BAB III DESAIN KRITERIA

BAB III DESAIN KRITERIA

Metodologi desain untuk sistem struktur Monorel Jakarta mengikuti peraturan yang dikeluarkan oleh The American Concrete Institut (ACI) recommendations and Specification for Reinforced Concrete Guideway dan Standar Nasional Indonesia (SNI). Peraturan ACI mengatur khusus tentang struktur guideway, seperti interaksi antara guideway dan monorel, performa, syarat-syarat batas kegagalan, syarat-syarat batas gangguan yang terjadi terhadap lingkungan sekitar dan lalu lintas selama konstruksi, dan metode konstruksi yang memungkinan. Sistem substruktur dapat dilakukan dengan beton precast ataupun dengan konstruksi langsung di lapangan. Hal ini disesuaikan dengan tingkat kesulitan konstruksi untuk lokasilokasi tertentu. Sedangkan struktur guideway dibuat secara precast untuk semua bentang. Struktur di desain agar ekonomis tanpa mengorbankan kemampuan layan selama masa layan struktur. Selain itu desain diarahkan agar memiliki masa layan yang lama dengan pemeliharaan yang seminimal mungkin. Desain kriteria yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini diambil langsung dari Desain Kriteria Laporan Perencanaan yang dikeluarkan oleh PT. ADHI KARYA tentang struktur Guideway Monorel section Asia Afrika, Jakarta, tahun 2004.

3.1

DURABILITAS

Hal-hal yang berkaitan dengan durabilitas dan perawatan struktur beton telah menjadi perhatian di beberapa negara berkembang sejak 1970-an. Perlu diperhatikan, bahwa hal yang berkaitan dengan durabilitas tidak hanya pada spesifikasi teknologi beton, desain atau konstruksi, tetapi juga terhadap aspek ekonomi. Isu-isu tersebut perlu ditinjau dari beberapa sudut pandang : • Petunjuk desain dan peraturannya • Agretivitas lingkungan, seperti iklim dan kondisi-kondisi geoteknikal • Teknologi material beton • Metode konstruksi dan pengawasannya • Masa layan • Strategi perawatan • Persyaratan beban yang berlaku

Kajian Comparatif Sistem Struktur Guideway

III-1

Laporan Tugas Akhir

3.2

PEMBEBANAN DAN EFEK-EFEK YANG MEMPENGARUHI

Beban-beban yang bekerja pada struktur dan efek-efek yang terjadi harus menjadi perhatian dalam desain. Beban yang bekerja pada struktur guideway berbeda dengan yang bekerja pada struktur jembatan. Hal ini diakibatkan adanya kereta yang bergerak diatas girder yang karakteristiknya berbeda dengan moda yang bergerak pada jembatan. Berikut ini akan dijelaskan satu persatu beban-beban yang harus diperhitungkan pada desain guideway berdasarkan Design Statement for Guideway Concrete Structures yang dikeluarkan oleh PT. ADHI KARYA dan ACI 358.1R-92

3.2.1

Dead Load

Dead load adalah berat seluruh bagian suatu struktur yang bersifat tetap. Beban mati yang diperhitungkan adalah berat sendiri dari masing-masing elemen struktur. Berat sendiri beton bertulang adalah γc = 24 kN/m3. 3.2.2

Transit Vehicle Live Load

3.2.2.1 Beban Vertikal Kendaraan Struktur guideway akan dilalui oleh kereta yang terdiri dari 6 gerbong. Jarak antara dua gandar yang berdekatan adalah 1500mm, jarak antara dua gandar yang berjauhan adalah 8000mm, jarak antara dua gandar yang berlainan gerbong adalah 4200mm, sedangkan gaya yang dapat dipikul oleh masing-masing gandar adalah 10 ton/ 100 kN.

Gambar III-1 Standar Hitachi

Seperti diketahui, panjang girder setiap bentang adalah 30 m. Untuk setiap satu bentang partial/1 girder maksimum terdapat 2 buah gerbong monorel yang akan membebani girder tersebut. Berikut ini ditampilkan bagaimana beban dua gerbong tersebut diaplikasi pada girder.

Gambar III-2 Aplikasi Live Load pada girder

Kajian Komparatif Sistem Struktur Guideway

III-2

Laporan Tugas Akhir

3.2.2.2 Beban Impak Impak merupakan sebuah faktor yang digunakan untuk menjelaskan efek dinamik dari kendaraan yang bergerak melalui jembatan. Monorel yang melintas diatas guideway akan mengalami tambahan beban yang besarnya ditentukan sebagai berikut: Tabel III-1 Beban Impak

Structure Type

Rubber-tired and Continously Welded Rail

Jointed Rail

≥ 0.1

≥ 0.3

≥ 0.1

≥ 0.3

Simple -span structure, I =

VCF − 0.1 f1

Continous-span structures, I=

VCF − 0.1 2 f1

dimana : f1

= frekuensi natural guideway

f1 =

π 2l

Ec I g 2

M

Æ Ec = ( wc ) × 0.043 f c' 1.5

dan : wc = 1500 sampai 2500 kg/m3 (berat satuan beton normal) Untuk beton normal, modulus elastisitas boleh diambil : Ec = 4700 f c' = modulus elastisitas guideway (MPa), fc’=50MPa l Ig

= panjang bentang, c-c (m) = momen inersia guideway (kg/m)

M VCF

= mass per unit length (kg/m) = Vehicle Crossing Frequency, Hz

Pada studi ini monorel menggunakan jenis rubber tired and continously welded rail. Diasumsikan monorel akan melaju diatas guideway yang merupakan bentang lurus sepanjang 30 m dengan kecepatan maksimum 80 km/jam. Girder yang nantinya akan digunakan sebagai desain merupakan balok penuh dengan dimensi 800 x 2000 mm. Maka berdasarkan rumus di atas, frekuensi natural guideway adalah sebesar 2,324 Hz. kecepatan kereta , m/s VCF = = 0,741 Hz span length, m Mengacu pada tabel III-1, maka besar faktor impak untuk bentang sederhana sebesar 0,22 dan untuk bentang menerus terintegral sebesar 0.1.


III-3

Laporan Tugas Akhir

3.2.2.3 Beban Rem (LFe&LFn) Pada saat kereta yang bergerak mengalami percepatan ataupun perlambatan, maka guideway akan memikul gaya yang melawan pergerakan kereta tersebut. Tambahan beban yang diakibatkan gaya pengereman ataupun gaya akselerasi besarnya dihitung sebagai berikut : LFe = 0.30 L Emergency braking, Normal braking,

LFn = 0.15 L

dimana : L merupakan berat kereta yang tergantung dari jumlah gandar diatas satu bentang girder (1 gandar = 10 ton) Jumlah gandar maksimum untuk satu bentang dengan c-c pier 30 m adalah 8 buah, maka L bernilai sebesar 80 ton. Dalam desain, beban rem yang digunakan adalah emergency braking, yaitu sebesar : LFe = 0.3 * 80 ton = 240 ton

3.2.2.4 Beban Hunting “Snake Load”(HL) Gaya ini muncul sebagai akibat dari interaksi roda dengan rel. Kereta yang terdiri dari beberapa gebong ini memiliki pergerakan yang tidak selalu menetap pada rel seperti pergerakan ular. Besarnya fraksi tersebut adalah sebagai berikut : Boogie Type Hunting force Nonsterable 0.08L Steerable 0.06L Apabila dalam satu waktu gaya lateral bekerja bersamaan dengan gaya sentrifugal, maka hanya gaya terbesar saja yang digunakan. Monorel Jakarta menggunakan roda yang terbuat dari karet, maka nilai friksi tidak perlu untuk diperhitungkan. Pada saat beroperasi, monorel Jakarta dikendalikan oleh operator di bagian ruang navigasi, dan dikategorikan sebagai steerable. HL = 0.06 * 10ton = 0.6ton = 6kN

Gambar III-3 Aplikasi Beban Hunting pada girder Kajian Komparatif Sistem Struktur Guideway

III-4

Laporan Tugas Akhir

3.2.2.5 Beban Sentrifugal Gaya ini bekerja secara radial dari titik berat kendaraan pada bagian lintasan yang melengkung. Pada saat kereta bergerak melalui lintasan yang melengkung, maka pada kereta akan bekerja gaya sentrifugal yang secara otomatis akan dipikul oleh girder. Besarnya beban sentrifugal ini dapat dihitung sbb :

CF =

V2 L (N) Rg

dimana :

R

= jari-jari kelengkungan (m)

g

= percepatan gravitasi (9.82 m/s2)

V

= kecepatan operasi maksimum kendaraan (22.22 m/s)

L

= beban kendaraan (kN)

Titik lokasi yang akan ditinjau adalah daerah Kuningan Sentral Sta.6+080 s/d Sta.6+200, dimana akan didesain sebagai lintasan lurus, tanpa adanya tikungan sama sekali. Oleh karena itu, dalam desain beban sentrifugal tidak diperhitungkan.

3.2.2.6 Beban Buffer Beban ini dihasilkan oleh stopper yang berfungsi untuk menghentikan kereta. Besarnya dapat dihitung dengan rumus :

( KW ) P=

11.3

1

2

V

V

= kecepatan tabrak (3 km/hr)

W

= berat kereta (ton)

K

= konstanta buffer (120 ton/m)

Beban buffer diaplikasikan pada girder yang terletak di bagian stasiun saja. Dalam studi, beban buffer tidak diperhitungkan dalam desain karena daerah yang ditinjau bukan merupakan lokasi yang akan dibangun stasiun monorel.

3.2.3

Beban Angin

Untuk Jakarta, kecepatan angin rencana yang digunakan sekitar 80 km/jam, kecuali telah ditetapkan sebelumnya. Pada saat kereta melintas, beban angin yang mengenai kereta juga diperhitungkan karena ada bagian kereta yang ikut mendorong girder ketika beban angin itu ada. Menurut ACI 358, tekanan angin pada struktur yang digunakan sebagai desain adalah sebagai berikut : a. Pada struktur guideway = 0.4 kN / m2 diaplikasikan pada centreline struktur guideway. Angka diatas dikalikan dengan tinggi girder sebesar 2 m, dari hasil tersebut beban akan diaplikasi pada girder sebagai beban merata sepanjang girder sebesar 8000 kg/m. Kajian Komparatif Sistem Struktur Guideway

III-5

Laporan Tugas Akhir

Gambar III-4 Aplikasi beban angin pada girder

b. Pada kereta = 0.4 kN / m2 diaplikasikan pada titik berat kereta atau 1.3 m diatas permukaan guideway. Beban ini selanjutnya dikalikan dengan tinggi kereta dan lengan momen (1.3 m + 1 m) yang merupakan jarak antara titik berat kereta dengan titik berat girder. Beban tersebut kemudian diaplikasikan pada girder sebagai torsi dengan arah sumbu-y dengan nilai 4.82 kg.m/m.

Gambar III-5 Aplikasi beban angin pada kereta

3.2.4

Efek Temperatur

Pada desain guideway, pengaruh temperatur perlu untuk dikaji secara lebih teliti, terutama untuk permodelan struktur yang akan mengalami kekangan. Adanya perbedaan temperatur harian menyebabkan terjadinya perubahan volume dan pergerakan pada girder. Hal tersebut mengakibatkan munculnya beban tambahan pada guideway. Menurut ACI 358 bagian 3.4.2. terdapat dua bagian yang harus diperhatikan : a. Kisaran Temperatur Untuk Jakarta, perbedaan temperatur untuk periode ulang 75 tahun berkisar antara 23°C sampai dengan 37°C atau dapat juga diambil ±7°C dari rata-rata temperatur 30°C. b. Gradien Temperatur −6 Koefisien untuk setiap perubahan suhu 1°C diambil sebesar 12 × 10

12 × 10−6

°C

°C

untuk baja dan

untuk beton.


III-6

Laporan Tugas Akhir

3.2.5

Efek Rangkak dan Susut pada beton

3.2.5.1 Rangkak pada beton, CR Rangkak merupakan fungsi kelembaban relatif , rasio volume-luas permukaan, dan lamanya pembebanan. Rangkak juga dipengaruhi oleh jumlah tulangan, besarnya gaya prestress, umur beton ketika pembebanan dimulai, dan spesifikasi beton. Besarnya rangkak pada r-hari pembebanan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : ε cr = ε i kr kv kt Dengan εi merupakan tegangan elastik awal sedangkan kr, kv, dan kt merupakan faktor koreksi terhadap kelembaban, rasio volume-luas, dan waktu yang nilainya dihitung sebagai berikut : kr = 4.250 − 0.025 H 2

r ⎤ ⎡ Untuk 0 ≤ rv ≤ 250 mm → kv = ⎢1 − v ⎥ + 0.7 ⎣ 250 ⎦ Untuk rv > 250 mm

kt = 1 − e−0.08

→ kv = 0.7

t

dimana, rv = rasio volume-luas permukaan, t = waktu setelah pembebanan bekerja (hari) H = kelembaban relatif (75%) Maka berdasarkan rumus diatas, besar rangkak pada beton adalah: ε cr = 0.08% * 4.231*0.7 *0.191 = 0.045%

3.2.5.2 Susut pada beton, SH

Secara garis besar rangkak berhubungan dengan susut pada beton. Kedua jenis deformasi ini dibedakan berdasarkan fenomena yang terjadi. Susut merupakan perubahan volume yang alami pada beton. Saat susut terjadi, volume beton pada umumnya mengecil. Hal ini biasanya disebabkan beton kehilangan kandungan air selama masa pengeringan. Sama seperti rangkak, susut pada beton sangat sensitif terhadap kelembaban relatif dan rasio volume-luas permukaan. Besar susut pada beton dapat diperhitungkan dengan rumus berikut ini : ε sh = ε shu kv kt Dengan εshu tegangan susut ultimate sedangkan kv, dan kt merupakan faktor koreksi rasio volume-luas, dan waktu yang nilainya dihitung sebagai berikut :


III-7

Laporan Tugas Akhir

⎡ ⎛ H ⎞2 ⎤ −6 = 550 ⎢1 − ⎜ ⎟ ⎥ ×10 = 0, 024 % ⎢⎣ ⎝ 100 ⎠ ⎥⎦

ε shu

2

r ⎤ ⎡ Untuk 0 ≤ rv ≤ 300 mm → kv = ⎢1 − v ⎥ + 0.5 ⎣ 300 ⎦ Untuk rv > 300 mm

→ kv = 0.5

kv = 0,5

kt = 1 − e−0.10 t = 0,232 dimana, rv = rasio volume-luas permukaan (>300 mm) H = kelembaban relatif (75%) t = adalah waktu selesai curing (7 hari) Maka berdasarkan rumus diatas, besar beban susut pada beton : εsh = 0.024% * 0.5 * 0.232 = 2.797 x10−3% 3.2.6

Perbedaan Penurunan

Dalam desain, pengaruh penurunan pondasi terhadap struktur diperbolehkan. Perbedaan penurunan untuk Serviceability Limit State (SLS) antara batas peir guideway tidak boleh lebih besar dari 1/1000 panjang bentang c-c pier (30000 mm). Sehingga beban settlement ini diaplikasikan pada perletakan pier sebesar 30 mm.

Gambar III-6 Aplikasi beban penurunan

3.2.7

Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada struktur yang menirukan pengaruh gerakan tanah akibat gempa. Menurut SNI 03-1726-2002 Jakarta Kajian Komparatif Sistem Struktur Guideway

III-8

Laporan Tugas Akhir

termasuk kedalam zona 3 dengan percepatan gempa pada batuan dasar sebesar 0.15g. Berdasarkan hasil investigasi geoteknik PT. ADHI KARYA dalam Laporan Rencana Struktur Guideway Monorel Jakarta section Sentra Kuningan, menggunakan SPT, tipe tanah adalah stiff soil, SD. Koefisien gempa untuk jenis tanah stiff soil adalah : Ca: 0.22 Cv: 0.32 Ts: 0.56 s To: 0.112 s

spectral acceleration (g)

0.66 0.55 0.44 0.32/T 0.22

0.00 0.0000.116

0.466 0.582

0.932

1.398

1.864

2.330

period (second)

Gambar III-7 Design Response Spectra (500 year return period, probability of exceedence 10% in 50 years service life)

Koefisien untuk overstrength dan kapasitas global ductility untuk gaya lateral, adalah sebagai berikut : Super struktur : R=5 Sub struktur: R = 2.5 (overstrength factor =2) Probabilitas berulang atau terlampaui dengan periode ulang R tahun dalam interval waktu n

⎛ 1⎞ tertentu adalah : 1⎜ 1 − ⎟ ⎝ R⎠ Karena struktur akan didesain dengan probabilitas terlampaui sebesar 10% untuk masa layan selama 75 tahun, desain response spectra yang sebelumnya harus dimodifikasi untuk periode ulang 712 tahun. Dengan menggunakan distribusi eksponensial didapatkan hubungan antara magnitude dan rata-rata periode ulang sebagai berikut : M 1 ln ( R1 ) = M 0 ln ( R0 ) Kajian Komparatif Sistem Struktur Guideway

III-9

Laporan Tugas Akhir

dimana : M 0 = percepatan permukaan tanah yang diketahui pada suatu kejadian R0 = periode ulang dari M 0 yang diketahui M 1 = perbedaan percepatan permukaan tanah pada suatu kejadian R1 = periode ulang dari M 1 yang diketahui

Kemudian percepatan pada batuan dasar akan menjadi 0.159g. Berdasarkan nilai percepatan batuan dasar yang baru tersebut, koefisien gempa untuk jenis tanah tipe SD menjadi : Ca: 0.235 Cv: 0.330 Ts: 0.562 s To: 0.112 s 0.705 spectral acceleration (g)

0.588

0.47 0.33/T

0.235

0 0

0.112

0.562

0.5

1

1.5

2

2.5

period (second) Gambar III-8 Revisi Design Response Spectra (712-year return period, probability of exceedence 10% in 75 years service life)

Perhitungan beban gempa berdasarkan analisis statik ekivalen, besar gaya base shear (V) dihitung sebagai berikut : V =

C×I × Wt R

dimana: R = Faktor reduksi gempa struktur (5)ÆRangka terbuka beton bertulang dengan balok beton pratekan I

= Faktor Keutamaan gedung (1)


III-10

Laporan Tugas Akhir

Wt = Berat total gedung (2 x γgirder x span = 2.4 x 106 N) C = Koefisien Gempa yang tergantung dari periode alami bangunan (0,588) Gaya base shear yang diaplikasikan pada guideway juga dikombinasikan kembali terhadap arah kuat dan lemah bangunan. Besar gaya base shear tersebut adalah : 0,588 * 1 V= 24000kN = 451,6kN 5

Gambar III-9 Aplikasi beban gempa arah-x dan arah-y

3.2.8

Collision Load

Pier dan elemen-elemen pendukung guideway lain yang terletak < 3 m dari pinggir jalan harus didesain agar memiliki tahanan terhadap gaya statik horizontal sebesar 1000 kN, kecuali dilindungi oleh penahan/palang yang sesuai. Gaya akan diaplikasikan pada elemen pendukung, atau penahan/palang dengan sudut 10 derajat dari arah lalu lintas pada ketinggian 1.20 m diatas permukaan tanah. Pada saat aplikasi pembebanan di model struktur, collision load dikoreksi kembali besarnya terhadap sumbu-x dan sumbu-y struktur, karena beban tersebut dipikul oleh pier dengan suut 10 derajat dari arah lalu lintas.


III-11

Laporan Tugas Akhir

Gambar III-10 Aplikasi Collision load pada pier

3.3

KOMBINASI PEMBEBANAN

Kombinasi pembebanan ditentukan berdasarkan kemungkinan adanya dua atau lebih beban yang bekerja secara bersamaan pada struktur. Penentuan banyaknya kombinasi pembebanan didasarkan pada banyaknya kemungkinan kondisi yang dapat terjadi pada struktur. Angka koefisien yang ada adalah berdasarkan pada data statistik untuk tiap-tiap jenis percobaan pembebanan dan engineering judgement. Kombinasi pembebanan diambil dari Design Kriteria Monorel yang dikeluarkan oleh PT. Adhi Karya yaitu sebagai berikut : Saat Masa, Layan :

Kombinasi beban saat masa layan guideway beam. Tabel III-2 Kombinasi Pembebanan masa layan

Group DL SDL LL+I PS S1 S2 S3 S4 S4-1

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1

1 1 1

1 1 1 1 1

LFn 1 1 1

WS 0.3 0.3 1

WL 0.3 0.3

CF or HF 1 1 1

T

1 1 1

SH+CR Diff

1 1 1

1 1 1 1 1

EQ

0.67

Saat Beban Ultimate :

Kombinasi beban saat masa layan (untuk desain pier dan pengecekan tegangan ultimate untuk superstruktur)


III-12

Laporan Tugas Akhir

Tabel III-3 Kombinasi Pembebanan Ultimate

Group DL* SDL LL+I PS

LFe

U0 U1 U2 U3 U3-1 U4 U6

1.4

1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

1.7 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4

1 1 1 1 1 1 1

WL + CF or WS T SH+CR Diff WS HF 1.7 1 1 1.5 1.4 1 1 1 1.4 1 1 1.4 1.5 1 1 1.4 1 1 1.4 1 1 1

EQ

CL

1 1.3

dimana : DL

= beban mati

SDL

= beban mati superimposed

LL+I = beban mati + impak PS

= efek prestress

WS

= beban angin pada struktur

WL

= beban angin pada kereta

LFn

= gaya rem normal

LFe

= gaya rem mendadak

CF

= gaya sentrifugal

HF

= hunting force

CL

= collision load

T

= temperatur

SH

= susut pada beton

CR

= rangkak pada beton

Diff

= differenttial settlement

%

= percentage of basic unit stress

*

= digunakan 0.9 untuk efek yang lebih konservatif

EQ

= beban gempa

3.4

SPESIFIKASI MATERIAL

3.4.1

Beton

Material beton yang digunakan untuk setiap elemen adalah berbeda. Dalam hal ini, Guideway beam menggunakan mutu beton yang paling tinggi dikarenakan beam ini akan didesain sebagai beton prategang dan memiliki panjang bentang yang cukup panjang. Kajian Komparatif Sistem Struktur Guideway

III-13

Laporan Tugas Akhir

Tabel III-4 Kekuatan Minimum Beton umur 28 hari

Element Guideway beam Cross head Columns

fc' 50 37 37

Ec 33230 28580 28580

dimana : 1. fc’

= compressive cylindrical strength (N/mm2)

2. Ec

= Young’s modulus of elasticity of concrete (N/mm2)

Ec = 4700 ( fc ') N/mm2 for concrete 0.5

3. Es

Ec = 4700 ( 50 )

0.5

= 33230 N/mm2 for fc ' = 50 MPa

Ec = 4700 ( 37 )

0.5

= 28580 N/mm2 for fc ' = 37 MPa

= Young’s modulus of elasticity of steel (N/mm2) Es = 200000 N/mm2 = 200 kN/mm2 for non-presressed

reinforcement Es = for Prestressing Steel shall be determined by tests or supplied

by manufacturer 4. Poisson ratio = 0.2 for concrete 5. Poisson ratio = 0.3 for steel 6. Coefficient of thermal expansion for steel

= 12E-06/1 C°

7. Coefficient of thermal expansion for concrete

= 12E-06/1 C°

8. Ultimate creep factor φcr. = 2.0 9. Shrinkage coeeficient = 0.0002 3.4.2

Tulangan

Tegangan leleh ( fy ) minimum tulangan baja adalah (N/mm2) : Tabel III-5 Tegangan leleh minimum baja

Mild Steel Plain Bar Tensile Deformed Bar Wire Mesh

240 400 500

Tulangan yang digunakan dalam struktur Guideway Jakarta monorel adalah, fy = 400 N/mm2


III-14

Laporan Tugas Akhir

3.4.3

Tendon Prategang

Seluruh tendon prategang yang digunakan adalah 7-wire Grade 270, low relaxation strand ASTM A416-74, ditarik dengan 75 % f PU dan memiliki karakteristik : Tabel III-6 Karakteristik Tendon Prategang

Standard Diameter (nominal) Nominal area Load at 1 % extension Min. breaking load, Pu Young's modulus Frictional coefficient Wobble coefficient Wedge draw-in Relaxation

ASTM A416-74 12.7 mm 15.2 mm 140 mm² 98.7 mm² 165.3 kN 234.7 kN 183.7 kN 260.7 kN shall be determined by tests or supplied by the manufacturer 0.25 /rad 0.0032 /m 6 mm Low 2.5-3.5%

Dalam studi ini, seluruh tendon yang digunakan merupakan tendon dengan diameter 15.2 mm. 3.5

TEGANGAN IJIN

3.5.1

Beton

Tegangan maksimum yang diperbolehkan pada beton setelah transfer prategang, sebelum losses yang bersifat time-dependent tidak boleh melebihi 0.45 fC ’. Untuk f c ’ = 50 MPa (cylindrical strength pada saat beton berumur 28 hari) fc = 0.45 f c ’ = 22.5 MPa Kuat tekan saat gaya prategang initial, f ci ’ = 40 MPa (80% f c ’) 3.5.1.1 Tegangan Tekan yang diijinkan

(a) Saat masa transfer, 0.60 f ci ’ = 24 MPa (b) Saat masa layan i. Kombinasi pembebanan S1 atau S2 Beton precast 0.45 f c ’ = 22.5 MPa Beton cast in place

0.40 f c ’ = 20 MPa

ii. Kombinasi pembebanan S3 atau S4 atau S4-1 Beton precast 0.60 f c ’ = 30 MPa Beton cast in place


0.55 f c ’ = 27.5 MPa

III-15

Laporan Tugas Akhir

3.5.1.2 Tegangan Tarik yang diijinkan

(a) Saat masa transfer, 1.00 f cr ’ = 4.2 MPa ( 0.6 f c ' )

3.5.2

(b) Saat masa layan i. Kombinasi pembebanan S1 : ii. Kombinasi pembebanan S2 :

0.0 MPa 0.40 f cr ’ = 1.68 MPa

iii. Kombinasi pembebanan S3 :

0.80 f cr ’ = 3.36 MPa

iv. Kombinasi pembebanan S4 :

0.80 f cr ’ = 3.36 MPa

v. Kombinasi pembebanan S4-1 :

0.80 f cr ’ = 3.36 MPa

Tendon Prategang

Seperti telah disebutkan, tendon prategang yang digunakan adalah diameter 15.2 mm. Syarat-syarat tegangan pada tendon diberlakukan agar tendon dapat bekerja optimal. Tegangan tarik pada tendon tidak melebihi : (i) Akibat gaya penarikan (jacking) min( 0.85 f pu , 0.94 f py ) min( 0.74 f pu , 0.82 f py )

(ii)

Segera setelah transfer prategang

(iii)

Tendon pasca tarik segera setelah pengangkuran

3.5.3

Tulangan struktural

0.70 f pu

Beberapa kriteria desain tulangan struktural yang digunakan dalam studi kasus ini adalah : Kuat leleh minimum (fy) sesuai dengan spesifikasi dari tabel III-5, modulus young i. = 400 kN/mm2 −6

ii.

Koefisien ekspansi termal = 12 ×10

iii.

Mengikuti juga standar code AASTHO (2004)

3.5.4

Tegangan pada daerah pengangkuran

°C

Pada daerah pengangkuran, akan terjadi tegangan-tegangan akibat efek prategang yang terjadi. Tegangan yang diperbolehkan adalah f b = 20 N / mm 2

3.6

SELIMUT BETON MINIMUM

Selimut beton untuk setiap struktur akan tergantung pada keberadaan struktur tersebut pada masa layan. Jika struktur tersebut tidak terekspos ke cuaca dan tidak bersentuhan dengan tanah, selimut beton dapat dibuat lebih minimum dari pada struktur yang terekspos cahaya dan bersentuhan dengan tanah. Kajian Komparatif Sistem Struktur Guideway

III-16

Laporan Tugas Akhir

3.6.1

Balok dan Girder

a. Tidak terekspos ke cuaca dan tidak bersentuhan dengan tanah = 30 mm ≥ f bar b. Terekspos ke cuaca atau bersentuhan dengan tanah = 40 mm ≥ f bar 3.6.2

Kolom

a. Tidak terekspos ke cuaca dan tidak bersentuhan dengan tanah = 30 mm ≥ f bar b. Terekspos ke cuaca atau bersentuhan dengan tanah = 40 mm ≥ f bar 3.6.3

Beton yang berhubungan dengan tanah

a. Yang dituangkan kedalam beton penahan atau blockworks = 40 mm b. Yang berhubungan langsung dengan tanah (contoh : bored pile) = 60 mm


III-17

BAB III DESAIN KRITERIA

Recommend Documents