PERILAKU LENTUR, GESER, DAN NORMAL BALOK PELENGKUNG DENGAN ANALISIS KONSTRUKSI BERTAHAP (STUDI KASUS : JEMBATAN SANGEH) COVER TUGAS AKHIR
Oleh :
I Wayan Krisna Mila Wijaya NIM: 1104105009
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2015
LEMBAR PENGESAHAN
SURAT
PERNYATAAN
ABSTRAK
Pembangunan jembatan pelengkung secara konvensional dianggap sangat sulit, terlebih jika jembatan pelengkung dibangun diatas jurang yang dalam atau sungai yang deras. Dalam perkembangan teknologi, pihak pekerja mulai menggunakan Traveller dan metode pelaksanaan pembangunan bertahap dalam pengerjaannya. Penelitian ini bertujuan untuk mencari tahu tentang perilaku pelengkung selama pelaksanaan dengan metode pelaksanaan bertahap. Data-data yang digunakan berdasarkan pada data perencanaan pembangunan Jembatan Sangeh di Desa Sangeh. Analisis dilakukan dengan menggunakan analisis segmental untuk pelengkung. Perilaku yang diteliti dibatasi hanya pada perilaku struktur berupa momen, gaya geser, dan gaya normal pada pelengkung jembatan. Pelengkung jembatan dibuat bersamaan dari kedua sisi sampai akhirnya bertemu di tengah-tengah jembatan. Model selanjutnya dianalisis dengan nonliniear staged construction analysis. Hasil yang diperoleh digambarkan dalam grafik untuk melihat perubahan gaya dalam yang terjadi sehingga dapat ditentukan kapan tahapan kritis dalam analisis. Hasil analisis konstruksi bertahap menunjukan gaya-gaya dalam membentuk pola tertentu yang terus meningkat secara non linier pada setiap tahapan pengerjaan. Hal ini berbeda dengan model ketika dianalisis dengan analisis konvensional yang umumnya membentuk pola yang acak. Pada tahap kesepuluh, untuk momen dan gaya geser mengalami fluktuasi yaitu hasil yang tereduksi karena bertemunya ujung-ujung pelengkung, sementara untuk gaya normal tidak. Jika dibandingkan, analisis konstruksi bertahap memberikan hasil momen yang lebih besar dengan rasio rata-rata 3 kali lebih besar daripada hasil yang ditunjukan analisis konvensional pada section yang sama. Begitu pula dengan gaya geser yang memberikan hasil lebih besar dengan rasio rata rata 2 kali analisis konvensional. Berbeda halnya dengan gaya normal yang lebih kecil atau sekitar 0,2 kali hasil analisis konvensional. Tegangan yang terjadi untuk kedua analisis masih dibawah tegangan ijin, yaitu 16 Mpa dengan lendutan rata-rata sebesar 32,5063 mm.
Kata Kunci : Analisis konstruksi bertahap, Analisis konvensional, Momen, Gaya geser, Gaya normal, Tegangan, Lendutan
iv
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Perilaku Lentur, Geser, dan Normal Balok Pelengkung dengan Analisis Konstruksi Bertahap (Studi Kasus : Jembatan Sangeh)” ini hingga selesai. Dalam menyusun tugas akhir ini, penulis telah melibatkan berbagai pihak, untuk itu tidak lupa ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada: Bapak Dr. Ir. I Nyoman Sutarja, M.S selaku Dosen Pembimbing 1, Bapak Ida Bagus Rai Widiarsa, ST., MASc., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing II, Staf Dosen dan pegawai di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana, orang tua, keluarga, dan teman – teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun guna penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Bukit Jimbaran, Juni 2015
Penulis
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................. iv UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................... v DAFTAR ISI .......................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii DAFTAR TABEL ................................................................................................... x BAB I ..................................................................... Error! Bookmark not defined. PENDAHULUAN.................................................. Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang ............................................... Error! Bookmark not defined. 1.2 Rumusan Masalah .......................................... Error! Bookmark not defined. 1.3 Tujuan ............................................................ Error! Bookmark not defined. 1.4 Manfaat Penulisan .......................................... Error! Bookmark not defined. 1.5 Batasan Masalah............................................. Error! Bookmark not defined. BAB II .................................................................... Error! Bookmark not defined. TINJAUAN PUSTAKA......................................... Error! Bookmark not defined. 2.1 Jembatan......................................................... Error! Bookmark not defined. 2.2 Jembatan Pelengkung ..................................... Error! Bookmark not defined. 2.3 Pembebanan Jembatan .................................. Error! Bookmark not defined. 2.3.1 Beban Gravitasi ......................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.2 Beban Permanen........................................ Error! Bookmark not defined. 2.3.3 Beban Transien.......................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.4 Beban Lalu Lintas ..................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.4.1 Beban Lajur “D” ..................................................Error! Bookmark not defined. 2.3.4.2 Beban Truk “T” ....................................................Error! Bookmark not defined. 2.3.5 Beban Dinamis .......................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.6 Beban/ Gaya Rem ..................................... Error! Bookmark not defined. 2.3.7 Beban Seret dan Tumbukan pada Pilar ..... Error! Bookmark not defined. 2.3.8 Pengaruh Temperatur ................................ Error! Bookmark not defined. 2.3.9 Pengaruh Beban Gempa ............................ Error! Bookmark not defined. 2.3.10 Beban Pelaksanaan .................................. Error! Bookmark not defined. 2.4 Kombinasi Pembebanan ................................ Error! Bookmark not defined. 2.5 Metode dan Overhead Form Traveller (Traveller) ...... Error! Bookmark not defined. 2.6 Konsep Beton Bertulang ............................... Error! Bookmark not defined. 2.7 Perencanaan Pelengkung ............................... Error! Bookmark not defined. 2.8 Konsep Prategang.......................................... Error! Bookmark not defined. 2.9 Pengenalan Program SAP2000 ..................... Error! Bookmark not defined. 2.10 Sistem Koordinat pada SAP .......................... Error! Bookmark not defined. 2.11 Analisis Konstruksi Bertahap ........................ Error! Bookmark not defined. BAB III................................................................... Error! Bookmark not defined. METODE PENELITIAN ....................................... Error! Bookmark not defined. 3.1 Data-data Rencana Jembatan Sangeh............ Error! Bookmark not defined. 3.2 Langkah-langkah Analisis ............................. Error! Bookmark not defined. 3.3 Perbandingan Hasil Analisis ......................... Error! Bookmark not defined. BAB IV .................................................................. Error! Bookmark not defined. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................. Error! Bookmark not defined. vi
4.1 Hasil Analisis ................................................. Error! Bookmark not defined. 4.1.1 Hasil Pemodelan Struktur ...................... Error! Bookmark not defined. 4.1.2 Hasil Perhitungan Pembebanan.............. Error! Bookmark not defined. 4.1.3 Hasil Analisis ......................................... Error! Bookmark not defined. 4.1.3.1 Perilaku Lentur Dengan Analisis Konstruksi Bertahap .............. Error! Bookmark not defined.
4.1.3.2
Perilaku Geser Dengan Analisis Konstruksi Bertahap Error! Bookmark
not defined.
4.1.3.3
Perilaku Normal Dengan Analisis Konstruksi Bertahap ............. Error!
Bookmark not defined.
4.1.3.4
Hasil Analisis Model Dengan Analisis Konvensional Error! Bookmark
not defined.
4.1.3.5 Hasil Hitung Tegangan ..................................Error! Bookmark not defined. 4.1.3.6 Lendutan ............................................................Error! Bookmark not defined. 4.1.3.7 Perbandingan Hasil Analisis Metode Analisis Konstruksi Bertahap dengan Analisis Konvensional .......................................Error! Bookmark not defined. 4.2 Pembahasan .................................................... Error! Bookmark not defined. BAB V .................................................................... Error! Bookmark not defined. SIMPULAN DAN SARAN ................................... Error! Bookmark not defined. 5.1 Simpulan ........................................................ Error! Bookmark not defined. 5.2 Saran............................................................... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN A – PERATURAN DAN SURAT-SURAT .. Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN B – TABEL HITUNGAN ................ Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN C – GAMBAR RENCANA ............. Error! Bookmark not defined.
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pelengkung terjepit 7 Gambar 2.2 Pelengkung dua sendi 8 Gambar 2.3 Pelengkung tiga sendi 8 Gambar 2.4 Pelengkung terikat 9 Gambar 2.5 True arch 9 Gambar 2.6 Tied arch 10 Gambar 2.7 Half true arch 10 Gambar 2.8 Beban lajur “D” 14 Gambar 2.9 Penyebaran beban lajur “D” pada arah melintang 15 Gambar 2.10 Penyebaran beban truk “T” 16 Gambar 2.11 Form traveller 21 Gambar 2.12 Gambar penampang pelengkung 22 Gambar 2.13 Gambar penampang pelengkung non-prismatis 23 Gambar 2.14 Gambar pembagian pias pelengkung 24 Gambar 2.15 Pias pelengkung 24 Gambar 2.16 Distribusi tegangan beton prategang sentries 27 Gambar 2.18 Distribusi tegangan beton prategang eksentries 27 Gambar 2.18 Momen penahan internal pada balok beton prategang dan beton bertulang 28 Gambar 2.19 Balok beton menggunakan baja mutu tinggi 29 Gambar 2.20 Balok prategang dengan tendon parabola 29 Gambar 2.21 Balok prategang dengan tendon membengkok 30 Gambar 3.1 Gambar rencana Jembatan Sangeh 35 Gambar 3.2 Gambar model untuk analisa 36 Gambar 3.3 Gambar model untuk analisa balok pelengkung 37 Gambar 3.4 Gambar pembagian tahapan analisis 38 Gambar 3.5 Diagram alir analisis 39 Gambar 4.1 Model analisis konstruksi bertahap 53 Gambar 4.1 Model analisis konvensional 54 Gambar 4.3 Railing 55 Gambar 4.4 Trotoar 56 Gambar 4.5 Faktor Beban Dinamis 57 Gambar 4.6 Input respon spectrum 59 Gambar 4.7 Momen tahap 1 60 Gambar 4.8 Momen tahap 2 60 Gambar 4.9 Momen tahap 3 61 Gambar 4.10 Momen tahap 4 61 Gambar 4.11 Momen tahap 5 61 Gambar 4.12 Momen tahap 6 62 Gambar 4.13 Momen tahap 7 62
viii
Gambar 4.14 Momen tahap 8 Gambar 4.15 Momen tahap 9 Gambar 4.16 Momen tahap 10 Gambar 4.17 Momen tahap 11 Gambar 4.18 Momen tahap 12 Gambar 4.19 Momen tahap 13 Gambar 4.20 Gaya geser tahap 1 Gambar 4.21 Gaya geser tahap 2 Gambar 4.22 Gaya geser tahap 3 Gambar 4.23 Gaya geser tahap 4 Gambar 4.24 Gaya geser tahap 5 Gambar 4.25 Gaya geser tahap 6 Gambar 4.26 Gaya geser tahap 7 Gambar 4.27 Gaya geser tahap 8 Gambar 4.28 Gaya geser tahap 9 Gambar 4.29 Gaya geser tahap 10 Gambar 4.30 Gaya geser tahap 11 Gambar 4.31 Gaya geser tahap 12 Gambar 4.32 Gaya geser tahap 13 Gambar 4.33 Gaya normal tahap 1 Gambar 4.34 Gaya normal tahap 2 Gambar 4.35 Gaya normal tahap 3 Gambar 4.36 Gaya normal tahap 4 Gambar 4.37 Gaya normal tahap 5 Gambar 4.38 Gaya normal tahap 6 Gambar 4.39 Gaya normal tahap 7 Gambar 4.40 Gaya normal tahap 8 Gambar 4.41 Gaya normal tahap 9 Gambar 4.42 Gaya normal tahap 10 Gambar 4.43 Gaya normal tahap 11 Gambar 4.44 Gaya normal tahap 12 Gambar 4.45 Gaya normal tahap 13 Gambar 4.46 Gambar momen lentur Gambar 4.47 Gambar gaya geser Gambar 4.48 Gambar gaya normal Gambar 4.49 Grafik perilaku pelengkung akibat momen lentur Gambar 4.50 Grafik perilaku pelengkung akibat gaya geser Gambar 4.51 Grafik perilaku pelengkung akibat gaya normal Gambar 4.52 Diagram perbandingan momen Gambar 4.53 Diagram perbandingan gaya geser Gambar 4.54 Diagram perbandingan gaya normal Gambar 4.55 Perbandingan tegangan pada serat atas Gambar 4.56 Perbandingan tegangan pada serat bawah Gambar A.1 Respon spectrum wilayah gempa 3 Gambar A.2 Peta daerah gempa untuk koefisien gempa dasar
ix
62 63 63 63 64 64 65 65 65 66 66 66 67 67 67 68 68 68 69 70 70 70 71 71 71 72 72 72 73 73 73 74 75 75 75 80 80 81 82 83 83 85 85 91 92
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Faktor beban pada keadaan batas ultimate Tabel 2.2 Kombinasi beban ultimate Tabel 4.1 Hasil analisis momen pada pelengkung tengah Tabel 4.2 Hasil analisis gaya geser pada pelengkung tengah Tabel 4.3 Hasil analisa gaya normal pada pelengkung tepi Tabel 4.4 Hasil analisa dengan analisa konvensional Tabel 4.5 Hasil analisa tegangan serat atas Tabel 4.6 Hasil analisa tegangan serat bawah Tabel 4.7 Hasil analisa tegangan geser Tabel 4.8 Hasil analisa lendutan Tabel 4.9 Perbandingan nilai momen Tabel 4.10 Perbandingan nilai gaya geser Tabel 4.11 Perbandingan nilai gaya normal Tabel A.3 Kecepatan angin rencana (Vw) Tabel A.4 Berat isi dan kerapatan masa untuk berat sendiri Tabel B.1 Hitungan tegangan analisis konstruksi bertahap Tabel B.1 Hitungan tegangan analisis konstruksi bertahap-lanjutan Tabel B.2 Hitungan tegangan analisis konvensional Tabel B.2 Hitungan tegangan analisis konvensional-lanjutan
x
19 19 65 70 75 77 77 78 78 79 79 80 91 91 92 94 95 96 97
