Disusun oleh : ANNISA SABILLA -...

i

STUDI ALTERNATIF PERENCANAAN STRUKTUR ATAS

JEMBATAN BUSUR RANGKA BAJA PADA JEMBATAN

SRIGONCO KECAMATAN BANTUR – MALANG

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun oleh :

ANNISA SABILLA 201410340311003

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

JUDUL

NAMA

NIM

LEMBAR PENGESAEAI\I

: STTIDI ALTERNATIF PERENCANAAN STRUKTUR ATAS

JEMBATAhI BUSUR RANGKA BAJA PADA JEMBATAN

SRIGONCO KECAMATAN BAI\TUR - MALANG

: ANNISA SABILLA

:20141034031 1003

Pada hari Sabtu, 13 Oktober 2018, telah diuji oleh tim

4"

1. Ir. Yunan Rusdianto, MT.

2. Faris Rizal A., ST, MT.

Dosen Pembimbing I,

(Ir. ErwinRommel MT.)

Dosen Penguji I

Dosen Penguji,

\*,

Dosen Pembimbing II,

0r. Rofikatul Karimah. MT.)/

Mengetahui,

ffiff.ffiffi*#ffieffiffi

d

v

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Assalamu’alaikum Wa Rahmatullahi Wa Barakatuh

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas semua nikmat dan

karunia-Nya yang tak terhingga yang diperuntukkan bagi semua hamba-Nya.

Shalawat dan salam juga tak lupa kita curahkan pada junjungan besar kita, NABI

MUHAMMAD SAW yang telah menuntun kita menuju jalan yang di ridhoi-Nya.

Skripsi ini penulis tulis dengan judul STUDI ALTERNATIF

PERENCANAAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BUSUR RANGKA BAJA

PADA JEMBATAN SRIGONCO KECAMATAN BANTUR – MALANG untuk

memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Sipil Universitas

Muhammadiyah Malang.

Dalam masa perkuliahan sampai penulisan skripsi ini tentunya banyak suka

maupun duka yang penulis alami, namun berkat bantuan berbagai pihak penulis

dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini, untuk itu tidak lupa penulis sampaikan

terimakasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat :

1. Bapak Dr. Drs. Fauzan, M.Pd., selaku Rektor dari Universitas

Muhammadiyah Malang

2. Bapak Dr. Ahmad mubin, ST., 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. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., selaku Dosen Pembimbing II

6. Bapak Ir. Yunan Rusdiyanto, MT., selaku Dosen Wali

7. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Sipil yang selama ini telah

memberikan ilmunya kepada penulis dari awal perkuliahan hingga akhir

masa studi penulis

vi

8. Seluruh Staf Jurusan Teknik Sipil, Staf Laboratorium Teknik Sipil dan Staf

TU Fakultas Teknik.

Semoga segala bantuan yang diberikan mendapatkan penghargaan yang

selayaknya disisi Allah SWT. Akhir kata penulis mengharapkan kritik dan saran

demi kesempurnaan skripsi ini dan semoga skripsi ini membawa manfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan dibidang ketekniksipilan.

Malang, 21 Oktober 2018

Annisa Sabilla

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii

SURAT PERNYATAAN .................................................................................. iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... iv

KATA PENGANTAR ........................................................................................ v

ABSTRAK ........................................................................................................ vii

DAFTAR ISI ................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang....................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2

1.3 Tujuan Perencanaan ............................................................................... 3

1.4 Manfaat Perencanaan ............................................................................. 3

1.5 Batasan Masalah .................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 5

2.1 Jembatan ................................................................................................ 5

2.2 Jenis – Jenis Jembatan ........................................................................... 5

2.2.1 Menurut jenis materialnya .............................................................. 5

2.2.2 Menurut bentuk struktur ................................................................. 6

2.3 Bagian – Bagian Struktur Jembatan ..................................................... 10

2.3.1 Struktur Atas (Superstructures) ..................................................... 10

2.3.2 Struktur Bagian Bawah (Substructures) ........................................ 11

2.4 Permodelan Awal Jembatan Busur ....................................................... 11

2.5 Pembebanan Pada Jembatan ................................................................. 11

2.5.1 Beban permanen atau Beban tetap (Beban mati jembatan) ............ 12

x

2.5.2 Beban Lalu Lintas ......................................................................... 12

2.5.3 Aksi Lingkungan .......................................................................... 15

2.6 Kombinasi Pembebanan Jembatan ....................................................... 16

2.7 Perhitungan Struktur Jembatan............................................................. 17

2.7.1 Perencanaan penulangan pelat lantai ............................................. 17

2.7.2 Perencanaan struktur baja dengan metode LRFD (Load and

Resistance Factor Design ........................................................................... 19

2.7.3 Komponen penampang struktur .................................................... 19

2.7.4 Stabilitas batang tarik.................................................................... 21

2.7.5 Stabilitas batang tekan .................................................................. 22

2.7.6 Stabilitas batang lentur .................................................................. 23

2.7.7 Perencanaan penampang komposit ................................................ 23

2.7.8 Perencanaan penghubung geser (shear connector) ........................ 24

2.8 Perencanaan Sambungan ...................................................................... 25

2.8.1 Perencanaan Sambungan Las ........................................................ 25

2.8.2 Perencanaan Sambungan Baut ...................................................... 26

2.9 Perencanaan Perletakan Jembatan ........................................................ 29

2.9.1 Perletakan elastomer (elastomer bearings) .................................... 29

BAB III METODE PERENCANAAN ............................................................ 33

3.1 Data Umum ......................................................................................... 33

3.2 Data Teknis Jembatan .......................................................................... 34

3.2.1 Data konstruksi jembatan .............................................................. 34

3.2.2 Data material jembatan ................................................................. 35

3.2.3 Data pembebanan ......................................................................... 36

3.3 Peraturan yang digunakan .................................................................... 36

xi

3.4 Diagram Alir Perencanaan ................................................................... 37

3.4.1 Diagram alir pembebanan struktur atas jembatan .......................... 39

3.5 Desain Jembatan .................................................................................. 40

BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR ........................................................ 41

4.1 Perencanaan Struktur Sekunder .............................................................. 41

4.1.1 Perencanaan Pipa Sandaran dan Tiang Sandaran ........................... 41

4.2 Perencanaan Penulangan Pelat Lantai Kendaraan Dan Trotoar ................ 49

4.3 Perencanaan Struktur Atas Jembatan Busur ............................................. 63

4.3.1 Perencanaan Gelagar Memanjang ................................................. 63

4.3.2 Perencanaan Gelagar Melintang .................................................... 74

4.3.3 Perencanaan gelagar tepi / gelagar box .......................................... 83

4.3.4 Perencanaan Konstruksi Busur (Pemikul Utama) .......................... 94

4.3.5 Perencanaan Sambungan............................................................. 137

4.4 Perencanaan Perletakan ......................................................................... 171

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 175

5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 175

5.2 Saran ..................................................................................................... 176

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 177

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 – Tipe – tipe jembatan rangka .......................................................... 6

Gambar 2.2 – Bagian – bagian jembatan gantung ............................................... 7

Gambar 2.3 – Jembatan cabel stayed ................................................................. 7

Gambar 2.4 – Jembatan busur ............................................................................. 8

Gambar 2.5 – Deck Arch .................................................................................... 9

Gambar 2.6 – Through Arch ............................................................................... 9

Gambar 2.7 – A Half – Through Arch ............................................................. 10

Gambar 2.8 – Beban lajur “D” .......................................................................... 14

Gambar 2.9 – Pembebanan truk “T” (500 kN) .................................................. 14

Gambar 2.10 – Lebar efektif gelagar komposit ................................................. 23

Gambar 2.11 – Penghubung geser lentur tipe kanal........................................... 25

Gambar 2.12 – Penghubung geser lentur tipe welded headed stud..................... 25

Gambar 2.13 – Las sudut .................................................................................. 25

Gambar 2.14 – Perletakan Plain elastomeric bearing pads................................. 29

Gambar 2.15 – Perletakan Laminated elastomeric bearing pads ........................ 29

Gambar 2.16 – Perletakan elastomer berlapis.................................................... 30

Gambar 2.17 – Perletakan bantalan elastomer ................................................... 31

Gambar 3.1 – Lokasi perencanaan jembatan........................................................33

Gambar 3.2 – Denah jembatan .......................................................................... 33

Gambar 3.3 – Potongan melintang jembatan ..................................................... 34

Gambar 3.4 – Tampak samping jembatan ......................................................... 34

Gambar 3.5 – Bagan alir perencanaan jembatan ................................................ 37

Gambar 3.6 – Bagan alir perencanaan pembebanan jembatan ........................... 39

Gambar 4.1 – Pipa sandaran dan tiang sandaran ............................................... 41

Gambar 4.2 – Distribusi pembebanan beban mati ultimate + beban hidup ultimate

.......................................................................................................................... 42

Gambar 4.3 – Momen pada pipa sandaran ........................................................ 42

Gambar 4.4 – Distribusi pembebanan pada tiang sandaran ................................ 44

Gambar 4.5 – Penampang tiang sandaran.......................................................... 46

xiii

Gambar 4.6 – Detail penulangan pada tiang sandaran ....................................... 48

Gambar 4.7 – Pelat lantai kendaraan dan trotoar ............................................... 49

Gambar 4.8 – Detail Ribdeck............................................................................ 49

Gambar 4.9 – Distribusi pembebanan beban mati ultimate + beban hidup ulimate

kondisi beban 1 .................................................................................................. 52

Gambar 4.10 – Distribusi pembebanan beban mati ultimate + beban hidup ulimate

kondisi beban 2 .................................................................................................. 52

Gambar 4.11 – Momen pada kondisi beban 1 ................................................... 53

Gambar 4.12 – Momen pada kondisi beban 2 ................................................... 53

Gambar 4.13 – Penulangan tumpuan pada plat lantai kendaraan ....................... 55

Gambar 4.14 – Penulangan lapangan pada plat lantai kendaraan ....................... 57

Gambar 4.15 – Lantai trotoar ............................................................................ 58

Gambar 4.16 – Distribusi pembebanan beban ultimate pada trotoar .................. 58

Gambar 4.17 – Momen pada trotoar ................................................................. 58

Gambar 4.18 – Penulangan tumpuan pada lantai trotoar.................................... 60

Gambar 4.19 – Penulangan tumpuan pada lantai trotoar.................................... 62

Gambar 4.20 – Penulangan lantai kendaraan dan trotoar ................................... 62

Gambar 4.21 – Denah gelagar memanjang jembatan......................................... 63

Gambar 4.22 – Penampang profil WF ............................................................... 64

Gambar 4.23 – Distribusi pembebanan beban kombinasi ultimate kondisi 1 pada

gelagar memanjang ............................................................................................ 66





Gambar 4.26 – Diagram momen maksimum pada gelagar memanjang ............. 67

Gambar 4.27 – Diagram gaya geser maksimum pada gelagar memanjang ......... 67

Gambar 4.28 – Distribusi tegangan plastis penampang komposit gelagar

memanjang ........................................................................................................ 70

Gambar 4.29 – Shear connector penampang memanjang .................................. 72

Gambar 4.30 – Penampang profil WF ............................................................... 74

xiv

Gambar 4.31 – Distribusi pembebanan kombinasi ultimate kondisi 1 pada gelagar

melintang ........................................................................................................... 75

Gambar 4.32 – Distribusi pembebanan kombinasi ultimate kondisi 2 pada gelagar

melintang ........................................................................................................... 75

Gambar 4.33 – Diagram momen maksimum (kondisi 1) pada gelagar melintang

.......................................................................................................................... 76

Gambar 4.34 – Diagram gaya geser maksimum (kondisi 2) pada gelagar melintang

.......................................................................................................................... 76

Gambar 4.35 - Distribusi tegangan plastis penampang komposit gelagar melintang

.......................................................................................................................... 79

Gambar 4.36 – Shear connector penampang melintang ..................................... 81

Gambar 4.37 – Penampang profil ..................................................................... 83

Gambar 4.38 – Distribusi beban mati ultimate pada gelagar tepi ....................... 84

Gambar 4.39 – Distribusi beban hidup ultimate akibat beban kendaraan kondisi 1

.......................................................................................................................... 85


.......................................................................................................................... 85


.......................................................................................................................... 85


.......................................................................................................................... 86

Gambar 4.43 – Distribusi beban kombinasi ultimate akibat kondisi 1 ............... 86




Gambar 4.47 – Diagram momen akibat beban kombinasi ultimate kondisi 1 ..... 87




Gambar 4.51 – Diagram gaya geser akibat beban kombinasi ultimate kondisi 1 89


xv



Gambar 4.55 – Displacement maksimum akibat beban kombinasi ultimate kondisi

2 ........................................................................................................................ 90

Gambar 4.56 – Pengaku (Stiffener) ................................................................... 91

Gambar 4.57 – Permodelan 3D jembatan busur rangka baja ............................. 94

Gambar 4.58 – Desain rangka induk jembatan busur ........................................ 94



Gambar 4.61 – Distribusi pembebanan pada beban kombinasi ultimate ............ 99

Gambar 4.62 – Gaya aksial maksimum akibat beban kombinasi ..................... 100

Gambar 4.63 – Tampak atas ikatan angin rangka ............................................ 110

Gambar 4.64 – Distribusi pembebanan beban kombinasi ultimate pada ikatan

angin rangka (bagian atas)................................................................................ 112

Gambar 4.65 – Gaya aksial pada ikatan angin rangka (bagian atas) ................. 112

Gambar 4.66 – Penampang profil ................................................................... 117

Gambar 4.67 – Tampak atas ikatan angin bawah lantai kendaraan .................. 117

Gambar 4.68 – Beban angin pada kondisi jembatan kosong ............................ 118

Gambar 4.69 – Beban angin pada kondisi jembatan isi ................................... 118

Gambar 4.70 – Distribusi pembebanan beban kosong ..................................... 119

Gambar 4.71 – Distribusi pembebanan beban kombinasi pada ikatan angin bawah

lantai kendaraan ............................................................................................... 120

Gambar 4.72 – Gaya aksial maksimum pada ikatan angin bawah lantai kendaraan

........................................................................................................................ 120

Gambar 4.73 – Portal ujung ............................................................................ 124

Gambar 4.74 – Tampak depan letak portal ujung pada jembatan busur ........... 125

Gambar 4.75 – Distribusi beban pada portal ujung .......................................... 126

Gambar 4.76 – (a) Diagram momen (b) Diagram gaya lintang dan (c) Diagram

gaya normal pada portal ujung ......................................................................... 128

Gambar 4.77 – Panjang efektif portal bergoyang ............................................ 131

Gambar 4.78 – Portal ujung dengan pengaku lateral ....................................... 132

xvi

Gambar 4.79 – (a) Diagram momen (b) Diagram gaya lintang dan (c) Diagram

gaya normal pada portal ujung ......................................................................... 134

Gambar 4.80 – Sambungan antar gelagar melintang dan gelagar memanjang .. 140

Gambar 4.81 – Sambungan antar gelagar memanjang A dan gelagar melintang

........................................................................................................................ 146

Gambar 4.82 – Sambungan antar gelagar memanjang B = C = D dan gelagar

melintang ......................................................................................................... 146

Gambar 4.83 – Sambungan antar gelagar memanjang C dan gelagar melintang

........................................................................................................................ 147

Gambar 4.84 – Sambungan antar gelagar melintang dan gelagar tepi .............. 150

Gambar 4.85 – Sambungan antar gelagar tepi dengan batang penggantung tengah

........................................................................................................................ 153

Gambar 4.86 – Sambungan antara batang penggantung tengan dengan rangka

induk ............................................................................................................... 158

Gambar 4.87 – Nomor nodal dan beam pada rangka induk ............................. 158

Gambar 4.88 – Sambungan antara rangka busur ............................................. 162

Gambar 4.89 – Sambungan pada portal ujung 1 .............................................. 168

Gambar 4.90 – Sambungan pada portal ujung 2 .............................................. 170

Gambar 4.91 – Perencanaan elastomer ........................................................... 174

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 – Faktor beban untuk berat sendiri .................................................... 12

Tabel 2.2 – Faktor beban untuk beban mati tambahan ....................................... 12

Tabel 2.3 – Faktor beban untuk beban lajur “D” ................................................ 13

Tabel 2.4 – Faktor beban untuk beban “T” ........................................................ 14

Tabel 2.5 – Nilai V0 dan Z0 untuk berbagai variasi kondisi permukaan hulu ...... 16

Tabel 2.6 – Tekanan angin dasar ....................................................................... 16

Tabel 2.7 – Tabel beban kombinasi dan faktor beban......................................... 17

Tabel 2.8 – Faktor tahanan ϕ ............................................................................. 19

Tabel 2.9 – Elemen tekan komponen struktur yang menahan tekan aksial.......... 20

Tabel 2.10 - Elemen lentur komponen struktur yang menahan lentur ................. 21

Tabel 2.11 – Ukuran minimum las sudut ........................................................... 26

Tabel 2.12 – Dimensi lubang nominal, mm ....................................................... 26

Tabel 2.13 – Kekuatan nominal pengencang dan bagian yang berulir ................ 27

Tabel 3.1 – Perencanaan mutu baja.................................................................... 35

Tabel 3.2 – Perencanaan mutu sambungan ........................................................ 35

Tabel 4.1 – Momen tumpuan pelat lantai kendaraan .......................................... 53

Tabel 4.2 – Momen lapangan pelat lantai kendaraan .......................................... 53

Tabel 4.3 – Hasil analisa gelagar memanjang .................................................... 67

Tabel 4.4 – Momen inersia penampang komposit .............................................. 70

Tabel 4.5 – Hasil analisa gelagar melintang ....................................................... 76

Tabel 4.6 – Momen inersia penampang komposit .............................................. 79

Tabel 4.7 – Hasil analisa gelagar tepi ................................................................ 90

Tabel 4.8 – Dimensi pada batang penggantung .................................................. 95

Tabel 4.9 – gaya – gaya pada batang penggantung ............................................. 96

Tabel 4.10 – Dimensi pada rangka induk (rangka busur) ................................... 98

Tabel 4.11 – Perhitungan sambungan rangka ................................................... 163

177

177

DAFTAR PUSTAKA

Direktorat Jendral Bina Marga, 2011. Pemeliharaan Jembatan Pelengkung Baja.

Jakarta : Direktoral Jendral Bina Marga.

Laksono, Farid Rozaq. 2017. Modifikasi Perencanaan Jembatan Kalibambang

Kab. Blitar – Kab. Malang Menggunakan Busur Rangka Baja. Departemen

Teknik Sipil. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Institut Teknologi

Sepuluh Nopember : Surabaya.

Rudini Aciel, 2012, Pengertian Jembatan, diakses 25 Mei 2018,

http://rudiniaciel.blogspot.co.id/2012/05/pengertian-jembatan.html.

Standart Nasional Indonesia (SNI T-03-2005), Perencanaan Struktur Baja Untuk

Jembatan., Departemen Pekerjaan Umum.

Standart Nasional Indonesia (SNI 1729:2015), Spesifikasi Untuk Bangunan

Gedung Baja Struktural., Departemen Pekerjaan Umum.

Standart Nasional Indonesia (SNI 1725:2016), Standar Pembebanan Untuk

Jembatan., Departemen Pekerjaan Umum.

Struyk, H.J dan Veen, Van Der., 1995, Jembatan, Jakarta, PT. Pradnya Paramita

Suharto, Merry Anggriani Putri. 2015. Perencanaan Jembatan Busur Bentang

Panjang Dengan Desain Skala Penuh (Studi Kasus Pada Model Jembatan

Kji : Dragon Arch). Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas

Muhammadiyah Malang : Malang

Supriyadi, Bambang dan Muntohar, Agus Setyo., 2007, Jembatan. Yogyakarta,

Beta Offset

Surat Edaran Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, 2015, Pedoman

Perancangan Bantalan Elastomer untuk Perletakan Jembatan. Kementerian

Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat : Jakarta.

Wikibuku, 2012, Rekayasa Lalu Lintas/Jembatan, diakses 06 Februari 2018,

https://id.wikibooks.org/wiki/Rekayasa_Lalu_Lintas/Jembatan.

http://rudiniaciel.blogspot.co.id/2012/05/pengertian-jembatan.html.

https://id.wikibooks.org/wiki/Rekayasa_Lalu_Lintas/Jembatan.

Disusun oleh : ANNISA SABILLA -...

Documents

Transcript of Disusun oleh : ANNISA SABILLA -...