69

BAB V

PERHITUNGAN STRUKTUR

5.1 PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN

Perhitungan perencanaan jembatan diawali dengan perencanaan struktur

atas jembatan yang terdiri dari slab lantai kendaraan dan balok gelagar pelat.

Gambar potongan melintang struktur atas jembatan Sardjito II dapat dilihat pada

gambar 5.1 di bawah ini.

Trotoar

Sandaran

MedianAspalSlab

Girder

Gambar 5.1. Komponen Struktur Atas Jembatan

5.1.1. PERENCANAAN KANTILEVER

Perencanaan kantilever jembatan meliputi perencanaan tulangan pokok

tiang sandaran beserta tulangan geser tiang sandaran.

A. PERENCANAAN TULANGAN POKOK TIANG SANDARAN

Sandaran merupakan suatu konstruksi pada jembatan yang berfungsi

sebagai pengaman bagi para pengguna jembatan. Sandaran ini direncanakan dari

pipa besi bulat dan tiang sandaran (railing) direncanakan dari beton bertulang.

Adapun data dan perhitungan tiang sandaran adalah sebagai berikut :

70

Jarak antar tiang railing (L) = 2 m

Beban horizontal tiang railing (w’) = 0,73 kN/m (AASHTO

LRFD Bridge Design Specification)

Gaya horizontal pada tiang railing (H) =

( )

Berdasarkan AASHTO nilai H ini harus ditambah sebesar 0,89 kN yang

diasumsikan sebagai beban terpusat pada tiap elemen longitudinal (panjang),

maka:

Lengan terhadap sisi bawah tiang sandaran (y) = 1, 1 m

Kuat tekan beton, fc’ = 30 Mpa

Tegangan leleh baja, fy’ = 240 Mpa

Berat jenis beton = 24 kN/m3

Bentuk tiang sandaran dapat dilihat pada gambar 5.2 di bawah ini.

H2 = 0.73 kN/m4

2 1

3

0.30

0.20

0.40

0.50

0.15

tebal 15 cm

0.20

Gambar 5.2. Tiang Sandaran

71

Tabel 5.1. Berat Sendiri Tiang Sandaran

No b (m) h (m) Shape L (m) Gaya (kN)) Lengan

(m)

Momen

(kNm)

1 0.15 0.2 0.5 0.15 0.054 0.2 0.0108

2 0.15 0.2 1 0.15 0.108 0.075 0.0081

3 0.15 0.4 1 0.15 0.216 0.075 0.0162

4 0.15 0.5 1 0.15 0.27 0.075 0.0203

6 SGP 3" dengan berat /m = 0.63 2 1.26 0.075 0.0945

Berat Sendiri Railing = 1.908 Σ M = 0.1499

Momen Pada Tiang Akibat Gaya Horizontal / M =

Faktor beban akibat beban sendiri = 1,25

Faktor beban ultimit = 1,75

Momen ultimit rencana (Mu) =

Gaya Geser Ultimit Rencana/Vu =

Diambil ukuran tiang sandaran 15 x 15 cm seperti gambar 5.3 di bawah ini.

Gambar 5.3. Dimensi Tiang Sandaran

Faktor bentuk distribusi tegangan beton (β) = 0,85

Faktor reduksi kekuatan lentur = 0,8

72

Faktor reduksi kekuatan geser = 0,6

Tebal efektif tiang railing =

(

)

Perhitungan tulangan tiang sandaran =

(

)

(

)

Mu = 4,711 kN.m = 47110000 N.mm

( √

)

( √

)

Ternyata,

Sehingga rasio tulangan yang digunakan =

73

Luas tulangan pokok :

Dipakai tulangan diameter 12 mm

⁄

Jumlah tulangan (n) =

Digunakan tulangan 2 D 12

Untuk tulangan tarik digunakan As = 2 D 12

Untuk tulangan desak digunakan As’ = 2 D 12

74

B. PERENCANAAN TULANGAN GESER TIANG SANDARAN

Gaya geser ultimit (Vu) = 2,35 kN = 2350 N

(

√ ) (

√ )

Berdasarkan perhitungan di atas tidak diperlukan adanya tulangan geser,

akan tetapi tetap digunakan tulangan sengkang dengan jarak minimum yaitu 20

cm. Jadi tiang sandaran menggunakan tulangan tarik As = 2 D 12 dan tulangan

desak As’ = 2 D 12, serta untuk tulangan geser digunakan P8 – 200 mm. Gambar

tulangan dapat dilihat pada gambar 5.4 di bawah ini.

2 D 12

P8 - 200

2 D 12

Gambar 5.4. Detail Penulangan Pada Tiang Sandaran

75

5.1.2 PERENCANAAN SLAB/LANTAI JEMBATAN

Tampang slab/lantai jembatan dapat dilihat pada gambar 5.5 di bawah ini.

Trotoar

Sandaran

MedianAspalSlab

Girder

Gambar 5.5. Tampang Slab Jembatan

Tebal slab (h) = 0,30 M

Tebal trotoar = 0,20 m

Tebal lapisan aspal = 0,05 m

Tebal genangan air hujan = 0,05 m

Jarak antar gelagar (Lx) = 2,20 m

Lebar jalur lalu lintas = 6 m

Lebar trotoar = 1,5 m

Lebar median = 0,5 m

Mutu beton (fc’) = 30 Mpa

Mutu baja (fy) = 400 Mpa

BJ beton = 24 kN/m3

BJ aspal = 22,5 kN/m3

BJ air = 9,80 kN/m3

76

1. Perhitungan Beban Slab Jembatan

a. Beban Mati (DC) dan Beban Mati Tambahan (DW)

Beban mati yang bekerja pada slab jembatan berupa berat sendiri

lantai jembatan, berat sendiri trotoar, sandaran, dan berat sendiri median,

termasuk beban mati tambahan yaitu beban mati akibat lapisan aspal dan

genangan air hujan yang dapat dilihat pada tabel 5.2 di bawah ini.

Tabel 5.2. Beban Mati dan Beban Mati Tambahan Pada Slab Trotoar

No Jenis Beban Ditinjau

Selebar (m)

Tebal

(m)

Berat

(kN/m3)

Beban

(kN/m)

1 Slab Jembatan 1 0.3 24 7,2

2 Slab Trotoar 1 0.2 24 4.8

3 Median 0.5 0.3 24 3.6

4 Lapisan Aspal 1 0.05 22.5 1.125

5 Genangan Air Hujan 1 0.05 9.8 0.49

6 Sandaran 1.908 kN

b. Beban Hidup Lalu Lintas (LL)

Beban hidup yang bekerja pada slab jembatan merupakan beban

lalu lintas kendaraaan. Berdasarkan AASHTO LRFD Bridge Design

Specification besarnya beban kendaraan dan jarak antar gandar dapat dilihat

pada gambar 5.6 di bawah ini.

Gambar 5.6. Beban Truk

77

c. Beban Hidup Pada Trotoar(PL)

Beban hidup yang bekerja pada trotoar dapat dilihat pada gambar

5.7 di bawah ini.

0.20

0.20

0.40

0.50

0.15

P = 14,6 kN

q = 3,6 kN/m

0.30

0.30

Gambar 5.7.Beban Hidup Pada Slab Trotoar

2. Perhitungan Momen yang Bekerja Pada Slab Jembatan

Perhitungan momen yang bekerja pada jembatan dilakukan dengan

menggunakan software SAP 2000. Kombinasi pembebanan yang digunakan

dalam perhitungan adalah sebagai berikut:

Gambar 5.8 di bawah ini menunjukkan gambar struktur slab

jembatan yang digunakan pada perhitungan SAP 2000.

Gambar 5.8. Struktur Slab Jembatan Perhitungan SAP 2000

78

Letak beban-beban yang bekerja pada slab jembatan dan hasil

perhitungan momen pada slab jembatan dapat dilihat pada bagian lampiran.

Momen yang dihasilkan:

Momen Positif (Daerah Lapangan) = 84,05 kN.m

Momen Negatif (Daerah Tumpuan) = 99,16 kN.m

3. Perhitungan Tulangan Slab Lantai Jembatan

Mutu beton, f’c = 30 MPa

Tegangan leleh baja, fy’ = 400 MPa

Faktor bentuk distribusi tegangan beton (β) = 0,85

Faktor reduksi kekuatan lentur = 0,9

Faktor reduksi kekuatan geser = 0,6

Ditinjau slab beton selebar = b = 1000 mm

Tebal slab = h = 300 mm

Tebal selimut beton = 40 mm

Jarak tulangan terhadap sisi luar beton = d’ = 40 + (0,5.16) = 48 mm

Panjang sisi pendek (Lx) = 2200 mm

Panjang bentang panjang jembatan (Ly) = 65000mm

Perhitungan tulangan slab jembatan =

(

)

(

)

Menggunakan Plat 1 Arah

79

a. TulanganPositif

Mu = 84,05 kN.m

Mu = 84,05 x 106N.mm

Tebal efektif slab (d) = h – d’ = 300 – 48 = 252 mm

( √

)

( √

)

Ternyata,

Sehingga rasio tulangan yang digunakan =

Luas tulangan pokok =

Dipakai tulangan diameter 16 mm =

⁄

Jarak tulangan yang diperlukan =

80

Luas tulangan yang diperlukan =

Jadi Dipakai Tulangan D 16 – 150 mm

b. Tulangan Negatif

Mu = 99,16 kN.m

Mu = 99,16 x 106 N.mm

Tebal efektif slab (d) = h – d’ = 300 – 48 = 252 mm

( √

)

( √

)

Ternyata,

Sehingga rasio tulangan yang digunakan =

Luas tulangan pokok =

81

Dipakai tulangan diameter 16 mm =

⁄

Jarak tulangan yang diperlukan =

Luas tulangan yang diperlukan =

Jadi Dipakai Tulangan D 16 – 150 mm

c. Tulangan Susut

Karena baja yang digunakan adalah BJTD-40, maka digunakan

rumus tulangan susut yang diperlukan sebagai berikut:

Dipakai tulangan diameter 13 mm

⁄

Jarak tulangan yang diperlukan =

82

Luas tulangan yang diperlukan =

Jadi Dipakai Tulangan Susut D 13 – 200 mm

Berdasarkan perhitungan, dipakai tulangan positif D16 – 150,

tulangan negatif D16 -150 dan tulangan susut D13 – 200. Gambar detail

penulangan slab lantai jembatan dapat dilihat pada gambar 5.9 di bawah ini

baik untuk bentang panjang maupun bentang pendek.

B

B

AA

D16 - 150

D13 -

200

D13 -

200

D16 - 150

D13 -

200

D13 -

200

D16 -

150

D16 -

150

D13 - 200

D13 - 200

D16 - 150

D16 - 150

300

300

POTONGAN B - B

POTONGAN A - A

Gambar 5.9. Detail Penulangan Slab Lantai Jembatan