Bangunan Atas (Superstructure) :Merupakan struktur yang
langsung menerima semua beban termasuk beban hidup lalu-lintas dan
berat sendiri struktur, bentuk struktur bangunan atas ini
menggambarkan tipe atau jenis strukutur jembatan. Bangunan atas
terdiri dari bagian-bagian :a) Pelat Lantai Kendaraan Merupakan
bagian konstruksi jembatan yang langsung menerima beban lalu-lintas
yang berjalan di atasnya, yang di dalam perencanaan diperhitungkan
terhadap beban hidup/muatan T dari tekanan gandar roda kendaraan
dan berat konstruksi yang dipikulnya (termasuk berat sendiri
lantai). Lantai kendaraan biasanya digunakan balok papan kayu atau
yang sering digunakan adalah lantai beton bertulang. Lantai
kendaraan diletakkan langsung di atas Gelagar Induk atau gelagar
memanjang pada jembatan Rangka Batang. b) Trotoar Merupakan bagian
layanan jembatan yang digunakan untuk sarana pejalan kaki, yang
berada dibagian pinggir kiri-kanan lantai kendaraan. Ketinggian
permukaan lantai trotoar dibuat lebih tinggi dari pada ketinggian
permukaan lapisan aus lantai kendaraan. c) Tiang Sandaran :
Pelat Lantai Kendaraan Lantai Trotoir Pipa Sandaran Tiang
Sandaran (Jarak as ke as = 2 m) Tiang sandaran yang dilengkapi
dengan pipa sandaran merupakan bagian struktur jembatan yang
dipasang dibagian tepi luar lantai trotoar sepanjang bentang
jembatan berfungsi sebagai pengaman untuk pejalan kaki yang lewat
diatas trotoar, juga merupakan konstruksi pelindung bila terjadi
kecelakaan lalu-lintas.
Gambar. 1.2.a. Konstruksi Trotoar dan Tiang Sandaran
d) Gelagar Memanjang (Balok Lantai)Merupakan bagian konstruksi
jembatan yang berfungsi memikul lantai kendaraan yang kemudian
meneruskan beban-beban tersebut kebagian konstruksi di bawahnya.e)
Gelagar Melintang Adalah bagian konstruksi yang berada di bawah
gelagar memanjang untuk memikul gelagar memanjang yang akan
diteruskan ke gelagar induk. Gelagar ini akan menahan momen lentur
dan momen punteir bila terjadi gaya-gaya arah melintang jembatan
seperti angin dan gempa.f) Gelagar Induk Merupakan bagian utama
konstruksi bangunan atas, yang berfungsi meneruskan seluruh beban
yang diterima bangunan atas dan diteruskan ke bangunan bawah.
Gelagar induk biasanya biasanya berupa Rangka Batang atau Balok
Girder dan Balok Komposit.g. Tumpuan JembatanSebagai bagian
struktur yang diletakkan diatas Abutmen dan Pilar sebagai landasan
Gelagar Induk menumpu di bagian struktur bawah. Bahan yang sering
digunakan sebagai Tumpan ini adalah Besi Cor (Berupa Roll dan
Engsel), dan Lempengan Super Rubber Elasitic yang dilapisi pelat
baja.h. Drainase Drainase pada Jembatan berfungsi untuk mengalirkan
air yang ada di lantai kendaraan ke saluran pembuang sehingga tidak
menggenangi lantai kendaraan jembatan, yang sangat mengganggu
jalannya lalu-lintas yang melewatinya. Letak dan susunan dari
drainase ini ditunjukkan pada gambar berikut:
Lantai KendaraanGambar. 1.2.b. Drainase Lantai KendaraanLantai
Trotoir
Secara keseluruhan susunan dari struktur bangunan atas dari
konstruksi jembatandicontohkan Jembatan Balok Komposit seperti
berikut:
Gambar .2.1.c. (Bagianbagian Struktur Bangunan Atas dari
Jembatan Jangka Batang)
Gambar. 2.1.d. (Pelaksanaan Bangunan Atas Jembatan Rangka
Bantang Dengan Balok Strenger Komposit)
1.2.2. Struktur Bangunan Bawah (Sub Structure)Merupakan struktur
yang berhubungan langsung dengan tanah pendukung atau pondasi
jembatan, yang berfungsi meneruskan beban dari seluruh bangunan
atas lewat tumpuan jembatan yang diteruskan ke tanah pendukung
/pondasi. Bangunan bawah ini terdis atas :a) AbutmentBagian yang
memikul kedua pangkal jembatan yang terletak di ujung bentang
jembatan (di tepi-tepi lebar lintasan) yang berfungsi untuk
meneruskan seluruh beban bangunan atas ke pondasi/tanah pendukung,
bagian ini dibangun dari bahan beton bertulang atau pasangan batu
kali yang dilengkapi dengan sayap Abutment.
Gambar. 2.1.e. (Abutment)
b. Pilar Merupakan bagian lain dari bangunan bawah yang terletak
di bentang jembatan diantara pangkal jembatan, berfungsi seperti
Abutment yang membagi beban dan memperpendek bentang jembatan.
Biasanya dibangun dari Beton bertulang atau tiang panjang (beton
atau Pipa baja) dan di atasnya terdapat kepala pilar.
Gambar. 2.1.f (Pilar Jembatan Rangka Batang)
Gambar Pelaksanaan Pilar Betonc) PondasiPondasi berfungsi
menyalurkan dan meratakan beban dari abutment ke tanah pendukung.
Penggunaan jenis pondasi tergantung dari kondisi tanah
pendukung.
Gambar. 2.1.g. Struktur Bangunan Bawah (Pilar dan Pondasi
Jembatan)
1.3. Rangkuman
A. Jenis Jembatan diklasifikasikan menurut :1. Material yang
digunakan :a Jembatan Kayub Jembatan Pasangan Batu/Batac Jembatan
Betond Jembatan Baja e Jembatan Komposit Baja dan Beton 2. Kegunaan
Lalu-lintas yang dilewatkan :a Jembatan Kereta Apib Jembatan
Lalu-lintas Jalan Rayac Jembatan Penyeberangan Orang (JPO)d
Jembatan Pelintasan Instalasi (Pipa, Saluran Air, Kabel dll) 3.
Bentuk Struktur :a . Jembatan dengan Balok Biasa
Terdiri dari : Gelagar Induk (Balok Kayu, beton , Baja )Pelat
Lantai Kendaraan (Pelat Beton, Papan )Tiang Sandaran (Non
Struktur)
b . Jembatan Beton Monolit
Bagian Gelagar Induk dari Balok beton bertulang menyatu dengan
Pelat lantai kendaraan dan Tiang sandaran.
c . Jembatan Komposit
Gelagar Induk dari Profil Baja dengan diberi Penghubung Geser
(Shear Connector) Pelat lantai dicor diatasnya, sehingga kekuatan
balok dapat dihitung sebagai Balok T komposit baja beton.d .
Jembatan Prategang
Pelat Lantai Kendaraan
Gelagar Induk Balok Beton
Setengah Bentang
Kabel Prategang
Terdiri dari : Gelagar Induk Balok Beton Bertulang dengan Kabel
PrategangKabel Prategang (Kabel Inti dan Tendon)Blok Pengunci Kabel
(End Block) Pelat Lantai Kendaraan (biasanya pracetak )
e . Jembatan Balok Pelat Girder (Jalan Kerata Api)
Balok Profil Girder (Bisa berbentuk BOX Lantai Kendaraan (Jalan
KA) Gelagar Melintang
Pada Jembatan Jalan Raya . Balok Girder bisa berupa Box Girder
(Contoh di Jembatan Layang Tomang Jakarta)
f . Jembatan Rangka Batang
Gelagar Induk merupakan struktur rangka batang yang menahan
semua beban kerja melalui Gelagar Melintang (Cross Girder) dan
memanjang .
g. Pilar UtamaKabel Utama Tali Penggantung Struktur Atas
JembatanJembatan Gantung
Penjangkar Kabel
4. Kelas Muatan Jembatan Kelas Standar (A/I) : Merupakan
jembatan kelas standar dengan perencanaan 100 % muatan T dan 100 %
muatan D. Dalam hal ini lebar jembatan adalah (1,00 + 7,00 + 1,00)
meter Jembatan Kelas Sub Standar (B/II) : Merupakan jembatan kelas
standar dengan perencanaan 70 % muatan T dan 70 % muatan D. Dalam
hal ini lebar jembatan adalah ( 0,50 + 6,00 + 0,50 ) meter Jembatan
Kelas Low Standar (C/III) : Merupakan jembatan kelas standar dengan
perencanaan 50 % muatan T dan 50 % muatan D. Dalam hal ini lebar
jembatan adalah (0,50 + 3,50 + 0,50) meter
B. Bagian Struktur Jembatan Terdiri dari1. Struktur Jembatan
dibagi menjadi dua (2) bagian :a Struktur Bagian Atas (Super
Structure)b Struktur Bagian Bawah (Sub Structure)2. Struktur Bagian
Atas terdiri :a Pelat Lantai Kendaraanb Lantai Trotoarc Tiang
Sandarand Gelagar Memanjange Gelagar Melintangf Gelagar Induk g
Tumpuan Jembatanh Drainase3. Struktur Bagian Bawah terdiri dari :a
Abutmentb Pilar Jembatan c Pondasi
1.4. Test Formatif1.4.1. Pre TestPertanyaan :1. Apa yang saudara
ketahaui tentang jembatan?2. Gambarkan Bentuk Jembatan Balok
Komposit yang pernah saudara lihat!3. Sebutkan beberapa bentuk
jembatan Balok Komposit yang saudara ketahui?4. Sebutkan Bagian
struktur Jembatan?Jawaban :1.
................................................................................................................2.
................................................................................................................3.
................................................................................................................4.
.........................................................................................................................
1.4.2. Latihan Soal (Bentuk Tanya jawab langsung saat
perkuliahan)
1.4.3. Post Test1. Ada berapa klasifikasikan Jembatan yang anda
ketahui ?
2. Apa maksud dari Klasifikasi Jembatan menurut Kelas muatan ?
Jelaskan ada berapa Kelas muatan ?
3. Ditinjau dari bentuk struktur jembatan, ada berapa bentuk
struktur ?
4. Jelaskan fungsi masing-masing bagian struktur jembatan ?
5. Gambarkan sket dari struktur jembatan Balok Komposit,
jelaskan elemen-elemen strukturnya ?
6. Ada berapa bagian struktur Jembatan ?
7. Sebutkan Bagian-bagian yang termasuk Struktur Atas jembatan
?
8. Sebutkan Bagian-bagian yang termasuk Struktur Bawah jembatan
?
10. Gambarkan Susunan elemen struktur dengan benar dari Struktur
Atas jembatan !
11. Apa Fungsi dari Drainase yang ada di bagian Struktur Atas
Jembatan ?
12. Apa fungsi dari Abutment Jembatan ?
PENGENALAN KOMPOSIT SEBAGAI BALOK GIRDER JEMBATAN JEMBATAN
BAB2SUB POKOK BAHASAN :2.1. Pemahaman Struktur Komposit 2.2.
Balok Komposit Baja-Beton2.3. Teori Dasar Balok Komposit
2.1 Pemahaman Struktur Komposit2.1.1 Pembahasan Umum Struktur
KompositAksi komposit atau konstruksi komposit dalam struktur
adalah interaksi dari elemen struktur yang berbeda dan dapat
terjadi dengan menggunakan material yang sama atau berlainan.
Termasuk dalam konstruksi komposit adalah balok baja-beton, kolom
baik terbungkus penuh atau sebagian, atau diikat dengan menggunakan
shear connector dan balok beton. Konstruksi komposit yang paling
umum dalam bangunan adalah komposit baja-beton dimana baja dan plat
beton bertulang (cor ditempat atau prefab) dihubungkan dengan shear
connector sehingga bekerja sebagai satu kesatuan. Balok baja dapat
terbungkus penuh dalam beton, terbungkus sebagian, atau ditempatkan
dibawah plat. Jika selimut beton atau beton pembungkus monolit
mempunyai ketebalan minimum tertentu, ikatan dengan balok baja akan
memberikan aksi komposit dan akan didapat tambahan kekakuan. Untuk
menjamin terjadi aksi komposit maka harus disediakan shear
connector berupa stud, tulangan baja, atau bentuk lain yang dilas
pada flens atas dari balok baja dan tertanam dalam plat beton.
2.1.2 Tipe Konstruksi KompositBeberapa sistem komposit dari
material konstruksi yang sama dan berlainan akan dibahas disini.
Sistem komposit dari material yang sama adalah: 1. Struktur
monolit, misalnya elemen struktur beton cor ditempat (pondasi,
kolom, balok, portal, shear wall, pelat, panel). 2. Struktur
komposit, yaitu antara elemen struktur precast dengan elemen beton
cor ditempat. Contoh: balok beton cor ditempat dengan plat precast
beton bertulang. 3. Struktur orthotropik, terjadi pada balok baja
yang berinteraksi dengan plat baja.
2.1.3 Aksi Komposit Vs Non Komposit Hasil penelitian menunjukan
bahwa konstruksi komposit akan kompetitif dibandingkan dengan
struktur baja dan beton bertulang pada struktur dengan bentang
medium dan panjang. Kelebihan konstruksi komposit dengan non
komposit bervariasi tergantung jenis struktur, lokasi, harga
material dan pekerja. Namun segara garis besar keuntukngan struktur
komposit pada konstruksi jembatan dapat diresumekan sebagai berikut
:1. Tinggi balok baja dapat dikurangi karena berkurangnya beban
mati yang diterima oleh baja relatif kecil2. Kapasitas beban layan
dapat ditingkatkan3. Berat struktur secara keseluruhan semakin
ringan, jadi juga akan mengurangi biaya bangunan secara keseluruhan
(termasuk Bangunan Bagian Bawah)
2.1.4 Peranan Penting dari Transfer Geser dalam Aksi Komposit
(Shear Connector) Aksi komposit antara baja dan beton
memperlihatkan adanya interaksi antara keduanya dan transfer geser
pada sambungan. Balok baja yang terbungkus seluruhnya oleh beton
terdapat luas transfer geser yang cukup besar. Pada balok baja yang
terbungkus beton, terdapat transfer geser yang lebih kecil
akibatnya adanya ikatan dan friksi pada pertemuan baja dan plat
lantai. Hal ini tidak dapat diharapkan jika terjadi beban yang
dapat menghilangkan ikatan, misalnya beban siklis. Shear connector
diperlukan untuk memberikan aksi komposit dengan dua tujuan: 1.
Mentransfer gaya geser antara baja dan beton, sehingga membatasi
geseran pada sambungan. Hal ini untuk menjamin balok-pelat bekerja
sebagai satu kesatuan untuk menahan lentur longitudinal dengan satu
garis netral untuk penampang komposit. 2. Untuk mencegah lendutan
keatas antara balok baja dengan pelat beton, yaitu untuk
menghindari terjadinya pemisahan baja dan beton pada arah tegak
lurus permukaan sambungan. 2.1.5 Konsep Perencanaan Elemen Struktur
Komposit Prilaku dan desain elemen struktur komposit untuk berbagai
beban dan kondisi lingkungan harus memperhatikan: 1. Kekuatan:
lentur, aksial, vertikal, buckling geser dari flens. 2. Sifat
layan: defleksi jangka pendek dan jangka panjang, kontrol retak,
pergeseran longitudal, vibrasi, dan pengaruh fisik. 3. Ragam
keruntuhan dan daktilitas: batas keamanan pada kondisi batas yang
berbeda.
2.2 Struktur Komposit Baja dan Beton2.2.1 Material KompositCiri
struktur komposit berdasarkan pada sifat interaksi antara struktur
elemen baja dan beton yang dirancang untuk memanfaatkan kekuatan
maksimum dari tiap material dalam menahan beban. Elemen dan sistem
komposit yang dihasilkan secara umum menggambarkan tingkat
efisiensi tinggi dalam menahan beban sehingga biaya menjadi efektif
lebih ringan.Karakteristik terpenting dari struktur baja adalah
kekuatan yang tinggi, modulus elastisitas tinggi, dan daktilitas
yang tinggi, yang menghasilkan dimensi elemen berukuran kecil,
bentang bersih yang panjang, dan sifat adaptif yang baik dalam
pembuatan dan penggunaannya. Kelebihan utama lainnya, berhubungan
dengan ringannya baja persatuan luas bangunan, stabilitas
dimensional bangunan, kemudahan untuk dimodifikasi, dan kecepatan
pembangunan yang dihasilkan dari prepabrikasi elemen dan sambungan.
Konstruksi beton memiliki sifat tahan api, baik daya lekat massa
yang tinggi dan biaya material yang relatif rendah. Konstruksi
Beton ini dapat diubah kedalam bentuk apapun asal dapat
menghasilkan konstruksi yang kompleks dan bentuk-bentuk
arsitektural, termasuk bentuk pracetak yang dibuat memiliki bentuk
struktural yang efisien. Pengguanaan beton dalam konstruksi
komposit menguntungkan pada aplikasi berikut : Pelat lantai (Floor
framing) yang mempunyai sifat isolasi pada beton. Pelat lantai
beton membentuk diafragma horizontal yang kaku, memberikan
stabilitas pada sistem bangunan ketika mendistribusikan kekuatan
gempa pada beban lateral yang menahan elemen.
2.2.2 Pembebanan Pada Struktur KompositDesain elemen struktur
komposit harus memperhitungkan sambungan antara material baja dan
beton, yang ditandai dengan interaksinya bergantung waktu, termasuk
pengaruh daya tahan terhadap beban konstruksi sementara, pembagian
beban, dan kesesuaian deformasi. Perubahan selanjutnya dalam
pembagian beban dikarenakan adanya pemuaian dan penyusutan dari
beton. Beban mati (Dead load) meliputi berat sendiri dari semua
elemen tetap meliputi rangka baja, dinding dan kolom beton,
selubung beton, plat lantai, lantai baja dan lain sebagainya. Beban
hidup (Live load) meliputi semua beban yang diasumsikan berubah
setelah digunakan pada struktur lengkap. Beban hidup pada bangunan
jembatan meliputi beban Lalu-lintas yang terdiri dari Muatan T dan
muatan jalur D. Ada atau tidak adanya penyokong pada saat
pemasangan konstruksi mengakibatkan adanya hubungan langsung antara
beban mati dan beban hidup dalam material komposit. Dulu sistem
rangka lantai komposit sering didesain sebagai sokongan untuk
mencegah tegangan lentur berlebihan akibat beban mati pada elemen
konstruksi baja yang disebabkan oleh berat baja dan beton segar.
Tetapi, tegangan tinggi seperti itu adalah kekhasan dari konstruksi
tanpa sokongan unshored. Percobaan pada balok komposit menunjukkan
bahwa redistribusi tegangan berlangsung dalam penampang komposit
ketika mendekati batas maksimum. Kekuatan maksimum penampang
komposit tidak tergantung pada ada atau tidaknya sokongan pada saat
konstruksi. Sebagai hasilnya, seluruh beban yang awalnya
diasumsikan, dapat bertindak berdasarkan penampang komposit
keseluruhan, juga pada desain tegangan. Selain itu, perkiraan
defleksi akibat beban mati dari konstruksi harus berdasarkan pada
kekakuan penampang baja itu sendiri. 2.2.3 Sistem Struktur
KompositYang termasuk kedalam sistem lantai komposit adalah
penyokong balok baja struktural, balok melintang, gelagar, atau
rangka yang dihubungkan oleh sambungan geser (shear connector)
dengan pelat lantai beton untuk membentuk sebuah balok T efektif
yang tahan terhadap beban terutama beban lentur akibat gravitasi.
Kemampuan dari sistem ini diakibatkan oleh sifat kuat dari komponen
lantai beton itu, kemampuan jarak bentang baja, dan kemampuan
elemen baja. Keuntungan dari sistem lantai komposit yaitu efisien
dalam biaya material, tenaga kerja dan waktu pekerjaan.
2.2.3.1 Pelat LantaiPelat lantai komposit adalah sistem pelat
lantai yang terdiri dari lembaran tipis baja berprofil atau
bergelombang yang dikombinasikan dengan campuran beton (Gambar
2.1). Lembaran baja tersebut berfungsi untuk bekisting tetap dan
sebagai pengganti tulangan tarik.
pelat betonpenghubung geserbalok bajaLembaran bajatulangan
Embossments
Gambar 2.1 Pelat Komposit
Menurut SNI-LRFD 13.1, lebar effektif pelat lantai (bE) seperti
pada Gambar 2.2 yang membentang pada masing-masing sisi dari sumbu
balok adalah : bE dari bentang balok jarak antara tumpuan ; bE
jarak bersih antara sumbu balok-balok yanh bersebelahan; bE jarak
ke tepi pelat.
Gambar 2.2 Pelat Komposit
Aksi komposit antara pelat lantai baja gelombang dengan pelat
beton dapat terbentuk melalui lekatan kimia dan friksi aktif antara
kedua material, kekangan pasif, profil dek dan adanya bentuk
geometris yang khas pada lembaran baja serta mampu pula menahan
gaya geser yang terjadi.
2.2.3.2 Lembaran Baja Bergelombang (Deck)Untuk dek baja
bergelombang yang menahan beban lentur, SNI 03-1729-2002 [2002:88]
seperti yang terlihat pada Gambar 2.3 memberikan persyaratan
sebagai berikut :1. Tinggi nominal gelombang hr 75 mm (3 in)2.
Lebar rata-rata gelombang wr 50 mm (2 in)3. Pelat beton harus
disatukan dengan balok baja melalui penghubung geser jenis paku
yang dilas, diameter penghubung geser ds 20 mm4. Ketebalan pelat
beton di atas dek baja 50 mm
Gambar 2.3 Persyaratan Untuk Dek Baja Bergelombang dan
Penghubung Geser Jenis Paku
Umumnya pelat beton komposit bekerja sebagai pelat satu arah
yang membentang di antara balok-balok penyangga. Pelat dalam
konstruksi komposit tidak hanya sebagai pelat untuk menahan beban
hidup melainkan juga sebagai bagian dari balok. Dalam hal ini pelat
bekerja sebagai pelat penutup untuk flens atau balok baja yang akan
menambah kekuatan balok.Fungsi dari lembaran baja bergelombang
(deck) adalah : Sebagai Platform kerja konstruksi Sebagai perancah
untuk pelat beton Sebagai perkuatan pada dasar pelatKetebalan
lembaran bervariasi dari 0,75 1,5 mm (0,0295-0,0591in). Ketinggian
deck bervariasi dari 38-80 mm (1,496-3,149 in).
Pelat Lantai Komposit United Steel Deck (USD)Perancangan pelat
lantai menggunakan bantuan tabel perancangan pelat lantai komposit
produksi United Steel Deck (USD) dari PT. Gunung Garuda, tabel
tersebut telah memperhitungkan faktor-faktor sebagai berikut: 1.
Menggunakan atau tidak menggunakan sokongan sementara (temporary
shores) pada proses konstruksi.2. Digunakan tulangan susut dan suhu
wire mesh dengan rasio sebesar 0,00075 x luas beton (0,00075 Ac) di
atas dek baja, dipasang sejarak in hingga 1 in dari atas permukaan
beton. 3. Lendutan dan beban terfaktor yang diperhitungkan:a. Pada
saat proses konstruksi, lendutan diakibatkan oleh berat sendiri
beton basah, dek baja, dan beban konstruksi 20 psf yang telah
dikalikan dengan faktor pembebanan masing-masing sebesar 1,6; 1,2;
dan 1,4. besarnya lendutan yang diperhitungkan adalah L/180 atau in
(yang lebih menentukan). b. Setelah beton mengeras, aksi komposit
terjadi, lendutan yang diperhitungkan adalah sebesar L/360. Beban
terfaktor sebesar 1,2 untuk beban mati (dead load) dan 1,6 untuk
beban hidup (superimposed live load) telah diperhitungkan. 4. Pelat
diperlakukan sebagai pelat satu arah dengan tumpuan sederhana,
tidak terdapat momen negatif pada tumpuannya, sehingga tidak
diperlukan tulangan negatif. Prinsip Perencanaan Ketika
merencanakan pelat komposit, dua keadaan struktur harus diperiksa:
pertama, keadaan sementara saat pelaksanaan, ketika hanya lembaran
yang menahan beban yang bekerja; kedua, keadaan permanen, setelah
beton yang terikat pada baja memberikan aksi komposit. Keadaan
batas dan pembebanan yang relevan harus dipertimbangkan untuk kedua
kondisi perencanan tersebut. a. Lembaran berprofil sebagai
acuanDiperlukan verifikasi pada keadaan batas (ultimate) dan
keadaan beban layan dengan memperhatikan keamanan dan sifat layan
dari lembaran berprofil sebagai perancah untuk beton basah. Efek
dari semua sokongan pertama yang digunakan selama pelaksanaan,
harus disertakan dalam perhitungan pada kondisi perancangan ini. b.
Pelat KompositDiperlukan verifikasi pada keadaan batas dan keadaan
beban layan dengan memperhatikan keamanan dan sifat layan dari
pelat beton setelah perilaku komposit bekerja dan semua sokongan
dilepaskan.
2.2.3.3 Sambungan Baja BetonIkatan antara pelat beton dan
lembaran berprofil harus mampu menyebarkan geser longitudinal pada
permukaan baja dengan beton. Pada Gambar 2.4, sambungan ini bisa
dibuat dalam satu cara atau lebih seperti berikut : Dengan
menyertakan bentuk rusuk yang menghasilkan ikatan melalui friksi
(lihat Gambar 2.4 (a,b)). Dengan tarikan pada flens atau rusuk
lembaran baja tersebut (Gambar 2.4 (c)). Dengan memberi angkur pada
ujung pelat, yang terdiri dari sambungan stud yang dilas sepanjang
lembaran (Gambar 2.4 (d)), sambungan geser shot-fired (Gambar 2.4
(e)), atau oleh deformasi rusuk (Gambar 2.4 (f)).
(f)(e)
Gambar 2.4 Bentuk Umum Kuncian Pada Pelat Komposit2.2.3.4
Pembebanan Pada Struktur Pelat KompositBeban dan gaya-gaya yang
harus ditinjau untuk keadaan ultimate dan layan, diberikan dalam
SNI 02 2003. Untuk keadaan dimana lembaran berprofil sebagai
perancah, beban-beban berikut harus diperhitungkan dengan
mempertimbangkan semua efek sokongan: Berat sendiri lembaran
berprofil Berat beton basah Beban selama pelaksanaan Beban
penyimpanan sementaraBeban pelaksanaan menunjukkan berat pekerja,
semua beban yang terjadi pada saat pengecoran beton. Untuk keadaan
dimana baja dan beton beraksi komposit, beban yang beraksi pada
pelat harus mengikuti SNI 02 2003. Berat sendiri pelat (lembaran
berprofil dan beton) Berat finishing lantai Beban hidup yang berupa
beban D dan beban TUntuk keadaan beban layan, nilai beban dengan
durasi yang panjang diperlukan untuk perhitungan deformasi yang
menyertakan perhitungan rangkak dan susut beton.2.3 Teori Dasar
Balok Komposit2.3.1 Sistem dan KomponenBalok komposit telah lama
dikenal sebagai elemen struktur yang paling ekonomis untuk bangunan
sistem lantai yang terbuat dari pelat beton dan profil baja
pendukung. Konstruksinya yang aman, kekuatannya yang luar biasa dan
perbandingan kekakuan dengan bebannya yang tidak ada duanya, serta
karakteristik tahan terhadap api yang menguntungkan membuat balok
komposit menjadi komponen sistem yang istimewa dalam penggunaannya
Tiga balok komposit yang tradisional telah dikembangkan selama
bertahun-tahun untuk menemukan batasan maksimum dan untuk memenuhi
kompleksitas instalasi mekanikal, elektrikal dan komunikasi seperti
balok komposit dengan web terbuka, komposit joists dan truss serta
balok stub (Gambar 2.5). Sistem ini bertujuan untuk mendapatkan
perbandingan tinggi dan lebar penampang yang besar pada saat
menahan beban lentur yang diterima oleh struktur. Ketiga komponen
pada sistem lantai komposit terdiri dari balok, pelat dan sambungan
yang masing-masing mempunyai karakteristik material berbeda.
Balok komposit dengan web terbuka
Balok komposit dengan web terbuka
Balok komposit joist dan truss
Balok komposit dengan stub girder system
Gambar 2.5 Balok KompositBeton yang digunakan untuk lantai
sangat bervariasi dari beton ringan sampai beton normal.
Karakteristik dari struktur beton normal sudah banyak dikenal dan
tidak dibahas disini. Karena membutuhkan batasan berat sendiri,
beton ringan memenuhi spesifikasi untuk dapat digunakan pada lantai
komposit. Beton ringan mempunyai batas kekuatan yang sama yaitu
21-35 MPa (3-5 ksi) dan mempunyai karakteristik tegangan tekan yang
sama dengan beton normal. Meskipun beberapa beton ringan mempunyai
kapasitas tahanan geser yang lebih rendah, batas kapasitas lentur
pada elemen ini mempunyai kesamaan dengan kekuatan beton normal.
Walaupun tulangan rapat dan pelat tipis, pada pelat harus diperiksa
gaya geser longitudinal, ketika retak terjadi sepanjang tulangan
atas. Karakteristik daya layan pada beton ringan dan beton normal
sangat dipengaruhi oleh rangkak dan susut, perkembangan terakhir
dibuat berpori, agregat kasar yang mempunyai daya serap tinggi dan
modulus elastisitas yang rendah, keduanya dapat mempunyai pengaruh
yang penting terhadap daya layan dalam jangka panjang. Elemen baja
dan pelat beton secara mekanis sering kali dihubungkan dengan
menggunakan stud baja yang di las pada bagian atas flens pada balok
baja (Gambar 2.6)
Sambungan Stud
Sambungan Canal
Gambar 2.6 Tipe Sambungan Geser
Tipe lain dari sambungan geser antara lain baja kanal, tulangan
yang dibengkokan dan pelat yang dilas langsung pada bagian atas
balok baja. Kebanyakan lantai komposit dibuat dengan pelat beton
yang di cor pada lembaran baja yang digunakan sebagai acuan dan
perancah.
2.3.2 Aksi KompositPada balok komposit, penampang IWF
dihubungkan dengan pelat beton. Pada umumnya, diasumsikan bahwa
balok komposit mendapatkan beban lentur dimana balok baja menahan
gaya tarik dan pelat beton menahan gaya tekan. Untuk menyalurkan
geser horizontal pada permukaan (interface) antara balok baja dan
pelat beton dapat melalui adhesi, gesekan dan tahanan. Kecuali
untuk penampang baja yang diselimuti oleh beton, adhesi dan gesekan
pada umumnya diabaikan dikarenakan kurang tahan uji. Diasumsikan
bahwa untuk kebanyakan balok komposit, sambungan gesernya diperoleh
dari elemen baja yang dilas pada balok baja dan tertanam dalam
beton gambar 2.7. Elemen ini mentransfer gaya antara balok baja
dengan sambungan geser dan antara sambungan tersebut dengan pelat
beton melalui daya dukung.
Tulangan bajaShear connectorBalok komposit
Gambar 2.7 Aksi Komposit
Tingkatan sambungan yang diberikan pada permukaan (interface)
pelat beton dengan balok baja menghasilkan serangkaian peningkatan
perilaku.1 Pada suatu kondisi ekstrim dapat diasumsikan bahwa tidak
ada sambungan sama sekali. Respon pelat beton dan balok baja
terhadap pembebanan secara independen dan kekuatan luar biasa yang
dapat diandalkan diberikan oleh kapasitas plastis dari balok itu
sendiri (Gambar 2.8). Hal ini juga terjadi pada struktur baja yang
tidak mendapatkan sambungan mekanis antara balok dan pelatnya. Pada
kenyataannya kebanyakan struktur ini cenderung menerima beban
sebagai komposit pada tingkat layan karena gaya friksi dan adhesi.
Tipe konstruksi ini jarang digunakan saat ini karena biaya untuk
pemasangan sambungan mekanis biasanya lebih rendah daripada biaya
pemasangan penampang balok baja yang lebih besar yang mampu
menerima berat sendiri.
Bebas bergerak secara vertikalBebas untuk bergeserBentuk
deformasiDistribusi tegangan
Gambar 2.8 Balok Tanpa Aksi Komposit
2. Pada kondisi ekstrim yang lain kita dapat mengasumsikan
terjadi aksi komposit penuh (Gambar 2.9). Balok baja dan pelat
beton merespon sebagai satu kesatuan karena tidak adanya pemutusan
tegangan pada permukaan (interface). Aksi komposit penuh memerlukan
sambungan yang mempunyai gaya geser, lentur dan kekakuan axial yang
tak terbatas. Karena tidak ada sambungan geser mekanis yang mampu
memberikan tingkat kekakuan sambungan sempurna ini menjadi tidak
praktis. Tetapi, sebagian kecil pergeseran (slip) pada permukaan
(interface) dan pelat beton tidak akan memberikan pengaruh yang
berarti pada kapasitas penampang sehingga sambungan dapat
mentransfer geser maksimum yang diperlukan. Desain paling ekonomis
untuk sistem ini adalah satu-satunya yang mampu mentransfer
sambungan sebagai gaya geser yang lebih kecil daripada kapasitas
tarik pada balok baja AsFy atau kapasitas tekan pada beton 0,85
AcFc.
Bentuk deformasiDistribusi teganganTidak bergeser
Gambar 2.9 Balok Dengan Aksi Komposit Penuh
3. Pada Gambar 2.10, kondisi antara tanpa aksi komposit dengan
aksi komposit penuh terdapat kondisi aksi komposit parsial.
Bentuk deformasiDistribusi teganganBergeser sebagian
Gambar 2.10 Balok Dengan Aksi Komposit Parsial
Pada kasus ini jumlah sambungan yang diberikan lebih kecil dari
AsFy dan 0.85 AcFc. Kekuatan yang diberikan oleh interaksi parsial
dapat diambil sebagai interpolasi linear antara tanpa aksi komposit
dengan aksi komposit penuh.
Minimum Interaksi (25%)EksakInterpolasi linierTingkatan
Interaksi (%)M kompositM bajaMomen
Gambar 2.11 Kapasitas vs Tingkatan Interaksi
Aksi komposit parsial banyak digunakan karena pada beberapa
kasus penampang balok baja lebih besar daripada batas minimum yang
diperlukan untuk aksi komposit penuh sedangkan untuk jumlah
sambungan geser dapat disesuaikan dengan batas keperluan minimum
yang diperlukan. Karena tingkatan daktilitas diperlukan setelah
penampang mencapai kapasitas desainnya seperti pada gambar 2.11,
maka peraturan membatasi jumlah minimum interaksi sampai dengan
antara 25 - 50 % sebagai aksi komposit penuh dan merupakan
persentasi interaksi yang sangat rendah untuk bisa menghasilkan
kegagalan geser tiba-tiba pada sambungan.
2.3.3 Sambungan Geser (Shear Connection) Sambungan geser pada
permukaan baja-beton merupakan elemen yang sangat penting untuk
terjadinya aksi komposit pada struktur. Analisis yang akurat
menjelaskan bahwa kekuatan sambungan geser diperlukan untuk
perhitungan kekuatan yang presisi pada balok komposit. Berbagai
macam sambungan geser telah banyak digunakan, tetapi jenis
sambungan dengan stud paling banyak digunakan pada dunia konstruksi
saat ini. Pada dasarnya semua sambungan geser dirancang untuk dapat
menahan gaya geser horizontal yang terjadi pada permukaan antara
balok baja dengan plat beton. Beberapa tipe shear connector telah
digunakan untuk menahan gaya geser longitudinal dan pergeseran
vertikal, diantaranya adalah jenis penghubung geser yang kaku,
fleksibel, tipe pengikat, dan baut friksi kekuatan tinggi. Secara
garis besar, connector dapat dibagi dua yaitu: kaku dan fleksibel.
Tipe penghubung kaku dan kanal (Gambar 2.12 a,b) terbatas pada
transfer geser satu arah, sedangkan connector jenis las stud
(Gambar 2.12 c) dapat menahan dan mentransfer gaya geser dalam
kedua arah tegak lurusnya.
d. penghubung geser dengan baut friksic.. penghubung geser
flexible dengan studb. penghubung geser flexibel dengan profil
Channela. penghubung geser kaku dengan tulangan bajaGambar 2.12
Tipe tipe Penghubung Geser
Gaya geser horizontal yang terjadi diantara pelat beton dan
balok baja selama pembebanan harus ditahan sedemikian rupa sehingga
gelincir dapat dikekang. Penampang yang sepenuhnya komposit tidak
akan mengalami gelincir pada permukaan antara beton dan bajanya.
Meskipun lekatan dapat terjadi antara baja dan betonnya, namun
tidak dapat diperkirakan dengan pasti kekuatan geser pada bidang
pertemuan tersebut. Demikian pula gesekan diantara pelat beton dan
balok baja juga tidak menghasilkan kekuatan yang sedemikian.
(Salmon, Charles G.,1996:593).Seluruh gaya geser horizontal pada
bidang kontak antara balok baja dan pelat beton harus disalurkan
oleh penghubung-penghubung geser. Untuk aksi komposit dimana beton
mengalami gaya tekan akibat lentur, gaya geser horisontal total
yang bekerja pada daerah yang dibatasi oleh titik-titik momen
positif maksimum dan momen nol yang berdekatan harus diambil
sebagai nilai terkecil dari: (SNI 03-1729-2002:91)1. 0.85 fc Ac2.
AsFy3. QnKekuatan nominal sambungan geser dengan stud (Gambar
2.12.c) yang ditanam di dalam pelat beton masif adalah :
Qn = 0.5 Asc Asc fusc (Pers 2.1)Dengan:Asc : Luas penampang
sambungan geser jenis paku (mm2)fusc : Tegangan putus penghubung
geser jenis paku (Mpa)Qn : Kekuatan nominal sambungan geser (N)
Untuk penghubung geser jenis paku yang ditanam didalam pelat
beton yang berada diatas dek baja bergelombang, nilai Qn = 0.5 Asc
harus dikalikan dengan faktor reduksi Rs sebesar (SNI
03-1729-2002:92)a. Gelombang dek yang arahnya tegak lurus terhadap
balok baja penumpu
Rs = (Pers 2.2)b. Gelombang dek yang arahnya sejajar terhadap
balok baja penumpu
Rs = (Pers 2.3)Dengan:Rs : Faktor reduksiNr : Jumlah sambungan
geser pada setiap gelombang pelat berprofil di perpotongan dengan
balokHs :Tinggi sambungan geser (hr + 75 mm)hr :Tinggi nominal
gelombang pelat baja berprofilwr :Lebar efektif gelombang pelat
baja berprofilJumlah penghubung geser yang diperlukan pada daerah
yang dibatasi oleh titik momen lentur maksimum, positif atau
negatif dan momen nol yang berdekatan adalah sama dengan gaya geser
horizontal total Vh yang bekerja dibagi dengan kuat nominal satu
sambungan geser Qn.
(Pers 2.4)
2.3.4 Preliminary Design BalokPerencanaan awal balok
(preliminary design balok) dihitung dengan suatu ukuran dan syarat
sehingga didapatkan suatu dimensi awal sebagai acuan. Ukuran atau
syarat tersebut adalah :1. Menghitung beban yang bekerja pada
balok, wu 2. Menghitung momen yang terjadi pada balok akibat
beban
(Pers 2.5)3. Menghitung modulus plastis balok Zx ada
(Pers 2.6)4. Dengan menggunakan grafik momen dan panjang bentang
balok (Lb) pada SNI-LRFD, maka akan didapat profil balok. Syarat
yang harus ditentukan pada profil tersebut adalah modulus plastis
profil Zx lebih besar dari modulus plastis yang ada Zx > Zx
ada(Pers 2.7)
2.3.5 Perancangan Balok KompositPada perancangan struktur balok
komposit, terlebih dahulu mengetahui ketentuan umum untuk
perancangan balok komposit dan batang lentur, menentukan balok
kompak atau tidak kompak, momen nominal balok, kuat lentur balok,
dan kuat geser balok.
2.3.6 Ketentuan Umum Balok KompositKetentuan balok komposit
adalah sebagai berikut :1. Pada balok tanpa penyokong sementara,
beban yang bekerja sebelum beton mengeras hanya ditahan oleh balok
baja saja sehingga baja harus memiliki kekuatan yang cukup. Setelah
beton mengeras, beban ditahan oleh penampang komposit. Beton
dianggap mampu menahan beban bila telah mengeras dan mencapai 75%
dari kuat tekannya (fc).2. Balok yang disokong selama proses
konstruksi, beban yang bekerja ditahan oleh penyokong, setelah
penyokong dibongkar maka penampang bekerja secara komposit dalam
menahan beban.3. Pada analisis plastis, semua beban yang bekerja
ditahan oleh penampang komposit, dimulai ketika kekuatan plastis
tercapai sampai terjadi kelelehan pada lokasi sendi plastis.4.
Balok komposit dengan shear connectors, analisis plastis dapat
digunakan apabila penampang baja pada daerah momen positif adalah
kompak. Ketika penampang baja pada lokasi momen negatif, beban
ditahan oleh baja saja, kekuatan penampang komposit tidak
bekerja.5. Untuk balok komposit penuh, jumlah penghubung geser
(shear connector) harus memadai agar balok mencapai kuat lentur
maksimum.6. Balok komposit parsial, kuat lentur yang ditahan oleh
balok komposit tidak mencapai kekuatan penuh sebab tergantung dari
jumlah shear connector yang terpasang.
2.3.7 Ketentuan Batang LenturKetentuan batang lentur adalah
sebagai berikut :1. Lebar efektif pelat beton, lebar efektif yang
membentang pada kedua sisi dari sumbu balok tidak boleh lebih
dari:a. Seperdelapan dari bentang balok (jarak antar tumpuan)b.
Setengah jarak bersih antara sumbu balok yang bersebelahanc. Jarak
ke tepi pelat2. Kuat lentur positif rencana balok (bMn), ditentukan
sebagai berikut:Kuat lentur positif rencana Mn balok komposit
dengan penghubung geser ditentukan sebagai berikut Charles G.
Salmon, John E. Johnson [1996, hal. 588]:a. Untuk h/tw <
(1680/)(2.8)Maka Mn berdasarkan distribusi tegangan plastis pada
penampang komposit dan b = 0,85b. Untuk h/tw > (1680/)(2.9)Mn
berdasarkan superposisi tegangan-tegangan elastis yang
memperhitungkan pengaruh tumpuan sementara (perancah) dan b =
0,90dengan :h = tinggi bersih badan profil baja (mm)tw = tebal
pelat badan profil baja (mm)fyf = tegangan leleh bagian pelat sayap
profil baja (MPa)3. Kuat lentur negatif rencana balok (bMn),
dihitung untuk penampang baja saja, dengan ketentuan seperti dalam
perencanaan balok baja secara plastis (LRFD).4. Lendutan pada balok
terjadi pada saat proses konstruksi dan setelah aksi komposit
terjadi beton mengeras.a. Pada saat proses konstruksi, beton belum
mengeras, beban-beban yang diperhitungkan untuk menghitung lendutan
pada balok adalah berat sendiri balok baja, berat beton basah, dan
beban hidup konstruksi. b. Sedangkan pada saat setelah beton
mengeras, beban-beban yang diperhitungkan adalah beban mati (berat
sendiri pelat, balok, dan beban superimposed dead load seperti:
partisi, utilitas, plafon, finishing lantai, dan sebagainya) dan
beban hidup (sesuai dengan fungsi bangunannya).
2.3.8 Menentukan Apakah Balok Kompak atau Tidak KompakDefinisi
balok kompak dan tidak kompak adalah:1. Penampang kompak
Penampang kompak adalah penampang yang mampu mengembangkan
distribusi tegangan plastis secara penuh sebelum terjadi tekuk.
Yang dimaksud plastis disini adalah tegangan yang terjadi
seluruhnya sebesar tegangan leleh. Supaya batang tekan dapat
dikelompokkan sebagai kompak maka flens harus tersambung secara
menerus pada salah satu atau kedua webnya dan rasio lebar dan tebal
dari elemen tekan tidak boleh lebih besar dari nilai rasio batas
(Tabel 2.2)2. Penampang non kompak
Penampang non kompak adalah penampang yang dapat mencapai
tegangan leleh pada sebagian penampangnya tetapi tidak pada semua
elemen tekannya sebelum terjadi tekuk. Artinya, pada penampang
non-kompak tidak terjadi distribusi tegangan secara penuh.
Penampang non kompak mempunyai rasio lebar-tebal lebih besar dari
tetapi lebih kecil dari (Tabel 2.2)Tabel 2.2 Rasio Penampang Batang
Tekan pada Profil I
Uraian Rasio()Batas rasio lebar terhadap ketebalan
p (kompak)r (tidak kompak)
Pelat sayap profil I dan kanal dalam lentur
Pelat sayap profil I hybrid atau tersusun dengan las akibat
lentur
Bagian pelat badan dalam kombinasi tekan dan lentur
Sumber AISC - LRFDketerangan: bf = lebar flensFy = kuat leleh
profilFyf = kuat leleh pelat sayaph = tinggi web
kc = Pu = gaya aksial yang bekerjatf = tebal flenstw = tebal
webbPy = gaya aksial desain2.3.9 Kekuatan Lentur PositifKuat lentur
positif berdasarkan distribusi tegangan plastis dapat dibagi
menjadi dua kategori umum, yaitu :1. Sumbu netral plastis (PNA)
terjadi pada beton (slab) dengan asumsi nilai ats.1. Sumbu Netral
Plastis (PNA) di Daerah BetonSumbu netral plastis terletak di
daerah beton ditunjukkan pada Gambar 2.13 sebagai berikut:
Gambar 2.13 Garis Netral Plastis di Daerah Beton
Untuk kuat lentur positif dihitung berdasarkan distribusi
tegangan plastis, gaya tekan beton C dihitung berdasarkan nilai
terkecil dari (SNI-LRFD)C = As fy = T (Pers 2.10)C = 0,85fcAc (Pers
2.11)C = Qn (Pers 2.12)dengan :As = luas penampang profil bajafy =
tegangan leleh profil bajafc = kuat tekan karakteristik betonAc =
luas penampang betonQn = jumlah kekuatan penghubung-penghubung
geser yang dibatasi oleh momen maksimum dan momen nolPada balok
komposit penuh, besarnya gaya tekan beton C ditentukan oleh nilai
terkecil dari Asfy dan 0,85fcAc. [Charles G salmon (hal.589 )] Hal
ini menyatakan bahwa nilai C seringkali dibatasi oleh kekuatan dari
balok bajanya sendiri. Karena itu, nilai C hanya ditentukan oleh
besarnya Asfy. Sehingga nilai gaya tekan beton dapat dirumuskan
sebagai berikut :C = Asfy = 0,85fcbE a (Pers 2.13)Dari rumus kuat
lentur tersebut dapat ditentukan nilai a, dengan rumus sebagai
berikut:
(Pers 2.14)Pada balok komposit parsial, nilai Qn membatasi
besarnya gaya tekan beton C. Sehingga nilai gaya tekan beton dapat
dirumuskan sebagai berikut:C = Qn = 0,85fcbEa (Pers 2.15)
(Pers 2.16)Sehingga, perhitungan kuat lentur nominalnya yaitu
:
Mn = Mp = C d1 = T d 1= As fy (Pers 2.17)Kuat lentur (positif)
rencana : b Mn (Pers 2.18)
2. Sumbu Netral Plastis Terletak di Bagian Sayap Atas Profil
Baja Sumbu netral plastis terletak di bagian sayap atas profil baja
ditunjukkan pada Gambar 2.14 sebagai berikut:
Gambar 2.14 Garis Netral Plastis Terletak Dibagian Sayap Atas
ProfilKasus ini terjadi bila : Co > Todengan:Co = 0,85 fc. bE .a
+ Af .fy (Pers 2.19) To = fy ( As Af ) (Pers 2.20)Af = luas pelat
sayap atasJarak dari garis netral plastis ke serat atas pelat sayap
atas baja, y, dapat dihitung melalui persamaan keseimbangan gaya C
dan T :C = T = Cc + Cs (Pers 2.21)= 0,85 fc. bE. a + bf. .y. fy
Maka, y = (Pers 2.22)Kuat lentur nominal dihitung sebagai momen
lentur yang dihitung terhadap garis netral plastis :Mn = Mp
=Cc.d2+Cs.d2dengan:
(Pers 2.23)
(Pers 2.24)
(Pers 2.25)Kuat lentur (positif) rencana : b Mn (Pers 2.26)3.
Garis Netral Plastis Terletak di Bagian Badan Profil BajaSumbu
netral plastis terletak di bagian badan profil baja ditunjukkan
pada Gambar 2.15 sebagai berikut:
Gambar 2.15 Garis Netral Plastis Terletak Di Bagian Badan Profil
BajaPada gambar bekerja gaya tekan Cc (pada slab beton) dan Cs
(pada profil baja), dengan rumus sebagai berikut :Cc = 0,85 fc beff
a (Pers 2.27) Cs = Asc fy = ( As Ast ) fy (Pers 2.28) dengan :Asc =
luas profil baja yang tertekanAst = luas profil baja yang
tertarik.Dengan prinsip keseimbangan, diperoleh rumus: T = T Cs =
As fy Asc fy (Pers 2.29) atauT = Cc + Cs (Pers 2.30) Maka gaya
tekan pada baja Cs dirumuskan sebagai berikut :Cs = As fy T = As fy
Cc Cs (Pers 2.31)
Cs = = (Pers 2.32)Kuat tarik nominal dapat dihitung sebagai
momen terhadap garis kerja gaya tarik, T :Mn = Mp= Cc d2 + Cs d2
(Pers 2.33)dengan :
(Pers 2.34)
(Pers 2.35)
(Pers 2.36)
(Pers 2.37)
(Pers 2.38)Kuat lentur (positif) rencana : b Mn (Pers 2.39)
2.3.10 Kekuatan Lentur NegatifPada balok komposit tumpuan
sederhana, nilai titik momen nol terletak pada tumpuannya.
Sedangkan pada daerah tumpuan interior balok komposit menerus
terjadi momen negatif yang mengakibatkan pelat beton dalam kondisi
tarik. Dengan asumsi pelat beton tidak dapat menahan tarik, maka
pada daerah momen negatif ditahan oleh balok baja dan tulangan
longitudinal yang dipasang di sepanjang daerah lebar efektif pelat
beton bE. Kuat lentur negatif dapat dihitung dengan dua cara
sebagai berikut :1. Kuat lentur sepenuhnya disumbangkan dari kuat
lentur penampang baja saja dengan mengabaikan aksi komposit (beton
tidak diperhitungkan). Cara ini adalah konservatif. Kuat lentur
ditentukan dengan prosedur perhitungan kuat lentur balok baja,
dengan nilai = 0,90.2.
Kuat lentur negatif rencana dapat dihitung dengan mengambil =
0,85 dan Mn yang besarnya ditentukan berdasarkan distribusi
tegangan plastis pada penampang komposit, (Gambar 2.16) selama
hal-hal berikut dipenuhi (LRFD-SNI) :a. Balok baja mempunyai
penampang kompak dan diberi pengaku yang memadaib. Pelat beton dan
balok baja di daerah momen negatif harus disatukan dengan shear
connector (penghubung geser).c. Tulangan pelat yang sejajar dengan
balok baja di sepanjang daerah lebar efektif pelat beton harus
diangkur dengan baik.
Gambar 2.16 Penampang Yang Mengalami Kuat Lentur (Momen)
NegatifDengan menggunakan prinsip kesetimbangan :Tsr
(tarik-tulangan) + Ts (tarik-profil baja) = Cs (tekan-profil
baja)Nilai Tsr diambil sebagai nilai yang terkecil diantara : Ar
fyr, dan (Pers 2.40) Qn (Pers 2.41)Gaya tekan nominal maksimum
dalam penampang balok baja
(Pers 2.42)Dari persamaan kesetimbangan:
, dan (Pers 2.43)
(Pers 2.44)
Maka diperoleh:
(Pers 2.45)
dimana (Pers 2.46)Letak garis netral penampang (PNA) ditentukan
dengan asumsi bila nilai Cmax lebih besar dari Tsr, maka PNA
terletak di dalam baja.Diasumsikan PNA berada di flens atas
penampang baja, maka dapat ditentukan :
Jarak serat atas pelat sayap ke PNA = Y3 = (Pers 2.47)
(Pers 2.48)Kuat lentur nominal negatif ditentukan dengan rumus
sebagai berikut :b Mn = Mn1 + Mn2 (Pers 2.49)dimana:
Mn1 = Tsr.d3 = (Pers 2.50)
Mn2 = Ts.d3 = (Pers 2.51)
2.3.11 Balok Komposit Tanpa Sokongan SementaraBalok komposit
tanpa sokongan sementara terlihat pada Gambar 2.17 berikut ini
:
Gambar 2.17 Balok Komposit Tanpa Sokongan Sementara
Pada Gambar 2.17 dapat dijelaskan bahwa selama pekerjaan
berlangsung penampang baja dibebani oleh berat sendiri beton,
sehingga penampang baja tertekan dan berdeformasi. Sebagian dari
tekanan berkurang dan ditahan bersama setelah beton mengeras.
Permukaan atas dan bawah beton berdeformasi membentuk defleksi pada
penampang baja. Beban mati karena berat beton basah merupakan
proporsi terbesar dari beban total, dan tekanan yang terjadi pada
penampang seringkali besar.Beban hidup tambahan ditahan oleh
penampang komposit yang memiliki kekakuan hampir sama seperti pada
balok dengan sokongan. Tekanan yang diberikan pada penampang tanpa
sokongan dapat dijumlahkan pada tekanan beton dan tekanan komposit.
Perhitungan ini mengakibatkan perbedaan penyebaran tekanan jika
dibandingkan dengan penampang balok komposit dengan sokongan.
Bagimanapun juga tekanan leleh yang terjadi pada baja dan beton
pada kedua kasus tersebut sama, dan balok komposit dengan atau
tanpa sokongan menahan beban ultimite yang sama.Penampang baja pada
balok komposit tanpa sokongan harus kokoh, sehingga berat beton
dapat ditahan. Penampang ini pada kenyataannya seringkali lebih
kokoh dari yang diperlukan jika balok telah disokong terlebih
dahulu.
PEMBEBANAN PADA JEMBATAN
BAB3 SUB POKOK BAHASAN (UNIT) :3.1. Jenis & Sifat
Pembebanan3.2. Beban Rencana 3.3. Aplikasi Pembebanan Pada Jembatan
Komposit
1. Tujuan Pembelajaran Umum :Mampu mengaplikasikan jenis-jenis
pembeban pada perhitungan beban rencana dalam perencanaan Jembatan
Rangka Batang2. Tujuan Pemeblajara Khusus :a. Menjelaskan Jenis dan
Sifat-sifat Pembebanan Pada Jembatanb. Menjelaskan teori dan
Persyaratan pembebanan pada perencanaan jembatanc. Menjelaskan
Konvigurasi pembebanan pada masing-masing elemen struktur jembatan
d. Menghitung Besarnya Beban rencana pada masing-masing elemen
struktur jembatan akibat beban kerja ILUSTRASI
3.1. Jenis dan Sifat Pembebanan3.1.1. Pendahuluan Analisis
pembebanan dalam perencanaan struktur jembatan, guna mendapatkan
besarnya beban bekerja yang optimum dalam perencanaan seluruh
penampang elemen struktur jembatan, seluruh ketentuan dan besaran
pembebanan harus disesuaikan dengan Peraturan Pembebanan Jembatan
SNI. T.02 2005. Peraturan ini membahas masalah beban dan aksi-aksi
lainnya yang akan digunakan dalam perencanaan pembebanan jembatan
jalan raya yang termasuk juga pelajan kaki. Dengan jenis-jenis
aksi-aksi sebagai berikut :
Dimana seluruh aksi aksi pembebanan yang digunakan untuk
menghitung aksi rencana, harus dikalikan dengan FAKTOR BEBAN
seperti yang sudah ditetapkan dalam SNI, dikarenakan : Adanya
perbedaan yang tidak diinginkan Ketidak tepatan dalam memperkirakan
pengaruh pembebanan Adanya perbedaan ketepatan dimensi yang dicapai
dalam pelaksanaanDalam analisis pembebanan aksi-aksi beban
perpindahan dan pengaruh lain dikelompokkan dalam : a Beban Matib
Beban Hidup c Beban Angind Beban Gempae Beban Lainnya.
3.1.2. Beban Mati Merupakan Aksi dan beban Tetap dari berat
sendiri semua bagian struktur dihitung sebesar masa dikalikan
dengan percepatan grafitasi (g) sebesar g = 9,8 m/dt2. Besar masa
dan kerapatan isi ditabelkan dalam Tabel.21.a. Beban mati jembatan
terdiri dari berat masing-masing bagian struktur dan elemen-elemen
non struktur yang harus dikalikan dengan nilai Faktor beban yang
ditetapkan dalam Tabel.21.a. sebagai berikut :
Tabel. 3.1.a: Besar Faktor Beban Mati
Berat sendiri dari tiap bagian struktur adalah berat dari elemen
struktur tersebut dan elemen-elemen struktur yang dipikulnya.
Berikut adalah berat isi dan Kerapatan masa untuk berat sendiri
:
Tabel. 3.1.b : Besar Berat Isi dan Kerapatan masa Beban Mati
Beban mati tambahan Jangka WaktuFaktor Beban
TetapKSMAKUMA
BiasaTerkurangi
Keadaan Umum 1,02,00,70
Keadaan Khusus 1,01,40,80
Tabel. 3.1.c: Besar Faktor Beban Mati Tambahan3.1.3. Beban
Lalu-lintasBeban lalu lintas untuk perencanaan jembatan terdiri
atas beban lajur "D" dan beban truk "T". Beban lajur "D" bekerja
pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada
jembatan yang ekuivalen dengan suatu iring-iringan kendaraan yang
sebenarnya. Jumlah total beban lajur "D" yang bekerja tergantung
pada lebar jalur kendaraan itu sendiri. Beban truk "T" adalah satu
kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi
dalam lajur lalu lintas rencana. Tiap as terdiri dari dua bidang
kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda
kendaraan berat. Hanya satu truk "T" diterapkan per lajur lalu
lintas rencana.Secara umum, beban "D" akan menjadi beban penentu
dalam perhitungan jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai
panjang, sedangkan beban "T" digunakan untuk bentang pendek dan
lantai kendaraan. Lebar Lajur Lalu Lintas Rencana harus mempunyai
lebar 2,75 m. Jumlah maksimum lajur lalu lintas yang digunakan
untuk berbagai lebar jembatan bisa dilihat dalam Tabel. 2.1.d.
Lajur lalu lintas rencana harus disusun sejajar dengan sumbu
memanjang jembatan.
Tabel. 3.1.d. Jumlah Lajur Lalu-Lintas Rencana
a. Beban jalur D terdiri dari beban jalur Terbagi merata (BRT)
Uniformly Distributed Load (UDL) yang digabungkan dengan beban
jalur Garis (BGT) Knife-edge Load (KEL) dengan posisi pembebanan
melintang dengan bentang jembatan seperti pada gambar berikut
BebanGaris (KEL) kN/m
Beban merata (UDL) kpa
Gambar. 3.1.a (Susunan Beban D)
Besar Beban Jalur Merata (BRT) dengan intensitas q kpa yang
besarnya ditentukan dari bentang elemen Jembatan yang ditinjau,
yaitu : L 30 m q = 8,0 kpa L > 30m q = 8,0 (0,5 + 15/L)
kpaSedangkan besar beban jalur Garis (KEL) dengan intensitas P KN/m
adalah sebesar P = 44,0 KN/mBesarnya beban merata jalue UDL untuk
berbagai bentang dapat ditetapkan dari Grafik beban UDL sebagai
berikut :
Besar UDL (kN/m2)Gambar. 3.1.b Grafik Besar UDL dengan Bentang
Struktur10
8
6
4
2
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Bentang bagian struktur yang
ditinjau (m)
b. Beban Tekanan Roda Truk T adalah suatu beban suatu kendaraan
berat dengan 3 as roda yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam
jalur lalu lintas rencana seperti gambar berikut :
Beban satu truk harus ditempatkan dalam tiap lajur lalu-lintas
rencana untuk panjang penuh dari jembatan. Beban T harus
ditempatkan di tengah lajur lalu-lintas dan ditempatkan dimana saja
diantara Kerb. Jumlah maksimum lajur lalu-lintas rencana diberikan
pada tabel berikut :Jenis JembatanLebar Jalan Kendaraan Jembatan
(m)Jumlah Lajur Lalu-lintas Rencana
Lajur Tunggal4,0 5,01
Dua Arah, tanpa median5,5 8,252
11,25 15,04
Jalan Kendaraan Majemuk10,0 12,93
11,25 15,04
15,1 18,755
18,8 22,56
Tabel. 3.1.d Jumlah Lajur maksimum pada Lebar Lantai Kendraan
(BMS6 M.21 Panduan Perencanaan Teknik Jembatan hal 2-20)
c. Gaya Rem Pengaruh Rem dan percepatan lalu lintas harus
dipertimbangkan sebagai gaya memanjang. Gaya ini tidak tergantung
pada gaya jembatan tetapi tergantung dari panjang struktur yang
tertahan seperti yang diberikan pada Tabel berikut : Panjang
Struktur (m)Gaya Rem (KN)
L 80250
80 < L 1802,2 L 50
L > 180500
Catatan :Gaya Rem kendaraan U.L.S adalah 2,0 kali Gaya Rem
Kendaraan S.LS
Tabel. 3.1.e : Besar Gaya Pengaruh Rem Terhadap Panjang
Struktur
3.1.4. Beban AnginGaya angin yang diperhitungkan pada struktur
jembatan adalah tekanan angin dari arah tegak lurus bentang
jembatan yang bekerja pada bidang kendaraan sepanjang bentang
jembatan dan bidang struktur atas yang tergantung pada :a. Luas
ekuivalen diambil sebagai luas pada bidang pengaruh dari pada
jembatan dalam elevasi proyeksi tegak lurus. Untuk jembatan rangka
batang diambil 30% dari luas yang dibatasi unsur rangka terluar.b.
Tekanan angin rencana (kpa) diberikan dalam Tabel berikut
:Perbandingan Lebar/TinggiJenis Keadaan BatasBesar Tekanan Angin
(kpa)
Bangunan Atas Padat5 Km dari PantaiLebih dari 5 Km dari
pantai
b/d 1,0S.L.S1,130,79
U.L.S1,851,36
1,0 < b/d 2S.L.S1,46 - 1,32.b/d1,01 0,23.b/d
U.L.S2,38 0,53.b/d1,75 0,39.b/d
2,0 < b/d 6S.L.S0,88 0,038.b/d0,61 0,02.b/d
U.L.S1,43 0,06. b/d1.,05 0,4. b/d
b/d > 6S.L.S0,680,47
U.L.S1,10,81
Bangunan Atas Rangka (Seluruh b/d)S.L.S0,650,45
U.L.S1,060,78
b = Lebar bangunan atas antar permukaan luar dinding
pengaman
d = Tinggi bangunan atas (Termasuk dinding pengaman)
Tabel. 3.1.f : Besar Tekanan Gaya Angin Pada Struktur
Jembatan
3.1.5. Beban Gempa Pengaruh gempa pada struktur sedehana masih
dapat disumulasi oleh suatu beban statik ekivalen. Untuk struktur
jembatan besar dengan tingkat kerumitan yang tinggi, penentuan
besar beban pengaruh gempa harus dilakukan dengan analisa yang
lengkap seperti yang ditetapkan dalam Standar Perencanaan Ketahanan
Gempa, SNI 03-1725, dengan Grafik Respons Spektra Gempa (Sebagai
contoh diambil Grafik Respons Spektra untuk wilayah IV) seperti
pada gambar 2.1.b berikut :
Gambar . 3.1.b. Grafik Respons Spektra Wilayah Gempa 4
Selanjutnya analisis pembebanan dari seluruh aksi pembebanan
yang bekerja pada jembatan dapat mengikuti bagian alir pembebanan
pada jembatan seperti berikut :
Gambar 1 Bagan alir untuk perencanaan beban jembatan
3.1.6. Rangkuman 1. Jenis Beban yang diperhitungkan pada
jembatan adalah :a. Beban Matib. Beban Hidup c. Beban Angind. Beban
Gempae. Beban Lain-lain
2. Beban Mati adalah beban tetap yang dihitung dari seluruh
berat elemen struktur dan non struktur yang ditahan oleh bagian
struktur jembatan yang ditinjau. Sebagai contoh adalah Beban mati
pada Gelagar Komposit sebagai berikut : b
b
Berat Aspal = 0,05 x b x qaspal = kN/mBerat genangan Air = 0,50
x b x qAir = ...kN/mBerat Pelat lantai = d x b x qaspal = ..kN/m
Berat Balok profil = qprofil = .. kN/m Total Beban mati (q DL ) =
kN
3. Beban Hidup adalah beban bergerak yang diperhitungkan besar
beban dari pengaruh lalu-lintas yang melewati jembatan, termasuk
pejalan kaki yang melintas jembatan tersebut. 4. Beban Lalu-lintas
Terbagi atas :a. Beban T adalah besarnya tekanan gandar mobil yang
bekerja langsung diatas pelat lantai kendaraan.b. Beban D adalah
beban jalur lalu-lintas, yang dikerjakan pada elemen struktur
pendukung (Gelagar induk,gelagar melintang dan gelagar memanjang.
Baban yang diperhitungkan terdiri dari Beban Jalur Merata (UDL) dan
Beban Jalur Garis (KEL) yang bekerja bersamaan dengan arah sejajar
bentang jembatan5. Beban Angin adalah beban yang diperhitungkan
pada Gelagar Induk, merupakan tekanan dari tiupan angin yang
bekerja tegaklurus bidang struktur dan bidang lalu-lintas sepanjang
bentang jembatan.6. Beban Lain-lain terdiri Beban Rem, beban Salju,
beban pengaruh suhu udara dll yang dianggap mempengaruhi struktur,
yang diatur dalam BMS buku 2.
3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4. 3.1.5. 3.1.6. 3.1.7. Kunci Tes
Formatif 1. Jelaskan jenis beban yang harus diperhitungkan terhadap
perencanaan jembatan ?2. Apa yang termasuk beban tetap dari
pembebanan jembatan ?3. Ada berapa macam beban hidup lalu-lintas
?4. Pada beban jalur lalu-lintas ada yang disebut Beban D, jelaskan
macamnya dan dimana beban itu bekerja pada struktur jembatan ? 5.
Bagaimana arah beban angin bekerja pada struktur jembatan.
3.2. Beban Rencana Oleh Team Pengajar SJJSTRUKTUR JEMBATAN BAJA
LANJUTMinggu ke 2
Beban rencana dihitung berdasarkan kondisi dan susunan elemen
struktur jembatan yang direncanakan dengan memperhatikan
jarak-jarak dan lebar pias atau bagian struktur yang menerima
beban, baik beban mati, baban hidup lalu-lintas, beban angin dan
dll yang ada. Sehingga dalam menentukan beban rencana tidak terjadi
over load atau sebaliknya.3.2.1. Beban Mati Beban mati yang
diperhitungkan dalam perencanaan jembatan adalah merupakan beban
dengan jangka waktu tetap dari semua berat bagian-bagian struktur
jambatan dan elemen non struktur yang membebani masing-masing
bagian struktur yang dihitung.Berat masing-masing bagian struktur
dan elemen non struktur dihitung sebesar berat per satuan volume
bagian struktur dan elemen non struktur yang ditetapkan dalam SNI
T-02 2005 dikalikan dengan besar volume yang membebaninya, semua
beban mati harus dikalikan dengan factor beban (Ri) masing-masing
seperti yang terdapat dalam ketetapan SNI T-02-2005Sebagai contoh
seperti besar beban mati yang dipikul oleh Gelagar memanjang
dihitung dengan cara sebagai berikut :Sebagai contoh di perlihatkan
perhitungan beban mati pada Gelagar Memanjang dari jembatan rangka
batang b
Gambar. 2.2.a Beban mati pada Gelagar memanjang b
Berat Aspal = 0,05 x b x qaspal = kN/mBerat genangan Air = 0,50
x b x qAir = kN/mBerat Pelat lantai = d x b x qaspal = kN/m Berat
Balok profil = qprofil = .. kN/m Total Beban mati (q DL ) =
kN/m
3.2.2. Beban Lalu-lintas Beban lalu-lintas yang terdiri dari
Muatan Jalur D dan Muatan tekan roda Truk T dikerjakan di seluruh
lebar jalur yang ada pada lebar jembatan, dimana lebar jembatan dan
lebar jalur serta bentang dari bagian struktur jembatan akan
menentukan besarnya beban lalu-lintas tersebut.Secara umum beban D
akan menentukan dalam perencanaan bila bentang jembatan merupakan
bentang sedang sampai bentang panjang, sedangkan Beban T
diperhitung untuk jembatan dengan bentang pendek dan perencanaan
lantai kendaraan.Beban lajur D terdiri dari beban merata (UDL)
Uniformly Distributed Load yang digabung dengan beban garis (KEL)
Knife Edge Load . Dimana beban merata jalur (UDL) mempunyai
intensitas q = kpa, dengan besar q yang tergantung dari bentang
bagian struktur yang dibebani seperti berikut : Untuk L 30 m q =
9,0 kpa Untuk L > 30 m q = 9 [ 0,5 + 15/L] kpaDengan besar Beban
Garis PKEL = 49 kN/mBesarnya beban merata jalue UDL untuk berbagai
bentang dapat ditetapkan dari Grafik beban UDL sebagai berikut
:
Besar UDL (kN/m2)Gambar. 3.2.b Grafik Besar UDL dengan Bentang
Struktur 10
8
6
4
2
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Bentang bagian struktur yang
ditinjau (m)
Besar Faktor beban Lalu-lintas ditetapkan dalam table sebagai
berikut :Jangka WaktuFaktor Beban
Transient
KSTDKUTD
1,02,0
Tabel. 3.2.a. Besar Faktor Beban
3.2.3. Lajur Lalu-lintas Rencana Lajur lalu-lintas rencana harus
mempunyai lebar 2,75 m, jumlah maksimum lajur lalu-lintas yang
digunakan untuk berbagai lebar jembatan ditabel dalam Tabel II-2
BMS sebagai berikut :
Tipe JembatanLebar Lajur Kendaraan (m)Jumlah Lajur rencana
(1)(2)(3)
Satu arah4,00 - 5,001
Dua arah tanpa median5,50 - 8,25 5,5m b 5,5m
100% 50% 50%
Gambar. 3.2.c Penyebaran Beban Hidup pada jalur > 5,5,m
3.2.5. Beban AnginBeban angin diperhitungkan adanya tekanan
tiupan angin dari arah tegak lurus bentang jembatan yang bekerja
tegak lurus pada bidang Lalu-lintas dan bidang struktur jembatan
sepanjang bentang jembatan.Akibat dari beban angin, bagian struktur
jembatan akan menerima susunan beban sebagai berikut
WLL = Beban angin pada bid kendaraan seluas (2m*L)WR = Beban
angin pada bid Gelagar Rangka seluas 30% Bid RangkaWG = Beban angin
pada bid kendaraan seluas (h*L)
WLL 2m WR
h WG
Gambar. 3.2.d (Susunan Beban Angin)
3.2.6. Beban Lain-lain : Yang termasuk beban lain-lain serti
beban akibat Gempa, Salju , Beban kejut dan sebagainya yang
ditetapkan dalam BMS Buku .2
3.2.7. Kombinasi PembebananKombinasi pembebanan adalah
penjumlahan dari besarnya beban mati,beban hidup,beban angin dan
beban lain-lain yang diambil pada kondisi yang paling besar yang
menyebabkan struktur mengalami beban maksimum. Kombinasi pembeban
ini ditetapkan dalam SNI buku.2 , dengan susunan kombinasi
pembebanan sebagai berikut :
Kombinasi Pembebanan Terfaktor :Kombinasi I : 1,4 DLKombinasi II
: 1,2DL + 1,6LL + 0,5LaKombinasi III : 1,2DL + 1,6La +
1,0WLKombinasi IV : 1,2DL + 1,3 WL + 0,5LaKombinasi V : 1,2DL +
1,0EL + 1,0LLKombinasi VI : 0,9DL (1,3WL atau 1,0EL)
Dimana :LD= Akibat beban matiLL= Akibat beban hidupWL= Akibat
beben AnginEL= Akibat beban GempaLa= Akibat beban Lain-lain
3.2.8. Rangkuman
1. Beban Mati merupakan beban tetap trmasuk berat sendiri
strukutr yang dihitung dari seluruh berat komponen struktur dan non
struktur yang membebani struktur yang ditinjau 2. Beban Hidup
adalah Beban lalu-lintas yang lewat di atas jembatan yang terdiri
dari Muatan Jalur D dan Muatan tekan roda Truk T dikerjakan di
seluruh lebar jalur yang ada pada lebar jembatan, dimana lebar
jembatan dan lebar jalur serta bentang dari bagian struktur
jembatan akan menentukan besarnya beban lalu-lintas tersebut.3.
Muatan Jalur D pada rencana pembebanan di jembatan ada dua macam
beban yaitu : a. Beban Jalur merata (UDL) b. Beban Jalur Garis
(KEL) Dengan masing-masing besar dan posisi pembebanan seperti
ditetapkan dalam Buku.2 BMS.4. Beban Angin adalah beban tiupan
angin yang bekerja tegak lurus pada bidang Lalu-lintas dan bidang
struktur jembatan sepanjang bentang jembatan.Akibat dari beban
angin, bagian struktur jembatan akan menerima susunan beban sebagai
berikut
WLL = Beban angin pada bid kendaraan seluas (2m*L)WR = Beban
angin pada bid Gelagar Rangka seluas 30% Bid RangkaWG = Beban angin
pada bid kendaraan seluas (h*L)
WLL 2m WR
h WG
5. Kombinasi pembebanan adalah besarnya jumlah beban dari
mecam-macam beban yang dikalikan dengan faktor beban masing-masing
macam beban yang diperhitungkan sebagai beban total rencana. Dengan
ketetapan kombinasi Pembebanan sebagai berikut:
Kombinasi Pembebanan Terfaktor :Kombinasi I : 1,4 DLKombinasi II
: 1,2DL + 1,6LL + 0,5LaKombinasi III : 1,2DL + 1,6La +
1,0WLKombinasi IV : 1,2DL + 1,3 WL + 0,5LaKombinasi V : 1,2DL +
1,0EL + 1,0LLKombinasi VI : 0,9DL (1,3WL atau 1,0EL)
PERENCANAAN ELEMEN PENAMPANG STRUKTUR JEMBATAN KOMPOSIT
BAB4SUB POKOK BAHASAN :4.1. Persyaratan Perencanaan Menurut
SNI-03-20054.2. Kekuatan Lentur Balok Komposit Perencaaan Dimensi
Penampang Balok Komposit
1. Tujuan Pembelajaran Umum :Mampu mengaplikasikan teori
perencanaan baja pada perencanaan elemen struktur jembatan baja2.
Tujuan Pemebelajaran Khusus :a. Menjelaskan Jenis dan Sifat-sifat
Pembebanan Pada Jembatanb. Menjelaskan teori dan Persyaratan
pembebanan pada perencanaan jembatanc. Menjelaskan Konvigurasi
pembebanan pada masing-masing elemen struktur jembatan d.
Menghitung Besarnya Beban rencana pada masing-masing elemen
struktur jembatan akibat beban kerja
ILUSTRASI
4.1. peRSYARATAN PERENCANAAN MENURUT SNI-03-2005 4.1.1.
Persyaratan Umum Perencanaan Struktur Jembatan4.1.1.1. Umur Rencana
JembatanUmur rencana jembatan pada umumnya disyaratkan 50 tahun,
namun untuk jembatan penting, jembatan bentang
4.1.1.2. Satuan yang Digunakan Peraturan ini menggunakan sistem
Satuan Internasional4.1.2. Prinsip Umum Perencanaan4.1.2.1. Dasar
Umum PerencanaanPerencanaan harus berdasarkan pada suatu prosedur
yang memberikan jaminan keamanan dan kenyamanan dan keawetan selama
umur rencan jembatan. Perencanaan kekuatan elemen baja sebagai
komponen struktur jembatan yang diperhitungkan terhadap lentur,
gerser, aksial, punter serta kombinasinya, harus didasarkan pada
cara perencanaan berdasarkan Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT).
Sebagai pembanding atau alternatif lain dapat digunakan cara
perencanaan yang berdasarkan batang laying untuk perencanaan
kekuatan elemen baja sebagai komponen struktur jembatan sesuai
dengan pasal 4.3.4. RSNI T-03-2005Dalam perencanaan kekuatan elemen
baja sebagai komponen struktur jembatan harus memperhatikan factor
integritas komponen-komponen structural maupun keseluruhan struktur
jembatan, dengan mempertimbangkan factor-faktor :a. Kontinuitas dan
Redundansib. Ketahanan komponen struktur jembatan yang terjamin
terhadap kerusakan dan instabilitas sesuai umur jembatan yang
direncanakanc. Aspek perlindungan eksternal terhadap kemungkinan
adanya beban yang tidak direncanakan atau beban berlebih.
4.1.3. Asumsi dan Anggapan PerencanaanPerencanaan kekuatan
elemen baja sebagai komponen struktur jembatan harus didasarkan
pada persyaratan yang berlaku di dalam standar ini. Dalam
perencanaan tersebut harus dipertimbangkan pengaruh terhadap
jembatan yang mungkin terjadi, yaitu kondisi pembebanan yang tidak
direncanakan seperti dalam kondisi perang.Setiap jenis pembebanan
yang mungkin terjadi tersebut harus dapat diramalkan sebelumnya
secara rasional. Untuk prosedur dan asumsi dalam perencanaan serta
besarnya beban rencana harus mengikuti ketentuan berikut :a.
Struktur direncanakan untuk menahan semua beban yang meungkin
bekerjab. Beban kerja dihitung berdasarkan kepada besarnya aksi
rencana yang bekerjac. Perencanaan beban angin dan gempa, dimana
seluruh bagian struktur yang membentuk kesatuan harus direncanakan
untuk menahan beban lateral totald. Pertimbangan lain yaitu gaya
prategang, beban crane, vibrasi, kejut, susut, rangkak, perubahan
suhu, perbedaan penurunan, dan beban-beban khusus lainnya yang
mungkin bekerja.
4.1.3.1. Perencanaan berdasarkan Beban dan kekuatan Terfaktor
(PBKT)Perencanaan komponen struktur jembatan harus didasarkan pada
cara Perencanaan Beban dan Kekuatan Terfaktor (BPKT), yang harus
memenuhi kriteria keamanan untuk semua jenis gaya dalam. Kekuatan
rencana tidak kurang dari pengaruh aksi rencana sebagai berikut
:
Dimana pada sisi kiri mewakili kekuatan rencana dari penampang
komponen struktur jembatan, yang bisa dihitung dari Rn (besaran
ketahan atau kekuatan nominal dari penampang komponen struktur)
dikalikan dengan suatu factor reduksi kekuatan ; dan sisikanan
mewakili dampat batas iltimit atau yang paling membahayakan dari
beban-beban yang dihitung berdasarkan penjumlahan terkombinasi dari
jenis-jenis beban yang berbeda Qi, yang masing-masing diberikan
suatu factor beban yi.Perencanaan secara PBKT dilakukan untuk
mengantisipasi suatu kondisi batas ultimit, yang terjadi antara
lain :a. Terjadi keruntuhan local pada satu atau sebagian atau
kegagalan pada sebagian komponen struktur jembatanb. Kehilangan
keseimbangan statis akibat keruntuhan atau kegagalan pada sebagian
komponen struktur atau keseluruhan struktur jembatanc. Keadaan
purna-elastis atau purna-tekuk dimana satu bagian komponen jembatan
atau lebih mencapai kondisi runtuhd. Kerusakan akibat fatik dan/
korosi sehingga terjadi kehancurane. Kegagalan dari pondasi yang
menyebabkan pergeseran yang berlebihan atau keruntuhan bagian utama
dari jembatan4.1.3.2. Perencanaan berdasarkan Batas Layan (PBL)Cara
perencanaan berdasarkan Batas Layan (PBL), yang pada umumnya
dibatasi oleh suatu nilai tegangan ijin dari material struktur, dan
/ suatu nilai deformasi ijin, atau perilaku lainnya yang diijinkan
pada komponen struktur bersangkutan dapat digunakan untuk
perencanaan komponen struktur jembatan yang mengutamakan suatu
pembatasan tegangan kerja, seperti untuk perecanaan terhadap lentur
dari komponen-komponen struktur baja yang dianggap sesuai kebutuhan
perilaku deformasinya, atau sebagai cara perhitungan
alternative.Perencanaan berdasarkan batas layan (PBL) dilakukan
untuk mengantisipasi suatu kondisi batas layanm antar lain :a.
Tegangan kerja dari suatu komponen struktur jembatan, yang
melampaui suatu tegangan yang diijinkan, sehingga berpotensi
mengakibatkan kelelahan pada komponen baja.b. Deformasi permanen
dari komponen struktur jembatan, yang melampaui nilai deformasi
ijinnya, atau hal-hal lain yang menyebabkan jembatan tidak layak
pakai pada kondisi layan, atau hal-hal yang menyebabkan
kekhawatiran umum terhadap keamanan jembatan pada kondisi layan
akibat beban kerja.c. Vibrasi yang terjadi sehingga menimbulkan
instabilitas atau kekhawatiran structural lainnya terhadap keamanan
jembatan pada kondisi layan.d. Bahaya perm,anen termasuk korosi dan
fatik yang mengurangi kekuatan struktur dan umur layan jembatan.e.
Bahaya banjir di daerah sekitar jembatan.
4.1.3.3. Metode Perencanaan KhususBila suatu analisis
perencanaan yang rasional diusulkan untuk menggantikan ketentuan
yang ada dalam standar ini, atau bila diusulkan menyimpang dari
persyaratan yang digunakan dalam standar ini, terutama untuk suatu
jenis atau system struktur jembatan yang khusus, maka usulan dan
analisis rinsi harus diserahkan kepada yang berwenang beserta semua
pembuktian kebenarannya.Beberapa batasan dan ketentuan umum untuk
perencanaan struktur jembatan khusus dapat dilihat pada bagian 12,
jembatan khusus tersebut antara lain :a. Jembatan busurb. Jembatan
gelagar boks (boks girder)c. Jembatan kabeld. Jembatan gantung
4.1.3.4. Metode AnalisisAnalisis untuk semua keadaan batas harus
didasarkan pada anggapan-anggapan leastic linier, kecuali bila
cara-cara non-lonier secara khusus memang dianggap perlu atau
secara tidak langsung dinyatakan dalam standar ini, dan/ atau bila
disetujui oleh yang berwenang.Di samping itu, perhitungan struktur
baja juga harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :a. Analisis
perhitungan struktur harus dilakukan dengan cara mekanik ateknik
yang baku.b. Bila dilakukan analisis struktur dengan menggunakan
program computer yang khusus, maka perlu disampaikan p[enjelasan
prinsip dan alur kerja dari program bersangkutan.c. Program model
komponen atau keseluruhan atruktur jembatan terhadap suatu
pembebanan khusus bisa dilakukan bila diperlukan untuk menunjang
analisis teoritis.d. Analisis dengan menggunakan model matematik
bisa dilakukan, asalkan model tersebut memang bisa diterapkan pada
struktur jembatan dan dapat dibuktikan kebenarannya, atau sudah
teruji kehandalannya dalam analisis-analisis struktur
terdahulu.
4.2. PERENCANAAN GELAGAR KOMPOSIT4.2.1. UmumUnsur komposit dalam
lentur terdiri dari gelagar baja dan lantai beton, tahanan geser
pada permukaan antara lantai dan gelagar diadakan dengan hhubungan
mekanikal kekuatan lentur gelagar komposit ditentukan dengan cara
rencana keadaan batas ultimit.4.2.2. Analisa Gelagar
Komposit4.2.2.1. Lebar Efektif Sayap BetonPengaruh geser dalam
lantai beton harus diperhitungkan. Kecuali Ahli Teknik Perencana
melakukan analisis lengkap, geser dapat diperhitungkan dengan
menggunakan suatu lebar efektif lantai seperti yang dijelaskan
dalam pasal ini.Bila lantai beton meliputi kedua sisi badan
gelagar, lebar efektif lantai harus diambil sebagai nilai terkecil
dari :a. 1/5 x panjang bentang gelagar untuk bentang sederhana atau
1/7 panjang bentang gelagar untuk bentang menerus.b. Jarak
pusat-pusat antara badan gelagar, danc. 1/12 x lebar minimum
lantai.Bila lantai beton hany adap pada satu sisi dari gelagar,
lebar efektif lantai harus diambil sebagai setengah dari nilai yang
dihitung dalam butir-butir a, b atau c diatas.Lebar efektif lantai
harus digunakan untuk menghitung besaran penampang gelagar komposit
pada keadaan batas layan dan ultimit.
4.2.2.2. Lendutan pada Beban Layan Dalam perhitungan lendutan
pada keadaan batas layan atau keadaan tegngan kerja, Perencana
harus memperhatikan urutan pelaksanaan dan pengaruh setiap beban
yang bekerja pada gelagar beja sebelum terjadi aksi komposit
penuh.Lendutan dapat dihitung dengan menggunakan teori elastic
dengan menggangap interaksi penuh antara beton dan gelagar baja dan
mengabaikan beton yang tertarik. Modulus elastisitas beton pada
umur tertentu. Ecf bisa diambil dari salah satu seperti berikut :a.
Diambil berikut :
Dengan Wc dikatakan dengan kg/m3 dan fc dikatakan dengan MPa,
dengan pertimbangan bahwa kenyataannya harga ini berkisar + 20 %;
ataub. Ditentukan dari hasil pengujian sehubungan dengan
bagian-bagian yang cocok dari spesifikasi yang dikeluarkan.Bila
beban tetap bekerja pad gelagar komposit, pengaruh rangka beton
harus diperhitungkan dengan menggunakan nilai reduksi dari modulus
elastic beton.
4.2.2.3. Gelagar Komposit MenerusAnalisis untuk momen lentur
memanjang dan gaya geser serta reaksi yang berkaitan, harus
dihitung dengan menggunakan momen inersia transformasi dari
penampang komposit dengan menganggap :a. Beton tidak retak dalam
daerah momen positif maupun negative.b. Lantai beton mempuinyai
lebar efektif.c. Beton telah mencapai kekuatan mionimal 0,5 fc
sebelum beban kerja.
4.2.3. Kekuatan Lentur Gelagar Komposit4.2.3.1. Rencana Keadaan
Batas Ultimit4.3.1.1. Kekuatan GelagarGelagar komposit harus
memenuhi syarat yang berikut ini :
4.3.1.2. Daerah Momen PositifDalam daerah momen positif diman
lantai beton berada dalam tekanan, boleh dianggap bahwa lantai
beton menyediakan kekangan menerus kepada sayap atas gelagar baja.
Dalam hal ini penampang komposit harus direncanakan sesuai
ketentuan dibawah ini :a. Penampang KompakUntuk penampang komposit
dalam daerah momen positif dengan gelagar tanpa menggunakan pengaku
badan memanjang dan tanpa lubang pada pelat sayap profil baja yang
tertarik serta sumbu garis netral momen plastis diatas bagian
badan, harus direncanakan memenuhi persyaratan pada persamaan di
bawah ini :
Dengan pengertian :adalah tinggi badan profil baja yang tertekan
pada perhitungan plastis yang dihitung dengan persamaan 4.3-9 dan
4.3-10, dinyatakan dalam millimeter (mm)
twadalah ketebalan pelat badan profil pelat baja, dinyatakan
dalam millimeter (mm)
Dengan pengertian :
adalah = 0,9, untuk fy < 250 MPa dan = 0,7, untuk fy > 250
MPa
Hadalah tinggi total girder (dari serat atas sampai serat
bawah), dinyatakan dalam millimeter (mm)
tpadalah ketebalan pelat lantai, dinyatakan dalam millimeter
(mm)
thadalah tebal bantalan antara pelat lantai dengan serat atas
profil baja, dinyatakan dalam millimeter (mm)
Untuk distribusi tekanan plastis dihitung sebagai berikut :1.
Kekuatan tekanan pada pelat lantai ,C, sama dengan yang paling
kecil untuk nilai-nilai yang diberikan oleh persamaan berikut :
Dengan pengertian :bpadalah lebar pelat lantai efektif, yang
ditetapkan pasal 4.2-1.
tpadalah ketebalan pelat lantai, dinyatakan dalam millimeter
(mm).
(Afy)adalah A, luas daerah pelat lantai beton yang tertekan,
dinyatakan dalam millimeter persegi (mm2); dan fy adalah tegangan
leleh baja tulangan yang tertekan pada pelat lantai, dinyatakan
dalam Mega Pascal (MPa).
Dengan pengertian :
(Afy)bfadalah A, luas daerah pelat baja serat bawah, dinyatakan
dalam millimeter persegi (mm2); dan fy adalah tegangan leleh pelat
baja serat bawah, dinyatakan dalam Mga Pascal (MPa);
(Afy)bfadalah A, luas daerah pelat baja serat atas, dinyatakan
dalam millimeter persegi (mm2); dan fy adalah tegangan leleh pela
baja serat atas, dinyatakan dalam Mega Pascal (MPa);
(Afy)wadalah A, luas daerah badan,dinyatakan dalam millimeter
persegi (mm2); dan fy adalah tegangan leleh pelat baja serat atas,
dinyataka