ANALISA JEMBATAN COMPOSITE.pdf

5/19/2018 ANALISA JEMBATAN COMPOSITE.pdf

1/82

Lea Christina Sembiring : Analisa Jembatan Composite Gelagar Kayu LantaiBeton, 2010

ANALISA JEMBATAN COMPOSITE

GELAGAR KAYU LANTAI BETON

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi

syarat untuk menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh

070 424 004

LEA CHRISTINA SEMBIRING

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009


2/82


LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA JEMBATAN COMPOSITEGELAGAR KAYU LANTAI BETON

Disusun Oleh:

070 424 004

LEA CHRISTINA SEMBIRING

Disetujui Oleh:

Dosen Pembimbing

NIP.19520901 198112 1 001

Ir. Sanci Barus, MT

Dosen Penguji Dosen Penguji Dosen Penguji

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan Ir. Besman Surbakti,MT Ir. Syahrir ArbeynSiregar

NIP.19561224 198103 1 002 NIP.19541012 198003 1 004 NIP.19490928 198103 1

001

Koordinator PPE Mengetahui/Menyetujui

Departemen Teknik Sipil FT USU Ketua Departemen Teknik Sipil

Ir. Faizal Ezeddin, MS____

NIP. 19490713 198003 1 001 NIP. 19561224 198103 1 002

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan


3/82


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah

melimpahkan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

penyusunan laporan Tugas Akhir ini sebagai salah satu syarat dalam menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Medan.

Adapun judul tugas ini adalah ANALISA JEMBATAN COMPOSITE

GELAGAR KAYU LANTAI BETON agar kita dapat mengetahui besarnya

beban yang bekerja pada jembatan dan kuat lentur komposit beton-kayu.

Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Hal

ini dikarenakan keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penulis miliki.

Sehubungan dengan hal tersebut, dengan segala kerendahan hati penulis

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca guna

perbaikan dari laporan ini.

Laporan ini terwujud berkat bantuan, bimbingan , serta petunjuk dari

berbagai pihak. Maka dari itu penulis menghaturkan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Sanci Barus, MT, sebagai Pembimbing yang telah banyak

membimbing penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik

Sipil Universitas Sumatera Utara..

3. Bapak Ir. Faizal Ezeddin, MS selaku Koordinator Program Pendidikan

Sarjana Ekstension Fakutas Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.


4/82


4. Bapak Ir. Teruna Jaya , MSc, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil

Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak dan Ibu Dosen yang mendidik kami selama perkuliahan.

6. Orang tua tercinta dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa dan

restunya serta membangkitkan semangat penulis hingga tugas akhir ini

selesai.

7. Handai taulan, rekan mahasiswa-i dan semua pihak yang tidak dapat kami

sebut satu persatu yang turut memberikan dorongan dalam menyelesaikan

tulisan ini.

Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Desember 2009

Hormat saya,

Penulis

NIM : 070 424 004

Lea Christina Sembiring


5/82


ABSTRAK

Jembatan adalah sarana transportasi yang menghubungkan dua bagianjalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam,alur sungai, saluran irigasi dan pembuang, jalan yang melintang tidak sebidang,dan lain-lain.

Salah satu jenis jembatan adalah jembatan komposit. Biasanya jembatankomposit yang banyak digunakan sebagai konstruksi jembatan adalah memakaigelagar baja. Dalam tugas akhir ini mengambil judul Analisa Jembatan KompositGelagar Kayu Lantai Beton dengan perantara alat sambung geser ,sehinggamampu bereaksi terhadap beban kerja sebagai satu kesatuan.

Maksud dari perencanaan jembatan ini adalah untuk menentukan fungsistruktur secara tepat, dan bentuk yang sesuai, efisien serta mempunyai fungsiestetika. Dalam hal ini penting pula bagi kita bila sebelum melakukan analisis

perhitungan struktur jembatan untuk mencermati beban-beban yang akan bekerjadisesuaikan dengan peraturan yang berlaku.

Pengetahuan akan teknik jembatan dan pengalaman praktis di lapanganjuga memiliki nilai masukan yang sangat berarti. Sesederhana apapun strukurdalam perencanaan dan pembuatannya perlu memperhatikan ilmu gaya(mekanika), beban yang bekerja, kelas jembatan beserta peraturan teknis dansyarat-syarat kualitas (checking).

Dari hasil analisa dan perhitungan jembatan komposit ini akan diperoleh

beban maksimal yang dapat ditahan oleh balok komposit kayu beton, teganganlentur yang terjadi akibat adanya beban maksimum , dan juga untuk mengetahui

besarnya lendutan.Kata kunci: Komposit Kayu Beton, Penghubung Geser, dan Pembebanan yang

disesuaikan dengan peraturan yang berlaku yakni StandarPembebanan Untuk Jembatan R-SNI T- 02- 2005.


6/82


DAFTAR NOTASI

= Tegangan (kg/cm2)

= Tegangan izin (kg/cm2)

= Tegangan geser (kg/cm2)

L = Panjang bentang (m)

B = Lebar lantai kendaraan(m)

beff = Lebar efektif (cm)

beq = Lebar equivalent (cm)

tb = Tebal plat beton (cm)

Mbs = Momen akibat berat sendiri (ton meter)

Mbg = Momen akibat muatan bergerak (ton meter)

Mbt = Momen akibat beban tambahan (ton meter)

W = Tahanan momen (cm3)

Ix = Inersia tampang (cm4)

Ew = Modulus elastisitas kayu (kg/cm2)

Ec = Modulus elastisitas beton (kg/cm2)

n = Rasio modulus elastisitas

D = Gaya lintang (kg)

M = Momen (kg cm)

S = Statis Momen (cm3)

bw = Lebar penampang kayu (cm)

hw = Tinggi penampang kayu (cm)

N = Jumlah penghubung geser


7/82


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kelas Kekuatan Kayu ... ......................... 16

Tabel 2.2 Tegangan yang diperkenankan untuk kayu............................ 17

Tabel 2.3 Modulus Kekenyalan Kayu . ... 19

Tabel 2.4 Harga tegangan leleh 24

Tabel 2.5 Nilai Faktor Air Semen ................................27

Tabel 2.6 Nilai-nilai Slump...............................32

Tabel 2.7 Kelas dan mutu beton .. 33

Tabel 2.8 Berat isi untuk beban mati ... 44

Tabel 2.9 Jumlah jalur lalu lintas rencana 45

Tabel 2.10 Modulus Elastisitas Young (E) dan Koefisien Panjang ..49


8/82


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hubungan tegangan regangan untuk uji tarik pada baja lunak 22

Gambar 2.2 Penentuan Tegangan Leleh . 24

Gambar 2.3 Grafik Faktor Air Semen .30

Gambar 2.4 Kurva tegangan regangan untuk beton dalam tekan 33

Gambar 2.5 Hubungan antara beban, geser dan diagram momen .. 37

Gambar 2.6 a. Pembebanan struktur 38

Gambar 2.6 b. Diagram gaya lintang balok 38

Gambar 2.7 a. Distribusi tegangan geser balok untuk bentang38

Gambar 2.7 b. Nilai gaya geser pada zone 1 dan zone 2 38

Gambar 2.8 Penampang Lantai Komposit Kayu-Beton Type Balok T... 40

Gambar 2.9 Garis Netral Tampang . 42

Gambar 2.10 Bagan Alir Untuk Perencanaan Jembatan. 43

Gambar 2.11 Distribusi beban D yang bekerja pada jembatan... 46

Gambar 2.12 Penyebaran pembebanan pada arah melintang . 47

Gambar 2.13 Distribusi beban pada gelagar memanjang dan melintang 52

Gambar 3.1 Penampang Melintang Jembatan 56

Gambar 3.2 Garis Netral sebelum dan setelah terjadi aksi komposit.. 57

Gambar 3.3 Tampak Atas Shear Connector Baut Arah Memanjang.. 63

Gambar 3.4 Tampak Depan Shear Connector Baut 63

Gambar 3.5 Tampak Atas Shear Connector Paku Arah Memanjang. 66

Gambar 3.6 Tampak Depan Shear Connector Paku 66

Gambar 3.7 Penulangan Pada Pelat .69


9/82


DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN i

KATA PENGANTAR . ii

ABSTRAK iv

DAFTAR NOTASI... v

DAFTAR TABEL. vi

DAFTAR GAMBAR .................................................................... vii

DAFTAR ISI ... viii

BAB I. PENDAHULUAN . 1

1.1 Umum . 1

1.2 Latar Belakang dan Permasalahan . 4

1.3 Tujuan 4

1.4 Pembatasan Masalah .. 4

1.5 Metodologi.. 7

BAB II. STUDI KEPUSTAKAAN 8

2.1 Sifat Bahan Struktur 8

2.1.1 Sifat Bahan Kayu 8

2.1.1.1 Pengenalan Sifat-Sifat Kayu .. 9

2.1.1.2 Tegangan-tegangan yang diperkenankan 17

2.1.2 Sifat Bahan Baja. 20

2.1.2.1 Baja Tulangan .... 25

2.1.3 Sifat Bahan Beton .. 28

2.1.4 Sifat Bahan Komposit . 34

2.2 Penghubung Geser (Shear Connector) . 36

2 3. Analisis Balok Komposit Beton dan Kayu 39

2.3.1 Lebar Efektif 40

2.3.2 Rasio Modular(n) dan Lebar Eqivalen (beq) .. 41

2.3.3 Garis Netral Tampang Balok ...................... 42

2.4 Peraturan Pembebanan Jembatan 43


10/82


2.4.1 Persyaratan.. 43

2.4.2 Beban Mati . 43

2.4.3 Beban Hidup ... 45

2.4.3.1 Lantai Kendaraan dan jalur lalu lintas . 45

2.4.3.2 Beban D ... 46

2.4.3.3 Beban T. 48

2.4.4 Beban Kejut . 49

2.5 Gelagar (Rasuk) .. 50

2.6 Lantai Kendaraan 51

2.7 Tiang Sandaran dan Trotoar 53BAB III. PEMBAHASAN . 54

3.1 Pendahuluan ... 54

3.2 Batasan Stabilitas 54

3.3 Contoh Analisis Perancangan Jembatan . 55

BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN 70

4.1Kesimpulan .... 70

4.2 Saran ... 71

DAFTAR PUSTAKA... 72


11/82


BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Umum

Jembatan mempunyai arti penting bagi setiap orang. Akan tetapi

tingkat kepentingannya tidak sama bagi tiap orang, sehingga menjadi suatu

bahan studi yang menarik. Jembatan adalah suatu konstruksi yang gunanya

untuk meneruskan jalan melalui suatu rintangan yang berada lebih rendah.

Rintangan ini biasanya jalan lain (jalan air atau jalan lalu lintas biasa). Jika

jembatan itu berada diatas jalan lalu lintas dinamakan viaduct.

Konstruksi jembatan dapat diklasifikasikan berdasarkan aspek yang

berbeda, seperti jenis material dari konstruksi (beton, kayu, baja, komposit,

dan lain-lain); bentuk struktur (rangka, gelagar, dinding penuh, dan lain-lain);

tipe perletakan (gelagar sederhana, overhang, menerus, dan lain-lain); lalu

lintas kendaraan (jembatan jalan raya, jembatan kereta api, dan lain-lain);

letak lantai kendaraan (lantai di atas, lantai di bawah, lantai di tengah atau

kombinasi ketiganya); jembatan permanen atau sementara; dapat atau tidak

dapat digerakkan dan sebagainya.

Terlepas dari pengklasifikasian tersebut diatas, adapun bentuk-bentuk

dari konstruksi jembatan umumnya dapat kita bedakan :

1. Bangunan bawah, ialah bagian-bagian yang menjadi penupang dan

dasar dari bangunan atas, yaitu kepala jembatan, tiang-tiang dan

pemikul jembatan. Beban-beban diteruskan oleh bangunan bawah ke


12/82


tanah bawah. Bahan-bahannya adalah kayu, batu atau beton, sekali-

kali baja. Kadang-kadang pancang-pancangnya merupakan satu

kesatuan dengan konstruksi yang langsung mendukung lalu lintas,

sehingga yang termasuk bangunan bawah tinggal terbatas pada

landasan dari titik tumpu.

2. Bangunan atas yang pada umumnya terdiri atas:

a.Gelagar-gelagar induk, terbentang dari t itik tumpu ketitik tumpu

b.Konstruksi tumpuan diatas pangkal jembatan kuk atau pancang

c.Konstruksi dari lantai kendaraan dengan apa yang diperlukan

untuk itu pemikul lintang dan pemikul memanjang yang

disambung dengan gelagar-gelagar induk.

Bangunan atas menerima beban dari lalu lintas, kadang-kadang

dengan tambahan banting dan tekanan angin, dan diteruskan pada

bangunan bawah, ditambah dengan berat konstruksinya.

Suatu bagian struktur komposit adalah terdiri dari dua jenis bahan yang

berbeda, yang bekerja secara parallel dengan menumpu sebuah beban. Semua

bagian struktur beton yang diberi penulangan merupakan komposit dari beton

dan baja yang bekerja sama untuk menahan tegangan-tegangan lentur pada

balok dan kolom. Di daerah perkotaan biasanya sering kita jumpai jembatan

komposit dengan gelagar baja yang dihubungkan dengan shear connector

untuk memikul beban yang bekerja. Pada kesempatan ini, penulis ingin

menganalisa suatu jembatan komposit gelagar kayu.

Ada tiga jenis bahan utama yang digunakan dalam konstruksi

bangunan ini yaitu kayu, baja dan beton. Dari masing-masing bahan


13/82


bangunan tersebut mempunyai kelebihan-kelebihan tersendiri yang tidak

dimiliki oleh bahan lain. Kelebihan pada kayu yaitu ringan, mudah dikerjakan

dan harga relatif murah. Kelebihan pada baja yaitu mempunyai kuat tarik yang

tinggi dan kelebihan pada beton yaitu mempunyai kuat tekan yang tinggi.

Untuk memanfaatkan kelebihan-kelebihan tersebut maka dibuat perpaduan

pada ketiga jenis bahan bangunan yaitu menjadi balok komposit dengan

gelagar kayu. Dengan demikian dapat diperoleh sifat gabungan yang lebih

baik dari komponen penyusunnya. Berat jenis kayu lebih ringan bila

dibanding baja ataupun beton. Ditinjau dari segi struktur, kayu cukup baik

dalam menahan gaya tarik, tekan dan lentur. Ditinjau dari segi arsitektur,

bangunan kayu mempunyai nilai estetika yang tinggi.

Ketersediaan bahan kayu akan sangat terkait erat dengan potensi hutan

di suatu wilayah. Seperti halnya Indonesia yang memiliki cukup luas hutan

tropis tentunya akan sangat menunjang dalam proses konstruksi jembatan dari

kayu. Elemen kayu biasanya mempunyai potongan melintang berbentuk

persegi sehingga paling mudah untuk dianalisis. Jembatan dari kayu hampir

tidak pernah digunakan, kecuali sebagai perancah dan sebagai jembatan

sementara. Pada umumnya jembatan dari kayu digunakan untuk lalu lintas

biasa pada bentangan kecil/sederhana. Untuk jembatan berat dengan bentang

yang sangat panjang, tentunya jembatan dari kayu sudah tidak ekonomis lagi

karena dibatasi oleh panjang dan kemampuan bahan.

Sebelum melakukan analisis perhitungan struktur jembatan seorang

perencana harus mencermati beban-beban yang akan bekerja yang disesuaikan

dengan peraturan yang berlaku . Di Indonesia peraturan tentang pembebanan


14/82


jembatan jalan raya telah dikemas dalam Standar Pembebanan Untuk

Jembatan R-SNI T- 02- 2005.

1.2Latar Belakang dan Permasalahan

Menempatkan jembatan, pertama-tama harus diingat tentang keamanan

lalu lintas karena jembatan yang dibikin untuk keperluan lalu lintas dan

bukan asal ada jembatan saja. Biasanya penggunaan jembatan dari kayu ini

banyak terdapat didaerah pedesaan karena lalu lintasnya yang masih sedikit

terutama bagi yang memiliki kendaraan, dalam laporan ini penulis ingin

menganalisa jembatan komposit gelagar kayu lantai beton agar kita dapat

memprediksi cara struktur menahan beban dengan membahas gaya-gaya

yang alami yang bekerja pada strukur tersebut.

1.3

Tujuan

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah agar kita mengetahui

bagaimana menganalisa atau mendesain suatu struktur jembatan komposit

dengan gelagar kayu lantai beton oleh karena itu kita harus dapat memastikan

suatu tingkat keamanan agar tidak terjadi kegagalan dalam struktur.

1.4

Pembatasan Masalah

Pada bagian pendahuluan secara umum telah disinggung jenis

jembatan yang akan dibahas. Tetapi mengingat parameter-parameter yang

harus diperhitungkan sehingga diperlukan beberapa batasan sebagai berikut:


15/82


1.Konstruksi jembatan ditumpu diatas dua perletakan dengan panjang bentang

dan gelagar jembatan berupa bahan kayu yang akan mendukung semua

beban yang bekerja.

2. Lantai kendaraan terbuat dari beton.

3.Jenis kayu yang dipakai untuk gelagar adalah kayu damar laut, dimana

termasuk dalam kayu kelas I menurut PKKI 1961 yang memiliki berat jenis

0.96 gr/cm3;lt=150kg/cm2 ;tk //=130 kg/cm

2;tk= 40 kg/cm2;//=20 kg/cm2.

4.Penghubung Geser/Shear Connectordengan menggunakan baut/paku.

5.Adapun beban-beban yang bekerja/muatan yang disesuaikan dengan

peraturan yang berlaku adalah:

- Beban Primer:

1.Beban mati

Dalam menentukan besarnya beban mati tersebut, harus digunakan berat

isi untuk bahan- bahan bangunan tersebut,antara lain:

Beton bertulang 2,50 t/m3

Kayu .. 1,00 t/m3

2.Beban hidup

Beban hidup pada jembatan dinyatakan dalam dua macam, yaitu :

- beban D atau beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu

lintas yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar q ton per meter

panjang perjalur dan beban garis P ton per jalur lalu lintas tersebut.

- Beban T yang merupakan beban terpusat untuk lantai kendaraan.

- Beban pada trotoir, kerb dan sandaran .


16/82


Konstruksi trotoir harus diperhitungkan terhadap beban hidup sebesar

500 kg/m2

Kerb yang terdapat pada tepi-tepi lantai kendaraan harus diperhitungkan

untuk dapat menahan satu beban horizontal ke arah melintang jembatan

sebesar 500 kg/m yang bekerja pada puncak kerb yang bersangkutan

pada tinggi 25 cm diatas permukaan lantai kendaraan apabila kerb yang

bersangkutan lebih tinggi 25 cm,

Tiang-tiang sandaran pada tepi trotoir harus diperhitungkan untuk dapat

menahan beban horizontal sebesar 100kg/m, yang bekerja pada tinggi

90 cm diatas lantai trotoir.

3.Beban kejut

Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran-getaran dan

pengaruh-pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban garis

P harus dikalikan dengan koefisien kejut yang akan memberikan hasil

maksimum, sedangkan beban merataqdan beban T tidak dikalikan

dengan koefisien kejut.

- Beban Sekunder, terdiri dari : beban angin, gaya akibat perbedaan suhu

karena adanya perubahan bentuk akibat perbedaan suhu antara bagian-

bagian jembatan, gaya rem, gaya akibat gempa.

- Beban khusus, terdiri dari gaya sentrifugal, gaya dan beban selama

pelaksanaan.


17/82


1.5

Metodologi

Metodologi yang dipergunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah

dengan menggunakan literatur yang berhubungan dengan perencanaan

jembatan komposit gelagar kayu lantai beton dengan cara penghitungan

beban-beban yang bekerja dan tegangan-tegangan yang terjadi sehingga kita

dapat membatasi tegangan yang bekerja yang disebabkan oleh beban aktual

sejauh tegangan yang diijinkan.

Tiang sandaran

trotoir

Gelagar Kayu

Tebal lantai beton

B (lebar lantai kendaraan)

Gambar: Penampang Melintang Jembatan Composite

aspal


18/82


BAB II

STUDI KEPUSTAKAAN

2.1 Sifat Bahan Struktur

Ada tiga jenis bahan utama yang digunakan dalam konstruksi

bangunan yaitu kayu, baja dan beton. Dari masing-masing bahan bangunan

tersebut mempunyai kelebihan-kelebihan tersendiri yang tidak dimiliki oleh bahan

lain. Kelebihan pada kayu yaitu ringan, mudah dikerjakan dan harga relatif

murah. Kelebihan pada baja yaitu mempunyai kuat tarik yang tinggi dan

kelebihan pada beton yaitu mempunyai kuat tekan yang tinggi.

Untuk memanfaatkan kelebihan-kelebihan tesebut maka dibuat

perpaduan ketiga jenis bahan bangunan yaitu menjadi balok komposit baja beton

dengan gelagar kayu. Dengan demikian kita perlu mengetahui sifat-sifat yang

umum dari bahan struktur yang dimaksud.

2.1.1 Sifat bahan kayu

Kayu mempunyai kuat tarik dan kuat tekan relatif tinggi dan berat

yang relatif rendah, mempunyai daya tahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan

listrik, dapat dengan mudah dikerjakan, relatif murah, dapat mudah diganti dan

bisa didapat dalam waktu singkat (Felix,1965).

Dalam kehidupan kita sehari-hari, kayu merupakan bahan yang sangat sering

dipergunakan untuk tujuan penggunaan tertentu. Terkadang sebagai barang

tertentu, kayu tidak dapat digantikan dengan bahan lain karena sifat khasnya. Kita


19/82


sebagai pengguna dari kayu yang setiap jenisnya mempunyai sifat-sifat yang

berbeda, perlu mengenal sifat-sifat kayu tersebut sehingga dalam pemilihan atau

penentuan jenis untuk tujuan penggunaan tertentu harus betul-betul sesuai dengan

yang kita inginkan. Berikut ini diuraikan sifat-sifat kayu (fisik dan mekanik) serta

macam penggunaannya.

2.1.1.1 Pengenalan Sifat-Sifat Kayu

Kayu merupakan hasil hutan yang mudah diproses untuk dijadikan

barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat yang

tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pemilihan dan penggunaan kayu untuk

suatu tujuan pemakaian, memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu. Sifat-

sifat ini penting sekali dalam industri pengolahan kayu sebab dari pengetahuan

sifat tersebut tidak saja dapat dipilih jenis kayu yang tepat serta macam

penggunaan yang memungkinkan, akan tetapi juga dapat dipilih kemungkinan

penggantian oleh jenis kayu lainnya apabila jenis yang bersangkutan sulit didapat

secara kontinu atau terlalu mahal.

Kayu berasal dari berbagai jenis pohon yang memiliki sifat-sifat yang

berbeda-beda. Bahkan dalam satu pohon, kayu mempunyai sifat yang berbeda-

beda. Dari sekian banyak sifat-sifat kayu yang berbeda satu sama lain, ada

beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis kayu yaitu :

1. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam - macam dan

susunan dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan

hemi selulosa (karbohidrat) serta lignin (non karbohidrat).


20/82


2. Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang

berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, radial dan

tangensial).

3. Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap

atau melepaskan kadar air (kelembaban) sebagai akibat perubahan

kelembaban dan suhu udara disekelilingnya.

4. Kayu dapat diserang oleh hama dan penyakit dan dapat terbakar terutama

dalam keadaan kering.

A. Sifat Fisik Kayu

1. Berat dan Berat Jenis

Berat suatu kayu tergantung dari jumlah zat kayu, rongga sel, kadar air dan

zat ekstraktif didalamnya. Berat suatu jenis kayu berbanding lurus dengan

BJ-nya. Kayu mempunyai berat jenis yang berbeda-beda, berkisar antara

BJ minimum 0,2 (kayu balsa) sampai BJ 1,28 (kayu nani). Umumnya

makin tinggi BJ kayu, kayu semakin berat dan semakin kuat pula.

2. Keawetan

Keawetan adalah ketahanan kayu terhadap serangan dari unsur-unsur

perusak kayu dari luar seperti jamur, rayap, bubuk dll. Keawetan kayu

tersebut disebabkan adanya zat ekstraktif didalam kayu yang merupakan

unsur racun bagi perusak kayu. Zat ekstraktif tersebut terbentuk pada saat

kayu gubal berubah menjadi kayu teras sehingga pada umumnya kayu

teras lebih awet dari kayu gubal.


21/82


3. Warna

Kayu yang beraneka warna macamnya disebabkan oleh zat pengisi warna

dalam kayu yang berbeda-beda.

4. Tekstur

Tekstur adalah ukuran relatif sel-sel kayu. Berdasarkan teksturnya, kayu

digolongkan kedalam kayu bertekstur halus (contoh: giam, kulim dll),

kayu bertekstur sedang (contoh: jati, sonokeling dll) dan kayu bertekstur

kasar (contoh: kempas, meranti dll).

5. Arah Serat

Arah serat adalah arah umum sel-sel kayu terhadap sumbu batang pohon.

Arah serat dapat dibedakan menjadi serat lurus, serat berpadu, serat

berombak, serta terpilin dan serat diagonal (serat miring).

6. Kesan Raba

Kesan raba adalah kesan yang diperoleh pada saat meraba permukaan

kayu (kasar, halus, licin, dingin, berminyak dll). Kesan raba tiap jenis

kayu berbeda-beda tergantung dari tekstur kayu, kadar air, kadar zat

ekstraktif dalam kayu.

7. Bau dan Rasa

Bau dan rasa kayu mudah hilang bila kayu lama tersimpan di udara

terbuka. Beberapa jenis kayu mempunyai bau yang merangsang dan untuk

menyatakan bau kayu tersebut, sering digunakan bau sesuatu benda yang

umum dikenal misalnya bau bawang (kulim), bau zat penyamak (jati), bau


22/82


kamper (kapur) dsb.

8. Nilai Dekoratif

Gambar kayu tergantung dari pola penyebaran warna, arah serat, tekstur,

dan pemunculan riap-riap tumbuh dalam pola-pola tertentu. Pola gambar

ini yang membuat sesuatu jenis kayu mempunyai nilai dekoratif.

9. Higroskopis

Kayu mempunyai sifat dapat menyerap atau melepaskan air. Makin

lembab udara disekitarnya makin tinggi pula kelembaban kayu sampai

tercapai keseimbangan dengan lingkungannya. Dalam kondisi

kelembaban kayu sama dengan kelembaban udara disekelilingnya disebut

kandungan air keseimbangan (EMC =Equilibrium Moisture Content).

10.Sifat Kayu terhadap Suara, yang terdiri dari :

a. Sifat akustik, yaitu kemampuan untuk meneruskan suara berkaitan

erat dengan elastisitas kayu.

b. Sifat resonansi, yaitu turut bergetarnya kayu akibat adanya

gelombang suara. Kualitas nada yang dikeluarkan kayu sangat baik,

sehingga kayu banyak dipakai untuk bahan pembuatan alat musik

(kulintang, gitar, biola dll).

11.Daya Hantar Panas

Sifat daya hantar kayu sangat jelek sehingga kayu banyak digunakan untuk

membuat barang-barang yang berhubungan langsung dengan sumber

panas.


23/82


12.Daya Hantar Listrik

Pada umumnya kayu merupakan bahan hantar yang jelek untuk aliran

listrik. Daya hantar listrik ini dipengaruhi oleh kadar air kayu. Pada kadar

air 0 %, kayu akan menjadi bahan sekat listrik yang baik sekali, sebaliknya

apabila kayu mengandung air maksimum (kayu basah), maka daya

hantarnya boleh dikatakan sama dengan daya hantar air.

B. Sifat Mekanik Kayu

1. Keteguhan Tarik

Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya-gaya yang

berusaha menarik kayu. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tarik yaitu :

a. Keteguhan tarik sejajar arah serat dan

b. Keteguhan tarik tegak lurus arah serat.

Kekuatan tarik terbesar pada kayu ialah keteguhan tarik sejajar arah

serat. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil daripada

kekuatan tarik sejajar arah serat.

2. Keteguhan tekan / Kompresi

Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan kayu untuk menahan

muatan/beban. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan tekan yaitu :

a. Keteguhan tekan sejajar arah serat dan

b. Keteguhan tekan tegak lurus arah serat.

Pada semua kayu, keteguhan tegak lurus serat lebih kecil daripada

keteguhan kompresi sejajar arah serat.


24/82


3. Keteguhan Geser

Keteguhan geser adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang

membuat suatu bagian kayu tersebut turut bergeser dari bagian lain di

dekatnya. Terdapat 3 (tiga) macam keteguhan yaitu :

a. Keteguhan geser sejajar arah serat

b. Keteguhan geser tegak lurus arah serat dan

c. Keteguhan geser miring

Keteguhan geser tegak lurus serat jauh lebih besar dari pada keteguhan

geser sejajar arah serat.

4. Keteguhan lengkung (lentur)

Keteguhan lengkung/lentur adalah kekuatan untuk menahan gaya-gaya

yang berusaha melengkungkan kayu atau untuk menahan beban mati

maupun hidup selain beban pukulan. Terdapat 2 (dua) macam keteguhan

yaitu :

a. Keteguhan lengkung statik, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang

mengenainya secara perlahan-lahan.

b. Keteguhan lengkung pukul, yaitu kekuatan kayu menahan gaya yang

mengenainya secara mendadak.

5. Kekakuan

Kekakuan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk atau

lengkungan. Kekakuan tersebut dinyatakan dalam modulus elastisitas.


25/82


6. Keuletan

Keuletan adalah kemampuan kayu untuk menyerap sejumlah tenaga yang

relatif besar atau tahan terhadap kejutan-kejutan atau tegangan-tegangan

yang berulang-ulang yang melampaui batas proporsional serta

mengakibatkan perubahan bentuk yang permanen dan kerusakan sebagian.

7. Kekerasan

Kekerasan adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya yang membuat

takik atau lekukan atau kikisan (abrasi). Bersama-sama dengan keuletan,

kekerasan merupakan suatu ukuran tentang ketahanan terhadap pengausan

kayu.

8. Keteguhan Belah

Keteguhan belah adalah kemampuan kayu untuk menahan gaya-gaya yang

berusaha membelah kayu. Sifat keteguhan belah yang rendah sangat baik

dalam pembuatan sirap dan kayu bakar. Sebaliknya keteguhan belah yang

tinggi sangat baik untuk pembuatan ukir-ukiran (patung). Pada umumnya

kayu mudah dibelah sepanjang jari-jari (arah radial) dari pada arah

tangensial.

Ukuran yang dipakai untuk menjabarkan sifat-sifat kekuatan kayu atau

sifat mekaniknya dinyatakan dalam kg/cm2. Faktor-faktor yang

mempengaruhi sifat mekanik kayu secara garis besar digolongkan menjadi

dua kelompok :


26/82


a.Faktor luar (eksternal): pengawetan kayu, kelembaban lingkungan,

pembebanan dan cacat yang disebabkan oleh jamur atau serangga

perusak kayu.

b.Faktor dalam kayu (internal): BJ, cacat mata kayu, serat miring

dsb.

Menurut Vademecum Kehutanan Indonesia, kelas kekuatan kayu

didasarkan kepada berat jenis, keteguhan lengkung mutlak dan keteguhan tekan

mutlak, dan dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut ini:

TABEL 2.1 KELAS KEKUATAN KAYU

Kelas Kayu Berat Jenis Keteguhan lengkung

mutlak (kg/cm2)

Keteguhan tekan

mutlak (kg/cm2)

I 0,90 1100 650

II 0,60 -


27/82


2.1.1.2 Tegangan tegangan yang diperkenankan

Untuk mengetahui suatu konstruksi kayu perlu diketahui tegangan-

tegangan yang diizinkan untuk jenis kayu yang akan dipergunakan dalam

konstruksi tersebut.

Adapun besarnya tegangan tersebut menurut PKKI adalah sebagai berikut:

a. Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A

Tabel 2.2 Tegangan yang diperkenankan

Kelas Kuat Jati

(Tectona

grandis)I II III IV V

lt(kg/cm2)

tk//= tr//(kg/cm2)

tk (kg/cm2)

// (kg/cm2)

150

130

40

20

100

85

25

12

75

60

45

8

50

45

10

5

-

-

-

-

130

110

30

15

Berlaku untuk konstruksi yang terlindung dan menahan beban tetap.

Untuk kayu yang bermutu B harga tersebut di atas di kurangi 25%.

b. Korelasi tegangan yang diperkenankan untuk mutu A.

lt = 170g (kg/cm2)

tk//= tr// = 150g (kg/cm2)

tk = 40g (kg/cm2)

// = 20g (kg/cm2)

Disini g = berat jenis kering udara


28/82


lt = tegangan izin untuk lentur

tk// = tegangan izin sejajar serat untuk tekan

tr// = tegangan izin sejajar serat untuk tarik

tk = tegangan izin tegak lurus serat untuk tekan

// = tegangan izin sejajar serat untuk geser

Angka-angka diatas tetap berlaku untuk konstruksi yang terlindung dan

yang menahan muatan tetap.

- Yang disebut dengan konstruksi terlindung, ialah konstruksi yang

dilindungi dari perubahan udara yang besar, dari hujan dan

matahari, sehingga tidak akan menjadi basah dan kadar lengasnya

tidak akan berubahubah banyak.

- Yang dimaksudkan muatan tetap ialah: muatan yang berlangsung

lebih dari 3 bulan dan beban bergerak yang bersifat tetap atau

terus-menerus seperti berat sendiri, tekanan tanh, tekanan air,

barang-barang gudang, kendaraan diatas jembatan, dan sebagainya.

- Yang dimaksudkan dengan muatan tidak tetap ialah: muatan yang

berlangsung kurang dari 3 bulan dan muatan bergerak yang bersifat

tidak tetap atau tidak terus-menerus, seperti berat orang yang

berkumpul , tekanan angin, dan sebagainya.

- Tegangan akibat perubahan suhu boleh diabaikan.

Untuk kayu bermutu B, angka-angka di atas di gandakan dengan faktor

0.75.


29/82


Pengaruh keadaan konstruksi dan sifat muatan terhadap tegangan yang

diperkenankan diperhitungkan sebagai berikut:

a. Tegangan-tegangan diatas harus digandakan dengan:

- Faktor 2/3 untuk konstruksi yang selalu terendam air dan untuk

konstruksi yang tidak terlindung dan kemungkinan besar kadar

lengas kayu akan selalu tinggi.

- Faktor 5/6 untuk konstruksi yang tidak terlindung tetapi kayu itu

dapat mongering dengan cepat.

b. Tegangan-tegangan diatas bolehdigandakan dengan 5/4 untuk:

- Bagian-bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh

muatan tetap dan muatan angin.

- Bagian-bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh

muatan tetap dan tidak tetap.

Dalam perhitungan perubahan bentuk elastis, maka modulus kekenyalan

kayu sejajar serat dapat diambil dari tabel 2.3 sebagai berikut:

Kelas Kuat Kayu E sejajar serat (kg/cm2)

I 125.000

II 100.000

III 80.000

IV 60.000

Sebagai bahan konstruksi, kayu juga memiliki keuntungan dan kerugian

sebagai berikut:

- Kayu mempunyai kekuatan yang tinggi dan berat yang rendah,

mempunyai daya penahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan


30/82


listrik, dapat mudah dikerjakan,adalah relatif murah, dapat mudah

diganti, dan bisa didapat dalam waktu singkat.

- Kerugiannya antara lain ialah sifat kurang homogen dengan cacat-

cacat alam seperti arah serat yang berbentuk menampang, spiral

dan diagonal, mata kayu, dan sebagainya. Beberapa kayu bersifat

kurang awet dalam keadaan-keadaaan tertentu.

Kayu dapat memuai dan menyusut dengan perubahan-perubahan

kelembaban dan meskipun tetap elastis, pada pembebanan

berjangka lama sesuatu balok, akan terdapat lendutan yang relative

besar.

Sifat-sifat karakteristik ini memperlihatkan perbedaan-perbedaan

penting antara kayu dan bahan lain yang untuk analisa matematis

dalam Ilmu Kekuatan biasanya diidealisir sebagai bahan yang

sempurna akan homogenitas dan elastisitasnya.

2.1.2 Sifat Bahan Baja

Sifat baja yang terpenting dalam penggunaannya sebagai bahan

konstruksi adalah kekuatannya yang tinggi, dibandingkan dengan bahan lain

seperti kayu, dan sifat keliatannya, yaitu kemampuan untuk berdeformasi secara

nyata baik dalam tegangan baik dalam regangan maupun dalam kompresi sebelum

kegagalan, serta sifat homogenitas yaitu keseragaman yang tinggi.

Baja merupakan bahan campuran besi (Fe), 1,7 % zat arang atau

karbon (C), 1,65 % mangan (Mn), 0,6% tembaga (Cu), 0,6 % Silikon (Si). Baja

dihasilkan dengan menghaluskan bijih besi dan logam besi tua bersama-sama


31/82


dengan bahan tambahan pencampur yang sesuai, dalam tungku temperature tinggi

untuk menghasilkan massa-massa besi yang besar, selanjutnya dibersihkan untuk

menghilangkan kelebihan zat arang dan kotoran-kotoran lain.

Berdasarkan persentase zat arang yang dikandung, baja dapat

dikategorikan sebagai berikut:

1. Baja dengan persentase zat arang rendah (low carbon steel)

yakni lebih kecil dari 0.15%

2. Baja dengan persentase zat arang ringan (mild carbon steel)

yakni 0.15 0.29%

3. Baja dengan persentase zat arang sedang (medium carbon steel)

yakni 0.30 0.59%

4. Baja dengan persentase zat arang tinggi (high carbon steel)

yakni 0.60 1.7%

Baja untuk bahan struktur termasuk ke dalam baja yang persentase zat

arang ringan (mild carbon steel),semakin tinggi kadar zat arang yang terkandung

di dalamnya, maka semakin tinggi nilai tegangan lelehnya. Sifat-sifat bahan

struktur yang paling penting dari baja adalah sebagai berikut:

1. Modulus Elastisitas (E) berkisaran antara 193000 Mpa sampai

207000Mpa. Nilai untuk design lazimnya diambil 210000 Mpa.

2. Modulus geser (G) dihitung berdasarkan persamaan;

G = E/2(1+)

Dimana: = angka perbandingan poisson

Dengan mengambil = 0.30 dan E = 210000 Mpa, akan memberikan G =

810000 Mpa


32/82


3. Koefisien ekspansi ( ), diperhitungkan sebesar:

= 11.25 x 10-6per 0C

4. Berat jenis baja (), berat jenis baja diambil 7.85 t/m3

Untuk mengetahui hubungan antara tegangan dan regangan pada baja

dapat dilakukan dengan uji tarik di laboratorium. Sebagian besar percobaan atas

baja akan menghasilkan bentuk hubungan tegangan dan regangan seperti dalam

gambar 2.1:

Gambar 2.1 Hubungan tegangan regangan untuk uji tarik pada baja lunakKeterangan gambar:

= tegangan baja

= regangan baja

A = titik proporsional

A= titik batas elastis

B = titik batas plastis

M = titik runtuh

C = titik putus

AA'

B

M

C

0


33/82


Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan

tegangan dengan regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum

Hooke. Kemiringan garis OA menyatakan besarnya modulus elastisitas E.

Diagram regangan untuk baja lunak umumnya memiliki titik leleh atas (upper

yield point), yudan daerah leleh datar. Secara praktis, letak ttik leleh atas ini, A

tidaklah terlalu berarti sehingga pengaruhnya sering diabaikan. Titik A sering

juga disebut titik batas elastis. Sampai batas ini bila gaya tarik dikerjakan pada

batang maka batang tersebut akan berdeformasi. Selanjutnya bila gaya itu

dihilangkan maka batang akan kembali kebentuk semula. Dalam hal ini batang

tidak mengalami deformasi permanen.

Bila beban yang bekerja bertambah, maka akan terjadi pertambahan

regangan tanpa adanya pertambahan tegangan. Sifat pada daerah AB inilah yang

disebut sebagai keadaan plastis. Lokasi titik B, yaitu titik batas plastis tidaklah

tetapi sebagai perkiraan dapat ditentukan yakni terletak pada regangan 0.014.

Daerah BC merupakan daerah strain hardening, dimana pertambahan

regangan akan diikuti dengan sedikit pertambahan tegangan. Di samping itu,

hubungan tegangan dengan regangannya tidak lagi bersifat linier.Kemiringan

garis setelah titik B ini didefenisikan sebagai Ez. Di titik M, yaitu regangan

berkisar antara 20% dari panjang batang, tegangannya mencapai nilai maksimum

yang disebut sebagai tegangan tarik batas (ultimate tensile strength).Akhirnmya

bila beban semakin bertambah besar lagi maka titik C batang akan putus.

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai

meleleh. Dalam kenyataannya, sulit untuk menentukan besarnya tegangan leleh,

sebab perubahan dari elastisitas menjadi plastis seringkali besarnya tidak tetap.


34/82


Sebagai standar menentukan besarnya tegangan leleh dihitung dengan menarik

garis sejajar dengan sudut kemiringan elastisitasnya, dari regangan sebesar 0.2 %

(Gambar 2.2)

Dari titik regangannya 0.2% ditarik garis sejajar dengan garis OB sehingga

memotong grafik tegangan regangan sehingga memotong sumbu tegangan.

Tegangan yang diperoleh ini disebut dengan tegangan leleh. Tegangan-tegangan

leleh dari bermacam-macam baja bangunan diperlihatkan pada tabel di bawah ini:

Tabel 2.4 Harga tegangan leleh

Macam baja Tegangan leleh

Kg/cm2 Mpa

BJ 34

BJ 37

BJ 41

BJ 44

BJ 50

BJ 52

2100

2400

2500

2800

2900

3600

210

240

250

280

290

360

D

CD// OBB

C

Gambar 2.2 Penentuan tegangan leleh

0.0020 0.004


35/82


Sifat fisik batang tulangan baja yang paling penting untuk digunakan

dalam perhitungan perencanaan beton bertulang ialah tegangan luluh (fy) dan

modulus elastisitas (Es).

Baja memiliki beberapa kelebihan sebagai bahan konstruksi, diantaranya:

1. Nilai kesatuan yang tinggi per satuan berat

2. Keseragaman bahan dan komposit bahan yang tidak berubah terhadap

waktu

3. Dengan sedikit perawatan akan didapat masa pakai yang tidak terbatas

4. Daktilitas yang tinggi

5. Mudah untuk diadakan pengembangan strukur

Disamping itu baja juga mempunyai kekurangan dalam hal:

1. Biaya perawatan yang besar

2. Dibandingkan dengan kekuatannya kemampuan baja melawan tekuk

kecil

3. Nilai kekuatannya akan berkurang, jika dibebani secara

berulang/periodik, hal ini biasa disebut dengan lelah/fatigue.

Dengan kemajuan teknologi, perlindungan terhadap karat dan kebakaran

pada baja sudah ditemukan, hingga akibat buruk yang mungkin terjadi

bisa dikurangi/dihindari.

2.1.2.1 Baja Tulangan

Besi tulangan berfungsi sebagai penahan gaya tarik dan lentur akibat

momen yang berkerja pada konstruksi beton. Agar dapat menjadi baja tulangan

dalam konstruksi, maka besi tersebut tidak boleh menunjukkan retak-retak,


36/82


bergelombang, lipatan dan lain-lain dalam jangka waktu mengerjakan

pengangkutan, pembengkokan maupun pemotongan. Beton kuat terhadap tekan,

tetapi lemah terhadap tarik. Oleh karena itu, perlu tulangan untuk menahan gaya

tarik untuk memikul beban-beban yang bekerja pada beton. Tulangan baja

tersebut perlu untuk beban-beban berat dalam hal untuk mengurangi lendutan

jangka panjang. Dalam hal ini beton bertulang komposit yang mampu menahan

tarik maupun gaya tekan.

Untuk mengikat tulangan besi di lapangan, dipakai kawat beton yang

elastis yang terbuat dari baja lunak dengan diameter minimal 1 mm. Baja tulangan

di dalam berkas tidak boleh mempunyai diameter minimal selisihnya satu sama

lain 3 mm pada setiap penampang dan harus diikat erat dengan kawat beton

dengan jarak pengikatan tidak lebih dari 24 kali diameter pengenal batang

terkecil.

Dalam pemasangan tulangan harus memenuhi persyaratan-persyaratan

sesuai dengan peraturan yang dipergunakan, diantaranya tentang pembengkokan

tulangan, pemutusan, jarak antar tulangan, selimut, panjang penyaluran, dan

sebagainya. Pada penyambungan tulangan-tulangan baja dibedakan atas

penyambungan pada tulangan baja dengan profil polos dan baja dengan profil

ulir. Untuk sambungan baja polos, sambungan lewatan harus lebih besar sama

dengan 40 kali diameter baja dengan pembengkokan tulangan sepanjang 5 kali

diameter atau 4-5 cm. Untuk sambungan baja profil ulir, sambungan lewatan

harus lebih besar sama dengan 40 kali diameter baja tulangan tanpa adanya

pembengkokan pada ujung-ujung tulangan yang terputus. Baja tulangan harus

dipasang dengan seksama pada tempat yang telah ditentukan, diikat dengan kuat


37/82


dan tetap dipertahankan ditempatnya dengan menggunakan kait-kait, sengkang,

ganjal atau penahan, kawat pengikat dan alat-alat lainnya selama dilaksanakan

pengecoran beton.

Selimut beton atau penutup adalah jarak minimum antara sisi luar dari

tulangan termasuk sengkang, kawat pengikat dan tulangan spiral dan permukaan

permanen terdekat dari beton. Dari elemen-elemen beton yang teratur, selimut

beton tidak boleh kurang dari 40 mm untuk kolom, 25 mm untuk balok dan 20

mm untuk tembok pelat, apabila elemen-elemen beton tersebut terpasang di

tempat-tempat terbuka, dan harus ditambahkan dengan 35 40 mm untuk

komponen-komponen utama, atau 45 mm untuk tembok dan pelat lantai jika tanah

dipergunakan sebagai acuannya.

Setiap jenis baja tulangan yang dihasilkan oleh pabrik pada umumnya

setiap pabrik mempunyai standar mutu dan jenis baja, sesuai dengan yang berlaku

di negara yang bersangkutan. Namun demikian, pada umumnya baja tulangan

yang terdapat di pasaran Indonesia dapat dibagi dalam mutu-mutu yang tercantum

dalam daftar berikut:

Mutu Sebutan

Tegangan ulur karakterstik (au) atau

tegangan karakteristik yang

memberikan regangan tetap 0.2 %

(0.2) dalam kg/cm 2

U 22

U 24

U 32

U 39

U 48

Baja Lunak

Baja Lunak

Baja Sedang

Baja Keras

Baja Keras

2.200

2.400

3.200

3.900

4.800


38/82


Yang dimaksud dengan tegangan ulur karakteristik dan tegangan

karakteristik yang memberikan regangan tetap 0.2% adalah tegangan yang

bersangkutan, dimana dari sejumlah besar hasil pemeriksaan, kemungkinan

adanyan tegangan yang kurang dari tegangan tersebut terbatas sampai 58% saja.

Tegangan ulur minimum dan tegangan minimum yang memberikan

regangan tetap 0.2% yang dijamin oleh pabrik pembuatannya dengan sertifikat,

dapat dianggap sebagai tegangan karakteristik bersangkutan.

2.1.3 Sifat Bahan Beton

Beton dapat dipakai dengan mencampurkan bahan-bahan agregat halus

dan kasar yaitu pasir, batu, batu pecah, atau bahan semacam lainnya, dengan

menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai bahan pembantu

guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton

berlangsung. Semen berfungsi sebagai pengikat, agregat sebagai bahan pengisi,

serta air sebagai bahan penyatu bahan-bahan tersebut.

Semen Portland adalah suatu bahan konstruksi yang paling banyak

dipakai serta merupakan jenis semen hidrolik yang penting. Semen Portland

dipergunakan dalam semua jenis struktural seperti tembok, lantai, jembatan,

terowongan dan sebagian yang diperkuat dengan tulangan atau tanpa tulangan.

Menurut SNI 15-2049-1994, (1994), Semen Portland diklasifikasikan

dalam lima jenis, yaitu :

1. Jenis I : Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan

persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis lain,


39/82


2. Jenis II : Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat atau kalori hidrasi sedang,

3. Jenis III : Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan

tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi,

4.Jenis IV: Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kalori

hidrasi rendah, dan

5. Jenis V : Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan

tinggi terhadap sulfat .

Kekuatan beton tergantung dari banyak faktor, seperti:

- Proporsi campuran

- Kondisi temperatur dan kelembaban dari tempat dimana campuran

ditempatkan dan mengeras

-

Jumlah air yang relatif terhadap semen serta cara pengolahannya.

Faktor air semen (fas) sangat mempengaruhi kekuatan beton, fas

merupakan perbandingan antara berat air dengan semen dalam adukan beton.

Secara umum diketahui bahwa semakin tinggi nilai fas, semakin rendah mutu

kekuatan beton. Namun fas yang semakin rendah tidak selalu berarti bahwa

kekuatan beton semakin tinggi. Nilai fas yang rendah akan menyebabkan

kesulitan dalam pelaksanaan pemadatan yang pada akhirnya akan menyebabkan

mutu beton menurun. Umumnya nilai fas minimum yang diberikan sekitar 0,4 dan

maksimum 0,65. Ratarata ketebalan lapisan yang memisahkan antara partikel

dalam beton sangat bergantung pada faktor air semen yang digunakan dan

kehalusan butir semennya.


40/82


Gambar 2.3 Grafik Faktor Air Semen

Di bawah ini ditunjukkan nilai faktor air semen yang ditetapkan menurut

PBBI tahun 1971

Tabel 2.5

Jumlah semen

Minimum per m3

Beton (kg)

Nilai Faktor AirSemen Maksimun

Beton di dalam ruang bangunan:

a) Keadaan keliling korosif

b) Keadaan keliling korosif disebabkan

oleh kondensasi atau uap-uap korosif

Beton di luar ruang bangunan:

a) Tidak terlindung dari hujan dan terik

matahari langsung

b) Terlindung dari hujan dan terik matahari

langsung

Beton yang masuk ke dalam tanah:

a) Mengalami keadaan basah kering

berganti-ganti

b) Mendapat pengaruh sulfat alkali dari

tanah atau air tanah

Beton yang kontinu berhubungan dengan air:

a) Air tawar

b) Air laut

275

325

325

275

325

375

275

375

0.60

0.52

0.6

0.6

0.55

0.52

0.57

0.52


41/82


Air untuk pembuatan campuran beton tidak boleh mengandung

minyak, asam alkali, garam-garam, bahan organik atau bahan-bahan lain yang

dapat merusak beton. Untuk itu apabila ada keraguan mengenai air, maka harus

diadakan pemeriksaan zat-zat yang terkandung air tersebut. Adapun pH air yang

diperkenankan adalah berkisar antara 6.8 -7.2 ,demikian pH air yang harus

bersifat netral agar tidak merusak tulangan pada beton.

Jumlah air yang dipakai dalam campuran beton, harus disesuaikan

dengan proporsi campuran beton tersebut. Akibat air yang terlalu banyak akan

menyebabkan beton keenceran dan akan merembesnya air pada cetakan beton

(bleeding) dan setelah mengeras akan timbul retak-retak. Hal ini disebabkan

karena fungsi air untuk memberikan reaksi terhadap semen. Dan apabila

kekurangan air akan menyebabkan beton rapuh karena banyaknya lubang-lubang

udara atau rongga-rongga udara pada campuran beton tersebut karena campuran

tidak homogen.

Kekentalan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump

untuk mencegah adukan beton yang terlalu kental atau encer. Pengujian ini

menggunakan kerucut terpancung (kerucut Abrams) dengan diameter atas 10 cm,

diameter bawah 20 cm dan dengan tinggi 30 cm. Adukan yang telah selesai

diaduk sebagian sebagai sample dan dimasukkan ke kerucut Abrams dengan

mengikuti kriteria aturan yang ada.

Nilai slump yang didapat harus sesuai dengan perencanaan mutu beton

yang diinginkan dimana nilainya telah ditetapkan dalam daftar seperti pada tabel

2.6 dibawah ini.


42/82


Tabel 2.6Nilai nilai Slump

Uraian Nilai slump maksimum Nilai slump

minimum- dinding, plat pondasi dan

pondasi telapak bertulang

- pondasi telapak tidak

bertulang, konstruksi di

bawah tanah, kaison

- plat, balok, kolom,

dinding

- pengerasan jalan

- pembetonan masal

12.5

9.0

15.0

7.5

7.5

5.0

2.5

7.5

5.0

2.5

Kekuatan tekan beton ditentukan oleh pengaturan perbandingan

semen, agregat kasar dan halus, air dan berbagai jenis bahan campur. Kekuatan

beton cukup tinggi, dengan pengolahan khusus dapat mencapai 700 kg/cm2

. Kuat

tekan beton relatif tinggi dibanding dengan kuat tariknya, yaitu kuat tarik beton

antara 9 15 % kuat tekannya. Selain itu, beton merupakan bahanyang bersifat

getas .

Berbeda dengan baja, maka modulus elastisitas beton adalah berubah-

ubah menurut kekuatan. Modulus elastisitas juga tergantung kepada umur beton,

sifat-sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari

benda uji. Selanjutnya, karena beton memperlihatkan deformasi yang tetap

(permanent) sekalipun dengan bahan yang kecil, maka dikenal beberapa macam

definisi untuk modulus elastisitas. Untuk penetapan modulus elastisitas beton,

penerapannya digunakan rumus rumus empiris yang menyertakan besaran berat

disamping kuat tekan beton. SK SNI T 15 1991 03 memberikan nilai


43/82


modulus elastisitas beton tersebut, yaitu untuk beton ringan dan beton normal

(Istimawan, 1994).

Gambar 2.4 menunjukkan suatu hubungan tegangan regangan khusus untuk

beton, diperlihatkan modulus awal, modulus tangent dan modulus secan.

Beton untuk konstruksi beton bertulang dibagi dalam mutu-mutu dan kelas-kelas

sebagai berikut:

Tabel 2.7

Kelas dan mutu beton ( menurut PBI 1971):

Kelas Mutu 'bk(kg/cm2)

bmdgn s = 46(kg/cm2)

tujuan Pengawasanterhadap

mutuagregat

kekuatantekan

I Bo - - nonstrukturil

ringan tanpa

II B1K125K175K225

125175225

200250300

strukturilstrukturilstrukturilstruklturil

sedangketatketatketat

tanpacontinuecontinuecontinue

III K>225 >225 >300 strukturil ketat continue

Tegangan Awal

Tan-1 Et (modulus tangent)

Tan-1 (modulus secan)

Gambar 2.4 Kurva tegangan regangan untuk beton dalam tekan


44/82


Sebagai bahan konstruksi beton juga memiliki kelebihan dan

kekurangan. Kelebihan beton sebagai bahan konstruksi adalah:

- kekuatan lawan tekan yang tinggi

- dampak terhadap iklim kecil tidak membutuhkan perawatan yang

khusus dapat dibentuk sesuai dengan perencanaan yang diinginkan.

Kekurangannya antara lain:

- kekuatan terhadap tarik yang relative rendah

-

relative mahal dalam hal pengadaan

- daya tahan terhadap api rendah

2.1.4 Sifat Bahan Komposit.

Bahan konstruksi yang dimaksud dalam tulisan ini adalah balok

komposit kayu dengan beton. Komponen struktur komposit adalah gabungan dua

macam atau lebih bahan bangunan yang sama atau berbeda, yang mampu beraksi

terhadap beban kerja secara satu kesatuan, sehingga kelebihan sifat masing

masing bahan yang membentuk komponen struktur komposit tersebut dapat

dimanfaatkan secara maksimal. Komponen struktur lantai komposit kayubeton

adalah komposit yang terbentuk dari bahan kayu dan beton bertulang, yang

digabungkan menjadi satu kesatuan dengan perantara alat sambung geser,

sehingga mampu bereaksi terhadap beban kerja sebagai satu kesatuan.

Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk menghemat penggunaan

bahan bangunan, yaitu dengan cara menggabungkan kayu dan beton dalam satu

kesatuan struktur komposit. Untuk tujuan ini, diperlukan alat sambung geser

dengan memanfaatkan kelebihan sifat mekanik masingmasing bahan secara


45/82


maksimal, akan didapat struktur gabungan yang lebih kuat dibandingkan dengan

masingmasing bahan penyusunnya. Lantai komposit kayu beton dapat juga

dimanfaatkan untuk bangunan sederhana seperti rumah tinggal, rumah susun,

kantor, gedung sekolah, dan lainlain. Lapis beton merupakan sayap (flens) pada

struktur komposit tersebut, berfungsi sebagai bagian yang menahan gaya desak,

sedangkan kayu merupakan bagian badan yang dimanfaatkan untuk menahan gaya

tarik. Kedua bahan tersebut merupakan satu kesatuan struktur komposit yang

kaku. Kekakuan dan kelakuan struktur dinyatakan dalam hubungan antara beban

dan lendutan yang terjadi. Angka kekakuan (EI) penampang komposit banyak

ditentukan oleh faktor mutu bahan pembentuk komposit, kuat tekan beton serta

modulus elastisitas kayu dan beton. Nilai modulus elastisitas beton mendekati

sama dengan nilai modulus elastisitas kayu. Modular rasio (n) menyatakan

perbandingan antara modulus elastisitas keduanya tergantung dari konfugarisi

penampang lantai komposit, khususnya suatu lajur balok T komposit yang

ditinjau.

Apabila kita perbandingkan dengan beton, pelaksanaan dengan

menggunakan balok-balok komposit mempunyai beberapa keuntungan disamping

kerugian kerugian tertentu:

Kerugian-kerugian:

a. Untuk bentang yang panjang harga jembatan menjadi sangat mahal, jadi tidak

ekonomis.

b. Diperlukan pemeliharaan (maintenance) yang periodik dimana kekuatan kayu

akan berkurang, sejalan dengan lebih membasahnya keadaan/pengaruh

pergantian cuaca.


46/82


c. Diperlukan pengawasan dan ketelitian yang tinggi dalam hal pekerjaan

sambungan, pengecatan,dll.

Keuntungan-keuntungan:

a. Sesuai dengan bentang-bentang pendek, untuk gelagar sederhana

b. Berat konstruksi menjadi ringan.

c. Waktu pelaksanaan lebih cepat dan cara pelaksanaannya lebih mudah.

2. 2 Penghubung Geser (Shear Connector)

Penghubung geser adalah alat sambung mekanik yang berfungsi

memikul beban geser yang timbul pada bidang kontak kedua material tersebut,

sehingga pada keadaan komposit kedua material bekerja sama sebagai satu

kesatuan.

Alat penghubung geser yang kita kenal ada bermacam-macam

diantaranya terdiri dari paku, baut dan pasak. Dalam hal kekuatan sambungan

tidak dibedakan apakah itu sambungan desak atau sambungan tarik, yang

menetukan kekuatan sambungan bukan kekuatankekuatan tarik dan geser

melainkan kuat desak pada lubang serta kekuatan alat penghubung geser tersebut.

Biasanya dalam analisis tegangantegangan dalam arah sambungan maupun pada

penampang penghubung geser dianggap rata.

Beton dan kayu merupakan dua bahan bangunan yang berbeda sifat

mekanis dan fisiknya. Beton merupakan bahan konstruksi anorganis material yang

kuat menahan gaya desak tetapi lemah terhadap gaya tarik, sedangkan kayu

merupakan organis material yang peka terhadap lembab atau kadar air yang

dikandungnya, dan mempunyai kuat tarik dan tekan yang hampir sama.


47/82


Bila dua bahan tersebut yakni beton dan kayu disatukan dengan cara

tertentu, yaitu dengan menggunakan penghubung geser yang sesuai, maka

keduanya akan menyatu dan mampu bereaksi sebagai komponen struktur

komposit. Agar aksi komposit dapat tercipta dengan sempurna, maka pada bidang

kontak antara kedua bahan tersebut tidak boleh terjadi geser dan atau pemisahan.

Pada dasarnya alat penghubung geser ditempatkan menurut gaya geser

yang bekerja, dengan demikian pada daerah yang gesernya besar akan memiliki

alat penghubung geser yang lebih banyak dibandingkan daerah lainnya.

Gambar 2.5 Hubungan antara beban, geser dan diagram momen

Untuk menghitung jumlah kebutuhan penghubung geser, dapat dijelaskan sebagai

berikut pada gambar berikut:


48/82


Gambar 2.6. (a) Pembebanan struktur.

(b) Diagram gaya lintang balok.

Gambar 2.6 (b) memperlihatkan diagram gaya lintang (SFD) balok yang dibebani

dengan beban beban terpusat seperti terlihat pada Gambar 2.6 (a).

Tegangan geser yang terjadi pada balok lentur komposit, dihitung dengan :

=bwI

SD

.

.

dengan D, S, I dan bw berturut turut menyatakan gaya lintang balok, statis

momen yang ditinjau, momen inersia dan lebar balok.

Gambar 2.7. (a) Distribusi tegangan geser balok untuk bentang.

(b) Nilai gaya geser pada zone 1 dan zone 2.


49/82


Distribusi tegangan geser balok yang memikul beban seperti yang ditunjukkan

pada Gambar 2.6 (a), disajikan pada Gambar 2.7 (untuk bentang).

Gaya geser tiap zone (V), merupakan volume tiap zone seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.7 (b), sehingga :

Vi= i. Li.bw

dengan Liadalah panjang zone 1, i adalah tegangan geser zone 1 dan b

wadalah

lebar badan balok.

Dari Gambar 2.7 tampak bahwa besar tegangan geser ataupun gaya

geser nilainya sama sepanjang L1

dan L2. Apabila jumlah beban terpusat semakin

bertambah sepanjang bentang, maka nilai tegangan geser ataupun gaya geser

mengarah kebentuk garis lurus sepanjang bentang. Dari tumpuan ke arah

pertengahan bentang, tegangan dan gaya geser nilainya semakin kecil, sehingga

jumlah penghubung geser yang dibutuhkan juga semakin kecil.

2.3Analisa Balok Komposit Beton dan Kayu

Komposit struktur lantai komposit dapat di asumsikan sebagai deretan

balok T, dengan gaya tarik ditahan oleh kayu, gaya tekan ditahan oleh pelat beton

dan gaya geser pada bidang kampuh kayu-beton ditahan oleh sejumlah konektor

geser, yang dimensi, jenis dan jumlahnya ditentukan sesuai dengan nilai gaya

geser yang bekerja pada bidang kontak.

Akibat adanya pembebanan tetap yang dialami balok komposit, mak

balok akan menahan lentur yang disebabkan momen lentur. Lentur balok

merupakan akibat dari adanya regangan yang timbul akibat beban luar. Apabila


50/82


pembebanan bertambah, maka balok terjadi deformasi dan regangan tambahan

yang dapat mengakibatkan timbulnya retak lentur di sepanjang bentang balok.

Dalam hal ini termasuk kekuatan plat beton dan kapasitas interaksi alat

penghubung geser yang menghubungkan kayu dengan plat beton.

Komponen struktur lantai komposit diperhitungkan sebagai lantai satu

arah Struktur Lantai Komposit Kayu-Beton.

Tipe Balok T diperlihatkan pada Gambar 3.2. berikut :

Gambar 2.8 Penampang Lantai Komposit Kayu-Beton Tipe Balok T

Penampang komposit betonkayu diperlihatkan pada Gambar 3.2 seperti diatas,

bE

merupakan lebar efektif, h adalah tinggi total penamapng, t tebal beton, hw

tinggi kayu dan bw

adalah lebar kayu

2.3.1 Lebar Efektif

Menurut SK SNI T-15-1991-03 memberikan pembatasan lebar sayap

efektif untuk balok T dan diambil nilai terkecil dari :


51/82


(1) bEL/4

(2) bE bo

(3) bEb

w+ 16t

dengan L adalah panjang bentang, bo

adalah jarak pusat ke pusat antar balok, bw

merupakan lebar kayu dan t adalah tinggi sayap beton, apabila tidak diketahui

jarak antar balok (bo), maka yang adalah dipakai persamaan (1) dan (3).

2.3.2 Rasio Modular (n) dan Lebar Eqivalen (beq

)

Rasio modular (n) adalah nilai rasio antara modulus elastisitas kayu

dengan modulus elastisitas beton. Menghitung lebar eqivalen dengan cara

membagikan lebar efektif dengan menggunakan rasio modular (n), sehingga:

n =Ec

Ew .. .. (pers.1)

dengan Ec

modulus elastisitas beton dan Ew

modulus elastisitas kayu. Persamaan

(1) merupakan persamaan tahap elastis.

Lebar eqivalen (beq) dari bahan beton menjadi bahan kayu, didapat dengan

membagikan lebar efektifnya dengan persamaan 1 diatas,sehingga :

beq =n

beff ....................................... (pers.2)

bahan dianggap homogen sehingga dapat langsung dihitung statis momen/garis

netral dan inersia tampang.


52/82


2.3.3 Garis Netral Tampang Balok

Garis netral tampang balok dapat dicari dengan cara menghitung statis

momen tampang (lihat gambar 2.9)

Gambar 2.9 Garis netral tampang

Statis Momen apabila dihitung dari serat tepi terbawah:

Yb = hwbw

hwhwbw

.

2

1.

Ya = h Yb

Zb =tbbeqhwbw

tbhtbbeqhhwbw

..

2

1.

2

1.

+

++

Za = h Zb

Persamaan tersebut menunjukkan letak garis netral tampang diukur dari serat tepi

terbawah.

Dengan mengetahui letak garis netral ini, maka dapat dihitung inersia penampang

komposit ( I ), maka :

Ixc =1/12.bw.tw3

+ (beq.tb(h-1/2tb-Zb)2)+(bw.hw(Zb-Yb)

2)+1/12.tb

3.beq

hYa

Yb

beff

Za

Zb

b


53/82


2.4. Peraturan Pembebanan Jembatan

2.4.1 Persyaratan

KETAHUI AKSI-AKSI YANGTERKAIT

TIDAK APAKAH AKSI-AKSI TERCANTUM

DALAM PERATURAN

HITUNG AKSI DAN PILIH

FAKTOR BEBAN YA

CEK TERHADAP BEBERAPAPENGARUH YANG SIFATNYAMENGURANG

UBAH AKSI NOMINAL KEDALAM AKSI RENCANA

MENGGUNAKAN FAKTOR BEBAN

AKSI RENCANA

ULTIMIT

AKSI RENCANA

DAYA LAYAN

KOMBINASI BEBAN

KOMBINASI RENCANAAKHIR

Gambar 2.10: Bagan Alir untuk Perencanaan Beban Jembatan

2.4.2 Beban Mati

Dalam menentukan besarnya beban mati , harus digunakan nilai berat

isi untuk bahan-bahan bangunan tersebut dibawah ini:


54/82


Tabel 2.8 Berat isi untuk beban mati (KN/m3)

No Bahan Berat/Satuan Isi

(KN/M3

)

Kerapatan Massa

(kg/m3

)1 Campuran aluminium 26.7 2720

2 Lapisan permukaan beraspal 22.0 2240

3. Besi tuang 71.0 7200

4 Timbunan tanah dipadatkan 17.2 1760

5 Kerikil dipadatkan 18.8 22.7 1920 -2320

6 Aspal beton 22.0 2240

7 Beton ringan 12.25 -19.6 1250-2000

8 Beton 22.0 25.0 2240-2560

9 Beton prategang 25.0 26.0 2560-2640

10 Beton bertulang 23.5 25.5 2400-2600

11 Timbal 111 11400

12 Lempung lepas 12.5 1280

13 Batu pasangan 23.5 2400

14 Neoprin 11.3 1150

15 Pasir kering 15.7 17.2 1600 -1760

16 Pasir basah 18.0 -18.8 1840 - 1920

17 Lumpur lunak 17.2 1760

18 Baja 77.0 7850

19 Kayu (ringan) 7.8 800

20 Kayu (keras) 11.0 1120

21 Air murni 9.8 1000

22 Air garam 10.0 1025

23 Besi tempa 75.5 7680

Apabila bahan bangunan setempat memberikan nilai berat isi yang

jauh menyimpang dari nilai- nilai yang tercantum di atas, maka berat ini harus


55/82


ditentukan tersendiri dan nilai yang didapat, setelah disetujui oleh berwenang,

selanjutnya digunakan dalam perhitungan.

2.4.3 Beban hidup

Beban hidup pada jembatan yang harus ditinjau dinyatakan dalam dua

macam, yaitu beban T yang merupakan beban terpusat untuk lantai kendaraan

dan beban D yang merupakan beban jalur untuk gelagar.

2.4.3.1

Lantai Kendaraan dan jalur lalu lintas

Jalur lalu lintas mempunyai lebar minimum 2,75 meter dan lebar

maksimum 3,75 meter. Lebar jalur minimum ini harus dugunakan untuk

menentukan beban D per jalur.

Tabel 2.9 Jumlah lajur lalu lintas rencana

Tipe Jembatan (1) Lebar Jalur Kendaraan (m) (2) Jumlah Lajur Lalu lintasRencana (m)

Satu lajur 4.0 -5.0 1

Dua arah, tanpa median 5.5 8.25

11.3 -15.0

2 (3)

4

Banyak arah 8.25 -11.25

11.3 15.015.1- 18.7518.8 22.5

3

456

CATATAN 1). Untuk jembatan type lain jumlah lajur lalu lintas rencana harus ditentukanoleh instansi yang berwenang

CATATAN 2). Lebar jalur kendaraan adalah jarak minimum antara kerb atau rintanganuntuk satu arah atau jarak antara kerb/rintangan/median dengan medianuntuk banyak arah.

CATATAN 3). Lebar minimum yang aman untuk dua jalur kendaraan adalah 6.0 m. Lebarjembatan antara 5.0 m sampai 6.0 m harus dihindari oleh karena hal iniakan memberikan kesan kepada pengemudi seolah-olah memungkinkanuntuk menyiap


56/82


Jumlah jalur lalu lintas untuk lantai kendaraan dengan lebar 5,50 meter atau lebih

ditentukan menurut Tabel 2.9.

2.4.3.2 Beban D

Untuk perhitungan kekuatan gelagar-gelagar harus digunakan beban

D. Beban D atau beban jalur adalah susunan beban pada setiap jalur lalu

lintas yang terdiri dari beban terbagi rata sebesar q ton per meter panjang per

jalur, dan beban garis P ton per jalur lalu lintas tersebut.

Besar q ditentukan sebagai berikut:

q = 2,2 t/m , untuk L < 30 m

q = 2,2 - 60

1,1x(L 30) t/m , untuk 30 m < L < 60 m

q = 1,1x

+L

301 t/m , untuk L > 60 m

dengan L adalah panjang meter, ditentukan oleh tipe konstruksi jembatan.

Ketentuan penggunaan beban D dalam arah melintang jembatan adalah sebagai

berikut:

Gambar 2.11: Distribusi beban D yang bekerja pada jembatan


57/82


a. untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan sama atau lebih kecil dari 0.50

meter, beban D sepenuhnya (100%) harus dibebankan pada seluruh lebar

jembatan

b. untuk jembatan dengan lebar lantai kendaraan lebih besar dari 5,5 meter

sedang selebihnya hanya separuh beban D (50%), seperti pada gambar

dibawah ini;

Dalam menentukan beban hidup (beban terbagi rata dan beban garis) perlu

diperhatikan ketentuan bahwa:

a. panjang bentang (L) untuk muatan terbagi rata pada sub bab 3.6.3.2

adalah sesuai dengan ketentuan dalam perumusan koefisien kejut,

b. beban hidup per meter lebar jembatan menjadi sebagai berikut :

P terpusat =

+

%50

75,2

5,5

75,2

5,5 B P garis = . ton

q gerak =

+

%5075,2

5,5

75,2

5,5 B

q = . t/m

Gambar 2.12 : Penyebaran pembebanan pada arah melintang


58/82


dimana:

B = lebar lantai kendaraan

Angka pembagi 2,75 meter di atas selalu tetap dan tidak tergantung

pada lebar jalur lalu lintas.

Beban D tersebut harus ditempatkan sedemikian rupa sehingga

menghasilkan pengaruh terbesar dengan pedoman sebagai berikut ini;

a. Dalam menghitung momen-momen maksimum akibat beban hidup (beban

terbagi rata dan beban garis) pada gelagar menerus di atas beberapa

perletakan digunakan ketentuan-ketentuan sebagai berikut:

Satu beban garis untuk momen positif yang menghasilkan pengaruh

maksimum

Dua beban garis untuk momen negative yang menghasilkan pengaruh

maksimum

Beban terbagi rata ditempatkan pada beberapa bentang/bagian bentang

yang akan menghasilkan momen maksimum

b. Dalam menghitung momen maksimum positif akibat beban hidup (beban

terbagi rata dan beban garis) pada gelagar dua perletakan digunakan beban

terbagi rata sepanjang bentang gelagar dan satu beban garis.

2.4.3.3 Beban T

Beban T adalah beban yang merupakan kendaraan truk yang

mempunyai roda ganda sebesar 10 ton dengan ukuran-ukuran serta kedudukan.

Untuk perhitungan kekuatan lantai kendaraan atau system lantai kendaraan

jembatan, harus digunakan beban T.


59/82


2.4.4 Beban Kejut

Untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh getaran-getaran dan

pengaruh-pengaruh dinamis lainnya, tegangan-tegangan akibat beban garis P

harus dikalikan dengan koefisien kejut yang akan memberikan hasil maksimum,

sedangkan beban merataq dan beban T tidak dikalikan dengan koefisien

kejut.

Koefisien kejut ditentukan dengan rumus:

k = 1 +

+L50

20

dengan: K = koefisien kejut, dan L : panjang bentang dalam meter, ditentukan

oleh tipe konstruksi jembatan (keadaan statis) dan kedudukan

muatan garis P

Untuk perhitungan tegangan-tegangan dan pergerakan pada jembatan/

bagian-bagian jembatan / perletakan akibat perbedaan suhu dapat diambil nilai

modulus elastis Young (E) dan koefisien muai panjang () sesuai tabel berikut di

bawah ini:

Tabel 2.10 : Modulus Elastisitas Young (E) dan koefisien panjang ()

Jenis Bahan E (kg/cm2) / 0C

Baja

Beton

Kayu

- sejajar serat

- tegak lurus serat

2.1 x 106

2 4 x 105*)

1.0 x 10 5*

1.0 x 104*

12 x 10-6

10 x 10-6

5 x 10 -6

50 x 10-6

*)tergantung pada mutu bahan


60/82


2.5

Gelagar (Rasuk)

Gelagar jembatan akan mendukung semua beban yang bekerja pada

jembatan bahan gelagar kayu dan atau profil baja berupa kanal, profil H atau I.

Bila menggunakan bahan baja, tentunya akan memberikan kekuatan struktur yang

lebih baik dibandingkan bahan kayu. Akan tetapi, bila kondisi tidak

memungkinkan dapat digunakan bahan kayu, yang berupa balok tunggal dan atau

balok susun, tergantung perencanaannya.

Penggunaan beban kayu untuk konstruksi jembatan mempunyai

keuntungan-keuntungan pada umumnya antara lain:

- bahan ringan

- bahan murah terutama di daerah daerah hutan

- bahan mudah dikerjakan sehingga biaya pembangunan juga rendah

-

penyusunan bagian-bagian mudah, juga penggantiannya

-

pelaksanaan cepat dan dapat dikerjakan oleh tenaga yang terdapat dimana

saja.

- Kayu tidak mudah dipengaruhi oleh korosi seperti pada baja atau beton

Dan kerugiannya dalam penggunaan konstruksi jembatan adalah :

- kurang homogen ketidaksamaan sebagai hasil alam

- cacat-cacat pada kayu

- mudah terbakar

- dapat memuai dan menyusut dengan perubahan-perubahan kelembaban

- terjadinya lendutan yang cukup besar.


61/82


2.6

Lantai kendaraan

Yang dimaksud dengan lantai kendaraan adalah seluruh lebar bagian

jembatan dipergunakan untuk lalu lintas kendaraan. Lantai kendaraan terdiri dari

sejumlah jalur lalu lintas, tergantung kelas jalan dimana jalan itu berada. Jalur lalu

lintas adalah lebar lantai kendaraan yang dipergunakan oleh satu deretan

kendaraan.

Lebar lalu lintas minimal 2,75 m dan maksimum 3,75 m. Untuk jalan

utama dua jalur, Peraturan Geometrik Jalan Raya No.13/1970 (PGJL)

mensyaratkan lebar jalur minimum (2 x 3,75m) = 7,5m dan lebar seluruh lantai

jembatan (B) menjadi : B = Lebar lantai kendaraan + Median + Trotoar

Konstruksi lantai kendaraan terbuat dari beton cor yang komposit dengan gelagar

memanjang dan gelagar melintang.

Berat sendiri lantai kendaraan terdistribusi pada gelagar memanjang dan gelagar

melintang.

1) Gelagar Memanjang

Gelagar memanjang berfungsi untuk meneruskan beban lantai kepada gelagar

melintang. Beban-beban yang dipikul umumnya berupa momen dan gaya

lintang. Jarak gelagar memanjang direncanakan sedemikian rupa sehingga

pelat lantai dapat dianggap mengalami defleksi yang sama pada saat beban-

beban bekerja.

Sisi atas gelagar memanjang dan gelagar melintang dibuat sama, hal ini perlu

karena sifat lantai yang komposit terhadap gelagar memanjang maupun

melintang.


62/82


2. Gelagar Melintang

Gelagar yang letaknya transversal terhadap sumbu jembatan disebut gelagar

melintang. Gelagar ini berfungsi meneruskan beban-beban yang diterimanya

kepada gelagar induk. Gaya-gaya yang bekerja pada gelagar melintang berupa

momen dan gaya lintang.

Gelagar melintang harus ditempatkan pada titik buhul dari gelagar induk,

sehingga jarak gelagar melintang tergantung pada perencanaan gelagar induk.

Gambar 2.13: Distribusi beban pada gelagar memanjang

dan gelagar melintang

Gelagar

memanjang

Gelagarmelintang


63/82


2.7

Tiang Sandaran dan Trotoar

Tiang sandaran merupakan kelengkapan jembatan yang berfungsi untuk

keselamatan sekaligus untuk membuat struktur lebih kaku. Sedangkan trotoar bisa

dibuat dan bisa juga tidak, tergantung perencanaan. Secara umum, lebar trotoar

minimum adalah simpangan 2 orang ( 100 150 cm). Tiang sandaran umumnya

direncanakan/dibuat dengan tinggi 90 100 cm dari muka trotoar, dan trotoar

dibuat lebih tinggi 20 25 cm dari lantai jembatan.

Trotoar berguna untuk dilalui oleh pejalan kaki, umumnya trotoar

tersebut ditinggikan terhadap lantai kendaraan. Disepanjang sisi luar trotoar

tersebut dipasang sandaran-sandaran yang berfungsi untuk memberikan

kenyamanan bagi pejalan kaki. Pada pelaksanaannya, trotoar dapat dicor sekaligus

dengan lantai kendaraan atau dipasang kendaraan mengeras.


64/82


BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Pendahuluan

Pada proses desain, beban-beban yang bekerja telah diketahui, dan yang

akan ditentukan elemen-elemen struktur agar mempunyai kekuatan yang cukup.

Kadang dalam menentukan ukuran elemen-elemen struktur tersebut, perencanan

dihadapkan pada masalah desain struktur dengan dimensi besar yang berarti tidak

ekonomis dan dengan dimensi kecil yang berarti tidak aman. Dalam hal ini

diinginkan design yang tepat memenuhi kekokohan minimum agar tercapai

desain yang optimum. Untuk itu ada beberapa faktor yang mesti ditinjau dalam

desain optimum, dan yang terpenting adalah:

1. Berat material total minimum

2. Dipenuhi batasan stabilitas terhadap tegangan ijin

Desin optimum mengendalikan faktor-faktor tersebut agar diperoleh suatu

struktur dengan biaya total minimum.

3.2 Batasan Stabilitas

Gelagar komposit memanjang dan melintang harus memenuhi syarat

stabilitas terhadap tegangan ijin yaitu:

=Wcomp

MbtMbgMbs ++ ijin

dimana :


65/82


: Tegangan (kg/cm2)

Mbs : Momen akibat berat sendiri (kg cm)

Mbg : Momen akibat muatan bergerak (kg cm)

Mbt : Momen akibat beban tambahan (kg cm)

Wcomp : Tahanan Momen komposit elastis (cm3)

3.3 Contoh Analisis Perancangan Jembatan

Agar bisa lebih memahami analisis perancangan jembatan komposit

gelagar kayu lantai beton ini, berikut ini diberikan contoh analisis dan

perancangan jembatan. Perancangan meliputi : balok lantai, dan gelagar kayu.

Dalam analisis hitungan balok lantai , adapun beban-beban yang mungkin bekerja

antara lain:

-

beban merata;

-

lapis aus aspal (qaspl)

-

berat sendiri balok lantai (qbs)

- beban terpusat

- tekanan roda (P)

Diketahui data-data perencanaan jembatan sebagai berikut:

Suatu jembatan komposit kayu - beton terletak diatas sendi rol dengan

panjang 12 m dan lebar lantai kendaraan 6 m, tebal lantai beton 20 cm trotoar as

1 m kiri dan kanan.


66/82


Pembahasan:

- Panjang jembatan L = 12 m

- Lebar jembatan 6 m, trotoar kiri dan kanan masing-masing 1 m

- Tebal lantai kendaraan 20 cm

- Mutu beton diambil K175 bk = 175 kg/cm2

- Jarak as ke as gelagar =

5

6m= 1,2 m = 120 cm ( 6 gelagar)

- Ratio modulus elastisitas (n) =

Ew

Ec=

5

5

101

102

x

x= 2

- Gelagar kayu dengan ukuran 40/60

Dimana:

b = 40 cm

h = 60 cm

Tiang sandaran

Trotoir 1 m

Gelagar

Kayu

Tebal lantai beton =20 cm

B (lebar lantai kendaraan) =6m

Gambar: Penampang Melintang Jembatan

1,2 m

b

h


67/82


- Wx =

6

1b.h2=

6

1.40.602= 24000 cm

3

- Ix =

12

1.b.h3=

12

1.40.603= 720000 cm4

- Fpr = 40 x 60 = 2400 cm2

- btr= 2 x 120 = 240 cm

- Ftr= 240 x 20 = 4800 cm2

- Ya = Yb = 30 cm

- Zb =7200

)70(4800)30(2400 += 56.67 cm

- Za = 80 56.67 = 23.33 cm

- Akibat berat sendiri (qbs):

Beton 8 x 0,2 x 2,4 = 3.84 t/m

Gelagar kayu. 6 x 0.4 x 0.6 x 1

qbs : 5.28 t/m

= 1.44 t/m+

Mbs = 2

8

1ql = 04,951228,5

8

1 2 =x tm

40 cm

60 cm

As. Comp.

G.N

Zb

Za

Yb

sebelum terjadiaksi komposit

setelah terjadiaksi komposit

akayu

b kayu

Bef

20 cm Za

a btn


68/82


- Akibat beban bergerak:

=1 +l+50

20= 1 +

1250

20

+= 1.32

P = 24 + (6-5,5)/2,75 x 6 = 25.09 t

q = 2.2 t/m ; L < 30 m

- Mbg = ).(8

1

8

1

4

1 22lqtrotqlPL +

+

=

22

)12(1.8

1

32.1)12(2.2.8

1

)12(09.25(4

1+

+

= 169.63 TM

- Mbt =

8

1. (q aspal+q sand.).l2=

8

1(0.6+0.2)122= 19.8 TM

dimana: q

Date post:	09-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	fathoer-tusem
View:	68 times
Download:	0 times

ANALISA JEMBATAN COMPOSITE.pdf

Documents