BANU ADHIBASWARA (10307056) Sidang Isi Tugas Akhir UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN BANU ADHIBASWARA (10307056) Sidang Isi Tugas Akhir PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN BAJA KOMPOSIT DENGAN PROFIL CASTELLATED BEAM

PENGERTIAN castellated beam adalah profil baja yang dibuat dengan cara memotong bagian badan dari baja profil I atau wide flange dengan pola gerigi gergaji di sepanjang bentang profil tersebut. Kemudian masing – masing bagian tersebut disambung dengan las di salah satu ujungnya sehingga dihasilkan penampang baru. Pemotongan dan pengelasan dilakukan di pabrik dimana menggunakan oxygen flame cutting dan semi automatic arc welding.

LATAR BELAKANG Perencanaan sebuah jembatan jalan raya. Tanggung Jawab perencana struktur selain keamanan dan kenyamanan adalah kebutuhan fungsional. Apek fungsional berkaitan dengan profil yang digunakan yaitu castellated beam (CB).

LATAR BELAKANG Kenapa Menggunakan Castellated Beam??? Castellated Beam Profil Baja Mn yang dihasilkan lebih besar Lubang dapat digunakan untuk ducting work. Memiliki nilai estetika Profil Lain Sesuai dengan bentang yang ada. Masih jarang digunakan dalam perencanaan jembatan

MAKSUD DAN TUJUAN Merencanakan struktur utama jembatan baja komposit dengan menggunakan CB yang aman, nyaman dan efisien dengan mengacu peraturan. Merencakan struktur atas jembatan yang bersesuaian. Merencanakan struktur bawah jembatan.

BATASAN MASALAH Pre-eliminary design. Merencanakan pelat lantai. Merencanakan balok induk. Merencanakan balok anak. Merencanakan bearing. Menghitung kestabilan abutment. Menghitung daya dukung pondasi. Membuat gambar rencana jembatan. Pre eliminary: layout, lebar, panjang bentang, sudut

METODE PERENCANAAN Perencanaan castellated beam menggunakan metode Allowable Stress Design (ASD) Kontrol dengan metode Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT) Perencanaan struktur atas dan struktur bawah yang bersesuaian menggunakan metode Beban dan Kekuatan Terfaktor (PBKT) Penggunaan ASD Pada prinsipnya castellated beam akan menaikkan kapasitas momen dari penampang oleh karena itu penggunaan metode PBKT untuk peninjauan kapsitas momen nominal tidak tepat. Yang perlu ditinjau adalah tegangan2 yang bekerja di lubang apakah melampaui tegangan izin atau tidak, oleh karena itu metode yang cocok digunakan adalah metode tegangan izin (ASD)

BEBAN YANG BEKERJA Beban Primer Beban mati Beban hidup Beban kejut Gaya akibat tekanan tanah Beban Sekuder Beban sandaran pejalan kaki Beban trotoar Beban angin Beban akibat perbedaan suhu Gaya rem dan Traksi

GEOMETRIK POLA POTONGAN Pada umunya, sudut yang diperbolehkan untuk merencanakan balok castellated berkisar 45° sampai 70°. Sudut ini telah memenuhi kekuatan tegangan geser sepanjang sumbu netral dari badan. Namun kebanyakan sudut yang digunakan dalam perencanaan adalah 45° dan 60°. Jarak (e) mungkin bervariasi untuk mendukung pekerjaan saluran (duct work) yang layak serta penempatan diafragma. Selain itu jarak (e) juga bervariasi bedasarkan kebutuhan jarak pengelasan yang sesuai antar lubang badan. Semakin panjang jarak (e), tegangan lentur pada penampang melintang yaitu penampang T akibat gaya geser akan meningkat pula.

KONSEP PERHITUNGAN bagian sayap pada profil memegang peranan yang sangat penting dalam menahan tegangan lentur, sehingga kehilangan luas pada badan akibat lubang tidak terlalu berpengaruh. Tegangan yang perlu dihitung yaitu tegangan lentur utama dan tegangan lentur sekunder serta tegangan geser.

KONSEP PERHITUNGAN Tegangan lentur utama adalah tegangan yang beraksi pada penampang dimana penampang T terbuka dimulai. Tegangan lentur sekunder adalah tegangan yang terjadi di bagian lubang yaitu penampang T, dimana akibat beban geser vertikal.

PERHITUNGAN LAS Tegangan lentur utama adalah tegangan yang beraksi pada penampang dimana penampang T terbuka dimulai. Tegangan lentur sekunder adalah tegangan yang terjadi di bagian lubang yaitu penampang T, dimana akibat beban geser vertikal. Bedasarkan tabel 4.1.1 [2.24] AWS untuk baja mutu 50 ksi menggunakan las dengan elektroda E70XX untuk tipe las SMAW (FEXX = 70 ksi) te = e = 8,5 in (las tipe groove) Rnw = 0,8 te (0,6 FEXX) = 0,8 x 8,5 x 0,6 x 70 = 285,6 kips/in tebal las = in = 0,93 in ≈ 1 cm Kontrol ketebalan pelat yang dibutuhkan (tebal web): Vn = Fy Ag = 0,9 x 50 x Ag Vn = Fu Ae = 0,75 x 65 x Ae Karena pengelasan tidak ada lubang , maka luas efektif bersih Ae sama dengan luas kotor Ag. Dengan demikian dari kedua persamaan tersebut dapat terlihat bahwa 0,9(50) < 0,75(65), sehingga: Ag = in2 Tbl pelat = in < tw = 0,515 in (Oke!!)

FLOWCHART PERENCANAAN Mulai Estimasi balok castellated yang akan digunakan bedasarkan section modulus (Sg) pada momen maksimum. Sg = M maks / Fb 2 Asumsikan rasio ketinggian profil CB (K1) setelah dan sebelum difabrikasi (profil WF). K1 = dg / db Coba WF yang direncanakan bedasarkan Sb: Sb = Sg / K1 A

FLOWCHART PERENCANAAN Tentukan tinggi lubang (h) dan jarak lubang dari bagian atas (dT). 1 Hitung tegangan geser maksimum sepanjang sumbu netral penampang web balok. Cari jarak pemisah antar lubang (e). B

FLOWCHART PERENCANAAN B Hitung properties dari castellated beam Cek tegangan : N 1 Y Cek momen: Mu < Mn N 2 Y C

FLOWCHART PERENCANAAN Cek web buckling akibat gaya geser horisontal: N Y Pasang pengaku baji Selesai

HASIL PERHITUNGAN Castellated beam menggunakan WF 24 x 94 dengan profil potongan yaitu sebagai berikut: e = 8,5 in = 21,59 cm b = 10 in = 25,4 cm h = 10 in = 45 ͦ dg = 87,15 cm dT = 18,17 cm

KESIMPULAN Penampang castellated beam layak untuk dijadikan profil pada balok induk jembatan baja komposit, karena pada perencanaan jembatan ini dihasilkan struktur jembatan yang aman, nyaman dan efisien.

KESIMPULAN Jembatan dikatakan aman karena tegangan – tegangan dan momen ultimit yang terjadi pada penampang balok kurang dari tegangan izin serta momen nominal yang ada. Tegangan geser: = 15686,862 psi < 16386,179 psi Tegangan lentur sekunder di lubang dekat perletakan: = 17354,931 psi < 28136,714 psi Tegangan lentur utama di tengah bentang: = 27947,913 psi < 28136,714 psi = 29969,127 psi < 30000 psi Momen nominal: Mn = 333157,045 kg.m > 167885,05 kg.m

KESIMPULAN Jembatan dikatakan nyaman karena lendutan yang terjadi kurang dari lendutan yang disyaratkan, dimana lendutan yang terjadi yaitu 0,812 cm kurang dari 2 cm.

KESIMPULAN Jembatan dikatakan efisien karena: Momen nominal dari profil WF yang diubah yang lebih tinggi daripada profil WF biasa sehingga berpengaruh terhadap berat menjadi lebih ringan. Lubang yang ada sepanjang bentang castellated beam dapat dimanfaatkan untuk pekerjaan ducting seperti pemipaan drainase jalan, kabel listrik atau utilitas jembatan lain.

KESIMPULAN Ducting Persegi = 30 cm x 30 cm Ducting Persegi panjang = 21 cm x 50cm Ducting Lingkaran (Pipa) = Ø 30 cm

KESIMPULAN KRITERIA MOMEN NOMINAL WF 24 x 94 181362,573 kg.m Castellated beam 333157,045 kg.m Presentase 183 %

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

GAMBAR

SELESAI TERIMA KASIH