PERHITUNGAN T-GIRDER BETON BERTULANG TUGAS ANALISIS JEMBATAN : ARNALDO SARMENTO DA SILVA 325093 DICKI DIAN PURNAMA 340373 AHMAD ANDI SOLAHUDDIN 341690 A. DATA STRUKTUR ATAS Panjang Bentang Jembatan L = 18 Lebar Jalan (Jalur Lalu Lintas) 6 Lebar Trotoar B2= 0.5 Lebar Total Jembatan B=B1 + 2*B2= 7 Jarak antara Girder s= 2 Dimensi Girder Panjang bentang girder L = 18 Lebar Sisi Bawah b= 0.6 Tinggi Total h= 1.5 Lebar Badan bw= 0.3 c1= 0.35 c2= 0.15 Dimensi Diafragma Lebar Diafragma bd= 0.3 Tinggi Diafragma hd= 0.5 Tebal Slab Lantai Jembatan ts= 0.2 Tebal Lapisan Aspal ta= 0.05 Tinggi gengan air hujan th= 0.05 B1=
perencanaan t girder jembatan beton dengan peraturan SNI ( peraturan yang digunakan di Indonesia. Girder direncanakan menggunakan beton.
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PERHITUNGAN T-GIRDER BETON BERTULANG TUGAS ANALISIS JEMBATAN :
Lebar Jalan (Jalur Lalu Lintas) 6 mLebar Trotoar B2= 0.5 mLebar Total Jembatan B=B1 + 2*B2= 7 mJarak antara Girder s= 2 mDimensi Girder
Panjang bentang girder L = 18 mLebar Sisi Bawah b= 0.6 mTinggi Total h= 1.5 mLebar Badan bw= 0.3 m
c1= 0.35 mc2= 0.15 m
Dimensi DiafragmaLebar Diafragma bd= 0.3 mTinggi Diafragma hd= 0.5 m
Tebal Slab Lantai Jembatan ts= 0.2 mTebal Lapisan Aspal ta= 0.05 mTinggi gengan air hujan th= 0.05 m
B1=
Tinggi Bidang Samping ha= 2.5 mJumlah Balok Diafragma Sepanjang L nd 5 bhJarak antar Balok Diafragma Sd = L / (nd-1) 4.5 m
B. BAHAN STRUKTUR
Mutu Beton : K - 250Kuat tekan Beton fc` =0.83*K/10 = 20.75 MpaModulus Elastik Ec = 4700 * √fc` = 21409.518911 MPaAngka poison υ = 0.2Modulus geser G =Ec/[2*(1+u)] = 8920.6328796Koef muai panjang beton α = 0.00001Mutu Baja :Untuk baja tulangan dengan Dia > 12 mm U 32Tegangan Leleh baja fy = U *10 = 320 MPa
U 24Tegangan Leleh Baja fy = U *10 = 240 MPaSpesific GravityBerat beton bertulang Wc = 25 kN/m3Berat beton tida bertulang Wc = 24 kN/m4Berat aspal padat Wc = 22 kN/m5Berat jenis air Wc = 9.8 kN/m6
C. ANALISIS BEBAN1.BERAT SENDIRI (MS)
Faktor beban ultimit Kms 1.3
Panjang bentang Girder L = 18 mBerat satu balok diafragma Wd = Bd*(hd-ts)*s*wc = 4.5 kn/mJumlah balok diafragma sepanjang bentang L, nd = 5Beban diafragma pada girder Qd = nd * Wd / L = 1.25 kn/m
Untuk baja tulangan dengan Dia < 12 mm
Berat sendiri ( self weight ) adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Beban berat sendiri balok diafragma pada Girder dihitung sbb.
No Jenis Lebar Tebal Berat Beban(m) (m) (kn/m3) kn/m
Beban mati tambahan ( superimposed dead load ), adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan. Jembatan dianalisis harus mampu memikul beban tambahan seperti :
Gaya geser dan Momen pada T-Girder akibat berat sendiri (MS)Vms = 1/2 * Qms * L = 28.62 kn
Mms = 1/8 *Qms * L^2 = 128.79 knm
3.BEBAN LALU LINTAS3.1 BEBAN LAJUR "D" (TD)
Faktor beban ultimit : KTD = 2
Sumber : RSNIT-02-2005
Untuk panjang bentang L = 18 mq = 9 kPa
KEL mempunyai batas p = 49 kN/mFaktor beban dinamis (Dinamic Load Allowance) untuk KEL diambil sebagai berikut :
Beban kendaraan yg berupa beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi rata /BTR (Uniformly Distributed Load), UDL dan beban garis (Knife Edge Load), KEL seperti pd Gambar 1. UDL mempunyai intensitas q (kPa) yg besarnya tergantung pd panjang bentang L yg dibebani lalu-lintas seperti Gambar dibawah ini atau dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
Jarak antara Girder s = 2 meterUntuk panjang bentang L = 18 meter
DLA = 0.4Beban lajur pada Girder QTD = q *s = 18 kn/m
137.2 kn
Gaya geser dan momen pada T-Girder akibat beban lajur "D" "
1/4 P TT 0.25 14 0.777778 0.194444 0.25 4 2 0.51.694444 Σ ( m * p ) = 7.5
Gaya geser dan momen pada T-Gider akibat beban truk "T" :
237.22222222 kn
1050 knm
Gaya geser maksimum akibat beban "T", 237.22222222 kn
Momen maksimum akibat beban "D", 1050 knm
4. GAYA REMFaktor beban ultimit : KTB 2
Σ ( v * p ) =
VTT = Σ ( v * p ) * PTT =
MTT = Σ ( m * p ) * PTT =
Gaya geser dan momen yang terjadi akibat pembebanan lalu-lintas, diambil yang memberikan pengaruh terbesar terhadap T-Girder di antara beban "D" dan beban "T".
VTT =
MTT =
Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada jarak 1.80 m di atas lantai jembatan. Besarnya gaya ) sebagai berikut :rem arah memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan (Lt) sebagai berikut :
Panjang Bentang Girder L = 18 mJumlah Girder n_girder = 4Gaya Rem HTB = 250 kNJarak Antar Girder s = 2Gaya Rem untuk Lt < 80 m TTB = HTB / n_girder = 62.5
Gaya rem juga dapat diperhitungkan sebesar 5% beban lajur "D" tanpa faktor beban
Gaya rem, TTb = 5% beban lajur "D" tanpa faktor beban dinamis,Qtd = q * s = 18 kn/mPtd = P * s = 98 kN
TTB = 0.05 * (Qtd*L + PTD) = 21.1 kN
Diambil gaya rem, TTB = 62.5 knLengan terhadap titik berat balok y=1.8 + ta + h / 2 = 2.6 m
M = TTB * y = 162.5 kNmGaya Geser dan momen maksimum pada balok akibat gaya rem
VTB = M / L = 9.0277777778 kNMTB = 1/2 * M = 81.25 kNm
5. BEBAN ANGIN
Faktor Beban Ultimit KEW = 1.2
Cw = 1.2
Gaya angin tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat beban angin yang meniup kendaraan di atas lantai jembatan dihitung dengan rumus :
TEW = 0.0012 * Cw * (VW)2 . (kn/m2)
Kecepatan angin rencana, Vw = 35 m/detKecepatan angin rencana dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Beban angin tambahan yang meniup bidang samping kendaraan :TEW = 1.764 kN/m
h = 2 meterJarak antar roda kendaraan x = 1.75 meter
Beban akibat transfer beban angin ke lantai jembatanQew = 1/2 * (h/x) * Tew = 1.008
Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2 meter diatas lantai jembatan
Gaya geser dan momen pada Girder akibat pengaruh temperatur, diperhitungkan terhadap gaya yang timbul akibat pergerakan temperatur (temperatur movement) pada tumpuan (elastomeric bearing) dengan perbedaan temperatur sebesar :
T = 20 `CKoefisien muai panjang untuk beton α = 0.00001 /`CPanjang bentang Girder L = 18 mShear stiffnes oe elastomeric bearing k = 15000 kN/mTemperatur movement 0.0036 mGaya akibat temperatur movement 54 kN
Tinggi girder h = 1.5 mEksentrisitas e = 0.75Momen akibat pengaruh temperatur M=FET * e = 40.5 knmGaya geser dan momen pada Girder akibat pengaaruh temperatur (ET)
VET = M/ L = 2.25 knMET = M = 40.5 kNm
7. BEBAN GEMPA
Faktor Beban Ultimit KEW = 1
Koefisien beban gempa horisontal
KH = Koefisien beban gempa horisontal,C =
S = Faktor tipe struktur yg berhubungan dengan kapasitas penyerapan energi gempa
Waktu getar struktur dihitung dengan rumus
Wt = Berat total yang berupa Berat sendiri dan beban mati tambahanKp =
g = Percepatan Gravitasi bumi (9.81 m/det^2) 9.81 m/det2
δ = α * ΔT * L =Fet = k * δ =
Gaya gempa vertikal pada girder dihitung dengan menggunakan percepatan vertikal ke bawah minimal sebesar 0.10 * g ( g = percepatan gravitasi ) atau dapat diambil 50% koefisien gempa horisontal statik ekivalen
KH = c * s
Koefisien geser dasar untuk wilayah gempa, waktu getar, dan kondisi tanah setempat
= kekakuan struktur yang merupakan gaya horisontal yang diperlukan untuk menimbulkan satu satuan lendutan
Berat Total yang berupa berat sendiri dan beban mati tambahan Wt = Pms + Pma =
Berat Sendiri Qms = 24.1875 kn/mBeban mati tambahan Qma = 3.18 kN/mPanjang Bentang L = 18 meterBerat Total Wt = ( Qms + Qma) * L = 492.615 knNUkuran girder b = 0.6 m h = 1.5 mMome inersia penampang Girder I = 1/12 *b*h^3 = 0.16875 m4Modulus Elastik beton Ec = 21409.518911 Mpa
EC = 21409518.911 KpaKelakuan Lentur Girder Kp = 48 * Ec * I/L^3 = 29735.442932 kN/mWaktu Getar 0.2580725125 detikKondisi tanah dasar termasuk sedang (medium) Lokasi di wilayah gempa 3Koefisien geser dasar C = 0.18
F = Faktor perangkaann = Jumlah sendi plastis yang menahan deformasi strukturuntuk nilai, n = 1 maka ;
F = 1.25 - 0.025 * n = 1.225Faktor tipe struktur S = 1.0 * F = 1.225Koefisien gempa horisontal Kh = C * S = 0.2205Koefisien gempa vertikal Kv = 50 % Kh = 0.11025 > 0.1diambil koefisien gempar vertikal Kv = 0.11025Gaya gempa vertikal Teq = Kv * Wt = 54.31080375 kn
Beban Gempa Vertikal Qeq = Teq / L = 3.017266875 kN/mGaya geser dan momen pada Girder akibat gempa vertikal (EQ)
T = 2 * п * √[Wt / (g*Kp)] =
Untuk struktur jembatan dengan daerah sendi plastis beton beton bertulang, maka faktor tipe struktur dihitung dengan rumus S = 1.0 * F
dengan F = 1.25 - 0.025 * n dan F harus diambil > 1
KOMBINASI MOMEN ULTIMIT KOMB-1 KOMB-2 KOMB-3No Jenis Beban Faktor M Mu Mu Mu1 Berat sendiri (MS) 1.3 979.59375 1273.4719 1273.471875 1273.4722 B. Mati tamb (MA) 2 128.79 257.58 257.58 257.583 B.Lalu lintas(TD/TT) 2 1346.4 2692.8 2692.8 2692.84 Gaya rem (TB) 2 81.25 162.5 162.55 Beban angin (EW) 1.2 40.824 48.98886 Temperatur (ET) 1.2 40.5 48.67 Beban gempa (Eq) 1 6.78885047 6.78885
4435.3407 4434.951875 4230.641
KOMBINASI GAYA GESER ULTIMIT KOMB-1 KOMB-2 KOMB-3No Jenis Beban Faktor M Mu Mu Mu1 Berat sendiri (MS) 1.3 217.6875 282.99375 282.99375 282.99382 B. Mati tamb (MA) 2 28.62 57.24 57.24 57.243 B.Lalu lintas(TD/TT) 2 237.222222 474.44444 474.44444444 474.44444 Gaya rem (TB) 2 9.02777778 18.055556 18.0555555565 Beban angin (EW) 1.2 9.072 10.88646 Temperatur (ET) 1.2 2.25 2.77 Beban gempa (Eq) 1 27.1554019 27.1554
843.62015 835.43375 841.8336
Momen ultimit rencana Girder Mu = 4230.6407255 kNmGaya Geser ultimit rencana Girder Vu = 843.62015 kN
9. PEMBESIAN T-GIRDER9.1. TULANGAN LENTURMomen rencana ultimit Girder 4435.340675Mutu beton : K-250 Kuat tekan beton = fc` = 20.75 Mpa
Mutu baja tulangan U-32 Kuat leleh baja = fy = 320 MPaTebal slab beton ts = 200 mmLebar badan girder bw = 600 mmtinggi Girder h = 1500 mmLebar sayap T-Girder diambil nilai yang terkecil dari L/4 = 4500 mm
s = 2000 mm12 * ts = 2400 mm
Diambil lebar efektif sayap T-Girder beff = 2000 mmJarak pusat tulangan terhadap sisi luar beton d` = 140 mmModulus Elastis baja, Es = 200000 MPaFaktor bentuk distribusi tegangan beton 0.85
0.0049015391Rasio tulangan minimum 0.004375Rasio tulangan yang digunakan adalah 0.0049015391Luas tulangan yang diperlukan 13332.186394Dicoba tulangan diameter D = 32 mm
Untuk menjamin agar Girder bersifat daktail, maka tuangan tekan diambil 30 % tulangan tarik sehingga :
Tebal slab beton ts = 200 mmLebar Efektif Sayap beff = 2000 mmLebar badan girder b = 600 mmTinggi Girder h = 1500 mm
Baris Juml Tul y n*yn (mm)
1 7 75 5252 7 135 9453 7 195 1365
21 2835
Letak titik berat tulangan tarik terhadap sisi bawah T-Girder,135 mm
Tinggi efektif T-Girder d = h-d` = 1365 mmLuas Tulangan As = 13672.211228 mm2Kuat tekan beton fc` = 20.75 MPaKuat leleh baja fy = 320 MPaUntuk garis netral berada didalam sayap T-Girder Cc > TsGaya internal tekan beton pada sayap
Cc = 0.85 * fc` * beff * ts = 7055000 NGaya internal tarik baja tulangan Ts = As * fy = 4375107.5931 N
CC > Ts garis netral didalam sayapa = As * fy / (0.85 * fc` * beff ) = 124.02856394
Jarak garis netral terhadap sisi atas 145.91595758Regangan pada baja tulangan tarik, 0.0250640998
< 0.03 ( OK )Momen Nominal Mn = As * fy * (d-a/2)*10^6 = 5700.7027086 kNm
4560.5621669 kNmMu = 4230.6407255
ф Mn>Mu Aman (OK)
9.3. TULANGAN GESERGaya geser ultimit rencana Vu = 843.62015Mutu beton : K - 250 fc` = 20.75 MPaMutu baja tulangan U - 24 fy = 240 MpaFaktor reduksi kekuatan geser 0.75Lebar badan girder bw = 600 mmTinggi efektif girder d = 1365 mm
d` = Σ n*y /Σn=
c = a / β = εs = 0.003*(d-c)/c =
ф Mn =
ф=
Kuat geser nominal beton 621.78709178 knф Vc = 466.34031883 kn
Perlu tulangan geserф * Vs = Vu - ф * Vc = 377.27983117 kn
Gaya geser yang dipikul tulangan geser, Vs = 503.03977489 knKontrol dimensi girder terhadap kuat geser maksimum
2487.1483671 knVs < Vsmax
dimensi balok memenuhi persyaratan kuat geser (OK)
2 ø 12
Luas tulangan sengkan 226.19467106 mmJarak tulangan geser (sengkang )yang dibutuhkan
n*As = 0.1277208637 mmJarakt garis netral terhadap sisi atas beton c = n * As / b = 0.2128681061 mInersia penampang retak yang ditransformasikan keton dihitung sbb :