Page 1
PERENCANAAN KOMPONEN SAMBUNGAN
JEMBATAN MODEL, JEMBATAN RANGKA
PEJALAN KAKI BAJA CANAI DINGIN
“JEMBATAN TUDANG SIPULUNG”
KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-14
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
MUHAMMAD IKBAL MAULANA
201510340311006
JURURAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
Page 2
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : PERENCANAAN KOMPONEN SAMBUNGAN JEMBATAN
MODEL, JEMBATAN RANGKA PEJALAN KAKI BAJA
CANAI DINGIN “JEMBATAN TUDANG SIPULUNG”
KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-14
NAMA : MUHAMMAD IKBAL MAULANA
NIM : 201510340311006
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal 23 Maret 2019.
Susunan Dewan Penguji,
1. Rizki Amalia Tri C., S.T. Dosen Penguji I
2. Faris Rizal Andardi, S.T., M.T. Dosen Penguji II
Menyetujui dan Mengesahkan :
Page 3
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini,
Nama : Muhammad Ikbal Maulana
NIM : 201510340311006
Jurusan : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik
Universitas : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan sebenar – benarnya bahwa Tugas Akhir dengan judul
“Perencanaan Komponen Sambungan Jembatan Model, Jembatan Rangka Pejalan
Kaki Baja Canai Dingin “Jembatan Tudang Sipulung” Kompetisi Jembatan
Indonesia Ke-14” adalah hasil karya saya dan bukan karya tulis orang lain. Dalam
naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang
lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat
karya atau pendapat yang pernah ditulisau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian
maupun selurunya, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan
disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka. Demikian pernyataan ini saya
buat dengan sebenarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar saya bersedia
menerima sanksi akademis.
Page 4
iv
Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk:
Kedua orang tua
Poniran dan Lailatul Muadzomah, S.Pd.
atas doa dan arahan serta motivasi yang diberikan
Kakak
Muflihatul Firdausi, S.Pd.
sumber inspirasi dan semangat
Page 5
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayahnya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
Tugas Akhir yang berjudul “Perencanaan Jembatan Pejalan Kaki Tipe Rangka Baja
Canai Dingin pada Universitas Muhammadiyah Malang” ini disusun dalam rangka
menyelesaikan studi Strata 1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
Penyusunan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan banyak
pihak, oleh sebab itu dalam kesempatan kali ini penulis menyampaikan terimakasih
kepada :
1. Ketua Jurusan Teknik Sipil, Ir. Rofikatul Karimah, M.T. ;
2. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak
Ir. Erwin Rommel, M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang membantu
dalam pemahaman materi ;
3. Dosen Penguji 1, Rizki Amalia Tri C., S.T. dan Dosen Penguji 2, Faris
Rizal Andardi, S.T., M.T. atas masukan yang bermanfaat ;
4. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Malang ;
5. Teman – teman Teknik Sipil, terutama kelas A 2015;
6. Pengurus dan Anggota Lembaga Semi Otonom Surya Team secara
keseluruhan ;
7. Ibu, Ayah dan Kakak yang selalu mendukung, mendoakan dan memberi
semangat ;
8. Pihak – pihak lain yang mendukung secara langsung dan tidak langsung, yang
tidak dapat disebutkan satu per satu.
Semoga tugas akhir ini bermanfaat dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi dalam Negara Kesatuan Republik Indonesia
Malang,…………………………
Penulis
Page 6
vi
PERENCANAAN KOMPONEN SAMBUNGAN JEMBATAN MODEL,
JEMBATAN RANGKA PEJALAN KAKI BAJA CANAI DINGIN “JEMBATAN
TUDANG SIPULUNG” KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-14
THE PLANNING OF BRIDE CONNECTOR MODEL AND PEDESTRIAN BRIDGE
OF COLD FORMED STEEL ‘TUDANG SIPULUNG BRIDGE’ IN THE 14TH
INDONESIAN BRIDGE COMPETITION
Muhammad Ikbal Maulana1, Yunan Rusdianto2, Erwin Rommel3
1,2,3 Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang, 65145, Jawa Timur – Indonesia
Email : [email protected]
ABSTRACT
Bridge is one of essential infrastructures and plays an important role in connecting between two
areas. In the process of bridge construction, there are a lot of things that should be concerned,
starting from materials, budget, and any other aspect. The materials used in building bridge
construction are concrete, wood, steel, and cold formed steel. The purpose of the study was to
examine the planning of bridge connector model and pedestrian bridge of cold formed steel ‘Tudang
Sipulung’ in the 14th Indonesian Bridge Competition. The bridge was planned by means of deck
type truss model with the length and width 4.3 meters and 0.9 meters respectively. The loading was
conducted in the middle of landforms with the weight 400 kg. Since the data were analyzed by using
StaadPro V8i, the maximum deflection of cold formed steel bridge is 1.557 mm with the total weight
79.474 kg. According to the field notes, the maximum deflection of cold formed steel bridge is 2.01
mm with the total weight 80.00 kg. The maximum permitted deflection is 15 mm.
Keywords : Skeleton bridge, Cold formed steel, Deck type truss
ABSTRAK
Sebagai salah satu infrastruktur yang memiliki peranan sangat penting sebagai alat penghubung
antara suatu wilayah dengan wilayah lainnya yang dipisahkan oleh berbagai hal, tentunya dalam
proses perancangan sebuah konstruksi jembatan banyak yang harus diperhatikan mulai dari material
yang akan digunakan, anggaran yang akan digunakan serta berbagai aspek lainnya. Material yang
sering digunakan pada perancangan konstruksi jembatan antara lain beton, kayu, dan baja serta baja
canai dingin. Pada pembahasna kali ini akan berfokus pada pembahasan jembatan pejalan kaki
dengan material utama baja canai dingin hasil kompetisi jembatan Indonesia ke-14 kategori
jembatan rangka pejalan kaki baja canai dingin. Jembatan direncanakan menggunakan model deck
type truss dengan panjang 4,3 meter dan lebar 0,9 meter. Pembebanan dilakukan pada tengah
bentang dengan berat 400 kg. Dari hasil analisa menggunakan bantuan StaadPro V8i didapat
lendutan maksimum jembatan rangka baja canai dingin sebesar 1,557 mm dengan berat total
jembatan 79,474 kg. Sedangkan dari hasil pelaksanaan dilapangan didapatkan lendutan maksimum
sebesar 2,01 mm dengan berat total jembatan 80,00 kg. Lendutan maksimum yang diijinkan yaitu
sebesar 15 mm.
Kata kunci : Jembatan rangka, Baja canai dingin, Deck type Truss
Page 7
vii
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ................................................................................................. v
Abstrak ............................................................................................................. vi
Daftar Isi........................................................................................................... vii
Daftar Tabel ..................................................................................................... x
Daftar Gambar .................................................................................................. xi
Daftar Lampiran ............................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 4
1.3 Tujuan ..................................................................................................... 4
1.4 Manfaat ................................................................................................... 4
1.5 Batasan Masalah ..................................................................................... 5
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Jembatan Rangka Batang ........................................................................ 6
2.1.1 Prinsip Dasar Triangulasi .............................................................. 6
2.1.2 Konfigurasi Segitiga ...................................................................... 7
2.1.3 Gaya Batang .................................................................................. 8
2.1.4 Komponen Jembatan Rangka Batang ........................................... 8
2.1.5 Jenis Rangka Batang ..................................................................... 9
2.2 Jenis Baja Struktural ............................................................................... 10
2.3 Material Baja Canai Dingin .................................................................... 11
2.3.1 Sifat Mekanisme Baja Canai Dingin ............................................. 12
2.3.2 Tegangan Regangan Baja Canai Dingin ....................................... 12
2.4 Jembatan Pejalan Kaki ............................................................................ 13
2.5 Jembatan Rangka Baja Canai Dingin Pejalan Kaki ................................ 14
2.5.1 Komponen Jembatan Rangka Baja Canai Dingin ......................... 15
2.5.2 Pembebanan Jembatan Rangka Baja Canai Dingin Pejalan Kaki . 15
2.5.3 Beban Tetap................................................................................... 17
Page 8
viii
2.5.4 Beban Hidup (Beban Lalu Lintas) ................................................ 18
2.5.5 Beban Uji....................................................................................... 19
2.6 Penampang Baja Canai Dingin ............................................................... 19
2.6.1 Dimensi yang Digunakan .............................................................. 20
2.7 Analisa Struktur Rangka Baja Canai Dingin .......................................... 21
2.7.1 Batang Tarik .................................................................................. 21
2.7.2 Batang Tekan................................................................................. 24
2.8 Sambungan Baja Canai Dingin ............................................................... 28
2.8.1 Sambungan Sekrup ........................................................................ 28
BAB III METODE PERANCANGAN
3.1 Diagram Alir Perancangan ..................................................................... 32
3.2 Langkah – langkah Perancangan ............................................................ 33
3.2.1 Pengumpulan Data ........................................................................ 33
3.2.2 Desain Model Jembatan ................................................................ 35
3.2.3 Menentukan Pembebanan Jembatan Model .................................. 36
3.2.4 Preliminary Design ....................................................................... 37
3.2.5 Kontrol Lendutan .......................................................................... 37
3.2.6 Desain Komponen ......................................................................... 37
3.2.7 Permodelan Profil Rangka Jembatan Model ................................. 38
3.2.8 Analisa Struktur............................................................................. 39
3.2.9 Gambar Rancangan ....................................................................... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Material dan Alat Sambung .................................................................... 41
4.2 Beban ...................................................................................................... 41
4.3 Sistem Struktur ....................................................................................... 42
4.4 Modelisasi Struktur ................................................................................. 42
4.4.1 Permodelan Struktur Rangka ........................................................ 42
4.4.2 Permodelan Material ..................................................................... 43
4.4.3 Permodelan Pembebanan .............................................................. 44
Page 9
ix
4.5 Analisa Struktur ...................................................................................... 45
4.5.1 Analisa Pembebanan Struktur Jembatan Model............................ 45
4.5.1.1 Beban Mati (Dead Load) / Beban Titik .......................... 45
4.5.1.2 Beban Sandaran............................................................... 45
4.5.1.3 Berat Sendiri ................................................................... 46
4.5.1.4 Rekapitulasi Berat Jembatan ........................................... 47
4.5.2 Analisa Gaya Batang ..................................................................... 48
4.5.3 Analisa Lendutan........................................................................... 50
4.6 Desain Komponen .................................................................................. 51
4.6.1 Analisa Profil Double Lip-Channel 75x35x0,65........................... 51
4.6.2 Analisa Profil Lip-Channel 75x35x0,65 ....................................... 54
4.7 Desain Sambungan ................................................................................. 57
4.8 Pelaksanaan dan Hasil ............................................................................ 62
4.8.1 Pelaksanaan ................................................................................... 62
4.8.2 Hasil .............................................................................................. 63
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 64
5.2 Saran ....................................................................................................... 65
Daftar Pustaka .................................................................................................. 66
Lampiran
Page 10
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1, Kekuatan Minimum Baja Sesuai dengan AS 1397 ......................... 12
Tabel 2.2, Faktor Beban Mati .......................................................................... 18
Tabel 2.3, Faktor Beban Mati Tambahan......................................................... 18
Tabel 2.4, Faktor Beban Lalu Lintas ................................................................ 18
Tabel 2.5, Faktor Koreksi untuk Elemen yang Diarsir .................................... 23
Tabel 2.6, Tipe Sekrup ..................................................................................... 29
Tabel 3.1, Spesifikasi Material Baja Canai Dingin .......................................... 34
Tabel 3.2, Permodelan Struktur Jembatan Warren Truss ................................ 36
Tabel 4.1, Material dan Alat Sambung ............................................................ 41
Tabel 4.2, Pembebanan pada Jembatan............................................................ 41
Tabel 4.3, Data Panjang Tiap Batang............................................................... 46
Tabel 4.4, Rekapitulasi Berat Batang ............................................................... 46
Tabel 4.5, Rekapitulasi Berat Total Jembatan ................................................. 48
Tabel 4.6, Rekapitulasi Gaya Batang ............................................................... 49
Tabel 4.7, Rekapitulasi Gaya Batang Maksimum ............................................ 50
Tabel 4.8, Spesifikasi Batang 4 ........................................................................ 51
Tabel 4.9, Spesifikasi Batang 8 ........................................................................ 53
Tabel 4.10, Spesifikasi Batang 11 .................................................................... 54
Tabel 4.11, Spesifikasi Batang 13 .................................................................... 56
Tabel 4.12, Spesifikasi Sambungan Jembatan Model ...................................... 57
Tabel 4.13, Kebutuhan Sekrup Tiap Batang .................................................... 59
Page 11
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1, Konfigurasi Rangka Segitiga Stabil dan Tidak Stabil ................. 7
Gambar 2.2, Konfigurasi Rangka Pada Jembatan ............................................ 7
Gambar 2.3, Gaya Tekan dan Gaya Tarik........................................................ 8
Gambar 2.4, Komponen Jembatan Rangka ...................................................... 8
Gambar 2.5, Berbagai tipe rangka batang/truss Jembatan. (a) Warren truss dengan
batang atas rangka lurus); (b) Warren Truss (dengan batang atas
rangka lengkung); (c) Warren Truss dengan batang vertikal; (d) Prutt
truss; (e) Howe truss; dan (f) K-truss (Chen Wai-Fah dan Lian Duan,
2000) .......................................................................................... 10
Gambar 2.6, Jenis Baja Struktural. (a) Bentuk Baja Canai Dingin (cold-forming);
(b) Bentuk Baja Canai Panas (hot-rolling) (lubisald, 2002) ....... 10
Gambar 2.7, Efek Strain Hardening dan Straing Aging pada Karakteristik Tegangan
Regangan.( Wei-Wen Yu dan Laloube, 2010) ........................... 13
Gambar 2.8, Standar Lebar Jembatan yang Direkomendasikan (Footbridges Manual
for Construction at Community and District Level, 2004) ......... 14
Gambar 2.9, Standar Lebar Jembatan yang Disesuaikan dengan Tipe Pengguna
(Footbridges Manual for Construction at Community and District
Level, 2004) ............................................................................... 14
Gambar 2.10, Jembatan Canai Dingin Deck Type Truss ................................. 15
Gambar 2.11, Pengelompokan Beban pada Jembatan ..................................... 17
Gambar 2.12, Simulasi Pembebanan ............................................................... 19
Gambar 2.13, Elemen Pada Penampang Canai Dingin .................................... 19
Gambar 2.14, Contoh Simetri Penampang ....................................................... 20
Gambar 2.15, Pengaku Baja Canai Dingin ...................................................... 21
Gambar 2.16, Diagram Alir Perencanaan Batang Tarik .................................. 24
Gambar 2.17, Diagram Alir Perencanaan Batang Tekan ................................. 27
Gambar 2.18, Komponen dan Notasi Sekrup................................................... 29
Gambar 3.1, Diagram Alir Perancangan Jembatan .......................................... 32
Gambar 3.2, Permodelan Struktur Jembatan K-Truss ...................................... 35
Page 12
xii
Gambar 3.3, Permodelan Struktur Jembatan Balrimore Truss ........................ 35
Gambar 3.4, Permodelan Struktur Jembatan Warren Truss ............................ 35
Gambar 3.5, Diagram Pembebanan Pada Jembatan......................................... 36
Gambar 3.6, Isotropic Material of cold formed stell ....................................... 38
Gambar 3.7, Permodelan Profil denganAplikasi Bantuan Staad Pro v8i ........ 39
Gambar 4.1, Data Struktur Jembatan Model .................................................... 42
Gambar 4.2, Permodelan Struktur Rangka Jembatan Model Menggunakan Aplikasi
Staad Pro v8i .............................................................................. 42
Gambar 4.3, Permodelan Struktur Rangka Jembatan Model dan Structural Info
Menunjukan Jumlah Nodal dan Batang Jembatan Tudang Sipulung
secara 3D ..................................................................................... 43
Gambar 4.4, Permodelan Profil Menggunakan Aplikasi Staad Pro v81 .......... 43
Gambar 4.4, Permodelan dan Kombinasi Pembebanan ................................... 44
Gambar 4.5, Permodelan Struktur jembatan .................................................... 48
Gambar 4.6, Diagram Gaya-gaya Batang ........................................................ 48
Gambar 4.7, Lendutan Teoritis Jembatan ........................................................ 50
Gambar 4.8, Proses Perakitan .......................................................................... 62
Gambar 4.9, Dokumentasi Semua Tim dan Crew............................................ 62
Gambar 4.10, Dokumentasi Tim dan Crew setelah penerimaan Penghargaan 63
Page 13
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1, Gambar Rencana Jembatan Model