11

USULAN PENULISAN TUGAS AKHIRA. TUGAS AKHIR YANG DIUSULKAN

1. Judul Tugas Akhir : Modifikasi Perencanaan Struktur Truss Berpenampang

Melintang Segitiga Untuk Jembatan Pungke Jaya II

Kabupaten Gayo Lues Dengan Lantai Kendaraan Di Atas

2. Pengusulan Tugas Akhir

a. Nama

: Debbi Fittiya Alindri Munte

b. Nim

: 11141010

c. Jurusan: Teknik Sipil

3. Pembimbing: Ir. Zainuddin, MT

: Muhammad Zardi, ST,MT

4. Objek TGA

: Struktur Truss Penampang Melintang Segitiga Pada

Jembatan

5. Lokasi/tempat: Jembatan Pungke Jaya II Kabupaten Gayo Lues

B. TUJUANTujuan dari modifikasi perencanaan jembatan ini adalah untuk mendapatkan perbandingan desain dan nilai ekonomis, perencanaan ini juga menerencanakan suatu struktur truss berpenampang melintang segitiga yang baik, dan dapat memenuhi kelayanan serta mempunyai kekuatan yang cukup. Apabila terjadi kehilangan kelayanan dan keruntuhan struktur maka kerusakan pada jembatan tidak terlalu parah. Dan juga umur jembatan akan sesuai dengan umur rencana jembatan. Modifikasi perencanaan ini meliputi perencanaan dimensi dan juga kebutuhan baut, yang akan di perlukan sesuai dengan peraturan yang berlaku.C. RENCANA OUTLINEI. PENDAHULUANJalan adalah alat penghubung antara dua daerah, sementara jembatan adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan jalan melalui suatu rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya adalah jalan lain dimana jalan lain tersebut ialah jalan air atau jalan lalu lintas biasa (Soemargono,1984).Jembatan yang berada diatas jalan biasanya disebut denga viaduc, tingkat keamanan dan kelayamanan adalah suatu hal yang terpenting untuk membangun sebuah konstruksi jembatan.

Rangka batang adalah susunan elemn elemen linier yang memilki suatu bentuk yang tidak dapat berubah bentuk apabila diberi beban luar. Batang batang tersebut disusun sebaik baiknya sehingga keseluruhan beban dan reaksi hanya akan terjadi pada satu titik yaitu titik hubungan (RSNI T 02 2005).

Jembatan Pungke Jaya II ini terletak di Desa Pungke Jaya II Kecamatan Putri Beutong Kabupaten Gayo Lues. Untuk lebih jelasnya mengenai lokasi Jembatan Pungke Jaya II ini dapat dilihat pada Lampiran A.1.1........ halaman...... sampai dengan halaman.......

Jembatan Pungke Jaya II ini dimodifikasi dengan berlantai kendaraan berada di atas dan berpenampang melintang segitiga, perencanaan modifikasi ini sangat berbeda dengan jembatan yang lama dimana jembatan tersebut berlantai kendaraan di bawah dan berpenampang melintang segi empat, perbedaan itu dapat dilihat pada Lampiran A.1... halaman.......Ruang lingkup pembahasan difokuskan pada struktur bangunan atas (super structure).

Spesifikasi perencanaannya adalah :

a. Tipe rangka batang Pratt Truss (PT)

b. Lebar jalur lalu lintas

= 9,00 m

c. Lebar trotoar

= 1,00 m

d. Tinggi rangka (H)

= 6,00 m

e. Panjang panel ()

= 5,00 m

f. Panjang bentang (L)

= 40 m

g. Tebal plat lantai beton

= 0,2 m

h. Tebal lapisan aspal

= 0,04 m

Dalam penulisan ini direncanakan ulang penampang melintang dengan tipe segitiga dan sambungan yang dipakai dalam perencanaan ini sama dengan perencanaan sebelumnya yaitu baut. Bentuk perencanaan awalnya dapat dilihat pada Lampiran A.1.......halaman ...... tahapan tahapan perhitungan yang dilakukan ialah perhitungan pembebanan, analisis struktur dan pendimensian jembatan.Dari perubahan perencanaan ini diharapkan dapat mengetahui apakah dengan rancangan seperti ini dapat menghasilkan suatu dimensi jembatan yang baik, memenuhi kelayanan dan mempunyai kekuatan yang cukup yang seusai dengan standar pembebanan RSNI T 02 -2005.

II. TINJAUAN KEPUSTAKAANPada bab ini akan dikemukakan beberapa landasan teori teori dan rumusan rumusan yang diambil dari beberapa literatur yang akan digunakan untuk perhitungan. Teori teori dan rumus rumus yang diambil untuk mendukung perencanaan ini untuk mencapai hasil penelitian yang diinginkan.

2.1 Sturuktur Truss JembatanJembatan merupakan suatu struktur bangunan yang berfungsi untuk menghubungkan alur transportasi melintasi rintangan yang ada tanpa menutupinya (Soemargono, 1984). Rintangan ini biasanya jalan lain (jalur air atau jalan lalu lintas biasa). Jembatan pada umumnya terdiri dari dua bangunan utama yaitu bangunan atas (super structure) dan bangunan bawah (sub structure).Bangunan atas ialah bagian jembatan yang langsung memikul beban yang lewat seperti beban lalu lintas kendaraan, pejalan kaki dan lain lain, beban tersebut lalu disalurkan pada bangunan bawah. Banguanan atas terdiri dari lantai jembatan, gelagar melintang, gelagar memanjang , rangka dan landasan/tumpuan.

Bangunan bawah ialah bagian konstruksi yang memikul beban beban yang diberikan oleh bangunan atas yang kemudian menyalurkan ke pondasi dan pondasi menyalurkan ke tanah. Yang termasuk dengan bangunan bawah adalah pilar (pier) dan kepala jembatan (abutment).

Dimensi pada jembatan terdiri dari panjang, lebar dan tinggi, yang dapat ditentukan berdasarkan rasio antara panjang dan tinggi serta lebar dan jumlah jalur kendaraan. Rasio panjang dan tinggi (p) yang ekonomis menurut European Steel Design Education Programme (ESDEP,1994) biasanya 10 m, sedangkan jumlah panel ditentukan berdasarkan kemiringan elemen diagonal dengan sudut kemiringan yang ekonomis antara 50 dan 60 terhadap horizontal.Struktur truss utama yang sering digunakan untuk jembatan adalah tipe Warren truss atau Pratt truss dengan panjang bentang ekonomis berkisar 30 m hingga 120 m untuk jembatan jalan raya (ESDEP,1994).

Tipe truss denganpenampang melintang segitiga dapat juga dipakai sebagai struktur jembatan (Durfee,1983), tetapi karena ruang di antara sisi sisi strukturnya relatif sempit, jadi truss ini lebih tepat digunakan untuk jembatan dengan lantai kendaraan di atas.2.2 Pembebanan JembatanPembebanan pada perencanaan jembatan jalan raya adalah pokok untuk menentukan beban beban dan gaya gaya untuk perhitungan tegangan tegangan yang terjadi pada setiap bagian jembatan jalan raya. Perhitungan pembebanan menggunakan metode Load Resistance and Factor Design (LRFD). Pembebanan yang diperhitungkan pembebanan akibat beban primer, beban sekunder dan beban khusus.

2.2.1 Beban KendaraanPada Peraturan Pembebanan Jembatan Jalan Raya (PPJJR, 1987), yang dikutip oleh Zainuddin (2009), untuk menghitung kekuatan gelagar pada beban kendaraan adalah muatan D, yaitu terdiri dari muatan terbagi rata q t/m perjalur dan muatan garis P ton per jalur. Bebsar beban q itu sendiri ditentukan pada persamaan (2.1), persamaan (2.2) dan persamaan (2.3).

q = 2,2 t/m

untuk L < 30 m

(2.1)q = 2,2 [(1,1/60) x (L 30)]

untuk 30 m < L< 60 m

(2.2)q = 1,1 [1 + (30/L)]

untuk L>60 m

(2.3)

berat beban garis P = 12 t. Ketentuan penggunaan beban dalam arah melintang jembatan sebagai berikut :

- Pada jembatan dengan lebar lantai kendaraan < 5,50 m, beban D sepenuhnya

(100%) harus dibebankan pada seluruh jembatan.

- Pada jembatan dengan lebar lantai kendaraan > 5,50 m, beban D sepenuhnya

(100%) dibebankan pada lebar jalur 5,50 m sedangkan lebar selebihnya dibebani

hanya separuh beban D (50%).

Penyebaran muatan tersebut diilustrasikan pada gambar 2.1 sedangkanuntuk perhitungan pengaruh getaran dan pengaruh dinamis lainnya, PPJJR menentukan beban kejut, yaitu sebesarnya koefisien kejut k dengan beban P. Nilai koefisien itu sendiri ditentukan berdasarkan persamaan(2.4).k = 1 + [20/(50+L)]

(2.4)

Dimana :

k = Koefisien kejut

L = Panjang bentang jembatan

Gambar 2.1 Distribusi Muatan q dan P (PPJJR,1987)2.2.2 Beban AnginMenurut RSNI T 02 2005 pengaruh beban angin sebesar 150 kg/cm2 bekerja dalam arah melintang sumbu jembatan. Bidang vertikal beban hidup ditetepkan sebagai suatu permukaan bidang vertikal yang mempunyai tinggi menerus sebesar 2 m diatas lantai kendaraan. Dalam menghitung jumlah luas bagian bagian sisi jembatan yang terkena angin dapat digunakan sebagai berikut:1. Keadaan tanpa beban hidup

Untuk jembatan gelagar penuh = 100 % luas bidang sisi jembatan yang langsung terkena angin + 50 % luas bidang sisi lainnya.

Untuk jembatan rangka = 30 % luas bidang sisi jembatan yang langsung terkena angin + 15 % luas sisi lainnya.

2. Keadaan dengan beban hidup

Untuk jembatan diambil 50 % terhadap luas bidang menurut ketentuan butir nomor 1 (keadaan tanpa beban hidup).

Untuk beban hidup diambil 100 % luas bidang sisi yang langsung terkena angin.

3. Jembatan menerus di atas lebih dari 2 perletakan

Untuk perletakan tetap perlu diperhitungkan beban angin dalam arah longitudinal jembatan yang terjadi bersamaan dengan beban angin masing masing sebesar 40 % terhadap luas bidang menurut butir nomor 1 (keadaan tanpa beban hidup). Untuk jembatan yang memerlukan perhitungan pengaruh angin yang teliti, harus diadakan penelitian khusus.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.2

Gambar 2.2 Beban Angin RSNI T 02 -2005

(jarak gelagar melintang x h x w) hA =

(2.5)

Jarak antara As roda

Aksi gaya angin pada sistem struktur dan kendaraan diilustrasikan pada gambar 2.3Gambar 2.3 Aksi Gaya Angin Pada Struktur dan Kendaraan (Durfee, 1983)2.2.3 Kombinasi dan Faktor Beban Konstruksi jembatan beserta bagian bagiannya harus ditinjau terhadap kombinasi pembebanan dan gaya yang mungkin bekerja serta faktor beban diambil untuk :

1. Terhadap pembebanan yang tidak diinginkan pada beban,

2. Perkiraan pengaruh beban yang tidak tepat,

3. Ketetapan dimensi yang dicapai dalam pelaksanaan terhadap pembebanan.Tegangan yang digunakan dalam pemeriksaan kekuatan konstruksi harus sesuai dengan tegangan yang diizinkan sesuai dengan keadaan elastisnya, faktor beban untuk desai LRFD (FHWA NHI 04 02 2003), yang terdiri dari :1. Berat struktur (DC)

2. Berat lapis permukaan (DW)

3. Berat kendaraan (LL)

4. Berat dinamik (IM)

5. Angin pada struktur (WS)6. Angin pada beban hidup (WL)

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Faktor beban

Keadaan BebanFaktor Beban

DCDWLLIMWSWL

Kekuatan I

Kekuatan II

Kekuatan III

Kekuatan IV

Kekuatan V

Sumber : FHWA NHI 04 02 (2003)

Deskripsi faktor beban :

1. Kekuatan I, untuk penggunaan kendaraan normal pada jembatan tanpa angin.

2. Kekuatan II, untuk penggunaan jembatan berdasarkan penempatan desain kendaraan yang khusus, evaluasi sarana angkutan yang diizinkan, atau keduannya, tanpa angin.

3. Kekuatan III, untuk jembatan yang diarahkan terhadap angin berkecepatan lebih dari 55 mil/jam (24,582 m/det).

4. Kekuatan IV, untuk rasio beban mati terhadap beban hidup yang sangat tinggi.

5. Kekuatan V, untuk penggunaan kendaraan normal dengan angin berkecepatan 55 mil/jam (24,582 m/det).Faktor beban yang digunakan dalam perencanaan ini adalah kekuatan I, kekuatan III dan kekuatan V, kekuatan inilah yang akan digunakan sebagai acuan perencanaan.2.3 Gelagar Memanjang dan Gelagar MelintangGelagar melintang adalah gelagar yang menghubungkan kedua gelagar utama yang berfungsi untuk memindahkan gaya gaya dari gelagar memanjang ke gelagar tepi yang ditetapkan ke titik titik buhul. Antara gelagar gelagar melintang di pasang gelagar memanjang, gelagar melintang sama sama menerima berupa segitiga.Jarak glagar melintang yang ekonomis adalah antara 3 meter sampai dengan 5 meter sedangkan jarak gelagar memanjang diambil 1/10 sampai dengan 1/20 dari panjang bentang. Dalam merencanakan gelagar melintang suatu jembatan jalan raya beban hidup pada jalur lalu lintas dianggap seolah olah hidup bekerja langsung pada gelagar tersebut (RSNI T 02 2005).

Beban beban yang bekerja pada gelagar melintang adalah :

a. Beban kendaraan

b. Beban angin c. Gaya lintang akibat gelagar memanjang yang terjadi dari : - gaya lintang akibat beban mati

- gaya lintang akibat beban hidup

- gaya lintang akibat beban rem

2.3.1 Pembebanan Akibat Beban KendaraanBeban kendaraan terbagi dari beban mati, beban hidup dan koefisien kejut. Beban mati sendiri teridiri dari berat sendiri gelagar, sementara beban hidup merupakan muatan yang terdiri dari muatan terbagi rata (q) dan muatan garis (P).

a. Muatan terbagi rata

Rumus muatan terbagi rata untuk bentang 30 60 meter adalah seperti persamaan (2.2) halaman......Beban q yang diterima gelagar adalah :

q1 = (q/2,75) x x

(2.6)Akibat muatan hidup (500 kg/m3) pada totoar, maka beban q yang diterima gelagar adalah :q2 = 60% x 500 x jarak gelagar memanjang

(2.7)

jadi muatann terbagi rata yang diterima gelagar adalah :

qtotal = q1 + q2

(2.8)

b. Muatan garis (P)Diambil P = 12 x 70% = 8,4 ton

Beban P yang diterima gelagar adalah :

P = (P/2,75) x x

(2.9)

Momen yang terjadi akibat berat sendiri adalah :

Mmaks = 1/12 x q x L2

(2.10)

Momen yang terjadi akibat muatan hidup adalah :

- muatan terbagi rata = 1/8 x q x jarak gelagar memanjang x k

(2.11)- muatan garis = x P x jarak gelagar memanjang x k

(2.12)

Mtotal = Muatan terbagi rata + Muatan garis

(2.13)

2.4 Gelagar Utama Rangka (Truss)

Bentuk rangka pada gelagar utama ini dapat terbuat dari kayu atau pun baja, gelagar utama dari jembatan rangka pada umumnya terdiri dari :

- Batang tepi atas

- Batang tepi bawah

- Batang Vertikal

- Batang diagonal

Berat sendiri varkwerk menurut (Potma, 1984) dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

G1 = (20 + 3 x L) kg/m2

(2.14)

Gt = G1 x L x H

(2.15)Dimana :

G1 = Berat varwerk (kg/m2)

L = Panjang jembatan (m)

Gt = Berat total varwerk (kg/m2)

H = Tinggi rangka jembatan (m)

2.5 Analisa StrukturDalam perencanaan suatu struktur banyak pertimbangan yang harus diperhatikan, yaitu :

1. Struktur harus memenuhi syarat syarat pekerjaan2. Struktur harus mampu memikul beban dengan aman

Banyak metode yang dapat dipakai untuk menganalisis truss, sejak dari metode klasik seperti metode kesetimbangan titik yang dapat diproses secara matematis dan grafis, hingga metode kekakuan yang sangat tepat bila dimodelkan secara matematis dengan menggunakan matriks yang dikenal sebagai metode elen hingga.[P] = [F] x [A] [F] = [A]-1 x [P]

(2.16)

Gaya batang yang timbul akibat beban hidup, beban mati dan beban angin dapat dihitung dengan menggunakan Analisa Struktur Metode Matriks (ASMM) dengan bantuan komputer. Berikut ini adalah langkah langakah perhitungan yaitu sebagai berikut :

1. Pemberian nomor pada titik buhul dan perpindahan pada setiap titk buhul dan menentukan koordinat global di setiap titik.