6 Analisis dan output program komputer 6.1 Kombinasi Pembebanan

III.5 Pemodelan Struktur Dari data yang diperoleh dari lapangan jembatan pelengkung Karimun didesain menggunakan baja tampang box dan Baja Konvensional Penampang WF . Panjang jembatan pelengkung Karimun yaitu 67,5 m. Jembatan pelengkung Karimun di bangun di wilayah zona gempa 4 dengan kondisi tanah sedang.Pemodelan jembatan menggunakan program SAP 2000 v 14.2 dimana pada pemodelan gelagar melintang menggunakan penampang non prismatis. III. 6 Analisis dan output program komputer III.6.1 Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan dihitung berdasarkan beberapa aksi yang bekerja secara bersama dan kemungkinan memberikan pengaruh yang maksimum terhadap keseluruhan struktur jembatan.Kombinasi pembebanan yang digunakan mengacu pada peraturan RSNI T 02-2005 tentang pembebanan struktur jembatan.Kombinasi pembebanan pada jembatan ini digunakan untuk mendapatkan kondisi yang menghasilkan nilai terbesar untuk beberapa syarat yang diberikan yaitu kelayakan struktur yaitu daya layan yang dibatasi oleh lendutan maksimum pada tengah bentang sebesar L 800 serta pada saat kondisi ultimit. Kombinasi pembebanan yang digunakan pada penelitian tentang jembatan pelengkung ini menggunakan kombinasi pembebanan pada keadaan batas daya layan dan keadaan batas ultimit.Batas daya layan adalah kemampuan material struktur dalam menerima beban yang bekerja.Keadaan batas ultimit adalah kemampuan material struktur dalam menahan beban yang diteria dengan Universitas Sumatera Utara mengalikan terhadap faktor beban dan didapat tegangan yang terjadi pada material struktur setara dengan tegangan leleh.memiliki enam kombinasi pembebanan baik dalam keadaan batas daya layan dan batas ultimit. a. Kombinasi beban batas daya layan Pada keadaan batas daya layan aksi transien bisa terjadi lebih dari satu secara bersamaan. Kombinasi beban yang lazim bisa dilihat pada tabel dibawah ini Tabel 3.1 Kombinasi pembebanan untuk batas daya layan Anonim 1, 2005 Tabel 3.2 Faktor kombinasi pembebanan untuk keadaan batas daya layan Aksi Kombinasi daya layan 1 2 3 4 5 6 Aksi permanen Berat sendiri 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Berat mati tambahan 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Aksi transien Beban D 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Gaya rem 1.0 0.7 0.5 0.5 0.7 Beban pejalan kaki 1.0 0.5 Beban angin 1.0 1.0 1.0 1.0 Kombinasi primer Aksi tetap + satu aksi transien Kombinasi sekunder Kombinasi primer + 0.7 x satu aksi transien lainnya Kombinasi tersier Kombinasi primer + 0.5 x dua atau lebih aksi transien lainnya Universitas Sumatera Utara Aksi khusus Beban gempa b. Kombinasi beban keadaan ultimit Kombinasi pada keadaan ultimit biasanya terdiri dari sejumlah aksi tetap dengan satu aksi transien. Khusus untuk gaya rem bisa digabungkan dengan beban “ D “ dan bisa dianggap satu aksi untuk kombinasi beban. Beberapa aksi mungkin dapat terjasi pada tingkat daya layan pada waktu yang sama dengan aksi lainnya yang terjadi pada tingkat ultimit. Pada keadaan batas ultimit tidak diadakan aksi transien lain untuk kombinasi dengan aksi gempa. Tabel 3.3 Faktor kombinasi pembebanan untuk keadaan batas ultimit Aksi Kombinasi ultimit 1 2 3 4 5 6 Aksi permanen Berat sendiri 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 Berat mati tambahan 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 Aksi transien Beban D 1.8 1.0 1.0 1.0 1.0 Gaya rem 1.8 1.0 1.0 1.0 Beban pejalan kaki 1.8 1.0 Beban angin 1.0 1.0 1.2 1.0 Aksi khusus Beban gempa 1.0 III.6.2 Analisis dengan program komputer SAP2000 V 14 Universitas Sumatera Utara Dengan input dimensi awal dan data-data perencanaan yang telah dibahas di subbabsebelumnya. Dari setiap kombinasi pembebanan menghasilkan gaya-gaya dalam momen, gaya lintang dan gaya normal hasil perhitungan program SAP2000 dan pengecekan dimensi masing-masing penampang. Hasil gaya-gaya dalam yang diperoleh dilakukan analisa terhadap batang tarik, batang tekan dan komponen struktur tekan yang terjadi pada bagian pelengkung arch jembatan dan balok memanjang tie girder sesuai dengan peraturan SNI yaitu RSNI T-03-2005. III.6.3 Pembebanan jembatan Pembebanan jembatan mengikuti peraturan RSNI T – 02 – 2005 tentang peraturan pembebanan jembatan.Pembebanan pada jembatan leho Karimun mengacu pada peraturan pembebanan jembatan yaitu RSNI T-02- 2005.Pemodelan kondisi pembebanan pada jembatan Karimun menggunakan software SAP 2000 v 14.2. Dalam RSNI T-02-2005 beban-beban yang terjadi dapat dibedakan menjadi beban tetap, beban lalu lintas, aksi lingkungan dan beban –beban lain yang dianggap mempengaruhi. 1. Aksi dan beban tetap Aksi dan beban tetap yang terjadi pada jembatan Leho Karimun dapat dibedakan menjadi berat mati sendiri jembatan dan beban mati tambahan. a. Berat mati sendiri Berat mati sendiri penampang yang terdiri dari pelengkung Arch rib, balok memanjang tie girder, lantai jembatan dan trotoar, balok melintang, penggantung hangers, ikatan angin bracing.Untuk berat mati sendiri Universitas Sumatera Utara penampang-penampang diatas dihitung secara otomatis menggunakan software SAP 2000 v 14.2. b. Berat mati tambahan Berat mati tambahan yang dihitung pada jembatan pelengkug Karimun meliputi beban lapisan aspal, tiang sandaran, kerb.Dimana pada beban mati tambahan tidak dapt dihitung secara otomatis oleh program SAP 2000 v 14.2.oleh karena itu nilai-nilai dari beban mati tambahan tersebut harus dihitung dan dimasukkan secara manual ke dalam program SAP 2000 v 14.2. Adapun perhitungan dari beban mati tambahan tersebut yaitu: - Lapisan aspal dengan tebal 5 cm Qaspal = tebal aspal x berat jenis aspal = 0,05 m x 22 KN m 3 = 1,1 KN m 2 - Berat Kerb Tinggi kerb = 250 mm Lebar kerb = 300 mm Jarak antar gelagar melintang = 4873 mm Jarak antar gelagar melintang = 4820 mm Luas penampang Kerb = 0,25 x 0, 3 = 0,075 m 2 Q kerb = luas penampang kerb x 0,5 jarak gelagar melintang x berat jenis beton bertulang Q kerb = 0,075 m 2 x 2,4365m x 24 KN m 3 = 4,38 KN Universitas Sumatera Utara Untuk jarak gelagar melintang = 4820 mm maka berat kerb yaitu : Q kerb = luas penampang keb x 0,5 jarak gelagar melintang x berat jenis beton bertulang Q kerb = 0,075 m 2 x 4,8465 m x 24 KN m 3 = 8,7237 KN Untuk jarak gelagar melintang = 4820 mm maka berat kerb yaitu : Q kerb = luas penampang keb x 0,5 jarak gelagar melintang x berat jenis beton bertulang Q kerb = 0,075 m 2 x 4,82 m x 24 KN m 3 = 8,676 KN Berat Kerb diatas trotoar Tinggi kerb = 250 mm Lebar kerb = 200 mm Jarak antar gelagar melintang = 4873 mm Jarak antar gelagar melintang = 4820 mm Luas penampang Kerb = 0,25 x 0,2 = 0,05 m 2 Q kerb = luas penampang keb x 0,5 jarak gelagar melintang x berat jenis beton bertulang Q kerb = 0,05 m 2 x 2,4365m x 24 KN m 3 = 2,92 KN Untuk jarak gelagar melintang = 4820 mm maka berat kerb yaitu : Q kerb = luas penampang kerb x 0,5 jarak gelagar melintang x berat jenis beton bertulang Universitas Sumatera Utara Q kerb = 0,05 m 2 x 4,8465 m x 24 KN m 3 = 5,82 KN Untuk jarak gelagar melintang = 4820 mm maka berat kerb yaitu : Q kerb = luas penampang keb x 0,5 jarak gelagar melintang x berat jenis beton bertulang Q kerb = 0,05 m 2 x 4,82 m x 24 KN m 3 = 5,784 KN - Berat Sandaran Railing atau sandaran merupakan pagar untuk pengamanan pengguna jembatan khususnya pejalan kaki. Railing atau tiang sandaran biasanya berdiri diatas trotoar. Pada kasus jembatan pelengkung Karimun sandaran atau railing terdiri dari :  Empat 4 buah pipa pegangan atas dengan ukuran diameter pipa 76,2 mm x 3,2 mm dan dipasang disepanjang jembatan. Dimana pipa pegangan atas memiliki berat untuk 4 buah yaitu 5,75 kg m.  Empat 4 buah pipa pegangan bawah dengan ukuran diameter pipa 60,3 mm x 3,2 mm dan dipasang disepanjang jembatan. Dimana pipa pegangan atas memiliki berat untuk 4 buah yaitu 4,51 kg m.  Batang baja vertikal diameter 12 mm BJTP 240 dengan panjang 750 mm  Baja siku L 60 x 60 x 6 panjang 6 m  Baut sebanyak 360 buah M12 x 40 Berat sandaran yang terjadi yaitu : Universitas Sumatera Utara Q pipa atas = berat satu pipa x 0,5 jarak gelagar melintang = 0,02875 KN mx 2, 4365 m = 0,07 KN Q pipa bawah = berat satu pipa x 0,5 jarak gelagar melintang = 0,02255 KN mx 2, 4365 m = 0,05 KN Q baja siku = berat baja siku x tinggi tiang sandaran = 0,0542 KN mx 1,1 m = 0,06 KN Q baja vertikal = luas baja vertikal x berat jenis baja x tinggi baja vertikal x jumlah baja vertikal = 1 4 x  x 0,012 2 x 7850 kg m 3 x 0,92 m x 18 buah = 0,15 KN Jadi berat sandaran yang didapat sebesar 0,33 KN 2. Beban aksi transien Beban aksi transien yaitu beban yang terjadi akibat adanya pembebanan yang sementara dan terjadi berulang-ulang. Beban aksi transien yang diperhitungkan dalam kasus jembatan Leho Karimun ini meliputi beba n “D”, beban truk, gaya rem dan pembebanan untuk pejalan kaki a. Pembebanan lajur “D” Pembebanan lajur “D” terdiri dari dua yaitu beban terbagi merata UDL dan beban garis KEL. - Beban terbagi merata UDL Universitas Sumatera Utara Untuk bentang jembatan pelengkung Karimun sepanjang 67,5 meter maka besarnya nilai beban terbagi rata ditetapkan dengan menggunakan rumus : q1 = 9 x 0,5 + 15 q1 = 9 x 0,5 + 15 67,5 q1 = 6,5 KN m 2 x 4,82 m = 31,33 KN m - Beban garis terpusat KEL Beban garis terpusat KEL memiliki nilai intensitas sebesar p KN mdan harus diletakkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas pada jembatan tersebut. Dimana besarnya p adalah 49 KN m. Pada beban garis memiliki faktor beban dinamis FBD sebesar: FBD = 0,4 – 0,0025 L – 50 = 0,4 – 0,002567,5-50 = 0,36 Maka didapat nilai dari beban garis yaitu q2 = 49 x 1 + FBD = 49 KN m x 1 + 0,36 = 66,64 KN m b. Beban truk “ T “ Menurut RSNI T 02 -2005 Pembebanan truk T terdiri dari kendaraan truk semi-trailer yang mempunyai susunan dan berat as seperti terlihat pada Gambar dibawah ini. Berat dari masing-masing as disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.1 Pembebanan truk “T” 500 kN Anonim 1, 2005 Dalam perhitungan beban truk maka faktor beban dinamis yang diambil sebesar 30 beban T. maka didapat hasil untuk perhitungan beban truk yaitu : Beban truk “ T “ = T x 1+FBD Pembebanan truk yang diakibatkan adanya tekanan oleh ban depan = 25 x 1,3 = 32,5 KN Pembebanan truk yang diakibatkan adanya tekanan oleh ban belakang = 112,5 x 1,3 = 146,25 KN c. Gaya rem Gaya rem bekerja diarah memanjang jembatan dan akibat dari gaya rem adan traksi harus ditinjau kedua jurusan lalu lintas. Berdasarkan RSNI T- 02-2005 Pengaruh ini diperhitungkan senilai dengan gaya rem sebesar 5 dari beban lajur D yang dianggap ada pada semua jalur lalu lintas Universitas Sumatera Utara tanpa memperhitungkan faktor beban dinamis dan dalam satu jurusan. Gaya rem tersebut dianggap bekerja horisontal dalam arah sumbu jembatan dengan titik tangkap setinggi 1,8 m di atas permukaan lantai kendaraan. q = 6,5 KN p = 49 KN m’ L = 67,5 m n = 14 joint T = 5 x q x L + p = 5 x 6,5 x 67,5 + 49 = 24,387 KN m Beban rem T rem = 24,387KN m 15 = 1,626KN m d. Beban Pejalan Kaki T TP Beban akibat pejalan kaki pada jembatan diambil berdasarkan pada peraturan RSNI T-02-2005 diperoleh : Panjang jembatan = 67,5 meter Lebar trotoar = 1 meter Tebal trotoar = 0,15 meter Jumlah trotoar = 2 buah Luas areal yang dibebani pejalan kaki : A = lebar trotoar x panjang jembatan = 1 m x 67,5 m = 67,5 m 2 Universitas Sumatera Utara Beban hidup merata pada trotoar : Untuk A ≤ 10 m 2 : q = 5 kPa Untuk 10 m 2 A ≤100 m 2 : q = 5 - 0.033 x A - 10 kPa Untuk A 100 m 2 : q = 2 kPa Dari luas areal yang didapat yaitu sebesar 67, 5 m 2 maka nilai beban pejalan kaki T TP yaitu : Untuk 10 m 2 A ≤100 m 2 : q = 5 – 0,033 x A - 10 kPa = 5 – 0,033 x 67,5 – 10 = 3,1025 kPa = 3,1025 KN m 2 : 14 = 0.22 KN m 2 3. Beban lingkungan Beban lingkungan yang diperhitungkan dalam penelitian jembatan pelengkung karimun yaitu beban angin dan beban gempa - Beban angin Beban angin yang terjadi pada jembatan meliputi kontak langsung terhadap struktur utama jembatan yaitu struktur pelengkung arch ribs dan balok memanjang tied beam serta kontak tidak langsung beban angin terhadap kendaraan dan beban angin yang tersalur ke lantai jembatan. Dengan ketentuan yang berlaku yaitu : V w = 35 m s ; dengan lokasi sampai dengan 5 km dari pantai C w = 1,2 ; nilai koefisien seret Ab = luas bidang samping jembatan m 2 Universitas Sumatera Utara Beban angin yang terjadi kontak langsung dengan balok memanjang jembatan untuk nilai b = 1,45 m T EW = 0,0006 x C w x V w 2 x Ab = 0,0006 x 1,2 x 35 2 x 1,45 = 1,278 KN m Beban angin yang terjadi pada kabel penggantung dengan diameter 30.4 mm yaitu: Ab = 0,005 x 17,49 = 0,087 m 2 x 30 = 0,02 m 2 T EW = 0,0006 x C w x V w 2 x Ab = 0,0006 x 1,2 x 35 2 x 0,02 = 0,02 KN Beban angin yang terjadi kontak langsung dengan struktur pelengkung jembatan T EW = 0,0006 x C w x V w 2 x Ab = 0,0006 x 1,2 x 35 2 x 0,95 = 0,8379 KN m Beban garis merata tambahan arah horisontal pada permukaan lantai jembatan akibat angin yang meniup kendaraan di atas jembatan dihitung dengan rumus : T EW = 0,0012 x C w x V w 2 = 0,0012 x 1,2 x 35 2 = 1,764 kN m Bidang vertikal yang ditiup angin merupakan bidang samping kendaraan dengan tinggi 2.00 m di atas lantai jembatan. h = 2.00 m Universitas Sumatera Utara Jarak antara roda kendaraan x = 1.75 m Transfer beban angin ke lantai jembatan, T EW = ½ x h x T EW ] T’ EW = 0,5 x 2  1,75 x 1,764 T EW = 1.008 kNm Gambar 3.2 Aksi gaya angin terhadap kendaraan Anonim 2 , 2005 - Beban gempa Besarnya beban gempa yang terjadi diperhitungkan dengan menggunakan metode response spectrum.Metode response spectrum digunakan karena tipe jembatan merupakan tipe jembatan khusus sehingga diperlukan analisa secara dinamis dalam perhitungan beban gempa. Jembatan pelengkung Karimun berada pada Zona 4 dengan nilai C = 0,15 Universitas Sumatera Utara Gambar 3.3 Koefisien geser dasar C elastis untuk analisis dinamis, periode ulang 500 tahun Anonim 3 : 2008 Universitas Sumatera Utara

BAB IV PEMBAHASAN