i PERENCANAAN JEMBATAN BUSUR BENTANG PANJANG DENGAN DESAIN SKALA PENUH (STUDI KASUS PADA MODEL JEMBATAN KJI : Dragon Arch) TUGAS AKHIR Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Oleh : Mery Anggriani Putri Suharto 201110340311065 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
i
PERENCANAAN JEMBATAN BUSUR BENTANG PANJANG DENGAN DESAIN
SKALA PENUH (STUDI KASUS PADA MODEL JEMBATAN KJI : Dragon Arch)
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana Teknik
Oleh :
Mery Anggriani Putri Suharto
201110340311065
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : PERENCANAAN JEMBATAN BUSUR BENTANG PANJANG
DENGAN DESAIN SKALA PENUH (STUDI KASUS PADA
MODEL JEMBATAN KJI : Dragon Arch)
Nama : Mery Anggriani Putri Suharto
NIM : 201110340311065
Pada hari Sabtu 29 Agustus 2015, telah diuji oleh tim penguji :
1. Zamzami Septiropa, ST. MT. Dosen Penguji I ………………
2. Moh. Abduh, ST. MT. Dosen Penguji II …………………
Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,
(Ir. Erwin Rommel, MT) (Ir. Lukito Prasetyo, MT)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
(Ir. Rofikatul Karimah, MT)
iii
KATA PENGANTAR
Segala puja dan puji bagi ALLAH SWT atas semua nikmat dan karunia-
Nya yang tak terhingga yang diperuntukkan bagi semua hamba-Nya. Shalawat
dan salam juga bagi NABI MUHAMMAD SAW berserta keluarga, para sahabat
dan kaumnya yang setia hingga akhir zaman.
Tugas akhir ini penulis tulis dengan judul PERENCANAAN JEMBATAN
BUSUR BENTANG PANJANG DENGAN DESAIN SKALA PENUH (Studi
Kasus Pada Model Jembatan KJI : Dragon Arch) untuk memenuhi salah satu
syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah
Malang.
Dalam masa perkuliahan sampai penulisan tugas akhir ini tentunya banyak
suka duka yang terjadi, namun berkat bantuan berbagai pihak kami dapat
menyelesaikan penulisan tugas akhir ini, untuk itu tidak lupa kami sampaikan
terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Muhadjir Effendy, M.AP selaku Rektor Universitas
Muhammadiyah Malang
2. Bapak Ir. Sudarman, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Muhammadiyah Malang
4. Bapak Ir. Erwin Rommel, MT. selaku Dosen Pembimbing I
5. Bapak Ir. Lukito Prasetyo, MT. selaku Dosen Pembimbing II
iv
6. Bapak Ir. Yusuf Wahyudi, MT. Selaku Dosen Wali
7. Seluruh Staf Jurusan Teknik Sipil, Staf Laboratorium Teknik Sipil dan
Staf TU Fakultas Teknik.
8. Seluruh teman-teman yang telah membantu.
Akhir kata penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan
tugas akhir ini dan semoga tugas akhir ini membawa manfaat bagi perkembangan
ilmu pengetahuan dibidang ketekniksipilan.
Malang, 29 Agustus 2015
Penulis
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii
SURAT PERNYATAAN ........................................................................................ iii
LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................. iv
KATA PENGANTAR .............................................................................................. v
ABSTRAK .............................................................................................................. vii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. xv
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xx
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................. 3
1.3. Tujuan Perencanaan .......................................................................................... 3
1.4. Batasan Masalah ............................................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5
2.1. Umum ............................................................................................................... 5
vi
2.1.1. Teori Umum Jembatan Busur ............................................................... 5
2.1.2. Jenis-jenis Jembatan Busur ................................................................... 6
2.1.3. Jembatan Busur Virendeel .................................................................. 11
2.1.4. Sistem Konstruksi Jembatan ............................................................... 13
2.1.5. Sruktur Jembatan Busur ...................................................................... 14
2.2. Pembebanan Pada Jembatan Busur ................................................................. 14
2.2.1. Beban Tetap ........................................................................................ 15
2.2.2. Beban Lalu Lintas ............................................................................... 16
2.2.3. Aksi Lingkungan ................................................................................. 26
2.3. Analisa Perencanaan Jembatan Busur Baja .................................................... 28
2.3.1. Perencanaan Struktur Jembatan Baja dengan metode LRFD ............. 28
2.3.1.1. Stabilitas Batang Tarik ........................................................... 30
2.3.1.2. Stabilitas Batang Tekan ......................................................... 30
2.3.1.3. Stabilitas Batang Lentur ......................................................... 32
2.3.1.4. Faktor Beban dan Kombinasi Beban ..................................... 32
2.3.1.5. Perencanaan Sambungan........................................................ 34
BAB III METODOLOGI ...................................................................................... 41
3.1. Metode Analisis .............................................................................................. 41
vii
3.2. Metode Penyusunan ........................................................................................ 41
3.2.1. Studi Literatur ..................................................................................... 41
3.2.2. Pengumpulan Data .............................................................................. 42
3.3. Data Perencanaan ........................................................................................... 42
3.3.1. Data Konstruksi .................................................................................. 42
3.3.2. Material Konstruksi ............................................................................ 43
3.4. Diagram Alir ................................................................................................... 44
3.4.1. Diagram Alir Perencanaan Struktur Atas............................................ 45
BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ATAS ................................................. 46
4.1. Data Perencanaan Jembatan ............................................................................ 46
4.2. Perencanaan Pelat Lantai Kendaraan dan Trotoar .......................................... 48
4.2.1. Perhitungan Pelat Lantai Kendaraan ................................................... 48
4.2.1.1. Kriteria Desain ........................................................................ 48
4.2.1.2. Pembebanan pada Lantai Kendaraan ...................................... 48
4.2.2. Perhitungan Lantai Trotoar .................................................................. 50
4.2.2.1. Kriteria Desain ....................................................................... 50
4.2.2.2. Pembebanan Pada Lantai Trotoar ........................................... 50
4.2.3. Anaalisa Statika .................................................................................. 51
viii
4.2.4. Hasil Analisa Staadpro ........................................................................ 54
4.2.5. Penulangan Pelat Lantai Kendaraan ................................................... 55
4.2.6. Perhitungan Sandaran dan Penulangan Pelat Lantai Trotoar .............. 60
4.2.6.1. Perencanaan Sandaran............................................................. 60
4.2.6.2. Penulangan Pelat Lantai Trotoar ............................................. 65
4.3. Perencanaan Gelagar ....................................................................................... 68
4.3.1. Perencanaan Gelagar Memanjang (Stringer) ...................................... 68
4.3.1.1. Kriteria Desain ........................................................................ 68
4.3.1.2. Pembebanan ............................................................................ 69
4.3.1.3. Analisa Staadpro ..................................................................... 74
4.3.1.4. Kontrol Penampang ................................................................ 75
4.3.1.5. Perhitungan Penghubung Geser (Shear Connector)................ 78
4.3.2. Perencanaan Gelagar Melintang ......................................................... 81
4.3.2.1. Kriteria Desain ........................................................................ 81
4.3.2.2. Pembebanan ............................................................................ 82
4.3.2.3. Analisa Perhitungan ................................................................ 82
4.3.2.4. Kontrol Penampang ................................................................ 85
4.3.2.5. Perhitungan Penghubung Geser (Shear Connector)................ 89
ix
4.3.3. Perencanaan Gelagar Induk Tepi ........................................................ 91
4.3.3.1. Kriteria Desain ........................................................................ 91
4.3.3.2. Pembebanan ............................................................................ 92
4.3.3.3. Hasil Analisa Staadpro ............................................................ 96
4.3.3.4. Kontrol Penampang ................................................................ 98
4.4. Konstruksi Pemikul Utama ........................................................................... 103
4.4.1. Umum ....................................................................................... 103
4.4.2. Perencanaan Batang Penggantung .................................................... 104
4.4.2.1. Data Profil ............................................................................. 105
4.4.4.2. Kontrol Penampang .............................................................. 105
4.4.3. Perencanaan Konstrksi Busur .......................................................... 107
4.4.3.1. Kriteria Desain....................................................................... 107
4.4.3.2. Pembebanan ......................................................................... 108
4.4.3.3. Hasil Analisa Staadpro .......................................................... 109
4.4.3.4. Kontrol Penampang .............................................................. 110
4.4.3.5. Perencanaan Stiffener ........................................................... 112
4.5. Perencanaan Pengaku Ikatan Angin .............................................................. 117
4.5.1. Ikatan Angin Atas ......................................................................... 118
x
4.5.1.1. Pembebanan ......................................................................... 118
4.5.1.2. Hasil Analisa Staadpro .......................................................... 118
4.5.1.3. Kontrol Penampang .............................................................. 120
4.5.1.4. Perencanaan Stiffener ........................................................... 123
4.5.2. Ikatan Angin Bawah ......................................................................... 125
4.5.2.1. Pembebanan ......................................................................... 125
4.5.2.2. Hasil Analisa Staadpro .......................................................... 125
4.5.1.3. Kontrol Penampang .............................................................. 126
4.6. Perencanaan Sambungan ......................................................................... 129
4.6.1. Sambungan pada Gelagar Memanjang ............................................. 130
4.6.2. Sambungan antar gelagar Melintang dan Box Tepi .......................... 134
4.6.3. Sambungan antar Gelagar Box Tepi ................................................. 138
4.6.4. Sambungan antar Gelagar Box Tepi dan Batang Penggantung ........ 144
4.6.5. Sambungan antar Batang Penggantung .............................................. 148
4.6.6. Sambungan antar Gelagar Box Busur ............................................... 151
4.6.7. Sambungan antar Box Busur dan Pengaku Ikatan Angin ................. 156
4.6.8. Sambungan Ujung Box Tepi dan Ujung Box Busur ......................... 161
4.7. Perencanaan Perletakan ......................................................................... 165
xi
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 169
5.1. Kesimpulan ................................................................................................... 169
5.2. Saran ............................................................................................................. 170
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 171
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Jembatan Busur Langer ...................................................................... 6
Gambar 2.2. Jembatan Busur Lohse........................................................................ 7
Gambar 2.3. Jembatan Pelengkung Truss dan Pelengkung Nielse ........................ 7
Gambar 2.4. Jembatan Busur Tipe “Deck Arch” .................................................... 8
Gambar 2.5. Jembatan Busur Tipe “Through Arch” ............................................. 9
Gambar 2.6. Jembatan Busur Tipe “A Half-Through Arch” ............................... 11
Gambar 2.7. Beban Lajur “D” ........................................................................... 18
Gambar 2.8. Beban “D”; BTR vs panjang yang dibebani .................................... 19
Gambar 2.9. Penyebaran Beban Arah Melintang ................................................. 20
Gambar 2.10. Pembebanan Truk “T” ..................................................................... 21
Gambar 2.11. Gaya Rem Perlajur ......................................................................... 23
Gambar 2.12. Pembebanan Untuk Pejalan Kaki ................................................... 23
Gambar 2.13. Faktor Beban Dinamis untuk BGT Pembebanan Lajur “D” ............ 25
Gambar 2.14. Aksi Lingkungan Pada Beban Angin ............................................... 26
Gambar 2.15. Las Tumpul ........................................................................... 35
Gambar 2.16. Las Sudut ........................................................................... 35
xiii
Gambar 3.1. Layout Jembatan Busur Bentang Panjang ........................................ 42
Gambar 4.1. Pelat Lantai Kendaraan .................................................................... 48
Gambar 4.2. Kondisi 1 Pembebanan pada Pelat Lantai ........................................ 51
Gambar 4.3. Kondisi 2 Pembebanan pada Pelat Lantai ........................................ 52
Gambar 4.4. Kondisi 3 Pembebanan pada Pelat Lantai ........................................ 52
Gambar 4.5. Kondisi 4 Pembebanan pada Pelat Lantai ........................................ 52
Gambar 4.6. Kondisi 5 Pembebanan pada Pelat Lantai ........................................ 53
Gambar 4.7. Kondisi 6 Pembebanan pada Pelat Lantai ........................................ 53
Gambar 4.8. Sandaran pada Jembatan .................................................................. 61
Gambar 4.9. Trotoar .............................................................................................. 65
Gambar 4.10. Denah Gelagar Memanjang Jembatan .............................................. 68
Gambar 4.11. Profil WF Gelagar Memanjang ........................................................ 69
Gambar 4.12. Pembebanan Truk ........................................................................... 71
Gambar 4.13. Pembebanan Truk pada Potongan Gelagar Memanjang .................. 72
Gambar 4.14. Gaya Rem ......................................................................................... 72
Gambar 4.15. Gaya Rem Per Lajur ........................................................................ 73
Gambar 4.16. Momen Akibat Beban Truk ............................................................. 74
Gambar 4.17. Gaya Geser Akibat Beban Truk ...................................................... 74
xiv
Gambar 4.18. Displacement Akibat Beban Truk .................................................... 75
Gambar 4.19. Penghubung Geser pada Gelagar Memanjang ................................. 80
Gambar 4.20. Skema Gelagar Melintang ................................................................ 81
Gambar 4.21. Profil WF Gelagar Melintang ........................................................... 82
Gambar 4.22. Distribusi Beban Mati pada Gelagar Melintang ............................... 82
Gambar 4.23. Pembebanan Akibat Beban Truk ...................................................... 83
Gambar 4.24. Distribusi Beban Hidup pada Gelagar Melintang kondisi a ............. 84
Gambar 4.25. Distribusi Beban Hidup pada Gelagar Melintang kondisi b............. 84
Gambar 4.26. Shear conection pada gelagar melintang .......................................... 90
Gambar 4.27. Perecanaan Gelagar Induk Tepi Box ................................................ 91
Gambar 4.28. Profil Box pada Gelagar Induk Tepi ................................................ 92
Gambar 4.29. Faktor Beban Dinamis Beban BGT untuk Pembebanan Lajur “D” . 94
Gambar 4.30. Penyebaran Pembebanan pada Arah Melintang ............................... 94
Gambar 4.31. Pembebanan Akibat Beban D Kondisi a .......................................... 95
Gambar 4.32. Pembebanan Akibat Beban D Kondisi b .......................................... 95
Gambar 4.33. Pembebanan Akibat Beban D Kondisi c .......................................... 95
Gambar 4.34. Momen Akibat Beban Kombinasi pada Kondisi a ........................... 96
Gambar 4.35. Gaya Geser Akibat Beban Kombinasi pada Kondisi a..................... 96
xv
Gambar 4.36. Lendutan Akibat Beban Kombinasi pada Kondisi a ........................ 97
Gambar 4.37. Pengaku pada Profil Box Induk Tepi ............................................. 100
Gambar 4.38. Skema jembatan busur.................................................................... 103
Gambar 4.39. Profil Steel Pipe ......................................................................... 105
Gambar 4.40. Pembebanan pada Strutur Pelengkung ........................................... 109
Gambar 4.41. Profil Box pada Penampang Busur ................................................ 110
Gambar 4.42. Penampang Box dengan Stiffener .................................................. 114
Gambar 4.43. Pembebanan Ikatan Angin Atas ..................................................... 118
Gambar 4.44. Momen Maksimum pada Ikatan Angin Atas ................................. 118
Gambar 4.45. Gaya Geser Maksimum pada Ikatan Angin Atas ........................... 119
Gambar 4.46. Lendutan Maksimum pada Ikatan Angin Atas ............................... 119
Gambar 4.47. Profil Box pada Penampang Ikatan Angin Atas ............................. 120
Gambar 4.48. Penampang Box dengan Stiffener .................................................. 123
Gambar 4.49. Pembebanan Ikatan Angin Bawah ................................................. 125
Gambar 4.50. Gaya Aksial pada Ikatan Angin Bawah ......................................... 125
Gambar 4.51. Profil WF pada Penampang Ikatan angin bawah ........................... 126
Gambar 4.52. Sambungan antar Gelagar Memanjang dan Melintang .................. 133
Gambar 4.53. Sambungan antar Gelagar Melintang dan Box Tepi ...................... 137
xvi
Gambar 4.54. Sambungan antar Gelagar Box Tepi .............................................. 143
Gambar 4.55. Sambungan antar Batang Penggantung dan Box Tepi ................... 147
Gambar 4.56. Sambungan antar Batang Penggantung .......................................... 150
Gambar 4.57. Sambungan antar Box Busur .......................................................... 155
Gambar 4.58. Sambungan antar Box Busur dan Pengaku Ikatan Angin Atas ...... 160
Gambar 4.59. Sambungan Ujung Busur Box dan Tepi Box ................................. 164
Gambar 4.60. Dimensi Bantalan Elastomer .......................................................... 168
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Faktor Beban untuk Berat Sendiri .................................................... 15
Tabel 2.2. Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan ..................................... 16
Tabel 2.3. Faktor Beban akibat Beban Lajur “D” ............................................. 17
Tabel 2.4. Jumlah Lajur Lalu Lintas Rencana ................................................... 17
Tabel 2.5. Pembebanan Truk “T” ...................................................................... 20
Tabel 2.6. Faktor Beban Akibat Gaya Rem ...................................................... 21
Tabel 2.7. Faktor Beban untuk Pejalan Kaki ..................................................... 23
Tabel 2.8. Faktor Beban Untuk Beban Trotoar ................................................. 24
Tabel 2.9. Faktor Beban Untuk Beban Angin ................................................... 26
Tabel 2.10. Koefesien Seret Cw .......................................................................... 27
Tabel 2.11. Kecepatan Angin Rencana Vw ......................................................... 27
Tabel 4.1. Beban Mati pada Lantai Kendaraan ................................................. 49
Tabel 4.2. Beban Hidup pada Lantai Kendaraan ............................................... 49
Tabel 4.3. Beban Mati pada Trotoar .................................................................. 50
Tabel 4.4. Beban Hidup Pada Trotoar ............................................................... 51
Tabel 4.5. Momen Tumpuan Pada Lantai Kendaraan ....................................... 54
xviii
Tabel 4.6. Momen Lapangan Pada Lantai Kendaraan ...................................... 54
Tabel 4.7. Gaya Dalam Akibat Beban Kombinasi pada Gelagar Tepi .............. 97
Tabel 4.8. Panjang Batang Penggantung ......................................................... 104
Tabel 4.9. Panjang Busur Persegmen .............................................................. 108
Tabel 4.10. Gaya Dalam Pada Struktur Pelengkung ......................................... 109
xix
DAFTAR PUSTAKA
Septiawan, Hilmy Gugo. 2013, Desain Jembatan Baru Pengganti Jembatan Kutai
Kartanegara dengan Sistem Busur, digilib.its.ac.id.
Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (sesuai
SNI 03-1729-2002). Jakarta: Erlangga.
Setiawan, Agus. 2013. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD edisi 2.
Jakarta: Erlangga.
Setyawan, Faizal Oky. 2009, Perencanaan Jembatan Malangsari Menggunakan
Struktur Jembatan Busur Rangka Tipe Through Arch, digilib.its.ac.id.
Standar Nasional Indonesia (SNI) T-02-2005, Standar Pembebanan Jembatan.
Departemen Pekerjaan Umum.
Standar Nasional Indonesia (SNI) T-03-2005, Perencanaan Struktur Baja untuk
Jembatan. Departemen Pekerjaan Umum
Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-1729-2002, Tata Cara Pelaksanaan
Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung. Departemen Pekerjaan Umum
Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat No.
10/SE/M/2015, Tentang Pedoman Perancangan Bantalan Elastomer Untuk
Perletakan Jembatan.
Related Documents
