Mengenal Jembatan Rangka Baja: Struktur, Jenis, dan Keunggulannya

Mengenal Jembatan Rangka Baja: Struktur, Jenis, dan Keunggulannya

Adi Hamdani    Juli 01, 2023    Comment   

Mengenal Jembatan Rangka Baja: Struktur, Jenis, dan Keunggulannya

Jembatan rangka baja merupakan salah satu jenis jembatan yang menggunakan baja sebagai material utamanya. Baja dipilih karena memiliki kekuatan yang tinggi, tahan terhadap beban yang berat, dan memiliki daya tahan yang baik terhadap cuaca ekstrem. Dalam artikel ini, kita akan membahas lebih lanjut mengenai apa itu jembatan rangka baja, jenis-jenisnya, dan mengapa baja menjadi pilihan yang ideal.

Apa yang Dimaksud dengan Jembatan Rangka Baja?

Jembatan rangka baja adalah jembatan yang menggunakan struktur rangka baja sebagai elemen utamanya. Struktur rangka baja terdiri dari balok, kolom, dan sistem penahan lainnya yang terhubung secara bersama-sama membentuk jembatan. Baja yang digunakan biasanya memiliki komposisi yang kuat dan tahan lama.

Jenis-jenis Jembatan Rangka Baja

Ada beberapa jenis jembatan rangka baja yang umum digunakan, antara lain:

1. Jembatan Balok Tunggal: Jembatan ini menggunakan satu balok baja sebagai elemen utamanya. Jembatan balok tunggal sering digunakan untuk jembatan jalan kecil atau jembatan pejalan kaki.
2. Jembatan Gerber: Jembatan gerber menggunakan dua atau lebih balok baja yang terhubung dengan sendi Gerber. Konstruksi ini memberikan kekuatan ekstra pada jembatan dan sering digunakan untuk jembatan rel kereta api.
3. Jembatan Gantung: Meskipun sering kali terkait dengan kabel, beberapa jembatan gantung menggunakan rangka baja sebagai elemen struktural utama. Keunggulan jembatan gantung adalah kemampuannya untuk menjangkau jarak yang panjang dengan menggunakan struktur yang relatif ringan.

Keunggulan Penggunaan Baja pada Jembatan

Mengapa jembatan menggunakan baja? Berikut adalah beberapa keunggulan penggunaan baja pada jembatan:

1. Kekuatan yang Tinggi: Baja memiliki kekuatan yang tinggi dibandingkan dengan material konstruksi lainnya seperti beton. Hal ini memungkinkan pembangunan jembatan yang lebih ringan dengan beban yang lebih tinggi.
2. Tahan Lama: Baja memiliki daya tahan yang baik terhadap korosi dan kerusakan akibat cuaca ekstrem. Hal ini menjadikan jembatan rangka baja memiliki masa pakai yang lebih lama dibandingkan dengan jembatan konvensional.
3. Kecepatan Pembangunan: Konstruksi jembatan rangka baja dapat dilakukan dengan cepat karena baja merupakan material yang mudah dibentuk dan dipasang. Proses pembangunan yang cepat ini mengurangi gangguan lalu lintas dan biaya proyek secara keseluruhan.
4. Fleksibilitas Desain: Baja dapat dibentuk dengan berbagai cara, memberikan fleksibilitas desain yang tinggi pada jembatan. Hal ini memungkinkan pembangunan jembatan dengan bentuk dan gaya yang unik, sesuai dengan kebutuhan dan lingkungan sekitar.

Dengan keunggulan-keunggulan tersebut, penggunaan jembatan rangka baja semakin populer dan menjadi pilihan yang ideal untuk memenuhi kebutuhan infrastruktur transportasi yang modern.

Jembatan rangka baja adalah jembatan yang menggunakan struktur rangka baja sebagai elemen utamanya. Ada beberapa jenis jembatan rangka baja yang umum digunakan, termasuk jembatan balok tunggal, jembatan gerber, dan jembatan gantung. Baja dipilih sebagai material utama karena kekuatannya yang tinggi, daya tahan yang baik, dan fleksibilitas desainnya. Penggunaan jembatan rangka baja memiliki keunggulan-keunggulan seperti kekuatan yang tinggi, tahan lama, kecepatan pembangunan, dan fleksibilitas desain. Dengan demikian, jembatan rangka baja merupakan solusi yang ideal untuk memenuhi kebutuhan infrastruktur transportasi modern.

Perencanaan Portal Gable

Adi Hamdani    September 02, 2020    Comment   

 Perencanaan Portal Gable

Kriteria Desain :

• Peraturan Perencanaan
• Standar Material Baja Struktur
• Spesifikasi Baja Struktur

Pembebanan Pada Struktur :

• Beban Mati dan Beban tambahan
• Beban Hidup
• Beban Angin
• Beban Gempa

 Baca Juga :  Standard dan Peraturan Teknik Sipil

STANDAR PERATURAN PERANCANAAN

Peraturan Pembebanan:

• SNI 1727-2013, Beban Minimum  untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain-lain.
• SNI 1726-2019, Tata cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung

Perencanaan Baja:

• SNI 1729:2015, Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja Struktural.
• SNI 7860:2015, Ketentuan Seismik untuk Struktur Bangunan Gedung Baja
• SNI 7972:2013, Sambungan Terprakualifikasi untuk Rangka Momen Khusus dan Menengah Baja pada Aplikasi Seismik.

Perencanaan Beton:

• SNI 2847:2013, Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung.

STANDAR MATERIAL BAJA STRUKTUR

Baja Pelat dan Profil

• JIS G3101-SS400, Carbon Steel Square for General Structural Purposes

Baut

• ASTM A325-14, Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated,120/105 ksi-Minimum Tensile

Angkur

• ASTM A307-14, Standard Specification for Carbon Steel Bolts, Studs, andThreaded Rod 60 ksi-Tensile Strength.

BEBAN MATI

Beban mati struktur (Dead Load) merupakan berat sendiri struktur, yang besarnya bergantung pada berat jenis materialnya. Dalam perencanaan struktur, berat jenis material yang digunakan adalah sebagai berikut:

    Beton    : 2400 kg/m3

    Baja      : 7850 kg/m3

Program dapat memperhitungkan beban mati secara otomatis berdasarkanb erat per volume dari masing-masing material.

BEBAN HIDUP ATAP

Beban hidup Atap (Live Load Roof) pada perencanaan ini adalah: 

•     Beban hidup pada atap: 96.00 kg/m2 (SNI 1727:2013)

Dengan mengaplikasikan reduksi sebesar 0.6 dan dibulatkan, maka dapat diambil:

•     Beban hidup pada atap: 60.00 kg/m2

BEBAN ANGIN

Berdasarkan SNI 1727 Ps l26 - Persyaratan Umum beban Angin, untuk perhitungan kecepatan beban angin diperlukan pertimbangan dan parameter sebagai berikut:

• Kategori Resiko Bangunan Gedung

            

• Kecepatan Angin Dasar, V = 39.9 m/s

• Faktor Arah Angin, KD

• Kategori Eksposur

1. Eksposur B : Untuk bangunan gedung dengan tinggi atap rata-rata kurang dari atau sama dengan 30 ft (9,1 m), Eksposur B berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah, sebagai mana ditentukan oleh Kekasaran Permukaan B, berlaku diarah lawan angin untuk jarak yang lebih besar dari 1.500 ft (457 m). Untuk bangunan dengan tinggi atap rata-rata lebih besar dari 30 ft (9,1 m), Eksposur B berlaku bilamana Kekasaran Permukaan B berada dalam arah lawan angin untuk jarak lebih besar dari 2.600 ft (792 m) atau 20 kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar.
2. Eksposur C : Eksposur C berlaku untuk semua kasus saat Eksposur B atau D tidak berlaku. 
3. Eksposur D : Eksposur D berlaku bila mana kekasaran permukaan tanah, ditentukan oleh Kekasaran Permukaan D, berlaku diarah lawan angin untuk jarak yang lebih besar dari 5.000 ft(1.524 m) atau 20 kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar. Eksposur D juga berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah lawan angin dari situs B atau C, dan situs yang berada dalam jarak 600 ft (183 m) atau 20 kali tinggi bangunan, mana yang terbesar, dari kondisi Eksposur D sebagaimana ditentukan dalam kalimat sebelumnya.

• Faktor Topografi, KZT

Efek peningkatan kecepatan angin pada bukit, bukit memanjang dan tebing curam yang terisolasi akan menimbulkan perubahan mendadak dalam topografi umum, terletak dalam setiap kategori eksposur, dimasukan dalam perhitungan beban angin.

Dengan parameter mengikuti sesuai kasus pada Gambar berikut :

Pada kondisi bangunan pabrik diambil nilai Faktor Arah Angin, Kzt = 1.00

• Faktor efek Tiupan Angin, G = 0.85

Faktor efek tiupan angin untuk suatu bangunan gedung dan struktur lain yang kaku boleh diambil sebesar 0.85

Faktor tiupan Angin, G = 0.85

• Faktor Elevasi Dasar, Ke

Faktor elevasi dasar untuk menyesuaikan dengan densitas udara, "Ke" dimana dapat ditentukan berdasarkan elevasi. Namun, untuk pertimbangan yang konservatif, dapat digunakan untuk seluruh elevasi.

Faktor Elevasi Dasar, "Ke" = 1.00

• Koefisien Eksposur Tekanan Velositas, KZ atau KH

• Tekanan Velositas, qz

Tekanan velositas, qz dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung dengan persamaan berikut:

qz = 0.63 Kz.Kzt.Kd.V^2

Dimana :

Kd = faktor arah angin

Kz = koefisien eksposur tekanan velositas

Kzt = faktor topografi

V = Kecepatan angin dasar

• Beban Angin pada Atap

Gaya Angin (p) kg/m2 = q . G . Cn 

• Beban Angin pada Dinding

Gaya Angin (p) kg/m2 = q . G . Cp

Demikian penjelasan mengenai tahapan pembebanan dalam merancang portal gable berdasarkan SNI 1727 - 2013. Untuk mengenai pembahasan beban gempa akan dibahas pada artikel selanjutnya.

Contoh soal balok kantilever beban merata

Contoh soal balok kantilever beban merata

Adi Hamdani    April 19, 2013    2 comments   

∑MA = 0
-2 cos 30° (8) – 2 (4) (2) – (4) (2) + ma = 0
Ma =2 sin 30° (8) + 2 (4) (2)
      = 24 tm

∑H = 0
-HA + 2 cos 30° = 0
HA = 2 cos 30°
HA = √3

∑MB= 0
2(4)6-va(8) + ma = 0
48 + ma= va(8)
48+24 = va 8
VA = 9t

Cek :
∑V = 0
Va – 2(4) -2 sin 30° = 0
9 – 8 – 2 ½ = 0
0 = 0    ok !!!

Contoh Soal Reaksi Perletakan Balok

Contoh Soal Reaksi Perletakan Balok

Adi Hamdani    April 19, 2013    Comment   

∑H = 0
HA-2 cos 60° = 0
HA = 2 cos 60°
= 2 . ½
= 1 t

∑MA = 0
4(3)-vb(6)+2sin 60° (9) = 0
12 - 6vb + 15.588 = 0
6vb = 15.588  + 12
Vb = 4.598 t

∑MB = 0
Va(6)-4(3)+2 sin 60°(30) = 0
Va = 4(3)-2 sin 60(3)6
Va = 1.134 t

Cek  ∑V = 0
Va + vb – 4 – 2 sin 60° = 0
1.134 + 4.598 – 2 sin 60° = 0
0 = 0  ok !!!

Contoh soal reaksi perletakan cantilever beban merata segitiga

Contoh soal reaksi perletakan cantilever beban merata segitiga

Adi Hamdani    April 19, 2013    7 comments   

Contoh soal reaksi tumpuan jepit

Dalam menghitung reaksi struktur dengan tumpuan jepit kita harus memproyeksikan semua gaya terhadap titik tumpuannya. setelah itu dihitung dengan persamaan kesetimbangan ∑H , ∑V  dan ∑M.

Jawaban :

1. Kesetimbangan horizontal

∑H = 0
HA  = 0

2. Kesetimbangan Momen

∑MA = 0
MA - 3(1,5) – 4(2) – 3/2 (4) = 0
MA  = 4,5 + 8 +6
MA  = 18,5 t

3. Kesetimbangan Vertikal

∑V = 0
VA – 3 – 4 – 3/2 = 0
VA = 3 + 4 + 3/2
VA = 7 + 3/2
VA = 8,5 t

4. Checking 

∑MB = 0
MA + 3(4,5) + 4(4) +3/2(2) – VA(6) = 0
18,5 + 13,5 + 16 + 3 – (8,5)(6) = 0
18,5 + 13,5 +19 = 51
51 t     =  51 t
OK !

Demikian cara menghitung reaksi perletakan tumpuan jepit, semoga bermanfaat.

Contoh Soal Beban Merata

Contoh Soal Beban Merata

Adi Hamdani    April 19, 2013    Comment   

Jawaban :

∑ H = 0
HA – 4 cos 45⁰ = 0
HA = 4 . ½ √2
      = 2√2
      = 2,8284 t

∑MA = 0
2(2) + 12(3) + 3(4) + 4 sin 45⁰ (9) – VB (6) = 0
6 VB = 4 + 36 + 12 + 2√2 (9)
6 VB = 52 + 25,4556
6 VB = 77,4556
VB    = 12,909 t

∑MB = 0
VA (6) – 2(4) – 12(3) – 3(2) + 4 sin 45⁰ (3) = 0
6 VA = 8 + 36 + 6 - 2√2 (3)
6 VA = 50 – 8,4852
6 VA = 41,5148
VA    = 6,9191 t

Bukti :
∑V = 0
VA + VB – 2 – 12 – 3 – 4 sin 45⁰ = 0
6,9191 + 12,909 = 2 + 12 + 3 +2,8284
19,828 t = 19,828 t
OK !