ANALISIS PENGARUH GEMPA TERHADAP PERILAKU JEMBATAN CABLE STAYED DR. IR. SOEKARNO DI MANADO PADA KONDISI LAYAN
DENI MIRANDA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Pengaruh Gempa terhadap Perilaku Jembatan Cable Stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado pada Kondisi Layan adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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, Agustus 2016 Deni Miranda F44120039
ABSTRAK DENI MIRANDA. Analisis Pengaruh Gempa terhadap Perilaku Jembatan Cable Stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado pada Kondisi Layan. Dibimbing oleh MUHAMMAD FAUZAN. Di era modern ini, jembatan yang awalnya hanya difungsikan sebagai sarana penghubung, telah dijadikan sebagai landmark di beberapa kota seperti jembatan cable stayed Dr. Ir. Soekarno di Kota Manado. Dalam perencanaannya, bangunan dipersiapkan untuk dapat menahan berbagai macam beban mulai dariaksi permanen, aksi transien hingga aksi khusus seperti pengaruh gempa. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis besarnya kekakuan struktur yang terjadi, displacement pada saat servis dan kapasitas momen saat ultimit pada jembatan. Metode analisis yang digunakan mengacu kepada RSNI T-02-2005 dan SNI T-122004 dengan menggunakan bantuan software CSiBridge 2016 v18.0.1. Berdasarkan hasil pemrograman dan perhitungan, diperoleh nilai kekakuan struktur sebesar 395,572 kN/m dengan displacement terbesar pada saat servis yaitu 0.2116 m dan telah sesuai dengan lendutan ijin. Dari analisis terhadap kapasitas momen penampang dengan membandingkan nilai momen nominal terhadap momen ultimit, diketahui bahwa kondisi momen ultimit di setiap span masih berada di bawah momen nominal. Dengan demikian, jembatan dinyatakan aman apabila menerima beban kombinasi ultimit yang terdiri dari aksi permanen, transien dan aksi khusus berupa gempa. Kata kunci: cable stayed, CsiBridge, gempa, jembatan Dr. Ir. Soekarno, kondisi layan.
ABSTRACT DENI MIRANDA. Analysis of Earthquake Effect on Dr. Ir. Soekarno Cable Stayed Bridge in Manado on Service Conditions. Supervised by MUHAMMAD FAUZAN. In this modern era, the bridge that was originally only used as a transportation support, has been used as landmarks in some cities such as Dr. Ir. Soekarno cable stayed bridge in Manado.In planning, a building has been prepared to resistsome kinds of loadsfrom permanent actions, transient actions up to specific actions such as the effect of the earthquake. This research aimed to analyze the structural stiffness and displacement that occurred during the servicing and ultimate moment capacity. The analytical method was based on RSNI T-02-2005 and SNI T-12-2004 by using CSiBridge 2016 v18.0.1. Based on the results of programming and calculations, the value of the stiffness of the structure was 395,572 kN/m with the largest displacement during servicing of 0.2116 m and complies with the permitted deflection. From the analysis of sectional’s moment capacity by comparing the nominal moment to the ultimate moment, it was known that the condition of ultimate moment in each span is still lower than the nominal moment. So the bridge was declared safe to receive ultimate combination load that consists of the permanent, transient and specific action such as earthquakes. Keywords: cable stayed, CsiBridge, Dr. Ir. Soekarno bridge, earthquake, service condition.
ANALISIS PENGARUH GEMPA TERHADAP PERILAKU JEMBATAN CABLE STAYED DR. IR. SOEKARNO DI MANADO PADA KONDISI LAYAN
DENI MIRANDA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PRAKATA Puji dan syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunia dan rahmat-Nya penelitian ini dapat terselesaikan dengan baik. Penelitian yang mulai dilaksanakan sejak bulan Maret hingga Juli 2016 berjudul Analisis Pengaruh Gempa terhadap Perilaku Jembatan Cable Stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado pada Kondisi Layan. Penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan atas dukungan dari berbagai macam pihak. Oleh karena itu, ucapan terima kasih disampaikan kepada: 1. Bapak Muhammad Fauzan, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang senantiasa menuntun mahasiswa dalam menyelesaikan skripsi serta memberikan masukan yang sangat bermanfaat. 2. Dr. Chusnul Arif, S.TP., M.Si. dan Bapak Tri Sudibyo S.T., M.Sc. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan bermanfaat dalam penyelesaian skripsi ini. 3. Seluruh dosen Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan yang telah memberikan ilmu dalam pelaksanaan skripsi ini. 4. Orang tua, kakak, adik dan keluarga atas dukungan dan doanya yang telah diberikan. 5. Konsultan Perencana Amythas yang telah memberikan data soft drawing Jembatan Dr. Ir. Soekarno. 6. Staf Tata Usaha Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan beserta Fakultas Teknologi Pertanian atas bantuan administrasi yang diberikan. 7. Arrasyid, Arum, Ade, Agnes, Fajar, Pasca, Praja, Omi dan Sekar atas motivasi dalam penyelesaian skripsi. 8. Teman-teman satu bimbingan Hamzah Arief dan Yessie Julinanda atas bantuannya dalam proses penyelesaian skripsi. 9. Teman-teman Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor angkatan 49 yang selalu memberikan dukungan dan semangat untuk menyelesaikan skripsi ini. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat dan memberikan konstribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dalam bidang Teknik Sipil dan Lingkungan.
Bogor, Agustus 2016
Deni Miranda
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
DAFTAR NOTASI
ix
PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Penelitian
1 1 1 2 2 2
TINJAUAN PUSTAKA Jembatan Cable Stayed Standar Pembebanan
2 2 5
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Metode Penelitian
9 9 9 9
HASIL DAN PEMBAHASAN Pemodelan Struktur Jembatan Cable Stayed Periode Getar dan Kekakuan Struktur Analisis Displacement dan Kapasitas Momen Penampang
11 11 13 15
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran
18 18 18
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
20
RIWAYAT HIDUP
37
DAFTAR TABEL 1 2 3 4
Nilai koefisien seret Faktor amplifikasi untuk PGA dan 0.2 detik Faktor amplifikasi untuk periode 1 detik Analisis kapasitas momen penampang
6 8 9 17
DAFTAR GAMBAR 1 Jembatan Dr. Ir. Soekarno di Manado 2 Sistem kabel 3 Bentuk dasar pilon jembatan cable stayed 4 Tampak atas penyebaran beban truk “T’’ (500 kN) 5 Bentuk tipikal respon spektra di permukaan tanah 6 Diagram alir metode penelitian 7 Tampilan pemodelan pada CsiBridge 2016 8 Peta hazard gempa Manado periode 1 detik 1000th 9 Peta hazard gempa Manado periode 0.2 detik 1000th 10 Peta hazard gempa Manado PGA 1000th 11 Spektrum gempa hasil perhitungan software 12 Mode getar yang terjadi pada jembatan 13 Displacement yang terjadi akibat kombinasi SLS-5A_5 14 Diagram momen nominal jembatan
3 4 4 6 8 10 11 12 12 12 13 14 16 17
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Kombinasi pembebanan dan nilai koefisien menurut SNI T-02 2005 Peta hazard gempa PGA-1000th Peta hazard gempa RSP-0.2 detik-1000th Peta hazard gempa RSP-1 detik-1000th Spesifikasi material komponen jembatan Data pembebanan Jembatan Dr. Ir. Soekarno di Manado Hasil Analisis Displacement Contoh perhitungan momen ultimit Soft drawing Jembatan Cable Stayed Dr. Ir. Soekarno
20 21 22 23 24 25 28 31 35
DAFTAR NOTASI No Notasi 1 L 2 q 3 HTB 4 b 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
TEW Vw Cw Ab As PGA FPGA SDS Fa Ss
15 SD1 16 Fv 17 S1 18 T 19 T0 20 Ts 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Csm EQ R Wt f k g Mn Mu
Definisi Panjang span Besar beban terbagi rata Gaya rem yang bekerja pada keseluruhan lebar jembatan Lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran Beban angin Kecepatan angin rencana Koefisien seret Luas koefisien bagian samping jembatan Koefisien gempa elastik pada saat periode 0 detik Percepatan puncak batuan dasar Faktor amplifikasi pada saat periode gempa 0 detik Koefisien gempa elastik pada saat periode 0.2 detik Faktor amplifikasi pada saat periode gempa 0.2 detik Parameter respon spektra percepatan gempa periode pendek Koefisien gempa elastik pada saat periode gempa 1 detik faktor amplifikasi pada saat periode gempa 1 detik Koefisien gempa elastik pada saat periode gempa 1 detik Periode getaran Periode ketika koefisien respon elastik tepat mencapai puncak Periode ketika koefisien respon elastik puncak tepat bergerak turun Koefisien respon elastik Gaya gempa statis Faktor modifikasi respons Berat total struktur yang terdiri dari beban mati Frekuensi Kekakuan percepatan gravitasi Momen nominal Momen ultimit
Satuan m kPa kN m kN/m m/det m2 det det det kN kN Hertz kN/m m/det2 kN.m kN.m
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia yang merupakan negara kepulauan dengan jumlah penduduk yang tinggi dan kondisi topografi yang sangat bervariasi menuntut adanya fasilitas yang dapat mempermudah mobilisasi penduduk. Salah satu fasilitas pendukung kegiatan tersebut adalah jembatan. Secara umum, jembatan dapat diartikan sebagai suatu konstruksi yang berfungsi untuk menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan seperti lembah yang dalam, sungai, danau, saluran irigasi, jalan kereta api, jalan raya yang melintang tidak sebidang dan lain-lain (Rahayu 2012). Semakin berkembangnya zaman, jembatan yang awalnya hanya difungsikan sebagai sarana penghubung, telah dijadikan sebagai penanda wilayah (landmark) di beberapa kota dikarenakan bentuknya yang semakin menekankan ke aspek estetika. Salah satu contoh jembatan yang dijadikan landmark di wilayahnya adalah jembatan cable stayed Dr. Ir. Soekarno yang terletak di Kota Manado. Sama halnya dengan jembatan Suramadu yang menjadi salah satu penanda di Kota Madura dan jembatan Barelang di Kepulauan Riau, jembatan ini juga ditetapkan sebagai salah satu ikon Provinsi Sulawesi Utara. Jembatan jenis ini merupakan inovasi jembatan bentang panjang yang terdiri dari rangkaian komponen yaitu pilon atau menara, kabel dan dek. Dek jembatan digantung dengan kabel prategang yang diangkur pada pilar sehingga semua gaya-gaya termasuk gravitasi maupun lateral yang bekerja pada dek jembatan akan ditransfer ke tanah melalui kabel dan pilar (Mathivat 1983). Prinsip dasar pembangunan jembatan sesuai standardisasi adalah aman, berkualitas, mudah dan siap dipasang di segala tempat dengan resiko yang minimal serta pembagian biaya konstruksi dengan pemerintah setempat (Kusbimanto et al.2013).Suatu bangunan termasuk jembatan, dalam perencanaannya dipersiapkan untuk dapat menahan berbagai macam beban yang akan dihadapi sesuai dengan standar pembebanan yang telah ditetapkan. Tidak hanya berupa beban mati, perhitungan pengaruh gempa merupakan salah satu hal penting di Indonesia mengingat frekuensi gempa yang cukup tinggi. Beban gempa yang tidak dipersiapkan dengan baik dalam kegiatan perencanaan akan berdampak kepada kerusakan pada bangunan sehingga mengakibatkan berbagai macam kerugian baik segi ekonomi maupun korban jiwa (Setiati dan Aditya 2013). Untuk itu, dalam pembangunan jembatan perlu dilakukan analisis terhadap kekuatan dengan mengacu kepada RSNI 2833:2013 yang merupakan dasar perancangan terhadap beban gempa dengan menggunakan peta gempa Indonesia yang telah disusun oleh Tim Revisi Peta Gempa Indonesia yang terdiri atas Kementerian PU, ITB, BMKG dan LIPI. Perumusan Masalah Indonesia merupakan salah satu negara yang berpotensi tinggi mengalami gempa bumi dikarenakan posisi geografisnya yang terletak di jalur gempa. Hal ini menyebabkan beban gempa perlu diperhatikan dalam merancang suatu konstruksi
2 dan salah satunya adalah konstruksi jembatan. Untuk itu perlu diketahui bagaimana pengaruh pembebanan gempa terhadap perilaku struktur jembatan cable stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado pada kondisi layan untuk mencegah terjadinya kegagalan konstruksi. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengamati perilaku struktur jembatan cable stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado pada kondisi layan akibat pengaruh beban gempa, yang meliputi: 1. Menganalisis besarnya kekakuan struktur yang terjadi pada kondisi layan. 2. Menganalisis besarnya displacement yang terjadi pada kondisi layan beserta kapasitas momen ultimit pada jembatan. Manfaat Penelitian Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang ketahanan jembatan cable stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado terhadap beban gempa berdasarkan peta gempa yang mengacu kepada RSNI 2833:2013. Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan ruang lingkup sebagai berikut: 1. Jembatan yang dianalisis hanya bagian struktur atas pada main bridge Jembatan Dr. Ir. Soekarno di Manado. 2. Pembebanan yang digunakan berdasarkan pada saat kondisi layan terhadap pengaruh gempa. 3. Gaya aksial yang dianalisis hanya berupa kapasitas momen. 4. Bentuk penampang atas dianggap tetap sesuai dengan perencanaan. 5. Peta hazard gempa yang digunakan mengacu kepada RSNI 2833:2013 di daerah Manado, Sulawesi Utara. 6. Peraturan yang digunakan adalah RSNI 2833:2013, RSNI T-02-2005, AASHTO 2012 danSNI T-12-2004. 7. Analisa perilaku dinamika struktur menggunakan bantuan program CsiBridge 2016 v18.0.1.
TINJAUAN PUSTAKA Jembatan Cable Stayed Jembatan cable stayed adalah suatu jenis jembatan bentang panjang dengan kabel yang terhubung secara langsung dari tiang ke gelagar tanpa gantungan. Jembatan cable stayed sebenarnya sudah dikenal sejak 200 tahun yang lalu. Pada masa itu, jembatan jembatan cable stayed dibangun dengan menggunakan kabel vertikal dan miring yang masih merupakan kombinasi jembatan modern. Sejak saat itu jembatan cable stayed banyak mengalami perkembangan dan mempunyai bentuk yang bervariasi baik dari segi jenis material yang digunakan maupun segi
3 estetika. Jembatan jenis ini dapat diartikan sebagai suatu sistem struktur statis tidak tertentu berderajat tinggi, dimana gaya-gaya dalam yang bekerja dipengaruhi bersama oleh kekakuan komponen penunjang utama jembatan, yaitu sistem lantai kendaraan dan kabel penggantung beserta pilon utamanya (Muslim 2012). Salah satu contoh jembatan cable stayed yang menekankan aspek estetika adalah jembatan Dr. Ir. Soekarno di Manado, Sulawesi Utara. Jembatan ini melintasi Sungai Tondano dan pelabuhan Manado yang merupakan bagian dari Manado Outer Ring Road (MORR) yang menghubungkan Boulevard I, Boulevard II dan By Pass Manado. Pekerjaan ini merupakan pekerjaan besar yang melibatkan beberapa ahli dari Perancis untuk membantu menerapkan teknologi pemasangan kabel pada pembuatan jembatan ini. Proyek ini direncanakan di tahun 2003 oleh Satuan Kerja Pelaksanaan Jalan Nasional Wilayah I Provinsi Sulawesi Utara, dan dilaksanakan oleh PT. Hutama Karya (Persero) sebagai kontraktor, PT. Widya Graha Asana sebagai konsultan supervisi, dan PT. Amythas Expert & Associates sebagai konsultan perencana. Akan tetapi kegiatan pelaksanaan terhenti dan tertunda hampir selama 12 tahun dikarenakan perubahan standar yang digunakan hingga akhirnya jembatan ini baru diresmikan pada tahun 2015. Pada dasarnya komponen utama jembatan cable stayed terdiri atas gelagar atau dek, sistem kabel dan menara atau pylon (Supriyadi dan Mutohar 2007). Bentuk jembatan Dr. Ir. Soekarno beserta komponennya dapat dilihat pada Gambar 1 (http://media.viva.co.id).
Gambar 1 Jembatan Dr. Ir. Soekarno di Manado 1. Gelagar atau dek Pada umumnya jembatan cable stayed menggunakan baja, rangka beton, atau beton pratekan sebagai gelagar utama. Pemilihan material tersebut tergantung pada ketersediaan bahan, metode pelaksanaan dan harga konstruksi yang disesuaikan dengan bentang jembatan. Penilaian parameter tersebut tidak hanya tergantung pada perhitungan semata melainkan masalah ekonomi dan estetika lebih dominan (Pawitan et al. 2013). Kesalahan dalam pemilihan material akan menyebabkan pengurangan atau pertambahan berat sendiri pada struktur yang akhirnya akan mempengaruhi elemen jembatan yang lain seperti kabel, pylon hingga pondasi. 2. Kabel Sistem kabel merupakan salah satu hal mendasar dalam perencanaan jembatan cable stayed. Komponen tersebut menghubungkan pilon kelantai kendaraan dengan tujuan mencapai bentangan yang cukup panjang mencakup
4 perannya sebagai pilar-pilar penghubung dalam memikul sebagian besar dari beban jembatan yang akan diteruskan menuju pondasi atau menara. Kabel yang umumnya digunakan merupakan kabel prategang yang bertujuan mengurangi lendutan yang terjadi (Budio dan Bakhtiar 2012). Beberapa aspek penting dalam pemasangan struktur kabel meliputi bentuk geometri, penentuan panjang terpotong kabel dengan tepat, perancangan bentuk dan detail pemegang kabel, pemilihan pelindung terhadap bahaya korosi, proses pabrikasi dan pemasangan (Hardjasaputra 2006). Menurut Prasetyo (2013), sistem kabel terbagi menjadi 3 bentuk dasar yaitu: a) suspense system, b) fan system dan c) harp system seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Sistem kabel 3. Menara atau pylon Menara atau pylon adalah komponen yang paling jelas terlihat dari jembatan cable stayed. Komponen tersebut merupakan elemen beton yang menyalurkan gaya tekan yang tinggi akibat komponen vertikal dari gaya tarik pada kabel sehingga elemen tersebut memiliki risiko yang signifikan terhadap ketidakstabilan geometri (Mathivat 1983). Pemilihan bentuk menara dipengaruhi oleh konfigurasi kabel, estetika dan kebutuhan perencanaan serta pertimbangan biaya. Bentukbentuk menara terbagi menjadi beberapa jenis yaitu: a) menara tunggal, b) menara kembar atau H, c) menara A, d) diamond, e) semi A dan f) menara Y seperti pada Gambar 3 (Suangga dan Mahatmaputra 2012).
(a)
(d)
(b)
(e)
(c)
(f)
Gambar 3 Bentuk dasar pilon jembatan cable stayed
5 Standar Pembebanan Kegiatan analisis desain struktur pada suatu bangunan memerlukan suatu gambaran yang jelas mengenai besar beban yang bekerja pada struktur tersebut. Hal penting yang mendasar adalah pemisahan antara beban-beban yang bersifat mati dan hidup. Beban tersebut diaplikasikan dalam bentuk kombinasi yang telah disesuaikan dalam RSNI T-02-2005 dan tertera dalam Lampiran 1. 1. Beban mati (dead load) Mengacu kepada RSNI T-02-2005, beban mati merupakan semua beban yang berasal dari berat jembatan itu sendiri atau bagian jembatan yang ditinjau, termasuk segala unsur tambahan tetap yang dianggap merupakan satu kesatuan dengannya. Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen nonstruktural dan besarnya dapat berubah selama umur jembatan. Beban mati tambahan dapat berupa utilitas pada saat pengerjaan jembatan, berat pelapisan kembali permukaan jembatan, parapet, trotoar, lampu jembatan, pipa air serta sarana lainnya yang dipikul langsung oleh jembatan. 2. Beban hidup (live load) Beban hidup merupakan semua beban yang berasal dari berat kendaraankendaraan bergerak/ lalu lintas maupun beban lain yang dianggap bekerja pada jembatan di luar beban mati yang ada. Yang dimaksud sebagai beban lalu lintas adalah keseluruhan beban hidup arah vertikal maupun horizontal akibat aksi kendaraan pada jembatan termasuk hubungannya dengan pengaruh dinamis. Mengacu kepada RSNI T-02-2005, pengaruh dinamis dapat berupa beban-beban alam yang sulit diukur baik jenis maupun besarannya misalnya beban gempa dan beban angin (Setio et al. 2012). Beban lajur “D” Beban lajur “D” terdiri atas beban terbagi rata (BTR) dan beban garis terpusat (BGT). Beban-beban ini bekerja di keseluruhan lantai kendaraan dengan memberikan asumsi berupa pengaruh suatu iring-iringan kendaraan yang terjadi di sepanjang jembatan. Beban terbagi rata (BTR) mempunyai intensitas sebesar q kPa dengan posisi arah memanjang yang dipengaruhi oleh panjang total yang dibebani. L≤30; q = 9.0
(1) 15
L>30; q = 9.0 (0.5+ L ) (2) Keterangan: L:panjang span (m) q : besar beban terbagi rata (kPa) Beban garis terpusat (BGT) mempunyai intensitas sebesar 49 kN/m dengan posisi melintang jembatan. Beban truk “T” dan rem Beban truk “T” dan gaya rem merupakan beberapa beban yang diakibatkan oleh adanya lalu lintas yang terjadi di atas jembatan. Gaya rem diasumsikan sebagai dampak dari keseluruhan kendaraan yang melintasi jembatan sehingga
6 besarnya setiap gaya yang bekerja dipengaruhi oleh panjang lintasan. Besarnya gaya tersebut dapat diperoleh dari persamaan (3). HTB = 0.05 q x b x L
(3)
Keterangan: HTB : gaya rem yang bekerja pada keseluruhan lebar jembatan (kN) q : besar beban terbagi rata (kPa) b : lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran (m) L :panjang span (m) Berbeda dengan beban rem, beban truk “T” sendiri diasumsikan sebagai beban yang diakibatkan oleh truk dengan massa 500 kN dan mengacu kepada RSNI T-02-2005 posisi beban tersebar seperti pada Gambar 4.
Gambar 4 Tampak atas penyebaranan beban truk “T” (500 kN) Angin dan temperatur Beban angin dan temperatur merupakan beberapa beban yang terjadi secara natural dan disebabkan oleh alam. Untuk faktor temperatur, penyesuaian dilakukan terhadap keadaan lokasi sesungguhnya sedangkan besarnya beban yang disebabkan oleh angin dihitung dengan menggunakan persamaan (4). TEW = 0.0012 Cw (Vw)2 Ab [kN] (4) Keterangan: Vw : kecepatan angin rencana (m/det) untuk keadaan batas yang ditinjau Cw : koefisien seret Ab : luas koefisien bagian samping jembatan (m2) Nilai koefisien seret disesuaikan dengan spesifikasi jembatan yang akan ditinjau. Besarnya nilai dapat diinterpolasi berdasarkan Tabel 1 (BSN 2005). Tabel 1 Nilai koefisien seret Tipe jembatan Bangunan atas massif b/d = 1.0 b/d = 2.0 b/d ≥ 6.0 Bangunan atas rangka
Cw 2.1 1.5 1.25 1.2
Keterangan: b : lebar keseluruhan jembatan dihitung dari sisi luar sandaran (m) d : tinggi bangunan atas, termasuk tinggi bagian sandaran yang massif (m)
7 Beban Gempa Gempa bumi adalah suatu peristiwa alam dimana terjadi getaran pada permukaan bumi akibat adanya pelepasan energi secara tiba-tiba dari pusat getaran. Bagian tepi lempeng yang tidak rata dapat menimbulkan friksi dan mengakumulasi energi serta dilepaskan dalam bentuk goncangan yaitu gempa (Mustafa 2010). Energi yang dilepaskan tersebut merambat melalui tanah dalam bentuk gelombang getaran dan sampai ke permukaan bumi. Hal ini dapat disebabkan oleh bermacam-macam fenomena, yaitu proses tektonik, vulkanik, landside, rock bursts dan ledakan (Chen dan Duan 2000). Indonesia merupakan negara yang berada di antara empat lempeng aktif tektonik yaitu tapal batas lempeng Eurasia, lempeng Indo-Australia, lempeng Filipina dan lempeng Pasifik (Irsyam 2005). Berdasarkan kondisi tersebut, perencanaan struktur tahan gempa di Indonesia diperlukan analisis berdasarkan peraturan, pedoman dan standar yang telah dikeluarkan oleh pemerintah. Estimasi resiko gempa memerlukan suatu kurun waktu kejadian gempa independen dalam rentang magnitude tertentu yang lengkap dalam suatu katalog gempa (Hutapea dan Mangape 2009). Peraturan RSNI 2883:2013 adalah standar terbaru yang disusun oleh panitia teknik bahan konstruksi bangunan dan rekayasa sipil dengan tujuan untuk mengimbangi kemajuan perkembangan teknologi. Semakin panjang periode ulang suatu gempa, akan semakin besar juga pengaruh gempa tersebut pada struktur bangunan. Di samping itu, di dalam standar yang baru ini diberikan juga definisi baru mengenai jenis tanah yang berbeda dengan yang tercantum dalam standar yang lama (Indarto 2005). Perhitungan beban gempa dimulai dengan menentukan nilai PGA, Ss atau periode pendek (T= 0.2 detik) dan S1 untuk periode 1 detik dengan menyesuaikan warna yang tertera pada peta di lampiran (2), (3), dan (4) sesuai dengan daerah objek penelitian. Setelah setiap nilai ditentukan, masing masing nilai tersebut dikalikan dengan faktor amplifikasi berdasarkan RSNI 2833:2013 menggunakan persamaan (5), (6) dan (7) (BSN 2013). (5) As = FPGA xPGA 𝑆𝐷𝑆 = 𝐹𝑎𝑥𝑆𝑠
(6)
𝑆𝐷1 = 𝐹𝑣𝑥𝑆1
(7)
Keterangan: As : koefisien gempa elastik pada saat periode 0 detik. PGA : percepatan puncak batuan dasar sesuai peta untuk probabilitas terlampaui 7% dan 75 tahun. FPGA : faktor amplifikasi pada saat periode gempa 0 detik. SDS : koefisien gempa elastik pada saat periode 0.2 detik. Fa : faktor amplifikasi pada saat periode gempa 0.2 detik. Ss : parameter respon spektra percepatan gempa untuk periode pendek (T = 0.2 detik) dengan probabilitas terlampaui 7% dan 75 tahun. SD1 : koefisien gempa elastik pada saat periode gempa 1 detik. Fv : faktor amplifikasi pada saat periode gempa 1 detik. S1 : koefisien gempa elastik pada saat periode gempa 1 detik. Nilai faktor amplifikasi diperoleh dari Tabel 2 dan 3 disesuaikan dengan nilai yang diperoleh dari masing-masing peta gempa sebelumnya (BSN 2013). Faktor amplifikasi meliputi faktor getaran terkait percepatan pada batuan dasar
8 (FPGA), faktor amplifikasi periode pendek (Fa) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran periode 1 detik (Fv). Tabel 2 Faktor amplifikasi FPGA dan Fa untuk periode 0.2 detik Kelas situs Batuan keras (SA) Batuan (SB) Tanah keras (SC) Tanah sedang (SD) Tanah lunak (SE) Tanah khusus (SF)
PGA ≤ 0.1 Ss ≤ 0.25 0.8 1.0 1.2 1.6 2.5 SS
PGA = 0.2 Ss = 0.5 0.8 1.0 1.2 1.4 1.7 SS
PGA = 0.3 Ss = 0.75 0.8 1.0 1.1 1.2 1.2 SS
PGA = 0.4 Ss = 1.0 0.8 1.0 1.0 1.1 0.9 SS
PGA > 0.5 Ss ≥ 1.25 0.8 1.0 1.0 1.0 0.9 SS
Selain ditentukan oleh PGA, Ss dan Sf, nilai amplifikasi juga ditentukan berdasarkan kelas batuan di daerah tersebut yang terdiri dari batuan keras (SA), batuan (SB), tanah keras (SC), tanah sedang (SD), tanah lunak (SE) dan tanah khusus (SF). Spesifikasi tanah tersebut ditentukan dari data sekunder objek penelitian yang diterima melalui PU pusat. Tabel 3 Faktor amplifikasi Fv untuk periode 1 detik Kelas situs Batuan keras (SA) Batuan (SB) Tanah keras (SC) Tanah sedang (SD) Tanah lunak (SE) Tanah khusus (SF)
S1≤ 0.1 0.8 1.0 1.7 2.4 3.5 SS
S1= 0.2 0.8 1.0 1.6 2.0 3.2 SS
S1= 0.3 0.8 1.0 1.5 1.8 2.8 SS
S1= 0.4 0.8 1.0 1.4 1.6 2.4 SS
S1≥ 0.5 0.8 1.0 1.3 1.5 2.4 SS
Respon spektra gempa akan dibuat dalam bentuk Gambar 5 (BSN 2013). Berdasarkan Gambar 5, nilai koefisien gempa elastik (Csm) akan didapatkan berdasarkan periode gempa yang telah ditentukan dari pemodelan CSiBridge 2016 v18.0.1.
Gambar 5 Bentuk tipikal respon spektra di permukaan tanah Periode lebih kecil dari T0, maka koefisien respon gempa (Csm) akan didapatkan menggunakan persamaan (8). Periode lebih besar atau sama dengan T0 dan lebih kecil dari atau sama dengan Ts, respon spektra percepatan adalah sama dengan SDSdapat menggunakan persamaan (9) dan (10). Periode lebih besar dari Ts, maka koefisien respon gempa elastik (Csm) didapatkan dari persamaan (11).
9 𝐶𝑠𝑚 = 𝑆𝐷𝑆 − 𝐴𝑆
𝑇 + 𝐴𝑆 𝑇0
(8)
(9) 𝑇𝑜 = 0.25 𝑇𝑠 𝑆𝐷1 𝑇𝑠 = (10) 𝑆𝐷𝑆 𝑆𝐷1 (11) 𝐶𝑠𝑚 = 𝑇 Keterangan: T : periode getaran (det) T0 : periode ketika koefisien respon elastik tepat mencapai puncak (det) Ts : periode ketika koefisien respon elastik puncak tepat bergerak turun (det) Csm : koefisien respon elastik Setelah mendapatkan nilai koefisien gempa elastik beradasarkan periode gempa di daerah Manado, maka selanjutnya adalah menghitung gaya gempa yang terjadi secara longitudinal dan transversal pada jembatan cable stayed. Beban gempa diambil sebagai gaya horisontal yang ditentukan berdasarkan persamaan (12) 𝐶𝑠𝑚 𝑥𝑊𝑡 𝑅 Keterangan: EQ : gaya gempa statis (kN) R : faktor modifikasi respons Wt : berat total struktur yang terdiri dari beban mati (kN) 𝐸𝑄 =
(12)
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian yang meliputi kegiatan pengumpulan data hingga analisis dimulai pada bulan Maret sampai dengan bulan Juli 2016. Lokasi penelitian yang diambil adalah Jembatan Dr. Ir. Soekarno di Manado dan dengan menggunakan data sekunder yang diterima langsung dari konsultan perencanaan. Alat dan Bahan Beberapa alat bantu yang dibutuhkan dalam kegiatan pengolahan data adalah alat tulis, kalkulator serta laptop dengan Ms. Word, Ms. Excel dan software CSiBridge 2016 v18.0.1 yang telah terpasang di dalamnya. Adapun beberapa bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini merupakan data sekunder yang terdiri dari peta hazard gempa SNI 2010 dan data struktur jembatan cable stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado yang diperoleh dari Konsultan Perencanaan PT. Amythas. Selain itu, dibutuhkan juga peraturan-peraturan yang terkait dengan penelitian yaitu: RSNI3 2833:2013 mengenai Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
10 Jembatan, RSNI T-02-2005 mengenai Pembebanan pada Jembatan, SNI T-122004 tentang Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan, dan AASHTO (The American Association of State Highway and Transportation Official) 2012. Prosedur Analisis Data Metode yang akan digunakan dalam penelitian ini meliputi empat tahapan yang dimulai dengan studi pustaka guna mencari informasi yang terkait dengan penelitian, pengumpulan data sekunder berupa data real dari objek penelitian, pengolahan data yang meliputi kegiatan permodelan menggunakan software CSiBridge 2016 v18.0.1dan perhitungan manual, serta tahapan akhir berupa analisis data. Data berupa nilai tegangan gelagar, gaya kabel dan displacement pada jembatan dievaluasi dan dibandingkan dengan nilai izin yang ada. Apabila berada di bawah nilai izin, maka konstruksi dianggap aman. Sebaliknya, apabila ada salah satu parameter yang melebihi nilai izin yang telah ditentukan, dapat disimpulkan bahwa konstruksi tidak aman. Langkah-langkah metode penelitian secara keseluruhan terlampir pada Gambar 6. Mulai
Studi pustaka
Pengumpulan data sekunder: 1. Data peta hazard gempa 2010 2. Data struktur Jembatan Dr. Ir. Soekarno
Pengolahan data gempa
Permodelan struktur jembatan pada software CSiBridge 2016 v18.0.1
Identifikasi permodelan gempa Input pembebanan konstruksi Input rekaman gempa pada permodelan CSiBridge 2016 v18.0.1
Analisis kekakuan struktur dan displacement pada kondisi layan serta kapasitas momen penampang pada kondisi ultimit
Selesai
Gambar 6 Diagram alir metode penelitian
11
HASIL DAN PEMBAHASAN Pemodelan Struktur Jembatan Cable Stayed Pemodelan struktur merupakan kegiatan utama dalam melakukan analisis terhadap suatu struktur bangunan. Dalam analisis pengaruh beban gempa terhadap jembatan cable stayed Dr. Ir. Soekarno di Manado, Sulawesi Utara ini, kegiatan pemodelan dilakukan dengan menggunakan bantuan software analisis struktur berupa CSiBridge 2016 v18.0.1. Pemodelan dimulai dengan membaca dimensi gambar beserta spesifikasi setiap komponen pada data sekunder yang telah diterima langsung dari Konsultan Perencanaan PT. Amythas berupa jembatan tersebut. Data sekunder yang diperoleh dari konsultan perencanaan tersebut meliputi data tendon, dimensi dan spesifikasi setiap komponen jembatan beserta penjelasan metode konstruksi. Tampilan soft drawing jembatan dapat dilihat pada Lampiran 9. Berdasarkan data sekunder tersebut, diketahui bahwa Jembatan Dr. Ir. Soekarno memiliki pilon bentuk H dengan pemasangan kabel tipe fan. Jembatan ini dibagi menjadi 6 span dengan 3 approach span di sisi timur dengan panjang masing-masing 30 m, 36 m dan 36 m, 1 approach span di sisi barat dengan panjang 30 m dan main bridge di setiap sisi dengan panjang masingmasing 120 m. Dengan demikian, keseluruhan panjang jembatan adalah 372 m. Struktur jembatan dibangun dengan bahan utama berupa beton K500 dengan pemasangan 11 kabel pada setiap sisi main bridge berjarak 9 m antarkabel. Spesifikasi dek, kabel dan tendon dapat dilihat pada Lampiran 5 Data-data tersebut didefinisikan sebagai spesifikasi tiap komponen setelah pembuatan kerangka struktur jembatan. Approach span didefinisikan sebagai garis lurus sedangkan main bridge didefinisikan sebagai garis parabola dengan beda elevasi antartitik tertinggi dan terendah adalah 3 m. Setelah keseluruhan tahapan telah dilakukan, diperoleh bentuk pemodelan seperti pada Gambar 7.
Gambar 7 Tampilan hasil pemodelan pada CsiBridge 2016
12 Setelah permodelan diselesaikan, dilakukan penginputan beban yang telah telah dihitung pada saat permodelan berlangsung. Beban yang didefinisikan dalam pemodelan yang telah dibuat pada tahap sebelumnya mengacu kepada RSNI T02-2005 mengenai Pembebanan pada Jembatan. Beban yang dimaksud meliputi beban mati dan beban hidup. Beban mati dapat didefinisikan sebagai beban sendiri dan beban mati tambahan dimana pada pemodelan menggunakan CSiBridge, nilai beban sendiri secara otomatis didefinisikan sebagai dead load sesuai dengan struktur dan pendefinisian spesifikasi yang telah dilakukan pada awal pemodelan. Setelah itu beban hidup juga dinput dan keseluruhan nilai beban dapat dilihat pada Lampiran 6. Beban Gempa Perencanaan suatu struktur tahan gempa melalui spektrum gempa rencana perlu mempertimbangkan faktor percepatan puncak (PGA) serta spektrum respon percepatan di batuan dasar untuk periode pendek 0.2 detik (Ss) dan periode 1.0 detik (S1). Ketiga nilai tersebut dapat diperoleh dari Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 yang disajikan pada Lampiran 2, Lampiran 3 dan Lampiran 4. Penentuan nilai S1 untuk wilayah Manado dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 Peta hazard gempa Manado periode 1 detik 1000th Pada peta hazard gempa Manado periode 1 detik diketahui bahwa Kota Manado terletak pada warna hijau muda dengan nilai S1 berada di antara 0.25-0.3 g yaitu 0.275 g. Selanjutnya penentuan nilai Ss dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9 Peta hazard gempa Manado periode 0.2 detik 1000th Pada peta hazard gempa Manado periode 0.2 detik diketahui bahwa Kota Manado terletak pada warna oranye dengan nilai Ss berada di antara 0.7-0.8 g yaitu 0.75 g. Selanjutnya penentuan nilai PGA dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Peta hazard gempa Manado PGA 1000th
13 Pada peta hazard gempa Manado PGA diketahui bahwa Kota Manado terletak pada warna jingga dengan nilai faktor percepatan puncak (PGA) berada di antara 0.3-0.4 g yaitu 0.35 g. Setelah ketiga nilai tersebut diperoleh, nilai Csm pada setiap periode dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (5) hingga (11) serta bantuan Tabel 2 dan 3 yang merupakan tabel amplifikasi FPGA, Fa dan Fv. Adapun metode lain yang dapat digunakan untuk membuat grafik respon spektrum gempa adalah menggunakan bantuan software CSiBridge dengan menginput nilai Ss, S1 dan PGA beserta jenis batuan dasar posisi yang akan dianalisis. Setelah data diinput ke dalam CSi Bridge sebagai beban gempa, diperoleh spektrum gempa beserta nilai Csm pada setiap periodenya seperti pada Gambar 11.
Gambar 11 Spektrum gempa Kota Manado Periode Getar dan Kekakuan Struktur Pengaruh beban pada suatu struktur dapat menyebabkan terjadinya goyangan/getaran pada bangunan tersebut. Mode getar dapat didefinisikan sebagai ragam/pola goyangan struktur ketika sedang menerima beban dinamik dan berhubungan dengan periode yang dihasilkan oleh suatu getaran. Periode merupakan waktu yang dibutuhkan suatu objek dalam melakukan satu kali getaran bolak-balik. Besarnya periode getaran alami yang menjadi penyebab terjadinya getaran tersebut saling berhubungan satu sama lain terhadap nilai kekakuan dari strukturnya. Perilaku tersebut dikenal sebagai dinamika struktur yang merupakan perilaku suatu bangunan yang dipengaruhi oleh adanya beban dinamis yang bekerja pada struktur bangunan. Berdasarkan hasil pemrograman, diperoleh 17 mode getar yang mungkin terjadi dan ditunjukkan pada Gambar 12.
14
Mode 1: T= 1.687 det
Mode 2: T= 1.178 det
Mode 3: T= 1.051 det
Mode 4: T= 1.040 det
Mode 5: T= 1.022 det
Mode 6: T= 0.807 det
Mode 7: T= 0.767 det
Mode 8: T= 0.730 det
Mode 9: T= 0.674 det
Mode 10: T= 0.486 det
Mode 11: T= 0.480 det
Mode 12: T= 0.453det
Mode 13: T= 0.448 det
Mode 14: T= 0.427 det
Mode 15: T= 0.426 det
Mode 16: T= 0.392 det
Mode 17: T= 0.375 det Gambar 12 Mode getar yang terjadi pada jembatan Berdasarkan data tersebut, diperoleh nilai periode mode getar pertama yang mewakili perilaku struktur jembatan secara keseluruhan yaitu sebesar 1.687 det.
15 Dengan menggunakan nilai periode tersebut, besarnya nilai kekakuan struktur dapat diketahui dengan persamaan berikut. 2πf 1
=
2π T
=
k
= =
𝑘𝑔 𝑤 𝑘𝑔 𝑤 2π 2𝑤 T 𝑔 2π 1.687
2 279,359.304
.
9.81
= 395,572 kN/m Keterangan: f : frekuensi (Hertz) T : periode (det) k : kekakuan (kN/m) g : percepatan gravitasi (m/det2) w : berat total (kN) Berdasarkan perhitungan tersebut, dapat diketahui nilai kekakuan dari struktur jembatan Dr. Ir. Soekarno adalah 395,572 kN/m. Besarnya nilai kekakuan tersebut mempengaruhi besarnya kemungkinan deformasi yang terjadi pada struktur jembatan, dimana ketika kekakuan semakin tinggi, maka deformasi yang terjadi akan semakin kecil. Dan sebaliknya semakin kecil nilai kekakuan, maka deformasi yang terjadi akan semakin besar. Analisis Displacement dan Kapasitas Momen Penampang Analisis displacement dan kapasitas momen penampang dilakukan dengan membandingkan hasil analisis program pada setiap kombinasi pembebanan yang telah dibuat sebelumnya. Kombinasi tersebut dibagi menjadi kombinasi servis atau SLS (Service Limit States) dan kombinasi ultimit atau ULS (Ultimate Limit States) dengan faktor beban masing-masing kombinasi ditunjukkan pada lampiran 1. Selain itu, dilakukan penambahan skenario untuk keseluruhan kombinasi yang memasukkan nilai beban lajur “D” dikarenakan dalam penentuan displacement, lendutan terbesar tidak terjadi ketika beban tersebut diposisikan di sepanjang jembatan. Untuk itu, skenario tersebut dimulai dengan meletakkan beban lajur “D” pada satu span, dua span, dan seterusnya hingga seluruh kemungkinan terwakilkan dengan tata cara penamaan dijelaskan pada Lampiran 1. Analisis Displacement Displacement dapat didefinisikan sebagai perpindahan posisi suatu objek terhadap posisi semula. Dalam kasus ini, displacement terbesar yang terjadi pada kondisi servis terdapat pada kombinasi SLS-5A_5 yaitu kombinasi beban dengan komposisi berupa keseluruhan beban permanen dan aksi transien berupa beban truk “T”, rem, pengaruh suhu, angin serta variasi beban lajur “D” yang hanya diletakkan pada span 5. Hal ini dikarenakan ketika beban lajur “D” hanya dipusatkan pada span 5, tarikan yang membantu menahan lendutan (back stayed) yang terjadi hanya berasal dari satu span di sebelahnya. Berbeda halnya ketika
16 beban lajur “D” disebar merata di keseluruhan span. Penyebaran tersebut membantu menyeimbangkan lendutan yang seharusnya terjadi lebih besar di main bridge dikarenakan spannya yang lebih panjang dibanding approach span. Nilai displacement secara keseluruhan dapat dilihat pada Lampiran 7 dan direpresentasikan pada Gambar 13. Displacement (m)
Jarak (m)
-0,25
Gambar 13 Displacement yang terjadi akibat kombinasi beban SLS-5A_5 Berdasarkan Gambar 13 dan Lampiran 7, dapat diketahui bahwa penurunan terbesar terjadi pada jarak 291 m yaitu sebesar 0.2116 m dengan perpindahan maksimal ke arah positif sebesar 0.0868 m pada jarak 153 m dari ujung span 1. Displacement terbesar yang terjadi pada setiap jenis span adalah 0.0397 m ke arah negatif pada jarak 357 m untuk span 30 m dan 0.0072 m ke arah positif pada jarak 48 m dari ujung span 1 untuk span 36 m. Berbeda dengan displacement, lendutan merupakan perpindahan posisi suatu objek terhadap posisi perletakan tepat sebelum objek bergerak. Berdasarkan Gambar 14, displacement yang terjadi pada jembatan diketahui sama dengan lendutan yang terjadi sehingga dapat dibandingkan dengan lendutan izin yang diperoleh dari persamaan berikut.
Lendutan izin = L/240 Lendutan izin approach span 30 m
Lendutan izin approach span 36 m
Lendutan izin main bridge
= 30/240 = 0.125 m = 36/240 = 0.15 m = 120/240 = 0.5 m
Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, dapat diketahui bahwa keseluruhan lendutan yang terjadi di jembatan berada di bawah lendutan yang diizinkan. Dengan demikian, ditinjau berdasarkan displacement, jembatan dianggap aman. Kapasitas Momen Penampang Momen ultimit merupakan batasan kemampuan suatu struktur untuk menahan momen nominal yang terjadi pada saat kondisi ultimit. Berdasarkan analisis yang dilakukan oleh program CsiBridge, diperoleh nilai momen nominal di sepanjang dek jembatan dan ditunjukkan pada Gambar 14.
17
Momen (kN)
-34,614.68 -25,721.09
-24,184.33
-16,443.40 -13,438.63 -7,925.61
-6,404.17
4,410.39
Jarak (m)
785.46 295.09
5,080.10
8,759.33
32,028.59
Gambar 14 Diagram momen nominal jembatan Nilai momen positif tertinggi terjadi di titik tengah main bridge dan momen negatif tertinggi terjadi tepat pada titik tengah pilon. Selanjutnya perhitungan manual terhadap momen pada kondisi ultimit dilakukan seperti contoh perhitungan pada Lampiran 8, sehingga diperoleh perbandingan nilai momen nominal dan ultimit seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4. Tabel 4Analisis kapasitas momen penampang No
Nama
Jumlah Tendon
Jenis
Mn (kN.m)
φ.Mn (kN.m)
Mu (kN.m)
Jarak (m)
Ket.
1
Abt1
6 buah
-
29,754.45
23,803.56
6,404.17
0.5
Aman
2
A1
6 buah
+
47,375.57
37,900.46
4,410.39
12
Aman
3
P1
8 buah
-
51,518.28
41,214.62
16,443.40
30
Aman
4
A2
6 buah
+
47,375.57
37,900.46
785.46
48
Aman
5
P2
8 buah
-
51,518.28
41,214.62
13,438.63
66
Aman
6
A3
6 buah
+
47,375.57
37,900.46
295.09
84
Aman
7
P3
12 buah
-
53,653.68
42,922.94
25,721.09
102
Aman
8
M1
6 buah
+
20,126.21
16,100.97
5,080.10
156
Aman
9
PT1
6 buah
-
55,365.58
44,292.46
34,614.68
222
Aman
10
M2
6 buah
+
20,126.21
16,100.97
8,759.33
288
Aman
11
P4
12 buah
-
53,653.68
42,922.94
24,184.33
342
Aman
12
A4
6 buah
+
47,375.57
37,900.46
32,028.59
360
Aman
13
Abt2
6 buah
-
29,754.45
23,803.56
7,925.61
372
Aman
Berdasarkan data tersebut, diketahui bahwa keseluruhan momen ultimit yang diperoleh dari hasil pemrograman berada di bawah momen nominal. Dengan demikian, jembatan dinyatakan aman apabila menerima beban kombinasi ultimit yang terdiri dari aksi permanen, transien dan aksi khusus berupa gempa.
18
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan terhadap perilaku struktur Jembatan Cable Stayed Dr. Ir. Soekarno pada kondisi layan, dapat disimpulkan bahwa terdapat 17 mode getar yang mungkin terjadi pada struktur jembatan. Dengan periode mode 1 sebesar 1.687 det yang mewakili perilaku struktur jembatan maka nilai kekakuan sebesar 395,572 kN/m. Displacement terbesar pada kondisi servis terjadi pada kombinasi pembebanan SLS-5A_5 yaitu sebesar 0,2116 m untuk span 120 m; 0,0397 m untuk span 30 m dan 0,0072 m untuk span 36 m. Displacement yang terjadi dinyatakan aman karena berada di bawah lendutan izin yang ditetapkan yaitu sebesar 0,5 m untuk span 120 m; 0,125 muntuk span 30 m dan 0,15 m untuk span 36 m. Nilai momen ultimit di setiap span masih berada di bawah momen nominal. Dengan demikian, jembatan dinyatakan aman apabila menerima beban kombinasi ultimit yang terdiri dari aksi permanen, transien dan aksi khusus berupa gempa. Saran Saran yang dapat diajukan antara lain, perlu adanya penelitian lebih lanjut terhadap struktur jembatan dengan menggunakan data yang telah diperbaharui atau sesuai dengan peraturan terbaru yang diacu pada saat penyelesaian konstruksi. Selain itu, diperlukan analisis terhadap aktivitas jembatan yang dipengaruhi oleh beban angin secara dinamis dikarenakan posisi jembatan yang terletak di tepi pantai sehingga kekuatan juga dipengaruhi oleh angin laut.
DAFTAR PUSTAKA [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2005. Standar Pembebanan untuk Jembatan. RSNI T-02-2005. Jakarta(ID): BSN. [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2013. Perancangan Jembatan terhadap Beban Gempa. RSNI 2833:2013. Jakarta(ID): BSN. Budio SP, Bakhtiar MI.2012. Pengaruh Letak Beban terhadap Gaya Prategang Tipe Segitiga pada Model Jembatan Rangka Baja. Jurnal Teknik Sipil. 11(2):85-94. Chen WF, Duan L. 2000. Bridge Engineering Handbook, Seismic Design. Boca Raton: CRC Press. Hardjasaputra H. 2006. Struktur Kabel: Teknologi dan Desain. Jurnal Teknik Sipil. 3(1): 1-5. Hutapea BM, Mangape I. 2009. Analsisis Hazard Gempa dan Usulan Ground Motion pada Batuan Dasar untuk Kota Jakarta. Jurnal Teknik Sipil. 16(3):121- 131. Indarto H. 2005. Perhitungan beban gempa pada bangunan gedung berdasarkan standar gempa Indonesia yang baru. PILAR. 14(1): 42-57.
19 Irsyam M. 2005. Pengantar Rekayasa Gempa. Bandung: Institut Teknologi Bandung. Kusbimanto IW, Sitorus SRP, Machfud, Poerwo IFP, Yani M. 2013. Analisis Keberlanjutan Pengembangan Prasarana Transportasi Perkotaan di Metropolitan Mamminasata Provinsi Sulawesi Selatan. Jurnal Jalan Jembatan. 30(1): 1-15. Mathivat J. 1983. The Cantilever Construction of Prestressed Concrete Bridges. New York : John Wiley & Sons Inc. Muslim F. 2012. Kajian pengaruh gempa terhadap perilaku jembatan kabel Suramadu selama tahap konstruksi dengan analisis riwayat waktu [skripsi]. Depok (ID). Universitas Indonesia. Mustafa B. 2010. Analisis Gempa Nias dan Gempa Sumatera Barat dan Kesamaannya yang Tidak Menimbulkan Tsunami. Jurnal Ilmu Fisika.2(1):44-50. Pawitan DY, Suswanto B, Soegihardjo H. 2013. Perancangan ulang jembatan Kutai Kartanegara dengan cable stayed. Jurnal Teknik POMITS. 1(1):1-6. Prasetyo 2. 2013. Perencanaan ulang jembatan sungai Brantas pada jalan tol Kertosono- Mojokerto dengan metode cable stayed [skripsi]. Jember (ID): Universitas Jember. Rahayu PS. 2012. Analisis struktur Jembatan Cipayung dengan memperhitungkan faktor gempa berdasarkan peta gempa Indonesia 2010 [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Setiati NR, Aditya BW. 2013. Pengaruh Beban-Impal Kapal terhadap Bangunan Pengaman Pilar Jembatan Fender. Jurnal Jalan-Jembatan. 30(1): 34-45. Setio HD, Kusumastuti D, Setio S, Siregar PHR, Hartanto A. 2012. Pengembangan sistem isolasi seismik pada struktur bangunan yang dikenai beban gempa sebagai solusi untuk membatasi respon struktur. Jurnal Teoritis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil. 19(1): 1-14. Suangga M, Mahatmaputra S. 2012. Prototype Perangkat Lunak Analysis Flutter Pada Jembatan Bentang Panjang. Jurnal Teknik Sipil dan Sistem Informasi. 12(1):50-59. Supriyadi B, Mutohar AS. 2007. Jembatan. Cetakan Ke-4.. Yogyakarta :Beta Offset.
20 Lampiran 1 Kombinasi pembebanan dan nilai koefisien menurut SNI T-02 2005 a. Kondisi Servis Aksi permanen
Aksi transien
Nama BS
BMT
PS
S
BTR
Rem
SLS-1A*
1
1
1
SLS-1B
1
1
SLS-3A*
1
SLS-3B
BGT
T
Suhu
W
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0.7
1
1
1
1
0.7
0.7
0.7
0
1
1
SLS-3C
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0.7
SLS-3D
1
1
1
1
0
0.7
0
0.7
1
1
SLS-5A*
1
1
1
1
1
1
1
0
0.7
1
SLS-5B*
1
1
1
1
0.7
0.7
0.7
0
1
1
SLS-5C
1
1
1
1
0
1
0
1
0.7
1
SLS-5D
1
1
1
1
0
0.7
0
0.7
1
1
b. Kondisi Ultimit Aksi permanen
Aksi transien
Aksi Khusus
Nama BS
BMT
ULS-1A
1.3
2
ULS-1B
1.3
ULS-5A ULS-5B
PS
BTR
Rem
BGT
T
Suhu
W
X
Y
1
1.8
1.8
1.8
0
1.2
1.2
0
0
2
1
0
1.8
0
1.8
1.2
1.2
0
0
1.3
2
1
0
0
0
0
0
0
1
0.3
1.3
2
1
0
0
0
0
0
0
0.3
1
Keterangan: BS : koefisien berat sendiri BMT : koefisien beban mati tambahan PS : koefisien pengaruh prategang S : koefisien penurunan BTR : koefisien beban terbagi rata (Lajur “D”) BGT : koefisien beban garis terpusat (Lajur “D”) Rem : koefisien beban rem T : koefisien beban truk Suhu : koefisien baktor temperatur W : koefisien beban angin X : koefisien gempa X (searah longitudinal) Y : koefisien gempa Y (searah transversal) *) Dilakukan penambahan skenario pada semua kombinasi yang memasukkan beban lajur “D”. Tata cara penamaan dilakukan dengan menambahkan nomor span setelah nama kombinasi yang telah ditetapkan oleh SNI T-02 2005. Contoh: SLS-5A_1,2,3 yang artinya kombinasi servis (Service Limit States) no 5A dengan skenario beban lajur “D” diletakkan pada span 1, 2 dan 3.
21
Lampiran 2 Peta hazard gempa PGA-1000th
21 X
22
22
Lampiran 3 Peta hazard gempa RSP-0.2 detik-1000th
23
Lampiran 4 Peta hazard gempa RSP-1 detik-1000th
23 X
24
24
Lampiran 5 Spesifikasi material komponen jembatan a. Spesifikasi Beton K-500 Parameter Kuat tekan beton Modulus elastik beton
Nilai (Mpa)
Simbol fc’ = 0.83*K/10 Ec = 4700*√fc’
41.50 30277.63
b. Spesifikasi Kabel Parameter
NS5
NS6
NS7
NS8
NS9
NS10
NS11
1540.71
NS1
1462.64
1945.19
2119.63
2378.53
2626.08
2859.84
3185.37
3177.37
4793.75
362.35
5500
5500
5500
7750
7750
7750
7750
9250
9250
13750
5500
Jumlah strand per kabel
22
22
22
31
31
31
31
37
37
55
22
Berat per meter (kN/m)
24.75
24.75
24.75
34.875
34.875
34.875
34.875
41.625
41.625
61.875
24.75
Panjang (m)
35.24
42.37
50.14
58.25
66.67
75.32
84.13
93.01
101.96
111.10
119.92
Gaya kabel nominal (kN) Kuat tarik kabel (kN)
NS2
NS3
NS4
c. Spesifikasi Tendon Parameter Tegangan leleh strand (MPa) Kuat tarik strand (MPa) Diameter nominal strands (0.6”) (mm) Luas tampang nominal strands (mm2) Jumlah kawat untaian (strands cable) (buah/ tendon) 2
Luas tampang tendon (mm ) Modulus elastis strands (MPa)
Nilai 1670 1860 15.24
Simbol fpy fpu -
182.32
Ast
19 3464.12 193000
Es
25
Lampiran 6 Data pembebanan Jembatan Dr. Ir. Soekarno di Manado a. Beban Mati No
2
Spesifikasi
Luas penampang (m )
1
Deck approach span (1,2,3)
2
Extension closure 1
3
Main bridge 1
4
Pier table
5
Main bridge 2
Volume (m3)
Berat jenis (kN/m3)
Berat (kN)
8.782
102.0
895.776
25.5
8.782
3.0
26.346
25.5
8.782
4.5
39.520
25.5
8.108
99.0
802.711
25.5
20469.139
10.319
27.0
278.610
25.5
7104.563
8.108
99.0
802.711
25.5
20469.139
8.782
3.0
26.346
25.5
8.782
4.5
39.520
25.5
8.782
30.0
263.464
25.5
Pilon (bottom)
16.000
33.2
531.779
25.0
Pilon (middle)
10.800
50.1
540.765
25.0
Pilon (top)
5.700
44.4
253.080
25.0
Edge beam top (hollow)
5.700
17.0
96.900
25.0
10.000
17.0
170.000
25.0
volum (m3)
Berat Total
6
Extension closure 2
7
Approach 4
8
Dek dan pilon Panjang (m)
Edge beam bottom (hollow)
22842.294 1679.580
1646.647 6718.322
39813.096
Berat mati tambahan No
Spesifikasi
2
Luas penampang (m )
Panjang (m)
1
Trotoar
0.465
372
172.980
7611.120
2
Aspal
0.660
372
245.520
10802.880
3
Railing
0.225
372
83.700
1339.200
25
26
26
Lampiran 6 Lanjutan Komponen diafragma No 1
2
3
Spesifikasi
Jumlah
Berat (kN)
Berat per 30 m (kN)
Berat total (kN)
8
0.3
12.45
1.1
25.5
104.767
838.134
1676.268
Diafragma eksternal
2
0.9
12.45
1.8
25.5
514.310
1028.619
2057.238
Diafragma internal
10
0.3
12.45
1.1
25.5
104.767
1047.668
2095.335
Diafragma eksternal
1
0.9
12.45
1.8
25.5
514.310
514.310
1028.619
3
0.3
12.45
1.1
25.5
104.767
314.300
6914.606
9
0.3
12.45
1.1
25.5
104.767
942.900
942.901
Approach 36 m
Main bridge dalam 9 m Pier tabel
No
Parameter
1
Panjang (m) Berat Jenis (kN/m)
3
Berat jenis (kN/m3)
Tinggi (m)
Diafragma internal
Diafragma internal
2
Lebar (m)
Approach 30 m
Diafragma internal 4
Tebal (m)
Berat (kN)
NS1
NS2
NS3
NS4
NS5
NS6
NS7
NS8
NS9
NS10
NS11
35.24
42.37
50.14
58.25
66.67
75.32
84.13
93.01
101.96
111.10
119.92
24.75
24.75
24.75
34.875
34.875
34.875
34.875
41.625
41.625
61.875
24.75
872.141
1048.707
1240.891
2031.434 2324.977 Total (kN)
2626.646
2933.964
3871.666
4244.085
6874.560
2968.020
Total Beban mati (kN) Massa
(ton)
124148.358 279359.304 28477
27
Lampiran 6 Lanjutan b. Beban hidup Gaya angin Spesifikasi
d
b/d
Cw
Vw (m/detik)
Tew (kN/m)
Approach span
3.30
5.15
1.30
35
6.31
Main bridge
3.00
5.67
1.27
35
5.60
Pier table
4.00
4.25
1.36
35
8.00
Beban rem Bentang (m)
HTB (kN)
n balok
Ttb1 (kN)
Ttb2 (kN)
Ttb maks (kN)
30
250
2
125
113.95
125.00
36
250
2
125
130.15
130.15
120
350
2
175
356.95
356.95
Beban Lajur “D” Jenis
span
BGT
semua
BTR
30
BTR BTR
Nilai
Satuan
Keterangan
49
kN/m
Sesuai SNI
9
kPa
36
8.25
kPa
120
5.625
kPa
L≤30 m; q = 9,0 kPa 15 L>30 m; q = 9,0 (0,5+ ) kPa L
Beban Truk “T” Kendaraan
Nilai
Truk
500 kN
Keterangan Sesuai SNI
27
28
28
Lampiran 7 Hasil analisis displacement Jenis Span (m) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36
Jarak (m) 0.0 0.5 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0 27.0 30.0 30.0 33.0 36.0 39.0 42.0 45.0 48.0 51.0 54.0 57.0 60.0 63.0 66.0 66.0 69.0 72.0 75.0 78.0
Displacement Vertikal (m) -0.0002 0.0000 0.0013 0.0029 0.0042 0.0049 0.0048 0.0040 0.0027 0.0010 -0.0002 0.0049 0.0049 0.0002 0.0017 0.0038 0.0055 0.0067 0.0072 0.0071 0.0062 0.0046 0.0025 0.0006 0.0000 0.0000 -0.0008 0.0001 0.0018 0.0034
Displacement Transversal (m) -0.0069 -0.0069 -0.0069 -0.0069 -0.0069 -0.0069 -0.0069 -0.0069 -0.0069 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0068 -0.0067 -0.0067 -0.0067 -0.0067 -0.0067 -0.0067 -0.0067
Displacement Longitudinal (m) -0.0007 -0.0008 -0.0010 -0.0009 -0.0008 -0.0005 -0.0003 -0.0001 0.0001 0.0002 0.0000 -0.0002 -0.0002 -0.0003 -0.0006 -0.0005 -0.0003 0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0009 0.0010 0.0007 0.0007 0.0007 0.0005 0.0003 0.0004 0.0006
Jenis Span (m) 36 36 36 36 36 36 36 36 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Jarak (m) 81.0 84.0 87.0 90.0 93.0 96.0 99.0 102.0 102.0 102.5 104.5 105.0 106.5 108.0 109.5 109.5 111.0 114.0 117.0 118.5 120.0 123.0 126.0 127.5 129.0 132.0 135.0 136.5 138.0 141.0
Displacement Vertikal (m) 0.0048 0.0056 0.0059 0.0055 0.0041 0.0024 0.0009 0.0000 0.0000 -0.0003 -0.0009 -0.0009 -0.0003 0.0001 0.0009 0.0009 0.0020 0.0058 0.0118 0.0156 0.0198 0.0292 0.0381 0.0425 0.0468 0.0554 0.0630 0.0665 0.0698 0.0760
Displacement Transversal (m) -0.0066 -0.0066 -0.0066 -0.0065 -0.0065 -0.0064 -0.0063 -0.0063 -0.0063 -0.0062 -0.0062 -0.0062 -0.0061 -0.0061 -0.0061 -0.0061 -0.0060 -0.0059 -0.0058 -0.0058 -0.0057 -0.0056 -0.0054 -0.0054 -0.0053 -0.0052 -0.0050 -0.0049 -0.0048 -0.0047
Displacement Longitudinal (m) 0.0009 0.0011 0.0014 0.0018 0.0019 0.0016 0.0012 0.0010 0.0010 0.0009 0.0006 0.0005 0.0004 0.0008 0.0009 0.0009 0.0009 0.0009 0.0009 0.0009 0.0009 0.0011 0.0013 0.0014 0.0014 0.0016 0.0017 0.0018 0.0018 0.0020
29
Lampiran 7 Lanjutan Jarak (m) 144.0 145.5 147.0 150.0 153.0 154.5 156.0 159.0 162.0 163.5 165.0 168.0 171.0 172.5 174.0 177.0 180.0 181.5 183.0 186.0 189.0 190.5 192.0 195.0 198.0 199.5 201.0 204.0 207.0 208.5
Displacement Vertikal (m) 0.0804 0.0822 0.0838 0.0861 0.0868 0.0867 0.0864 0.0851 0.0823 0.0806 0.0788 0.0746 0.0693 0.0665 0.0636 0.0575 0.0507 0.0472 0.0438 0.0371 0.0301 0.0267 0.0235 0.0177 0.0124 0.0101 0.0080 0.0046 0.0014 0.0002
Displacement Transversal (m) -0.0046 -0.0045 -0.0044 -0.0043 -0.0042 -0.0041 -0.0040 -0.0039 -0.0037 -0.0037 -0.0036 -0.0034 -0.0033 -0.0032 -0.0031 -0.0029 -0.0028 -0.0027 -0.0026 -0.0025 -0.0023 -0.0023 -0.0022 -0.0020 -0.0018 -0.0017 -0.0016 -0.0014 -0.0012 -0.0011
Displacement Longitudinal (m) 0.0021 0.0022 0.0022 0.0022 0.0023 0.0023 0.0022 0.0022 0.0022 0.0021 0.0020 0.0019 0.0018 0.0018 0.0016 0.0015 0.0013 0.0012 0.0011 0.0009 0.0006 0.0004 0.0003 0.0001 -0.0002 -0.0003 -0.0005 -0.0007 -0.0010 -0.0012
Jenis Span (m) 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Jarak (m) 208.5 210.0 213.0 216.0 219.0 222.0 225.0 228.0 231.0 234.0 235.5 235.5 237.0 240.0 243.0 244.5 246.0 249.0 252.0 253.5 255.0 258.0 261.0 262.5 264.0 267.0 270.0 271.5 273.0 276.0
Displacement Vertikal (m) 0.0002 -0.0007 -0.0013 -0.0015 -0.0017 -0.0022 -0.0046 -0.0085 -0.0134 -0.0197 -0.0234 -0.0234 -0.0274 -0.0367 -0.0475 -0.0531 -0.0589 -0.0707 -0.0833 -0.0896 -0.0958 -0.1083 -0.1213 -0.1277 -0.1340 -0.1463 -0.1587 -0.1647 -0.1703 -0.1809
Displacement Transversal (m) -0.0011 -0.0011 -0.0010 -0.0008 -0.0008 -0.0007 -0.0007 -0.0008 -0.0008 -0.0009 -0.0009 -0.0009 -0.0010 -0.0011 -0.0012 -0.0013 -0.0013 -0.0015 -0.0016 -0.0017 -0.0018 -0.0019 -0.0021 -0.0022 -0.0022 -0.0024 -0.0026 -0.0027 -0.0027 -0.0029
Displacement Longitudinal (m) -0.0012 -0.0014 -0.0019 -0.0020 -0.0021 -0.0021 -0.0018 -0.0018 -0.0018 -0.0020 -0.0021 -0.0021 -0.0022 -0.0024 -0.0026 -0.0028 -0.0029 -0.0032 -0.0034 -0.0036 -0.0037 -0.0039 -0.0041 -0.0043 -0.0043 -0.0045 -0.0046 -0.0048 -0.0048 -0.0049
29
Jenis Span (m) 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
30
30
Lampiran 7 Lanjutan Jenis Span (m) 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Jarak (m) 279.0 280.5 282.0 285.0 288.0 289.5 291.0 294.0 297.0 298.5 300.0 303.0 306.0 307.5 309.0 312.0 315.0 316.5 318.0 321.0 324.0 325.5
Displacement Vertikal (m) -0.1910 -0.1953 -0.1991 -0.2051 -0.2095 -0.2108 -0.2116 -0.2114 -0.2096 -0.2078 -0.2053 -0.1986 -0.1902 -0.1851 -0.1793 -0.1663 -0.1519 -0.1441 -0.1358 -0.1183 -0.1003 -0.0909
Displacement Transversal (m) -0.0031 -0.0031 -0.0032 -0.0034 -0.0036 -0.0037 -0.0038 -0.0040 -0.0042 -0.0043 -0.0044 -0.0046 -0.0048 -0.0048 -0.0049 -0.0051 -0.0052 -0.0053 -0.0054 -0.0055 -0.0056 -0.0057
Displacement Longitudinal (m) -0.0050 -0.0052 -0.0054 -0.0054 -0.0055 -0.0057 -0.0057 -0.0058 -0.0060 -0.0062 -0.0060 -0.0062 -0.0062 -0.0064 -0.0064 -0.0064 -0.0065 -0.0067 -0.0066 -0.0065 -0.0063 -0.0063
Keterangan: : Posisi displacement terbesar pada setiap jenis span
Jenis Span (m) 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Jarak (m) 327.0 330.0 333.0 334.5 334.5 336.0 337.5 339.0 341.5 342.0 342.0 345.0 348.0 351.0 354.0 357.0 360.0 363.0 366.0 369.0 371.5 372.0
Displacement Vertikal (m) -0.0813 -0.0613 -0.0414 -0.0320 -0.0320 -0.0232 -0.0152 -0.0092 -0.0013 -0.0001 -0.0132 -0.0238 -0.0316 -0.0366 -0.0391 -0.0397 -0.0381 -0.0337 -0.0260 -0.0142 -0.0003 0.0029
Displacement Transversal (m) -0.0058 -0.0059 -0.0060 -0.0060 -0.0060 -0.0060 -0.0061 -0.0061 -0.0062 -0.0062 -0.0062 -0.0063 -0.0064 -0.0064 -0.0065 -0.0065 -0.0066 -0.0066 -0.0067 -0.0067 -0.0067 -0.0067
Displacement Longitudinal (m) -0.0062 -0.0061 -0.0059 -0.0057 -0.0057 -0.0057 -0.0053 -0.0049 -0.0045 -0.0043 -0.0111 -0.0115 -0.0121 -0.0127 -0.0128 -0.0125 -0.0124 -0.0123 -0.0124 -0.0128 -0.0136 -0.0135
31
Lampiran 8 Contoh perhitungan momen nominal No
Parameter
Simbol
1
Kuat tekan beton
fc'
2
Modulus Elastisitas baja prategang
Es
fc' Es
ns 3
Jumlah strands
ns
4 5 6
Luas tampang nominal 1 strands Tegangan leleh tendon baja prategang Tegangan putus tendon baja prategang
Ast fpy fpu
7
Luas tampang tendon baja prategang
Aps
8
Tegangan efektif
fpe
9
Tegangan saat stressing
fpi
10
rasio tegangan
µ
11
Gaya tendon
Pt
Ast fpy fpu Aps
fpe
fpi
µ
Pt
12
Peff Gaya prestress efektik
Peff
Perhitungan = 0.83 x 500/10 = 41.5 = 4700 fc′ = 4700 41.5 = 30277.632 = jumlah strand per tendon x jumlah tendon = 19 x 6 = 114 = 143.3 = 1670 = 1860 = nsx Ast = 114 x 143,3 = 16336.2 = 0.6 x fpu = 0.6 x 1860 = 1116 = 0.7 x fpu = 0.7 x 1860 = 1302 = fpe/ fpi = 1116/1302 = 0.857 = Apsx fpi = 16336.2 x 1302 = 21269732.4 = µx Pt = 0.857 x 21269732.4 = 18231199.2
Satuan MPa
Keterangan Mutu beton k-500
MPa
-
buah
-
mm2 MPa MPa
Sudah ditentukan Sudah ditentukan Sudah ditentukan
mm2
-
MPa
-
MPa
-
-
-
N
-
N
-
31
32
32
Lampiran 8 Lanjutan No 13
Parameter Tegangan efektif baja prestress efektif
Simbol feff
14
Rasio luas penampang baja prestress
ρp
15
Tegangan leleh rebar
fy
16
Lebar efisien
Beff
17
Luas tulangan tarik 2 x 15D25
As
18
rasio tulangan tarikdan luas penampang
ρ
Perhitungan feff = 1116 ρp = Aps. Ac = 16336.2 x 4385791 = 0.00372 fy = 400 Beff = 12 x 0.3 = 3600 As ρ
Satuan MPa MPa mm
1
= 2 x 15 x π252 4 = 14732.14286 = As/Ac = 14732.14286/4385791 = 0.003359062
%
-
γp
γp
= 0.4
-
20
faktor tekan beton
β1
Β1
= 0.77
-
21
Letak titik berat tendon terhadap alas balok
zo
zo
=
dps
23
dps
lengan rebar terhadap serat atas
ds
ds
Sudah ditentukan Dipilih nilai terkecil antara: Beff = L/4; Beff = lebar span; Beff = 12 x lebar plat. -
faktor jenis tendon prategang
Lengan strand terhadap serat atas
Ac merupakan luas komposit diperoleh dari pengukuran autocad.
mm2
19
22
Keterangan Sudah ditentukan
Sesuai nilai fpy/fpu 0.55 untuk fpy/fpu > 0.80 0.40 untuk fpy/fpu > 0.85 0.28 untuk fpy/fpu > 0.90 Sesuai fc' 0.85 untuk fc' <= 30 mPa 0.85-0.5(fc' – 30)/7, fc' >30 mPa β1 harus >= 0.65
2𝑥19𝑥547 + 2𝑥9𝑥347 + 2𝑥19𝑥147 6𝑥19
= 347 = hc – zo = 2200.88 – 347 = 1853.88 = hc - 100 = 2200.88-10 = 2100.88
mm
-
mm
hc
mm
Selimut beton 50 mm dan titik berat tulangan 100/2
33
Lampiran 8 Lanjutan No
Parameter
Simbol ω
24
Indeks tulangan tarik non prategang
ω
25
Kuat leleh baja prestres pada keadaan ultimit
fps
fps
Perhitungan = ρ x fy /fc /100 = 0.003359062 x 400 /41.5 /100 = 0.0003
[
= fpu 1-
γp β1
d { ρp.fpu + (ω-ω’)}] fc′ ds
Satuan
Keterangan
-
-
MPa
ω' adalah indeks tulangan tekan, karena tidak ada dianggap 0
mm
-
mm
Ts dianggap sama dengan Cc karena kondisi setimbang.
= 1697.888465 26
tinggi efektif balok
d
d
=
Aps .fps .dps + As .fy .ds Aps .fps + As .fy
= 1897.16
Ts = Aps. fps Cc = 0.85 fc’ A Aps. fps = 0.85 fc’ A
27
tinggi tekan
Aps .fps
A
=
A A2 A2
= 786308.8744 = A – A1 = 786308.8744 – 97200 = 689108.8744 = ½ (x+y) t2
t2
= 2 A2
a
a
0.85fc ′
1
xy
= 191.668 = t2 + t1 = 191.668 + 54 = 246
Atotal = A1 + A2 A1merupakan bangun segitiga dan luas dapat dihitung dengan bantuan autocad. A2adalah bangun trapesium dengan x dan y yang diperoleh dari perhitungan autocad
33
34
34
Lampiran 8 Lanjutan No
Parameter
Simbol
Perhitungan c
28
Jarak garis netral terhadap sisi atas
29
Regangan baja prestress
c εps εps Ai
30
Luas blok tekan
Ai
31
Gaya internal tekan beton
Cc
32
Lengan terhadap pusat baja prategang
33
Kapasitas momen nominal
34
Kapasitas momen nominal (φ = 0.8)
yi
Mn φ.Mn
Cc
= a/ β1 = 246/0.77 = 320.37 = 0.003x(d-c)/d = 0.003 (1897.16-320.37)/327.37 = 0.01 = A1 + A2 = 97200 + 690322.29 = 787522.29
Satuan
Keterangan
mm
εps <0.03 maka aman
-
mm
a terletak di dua bangun yaitu segitiga dan trapesium, makan A adalah luas kedua bangun, Luas bisa dihitung dengan autocad maupun manual
kN
-
mm
Titik berat diperoleh sebesar 110.1061 mm (autocad); jarak dari serat atas Beff terhadap serat atas penampang komposit adalah 55.8686 mm
kN.m
-
kN.m
-
2
Ai x fc’
= 1000 = 32682.17 yi = d – 55.8686 – (a – 110.1061) = 1897.16-55.8686-(246110.1061) = 1705.39 Mn = 0.85x Ai x yi x fc = 47375.57 φ.Mn = 0.8 x 47375.57 = 37900.46
Lampiran 9 Desain Jembatan Cable Stayed Dr. Ir. Soekarno
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR KEGIATAN PEKERJAAN: JEMBATAN CABLE STAYED DR. IR. SOEKARNO PERENCANA:
PT. Amythas Expert & Associates
LOKASI PENELITIAN:
Manado Outer Ring Road (MORR), Sulawesi Utara
CATATAN:
JUDUL GAMBAR:
Desain Jembatan Cable Stayed Dr. Ir. Soekarno
NO. LEMBAR:
JUMLAH LEMBAR:
1
1
KODE GAMBAR:
SATUAN:
SKALA:
CS-01
mm
1:2000
37
RIWAYAT HIDUP Deni Miranda lahir di Curup pada tanggal 30 Mei 1994 dari pasangan Bapak Mirwan dan Ibu Herlinda Suri sebagai anak kedua dari tiga bersaudara. Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 82 (2000-2006), kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 14 (2006-2009) dan SMA Negeri 5 (2009-2012) Kota Bengkulu. Pada tahun 2012, penulis diterima sebagai mahasiswa di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama kuliah, penulis aktif dalam beberapa kegiatan organisasi. Penulis aktif menjadi anggota Ikatan Mahasiswa Bumi Raflessia (IMBR) dan juga sempat menjadi staff Departemen Apresiasi Seni dalam BEM FATETA IPB pada tahun 2013-2014. Pada tahun 2014-2015 penulis menjadi staff di Departemen Pengembangan minat dan bakat olahraga dan seni atau Art and Sport Development, Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (HIMATESIL) IPB. Selain itu, penulis juga aktif dalam kegiatan kepanitiaan seperti panitia Masa Perkenalan Fakultas 2014, Masa Perkenalan Departemen SIL (PONDASI) 2014, Indonesian Civil and Environmental Festival (ICEF) IPB pada tahun 2013 dan 2014, serta di beberapa kegiatan lainnya. Penulis juga sempat aktif sebagai penerima beasiswa PPA pada tahun 2013-2014 dan beasiswa Djarum Foundation pada tahun 2014-2015. Penulis telah melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan pada tahun 2015 di PT Adhi Karya (Persero) dalam pelaksanaan proyek pembangunan jalan layang di Jakarta Selatan. Laporan praktik lapangan yang disusun penulis di bawah bimbingan Bapak Muhammad Fauzan, S.T., M.T. dan Bapak Sesde Asrul Stani, S.T. berjudul “Analisa Penerapan Sistem Manajemen Waktu pada Proyek Jalan Layang Non Tol Paket Kapten Tendean, PT. Adhi Karya (Persero)”.
