TUGAS AKHIR
PERENCANAAN VARIASI RANGKA BAJA PADA JEMBATAN TANJUNG SELAMAT MEDAN (STUDI KASUS)
Disusun Oleh : STEPHANY G. SURBAKTI 11 0404 059
Dosen Pembimbing : Ir. Sanci Barus, MT 19520901 198112 1 001
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Jembatan berperan penting dalam pembangunan ekonomi suatu daerah dengan menyebarkan pusat-pusat ekonomi. Seiring dengan berkembangnya zaman maka pembangunan sarana transportasi seperti jembatan akan meningkat. Di Indonesia sendiri jembatan tipe rangka baja mulai banyak diminati. Jembatan rangka baja dinilai lebih efisien karena mempunyai kemampuan untuk mendistribusikan beban-beban yang ada keseluruh bagian rangka. Jembatan rangka baja memiliki variasi yang sangat beragam. Variasi rangka akan mempengaruhi berat material baja yang akan digunakan pada konstruksi jembatan. Pada penelitian ini, peneliti akan membahas mengenai beberapa variasi rangka baja yang
disesuaikan pada karakterisitik Jembatan Tanjung Selamat
Medan. Perhitungan beban pada jembatan berdasarkan acuan Pedoman Pembebanan Jembatan Jalan Raya 1987 yang kemudian beban tersebut akan dimasukkan kedalam program SAP 2000. Dari program tersebut maka didapatkan gaya normal yang terjadi pada rangka baja yang selanjutnya akan digunakan pada pendimensian profil baja menggunakan metode ASD (Allowable Strength Design). Setelah itu maka akan didapatkan berat total rangka baja untuk setiap variasi yang telah ditetapkan. Berdasarkan hasil analisa awal dan akhir maka akan ditarik kesimpulan variasi rangka manakah yang dinilai lebih efisien dari segi berat material baja terhadap karakteristik Jembatan Tanjung Selamat Medan. Dengan kesimpulan ini diharapkan bisa menjadi masukan untuk perencanaan jembatan rangka baja di kemudian hari.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Puji dan Syukur peneliti panjatkan kehadirat Allah, Tuhan Yang Maha Pengasih, atas rahmat dan berkat-Nya peneliti dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Perencanaan Variasi Rangka Baja Pada Jembatan Tanjung Selamat Medan”. Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, arahan dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak. Untuk semua itu, peneliti menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya dan ucapan terimakasih yang tulus kepada : 1. Bapak Ir. Sanci Barus, M.T, selaku Dosen Pembimbing yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, saran serta motivasi kepada peneliti untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan dan Ir. Robert Panjaitan selaku Dosen Pembanding saya yang telah memberikan waktu dan tenaga didalam penyusunan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan,selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Ir. Syahrizal, M.T, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Kepada pegawai administrasi dan pegawai-pegawai Departemen Teknik Sipil USU lainnya. 6. Keluarga yang sangat saya cintai yang telah memberikan saya pengajaran, doa, semangat serta kasih sayang didalam setiap perjalanan hidup saya.
Medan, Oktober 2015
Stephany Gloria Surbakti 11 0404 059
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI ABSTRAK
.................................................................................................. i
KATA PENGANTAR ..................................................................................... ii DAFTAR ISI .................................................................................................. iv DAFTAR TABEL ............................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii DAFTAR NOTASI .......................................................................................... x BAB I
PENDAHULUAN .................................................................... 1
1.1
Latar Belakang.......................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah .................................................................. 2
1.3
Tujuan ....................................................................................... 3
1.4
Manfaat ..................................................................................... 3
1.5
Pembatasan Masalah ................................................................ 3
1.6
Metodologi Pembahasan .......................................................... 4
1.7
Flowchart .................................................................................. 5
BAB II
PERATURAN PERENCANAAN ........................................... 7
2.1
Klasifikasi Jembatan Rangka Baja ........................................... 7
2.2
Bagian-bagian Jembatan Rangka Baja ........................................10
2.3
2.2.1
Konstruksi Bangunan Atas (Superstructure) .....................10
2.2.2
Konstruksi Bangunan Bawah (Substructure) .....................17
Beban Jembatan ...........................................................................17 2.3.1
Beban Mati (Berat Sendiri) ................................................18
2.3.2
Beban Hidup (Beban Kendaraan) ......................................19
2.3.3
Beban Angin ......................................................................22
2.3.4
Kejut ...................................................................................24
Universitas Sumatera Utara
2.4
2.5 BAB III
Persamaan Perencanaan...............................................................25 2.4.1
Batang Tarik .......................................................................25
2.4.2
Batang Tekan .....................................................................26
Perencanaan Gelagar Komposit ..................................................28 PENGAMBILAN DAN PENYAJIAN DATA ...........................30
3.1
Posisi Jembatan ...........................................................................30
3.2
Geometris Jembatan ....................................................................30
3.3
Mutu Bahan .................................................................................31
BAB IV
PERENCANAAN DIMENSI JEMBATAN ...............................32
4.1
Perencanaan Lantai Jembatan .....................................................32
4.2
Perencanaan Gelagar Jembatan ..................................................32 4.2.1
Gelagar Memanjang ...........................................................32
4.2.2
Gelagar Melintang..............................................................37
4.3
Kombinasi Beban ........................................................................56
4.4
Dimensi Rangka Baja Jembatan Warren Truss ...........................56
4.5
4.6
4.4.1
Batang Atas ........................................................................56
4.4.2
Batang Bawah ....................................................................58
4.4.3
Batang Diagonal .................................................................60
Dimensi Rangka Baja Jembatan Howe Truss ..............................65 4.5.1
Batang Atas ........................................................................65
4.5.2
Batang Bawah ....................................................................67
4.5.3
Batang Diagonal .................................................................69
Dimensi Rangka Baja Warren with Verticals Truss....................75
Universitas Sumatera Utara
BAB V
4.6.1
Batang Atas ........................................................................75
4.6.2
Batang Bawah ....................................................................77
4.6.3
Batang Diagonal .................................................................79
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................129
5.1
Kesimpulan ..................................................................................129
5.2
Saran ............................................................................................130
DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL BAB I Tidak terdapat tabel BAB II Tabel 2.1
Berat Satuan Material ............................................................... II-19
BAB III Tidak terdapat tabel BAB IV Tabel 4.1
Rekapitulasi Beban pada Jembatan ..................................... IV-55
Tabel 4.2
Dimensi Batang Tarik Warren Truss .................................. IV-64
Tabel 4.3
Dimensi Batang Tekan Warren Truss ................................. IV-65
Tabel 4.4
Dimensi Batang Tarik Howe Truss ..................................... IV-73
Tabel 4.5
Dimensi Batang Tekan Howe Truss .................................... IV-74
Tabel 4.6
Dimensi Batang Tarik Warren with Verticals Truss ........... IV-85
Tabel 4.7
Dimensi Batang Tekan Warren with Verticals Truss .......... IV-86
Tabel 4.8
Dimensi Batang Tarik-Tekan Warren with Verticals Truss IV-87
Tabel 4.9
Daftar Berat Rangka Jembatan Warren Truss ..................... IV-89
Tabel 4.10
Daftar Berat Rangka Jembatan Howe Truss ........................ IV-91
Tabel 4.11
Daftar Berat Rangka Jembatan Warren Truss with Verticals IV-93
Tabel 4.12
Daftar Berat Rangka Jembatan Tanjung Selamat Medan.... IV-95
BAB V Tidak terdapat tabel
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
BAB I Tidak terdapat gambar
BAB II Gambar 2.1
Jembatan Lantai Bawah .......................................................... II-8
Gambar 2.2
Jembatan Lantai Atas ............................................................. II-9
Gambar 2.3
Jembatan Rangka Tipe Warren with Verticals ....................... II-9
Gambar 2.4
Jembatan Rangka Tipe Howe ................................................. II-9
Gambar 2.5
Jenis Dek Gelombang Lantai Jembatan ................................. II-13
Gambar 2.6
Intensitas Beban “D” .............................................................. II-20
Gambar 2.7
Distribusi Beban “D” untuk Lebar Penampang Jembatan ..... II-21
Gambar 2.8
Distribusi Beban “T” .............................................................. II-22
BAB III Tidak terdapat gambar
BAB IV Gambar 4.1
Penampang Gelagar Memanjang ......................................... IV-35
Gambar 4.2
Penampang Gelagar Memanjang ......................................... IV-36
Gambar 4.3
Pola Pembebanan pada Gelagar Melintang ......................... IV-37
Gambar 4.4
Distribusi Beban pada Gelagar Melintang .......................... IV-38
Gambar 4.5
Distribusi Beban Hidup Merata ........................................... IV-40
Gambar 4.6
Penampang Gelagar Melintang ........................................... IV-41
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7
½ Tinggi Penampang Gelagar Melintang ............................ IV-42
Gambar 4.8
Potongan Antar Gelagar Memanjang .................................. IV-44
Gambar 4.9
Potongan Penampang Komposit.......................................... IV-47
Gambar 4.10 Penampang Dek Baja dan Tinggi Stud ................................ IV-48 Gambar 4.11 Pemasangan Stud pada Gelagar Melintang ......................... IV-49 Gambar 4.12 Beban Angin pada Kendaraan ............................................. IV-53
BAB V Tidak terdapat gambar
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI Ab
luas bagian samping jembatan
α
faktor distribusi
Cw
koefisien seret
DL
beban mati
Dmax
gaya lintang maksimum
δmax
lendutan maksimum
E
modus elastisitas baja
Ec
elastisitas beton
Es
elastisitas baja
fc’
tegangan tekan beton
hr
tinggi nominal gelombang pelat baja berprofil
Hs
tinggi penghubung geser jenis paku
Ikomp
momen inersia pada saat komposit
imin
jari-jari girasi minimum
K
koefisien kejut
λ
jarak antar gelagar melintang
Universitas Sumatera Utara
Lk
panjang tekuk
LL
beban hidup
Mmax
momen maksimum
n
rasio elastisitas baja-beton
n
jumlah stud (paku)
ω
faktor tekuk
P
beban garis
P
beban terpusat
q
beban hidup terbagi rata
q
beban terbagi rata
Q
kekuatan 1 paku
ϕ
diameter stud (paku)
rs
faktor reduksi
s’
jarak antar gelagar
tb
tebal pelat beton
σ
tegangan dasar
τ
tegangan geser
Universitas Sumatera Utara
Vhc
gaya geser horizontal pada beton
Vhs
gaya geser horizontal pada baja
Vw
kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang
ditinjau WL
beban angin
wr
lebar efektif gelombang pelat baja berprofil
Ybkomp
jarak garis netral bagian bawah penampang komposit
Yc
jarak antara serat teratas beton sampai garis netral
Yd
jarak titik berat pelat beton terhadap serat terbawah
Ys
jarak antara serat teratas baja sampai garis netra
Ytkomp
jarak garis netral bagian atas penampang komposit
Universitas Sumatera Utara
