analisa perkuatan sambungan pada jembatan model …
Post on 25-Oct-2021
20 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ANALISA PERKUATAN SAMBUNGAN PADA
JEMBATAN MODEL CABLE STAYED
(Studi Kasus Pada Jembatan KJI XV: Tektona Bridge)
SKRIPSI
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh:
MEGA DEWI ASHARI PUTRI
201710340311013
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2021
ii
LEMBAR PENGESAHAN
iii
SURAT PERNYATAAN
iv
LEMBAR PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan kepada kedua orang tua saya yang tercinta,
Bapak Edi Ashari dan Ibu Musdalifah,
untuk setiap doa-doa yang tidak putus, harapan besar, dan perjuangan untuk saya
hingga di detik ini.
Untuk adik saya yang tersayang,
Farid Ahmad Ashari Putra,
yang menjadikan saya sebagai panutan, adik yang baik.
Yang tidak akan saya lupakan, untuk yang tercinta, tersayang, dan terkasih
Almarhumah nenek saya, ibu saya, teman saya, dan segalanya untuk saya,
Sulastri.
“terima kasih ya mbah, doakan Putri terus dari sana”
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Alhamdulillahirobbilalamin, ya Allah.
Syukur yang tidak henti-hentinya pada Allah SWT, Tuhan semesta alam
atas segala rahmat dan ridhoNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini yang berjudul Analisa Perkuatan Sambungan Pada Jembatan Model Cable
Stayed (Studi Kasus Pada Jembatan KJI XV: Tektona Bridge) dengan baik.
Tugas akhir ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana Teknik program studi Teknik Sipil di Universitas
Muhammadiyah Malang. Didalam penyusunan tugas akhir ini hingga selesai, tidak
dapat dipungkiri banyak bantuan dan dukungan dari banyak pihak. Pada
kesempatan yang baik, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih setulusnya
kepada pihak yang ada dalam penulisan tugas akhir ini hingga selesai, kepada:
1. Allah SWT, Maha Pengasih Maha Penyanyang yang memberikan rahmat
berlimpah dan nikmat yang tiada tara. Nabi Muhammad SAW, baginda
Rasulullah yang membukakan kita semua ke jalan yang lurus.
2. Kedua orang tua, bapak Edi Ashari dan ibu Musdalifah ucapan terima kasih
untuk banyaknya doa-doa, setiap lelah dan dukungan untuk saya.
3. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT, selaku ketua jurusan Teknik Sipil dan juga
sekaligus dosen pembimbing I saya yang telah memberikan waktu dalam
setiap bimbingan dan kesempatan untuk saya menuntut ilmu di Program
Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Dr. Abdul Samad, ST.,MT, selaku dosen pembimbing II saya yang
telah memberikan dorongan semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak Dr. Moh. Abduh, ST., MT., IPM., ACPE., ASEAN Eng., selaku
dosen pembimbing saya saat perlombaan KJI XV, yang memberikan
arahan, masukan, dan pendampingan pada saat perlombaan di lapangan.
vi
6. Seluruh Dosen dan jajaran staf Program Studi Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Malang, yang telah memberikan waktu, ilmu, dan
tenaganya dalam setiap kondisi apapun serta untuk setiap bantuan selama
masa studi saya. Terima kasih pak, terima kasih bu.
7. Untuk adik saya Farid Ahmad Ashari Putra, yang waktunya rela dibagi
untuk menjadi peran saya di rumah selama masa mencari ilmu dan juga
sebagai adik yang baik disaat saya membutuhkan sedikit dukungan dari
jauh.
8. Untuk orang yang sangat-sangat saya rindukan dan sangat saya harapkan
kehadirannya. Almarhumah nenek Sulastri, yang saat ini mungkin
tersenyum melihat saya berhasil sampai tahap ini. Untuk kenangan yang
melekat dalam hati, dan rindu yang tak henti. Terima kasih terima kasih
terima kasih. Untuk Almarhum kakek, Abd. Kamar, yang tidak disangka-
sangka kepergiannya begitu cepat, tepat setelah saya menyelesaiakn tugas
akhir ini. Mbah, terima kasih mbah.
9. Keluarga besar saya, yang senantiasa menaruh harapan besar dan dukungan
saat saya menuntut ilmu. Dan juga keluarga saya di Malang, Mbak Aan,
Mas Rizal, Om Fiqur, Mbak Hernum, dan si kecil Harumi yang menemani
saya selama di perantauan.
10. Teman-teman seperjuangan Teknik Sipil, khususnya kelas A, yang telah
menambah cerita hidup saya selama di bangku perkuliahan.
11. Teman-teman wisudawan 2021 yang hebat dan bertahan sampai diakhir
masa studi dimana banyak sekali hal yang berubah dari tahun-tahun
sebelumnya, terima kasih untuk setiap dukungannya.
12. Surya Team yang sudah memberikan kesempatan untuk belajar lebih dan
juga kesempatan untuk meneruskan perjuangan dari orang-orang hebat
khususnya masa kepengurusan 2019-2020 Kabinet Gelora Sinergi, dan tak
luput juga kepada teman-teman selama masa kepengurusan 2020-2021
Kabinet Eskalasi.
vii
13. Lembaga internal maupun eksternal kampus yang telah memberikan sedikit
banyak pengalaman dalam menjalin dan berbagi hubungan kerjasama yang
baik.
14. Agus Sarif Mulyono, manusia baik yang mengajarkan hal baik untuk saya.
Untuk setiap semangat, untuk setiap sabar dan untuk telinga yang selalu ada
ketika saya butuh didengar, terima kasih ya.
15. Sahabat saya dari awal menjadi mahasiswa baru sampai saat ini, Novia
Qurniawati yang tidak bosan-bosannya menemani saya, dan menguatkan
saya dalam menghadapi setiap lika-liku drama yang ada.
16. Rekan sekaligus teman seperantauan, Nova Pradana, Mas Andre Oktavian
W, Ibrahim Hanif T, dan Nadya Isnaini, yang membuat perbedaan diantara
banyaknya teman-teman rantau yang lainnya dan juga dukungan untuk saya.
17. Rekan dan awak kru dari Tim Great Apollo, Mas Satrya, Yella, Neza, Hanif,
Ricky, Iqbal, Biancha, Mas Pahri, dan Mbak Nana, yang bersama-sama
berjuang dalam tim serta meluangkan waktu, pikiran, juga tenaganya hingga
sampai tahap akhir perlombaan. Kalian terbaik.
18. Teman-teman, senior, junior saya di Surya Team, Aliyana, Lina, Ika,
Kelvin, Apriadi, Oval, Alfin, Fadli Mas Fachri, Mas Haidar, Mas Panggah,
Mas Harrys, Mas Bentha, Mbak Nanda, Mbak Latifa, Mbak Ana, Mbak
Martha, Mas Novan, Mas Nurman, Mas Dio, Mas Iman, Mas Aji, Mas
Remon, Kelvin Priyanka, Erwin, Dhani, Amin, Aning, Hilda, Hilqim yang
memberikan dukungan dan menambah cerita dalam masa perkuliahan saya.
19. Sahabat saya sejak SMP, Ajeng, Mbak Fira, Fit, Chacha, Andi, dan Bayu,
yang saling menyemangati meski dari jarak jauh.
20. Teman saya Mbak Nita, Geera, Avieza, Wildan, Rian, yang menjadi teman
saya ketika di Malang.
21. Untuk semua pihak yang belum saya sebutkan satu persatu, terima kasih
untuk dukungan baik secara langsung maupun tidak, semoga doa baik
mengalir untuk kalian.
viii
22. Dan untuk saya sendiri. Terima kasih diri, sudah berjuang, dan bertahan
disetiap tantangan yang ada. Terus belajar dan tetap bertahan dalam kondisi
apapun. Terima kasih, Mega.
Demikian tugas akhir ini diselesaikan, dalam penyusunan tugas akhir ini
sangat disadari jauh dari kesempurnaan. Oleh karenanya, adanya saran dan
masukan yang membangun diharapkan dapat memperbaiki kesalahan yang ada
dalam penulisan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini bisa menjadi manfaat bagi
banyak orang dan menjadi sumbangsih untuk perkembangan ilmu pengetahuan
khususnya bidanng Teknik Sipil. Aamiin aamiin Ya Robbal Alamin.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarokatuh.
Malang, 16 Juni 2021
Mega Dewi Ashari Putri
ix
ABSTRAK
Ketersediaan material dan teknologi bahan konstruksi semakin berkembang. Salah
satu yang dapat digunakan yaitu material baja canai dingin (cold formed steel).
Material baja tersebut dianggap sebagai material yang efektif serta memiliki
kekakuan yang tinggi. Berdasarkan hal tersebut, material baja canai dingin
dijadikan sebagai bahan inovasi dalam ajang KJI – KBGI ke-XV. Dalam
perencanaan jembatan model Cable Stayed jembatan model “Tektona Bridge”
material utama yang dipakai adalah baja canai dingin yaitu Hollow. Jembatan
model yang dipilih menggunakan pylon tipe Trapezoidal, gelagar tipe Double I
Girder, dan tatanan kabel menggunakan sistem Harpa dengan panjang jembatan
model 2 m, lebar 0,10 m. Penggunaan profil material untuk strukturnya dibedakan,
yaitu untuk gelagar memanjang dan melintang menggunakan profil Hollow
32x16x0,3, dan untuk pylon menggunakan profil Hollow 32x32x0,3. Sambungan
pada jembatan model menggunakan Sekrup tipe Screw HEX 10x16Tx16.
Perhitungan analisa pada jembatan model menggunakan aplikasi bantuan StaadPro
v8i. Lendutan teoritis maksimum pada jembatan model yaitu sebesar 1,015 mm
dengan berat struktur sebesar 5,018 kg. Untuk pengujian di lapangan jembatan
model memperoleh lendutan aktual sebesar 1,462 mm dan berat aktual sebesar
4,395 kg.
Kata kunci: Perencanaan jembatan; Jembatan model Cable Stayed; Baja canai
dingin
x
ABSTRACT
The availability of materials and technology for construction materials is
developing rapidly. One that have been widely used is cold-formed steel. The steel
material is considered as an effective material and has high stiffness. Based on this,
cold rolled steel is used as an innovation material in the XV KJI – KBGI event. In
the design of the Cable Stayed bridge model, the "Tektona Bridge" model, the main
material used is Cold Formed Hollow sections. This study was using a model bridge
with a length of 2 meter and a width of 0.10 meter. The model bridge has trapezoidal
pylon type, double I type of girder, and the cable arrangement was using the Harpa
system. For the longitudinal and transverse girders, 32x16x0.3 hollow section was
used, while for the pylons, 32x32x0.3 hollow section was used. The connection of
the model bridge used HEX 10x16Tx16 type screws. For the model bridge analysis,
a structural analysis software, StaadPro v8i, was used. The result shows that the
theoretical deflection on the model bridge is 1.015 mm with a structural weight of
5.018 kg. For field testing, the model bridge obtains an actual deflection of 1.462
mm and an actual weight of 4.395 kg, which almost equal with the theoretical one.
Keywords: Bridge Planning; Cable Stayed Model Bridge; Cold Formed Steel
xi
DAFTAR ISI
COVER ................................................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii
SURAT PERNYATAAN ..................................................................................... iii
LEMBAR PERSEMBAHAN .............................................................................. iv
KATA PENGANTAR ........................................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................ ix
DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL................................................................................................ xv
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 3
1.3 Tujuan ....................................................................................................... 3
1.4 Manfaat ......................................................................................................3
1.5 Batasan Masalah ........................................................................................4
BAB II LANDASAN TEORI ..............................................................................5
2.1 Pengertian Umum .................................................................................... 5
2.1.1 Tipe dan Jenis Jembatan ..................................................................... 6
2.1.2 Penentuan Desain Jembatan ................................................................ 7
xii
2.1.3 Pengamatan dan Studi Kelayakan Jembatan ....................................... 7
2.1.4 Kriteria Perencanaan Jembatan ........................................................... 8
2.2 Cable Stayed ........................................................................................... 8
2.2.1 Kelebihan dan Kekurangan Jembatan Cable Stayed ........................ 10
2.2.2 Teknologi Jembatan Cable Stayed .................................................... 10
2.3 Komponen Jembatan Cable Stayed ....................................................... 11
2.3.1 Menara .............................................................................................. 11
2.3.2 Gelagar .............................................................................................. 12
2.3.3 Kabel ................................................................................................. 12
2.3.4 Angkur Jembatan .............................................................................. 13
2.3.5 Dek .................................................................................................... 14
2.4 Material Baja Canai Dingin ................................................................... 14
2.4.1 Sifat Baja Canai Dingin .................................................................... 15
2.4.2 Tegangan dan Regangan Baja Canai Dingin .................................... 15
2.4.3 Properti Penampang Baja Canai Dingin ........................................... 16
2.5 Analisa Struktur Baja Canai Dingin Jembatan Cable Stayed................ 18
2.5.1 Batang Tarik ...................................................................................... 19
2.5.2 Batang Tekan .................................................................................... 21
2.6 Sambungan ............................................................................................ 24
2.6.1 Sambungan Tipe Sekrup ................................................................... 25
2.7 Perencanaan Pembebanan Pada Jembatan ............................................ 28
xiii
2.7.1 Beban Tetap ...................................................................................... 30
2.7.2 Beban Sementara............................................................................... 31
BAB III METODE PERANCANGAN ..............................................................35
3.1 Diagram Alir Perencanaan Jembatan Model ......................................... 35
3.2 Metodologi Perencanaan ....................................................................... 36
3.2.1 Pengumpulan Data ............................................................................ 36
3.2.2 Desain Model .................................................................................... 37
3.2.3 Rencana Pembebanan ....................................................................... 39
3.2.4 Tahap Analisa Struktur ..................................................................... 41
3.2.5 Desain Komponen ............................................................................. 41
3.2.6 Tahap Perancangan ........................................................................... 45
3.2.7 Tahap Pelaksanaan ............................................................................ 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...........................................................46
4.1 Perencanaan Jembatan Model Cable Stayed ......................................... 46
4.1.1 Pembebanan Jembatan Model ........................................................... 46
4.1.2 Berat Struktur Rangka Jembatan Model ........................................... 51
4.1.3 Analisa Struktur Jembatan ............................................................... 51
4.1.4 Desain Komponen Rangka Jembatan ............................................... 54
4.1.5 Analisa Desain Sambungan Jembatan Model ................................... 58
4.2 Pelaksanaan dan Hasil ........................................................................... 65
4.2.1 Pelaksanaan di Lapangan .................................................................. 65
xiv
4.2.2 Hasil .................................................................................................. 66
BAB V PENUTUP ...............................................................................................67
5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 67
5.2 Saran ...................................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................xx
LAMPIRAN
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Kekuatan Minimum Baja ................................................................... 15
Tabel 2. 2 Faktor Reduksi Kapasitas ................................................................... 20
Tabel 2. 3 Faktor Koreksi (kt) untuk Elemen yang Diarsir ................................. 21
Tabel 2. 4 Faktor Reduksi Kapasitas ................................................................... 23
Tabel 2. 5 Tipe Sekrup ........................................................................................ 26
Tabel 2. 6 Faktor Beban Untuk Berat Sendiri ..................................................... 30
Tabel 2. 7 Faktor Beban Untuk Beban Mati Tambahan ...................................... 30
Tabel 2. 8 Faktor Beban Untuk Beban Mati Tambahan ...................................... 31
Tabel 2. 9 Nilai Vo dan Zo Berbagai Variasi Kondisi Permukaan Hulu ............ 33
Tabel 2. 10 Tekanan Angin Dasar ....................................................................... 34
Tabel 3. 1 Data Jembatan Model ......................................................................... 36
Tabel 3. 2 Data Material ..................................................................................... 36
Tabel 3. 3 Data Alat Sambung ............................................................................ 37
Tabel 3. 4 Perbandingan Rasio Pemodelan Jembatan ......................................... 39
Tabel 3. 5 Perencanaan Pembebanan Jembatan .................................................. 39
Tabel 3. 6 Spesifikasi Profil Jembatan Model ..................................................... 44
Tabel 4. 1 Data Perencanaan Jembatan Model Cable Stayed ............................. 46
Tabel 4. 2 Pembebanan Pada Struktur Jembatan Model Cable Stayed ............... 46
Tabel 4. 3 Kebutuhan Panjang Profil Material yang Digunakan......................... 47
Tabel 4. 4 Berat Total Rangka Jembatan Model ................................................. 47
Tabel 4. 5 Perhitungan Beban Plat Lantai Jembatan Model ............................... 49
Tabel 4. 6 Rekapitulasi Berat Total Jembatan Model ......................................... 51
Tabel 4. 7 Hasil Rekapitulasi Gaya Batang Maksimum...................................... 53
Tabel 4. 8 Rekapitulasi Hasil Analisa Gaya Batang ........................................... 53
xvi
Tabel 4. 9 Rekapitulasi Hasil Analisa Gaya Batang (Lanjutan) .......................... 54
Tabel 4. 10 Spesifikasi Profil Hollow 32x32x0,3 Batang Tekan Maksimum ..... 55
Tabel 4. 11 Spesifikasi Profil Hollow 32x16x0,3 Batang Tekan Maksimum ..... 56
Tabel 4. 12 Spesifikasi Profil Hollow 32x16x0,3 Batang Tekan Maksimum ..... 57
Tabel 4. 13 Spesifikasi Sambungan Plat Sambung dan Sekrup .......................... 59
Tabel 4. 14 Rekapitulasi Kebutuhan Sekrup Setiap Batang ................................ 63
Tabel 4. 15 Rekapitulasi Kebutuhan Sekrup Setiap Batang (Lanjutan) .............. 64
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Jembatan Cable Stayed .................................................................... 5
Gambar 2. 2 Jembatan Verantius .......................................................................... 9
Gambar 2. 3 Bentuk-bentuk menara ................................................................... 12
Gambar 2. 4 Bentuk-bentuk kabel ...................................................................... 13
Gambar 2. 5 Tegangan Regangan Baja Canai Dingin ........................................ 15
Gambar 2. 6 Elemen-elemen pada Penampang Baja Canai Dingin ................... 16
Gambar 2. 7 Contoh Simetri Penampang ........................................................... 17
Gambar 2. 8 Bentuk-bentuk Pengaku ................................................................. 18
Gambar 2. 9 Material Profil Hollow Jembatan Model ....................................... 18
Gambar 2. 10 Bentuk dan Komponen Sekrup .................................................... 25
Gambar 2. 11 Sambungan Sekrup yang Digunakan .......................................... 26
Gambar 2. 12 Beban Lajur “D” .......................................................................... 32
Gambar 2. 13 Pembebanan Truk “T” ................................................................. 32
Gambar 3. 1 Diagram Alir Perancangan Jembatan Model Tektona Bridge ....... 35
Gambar 3. 2 Desain Model Jembatan 1 .............................................................. 38
Gambar 3. 3 Desain Model Jembatan 2 .............................................................. 38
Gambar 3. 4 Desain Model Jembatan 3 .............................................................. 38
Gambar 3. 5 Permodelan dan Kombinasi Beban Jembatan Model .................... 40
Gambar 3. 6 Diagram Alir Uji Pembebanan Jembatan Model ........................... 40
Gambar 3. 7 Isotropic Material of Cold Formed Steel (CFS) ............................ 42
Gambar 3. 8 Desain Jembatan Model yang Digunakan ..................................... 43
Gambar 3. 9 Penggunaan Profil Material Hollow 32x32x0,3 ............................ 43
xviii
Gambar 3. 10 Penggunaan Profil Material Hollow 32x16x0,3 .......................... 43
Gambar 3. 11 Data Material Profil Jembatan Model.......................................... 44
Gambar 3. 12 Permodelan Jembatan Model Cable Stayed dengan Susunan Kabel
............................................................................................................................... 45
Gambar 3. 13 Permodelan Jembatan Model Cable Stayed dengan Penempatan
Komponen ............................................................................................................. 45
Gambar 4. 1 Beban distribusi tiap titik akibat berat struktur rangka jembatan
menggunakan aplikasi bantuan StaadPro v8i ....................................................... 48
Gambar 4. 2 Beban distribusi tiap titik akibat berat sambungan menggunakan
aplikasi bantuan StaadPro v8i ............................................................................... 49
Gambar 4. 3 Beban distribusi tiap titik akibat berat railing dan ornamen
menggunakan aplikasi bantuan StaadPro v8i ....................................................... 50
Gambar 4. 4 Beban distribusi tiap titik di tengah bentang akibat beban uji
menggunakan aplikasi bantuan StaadPro v8i ....................................................... 50
Gambar 4. 5 Kombinasi Pembebanan menggunakan Aplikasi Bantuan StaadPro
v8i ......................................................................................................................... 51
Gambar 4. 6 Hasil Analisa Lendutan menggunakan Aplikasi Bantuan StaadPro
v8i ......................................................................................................................... 52
Gambar 4. 7 Diagram Gaya Batang menggunakan Aplikasi Bantuan StaadPro
v8i ......................................................................................................................... 52
Gambar 4. 8 Detail Sambungan yang Digunakan Pada Jembatan Model ......... 65
xix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I Dokumentasi Kegiatan
Lampiran II Gambar Kerja
xx
DAFTAR PUSTAKA
Ariestadi, Dian. 2008. Teknik Struktur Bangunan Jilid 3. Jakarta: Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan
[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2013. SNI 7971:2013. Struktur Baja Canai Dingin.
Badan Standarisasi Nasional: Jakarta
[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2015. SNI 1729:2015. Spesifikasi untuk Bangunan
Gedung Baja Struktural. Badan Standarisasi Nasional: Jakarta
[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2013. SNI 1725:2016. Pembebanan untuk Jembatan.
Badan Standarisasi Nasional: Jakarta
Chen, Wai-Fah dan Lian Duan. 2014. Bridge Engineering Handbook (Second Edition)
Seismic Design. Taylor & Francis Group, LLC.
Panduan Kompetisi Jembatan Indonesia (KJI) ke XV Tahun 2019, Politeknik Negeri
Jakarta
Redrik Irawan, Lanneke Tristanto, dan Tommy Virlanda. 2011. Perencanaan Teknis
Jembatan Cable Stayed. Bandung: Kementrian Pekerjaan Umum.
Schodek, Daniel L. 1991. Struktur Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga
Supriyadi, Bambang dan Agus Setyo Muntohar. 2007. Jembatan. Yogyakarta: Universitas
Gaja Mada
Yu, Wei-Wen dan Roger A. LaBoube. 2010. Cold-Formed Steel Design (Fourth Edition).
Published Simultaneously in Canada.
top related