Bab III MetodologiDesain
BAB III METODOLOGI DESAIN
Metodologi suatu perencanaan adalah tata cara atau urutan kerja suatu perhitungan perencanaan untuk mendapatkan hasil perencanaan ulang bangunan atas jembatan. Adapun uraian dan metodologi dapat dijelaskan sebagai berikut : 3.1
Bagan Alir Untuk mempermudah tugas akhir, dibuat suatu alur sistematika. Adapun
alur sistematika yang digunakan dalam penyusunan ini adalah sebagai berikut : Mulai
Studi Literatur Jembatan Rangka
Spesifikasi Jembatan
Desain
-
Pembebanan jembatan Data – data fisikjembatan Data – data strukturjembatan
Desain awal : - Perencanaan Lantai Kendaraan - Perencanaan Gelagar Memanjang - Perencanaan Gelagar Melintang - Perencanaan Rangka Baja
Modifikasi
Evaluasi DesainAwal
Gambar
Desain akhir : - Modifikasi akhir - Model struktur akhir - Hitungan akhir 3-1
Bab III MetodologiDesain
3.2
Penjelasan Bagan Alir Tahap – tahap pengerjaan Tugas Akhir a. Mulai b. Studi Literatur mengenai Jembatan Studi literature dimulai dari pengumpulan / penyusunan data – data (teori) tentang jembatan. Data – data (teori) yang ini adalah data – data tentang Peraturan Pembebanan Jembatan, Struktur Beton, dan Struktur Baja. Peraturan yang acuan untuk perancangan Jembatan Cakung Drain ini adalah : a.
RSNI T-02-2005, Standar Pembebanan Untuk Jembatan.
b.
RSNI T-03-2005, Perencanaan Struktur Baja Untuk Jembatan.
c. Spesifikasi Jembatan Perencanaan jembatan Cakung Drain sisi utara seperti yang telah disebutkan di atas system perencanaan untuk gelagar yaitu gelagar profil baja untuk bentang yang direncanakan memiliki panjang jembatan 120 m. Jembatan Cakung Drain sisi utara direncanakan memiliki lebar lantai kendaraan 7,5 m dengan satu jalur dan direncanakan terdapat trotoar selebar 1 m di sisi utara jembatan. Data Perencanaan Jembatan :
Gambar 3.1. Skema Rangka Baja Data – Data Bangunan
:
1. Bentang total
: 120 m
2. Lebar Jembatan
: 7.5 m
3. Lebar Lantai Kendaraan : 2 x 3.75 m 4. Lebar Trotoar
: 1 m (pada sisi utara jembatan)
5. Mutu Baja
: BJ 37
6. Sambungan
: Baut
7. Mutu Beton
: fc 30 Mpa 3-2
Bab III MetodologiDesain
8. Mutu Tulangan
: fy 400 Mpa
9. Konstruksi atas
:
a. Struktur rangka
: rangka baja
b. LantaiJembatan
: lapis aspal beton
c. Perikatan angin
: tertutup
d. Desain Perencanaan Struktur Jembatan Rangka dimulai dengan preliminary design. 1. Perencanaan Lantai Kendaraan. 2. Perencanaan Gelagar Memanjang. 3. Perencanaan Gelagar Melintang. 4. Perencanaan Rangka Baja. Menganalisa seluruh beban yang masuk kestruktur yang direncanakan untuk bangunan atas, adapun diantaranya : 1. 2. 3. 4.
3.3
Beban mati. Beban hidup. Beban Rem. Beban Roda.
Struktur Bangunan Atas Jembatan (Upper Structure) Struktur atas merupakan struktur dari jembatan yang terletak dibagian atas
dari jembatan. Strutur jembatan bagian atas meliputi : 1. Sandaran Railing atau sandaran merupakan pagar untuk pengamanan pengguna jembatan khususnya pejalan kaki. Sesuai dengan RSNI T-02-2005 12.5, tiang sandaran direncanakan untuk beban daya layan rencana : WxL Dengan pengertian : W = 0.75 kN/m. L adalah bentang palang diantara tiang dalam m, hanya dari bagian atas sandaran.Tidak ada ketentuan beban ultimit untuk sandaran.
3-3
Bab III MetodologiDesain
2. Trotoar Berdasarkan pada buku Petunjuk Perencanaan Trotoar Bina Marga Tabel 2, hal. 4. Lebar minimum trotoar menurut penggunaan lahan sekitarnya. Penggunaan lahan sekitarnya
Lebar minimum (m)
- Perumahan
1.5
- Perkantoran
2.0
- Industri
2.0
- Sekolahan
2.0
- Terminal / Stop Bus
2.0
- Pertokoan / Perbelanjaan
2.0
- Jembatan / Terowongan
1.0
Tabel 3.1 Lebar minimum trotoar menurut penggunaan lahan sekitarnya. 3. Pelat Lantai Kendaraan Berfungsi sebagai penahan lapisan perkerasan.Pelat lantai diasumsikan tertumpu pada dua sisi. Pembebanan pada pelat lantai meliputi : a. Beban mati berupa berat sendiri pelat, berat pavement dan berat air hujan. b. Beban hidup berupa muatan “T” dengan beban gandar maksimum 10 ton. 4. Gelagar Memanjang Gelagar Memanjang berfungsi menahan beban pelat lantai, lapis perkerasan dan beban air hujan, kemudian menyalurkannya ke gelagar melintang. 5. Gelagar Melintang Gelagar melintang menerima limpahan beban dari gelagar memanjang kemudian menyalurkannya ke rangka baja. 6. Rangka Baja Rangka baja berfungsi menahan semua beban yang bekerja pada jembatan dan menyalurkannya pada tumpuan untuk disalurkan ke tanah dasar melalui pondasi. 3-4
Bab III MetodologiDesain
7. Ikatan Angin Ikatan angin berfungsi untuk menahan gaya akibat angin.
3.4
Pembebanan Jembatan 3.4.1
Beban Tetap Berat Sendiri / Dead Load. Merupakan berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen structural, ditambah dengan non structural yang dianggap tetap.Faktor beban berat sendiri diatur pada RSNI T-02-2005 5.2.
Beban mati tambahan / Superimposed Gead Load. Merupakan berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non structural, dan mungkin besarnya berubah selama umur jembatan.Faktor beban mati diatur pada RSNI T-02-2005 5.3.
3.4.2
Beban Lalu Lintas Beban lalu lintas untuk perencanaa jembatan terdiri atas beban
lajur “D” dan beban truk “T”.Beban lajur “D” bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iring – iringan kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur “D” yang bekerja tergantung pada lebar jalur kendaraan itu sendiri. Beban truk “T” adalah satu kendaraan berat dengan 3 as yang ditempatkan pada beberapa posisi dalam lajur lalu lintas rencana.Tiap as terdiri dari dua bidang kontak pembebanan yang dimaksud sebagai simulasi pengaruh roda kendaraan berat.Hanya satu truk “T” diterapkan per lajur lalu lintas rencana. Secara umum, beban “D” akan menjadi beban penentu dalam perhitungan jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang, sedang beban “T” digunakan untuk bentang pendek dan lantai kendaraan.
3-5
Bab III MetodologiDesain
Beban lajur “D” Secara umum beban “D” akan menentukan dalam perhitungan yang mempunyai bentang mulai dari sedang sampai panjang. Sesuai dengan RSNI T-02-2005 6.3.1. Beban terbai rata (BTR) mempunyai intensitas q kPa, dimana besarnya q tergantung pada panjang total yang dibebani L seperti berikut : L ≤ 30 m :q = 9.0 kPa L > 30 m :q = 9.0 (0.5 +15/L) kPa Dengan pengertian : q adalah intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan. L adalah panjang total jembatan yang dibebani (meter). Beban garis (BGT) dengan intensitas p kN/m harus ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan.Besarnya intensitas p adalah 49.0 kN/m. Untuk mendapatkan momen lentur negative maksimum pada jembatan menerus, BGT kedua yang identik harus ditempatkan pada posisi dalam arah melintang jembatan pada bentang lainnya.
Gambar 3.2. Beban Lajur “D”. Sumber : RSNI T-02-2005, hal. 18.
Beban truk “T” Berdasarkan RSNI T-2-2005 6.4.1 pembebanan truk terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang memiliki susunan dan berat as seperti terlihat dalam Gambar 2.3. Berat dari masing – masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak 3-6
Bab III MetodologiDesain
antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 as tersebut bias diubah – ubah antara 4.0 m sampai 9.0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.
Gambar 3.4. Beban truk “T” (500 kN) Sumber : RSNI T-02-2005, hal. 22.
Gaya Rem Pengaruh
percepatan
dan
pengereman
dari
lalu-lintas
harus
diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang dan dianggap bekerja pada permukaan lantai jembatan. Besarnya gaya rem diatur dalam RSNI T-02-2005 6.7.
Pembebanan Pejalan Kaki Sesuai dengan peraturan RSNI T-02-2005 6.7 semua elemen dari trotoar atau jembatan penyeberangan yang langsung memikul pejalan kaki harus direncanakan untuk beban nominal 5 kPa.
3.4.3
Aksi Lingkungan Beban Angin Angin harus dianggap bekerja secara merata pada seluruh bangunan atas.Perencanaan jembatan rangka mengacu pada peraturan RSNI T-02-2005 7.6.
3-7
Bab III MetodologiDesain
Gambar 3.5. Pembebanan Angin Jembatan Rangka Tertutup
3.5
Kombinasi Pembebanan Struktur baja yang saat ini telah berkembang pesat dengan berbagai aturan
berbeda pada tiap negara. Untuk desain ulang bangunan atas Jembatan Cakung Drain ini menggunakan peraturan struktur baja yang dipakai pada SAP 2000 adalah perencanaan struktur baja dengan Metode LRFD (Load Resistance Factor Design). Faktor beban γ ditentukan atas dasar kombinasi beban yang harus dipilih : Qu
= 1.4 Dn
Qu
= 1.2 Dn + 1.6 Ln + 0.5 (Lrn, Sn atau Rn)
Qu
= 1.2 Dn + 1.6 (Lrn, Sn, Rn) + (0.5 Lrn, 0.8 Wn)
Qu
= 1.2 Dn + 1.3 Wn + 0.5 Ln + 0.5 (Lrn, Sn, Rn)
Qu
= 1.2 Dn + 1.0 En + 0.5 Ln + 0.2 Sn
Qu
= 0.9 Dn ± (1.3 Wn atau 1.0 En)
Dimana : Dn
= Dead Load (beban mati)
Ln
= Live Load (beban hidup)
Lrn
= Roof live(beban hidup di atap)
Sn
= Snow Load (beban salju)
Rn
= Rain Load (beban hujan)
Wn
= Wind Load (beban angin)
En
= Earthquake load(beban gempa)
3-8
