sisca veronica f44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 jembatan...

75
ANALISIS DAN DESAIN JEMBATAN FRAME, KOLOM “V”, BOX GIRDER, DENGAN MEMPERTIMBANGKAN BEBAN GEMPA SISCA VERONICA F44090056 DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013

Upload: dotu

Post on 20-Mar-2019

241 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

ANALISIS DAN DESAIN JEMBATAN FRAME, KOLOM “V”,

BOX GIRDER, DENGAN MEMPERTIMBANGKAN BEBAN

GEMPA

SISCA VERONICA

F44090056

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

Page 2: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan
Page 3: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis dan Desain

Jembatan Frame, Kolom “V”, Box Girder, dengan Mempertimbangkan Beban

Gempa adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum

diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber

informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak

diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Juli 2013

Sisca Veronica

NIM F44090056

Page 4: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

ABSTRAK

SISCA VERONICA. Analisis dan Desain Jembatan Frame, Kolom “V”, Box

Girder, dengan Mempertimbangkan Beban Gempa. Dibimbing oleh ERIZAL dan

MUHAMMAD FAUZAN.

Laju pertumbuhan ekonomi, sosial, budaya dan lingkungan dipengaruhi oleh

ketersediaan infrastruktur, seperti jembatan. Jembatan sering dijadikan icon suatu kota.

Pemilihan struktur jembatan penting disesuaikan dengan kekuatan struktur dan stabilitas,

kelayanan struktur, keawetan, kemudahan pelaksanaan, ekonomis, dan estetika. Kekuatan struktur

jembatan di Indonesia sangat dipengaruhi oleh beban gempa karena rawan gempa. Oleh karena

itu, proyek pembangunan fly over Simpang Jam di Kota Batam ini perlu dibangun dan diteliti.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan mendesain jembatan frame dengan kolom “V”

dan box girder, dengan mempertimbangkan beban gempa, dan mendesain tulangan struktur beton.

Metode yang dilakukan adalah pengumpulan data, preliminary dimensi, pemodelan di CSI Bridge,

dan desain tulangan. Penelitian dilaksanakan dari bulan April sampai Juli 2013 di Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Hasil gaya-gaya dalam maksimum yang

diperoleh terjadi pada kombinasi ULS-4a dan SLS-4a yaitu nilai momen adalah 66298,6 kNm dan

37494 kNm sedangkan nilai gaya geser adalah 9735,711 kN dan 6346,73 kN. Berdasarkan hasil

tersebut, kebutuhan tulangan lentur box girder bagian top slab adalah D19-100 dan D19-200,

bagian bottom slab dan web adalah D16-150. Sedangkan, kebutuhan tulangan geser box girder

hanya bagian web yaitu D16-150. Kebutuhan tulangan kolom “V” adalah D25-150 untuk lentur

dan D16-150 untuk geser.

Kata kunci : boxgirder, CSI Bridge, gempa, jembatan frame, kolom“V”

ABSTRACT

SISCA VERONICA. Analysis and Design of Frame Bridge, “V” Column, Box

Girder, Consider to Earthquake Load. Supervised by ERIZAL and

MUHAMMAD FAUZAN.

The growing of economic, social, cultural and environmental influenced by the

availability of infrastructure, such as bridges. The bridges often used as a city icon. Selection of

bridge structures important to adapt the structural strength and stability, serviceability structure,

durability, ease of implementation, economic, and aesthetic. Strength of bridge structure in

Indonesia is strongly influenced by earthquake load. Therefore, the construction of flyover

Simpang Jam Batam needs to be built and studied. This study aims to analyze and design the

frame bridge with "V"column and boxgirder, consider to earthquake load, and design reinforced

concrete structures. The methods are data collection, preliminary dimension, modeling in CSI

Bridge, and reinforcement design. The study started at April to July 2013 in Department of Civil

and Environmental Engineering, Bogor Agricultural University. The result is the maximum forces

obtained occurs in combination ULS-4a and SLS-4a, that moment values are 66298.6 kNm and

37494 kNm, whereas shear force values are 9735.71 kN and 6346.73 kN. Based on the results,

boxgirder flexural reinforcement at top slab is D19-100 and D19-200, bottom slab and web are

D16-150. Meanwhile, boxgirder shear reinforcement needs only at web is D16-150. Column "V"

reinforcement is D25-150 to flexural and D16-150 to shear.

Keywords : boxgirder, CSI Bridge, earthquakes, bridge frame, "V"column

Page 5: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

ANALISIS DAN DESAIN JEMBATAN FRAME, KOLOM “V”,

BOX GIRDER, DENGAN MEMPERTIMBANGKAN BEBAN

GEMPA

SISCA VERONICA

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

Page 6: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan
Page 7: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Judul Skripsi : Analisis dan Desain Jembatan Frame, Kolom “V”, Box Girder,

dengan Mempertimbangkan Beban Gempa

Nama : Sisca Veronica

NIM : F44090056

Disetujui oleh

Dr. Ir. Erizal, M.Agr

Pembimbing I

Muhammad Fauzan, S.T, M.T

Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr

Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

Page 8: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih

dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2013 ini adalah analisis dan

desain jembatan frame dengan menggunakan komponen struktur berupa kolom

“V” dan box girder serta memperhitungkan kekuatan struktur berdasarkan peta

gempa terbaru, yaitu Peta Hazard Gempa Indonesia 2010.

Penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan juga atas dukungan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu, terima kasih penulis ucapkan kepada :

1. Dr. Ir. Erizal, M.Agr, sebagai dosen pembimbing pertama yang telah

senantiasa membimbing penulis selama menyelesaikan skripsi ini dan telah

memberikan masukan yang sangat bermanfaat bagi penulis.

2. M. Fauzan, ST. MT., sebagai dosen pembimbing kedua yang telah

memberikan banyak ilmu, bimbingan dalam penyelesaian skripsi, dan

persiapan untuk menghadapi dunia kerja.

3. Sutoyo, STP, M.Si, sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan

yang bermanfaat, baik untuk penulis maupun untuk skripsi ini.

4. Staf Tata Usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Pak Atip, Bu

Dahlia, Pak Udin, serta Staf Tata Usaha Fakultas Teknologi Pertanian yang

telah membantu penulis dalam hal administrasi.

5. Orang tua, Kakak Novia, Abang Riyadi, Abang Harklan, dan semua keluarga

Siagian dan Aruan yang selama ini telah mendukung dan mendoakan penulis

dalam menyelesaikan skripsi ini.

6. Teman-teman MFA yang setiap hari berjuang dalam penyelesaian project, M.

Hafiz Abdillah, Yessy Ratnasari, M. Fakhril, Septiana W., dan Rafdi Azra

7. Teman-teman satu angkatan, satu perjuangan, Teknik Sipil dan Lingkungan

Institut Pertanian Bogor angkatan 46 yang tidak dapat disebutkan satu per satu,

untuk setiap cerita membangun, semangat, dan dukungannya.

8. Seluruh teman-teman, PMK, Rohkris 81, Ganezvara Dhiprarastra, Carvedium

7, rekan-rekan IPB, dan yang tidak bisa disebutkan satu per satu, untuk setiap

motivasi yang telah diberikan.

Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan

kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik

Sipil dan Lingkungan.

Bogor, Juli 2013

Sisca Veronica

Page 9: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 4

Tujuan Penelitian 4

Manfaat Penelitian 4

Ruang Lingkup Penelitian 4

TINJAUAN PUSTAKA 5

Jembatan 5

Jembatan Frame 5

Kolom V 7

Box Girder 7

Filosofi Perencanaan 8

Rencana Tegangan Kerja 8

Rencana Keadaan Batas 8

Beban-beban Rencana 10

Beban Permanen 10

Beban Lalu Lintas 12

Beban Lingkungan 15

Gempa 16

Kombinasi Pembebanan 16

Beton Bertulang 18

Beton Prategang 19

METODE 20

Waktu dan Tempat 20

Bahan 22

Alat 22

Tahapan Penelitian 22

Page 10: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

HASIL DAN PEMBAHASAN 22

Perencanaan Struktur Atas dan Struktur Bawah 22

Perencanaaan Box Girder 23

Perencanaan Kolom “V” 24

Input Pembebanan 25

Hasil Gaya-Gaya Dalam 31

Kontrol Keamanan 33

Desain Tulangan 34

SIMPULAN DAN SARAN 36

Simpulan 36

Saran 37

DAFTAR PUSTAKA 37

LAMPIRAN 39

RIWAYAT HIDUP 60

Page 11: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

DAFTAR TABEL

1 Faktor Beban Tegangan Kerja dan Keadaan Batas Ultimit 9

2 Berat isi dan kerapatan massa untuk beban mati 11

3 Koefisien seret, CW 15

4 Kecepatan angin rencana, Vw 15

5 Ss dengan koefisien Fa 16

6 S1 dengan koefisien Fv 16

7 Kombinasi beban pada keadaan SLS dan keadaan ULS 17

8 Kombinasi pembebanan berdasarkan faktor beban SLS 25

9 Kombinasi Pembebanan berdasarkan faktor beban ULS 25

10 Hasil perhitungan tendon longitudinal 27

11 Akselerasi spektrum gempa 2010 30

12 Nilai gaya-gaya dalam maksimum kombinasi ULS 32

13 Nilai gaya-gaya dalam maksimum kombinasi SLS 32

14 Hasil perhitungan As box girder secara transversal 35

15 Hasil perhitungan tulangan lentur transversal box girder 35

16 Hasil perhitungan tulangan lentur longitudinal box girder 35

17 Hasil perhitungan Vc box girder secara transversal 36

18 Hasil perhitungan tulangan geser transversal box girder 36

19 Hasil perhitungan tulangan susut box girder 36

DAFTAR GAMBAR

1 Tipe-tipe jembatan 1

2 Peta respon spektra percepatan 0,2 detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun 3

3 Peta respon spektra percepatan 1,0 detik (S1) di batuan dasar (SB) untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun 3

4 Perbandingan antara jembatan girder dan jembatan frame 5

5 Diagram geser dan distribusi momen pada kolom jembatan frame

terhadap beban merata 6

6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7

7 Jembatan balok V di Simpang Semanggi, Jakarta 7

Page 12: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

8 Tipikal penampang melintang jembatan gelagar kotak (box girder) 8

9 Pengaruh Primer dan Sekunder Pratekan 11

10 Penyebaran beban lajur “D” pada arah melintang 12

11 Truk “T” 13

12 Faktor beban dinamis untuk KEL pembebanan lajur “D” 13

13 Pembebanan pejalan kaki 14

14 Diagram tegangan-regangan pada penampang beton bertulang 18

15 Pembengkokan tulangan geser 18

16 Skematik beban torsi 19

17 Struktur girder prategang 19

18 Foto Udara Pulau Batam 20

19 Lokasi Proyek Fly Over Simpang Jam di Pulau Batam 21

20 Foto Udara Simpang Jam 21

21 Situasi Jalan Simpang Jam 21

22 Potongan Memanjang Jembatan 23

23 Potongan Melintang Jembatan 23

24 Hasil Pemodelan Struktur Jembatan menggunakan CSI Bridge 23

25 Perencanaan Variasi Kedalaman Box Girder 23

26 Dimensi Kolom “V” (a) penampang atas; (b) penampang bawah 24

27 Distribusi tendon dari tampak memanjang 27

28 Distribusi beban “D” secara transversal 28

29 Penginputan beban truk “T” 28

30 Beban tumbukan dari kendaraan arah memanjang 29

31 Beban tumbukan dari kendaraan arah melintang 29

32 Nilai suhu 29

33 Peta percepatan puncak (PGA) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas

terlampaui 2% dalam 50 tahun(a); Peta respon spektra percepatan 0,2

detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam

50 tahun(b); Peta respon spektra percepatan 1,0 detik (S1) di batuan dasar

(SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun(c); Keterangan

nilai gravity berdasarkan warna gambar(d) 30

34 Grafik hasil respon spektrum 31

35 Hasil gaya-gaya dalam akibat beban mati (berat sendiri) 31

Page 13: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

36 Gaya-gaya dalam akibat SLS (envelope) 32

37 Gaya-gaya dalam akibat ULS (envelope) 32

38 Tegangan akibat kombinasi SLS 33

39 Deformasi girder akibat beban sendiri (dead load) 33

40 Input data dalam program PCACOL 34

41 Diagram interaksi kolom “V” penampang (4 x 2) m 34

42 Permodelan 1 meter box girder dan hasil gaya-gaya dalam 35

DAFTAR LAMPIRAN

1 Daftar notasi 39

2 Perhitungan gempa 41

3 Perhitungan penulangan lentur 42

4 Perhitungan penulangan geser 43

5 Perhitungan penulangan torsi 44

6 Perhitungan tendon transversal girder 45

7 Tahapan penelitian 46

8 Kombinasi UDL 47

9 Distribusi tendon secara longitudinal 51

10 Distribusi tendon secara transversal 52

11 Tulangan Girder dan Kolom 59

Page 14: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan
Page 15: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Gerak laju dan pertumbuhan ekonomi, sosial, budaya dan lingkungan

dipengaruhi oleh ketersediaan infrastruktur, seperti jembatan. Di samping itu

pembangunan prasarana transportasi darat khususnya jembatan dapat

memperkukuh kesatuan dan persatuan nasional untuk memantapkan pertahanan

dan keamanan nasional dalam menuju masyarakat yang adil dan sejahtera,

sebagaimana yang diamanatkan dalam UU No. 38 Tahun 2004 tentang Jalan.

Jembatan adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua

bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang

dalam, alur sungai, danau, saluran irigasi, kali, jalan kereta api, jalan raya yang

melintang tidak sebidang, dan lain sebagainya. Selain menjadi penghubung,

jembatan juga dijadikan icon suatu kota. Klasifikasi tipe struktur jembatan secara

umum (Agus 2001) ada 6 tipe (Gambar 1).

1. Jembatan gelagar (girder bridge)

2. Jembatan pelengkung/busur (arch bridge)

3. Jembatan rangka (truss bridge)

4. Jembatan portal (rigid frame bridge)

5. Jembatan gantung (suspension bridge)

6. Jembatan kabel (cable stayed bridge)

Gambar 1 Tipe-tipe jembatan

Penentuan bentuk struktur jembatan ada di tahap perencanaan. Perencanaan

jembatan harus sesuai peraturan yang berlaku. Berdasarkan perkembangan

teknologi saat ini, peraturan perencanaan yang dapat digunakan perencana adalah

peraturan perencanaan jembatan dari BMS 1992, SNI T-02-2005, SNI T-12-2004,

dan SNI 2833:2008. Pada pelaksanaan perencanaan teknis atau Detail

Engineering Design (DED) jembatan standar maupun jembatan khusus harus

memenuhi kriteria dasar perencanaan teknis berikut ini :

1. Kekuatan Unsur Struktural dan Stabilitas Keseluruhan

Setiap unsur harus mempunyai kekuatan memadai untuk menahan beban

batas ultimit dan struktur sebagai kesatuan dari setiap unsur harus stabil pada

pembebanan tersebut. Struktur jembatan harus mampu menopang setiap

pembebanan yang bekerja seperti beban permanen, beban lalu lintas, beban

lingkungan (termasuk beban gempa). Beban gempa menjadi jenis

pembebanan yang penting diperhitungkan, terutama di wilayah gempa kuat

seperti Indonesia.

Page 16: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

2

2. Kelayanan Struktur

Struktur harus berada dalam keadaan layanan pada beban batasan kelayanan.

Hal ini berarti bahwa struktur tidak boleh mengalami retakan, lendutan atau

getaran sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kekhawatiran

masyarakat, atau jembatan menjadi tidak layak digunakan.

3. Keawetan (Kesesuaian)

Tipe struktur yang dipilih harus sesuai dengan lingkungan, kondisi alam dan

lokasi jembatan.

4. Kemudahan Pelaksanaan

Konstruksi harus mudah dilaksanakan sesuai dengan metode konstruksi yang

tersedia, karena metode yang sulit dilaksanakan dapat menyebabkan

keterlambatan waktu dan peningkatan biaya.

5. Ekonomis

Rencana termurah yang sesuai dengan pendanaan dan faktor-faktor utama

lainnya adalah yang umumnya terpilih. Penekanan harus diberikan pada

biaya umur total struktur yang mencakup biaya pemeliharaan dan

pembangunan.

6. Bentuk Estetika

Struktur jembatan harus menyatu dengan alam sekitarnya dan menyenangkan

untuk dilihat. Biasanya semakin tinggi nilai estetika struktur jembatan maka

semakin tinggi pula biaya yang akan dipergunakan.

Keenam kriteria tersebut menjadi pertimbangan dalam memutuskan tipe

jembatan, material, dan komponen jembatan yang akan digunakan. Sedangkan,

faktor utama dalam mendapatkan hasil sesuai 6 kriteria tersebut terdapat pada

pilihan keputusan dalam tahapan perencanaan, yaitu pilihan bentuk struktural,

filosofi perencanaan, beban-beban rencana, cara analisis, dan besarnya bahan atau

rencana akhir.

Pada tahap perencanaan, setiap bangunan infrastruktur termasuk jembatan

juga perlu dianalisis kekuatannya terhadap beban gempa apalagi Indonesia

termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi seperti halnya

Jepang dan California karena posisi geografisnya menempati zona tektonik yang

sangat aktif. Hal ini dikarenakan tiga lempeng besar dunia dan sembilan lempeng

kecil lainnya saling bertemu di wilayah Indonesia serta membentuk jalur-jalur

pertemuan lempeng yang kompleks. Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng

ini menempatkan wilayah Indonesia sebagai wilayah yang sangat rawan terhadap

gempa bumi. Dalam mengantisipasi bahaya gempa, Pemerintah Indonesia telah

mempunyai standar peraturan perencanaan ketahanan gempa untuk stuktur

bangunan gedung yaitu SNI-03-1726-2002. Namun sejak diterbitkannya peraturan

itu, tercatat beberapa gempa besar dalam 6 tahun terakhir, seperti gempa Aceh

disertai tsunami tahun 2004 (Mw = 9,2), gempa Nias tahun 2005 (Mw = 8,7),

gempa Yogya tahun 2006 (Mw = 6,3), dan terakhir gempa Padang tahun 2009

(Mw = 7,6). Gempa-gempa tersebut telah menyebabkan ribuan korban jiwa,

keruntuhan dan kerusakan ribuan infrastruktur, serta dana trilyunan rupiah untuk

rehabilitasi dan rekonstruksi. Pencegahan kerusakan akibat gerakan tanah dapat

dilakukan melalui proses perencanaan dan konstruksi yang baik dan dengan

memperhitungkan suatu tingkat beban gempa rencana. Oleh karena itu,

perencanaan infrastruktur tahan gempa perlu diketahui beban gempa rencana yang

Page 17: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

3

dapat diperoleh berdasarkan peta hazard gempa Indonesia terbaru yaitu peta

hazard gempa Indonesia 2010.

Sumber : Departemen PU (2010)

Gambar 2 Peta respon spektra percepatan 0,2 detik (SS) di batuan dasar (SB)

untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun

Sumber : Departemen PU (2010)

Gambar 3 Peta respon spektra percepatan 1,0 detik (S1) di batuan dasar (SB)

untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun

Page 18: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

4

Perumusan Masalah

Berdasarkan kriteria dasar perencanaan teknis dan peraturan gempa terbaru

tersebut, maka perlu dilakukan analisis dan desain jembatan menggunakan tipe

struktur jembatan frame dengan komponen struktur yang dapat menjadi icon suatu

kota sehingga dipilih komponen struktur berupa kolom “V” dan box girder.

Jembatan ini perlu didesain sebagai jembatan tahan gempa berdasarkan peta

hazard gempa terbaru yaitu tahun 2010 kemudian perlu dihitung kebutuhan

tulangannya.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis dan mendesain jembatan frame

dengan komponen struktur berupa kolom “V” dan box girder dengan

mempertimbangkan beban gempa. Selain itu penelitian ini juga mendesain

tulangan struktur beton berdasarkan nilai gaya-gaya dalam struktur jembatan.

Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat mengaplikasikan Ilmu Teknik Sipil

dan Lingkungan bagi bangsa dan jembatan yang didisain dapat menjadi icon di

kota Batam.

Ruang Lingkup Penelitian

Berdasarkan referensi, data, dan waktu pelaksanaan penelitian dalam analisis

dan desain struktur jembatan maka ruang lingkup permasalahan dalam penelitian

ini adalah sebagai berikut:

1. Struktur jembatan yang ditinjau adalah balok V dan box girder

2. Analisis dan perhitungan struktur dilakukan dalam tiga dimensi dengan

menggunakan beban permanen, beban lalu lintas, dan beban lingkungan

berdasarkan peraturan Peraturan Perencanaan Jembatan (Brigde Design

Code) BMS ’92 dengan revisi dari Pembebanan Untuk Jembatan (SNI T-02-

2005) dan Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan (SNI T-12-2004)

3. Analisis gaya-gaya dalam dan desain jembatan dilakukan dengan bantuan

software CSI Bridge versi 15

4. Analisis beban gempa dilakukan dengan menggunakan analisis gempa

dinamis dengan bantuan software CSI Bridge versi 15 berdasarkan Standar

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Jembatan (SNI 03-2883-1992) dan

Peta Hazard Gempa 2010

5. Dimensi struktur dan material struktur disesuaikan dengan AASHTO LRFD

Bridge Design Specifications, SI Units, Third Edition 2004

Page 19: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

5

TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan

Secara umum struktur jembatan dapat dibagi menjadi tiga bagian yang saling

menopang satu sama lain sehingga tidak dapat dipisahkan sebagai suatu satu

kesatuan (Ilham 2010), yaitu :

1. Struktur Atas (Superstructures)

Struktur atas dari suatu jembatan merupakan bagian yang menerima beban

langsung. Struktur atas jembatan pada umumnya meliputi trotoar, slab lantai

kendaraan, gelagar atau girder, balok diafragma, ikatan pengaku, dan

tumpuan atau bearing.

2. Struktur Bawah (Substructures)

Struktur bawah dari suatu jembatan berfungsi untuk memikul seluruh beban

struktur atas dan beban lain secara vertikal maupun horisontal yang

ditimbulkan oleh tekanan tanah, gesekan pada tumpuan, dan lain sebagainya

yang kemudian disalurkan ke pondasi. Selanjutnya, beban-beban tersebut

akan disalurkan ke tanah oleh pondasi.

3. Pondasi (Foundation)

Pondasi dari suatu jembatan berfungsi untuk meneruskan beban jembatan ke

tanah. Berdasarkan sistemnya, pondasi abutment atau pier jembatan dapat

dibedakan menjadi beberapa macam jenis, antara lain pondasi telapak,

pondasi sumuran, dan pondasi tiang.

Jembatan Frame

Seperti jembatan pada umumnya, jembatan frame terdiri dari pondasi,

struktur bawah, dan struktur atas. Hal berbeda adalah jembatan frame

memungkinkan konstruksi dek jembatan pada satu bentang tunggal dalam satu

unit abutment, yaitu pada titik join antara abutment dan dek jembatan tidak ada,

bahkan pemakaian bearing tidak diperlukan. Hal ini menyebabkan kedalaman

struktur dek jembatan dapat dikurangi sehingga momen lentur jembatan dapat

diperkecil nilainya. Selain itu, titik akhir kolom berada paling puncak jembatan

sehingga pondasi dapat diperkecil. Sebagai hasil dari peningkatan profil

longitudinal, pekerjaan tanah dapat dikurangi.

Sumber : Mondorf (2006)

Gambar 4 Perbandingan antara jembatan girder dan jembatan frame

Struktur frame cocok dibangun dengan beton bertulang dan memang

perkembangannya bersamaan dengan perkembangan beton bertulang (Mondorf

2006). Penggunaan beton akan menguntungkan untuk pembangunan struktur

Page 20: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

6

monolit dan jembatan frame, asalkan dimensi struktur tidak melebihi batas yang

timbul dari deformasi akibat suhu, susut usia dan rayap. Jembatan frame sensitif

terhadap deformasi sehingga perhitungan pondasi harus tepat sehingga

menghasilkan jembatan yang ekonomis karena akibat pembebanan vertikal

menyebabkan reaksi vertikal dan horizontal dari tanah.

Jembatan frame memiliki banyak kesamaan dengan jembatan arch, tetapi

jembatan arch biasanya dapat dirancang sedemikian rupa sehingga garis gaya

akibat pembebanan mengikuti garis tengah lengkungan, sehingga termasuk dalam

lengkungan penampang, sedangkan garis gaya pada jembatan frame sangat

menyimpang dari garis frame pusat dan dalam kebanyakan kasus akan terletak

jauh di luar penampang. Oleh karena itu, struktur jembatan frame sangat

ditentukan oleh gaya normal dan momen lentur dalam menentukan dimensi akhir.

Sumber : Mondorf (2006)

Gambar 5 Diagram geser dan distribusi momen pada kolom

jembatan frame terhadap beban merata

Struktur jembatan frame dapat dirancang pada satu span atau multi-span.

Jembatan multi-span slab menerus atau girder dengan kolom tetap pada dek

jembatan akan menimbulkan efek frame yang baik. Sedangkan, jembatan multi-

span dengan kolom fleksibel, dek jembatan akan sedikit dipengaruhi oleh kolom

di dek. Oleh karena itu, struktur seperti itu dapat disebut sebagai jembatan slab

atau girder.

Ruang lingkup jembatan frame cukup luas. Desain frame banyak digunakan

untuk underpass di bawah jalan atau rel kereta api. Desain frame bentuk khusus

juga sering digunakan untuk jalan layang di atas jalan raya dan jembatan yang

melalui lembah. Desain frame sering dipakai untuk jembatan menengah atau besar

di atas sungai, terutama karena permintaan yang sederhana untuk kedalaman

konstruksi yang tersedia dan kondisi lingkungan sekitar yang cocok. Dalam

banyak pilihan kasus, desain jembatan frame memungkinkan menjadi pilihan

perekonomian yang baik dalam hal bahan dan memiliki struktur estetis yang

menarik.

Page 21: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

7

Sumber : Mondorf (2006)

Gambar 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame

Kolom V

Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktural yang

memikul beban dari balok. Kolom meneruskan beban-beban dari elevasi atas ke

elevasi bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui pondasi. Kolom

merupakan komponen tekan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan

lokasi kritis yang menyebabkan runtuh (collapse) lantai yang bersangkutan, dan

juga runtuh batas total (ultimate total collapse) seluruh struktur. Bentuk

penampang kolom dapat bervariasi misalnya persegi, lingkaran, segienam, dan

lainnya. Kolom V memiliki bentuk penampang persegi panjang namun ukuran

penampang pada ujung dan pangkal berbeda dan posisi kolom membentuk sudut

dari sumbu gravitasi serta berpasangan kolom membentuk bentuk V. Kolom V

mengefektifkan penggunaan pondasi karena kolom V menopang girder dari 2 titik

dengan 1 pondasi sehingga jumlah pondasi dapat dikurangi. Penggunaan jembatan

frame dengan balok V di Indonesia belum umum digunakan. Contoh penggunaan

kolom V di Indonesia adalah jembatan fly over di Simpang Semanggi, Jakarta.

Gambar 7 Jembatan balok V di Simpang Semanggi, Jakarta

Box Girder

Jembatan gelagar kotak (box girder) tersusun dari gelagar longitudinal

dengan slab di atas dan di bawah yang berbentuk rongga (hollow) atau gelagar

kotak. Tipe gelagar ini digunakan untuk jembatan dengan bentang yang panjang.

Page 22: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

8

Bentang sederhana sepanjang 40 ft (± 12 m) menggunakan tipe ini, akan tetapi

biasanya bentang gelagar kotak beton bertulang lebih ekonomis antara 60 ft

sampai dengan 100 ft (± 18 m sampai dengan 30 m) dan biasanya didesain

sebagai struktur menerus di atas pilar atau kolom. Gelagar kotak beton prategang

dalam desain biasanya lebih menguntungkan untuk bentang menerus dengan

panjang bentang ± 300 ft (± 100 m). Keunggulan dari gelagar kotak adalah tahan

terhadap beban torsi.

Gambar 8 Tipikal penampang melintang jembatan gelagar kotak (box girder)

Filosofi Perencanaan

Rencana Tegangan Kerja

Rencana tegangan kerja menggunakan prinsip sebagai berikut :

Tegangan kerja ≤ Tegangan ijin= Tegangan ultimit

Faktor keamanan (SF)

Kritik utama untuk cara rencana tegangan kerja adalah kurang efisien dalam

mencapai tingkat keamanan yang konsisten bila faktor keamanan digunakan pada

bahan saja.

Rencana Keadaan Batas

Rencana keadaan batas memperhitungkan semua fungsi bentuk struktur,

yaitu:

1. Tingkat pembebanan dan bentuk keruntuhan, yaitu pada keadaan batas

ultimit yang selanjutnya disebut ULS (Ultimate Limit State) dan pada

keadaan batas kelayanan yang selanjutnya disebut SLS (Service Limit State)

2. Faktor keamanan merata, artinya terbagi antara beban dan bahan yang

mengizinkan ketidak-pastian pada masing-masing diperhitungkan, yaitu :

KR x kapasitas nominal ≥ KU x beban nominal

𝑅′ ≥ 𝑆′ Dimana :

KR = Faktor reduksi kekuatan

KU = Faktor beban

Rencana keadaan batas adalah pendekatan lebih rasional daripada pendekatan

tegangan kerja. Perencanaan yang dihasilkan dengan penggunaan prinsip keadaan

batas akan lebih ekonomis dan akan menghasilkan jembatan dengan kemampuan

kapasitas dan kekuatan yang merata.

Page 23: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

9

Berikut adalah tabel perbandingan antara faktor beban akibat rencana

tegangan kerja dan keadaaan batas ultimit :

Tabel 1 Faktor Beban Tegangan Kerja dan Keadaan Batas Ultimita

Jenis Beban dan

Notasi Faktor

Beban

Deskripsi atau

Keterangan

Faktor Beban

SLS ULS

Biasa

(maks)

Terkurangi

(min)

Berat sendiri,

PMS

Baja, aluminium

Beton pracetak

Beton dicor di tempat

Kayu

1,0

1,0

1,0

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

0,9

0,85

0,75

0,7

Beban mati

tambahan /

utilitas, PMA

Keadaan umum

Keadaan khusus

Utilitas

1,0

1,0

1,3

2,0

1,4

0,7

0,8

Pengaruh

penyusutan dan

rangkak, PSR

- 1,0 1,0 -

Pengaruh

prategang, PPR

- 1,0 1,0 (1,15

pada

prapenega-

ngan)

-

Tekanan tanah,

PTA

Tekanan tanah

vertikal

Tekanan tanah lateral

- Aktif

- Pasif

1,0

1,0

1,0

1,25

1,25

1,40

0,80

0,80

0,70

- Keadaan diam Lihat penjelasan di peraturan

Pengaruh tetap

pelaksanaan,

PPL

- 1,0 1,25 0,8

Beban lajur “D”

TTD

- 1,0 1,8 -

Pembebanan

Truk “T”, TTT

- 1,0 1,8 -

Gaya rem, TTB - 1,0 1,8 -

Gaya

sentrifugal, TTR

- 1,0 1,8 -

Pembebanan

untuk pejalan

kaki, TTP

- 1,0 1,8 -

Beban

tumbukan pada

penyangga

jembatan, TTC

- 1,0 1,0 -

Penurunan, PES - 1,0 Tak bisa dipakai

Page 24: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

10

Tabel 1 (lanjutan)

Jenis Beban dan

Notasi Faktor

Beban

Deskripsi atau

Keterangan

Faktor Beban

SLS ULS

Biasa

(maks)

Terkurangi

(min)

Pengaruh

temperatur, TET

- 1,0 1,2 0,8

Aliran air,

benda hanyutan,

dan tumbukan

dengan batang

kayu, TEF

Jembatan besar dan

penting

(periode ulang 100

tahun)

Jembatan permanen

(periode 50 tahun)

Gorong-gorong

(periode 50 tahun)

Jembatan sementara

(periode 20 tahun)

1,0 2,0

1,5

1,0

1,5

-

Tekanan

hidrostatis dan

gaya apung,

TEU

- 1,0 1,0 1,0

Beban angin,

TEW

- - 1,2 -

Pengaruh

gempa, TEQ

- 1,0 1,0 -

Gesekan, TBF - 1,0 - -

Getaran, TVI - 1,0 - -

Pelaksanaan,

TCL

- Lihat penjelasan di peraturan

aSumber : SNI T-02-2005

Beban-beban Rencana

Peraturan pembebanan yang dipakai adalah berdasarkan BMS (1992) dan

dikoreksi dengan peraturan pembebanan terbaru SNI T-02-2005. Berikut adalah

macam-macam pembebanan yang terjadi pada jembatan.

Beban Permanen

1. Beban Sendiri

Berat isi untuk beban mati dan kerapatan masa setiap bahan berbeda, yaitu :

Page 25: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

11

Tabel 2 Berat isi dan kerapatan massa untuk beban matia

No. Bahan Berat / Satuan Isi

(kN/m3)

Kerapatan Massa

(kg/m3)

1. Timbunan tanah

dipadatkan

17,2 1760

2. Beton 22,0 - 25,0 2240 - 2560

3. Beton prategang 25,0 - 26,0 2560 - 2640

4. Beton bertulang 23,5 - 25,5 2400 - 2600

5. Baja 77,0 7850 aSumber : SNI T-02-2005

2. Beban Mati Tambahan

Beban mati tambahan adalah berat semua elemen tidak struktural yang dapat

bervariasi selama umur jembatan seperti:

Perawatan permukaan khusus

Pelapisan ulang dianggap sebesar 50 mm aspal beton (hanya digunakan

dalam kasus menyimpang dan dianggap nominal 22 kN/m3)

Sandaran, pagar pengaman, dan penghalang beton

Tanda-tanda

Perlengkapan umum seperti pipa air dan penyaluran (kosong atau penuh)

3. Susut dan Rangkak

Susut dan rangkak menyebabkan momen, geser, dan reaksi ke dalam

komponen tertahan.

4. Pengaruh Pratekan

Pratekan menyebabkan pengaruh primer dan pengaruh sekunder dalam

komponen tertahan dan struktur tidak tertentu (Gambar 9)

Sumber : BMS (1992)

Gambar 9 Pengaruh Primer dan Sekunder Pratekan

5. Tekanan Tanah

Tekanan horizontal akibat beban kendaraan vertikal dianggap ekuivalen

dengan beban tambahan tanah 600 mm.

Page 26: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

12

Beban Lalu Lintas

1. Beban Kendaraan Rencana

Beban kendaraan mempunyai tiga komponen, yaitu:

Komponen vertikal

Komponen rem

Komponen sentrifugal (untuk jembatan melengkung)

2. Beban Lajur “D”

Pembebanan lajur “D” ditempatkan melintang pada lebar penuh dari jalan

kendaraan jembatan dan menghasilkan pengaruh pada jembatan yang

ekuivalen dengan rangkaian kendaraan sebenarnya. Jumlah total pembebanan

lajut “D” yang ditempatkan tergantung pada lebar jalan kendaraan jembatan.

Umumnya, pembebanan “D” akan menentukan untuk bentang sedang sampai

panjang. Beban lajur “D” terdiri dari:

Beban terbagi rata atau Uniformly Distributed Load (UDL) dengan

intensitas q kPa, dengan q tergantung pada panjang yang dibebani total (L)

sebagai berikut :

L ≤ 30 m; q = 9,0 kPa

L > 30 m; q = 9,0 (0,5+15

L) kPa

Beban UDL boleh ditempatkan dalam panjang terputus agar terjadi

pengaruh maksimum. Dalam hal ini L adalah jumlah dari panjang masing-

masing beban terputus tersebut. Beban lajut “D” ditempatkan tegak lurus

terhadap arah lalu lintas (Gambar 10).

Beban garis atau Knife Edge Load (KEL) sebesar p kN/m, ditempatkan

dalam kedudukan sembarang sepanjang jembatan dan tegak lurus pada

arah lalu lintas.

p = 49,0 kN/m

Pada bentang menerus, KEL ditempatkan dalam kedudukan lateral sama

yaitu tegak lurus arah lalu lintas pada dua bentang agar momen lentur

negatif menjadi maksimum.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 10 Penyebaran beban lajur “D” pada arah melintang

Page 27: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

13

3. Beban Truk “T”

Pembebanan truk “T” adalah kendaraan berat tunggal dengan tiga gandar

yang ditempatkan dalam kedudukan sembarang pada lajur lalu lintas rencana.

Tiga gandar terdiri dari dua pembebanan bidang kontak yang dimaksud agar

mewakili pengaruh roda kendaraan berat. Hanya satu truk “T” boleh

ditempatkan per lajur lalu lintas rencana. Umumnya, pembebanan “T” akan

menentukan untuk bentang pendek dan sistim lantai. Truk “T” ditunjukkan

dalam Gambar 11.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 11 Truk “T”

4. Faktor Dinamis

Faktor Beban Dinamik (FBD) merupakan hasil interaksi antara kendaraan

yang bergerak dengan jembatan

Pada pembebanan “D” digunakan grafik pada Gambar 12 untuk bentang

tunggal panjang bentang ekuivalen diambil sama dengan panjang bentang

sebenarnya.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 12 Faktor beban dinamis untuk KEL pembebanan lajur “D”

Page 28: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

14

Sedangkan, untuk bentang menerus panjang bentang ekivalen LE diberikan

rumus :

LE = √Lav Lmax Dimana :

Lav adalah panjang bentang rata-rata dan kelompok bentang yang disambungkan secara

menerus

Lmax adalah panjang bentang maksimum dalam kelompok bentang yang disambung

secara menerus

Pada pembebanan truk “T” digunakan nilai 30%

5. Gaya Rem

Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem 5% dari beban lajur “D”

yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas tanpa dikalikan dengan faktor

beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya rem tersebut dianggap bekerja

horizontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m di

atas permukaan lantai kendaraan. Beban lajur “D” disini jangan direduksi bila

panjang bentang melebihi 30 m digunakan q = 9 kPa.

6. Beban Pejalan Kaki

Intensitas beban pejalan kaki untuk jembatan jalan raya tergantung pada luas

beban yang dipikul oleh unsure yang direncana. Bagaimanapun, lantai dan

gelagar yang lansung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk 5 kPa.

Intensitas beban untuk elemen lain diberikan dalam Gambar 13.

Sumber : SNI T-02-2005

Gambar 13 Pembebanan pejalan kaki

7. Beban Tumbuk untuk Penyangga Jembatan

Penyangga jembatan dalam daerah lalu lintas harus direncanakan agar

menahan tumbukan sesaat atau dilengkapi dengan penghalang pengaman

yang khusus direncanakan.

Tumbukan kendaraan diambil sebagai beban statis ekuivalen sebesar 100

kN pada 10o terhadap garis pusat jalan pada tinggi sebesar 1,8 m.

Pengaruh lingkungan kereta api dan kapal ditentukan oleh yang berwenang

dengan relevan.

Page 29: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

15

Beban Lingkungan

1. Penurunan

Jembatan direncanakan agar menampung perkiraan penurunan total dan

diferensial sebagai pengaruh SLS.

2. Gaya Angin

Jembatan-jembatan besar dan penting harus diselidiki secara khusus akibat

pengaruh beban angin, termasuk respon dinamis jembatan

Gaya nominal dan daya layan jembatan (kecuali rangka) akibat angin

tergantung kecepatan angin rencana seperti:

TEW = 0,0006 CW (VW)2 Ab (kN)

Dimana:

VW adalah kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang ditinjau (Tabel 4)

CW adalah koefisien seret (Tabel 3)

Ab adalah luas koefisien bagian samping jembatan (m2)

Tabel 3 Koefisien sereta, CW

Tipe Jembatan Cw

Bangunan atas masifb,c :

b/d = 1,0

b/d = 2,0

b/d ≥ 6,0

2,1d

1,5d

1,25d

Bangunan atas rangka 1,2 aSumber : SNI T-02-2005; bb = lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran

c = tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang masif; cuntuk harga antara

b/d bisa diinterpolasi linier; dapabila bangunan atas mempunyai superelevasi, Cw harus

dinaikkan sebesar 3% untuk setiap derajat superelevasi, dengan kenaikan maksimum 2,5%

Tabel 4 Kecepatan angin rencanaa, VW

Keadaan Lokasi

Sampai 5 km dari pantai > 5 km dari pantai

SLS 30 m/s 25 m/s

ULS 35 m/s 30 m/s aSumber : SNI T-02-2005

3. Gaya Suhu

Perubahan merata dalam suhu jembatan menghasilkan perpanjangan atau

penyusutan seluruh panjang jembatan. Gerakan tersebut umumnya kecil di

Indonesia, dan dapat diserap oleh perletakan dengan gaya cukup kecil yang

disalurkan ke bangunan bawah oleh bangunan atas dengan bentang 100 m

atau kurang. Pengaruh dari perpanjangan diferensial pada gelagar pratekan

komposit/lantai beton dan gelagar baja/lantai beton dapat diabaikan pada

ULS tetapi harus dipertimbangkan pada SLS.

4. Gaya Gempa

Perhitungan gaya gempa menggunakan peraturan gempa terbaru yaitu Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010.

Page 30: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

16

Gempa

Kriteria struktur tahan gempa yang ditetapkan oleh hampir seluruh standar

perencanaan struktur adalah :

1. Mampu menahan gempa lemah tanpa terjadi kerusakan.

2. Kuat menahan gempa sedang tanpa rusak, tetapi beberapa bagian non

struktural mungkin mengalami kerusakan

3. Tidak roboh menahan gempa kuat, walaupun bagian struktural mengalami

kerusakan

Pemilihan cara menganalisis struktur tahan gempa diatur dalam SNI 03-2883-

1992 tergantung pada tipe jembatan, besarnya koefisien akselerasi gempa dan

tingkat kecermatan. Adapun cara menganalisi tersebut, yaitu analisis statis-semi

dinamis atau dinamis sederhana terdiri dari metode beban seragam/koefisien

gempa dan spektral moda tunggal, analisis rangka atau semi dinamis yaitu

spektral moda majemuk, dan analisis dinamis yaitu riwayat waktu. Cara yang

digunakan untuk analisis dinamis adalah cara respon spektra berdasarkan analisis

riwayat waktu dan analisis moda, serta cara integral langsung yang menggunakan

rumus pergerakan equation of motion. Tahapan perhitungan beban gempa terdapat

pada Lampiran 2 dengan nilai kelas tanah berdasarkan ASCE (2010) pada Tabel 5

dan Tabel 6.

Tabel 5 Ss dengan koefisien Faa

Site Class Fa ( for short period / T = 0,2)

Ss ≤ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss ≥ 1,25

A 0,8 0.8 0.8 0.8 0.8

B 1 1 1 1 1

C 1,2 1,2 1,1 1 1

D 1,6 1,4 1,2 1,1 1

E 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9 aSumber : ASCE (2010)

Tabel 6 S1 dengan koefisien Fva

Site Class Fv for T=1

S1 ≤ 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 ≥ 0,5

A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

B 1 1 1 1 1

C 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

D 2,4 2 1,8 1,6 1,5

E 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4 aSumber : ASCE (2010)

Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan terdiri dari kombinasi ULS dan SLS berdasarkan

peraturan SNI T-02-2005 dijelaskan pada Tabel 7.

Page 31: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

17

Tabel 7 Kombinasi beban pada keadaan SLS dan keadaan ULSa

Aksi SLS ULS

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

Aksi Permanen :

Berat sendiri

Beban mati tambahan /

utilitas

Pengaruh penyusutan dan

rangkak

Pengaruh prategang

Pengaruh tetap

pelaksanaan

Tekanan tanah

Penurunan

x x x x x x x x x x x x

Aksi Transien :

Beban lajur “D” atau

Pembebanan Truk “T”

x o o o o x o o o o

Gaya rem atau Gaya

sentrifugal x o o o o x o o o

Pembebanan untuk

pejalan kaki x x

Gesekan perletakan o o x o o o o o o o o

Pengaruh temperatur /

suhu o o x o o o o o o o o

Aliran air/ benda

hanyutan/ tumbukan

dengan batang kayu/

tekanan hidrostatis/ gaya

apung

o o x o o o x o o

Beban angin o o x o o o x o

Aksi Khusus :

Pengaruh gempa x

Beban tumbukan pada

penyangga jembatan

Pengaruh Getaran x x

Beban Pelaksanaan x x “x” berarti beban yang selalu aktif

“o” berarti beban yang boleh

dikombinasikan dengan beban aktif, tunggal atau seperti yang ditunjukkan

(1)=aksi permanen “x” KBL + beban aktif

“x” KBL + 1 beban “o” KBL

(2)=aksi permanen “x” KBL + beban aktif “x” KBL + 1 beban “o” KBL + 0,7 beban

“o” KBL

(3)=aksi permanen “x” KBL + beban aktif “x” KBL + 1 beban “o” KBL + 0,5 beban

“o” KBL + 0,5 beban “o” KBL

aksi permanen “x” KBL + beban

aktif “x” KBL + 1 beban “o” KBL

aSumber : SNI T-02-2005

Page 32: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

18

Beton Bertulang

Peraturan yang digunakan untuk perhitungan beton bertulang adalah SNI T-

12-2004. Pengecekan kekuatan penampang dari struktur beton bertulang

digunakan metoda perhitungan ultimit (ULS). Dengan demikian, gaya-gaya yang

digunakan pada analisis kekuatan penampang adalah gaya-gaya terbesar hasil

kombinasi gaya-gaya terfaktor. Tulangan pada box girder harus dihitung pada

bagian top slab, web, dan bottom slab apabila luas penampang tiap bagian berbeda.

Sedangkan pada kolom dapat dilakukan perhitungan satu kali apabila luas

penampang kolom sama, tetapi jika berbeda dilakukan perhitungan pada luas

penampang yang kecil. Perhitungan tulangan dilakukan terhadap lentur, geser, dan

torsi.

Pada tulangan lentur, luas yang diperlukan diturunkan dari keseimbangan

gaya-gaya dalam yang bekerja pada penampang seperti dijelaskan pada Gambar

14.

Sumber : SNI T-12-2004

Gambar 14 Diagram tegangan-regangan pada penampang beton bertulang

Dengan menggunakan persamaan keseimbangan gaya tarik pada baja tulangan

dan gaya tekan pada beton, maka tulangan girder dapat dihitung dengan langkah

pada Lampiran 3.

Tulangan geser dihitung pada struktur yang memiliki nilai gaya geser.

Keperluan tulangan geser pada balok dapat dihitung dengan langkah pada

Lampiran 4. Tulangan geser harus dibengkokan dengan cukup baik dan

merupakan sengkang tertutup.

Sumber : SNI T-12-2004

Gambar 15 Pembengkokan tulangan geser

Sedangkan perencanaan tulangan torsi juga dihitung pada struktur yang

memiliki nilai torsi. Torsi memiliki skematik pembebanan pada elemen yang

mengalami torsi seperti tampak pada Gambar 16. Berdasarkan gaya-gaya

yang bekerja, maka torsi dapat dihitung dengan langkah pada Lampiran 5.

Page 33: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

19

Sumber : SNI T-12-2004

Gambar 16 Skematik beban torsi

Beton Prategang

Beton merupakan material yang kuat dalam menahan gaya tekan, namun

lemah dalam menahan gaya tarik. Untuk mengurangi atau mencegah retak dapat

dilakukan prestresioning terhadap tulangan-tulangan baja pada elemen beton

bertulang, sehingga disebut beton prategang. Prategang menghasilkan sistem

tegangan yang saling menyeimbangkan.

Berdasarkan SI-5212 Perilaku Struktur Beton Prategang, perhitungan tendon

(tulangan yang dipakai untuk beton pratekan) dilakukan pada jembatan secara

longitudinal dan transversal. Dengan ketentuan seperti pada Gambar 17.

Gambar 17 Struktur girder prategang

Perhitungan secara transversal dapat dilihat pada Lampiran 6. Perhitungan

tendon secara longitudinal dapat menggunakan rumus :

1. Penampang girder top (atas)

σt = -P

Ax -

P .et . yt

Iz +

M . yt

Iz ⇔ P =

M . ytIz

- σt

(1

Ax +

et . ytIz

)

Ru

a

b

h

CL

yt

yb

et

eb

Page 34: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

20

2. Penampang girder bottom (bawah)

σt = -P

Ax -

P .eb . yb

Iz +

M . yb

Iz ⇔ P =

M . ybIz

- σb

(1

Ax +

eb . ybIz

)

Dimana :

σt = Tegangan ijin

P = Total gaya yang bekerja

Ax = Luas Penampang

Iz = Inersia Penampang

M = Momen total

et = Jarak tendon atas ke titik berat penampang

eb = Jarak tendon bawah ke titik berat penampang

yt = Jarak ujung top slab ke titik berat penampang

yb = Jarak ujung bottom slab ke titik berat penampang

METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan pada bulan April sampai Juli 2013 di Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Pengambilan data

sekunder dilaksanakan pada bulan April 2013 dari PT. Portal Perkasa Engineering

sebagai konsultan perencana utama proyek fly over Simpang Jam di kota Batam.

Permodelan struktur, perhitungan analisis, desain tulangan dan penyusunan skripsi

berlangsung dari bulan April sampai Juli 2013. Lokasi jembatan yang disain

terdapat di Simpang Jam di kota Batam, secara lebih jelas lihat Gambar 18-21.

Gambar 18 Foto Udara Pulau Batam T

iti Paya

Kr

. Nagan

Page 35: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

21

Gambar 19 Lokasi Proyek Fly Over Simpang Jam di Pulau Batam

Gambar 20 Foto Udara Simpang Jam

Gambar 21 Situasi Jalan Simpang Jam

009

009

009

010

011008008

008

008

008

008

017

018

015

014013

016

007 006

005

003

004

001

002

002

010

012

012

A008

010

A

Lokasi Pekerjaan

Rencana

Fly Over

Simpang

Jam

Nagoya

Bandara

Batam

Batam

Center

Sekupang

Page 36: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

22

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :

1. Peraturan perencanaan jembatan (Brigde Design Code) oleh BMS (1992)

2. Pembebanan untuk jembatan (SNI T-02-2005)

3. Perencanaan struktur beton untuk jembatan (SNI T-12-2004)

4. Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan (SNI 03-2883-1992)

5. ASCE 2010

6. Peta Hazard Gempa Indonesia 2010

7. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, SI Units, Third Edition 2004

Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :

1. Laptop TOSHIBA Satellite L310

2. Program CSI Bridge versi 15

3. Program SAP2000 versi 14

4. Program PCACOL

5. Auto CAD 2010

6. Ms.Office 2010

Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian dijelaskan oleh bagan alir pada Lampiran 7.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perencanaan Struktur Atas dan Struktur Bawah

Preliminary dimensi jembatan dilakukan berdasarkan data yang diperoleh

dari konsultan utama, pembacaan peraturan-peraturan mengenai jembatan, dan

perbandingan dengan studi literatur lainnya sehingga menghasilkan beberapa

keputusan perencanaan struktur jembatan. Perencanaan ini juga diputuskan

berdasarkan kriteria desain jembatan kemudian dimodelkan dengan program CSI

Bridge versi 15, sehingga jembatan yang dimodelkan untuk dianalisis adalah

sebagai berikut :

1. Tipe jembatan adalah frame bridge monolite structure

2. Perencanaan struktur atas jembatan menggunakan box girder

3. Perencanaan struktur bawah jembatan menggunakan abutment dan kolom “V”

4. Material box girder adalah prestressed concrete mutu K-500

5. Material kolom “V” adalah reinforced concrete mutu K-350

6. Elevasi alignment jembatan 3% dengan perletakan rol di kedua abutment

7. Jembatan 3 lajur pada 1 jalur (1 lajur = 3,5 m) dan lebar total jembatan 12 m

8. Jumlah & pembagian panjang span adalah 5 span (37,5 – 15 – 45 – 15 – 37,5

m) dan panjang total jembatan 150 m

Page 37: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

23

Gambar 22 Potongan Memanjang Jembatan

Gambar 23 Potongan Melintang Jembatan

Gambar 24 Hasil Pemodelan Struktur Jembatan menggunakan CSI Bridge

Perencanaaan Box Girder

1. Dimensi Box Girder

Lebar box girder : 12 m (konstan sepanjang bentang)

Tinggi box girder : bervariasi dari 1,5 ~ 2,5 m

Jumlah cell : 0 buah

Tebal top slab : 0,3 m

Tebal web : 0,45 m

Tebal bottom slab : 0,25 m

Variasi kedalaman :

Gambar 25 Perencanaan Variasi Kedalaman Box Girder

a. = 150 m

Gambar 4.2. Potongan Memanjang Jembatan

span 1 span 2 span 4 span 3 span 5

37,5 m 37,5 m 15 m 15 m 45 m

150 m

Page 38: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

24

2. Spesifikasi material girder

Beton K-500

Kuat tekan karakteristik kubus usia 28 hari = 50 MPa

Kuat tekan karakteristik silinder usia 28 hari, f`c = 0,83 x 50 = 41,5 MPa

Modulus elastisitas = 5,414700 = 30277,632 MPa = 30277632

kN/m2

Poissons’s ratio = 0,20

Modulus geser = 12615680 kN/m2

Koefisien muai suhu = 1,170E-05 /oC

Berat spesifik = 25 kN/m3

Massa spesifik = 2,5493 kg

Perencanaan Kolom “V”

1. Dimensi kolom “V”

Dimensi penampang atas kolom adalah 2,5 x 6,0 m (Gambar 27a)

Dimensi penampang bawah kolom adalah 2,0 x 4,0 m (Gambar 27b)

(a) (b)

Gambar 26 Dimensi Kolom “V” (a) penampang atas; (b) penampang bawah

2. Spesifikasi material kolom

Beton K-350

Kuat tekan karakteristik kubus usia 28 hari = 35 MPa

Kuat tekan karakteristik silinder usia 28 hari, f`c = 0,83 x 35= 29,05 MPa

Modulus elastisitas = 05,294700 = 25332,084 MPa = 25332084 kN/m2

Poissons’s ratio = 0,20

Modulus geser = 10555035 kN/m2

Koefisien muai suhu = 1,170E-05 /oC

Berat spesifik = 25 kN/m3

Massa spesifik = 2,5493 kg

Page 39: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

25

Input Pembebanan

Jembatan didesain dengan umur rencana 100 tahun karena merupaka tipe

jembatan khusus sehingga beban yang bekerja di jembatan dikombinasi dengan

nilai faktor beban :

Tabel 8 Kombinasi pembebanan berdasarkan faktor beban SLS

Nama

Kombinasi

Aksi Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

SW SDL PS D T BF TL WF EQ-X EQ-Y IF

SLS-1a 1 1 1 1 - 1 1 - - - -

SLS-1b 1 1 1 - 1 1 1 - - -

SLS-2a 1 1 1 1 - 1 1 0,7 - - -

SLS-2b 1 1 1 - 1 1 1 0,7 - - -

SLS-2c 1 1 1 - 0,7 0,7 1 1 - - -

SLS-2d 1 1 1 0,7 - 0,7 1 1 - - -

SLS-3a 1 1 1 1 - 1 0,7 1 - - -

SLS-3b 1 1 1 - 1 1 0,7 1 - - -

SLS-3c 1 1 1 - 0,7 0,7 1 1 - - -

SLS-3d 1 1 1 0,7

0,7 1 1 - - -

SLS-4a 1 1 1 1 - 1 - - - - 1

SLS-4b 1 1 1 - 1 1 - - - - 1

Tabel 9 Kombinasi Pembebanan berdasarkan faktor beban ULS

Nama

Kombinasi

Aksi Permanen Aksi Transien Aksi Khusus

SW SDL PS D T BF TL WF EQ-X EQ-Y IF

ULS-1a 1,3 2 1 1,98 - 1,98 1,32 - - - -

ULS-1b 1,3 2 1 1,98 - 1,98 - 1,32 - - -

ULS-1c 1,3 2 1 - 1,98 1,98 1,32 - - - -

ULS-1d 1,3 2 1 - 1,98 1,98 - 1,32 - - -

ULS-2a 1,3 2 1 - - - 1,32 1,32 - - -

ULS-3a 1,3 2 1 - - - - - 1 0,3

ULS-3b 1,3 2 1 - - - - - 0,3 1

ULS-4a 1,3 2 1 1,98

1,98 - - - - 1

ULS-4b 1,3 2 1

1,98 1,98 - - - - 1

Keterangan:

SW : Self Weight (Berat Sendiri)

SDL : Self Dead Load (Beban Mati Tambahan)

PS : Prestress (Beban Prategang)

D : Beban Lajur “D”

T : Beban Truk “T”

BF : Breaking Force (Gaya Rem)

TL : Temperature Load (Pengaruh Suhu)

WF : Wind Force (Gaya Angin)

EQ-X : Earth Quake-X (Beban Gempa terhadap sb.X)

EQ-Y : Earth Quake-Y (Beban Gempa terhadap sb.Y)

IF : Impact Force (Gaya Tumbukan)

Page 40: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

26

Besarnya nilai beban-beban yang terjadi dapat dijabarkan dengan contoh

perhitungan berikut:

1. Beban Mati (Wc beton = 25 kN/m3)

Box Girder

Agmax = 7,3425 m2

Agmin = 6,7125 m2

Ag rata-rata = Ag1 + Ag2

2=

7,3425 + 6,7125

2= 7,0275 m2

Berat Girder = Ag rata-rata x Wc beton x panjang jembatan

= 7,0275 m2 x 25 kN/m3 x 150 m

= 26353, 125 kN

Kolom “V”

Agtop = 15 m2

Agbottom = 8 m2

Ag rata-rata = Ag1 + Ag2

2=

15 + 8

2= 11,5 m2

Berat kolom “V” = Ag rata-rata x Wc beton x tinggi kolom

= 11,5 m2 x 25 kN/m3 x 6,5 m

= 1868,75 kN

Berat sendiri = 26353, 125 kN + 1868,75 kN

= 28221,875 kN

2. Beban Mati Tambahan

Aspal (beban area)

Wc aspal = 22 kN/m3

Berat aspal = Wc aspal x tebal aspal

= 22 kN/m3 x 0,05 m

= 1,1 kN/m2

Parapet (beban garis)

Wc parapet = 24 kN/m3

Berat parapet = Wc parapet x Ag parapet

= 24 kN/m3 x 0,385 m2

= 9,24 kN/m

3. Prategang

Tendon yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut :

d tendon = 0,5” = 12,7 mm = 0,0127 m

Ast = 0.0000987 m

Ø = 0,6

fu = 1860000 kN/m2

P = 110,15 kN

σtijin = 3000 kN/ m2

Hasil perhitungan tendon longitudinal (satuan: kN, m) :

Page 41: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

27

Tabel 10 Hasil perhitungan tendon longitudinal

Tendon

di-

Penampang Jembatan Momen Ptop/

bottom

(kN) n

Tendon

dipakai A Iz Yt/Yb et/eb DL+LL

pier 7,3425 6,2701 0,8871 0,7521 50750 17231(t) 156 10 x 5–19

center of

main

span 6,7125 2,7838 1,1644 1,0294 23460 11755(b) 106 6 x 5–19

center of

approach

span 6,8810 3,5626 1,2862 1,1512 32323 15455(t) 140 8 x 5–19

Berdasarkan analisis yang dilakukan pada program CSI Bridge masih

perlu ditambahkan tendon 1 x 5 – 19 yang ditarik dari masing-masing

ujung jembatan agar nilai tegangan tarik dan tekan yang terjadi sesuai SNI

T-12-2004. Jembatan akan dikontruksi dengan metoda balance cantilever

sehingga tendon didistribusikan seperti pada Gambar 28 dan Lampiran 9.

Gambar 27 Distribusi tendon dari tampak memanjang

Hasil perhitungan tendon transversal per 1 meter adalah 5 x 5 – 4 dengan

perincian perhitungan :

Mu = 1171,4365 kNm

ΦMn = 1206,548085 kNm

= 1206548085 Nmm

t top slab = 450 mm

a = 124,725 mm

d = 405,155 mm

ρps = 0,004935

fpu = 1860 MPa

fps = 1654,299687 MPa

dps = 400 mm

t cover = 50 mm

As = 2835,28737 mm2

Aps = 1974 mm2

n = 5 buah

4. Beban Lajur “D”

Beban terbagi rata (q)

Terdiri dari 31 kombinasi secara longitudinal (Lampiran 8)

Page 42: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

28

Terdiri dari 3 kombinasi secara transversal, dengan jarak dan intensitas

beban sebagai berikut :

Gambar 28 Distribusi beban “D” secara transversal

Total kombinasi adalah 93 kombinasi, dengan nilai q terbesar adalah

9,00 kN/m2 dan nilai q terkecil adalah 5,40 kN/m2. Beban ini

dimasukkan dalam bentuk beban garis ke dalam program CSI Bridge

sehingga dikalikan lebar lajur (3,5 m).

Beban garis (p)

p = intensitas p x lebar lajur

= 49 kN/m x 3,5 m

= 171,5 kN

Beban p di dimasukkan dalam bentuk beban titik ke dalam program CSI

Bridge sehingga dikalikan lebar lajur (3,5 m) dan dikalikan faktor

dinamis senilai 1,4.

5. Beban Truk “T”, beban truk yang digunakan adalah truk 50 ton = 500 kN

Gambar 29 Penginputan beban truk “T”

6. Gaya Rem (beban titik)

Gaya rem total = beban lajur “D” tertinggi x lebar lajur x panjang

jembatan x 5%

= 9,00 kN/m2 x 3,5 m x 150 m x 5%

= 234,25 kN

Keterangan:

100%

50%

Gambar . Distribusi beban “D” secara transversal

Tipe 1

Tipe 2

Tipe 3

8,25 m 8,25 m

2,25 m 2,25 m

8,25 m

1,13 m 1,13 m

Page 43: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

29

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

-10 -5 0 5 10 15

hei

ght

(mm

)

temp ('c)

temp PLUS temp MINUS

Gaya rem per kolom = Gaya rem total x 3 lajur

4 kolom

= 177,1875 kN

7. Beban Tumbukan

Skenario 1

IF-x = cos 10o x 100 kN

= 98,48 kN

IF-y = sin 10o x 100 kN

= 17,36 kN

Gambar 30 Beban tumbukan dari kendaraan arah memanjang

Skenario 2

IF-x = sin 10o x 100 kN

= 17,36 kN

IF-y = cos 10o x 100 kN

= 98,48 kN

Gambar 31 Beban tumbukan dari kendaraan arah melintang

8. Temperatur

Data suhu :

h = 1800 mm

Tp = 12o C

Tb = 5o C

Grafik nilai suhu adalah sebagai

berikut :

Gambar 32 Nilai suhu

Page 44: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

30

9. Beban Angin

Data variabel beban angin :

Cw = 1,25

Vw = 25 m/s

Ab = 551, 25 m2

Hasil perhitungan :

Tew total = 258,398 kN

Tew per 4 kolom = 64,5995 kN

10. Beban Gempa

Jembatan yang didesain ini adalah tipe jembatan khusus sehingga perlu

didisain dengan umur rencana 100 tahun. Oleh karena itu, pembebanan

gempa yang dilakukan pun dikonversi menjadi 100 tahun dari data yang ada.

(a) (b) (c)

(d)

Gambar 33 Peta percepatan puncak (PGA) di batuan dasar (SB) untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun(a); Peta respon

spektra percepatan 0,2 detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun(b); Peta respon

spektra percepatan 1,0 detik (S1) di batuan dasar (SB) untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun(c); Keterangan nilai

gravity berdasarkan warna gambar(d)

Berdasarkan data tersebut, hasil perhitungan respon spektrum di kota Batam

adalah sebagai berikut :

Tabel 11 Akselerasi spektrum gempa 2010

t Sa t Sa t Sa

0 0,0293 3,7 0,0595 4,6 0,0478

0,6 0,0733 3,8 0,0579 4,7 0,0468

3 0,0733 3,9 0,0564 4,8 0,0458

3,1 0,0710 4 0,0550 4,9 0,0449

3,2 0,0688 4,1 0,0537 5 0,0440

3,3 0,0667 4,2 0,0524 5,1 0,0431

3,4 0,0647 4,3 0,0512 5,2 0,0423

3,5 0,0629 4,4 0,0500 5,3 0,0415

3,6 0,0611 4,5 0,0489

Page 45: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

31

Gambar 34 Grafik hasil respon spektrum

Hasil Gaya-Gaya Dalam

1. Gaya-Gaya Dalam Akibat Beban Mati (Berat Sendiri)

Gambar 35 Hasil gaya-gaya dalam akibat beban mati (berat sendiri)

Kontrol perhitungan manual (contoh perhitungan):

q di girder

q girder = Ag rata-rata x Wc beton

= 7,0275 m2 x 25 kN/m3

= 175,6875 kN/m

Pada span 3

M girder = 1

8 q

girder x (L

span 3)2

= 1

8 175,6875 kN/m x (45 m)

2

= 44470,9 kNm

Mgirder(program) = Mmax + Mmin

= 16330,702 + 32172,3

= 48503,002 kNm

M girder (CSI Bridge) ≈ M girder (manual)

0,0000

0,0100

0,0200

0,0300

0,0400

0,0500

0,0600

0,0700

0,0800

0 1 2 3 4 5 6

Ak

sele

rasi

Sp

ektr

um

T (Perioda)

Momen Geser

Torsi Normal

Page 46: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

32

2. Gaya-Gaya Dalam Akibat SLS dan ULS

Gambar 36 Gaya-gaya dalam akibat SLS (envelope)

Tabel 12 Nilai gaya-gaya dalam maksimum kombinasi ULS

Tipe

Kombinasi

P V2 V3 T M2 M3

(kN) (kN) (kN) (kNm) (kNm) (kNm)

ULS-4a -20398,5 9735,711 -8,238 -16,99 117,44 -66298,6

Gambar 37 Gaya-gaya dalam akibat ULS (envelope)

Tabel 13 Nilai gaya-gaya dalam maksimum kombinasi SLS

Tipe

Kombinasi

P V2 V3 T M2 M3

(kN) (kN) (kN) (kNm) (kNm) (kNm)

SLS-4a -20450 6346,73 -8,238 -16,988 117,44 -37494

Hasil gaya-gaya dalam maksimum SLS dan ULS adalah sama, yaitu terjadi

pada kombinasi 4a, dimana aksi tetap dikombinasikan dengan aksi transien

(beban “D”) dan aksi khusus (tumbukan). Namun, nilai gaya-gaya dalam

akibat kombinasi ULS lebih besar daripada kombinasi SLS. Hal ini

dikarenakan kombinasi ULS dikalikan faktor pembebanan. Oleh karena itu,

nilai kombinasi ULS digunakan untuk mendesain tulangan sedangkan nilai

kombinasi SLS digunakan untuk mendesain tendon. Pada tipe struktur

jembatan frame, perhitungan tulangan hanya berdasarkan nilai momen, gaya

geser, dan gaya normal karena torsi ditopang oleh keseluruhan struktur.

Sedangkan perhitungan tendon berdasarkan nilai momen.

Tipe

Kombinasi

P V2 V3 T M2 M3

(kN) (kN) (kN) (kNm) (kNm) (kNm)

ULS-4a -20398,5 9735,711 -8,238 -16,99 117,44 -66298,6

Momen (M3) Geser (V2)

Torsi (T) Normal (P)

Momen (M3)

Torsi (T) Normal (P)

Momen (M3) Geser (V2)

Torsi (T) Normal (P)

Page 47: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

33

Kontrol Keamanan

1. Kontrol Tegangan

Tegangan ijin pada jembatan ini adalah :

Saat tertekan = 18,675 MPa = 18675 kN

Saat tertarik = 3,221 MPa = 3221 kN

Gambar 38 Tegangan akibat kombinasi SLS

Berdasarkan grafik yang ditunjukkan pada Gambar 39, hasil tegangan saat

tertarik adalah 3186,5799 kN dan tegangan saat tertekan adalah 12430,29 kN.

Kedua nilai ini lebih kecil dibandingkan nilai tegangan ijin berdasarkan SNI

T-12-2004 sehingga struktur jembatan yang didisain adalah aman terhadap

retak.

2. Kontrol Lendutan

Lendutan yang diijinkan pada bentang terpanjang 45 m adalah 40 mm (SNI

T-02-2005) sedangkan lendutan maksimum yang terjadi pada jembatan frame

yang didesain adalah 19,3 mm sehingga jembatan ini kaku.

Gambar 39 Deformasi girder akibat beban sendiri (dead load)

Page 48: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

34

Desain Tulangan

Tulangan yang didesain untuk jembatan frame ini terdiri dari tulangan kolom

“V” dan tulangan box girder. Tulangan kolom “V” didapat dengan bantuan

program PCACOL sedangkan tulangan box girder didapat dengan perhitungan

manual dengan alur dan rumus yang tertulis di Lampiran 3 – Lampiran 5.

1. Tulangan Kolom “V”

Perhitungan kolom “V” dilakukan dengan penampang yang memiliki luas

penampang paling kecil sehingga tulangan dapat masuk ke penampang paling

kecil dan mampu menopang gaya-gaya yang terjadi. Berikut adalah contoh

data yang dimasukkan ke dalam program PCACOL dan hasil diagram

interaksinya :

Gambar 40 Input data dalam program PCACOL

Gambar 41 Diagram interaksi kolom “V” penampang (4 x 2) m

Berdasarkan data yang telah dimasukkan menunjukkan hasil bahwa

kebutuhan tulangan kolom “V” untuk menahan lentur (gaya akibat M3)

digunakan tulangan D25-150 dan untuk menahan geser (gaya akibat V2)

digunakan tulangan D16-150.

2. Tulangan Box Girder

Perhitungan tulangan box girder dilakukan melalui permodelan box girder

dengan program SAP2000 dengan menggunakan variasi dimensi kedalaman

pada bagian tengah jembatan (1,8 m) dan panjang girder secara longitudinal

sepanjang 1 m. Melalui permodelan tersebut diperoleh pola gaya-gaya dalam

sebagai berikut :

Page 49: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

35

Gambar 42 Permodelan 1 meter box girder dan hasil gaya-gaya dalam

Berdasarkan nilai gaya-gaya dalam tersebut diperoleh jenis tulangan yang

berbeda pada tiap bagian girder agar mampu menopang gaya-gaya yang

terjadi. Hasil perhitungan tulangan lentur, bagian top slab, digunakan

tulangan D19-100 pada sisi tariknya (atas) sedangkan pada sisi tekan

digunakan dua kali jarak dari tulangan tarik (atas) yaitu D19-200 pada

sepanjang arah transversal dan longitudinal jembatan. Sedangkan hasil

perhitungan tulangan lentur, bagian web dan bottom slab, digunakan tulangan

D16-150. Dan pada hasil perhitungan tulangan geser hanya pada bagian web

yang membutuhkan tulangan geser dan tulangan susut sehingga digunakan

tulangan D16-150 juga. Perhitungan detail ditunjukkan tabel-tabel berikut :

Tabel 14 Hasil perhitungan As box girder secara transversal

Tipe

Balok

Mu

(Nmm)

Mn

(Nmm)

DIMENSI As

(mm2)

As

min

(mm2)

As

pakai

(mm2) d b

Top

Slab 11,7E+08 14,6E+08 450 1000 9201,81 1575 9202

Bottom

Slab 1,11E+08 1,39E+08 250 1000 1435,34 875 1435

Web 6,36E+08 7,95E+08 450 1000 4697,08 1575 4697

Tabel 15 Hasil perhitungan tulangan lentur transversal box girder

Tipe

Balok

d

(mm)

Luas

(mm2) n n'

Tulangan pakai

Tarik Tekan

Top Slab 19 283,53 10 5 D19-100 D19-200

Bottom Slab 16 201,06 7 7 D16-150 D16-150

Web 16 201,06 7 7 D16-150 D16-150

Tabel 16 Hasil perhitungan tulangan lentur longitudinal box girder

Tipe

Balok

Mu

(Nmm)

Mn

(Nmm)

DIMENSI h As

D

(mm)

Luas

(mm2)

Tulangan

pakai d b

Top

Slab 11,7E+08 14,6E+08 450 1000 12000 9072 19 283,53 D19-100

Bottom

Slab 1,11E+08 1,39E+08 250 1000 6000 2376 16 201,06 D16-150

Web 6,36E+08 7.95E+08 450 1000 1800 1360,8 16 201,06 D16-150

Page 50: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

36

Tabel 17 Hasil perhitungan Vc box girder secara transversal

Tipe Balok Vu

(N)

Vn

(N)

Lebar Slab

b (mm)

Tinggi Ef

d (mm)

Vc

(N)

Top Slab 634333 975897 12000 420 5411321

Bottom Slab 55890 85985 6000 220 1417251

Web 295134 454052 450 1770 855182

Tabel 18 Hasil perhitungan tulangan geser transversal box girder

Tipe Balok ØVs

(N) Keterangan d (mm)

Av

(mm2)

Tulangan

pakai

Top Slab -2,61E+06 Tak Perlu

Sengkang 0 0 -

Bottom Slab -7,94E+05 Tak Perlu

Sengkang 0 0 -

Web -2,18E+05 Hitung

Sengkang 16 402,124 D16-150

Tabel 19 Hasil perhitungan tulangan susut box girder

Tipe Balok Tulangan

pakai

Top Slab D16 - 150

Bottom Slab D16 - 150

Web D16 - 150

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

jembatan frame dengan komponen struktur berupa kolom “V” dan box girder

terhadap beban gempa memiliki:

1. Gaya-gaya dalam maksimum terjadi pada kombinasi ULS-4a dan SLS-4a

dimana aksi tetap dikombinasikan dengan aksi transien (beban “D”) dan aksi

khusus (tumbukan). Pada kombinasi ULS, nilai momen maksimum adalah

66298,6 kNm dan nilai gaya geser 9735,711 kN. Sedangkan pada kombinasi

SLS, nilai momen maksimum adalah 37494 kNm dan nilai gaya geser

6346,73 kN. Nilai torsi pada tipe struktur jembatan frame dapat diabaikan.

2. Kebutuhan tulangan box girder untuk menahan lentur berbeda-beda, bagian

top slab digunakan tulangan D19-100 pada sisi tarik dan D19-200 pada sisi

tekan. Bagian bottom slab dan web digunakan tulangan D16-150. Sedangkan,

kebutuhan tulangan box girder untuk menahan geser hanya terdapat pada

Page 51: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

37

bagian web dengan jenis tulangan D16-150 untuk tulangan geser dan

tulangan susut.

3. Kebutuhan tulangan kolom “V” untuk menahan lentur digunakan tulangan

D25-150 dan untuk menahan menahan geser digunakan tulangan D16-150

4. Kebutuhan tendon secara transversal digunakan tendon 5 x 5 – 4. Sedangkan,

secara longitudinal digunakan tendon 10 x 5 – 19 pada tumpuan kolom,

tendon 6 x 5 – 19 pada tengah jembatan utama, tendon 8 x 5 – 19 pada tengah

span 1 dan span 5, dan tendon 1 x 5 – 19 yang ditarik dari masing-masing

ujung jembatan

Saran

Setelah menyelesaikan penelitian ini sebaiknya penelitian ini dilanjutkan

dengan menganalisis dengan metode pushover analysis agar gaya-gaya dalam

pada setiap tahapan kontruksi dapat diketahui nilainya dan dapat terukur kekuatan

struktur pada tahap konstruksi.

DAFTAR PUSTAKA

[AASHTO] American Association of State Highway and Transportation Officials.

(US). 2004. LRFD Bridge Design Specifications, SI Units, Third

Edition.Washington DC (US) : AASHTO

Agus, Iqbal. 2001. Dasar-Dasar Perencanaan Jembatan Beton Bertulang. Jakarta

(ID) : Departemen Pekerjaan Umum

[ASCE] American Society of Civil Engineers. 2010. Minimum Design Loads for

Buildings and Others Structures ASCE 7-10. Virginia (US): ASCE

[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2004. SNI T-12-2004. Perencanaan struktur

beton untuk jembatan. Jakarta (ID) : BSN

[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2005. SNI T-03-2005. Perencanaan struktur

baja untuk jembatan. Jakarta (ID) : BSN

[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2008. SNI 2833:2008. Standar perencanaan

ketahanan gempa untuk jembatan. Jakarta (ID) : BSN

Budiono, Bambang. 2011. Konsep SNI Gempa 1726-201X [Seminar]. Bandung

(ID) : Institut Teknologi Bandung

Chen Wai-Fah, Lian Duan. 2000. Bridge Engineering 1 Handbook. Washington

DC (US) : CRC Press LLC

[DPU] Departemen Pekerjaan Umum. 1992. Bridge Design Manual BMS vol.1.

Jakarta (ID) : DPU

[DPU] Departemen Pekerjaan Umum. 1992. Bridge Design Manual BMS vol.2.

Jakarta (ID) : DPU

[DPU] Departemen Pekerjaan Umum. 2010. Peta Hazard Gempa Indonesia.

Jakarta (ID) : DPU

Fauzan M, Riswan D. 2002. Analisa dan Perhitungan Konstruksi Gedung

Perkantoran Bidakara Pancoran [skripsi]. Padang (ID) : Universitas Andalas

Page 52: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

38

Ilham MN. 2010. Bridge Engineer and Building Structure Engineer. [terhubung

berkala]. http://www.mnoerilham.blogspot.com. [04 April 2013]

Imran, Iswandi. 2006. SI-5212 Perilaku Struktur Beton Prategang. Bandung (ID):

Institut Teknologi Bandung

Mondorf, Paul E. 2006. Concrete Bridge. Copenhagen (FR) : Taylor & Francis

VSL Far East. 2007. Post-Tensioning Systems. Thornleigh (AU) : VSL

Page 53: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

39

Lampiran 1 Daftar notasi

αt Rasio penampang ijin

a Luas tendon total

Ag Luas penampang bersih

Al Luas penampang sepanjang l

Aps Luas baja prestress bersih

As Luas baja tulangan bersih total

Ast Luas satu baja tulangan bersih

At Luas penampang sepanjang t

Av Luas 2 kali tulangan geser

b Panjang penampang tegak lurus arah gaya

bw Lebar slab geser

d Diameter

DL Dead Load

dps Diameter baja prestress

Fa Kelas situs percepatan situs 0,2 detik dan besarnya Ss

fc' Kuat tekan beton

fps Kuat tarik prestress

fpu Kuat tekan prestress

fu Kapasitas prestress

Fv Kelas situs percepatan situs 1,0 detik dan besarnya S1

fy Kuat leleh baja

h Panjang penampang selurus arah gaya atau ketinggian

l Panjang

LL Live Load

Mn Momen nominal

Mu Momen Ultimit

n Jumlah

s Jarak tulangan

S1 Percepatan batuan dasar perioda pendek 0,2 detik

Sa0 Akselerasi Spektrum pada t ke-0

Sai Akselerasi Spektrum pada t ke-i

Sd1 Gempa desain untuk struktur pada perioda 1,0 detik

Sds Gempa desain untuk struktur pada perioda pendek 0,2 detik

Sm1 Percepatan gempa maksimum pada perioda 1,0 detik

Sms Percepatan gempa maksimum pada perioda pendek 0,2 detik

Ss Percepatan batuan dasar perioda 1,0 detik

t Waktu

T0 Waktu ke-0

T1 Waktu ke-1

Tb Titik suhu bawah

Page 54: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

40

Lampiran 1 Lanjutan

Tc Kekuatan torsi beton

Tn Gaya torsi nominal

Tp Titik suhu atas (puncak)

Ts Selisih gaya torsi nominal dan kekuatan torsi beton

Tu Torsi Ultimit

Vc Kekuatan geser beton

Vn Gaya geser nominal

Vs Selisih gaya geser nominal dan kekuatan geser beton

Vu Geser Ultimit

Wc Berat sendiri

x Panjang searah sumbu x

x1 Panjang searah sumbu x dikurangi jarak tulangan dari tepi

y Panjang searah sumbu y

y1 Panjang searah sumbu y dikurangi jarak tulangan dari tepi

ρ Koefisien baja

ρps Koefisien baja prestress

φ Faktor reduksi

Page 55: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

41

Lampiran 2 Perhitungan gempa

Tentukan umur rencana jembatan

Ambil nilai PGA, T(0,2), T(1,0)

dari Peta Hazard Gempa 2010

Tentukan kelas tanah berdasarkan ASCE 2010

Diperoleh SA, SF, Fa, Fv, Ss, S1

Hitung nilai percepatan gempa maksimum

Sms = Ss x Fa

Sm1 = S1 x Fv

Hitung gempa desain untuk struktur

Periode ulang gempa = 100 tahun (11/12 dari 2500 tahun)

Sds = 11/12 Sms

Sd1 = 11/12 Sm1

Kinerja minimum = life safety

Buat grafik respons spektrum, dimana:

To = 0,2 Sd1 / Sds

Ts = Sd1 / Sds

Sao = 0,4 Sds

Sai = Sd1 / ti

Input nilai respons spektrum ke program

CSI Bridge

Page 56: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

42

Lampiran 3 Perhitungan penulangan lentur

YA

Perbesar penampang

TIDAK TIDAK

< max

Gunakan

Hitung luas tulangan susut

As = 0,0018 lpenampang d

Hitung luas tulangan tarik dan tekan

As = bd

Gunakan min

YA

Cek nilai

< min

Tentukan Momen Ultimit (Mu)

Tentukan rasio tulangan tarik () dengan tulangan

tekan (’) balok

Hitung tinggi blok tekan beton (a)

Asumsi Fs = Fy

a = As x fy

0,85 x fc'x b

Hitung besarnya nilai dan ’

Mn = As Fy (d – a/2)

Page 57: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

43

Lampiran 4 Perhitungan penulangan geser

Hitung gaya geser nominal (Vn) :

Vn = , Dimana : = 0,6

Hitung Vs

Vs = Vn – Vc

Hitung jarak tulangan geser (s) :

s = Dimana Av = 2

Kontrol jarak tulangan geser :

s ½ d s 600 mm s

YA

TIDAK

Digunakan tulangan

geser minimum

Tidak perlu tulangan

geser

YA TIDAK

Hitung tulangan geser

Vu > 0,5Vc

TIDAK

Vu > Vc

YA Vu - Vc > 0,67 bW.d

Cek penulangan tulangan geser

Ukuran balok

diperbesar

Tentukan gaya geser terfaktor (Vu)

Hitung kekuatan geser beton (Vc)

Vc =

Vu

Vs

dfyAv 2

4

1d

b

fyAv3

'fc

dbfc '6

1

Page 58: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

44

Lampiran 5 Perhitungan penulangan torsi

Hitung Ts

Ts = Tn – Tc

Hitung luas tulangan torsi memanjang

Al =

Dimana : dan

Luas tulangan yang digunakan

As = ¼ d2

Jumlah tulangan torsi

n = 𝐴𝑙

𝐴𝑠

TIDAK

YA

Tidak perlu

tulangan torsi

Tentukan Momen Torsi (Tu)

Cek apakah perlu tulangan Torsi

Hitung Tc

yxfc

cT

2

15

'

11

2 yxs

tA

yfyxt

sT

s

tA

11

05,1

1

123

1

x

y

t

hbfcuT 2'

24

1

Page 59: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

45

Lampiran 6 Perhitungan tendon transversal girder

Tentukan Momen Ultimit (Mu)

Tentukan Momen Nominal (Mn)

Mn = Mu / Ø

Hitung kekuatan tendon yang dibutuhkan, P

Mn = 0,85 a b fc’ (d-a/2)

a = P + As fy

0,85 fc'b

d = P dps + As fy ds

P + As fy

Pilih tendon, dapat nilai fpu, Ast

Hitung Aps

fps = 𝑃

Aps

ρp = Aps

dps

fps = fpu (1-0,5 ρpfpu

fc’)

Hitung jumlah tendon (n)

n = Aps

0,4 Ast

Page 60: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

46

Lampiran 7 Tahapan penelitian

MULAI

Pengumpulan data

Menyusun Laporan

SELESAI

Peraturan AASHTO

BMS ‘92

SNI

Permodelan Jembatan

Input Pembebanan

Input Beban Gempa

CSI Bridge versi 15 dan SAP2000 versi 14

Prelimanary Dimensi

Desain Tulangan

Gaya-Gaya Dalam

Data dari Surveyor

Konsultan PT. Portal

Perkasa Engineering

Kontrol Manual

Tegangan

Lendutan

AMAN

TIDAK AMAN

Page 61: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 8

K

om

bin

asi

UD

L

Nam

a

Ko

mb

inasi

1

2

3

4

5

Tip

e K

om

bin

asi

L

(m)

q (

kN

/m2

) q

pak

ai

(kN

/m2

)

q p

ada

laju

r- (

kN

/m)

37

.5

15

45

15

37

.5

1

2

3

4

5

1

2

3

1

1

37

.5

37

.5

8.1

8

.1

a

28

.35

28

.35

19

.237

5

b

2

3.7

93

75

2

8.3

5

23

.793

75

c

19

.237

5

28

.35

28

.35

2

2

1

5

1

5

13

.5

9

a

31

.5

31

.5

21

.375

b

2

6.4

37

5

31

.5

26

.437

5

c

21

.375

31

.5

31

.5

3

3

45

45

7.5

7

.5

a

26

.25

26

.25

17

.812

5

b

2

2.0

31

25

2

6.2

5

22

.031

25

c

17

.812

5

26

.25

26

.25

4

4

1

5

1

5

13

.5

9

a

31

.5

31

.5

21

.375

b

2

6.4

37

5

31

.5

26

.437

5

c

21

.375

31

.5

31

.5

5

5

37

.5

37

.5

8.1

8

.1

a

28

.35

28

.35

19

.237

5

b

2

3.7

93

75

2

8.3

5

23

.793

75

c

19

.237

5

28

.35

28

.35

6

1

2

3

7.5

1

5

5

2.5

7

.07

14

286

7

.07

14

286

a

24

.75

24

.75

16

.794

643

b

2

0.7

72

321

2

4.7

5

20

.772

321

c

16

.794

643

2

4.7

5

24

.75

7

1

3

3

7.5

45

82

.5

6.1

363

636

6

.13

63

636

a

21

.477

273

2

1.4

77

273

1

4.5

73

864

b

1

8.0

25

568

2

1.4

77

273

1

8.0

25

568

c

14

.573

864

2

1.4

77

273

2

1.4

77

273

Page 62: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 8

L

anju

tan a

Nam

a

Ko

mb

inasi

1

2

3

4

5

Tip

e K

om

bin

asi

L (

m)

q (

kN

/m2

) q

pak

ai

(kN

/m2

)

q p

ada

laju

r- (

kN

/m)

37

.5

15

45

15

37

.5

1

2

3

4

5

1

2

3

8

1

4

3

7.5

1

5

5

2.5

7

.07

14

286

7

.07

14

286

a

24

.75

24

.75

16

.794

643

b

2

0.7

72

321

2

4.7

5

20

.772

321

c

16

.794

643

2

4.7

5

24

.75

9

1

5

3

7.5

37

.5

75

6.3

6

.3

a

22

.05

22

.05

14

.962

5

b

1

8.5

06

25

2

2.0

5

18

.506

25

c

14

.962

5

22

.05

22

.05

10

2

3

15

45

60

6.7

5

6.7

5

a

23

.625

23

.625

16

.031

25

b

1

9.8

28

125

2

3.6

25

19

.828

125

c

16

.031

25

2

3.6

25

23

.625

11

2

4

15

1

5

3

0

9

9

a

31

.5

31

.5

21

.375

b

2

6.4

37

5

31

.5

26

.437

5

c

21

.375

31

.5

31

.5

12

2

5

15

37

.5

52

.5

7.0

714

286

7

.07

14

286

a

24

.75

24

.75

16

.794

643

b

2

0.7

72

321

2

4.7

5

20

.772

321

c

16

.794

643

2

4.7

5

24

.75

13

3

4

4

5

15

6

0

6.7

5

6.7

5

a

23

.625

23

.625

16

.031

25

b

1

9.8

28

125

2

3.6

25

19

.828

125

c

16

.031

25

2

3.6

25

23

.625

14

3

5

4

5

3

7.5

8

2.5

6

.13

63

636

6

.13

63

636

a

21

.477

273

2

1.4

77

273

1

4.5

73

864

b

1

8.0

25

568

2

1.4

77

273

1

8.0

25

568

c

14

.573

864

2

1.4

77

273

2

1.4

77

273

Page 63: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 8

L

anju

tan b

Nam

a

Ko

mb

inasi

1

2

3

4

5

Tip

e K

om

bin

asi

L (

m)

q (

kN

/m2

) q

pak

ai

(kN

/m2

)

q p

ada

laju

r- (

kN

/m)

37

.5

15

45

15

37

.5

1

2

3

4

5

1

2

3

15

4

5

15

37

.5

52

.5

7.0

714

286

7

.07

14

286

a

24

.75

24

.75

16

.794

643

b

2

0.7

72

321

2

4.7

5

20

.772

321

c

16

.794

643

2

4.7

5

24

.75

16

1

2

3

37

.5

15

45

97

.5

5.8

846

154

5

.88

46

154

a

20

.596

154

2

0.5

96

154

1

3.9

75

962

b

1

7.2

86

058

2

0.5

96

154

1

7.2

86

058

c

13

.975

962

2

0.5

96

154

2

0.5

96

154

17

1

2

4

37

.5

15

1

5

6

7.5

6

.5

6.5

a

22

.75

22

.75

15

.437

5

b

1

9.0

93

75

2

2.7

5

19

.093

75

c

15

.437

5

22

.75

22

.75

18

1

2

5

37

.5

15

37

.5

90

6

6

a

21

21

14

.25

b

1

7.6

25

21

17

.625

c

14

.25

21

21

19

1

3

4

37

.5

4

5

15

9

7.5

5

.88

46

154

5

.88

46

154

a

20

.596

154

2

0.5

96

154

1

3.9

75

962

b

1

7.2

86

058

2

0.5

96

154

1

7.2

86

058

c

13

.975

962

2

0.5

96

154

2

0.5

96

154

20

1

3

5

37

.5

4

5

3

7.5

1

20

5.6

25

5.6

25

a

19

.687

5

19

.687

5

13

.359

375

b

1

6.5

23

438

1

9.6

87

5

16

.523

438

c

13

.359

375

1

9.6

87

5

19

.687

5

21

1

4

5

37

.5

15

37

.5

90

6

6

a

21

21

14

.25

b

1

7.6

25

21

17

.625

c

14

.25

21

21

Page 64: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 8

L

anju

tan c

Nam

a

Ko

mb

inasi

1

2

3

4

5

Tip

e K

om

bin

asi

L (

m)

q (

kN

/m2

) q

pak

ai

(kN

/m2

)

q p

ada

laju

r- (

kN

/m)

37

.5

15

45

15

37

.5

1

2

3

4

5

1

2

3

22

2

3

4

1

5

45

15

7

5

6.3

6

.3

a

22

.05

22

.05

14

.962

5

b

1

8.5

06

25

2

2.0

5

18

.506

25

c

14

.962

5

22

.05

22

.05

23

2

3

5

1

5

45

3

7.5

9

7.5

5

.88

46

154

5

.88

46

154

a

20

.596

154

2

0.5

96

154

1

3.9

75

962

b

1

7.2

86

058

2

0.5

96

154

1

7.2

86

058

c

13

.975

962

2

0.5

96

154

2

0.5

96

154

24

2

4

5

1

5

1

5

37

.5

67

.5

6.5

6

.5

a

22

.75

22

.75

15

.437

5

b

1

9.0

93

75

2

2.7

5

19

.093

75

c

15

.437

5

22

.75

22

.75

25

3

4

5

45

15

37

.5

97

.5

5.8

846

154

5

.88

46

154

a

20

.596

154

2

0.5

96

154

1

3.9

75

962

b

1

7.2

86

058

2

0.5

96

154

1

7.2

86

058

c

13

.975

962

2

0.5

96

154

2

0.5

96

154

26

1

2

3

4

3

7.5

1

5

45

15

1

12

.5

5.7

5

.7

a

19

.95

19

.95

13

.537

5

b

1

6.7

43

75

1

9.9

5

16

.743

75

c

13

.537

5

19

.95

19

.95

27

1

2

3

5

3

7.5

1

5

45

3

7.5

1

35

5.5

5

.5

a

19

.25

19

.25

13

.062

5

b

1

6.1

56

25

1

9.2

5

16

.156

25

c

13

.062

5

19

.25

19

.25

28

1

2

4

5

3

7.5

1

5

1

5

37

.5

10

5

5.7

857

143

5

.78

57

143

a

20

.25

20

.25

13

.741

071

b

1

6.9

95

536

2

0.2

5

16

.995

536

c

13

.741

071

2

0.2

5

20

.25

Page 65: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 8

L

anju

tan d

Nam

a

Ko

mb

inasi

1

2

3

4

5

Tip

e K

om

bin

asi

L (

m)

q

(kN

/m2

)

q p

akai

(kN

/m2

)

q p

ada

laju

r- (

kN

/m)

37

.5

15

45

15

37

.5

1

2

3

4

5

1

2

3

29

1

3

4

5

3

7.5

45

15

37

.5

13

5

5.5

5

.5

a

19

.25

19

.25

13

.062

5

b

1

6.1

56

25

1

9.2

5

16

.156

25

c

13

.062

5

19

.25

19

.25

30

2

3

4

5

15

45

15

37

.5

11

2.5

5

.7

5.7

a

19

.95

19

.95

13

.537

5

b

1

6.7

43

75

1

9.9

5

16

.743

75

c

13

.537

5

19

.95

19

.95

31

1

2

3

4

5

37

.5

15

45

15

37

.5

15

0

5.4

5

.4

a

18

.9

18

.9

12

.825

b

1

5.8

62

5

18

.9

15

.862

5

c

12

.825

18

.9

18

.9

Page 66: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 9

D

istr

ibusi

ten

don

sec

ara

longit

udin

al

Page 67: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

0 D

istr

ibusi

ten

do

n s

ecar

a tr

ansv

ersa

l

Page 68: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

0

Lan

juta

n a

Page 69: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

0

Lan

juta

n b

Page 70: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

0

Lan

juta

n c

Page 71: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

0

Lan

juta

n d

Page 72: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

0

Lan

juta

n e

Page 73: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

0

Lan

juta

n f

Page 74: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

Lam

pir

an 1

1 T

ula

ngan

Gir

der

(a)

dan

Kolo

m (

b)

(a

)

(b

)

150

Page 75: SISCA VERONICA F44090056 - repository.ipb.ac.id · 6 Tipe-tipe aplikasi jembatan frame 7 7 Jembatan balok V di ... pada arah melintang 12 11 Truk “T ... Jembatan 23 2 3 Potongan

61

RIWAYAT HIDUP

Sisca Veronica Siagian lahir di Jakarta, 21 Agustus

1991 dari Ayah B. Siagian dan Ibu R. Aruan, sebagai anak

ketiga dari tiga bersaudara. Penulis memulai pendidikan di

SD Negeri 04 Pagi Jakarta (1997-2003), kemudian

melanjutkan ke SMP Negeri 49 Jakarta (2003-2006). Penulis

menamatkan SMA pada tahun 2009 dari SMA Negeri 81

Jakarta, dan pada tahun yang sama diterima di Institut

Pertanian Bogor. Penulis memilih Program Studi Teknik

Sipil dan Lingkungan, Departemen Teknik Sipil dan

Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama masa kemahasiswaan, penulis aktif dalam berbagai kegiatan seperti

menjadi panitia SIL-EXPO 2011 dan panitia Pekan Orientasi Mahasiswa Baru

SIL (PONDASI). Penulis juga aktif di organisasi sosial dan kerohanian dan telah

menjadi Koordinator Pelayanan Komisi Pelayanan Siswa UKM PMK IPB periode

2011-2012 dan Badan Pengurus Harian UKM PMK IPB periode 2012-2013.

Selain organisasi, penulis juga memiliki prestasi akademik selama masa

kemahasiswaan yaitu juara I Evolusi of “Lebak Kantin” di Indonesian Lanscape

Architechture Student Workshop 2012. Di samping itu, pada tahun 2010-2012,

penulis aktif menjadi tenaga pengajar sukarela di SMA/SMP di Bogor. Penulis

juga pernah menjadi asisten mata kuliah Analisis Struktur pada tahun 2012.

Penulis juga aktif memperlengkapi diri lewat pelatihan software (seperti: MIDAS

Civil, SAP2000, AutoCAD), seminar/diskusi (seperti: “Indonesia International

Infrastructure Conference and Exhibion 2012” dan “Visioning The Future through

High Speed Train 2012”), kursus pembinaan profesi dari FAM-PII Cabang Bogor,

dan telah menjadi peserta leadership terbaik di “Reds Academy Entrepreneurship

and Leadership 2010”.

Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapang pada tahun 2012

di Kementrian Pekerjaan Umum pada Proyek Jalan Bebas Hambatan Tanjung

Priok Seksi E2A dengan Kontraktor Obayashi-JAKON dan Konsultan Pengawas

Katahira. Sedangkan pada tahun 2013 sampai sekarang, penulis bekerja sebagai

Asisten Structure Engineer pada proyek fly over Simpang Jam, Batam.