BAB IIDesain Jembatan Ukuran Sebenarnya

2.1 Dasar Teori2.2.1 Definisi jembatan

Jembatan dapat didefinisikan sebagai suatu konstruksi atau struktur bangunan yang menghubungkan rute/lintasan transportasi yang terpisah baik oleh sungai, rawa, danau, selat, saluran, jalan raya, jalan kereta api, dan perlintasan lainnya. Konstruksi suatu jembatan terdiri dari bangunan atas, bangunan bawah dan pondasi. Sesuai dengan istilahnya bangunan atas berada pada bagian atas suatu jembatan yang berfungsi untuk menampung semua beban yang ditimbulkan oleh lalu lintas kendaraan atau orang yang kemudian disalurkan ke bagian bawah. Sedang bangunan bawah terletak di bawah bangunan atas yang berfungsi untuk menerima atau memikul beban-beban yang diberikan bangunan atas dan kemudian menyalurkan ke pondasi. Pondasi berfungsi menerima beban-beban dari bangunan bawah lalu disalurkan ke tanah. Terdapat beberapa jenis pondasi dalam ilmu teknik sipil, ada tiang pancang, tiang bor,atau sumuran. Pondasi tersebut digunakan tergantung dari kondisi tanah dasarnya.

2.2.2 Jenis jenis jembatanJembatan dapat diklrifikasikan sebagai berikut:

1. Berdasarkan kegunaannya

a. Jembatan jalan orang (jembatan penyebrangan)

b. Jembatan jalan raya

c. Jembatan jalan kereta api

d. Jembatan lintasan air (aquaduck)

2. Berdasarkan material yang digunakan

a. Jembatan beton

Jembatan beton bertulang Jembatan beton prategang

b. Jembatan baja

c. Jembatan kayu

3. Berdasarkan jenis struktur

a. Jembatan komposit

Beam bridge Gelagar utama terdiri dari profil berbentuk I dengan panjang bentang jembatan L 25 m.

Plate girder bridge Gelagar utama terdiri dari pelat–pelat baja tersusun (plate girder) dengan panjang bentang jembatan L 35 m.

Box girder bridge Gelagar utama berbentuk kotak (box girder) dengan panjang bentang jembatan L 35 m.

2.2.3 Konsep desainJembatan yang dirancang merupakan jembatan beton ringan pejalan kaki

yang kami beri nama “arakundo”. Jembatan arakundo adalah salah satu jembatan yang bersejarah di tanah aceh. Jembatan arakundo terletak di bagian aceh timur di kabupaten idie. Jembatan tersebut memiliki panjang 12 m dan lebar 4 m. Sedangkan pada perencanaan jembatan ukuran sebenarnya kami ambil ukuran dengan pangjang 12 m dan lebar 4m sesuai dengan skala yang telah ditentukan pada buku panduan KJI ke 10 tahun 2014.

Jembatan arakundo merupakan sebuah jembatan yang direncanakan sesuai dengan tema KJI-10 yaitu “jembatan kokoh, ringan dan awet”. Nama arakundo terinspirasi pada tanggal 15 agustus 2014 yang bertepatan pada hari perdamaian aceh yang ke-9. Kami memberi nama ini dengan tujuan melawan lupa akan sejarah yang terjadi pada jembatan ini.

Konsep desain bentuk jembatan (termasuk clerence, tinggi pembatas jembatan/sandaran dll) dilakukan dengan pendekatan “funsgi ruang”. (pendekatan dalam perancangan arsitektur, markus zahnd, 2009:28).

Adapun maksud dari mendesain dengan pendekatan fungsi ruang yaitu menganalisis aktivitas yang berlangsung dalam ruang tersebut (ruang yang dimaksud adalah untuk clearance pada jembatan yang akan didesain)

Prinsip-prinsip dari pendekatan fungsi ruang adalah sebagai berikut: Ruang dibentuk dengan tujuan dan pandangan tertentu terhadap cara

penggunaan ruang tersebut. Ruang dapat dibentuk sesuai hubungan hierarki yang berada dalam

fungsinya Semakin tepat hubungan fungsi dengan ruang, semakin jelas kelangsungan

penggunaannya.Dalam merencanakan desain ini, ada beberapa hal yang harus diketahui oleh

perancang. “perancang harus tahu” akan dijelaskan sebagai berikut1. Perancang harus tahu, bagaimana perbandingan ukuran anggota tubuh manusia

satu sama lain dan ruang yang bagaimana yang ditempati manusia dalam bermacam-macam posisi dan gerakan

2. Perancang harus tahu, ukuran alat-alat, pakaian dan segalanya, yang ada disekitar manusia, untuk dapat menentukan besarnya tempayangan dan mebel yang sesuai.

3. Perancang harus tahu, tempat yang dibutuhkan dan sebagainya, yang ada disekitar manusia, untuk dapat menentukan besarnya tempayan dan mebel yang

sesuai.4. Perancang harus tahu, bagaimana mebel itu cocok, agar manusia dapat

memenuhi tugasnya dengan enak atau dapat menemukan ketenangan.5. Perancang harus tahu, ukuran terkecil yang dipunyai oleh suatu ruang, tempat

setiap hari bergerak, seperti: kereta api, trem listrik, kendaraan bermotor atau lainnya.Dari ruang umum dan sempit si perancang mendapatkan suatu gambaran

yang pasti. Tetapi, seringkali dengan tidak disadari ukuran ruang yang lain lagi.

Manusia merupakan makhluk yang berbadan, yang membutuhkan ruang. Sisi perasaan juga tidak kurang pentingnya. Bagaimana mengukur ruang, membagi, mengecat, menerangi, memasuki dan mengatur adalah penting sekali sebagaimana ruang itu dirasakan.

gambar 2.1 bentuk tubuh manusia

Gambar 2.2 Data arsitek, Ernst neufert dan sunarto tjahjadi. Edisi 33, jilid 1 hal 24-27

Dengan meninjau aktivitas, bentuk tubuh, dan pergerakan pada manusia dengan ini didapat hasil desain seperti gambar berikut.

Gambar 2.3 jembatan Arakundo ukuran sebenarnya

2.2 Kriteria perancanganPerancangan jembatan arakundo ini dilakukan berdasarkan kriteria-kriteria yang

telah ditetapkan pada panduan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-10 tahun 2014 untuk kategori jembatan beton ringa. Kriteria-kriteria tersebut terkait dengan material yang dipakai, alat sambung yang digunakan, beban yang akan dibebankan pada jembatan, dan metodologi perancangan pada jembatan itu sendiri.

2.2.1 MaterialMaterial yang digunakan untuk membangun jembatan beton ringan pejalan

kaki pada umumnya adalah elemen beton dan elemen baja. Elemen beton digunakan untuk gelagar dan plat lantai, sedangkan elemen baja digunakan untuk tulangan pada jembatan tersebut.

a. BetonMaterial beton yang digunakan pada jembatan Arakundo adalah beton ringan

busa. Beton busa ini adalah hasil dari penelitian salah satu dosen kami yaitu Dr.Ir.Abdullah,M.Sc. Dalam beton busa terdapat beberapa jenis, yaitu beton ringan busa, beton busa serat, beton ringan busa structural dan beton ringan busa mutu tinggi. Dalam hal ini kami memakai beton ringan busa mutu tinggi pada gelagar dan beton ringan structural pada pelat lantai. Beton ringan busa ini sama halnya dengan beton pada umunya dimana pada beton tersebut tediri dari air, semen dan agregat. Berdasarkan sifat mekanis yang terdapat pada tabel terdapat beberapa alternative pada campuran bahan beton. Pada jembatan Arakundo kami menggunakan bahan pengikat berupa semen sedangkan bahan pengisi atau agregat kami mengguanakan pozolan dan serat nilon sebagai bahan pengisi atau agregat.

Sifat mekanis pada beton ringan busa dapat dilihat pada tabel berikut.

tabel 2.1 sifat fisis beton busaBerdasarkan sifat mekanis yang tertera pada tabel, kami menggunakan beton ringan

busa mutu tinggi sebagai beton yang digunakan pada jembatan Arakundo. Untuk gelagar memanjang, kami menggunakan beton ringan busa mutu tinggi dengan SG 1,6 dan kuat tekan f’c 35 Mpa. Sedangkan untuk pelat lantai kami menggunakan beton ringan busa structural dengan SG 1,4 dan kuat tekan 30 Mpa.

Pada jembatan ini digunakan beton dengan kuat tekan (Fc’) 30 mpa pelat lantai dan 35 mpa pada gelagar memanjang.

Beton busa ringan bermutu tinggi memiliki property material seperti yang tergambarkan pada table 2.1

Table 2.2 properti material beton busa ringan pada pelat lantaiKuat tekan (Fc’) 300 Mpa

Modulus elastisitas (E) 16281,1 MpaPoisson ratio (μ) 0.2

Berat jenis (Wc) 1600 kg/m3

Table 2.3 properti material beton busa ringan pada gelagar memanjangKuat tekan (Fc’) 350 Mpa

Modulus elastisitas (E) 12337,3 MpaPoisson ratio (μ) 0.2

Berat jenis beton (Wc) 1400 kg/m3

b. Tulangan bajaMaterial yang digunakan untuk tulangan baja adalah baja structural BJ 37,

dimana memiliki property material seperti pada tabel 2.2Tabel 2.3 properti material tulangan baja

Tegangan Leleh minimum (fy) 240 MpaTegangan Putus Minimum (Fu) 370 Mpa

Modulus Elastisitas (E) 200 000 MpaModulus Geser (G) 80.000 MpaAngka Poisson (μ) 0.3

Berat Jenis (ρ) 7,6 . 10-5 N/mm3

Sumber: RSNI T-03-2005

2.2.2 Alat sambungPerencanaan sambungan pada jembatan arakundo direncanakan berdasarkan

SNI T-03-2005. Dalam hal ini kami hanya menggunakan satu jenis sambungan yaitu sambungan baut. Hal hal yang terkait pada sambungan baut akan dijelaskan sebagai berikut.

1. Sambungan bautPada perencanaan sambungan ini kami menggunakan baut hitam. baut hitam

dibuat dari baja karbon rendah memenuhi standar ASTM-307. Dipakai pada struktur ringan seperti gording, rangka batang yang kecil, rusuk dinding, dll. Baut hitam terdiri dari dua jenis, yaitu:

Baut yang tidak diulir penuh (ulir tidak ada pada bidang geser) Baut diulir penuh (Ulir baut ada pada bidang geser)

Mutu dari baut hitam dapat dilihat dari kepala bautnya. Biasanya pada kepala baut terdapat kode yang tertulis seperti 4.6 atau 4.8.

4.6 artinya tegangan leleh minimum baut = 4 x 6 x 100 =2400 kg/cm2. Sedangkan 4.8 artinya tegangan leleh minimum = 4 x 8 x 100 = 3200 kg/cm2.

Pada ASTM A-307 : kekuatan tarik untuk mutu A dan B adalah minimum 60 ksi atau sama dengan 4200 kg/cm2.

Persyaratan gaya pada bautSNI T-03-2005 telah mengeluarkan persyaratan untuk gaya tarik

minimum pada alat sambung seperti yang terdapat pada tabel berikut.

Tabel 2.4 gaya minimum pada baut

Sumber: SNI T-03-2005

PelatKekuatan pelat dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Kuat leleh :Pn 0,9 . Fy . Ag

Fraktur:Pn 0,75 . Fu . Ae

Detail pelatPelat tersebut memiliki bemtuk yang teratur dan sambungan harus

direncanakan sedemikian rupa agar tidak terjadi pemusatan tegangan. Panjang bg dari sisi bebas yang tidak diperkaku. Untuk nilai bg

sendiri dapat dengan rumus berikut.

Keterangan: t = tebap pelat pertemuan (mm)fy = tegangan leleh pada plat pertemuan (MPa)

Kekuatan baut Perencanaan pada baut harus ditentukan dengan cara rencana keadaan

batas ultimit. kekuatan nominal baut untuk gaya geser adalah: Vf = 0,62.fuf .kr (nn.Ae+nx.A0)

Dimana:fuf = kekuatan tarik minimum baut (MPa)kr = factor reduksinn = jumlah bidang geser melalui bagian bautAe = luas diameter lebih kecil dari baut (mm2)nx = jumlah bidang geser melalui bagian baut A0 = luas batang polos nominal pada baut (mm2)

Sedangkan untuk kekuatan tarik dari sambungan adalah sebagai berikut: Ntf = As fuf

Dimana: Ntf = kekuatan tarik nominal bautAs = luas tegangan tarik baut

Keadaan batas ultimit baut adalah besarnya gaya rencana yang akan ditahan baut. Batas ultimit ini tidak boleh kurang dari atau sama dengan kekuatan nominal baut yang sudah dikali dengan faaktor reduksi. Hal ini berlaku untuk gaya geser maupun gaya tarik, dan kombinasi keduanya. Sehingga keadaan batas ultimit baut dalam menahan kombinasi geser dan tarik adalah sebagai berikut:

Jarak antar baut yang diizinkanPada baut, kita juga harus merencanakan jarak antar baut. Jarak antar

baut yang di izinkan terbagi 2 yaitu jarak minimum dan jarak maksimum. Untuk penjelasannya akan di jelaskan sebagai berikut.

o Jarak minimumJarak antara pusat lubang pengencang tidak boleh kurang dari 2,5

dikali diameter nominal pengencang. Jarak minimum pusat pengencang ke tepi pelat atau sayap penampang giling harus sesuat spesifikasi pata tabel 2.4.

Tabel 2.5 jarak minimum baut ke tepi

note:df adalah diameter pengencang nominal

o Jarak maksimumJarak maksimum antara pusat pengencang harus nilai terkecil dari

15 tp (tp adalah tebal pelat lapis tertipis didalam sambungan) atau 200 mm.

2.2.3 PembebananPerencanaan setiap bagian struktur jembatan harus sesuai dengan beban

rencana, gaya-gaya yang bekerja, dan berbagai pengaruhnya yang muncul selama umur jembatan. Hal ini bertujuan untuk memastikan jembatan dapat memenuhi fungsi layanannya sesuai rencana. Standar perencanaan beban untuk jembatan yang digunakan adalah RSNI-T-02-2005 tentang pembebanan untuk jembatan.

Menurut RSNI-T-02-2005, pembebanan pada jembatan dibagi menjadi beberapa jenis, yakni sebagai berikut:

Aksi tetapAksi ini terdiri dari tiga komponen utama. Komponen-komponen tersebut

adalah sebagai berikut:

1) Berat sendiri, yaitu berat dari suatu bagian jembatan dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya.

2) Beban mati tambahan/utilitas, yaitu berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non-struktural, dan besarnya dapat berubah selama umur jembatan.

3) Pengaruh penyusutan dan rangkak yang muncul akibat pengaruh prategang, tekanan tanah, serta pengaruh tetap pelaksanaan.

Beban lalulintas/beban hidupBeban ini terdiri atas beban lajur dan beban truk. Beban lajur bekerja pada

seluruh lebar lajur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan iring-iringan kendaraan yang sebenarnya. Sementara beban truk merupakan satu kendaraan berat dengan tiga as yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana.

Aksi lingkunganAksi lingkungan merupakan beban yang muncul karena pengaruh

temperatur, angin, banjir, gempa, dan penyebab alamiah lainnya. Perhitungan aksi lingkungan rencana ini dilakukan berdasarkan analisa statistik dari kejadian-kejadian umum yang tercatat tanpa memperhitungkan hal khusus yang mungkin akan memperbesar pengaruh setempat.

Aksi lainnyaAksi lainnya merupakan beban akibat pengaruh getaran dan beban

pelaksanaan.

Gambar 2.3 bagan alir untuk perencanaan beban jembatan (sumber: SNI T-02-2005)

Menurut lamanya suatu aksi bekerja, beban jembatan dibagi lagi menjadi dua yaitu, aksi tetap dan aksi transien. Aksi tetap adalah aksi yang bekerja sepanjang waktu dan bersumber pada sifat bahan jembatan, cara jembatan dibangun, dan bangunan lain yang mungkin menempel pada jembatan. Aksi transien adalah aksi aksi yang bekerja dalm jangka waktu yang pendek, meskipun mungkin sering terjadi.

a) Pembebanan pada jembatan ukuran sebenarnyaBeban yang akan ditinjau pada perencanaan jembatan arakundo ukuran sebenarnya

adalah:1. Beban Mati

Beban mati jembatan terdiri dari dua komponen. Komponen tersebut adalah berat struktur sendiri dan beban mati utilitas. Berat struktur sendiri jembatan merupakan berat masing-masing bagian structural pada jembatan. Seperti gelagar memanjang, gelagar melintang dll. Sedangkan beban mati utilitas merupakan elemen-elemen non-struktural seperti berat kerb, trotoar, tiang sandaran dan lain-lain yang dipasang setelah pelat dicor. Beban tersebut dianggap terbagi rata di semua gelagar. Dalam menentukan besarnya beban mati tersebut, harus digunakan nilai berat isi untuk bahan-bahan bangunan seperti terlihat pada Tabel 2.5

Tabel 2.6 Berat isi untuk beban mati (kN/m2)

‘

Sumber: SNI T-02-2005

Karena jembatan arakundo merupakan jembatan pejalan kaki, maka beban mati yang ditinjau hanya elemen structural yang terdiri dari gelagar memanjang, gelagar melintang dan pelat lantai sedangkan elemen non-structural hanya terdiri dari pembatas jalan, lampu jalan, dll.

2. Beban HidupBeban hidup adalah semua beban yang berasal dari berat kendaraan-

kendaraan bergerak/lalu lintas dan pejalan kaki yang dianggap bekerja pada jembatan. Karena jembatan arakundo adalah jembatan untuk pejalan kaki, maka jembatan hanya direncanakan untuk menerima beban pejalan kaki sebesar 0,5

T/m2 tersebar merata di lantai jembatan.

3. Beban anginAngin membebani jembatan pada arah tegak lurus penampang elemen-

elemen memanjang jembatan. Berdasarkan BMS 1992 hal 2-44, karena Jembatan Tanggi didaerah jauh dari pantai ( > 5 km ), maka rencana kecepatan angin yang digunakan sebesar 25 m/dt.

Besarnya beban angina dapat diperoleh sebagai berikut :

TEW= 0,0006*Cw*Vw2* Ab

Keterangan:

TEW = tekanan angin (kN)

CW = koefisien seret

VW = kecepatan angin (m/s)

Ab = luas ekivalen bagian samping jembatan (m2).

Dengan diketahui kecepatan angin 25 m/s, koefisien seret 2,35, serta luas

total daerah samping jembatan 26 m2, didapat sebagai berikut:

TEW = 0,0006*2,35*(25)2*(26) = 23 kN

Dimana beban angin bekerja di titik berat daerah samping jembatan. Beban angin ini dibagi kepada titik-titik nodal jembatan sesuai areanya masing-masing.

b) Faktor bebanDalam perencanaan pembebanan jembatan, dikenal adanya faktor beban. Faktor

beban adalah pengali numerik yang digunakan pada aksi nominal untuk menghitung aksi rencana. Faktor beban ini digunakan karena adanya perbedaan yang tidak diinginkan pada beban, ketidak-tepatan dalam memperkirakan pengaruh beban, dan adanya perbedaan ketepatan dimensi yang dicapai dalam pelaksanaan. Setiap aksi

memiliki dua jenis faktor beban, yaitu untuk kondisi batas daya layan dan kondisi batas ultimit.

c) Kombinasi bebanSetelah seluruh gaya-gaya atau beban diketahui, perencana harus membuat analisa

sesuai semua kombinasi pembebanan yang memungkinkan. Kombinasi beban rencana untuk jembatan dibagi menjadi tiga kelompok: kombinasi dalam batas daya layan, kombinasi dalam batas ultimit, dan kombinasi dalam perencanaan berdasarkan tegangan kerja.

Dalam perancangan jembatan busur ukuran sebenarnya, digunakan dua jenis kombinasi, yaitu kombinasi untuk kondisi batas ultimit dan untuk lendutan.

Tabel 2.7. Tabel Faktor Beban pada Jembatan Ukuran Sebenarnya

No BebanFaktor Beban

Kondisi Batas Ultimit

Lendutan

1 Berat sendiri struktur 1,1 12 Beban genangan air 2 13 Beban hidup pejalan kaki 1,8 14 Beban utilitas 2 1

2.2.4 Peraturan yang digunakanPeraturan yang digunakan sebagai pedoman dalam perancangan Jembatan

beton ringan yang kami beri nama Jembatan Arakundo ini adalah RSNI T-02-2005 tentang pembebanan untuk jembatan, RSNI T-03-2005 tentang tata cara perencanaan struktur baja pada jembatan Indonesia serta Buku Panduan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-10 tahun 14.

2.2.5 Metodologi perancanganPada desain Jembatan Arakundo ukuran sebenarnya ini mempertimbangkan

desain pada dua jenis keadaan batas (limit state) yaitu, kondisi batas kekuatan dan kondisi batas daya layan. Kondisi batas kekuatan didasarkan pada keamanan atau kapasitas struktur dalam menahan beban. Perancangan komponen jembatan menggunakan metode Load Resistance Factor Design (LRFD) seperti yang dijelaskan dalam RSNI T-02-2005 tentang pembebanan jembatan dan RSNI T-12-2004 tentang tata cara perencanaan struktur beton pada jembatan Indonesia. Kondisi batas daya layan mengacu pada kinerja struktur pada beban layan normal dan berhubungan dengan penggunaan jembatan sebagai fungsinya. Dalam perancangan Jembatan Arakundo ini daya layan diukur dengan memperhatikan besar lendutan. Dimana persyaratan dalam Buku Panduan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-10 Tahun 2014 memperbolehkan lendutan pada beban maksimum yang terjadi di tengah bentang tidak melebihi 1/750 bentang (= 4,0 mm).

Studi literatur menjadi langkah pertama dari tahap perancangan Jembatan Arakundo. Bentuk studi literaturnya adalah pembelajaran dan pemahaman dari persyaratan dan peraturan yang ada dalam Buku Panduan Kompetisi Jembatan Indonesia ke-10 Tahun 2014 juga peraturan-peraturan yang berlaku untuk jembatan

khususnya beton bertulang pada SNI atau RSNI. Tidak hanya itu, referensi pun didapat melalui pembelajaran terhadap buku, jurnal, e-book ataupun artikel ilmiah yang menyangkut perancangan jembatan pejalan kaki dengan material beton.

Kemudian berdasarkan studi literatur, dilakukanlah desain awal Jembatan Beton ringan Arakundo dengan ukuran yang sebenarnya. Desain awal ini meliputi pemilihan material, bentuk geometri pada jembatan, 3serta penentuan dimensi untuk komponen jembatan. Desain ini tentunya mempertimbangkan aspek kekuatan, keekonomisan, estetika, kemudahan pelaksanaan, keawetan dan tentunya ramah lingkungan.

Berikutnya adalah analisa struktur terhadap Jembatan Arakundo. Analisa struktur dilakukan dengan menggunakan software SAP 2000 v16. Perhitungan analisa struktur dengan SAP 2000 v16 dilakukan dengan meng-input data-data dari desain awal, beban yang bekerja juga meng-input dimensi komponen jembatan sebagai variabel bebas yang nantinya menjadikan kekuatan jembatan sebagai variabel terikat. Dimensi komponen jembatan baik dimensi penampang gelagar serta plat lantai. Kemudian di trial terus menerus hingga mendapatkan hasil optimum dimana lendutan minimum.

Langkah selanjutnya adalah desain akhir, yakni penyempurnaan rancangan dengan pengecekan desain komponen hingga perletakan. Tahapan dalam perancangan Jembatan Bhramara Jati ukuran sebenarnya secara umum digambarkan melalui diagram alir sebagai berikut:

Gambar 2.4. Diagram Alir Perencanaan Jembatan Arakundo Ukuran Sebenarnya

2.3 Sistem strukturStruktur jembatan beton pejalan kaki ukuran sebenarnya terdiri dari berbagai komponen

struktur yaitu, gelagar memanjang, gelagar melintang dan lantai jembata. Tipe elemen struktur tersebut adalah sebagai beikut: gelagar melintang dan gelagar memanjang dianalisa sebagai elemen balok dan lantai jembatan dianalisa sebagai elemen pelat.

Jembatan beton pejalan kaki ini secara eksternal menggambarkan sistem struktur statis tertentu karena digunakan perletakan sendi dan rol. Sistem struktur jembatan beton pejalan kaki ukuran sebenarnya adalah sebagai berikut :

1. Lantai jembatanLantai JembatanLantai jembatan ini bertugas menerima beban pejalan kaki secara

langsung, beserta beban utilitas jembatan. Komponen ini menumpu pada gelagar memanjang dan gelagar melintang jembatan. Komponen lantai jembatan ini terbuat dari beton Fc’30 dengan ketebalan 16 cm.

2. Gelagar memanjang Komponen ini menerima beban dari lantai jembatan di atasnya kemudian

menyalurkannya kepada balok pengikat bawah. Kedua komponen ini terbuat beton bertulang dengan fc’35 dengan bentuk balok.

2.4 Modelisasi strukturTahapan modelisasi struktur jembatan Arakundo ukuran sebenarnya menggunakan

software SAP 2000 v.16, sebagai berikut:1. Pembuatan model struktur pada SAP 2000 dimulai dengan membuat file baru dengan

cara File-New Model- pilih pada template yang tersedia.

Gambar 2.6. Membuat file baru

2. Jarak antar as untuk penggambaran jembatan model dapat diinput dengan cara klik kanak pada mouse lalu edit grid data-modify/show system- menginput data grid atau as yang diperlukan.

gambar 2.7. input data jarak-jarak grid atau as

Tampilan grid yang telah diinput akan terlihat pada gambar berikut.

Gambar 2.7. grid atau sumbu as untuk penggambaran balok

3. Untuk memasukkan data material yaitu dengan cara menekan toolbar-define-material-add new material-region; user-material type; concrete/rebar. Lalu masukkan properties beton/tulangan yang akan dipakai.

gambar 2.9. mendefinisikan material beton

gambar 2.10. mendefinisikan material tulangan pokok dan sengkang

4. Lalu, untuk membuat penampang dan properties dari material yang digunakan adalah dengan define-section properties-frame section-add new property- pilih concrete-rectangular- membuat bentuk penampang beton bertulang yang diinginan- masukan property dari beton 1.6 pada kolom material-concrete reinforcement-beam- masukkan tulangan pokok pada longitudinal bars dan tulangan sengkang pada confinement bars- tentukan selimut beton.

gambar 2.11. input profil gelagar (satuan: millimeter)

5. Menentukan property area untuk pelat lantai, pilih define-area section-shell-add new section- pilih shell thin-tentukan tebal pelat pada thickness- masukkan properties beton 1,4 pada kolom material- modify/show shell design parameters- ganti material rebar dengan tulangan pokok.Shell adalah pelat yang diasumsikan menerima gaya vertical akibat beban mati dan beban hidup, juga menerima gaya horizontal/lateral akibat gempa.

gambar 2.12. input profil pelat lantai (satuan: millimeter)

6. Memasukkan properties dari penampang beton bertulang yang telah dibuat dengan cara meng-klik draw frame/cable/tendon, lalu ganti kolom section dengan gelagar. Selanjutnya gambar letak balok sesuai dengan perencanaan.

gambar 2.13. menggambar desain balok

7. Menetapkan jenis perletakan jembatan (sendi dan rol) dari assign-restraint- pilih perletakan.

gambar 2.14. menentukan jenis perletakan

8. Menggambar pelat dengan 3 segmen, pilih draw rectangular area, lalu ganti kolom section dengan pelat 4 cm. selanjutnya klik di titik persegi yang akan dibuat pelat.

gambar 2.15. menggambar desain pelat

9. Lalu, memasukkan nama-nama beban (dead load dan live laod) pada define-load patterns- masukkan nama dan tipe beban- add new load pattern.

gambar 2.16. mendefinisikan beban

10. Memasukkan kombinasi pembebanan define-load combination- add new combo- masukkan kombinasi pembebanan yang diinginkan- OK. Pada perencanaan jembatan ukuran sebenarnya ini kami menggunakan 3 kombinasi, yaitu:1,2.D + 1,6.L = untuk desain balok1,4 D = untuk mendesain balok1.D + 1.L = untuk lendutan

gambar 2.17. memasukkan kombinasi pembebanan

11. Setelah itu memasukkan beban hidup (live load) dan beban mati (dead load) pada area pelat dan sambungan jembatan dengan cara mengklik titik sambungannya atau area pelat, lalu assign- joint loads/area loads- pilih jenis beban- pada kategori pilih live atau dead, lalu memasukkan beban searah sumbu z dengan angka bebannya.

gambar 2.18. memasukkan beban

12. Memasukkan factor reduksi kekuatan, pilih desaign-concrete frame design- view/revise prefences- masukkan factor reduksi kekuatan berdasarkan RSNI T-12-2004 tentang perencanaan struktur beton pada jembatan.

gambar 2.19. memasukkan factor reduksi kekuatan

13. Sebelum melakukan analisis struktur, klik pada analyze- set option-centang space frame.

gambar 2.20. mengatur opsi analisa

14. Tentukan desain combo untuk perencanaan balok, pilih desaign-concrete frame design- select design combos- masukkan kombinasi 1,2D+1,6L dan 1,4 D ke kolom design load combinations.

gambar 2.21. memasukkan desain combo untuk perencanaan

15. Kemudian melakukan analisis struktur dengan cara mengklik toolbar analysis- run analysis- pada modal klik tombol do not run- run now.

gambar 2.22. menjalankan analisa

16. Untuk menunjukkan besarnya lendutan yang terjadi akibat kombinasi beban dapat dilihat pada display-show deformed shape-masukkan 1.D + 1.L pada kolom case/combo name. lalu letakkan kursor pada titik yang ingin dilihat besar lendutannya.

gambar 2.23 menentukan deform shape akibat beban kombinasi

17. Untuk menunjukkan reaksi pada perletakan jembatan akibat beban DEAD, LIVE maupun kombinasi (1D+1L), maka dapat klik pada display- show forces/stresses-joint-pilih 1.D+1.L pada case/combo name.

gambar 2.24 reaksi pada perletakan

2.5 Analisa strukturAnalisa struktur dalam desain kami memiliki dua langkah, langkah pertama adalah

analisa dengan menggunakan SAP 2000 v.16, kemudian dievaluasi kembali dengan perhitungan manual.

2.5.1 Analisa Sap 2000 v.16Analisa struktur dilakukan dari segi lendutan di tengah bentang dan gaya aksial

pada batang dengan menerapkan kombinasi beban. Hasil dari analisa struktur dengan SAP 2000 v.16 dapat dilihat pada gambar di bawah:

Gambar 2.25 hasil lendutan pada ½ bentang.

Dari analisa struktur sap 2000 v.16 didapatkan lendutan di ½ bentang 5,3805 mm. Nilai lendutang di tengah bentang ini lebih kecil dari lendutan maksimum yang di izinkan

yakni 1/750 bentang atau sama dengan 16 mm. Karena jembatan Arakundo ukuran sebenarnya memiliki lendutan tengah bentang adalah 5,3805 mm < 16 mm, maka jembatan ini sesuai izin.

2.5.2 Analisa manualAnalisa struktur secara manual di sini adalah pengecekan kembali secara manual

komponen-komponen yang telah dinyatakan mampu menahan beban dan memenuhi batas lendutan yang telah dihasilkan melalui program SAP 2000 v.16

2.6 Desain komponen dan sambungan2.6.1. Gelagar memanjang

Data Gelagarb = 40 cm = 400 mm, h = 88 cm = 880 mmSelimut beton = 7 cm = 70 mmU kuran tulangan baja tarik dipakai 8 batang D36, terdiri dari dua lapis

tulangan tarik (4 batang tiap lapis)

Ukuran tulangan baja tekan dipakai 2D25

Ukuran tulangan geser dipakai D10

Jarak antar sengkang = 16 cm = 160 mm

d’ = 7 + 10 + 12

(2,5) = 18,25 cm = 182,5 mm

d = 88 – 7 – 10 – 36 - 12

(2,5) = 33,75 cm = 337,5 mm

fy baja = 240 MPa, f’c = 35 MPa

β1 = 0,81

L = 12 m = 12000 mm

Perhitungan Ketahanan

o Momen Ultimit

MDL = Berat sendiri gelagar + Berat pelat lantai = 5,632 KN/m + 3,584

KN/m = 9,216 KN/m

Berat sendiri terfaktor (1,2) . 9,216 = 11,0592 kN/m

Mu1 = 18

(11,0592) (12)2

= 199,0656 KNm

MLL = beban hidup pejalan kaki = 500 kg/m = 4,905 kN/m

(1,6) . 4,905 = 7,848 kN/m

Mu2 = 18

(7,848) (12)2 = 141,264 kNm

Mu = Mu1 + Mu2

= 199,0656 + 141,264 = 340,3296 kN/m

o Momen Tahanan

As2 = As’ = 2 14

π r2 = 2

14

π .252= 981,74 mm2

As1 = 814

π .362 = 8143,01 mm2

As = As1 + As2 = 240 + 800 = 9124,75 mm2

a = As 1 . fy

0,81 . f ’ c . b=

8143,01(240)0,81 .35 . 400

=172,34 mm=17,234 cm

c = a

β 1 =

17,2340,81

= 21,27 mm = 2,127 cm

o Anggapan tulangan sudah luluh

Mn1 = As1 . fy (d - 12

a)

= 8143,01 (240) (337,5– 86,17)

= 491179848,8 Nmm

= 491,1798488 KNm

Mn2 = As’.fy.(d-d’)

= 981,74 (240) (337,5 – 182,5)

= 36520728 Nmm

= 36,520728 KNm

MR = ø Mn

= 0,8 (Mn1 + Mn2)

= 0,8 (491,1798488 + 36,520728)

= 0,8 (527,7005768)

= 422,1605 KNm

Jadi, Mu < MR (Aman)