Asistensi

1
MANUAL PERENCANAAN BETON BERTULANG UNTUK JEMBATAN
2
LATAR BELAKANG

• Dalam upaya meningkatkan SDM ditingkat pusat dan
  daerah, Direktorat Bina Teknik dalam hal ini
  SubDit PSP melakukan usaha pembinaan dengan
  melakukkan desiminasi produk2 standar, baik
  teknis maupun non teknis kepada pihak-pihak yang
  tekait.

3
MANUAL PERENCANAAN

• Buku Manual Perencanaan Struktur Beton Bertulang
  untuk Jembatan
• Perangkat Lunak/Software Desain Elemen Struktur
  Beton Bertulang.

4
PUSTAKA

• RSNI-2004 Tata Cara Perencanaan Struktur Beton
  Untuk Jembatan
• Standards Specification for Highway Bridges, 15th
  Edition, 1992, AASHTO
• Perencanaan Pembebanan Struktur Atas Jembatan
  mengikuti Bridge Design Manual BMS yang
  diterbitkan oleh Direktorat Jalan Raya,
  Departemen Pekerjaan Umum, Republik Indonesia,
  Desember 1992 (BMS)
• Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
  Bangunan Gedung, SKSNI 03-1726-2002.
• Tata Cara Perhitungan Strukur Beton Untuk
  Bangunan Gedung , SNI 03-2847-2002
• Uniform Building Code (UBC 1997)
• NEHRP, 1997
• Building Code Requirements for Reinforced
  Concrete, ACI 318-02
• Guide Specifications for Design and Construction
  of Segmental Concrete Bridges, 1989
• ATC, Improved Seismic Design Kriteria for
  California Bridges Provisional Recommendations,
  Applied Technology Council, Report ATC-32,
  Redwood City, California, 1996
• Bridge Engineering Handbook
• CEB-FIP Model Code for Creep and Shrinkage, 1992
• Caltrans Seismic Design Criteria version 1.2,
  Desember 2001.
• International Building Code, IBC 2000.

5
STRUKTUR JEMBATAN

• struktur atas jembatan (superstructure)
• struktur bawah jembatan (substructure)
• Fondasi

6
KOMPONEN STR. ATAS
PELAT
GELAGAR
DIAFRAGMA
7
STRUKTUR BAWAH

• Jenis pilar (pier)

Jenis pangkal
8
Bagan Elemen Struktur
9
Asumsi Perencanaan

• asumsi bahwa struktur direncanakan untuk menahan
  semua beban yang mungkin bekerja padanya.
• Beban bekerja dihitung berdasarkan Standar
  Pembebanan untuk Jembatan Jalan Raya (BMS atau
  SNI).
• Perencanaan beban angin dan gempa, dimana seluruh
  bagian struktur yang membentuk kesatuan
  direncanakan untuk menahan beban lateral total.
• Pertimbangan lain yaitu gaya prategang, beban
  crane, vibrasi, kejut susut, rangkak, perubahan
  suhu, perbedaan penurunan, dan beban-beban khusus
  lainnya yang mungkin bekerja.

10
Perencanaan Umum

• Umur rencana jembatan minimum 50 tahun. Namun
  untuk jembatan penting dan/atau berbentang
  panjang, atau yang bersifat khusus, disyaratkan
  umur rencana 100 tahun.
• Dasar Perencanaan
• Cara PBKT (Perencanaan Beban dan Kekuatan
  Terfaktor)
• Cara PBL (Perencanaan batas layan)

? R dampak dari ? Yi Q i
11
Faktor Reduksi, ?(RSNI 2004 Perencanaan Beton
Jembatan)

• Lentur 0,80
• Geser dan Torsi 0,70
• Aksial tekan
• dengan tulangan spiral 0,70
• dengan sengkang biasa 0,65
• Tumpuan beton 0,70

12
Panduan Perencanaan Pembebanan Rencana

• Perhitungan pembebanan rencana,
• mengacu pada BMS92 bagian 2 revisi SK.SNI
  T-02-2005, meliputi

• Beban Permanen

• Berat sendiri (baja tulangan, beton, tanah)
• Beban mati tambahan (aspal)
• Pengaruh penyusutan dan rangkak
• Tekanan tanah

• Beban lalu lintas

• Beban Lalu lintas Beban Lajur "D" ( UDL KEL)
  dan Beban Truk "T"
• Beban Rem
• Beban pejalan kaki
• Beban tumbuk pada fender jembatan

• Beban Pengaruh Lingkungan

• Beban perbedaan temperatur, Beban angin, Beban
  gempa
• Gaya aliran sungai, Hanyutan
• Tekanan hidrostatik dan gaya apung

• Beban Pengaruh Aksi-Aksi Lainnya

• Gesekan pada perletakan
• Beban pelaksanaan

13
Panduan Perencanaan Beban Lalu Lintas

• Beban Merata (UDL) L lt 30 meter, q 9.0
  kPa
• L gt 30 meter, q 9.0 x ( 0,5 15/L ) kPa

• Beban garis (KEL) P 49 kN/m, DLA 0.4 untuk
  L lt 50 m

• Beban Truk T T 500 kN, DLA 0.3

• Beban pejalan kaki P 5.33 - A / 30 kN/m2
  (10m lt L lt 100m)

• Beban tumbuk pada fender jembatan
• Pengaruh tumbukan kapal yang ditentukan oleh
  yang berwenang/pihak yang relevan

14
Panduan Perencanaan Beban Rem
BMS / Jalur
SK.SNI T-02-2005 / Lajur (2.75m)
Gaya Rem / lajur 2.75m (KBU)
15
Panduan Perencanaan Kombinasi Pembebanan (WSD)
16
Panduan Perencanaan Kombinasi Pembebanan (SLS)
17
Panduan Perencanaan Kombinasi Pembebanan (ULS)
18
Panduan Perencanaan Faktor Beban LFRD
19
METODA PERENCANAAN

• Tahapan Desain dengan bantuan flowchart
• Pencarian desain tulangan dgn bantuan tabel
• Pengecekan dgn Software Aplikasi Perencanaan
  Elemen Struktur Beton Bertulang untuk Jembatan.

Perencanaan Balok
20
Perencanaan Balok Tul. Tunggal
b
0.85fc
?cu 0.003
a/2
a
Cc
c
d
g.n.
?u
jd (d-a/2)
h
Mu
As
As
Ts As x fy
?s gt ?y
Kondisi keseimbangan.
Sederhanakan dgn membagi kedua sisi kiri dan
kanan pers. dgn bd2
Perencanaan Balok
21
TIPIKAL KERUNTUHAN BALOK

• Keruntuhan tarik (under-reinforced) ? tulangan
  baja leleh lebih dulu (daktail)
• Keruntuhan tekan (over-reinforced) ? beton
  hancur lebih dulu (regangan beton ?c mencapai ?cu
  0.003) sebelum tulangan baja leleh (getas)
• Keruntuhan berimbang (balanced) ? regangan
  beton ?c mencapai ?cu 0.003 bersamaan dengan
  lelehnya tulangan baja, ?s ?y 0.002

) Keruntuhan tekan sebaiknya dihindari karena
lebih getas dan tiba-tiba
Perencanaan Balok
22
Flow Chart Analisis Balok Tul. Tunggal
Ya
Tidak
Ya
Tidak
Tidak
Ya
Perencanaan Balok
23
Penyederhanaan Rumus
dimana Mn Mu/? ? ? fy/fc
Perencanaan Balok
24
Analisis Balok Menggunakan Tabel

• Tentukan mutu beton, fc dan mutu baja, fy
• Hitung rhoAs/bw.d
• Hitung Mu?Mnnilai tabel (Mu/bw.d2)bwd2
• Check ?Mn Mu rencana

Perencanaan Balok
25
Desain Balok Menggunakan Tabel

• Hitung momen,Mu dgn metoda analisis struktur
• Tentukan dimensi balok bw,d
• Tentukan mutu beton, fc dan mutu baja, fy
• Hitung Mu/(bwd)
• Rho tul. Lihat pd Tabel Lampiran A Manual
• As rho bw d

Perencanaan Balok
26
Rule of Thumb

• Dimensi Balok
• hb (mm) L/12 (mm)
• Contoh untuk L9 m -gt hb 750 mm.
• Terlalu besar, tapi ok sbg start awal untuk
  menghitung DL
• Cat Untuk desain, mulai dengan momen maksimum
  untuk pendimensian balok.
• Pilih b sebagai fungsi d
• b (0.45 to 0.65)(d)

Perencanaan Balok
27
Validasi Perhitungan
Mu/bd2
Perencanaan Balok
28
Perencanaan Balok Tulangan Ganda
Efek ditambahkan tulangan tekan

• Meningkatkan panjang lengan momen, jd2 gt (jd1) ,
  sehingga Mn gtgtgt
• Peningkatan momen nominal pengaruhnya tidak
  signifikan. (Mcgregor)

Alasan disediakan tulangan tekan

• Berfungsi mengurangi defleksi jangka panjang,.
• Meningkatkan daktilitas, hal ini penting untuk
  daerah gempa atau diperlukan redistribusi momen
  dalam desain.
• Merubah mode keruntuhan tekan menjadi tarik,
  dengan demikian keruntuhan getas dapat dihindari.
• Kemudahan fabrikasi. Khususnya dalam merangkai
  tulangan geser

Perencanaan Balok
29
Perencanaan Balok Tulangan Ganda

• Tinggi tekan beton, a
• Momen Nominal
• Mn Asfy(d-d) (As As) fy (d- a/2)
• Regangan tulangan tekan

Bila As diganti As r Ast, maka Mn
(Dasar analisis dgn tabel)
Perencanaan Balok
30
Perencanaan Balok Tulangan Ganda

• Lakukan langkah-langkah untuk mencari momen
  tulangan tunggal.
• Tentukan mutu beton, fc dan mutu baja, fy
• Hitung rhoAs/bw.d
• Hitung Mu?Mnnilai tabel (Mu/bw.d2)bwd2
• Check ?Mn Mu rencana
• Mencari faktor pengali momen tulangan tunggal
  (dalam langkah 1), Kvd
• Hitung momen nominal tulangan ganda, MnD

Perencanaan Balok
31
Contoh Balok Tul. Ganda
Material fc 35 MPa fy 400 MPa ?50 ?
Langkah 3 Mencari Nilai Kvd (LAmpiran B.4)
Langkah 1 Rasio tulangan
Langkah 2 Momen tulangan tunggal, Mns Dari tabel
lampiran A.4 diperoleh Mns 3.717 (MPa) b
d2 500.16 kN m
Langkah 4 Momen tulangan ganda, MnD MnD Mns
Kvd 500.16 1.051 525.668 kN m
32
BALOK T Semu dan Sebenarnya
Balok T Sebenarnya
Balok T Semu

• jika a (asumsi) hf, maka dianalisis sebagai
  balok T semu (balok persegi seperti gambar 4.9b),
  
• jika a (asumsi) gt hf , maka dianalisis sebagai
  balok T sebenarnya, seperti dapat dilihat pada
  gambar 4.9d

33
BALOK T TUL. TUNGGAL
Dari keseimbangan gaya, diperoleh tinggi tekan
beton, a
Momen Nominal, Mn Mn Ccw (d - 0.5 a) Ccf
(d-0.5hf)
34
FlowchartBalok T Tul. Tunggal
?
Perencanaan Balok
35
BALOK T TUL. GANDA
Dari keseimbangan gaya, diperoleh tinggi balok
desak beton , a adalah
tulangan tarik leleh jika
tulangan tekan leleh jika.
Momen Nominal, Mn Mn Ccw (d - 0.5 a) Ccf
(d-0.5hf) Ccs (d d)
36
FlowchartBalok T Tulangan Ganda
Perencanaan Balok
37
Konsep Dasar Kolom)

• Perbedaan dasar dari kolom dengan balok adalah
  bahwa pada kolom di samping momen pada penampang
  bekerja pula gaya aksial (bisa tekan bisa tarik)
• Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa
  biasanya arah dari beban momen bisa berbalik
  dan/atau berubah (uniaxial dan biaxial bending)
• Lain dari itu semua asumsi dan ketentuan dasar
  tetap sama dengan apa yang kita kenal berlaku
  pada balok yang mengalami beban luar berupa momen
  lentur.

38
PENAMPANG KOLOM
Penampang kolom yang dibebani momen dan aksial,
digambarkan sebagai berikut
Keseimbangan gaya pada centroid
Momen terhadap centroid penampang
39
DIAGRAM INTERAKSI
Diagram interaksi kolom secara umum dihitung dari
serangkaian distribusi regangan yang
berkorespondensi dalam penghitungan Pn dan Mn

• Harga kekuatan penampang bervariasi tergantung
  dari nilai dari salah satu beban luar yang
  bekerja ? untuk suatu nilai Nn1 tertentu akan
  didapat nilai Mn1 tertentu, dan sebaliknya untuk
  suatu nilai Mn2 yang lain akan didapat nilai Nn2
  yang lain

40
Contoh Diagram Interaksi Kolom Manual
41
Perencanaan Kolom Dengan Diagram Interaksi Manual

• Hitung beban terfaktor (Pu , Mu ) dan e untuk
  kombinasi beban yang relevan
• Pilih kasus yang berpotensi menjadi penentu
• Gunakan nilai estimasi h untuk menghitung ?h,
  e/h untuk kasus yang menentukan.
• Gunakan grafik yang sesuai ? target ?g
• Baca dalam diagram

? diperoleh Ag bh

• Lakukan juga untuk kasus-kasus lainnya yang
  menentukan
• Pilih dimensi kolom b dan h
• Jika dimensi terlalu berbeda dari nilai estimasi
  (step 3), hitung ulang ( e / h ) dan ulang
  kembali langkah 4 5. Revisi Ag jika
  diperlukan.
• Pilih tulangan baja , Ast ?g b h
• Gunakan dimensi aktual ukuran batang untuk
  mengecek semua kombinasi beban (gunakan grafik
  atau diagram interaksi).
• Rencanakan tulangan lateral selesaikan ?g

42
DESAIN KOLOM LANGSING
43
Faktor Panjang Efektif, k
44
TERIMA KASIH

• - Akhir Presentasi -