ITS Undergraduate 16927 3108100621 Paper

MODIFIKASI PERENCANAAN JEMBATAN
BUSUR RANGKA BAJA
DENGAN LANTAI KOMPOSIT,
DI KOTA
Nama : Herlambang Tinton P
Pembimbing : Ir. Djoko Irawan
Abstrak

Jembatan merupakan suatu struktur
bangunan yang berfungsi untuk menyatukan jalan
yang terputus oleh rintangan, misalnya sungai,
rawa, dll. Dalam penyusunan Tugas akhir ini di
rencanakan jembatan rangka busur baja yang
melintasi sungai barito, Palangkaraya – Kalimantan
Tengah dengan bentang total 300 m. bentang utama
180 m dan bentang sekunder 120 m.
Peraturan pembebanan yang dipakai untuk
merencanakan jembatan ini mengacu pada RSNI
2005 yang merupakan pedoman peraturan untuk
merencanakan sebuah jembatan. Adanya peraturan
pembebanan dimaksudkan untuk memberikan saran

dalam perencanaan jembatan di Indonesia yang
dapat menjamin tingkat keamanan, dan tingkat
penghematan yang dapat diterima struktur
jembatan. Sedangkan perencanaan struktur atas
jembatan mengacu pada peraturan AISC – LRFD.
Tahap
awal
perencanaan
adalah
perhitungan lantai kendaraan dan trotoar.
Kemudian
dilakukan
perencanaan
gelagar
memanjang dan melintang, sekaligus perhitungan
shear connector. Memasuki tahap konstruksi
pemikul utama, dilakukan perhitungan beban –
beban yang bekerja, kemudian dianalisa dengan
menggunakan program SAP 2000. Setelah
didapatkan gaya – gaya dalam yang bekerja

dilakukan perhitungan kontrol tegangan dan
perhitungan sambungan. Bersamaan dilakukan
perhitungan konstruksi pemikul utama juga
dilakukan perhitungan konstruksi sekunder yang
meliputi ikatan angin atas, bawah, dan portal akhir.
Kemudian memasuki tahap akhir dari perencanaan
struktur atas dilakukan perhitungan dimensi
perletakan. Setelah selesai analisa dari struktur atas
jembatan, dilakukan analisa perencanaan struktur
bawah jembatan (abutment).
Dari hasil perencanaan didapatkan profil
yang dipakai dalam jembatan :
Batang Busur menngunakan 2 WF500.375.16.32;
Batang Tarik 2WF500.500.19.32;Batang vertikal
dan diagonal WF500.250.9.12; Batang horisontal
WF250.250.6.9 ; Batang penggantung WF
500.200.6.9; Ikatan angin atas WF 250 x 250 x 6 x 9
; Ikatan angin bawah WF 300 x 275 x 9 x 14.
Perletakan menggunakan Sendi dan Rol baja.
Pondasi menggunakan tiang pancang.

1)

PALANGKARAYA – KALIMANTAN TENGAH
LATAR BELAKANG

Sungai Barito merupakan salah satu sungai besar
di Palangkaraya – Kalimantan Tengah. Penduduk
setempat memanfaatkan sungai tersebut sebagai tempat
untuk melakukan transaksi perdagangan, dimana
perdagangan dilakukan diatas perahu. Sungai Barito ini
mempunyai lebar 300 m, diatas sungai tersebut terdapat
sebuah jembatan beton bertulang. Jembatan tersebut
menghubungkan antara Kabupaten Barito Utara dengan
Barito Selatan. Karena jembatan tersebut tidak dapat
dilewati ponton dan sudah termakan usia, maka
Pemerintah setempat mengganti jembatan tersebut
dengan jembatan baru. Masyarakat setempat juga
menginginkan sebuah jembatan yang dapat dijadikan
simbol bagi daerahnya.

Perencanaan jembatan baru ini dipilih jembatan
tipe rangka busur baja. Hal ini dikarenakan jembatan
bentuk rangka busur baja dapat mengurangi momen lentur
yang terjadi sehingga dapat menghemat penggunanan
material (D.Johnson,1980) . Selain itu rangka busur baja
juga mempunyai nilai estetika yang tinggi serta lebih
efektif memikul beban ( Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, 2007
). Serta material baja mempunyai kuat tarik dan kuat
tekan yang tinggi daripada bahan lainnya.
Jembatan baru ini direncanakan dengan bentang
total 300 m dan dibagi menjadi 5 bentang. Panjang
bentang utama adalah 180 m, panjang bentang yang lain
masing – masing adalah 30 m. Jembatan ini
direncanakan 2 lajur 2 arah, lebar setiap lajur adalah 4,00
m dan lebar trotoar 1m. Jembatan ini direncanakan
dengan lantai kendaraan komposit.

2) RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah yang terdapat dalam
pengerjaan Tugas Akhir ini adalah :

a. Bagaimana
merencanakan
lantai
kendaraan?
b. Bagaimana
merencanakan
gelagar
memanjang dan melintang?
c. Bagaimana merencanakan Rangka Utama
dan Ikatan Angin?
d. Bagaimana merencanakan sambungan?
e. Bagaimana merencanakan abutment.?
f. Bagaimana merencanakan pondasi yang
sesuai dengan tanah setempat?
g. Bagaimana mengontrol kekuatan dan
kestabilan struktur?
h. Bagaimana menuangkan hasil bentuk
desain dan analisa ke dalam bentuk gambar
teknik ?

1

3)

TUJUAN
Dari rumusan masalah di atas, adapun tujuan
yang akan dicapai dalam penyusunan Tugas Akhir ini
adalah :
a. Merencanakan gelagar-gelagar induk.
b. Merencanakan lantai kendaraan.
c. Merencanakan ikatan angin.
d. Merencanakan sambungan pada profil
rangka baja.
e. Merencanakan abutment.
f. Merencanakan pondasi yang sesuai dengan
tanah setempat.
g. Mengontrol kekuatan dan kestabilan
struktur.
h. Menuangkan hasil perencanaan dalam
bentuk gambar.

4)

BATASAN MASALAH
Batasan masalah dalam pengerjaan Tugas Akhir
ini meliputi :
a. Tidak merencanakan bangunan pelengkap
jembatan.
b. Tidak membahas jembatan rangka batang
bentang 30 m, hanya jembatan busur rangka
bentang 180 m. ( gaya – gaya dari jembatan
rangka batang bentang 30 m diambilkan dari
tugas besar ).
c. Tidak merencanakan tebal perkerasan dan
desain jalan.
d. Tidak menghitung aspek ekonomis dari
biaya konstruksi jembatan.
e. Tidak membahas metode pelaksanaan.
f. Pengontrolan struktur dan penggambaran
menggunakan program bantu SAP 2000 dan

Auto Cad.

jembatan yang fungsinya menerima semua gaya –
gaya yang bekerja pada jembatan.
Pada prinsipnya konstruksi dari jembatan busur
dapat memberikan reaksi horizontal akibat beban
vertikal yang bekerja..Selain itu jembatan busur
dapat menerima momen lentur dan lebih efisien bila
di bandingkan dengan gelagar parallel. (Djoko
Irawan, 2007).
Untuk materialnya bahan baja masih menjadi
pilihan utama untuk jembatan dengan bentang yang
panjang, karena baja mempunyai nilai spesifik
strength yang besar dibanding material lainnya.
Selain itu baja mempunyai kekuatan yang tinggi dan
sama kuat pada batang tarik dan tekan.Oleh karena
itu baja adalah elemen struktur yang memiliki
batasan sempurna yang akan menahan beban jenis
tarik aksial, tekan aksial, dan lentur. Berat jenis baja
yang tinggi mengakibatkan baja tidak terlalu berat

jika dibandingkan dengan kapasitas bebannya (Dien
Ariestadi, 2006)
Jembatan pelengkung baja lebih efektif
digunakan untuk bentang 100-250 meter. Contohnya
adalah Jembatan Rumbai Jaya di Riau dengan
bentang utama 120 m, Jembatan Martadipura
Kalimntan Timur dengan bentang utama 200 meter,
Serta Jembatan Kahayan Kalimantan Tengah dengan
bentang utama 150 meter. (Tri Joko Waluyo , 2006).
Berdasarkan letak lantai kendaraanya jembatan
busur dapat di bedakan menjadi 3 macam, yaitu:
• Deck Arch
Salah satu jenis jembatan busur dimana letak
lantainya kendaraannya berada di atas konstruksi
jembatan. Busur. Jembatan ini mempunyai tinggi
ruang bebas yang besar.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 DEFINISI JEMBATAN

Jembatan merupakan bagian dari jalan raya dan
merupakan suatu konstruksi bangunan yang
bertujuan untuk menghubungkan antara jalan yang
satu dengan yang lain yang terputus oleh rintangan,
misalnya : sungai, rawa atau hal lain.
Konsep perencanaan struktur jembatan adalah
berdasarkan atas seni ( estetika ) dan konstruksi
jembatan itu sendiri. Berdasarkan dari fungsi
komperehensif, maka nilai maksimum dari suatau
jembatan akan ditentukan oleh:
• Biaya konstruksi
• Kemudahan pelaksanaan
• Estetika dan pertimbangan lingkungan
• Biaya pemeliharaan
Jembatan rangka busur baja adalah suatu struktur
jembatan dari pelengkung baja, dimana pelengkung
baja tersebut
merupakan rangka utama dari

Gambar 2.1 Jembatan tipe ” Deck Arch ”

•

Through Arch
Merupakan jenis lainnya, dimana letak daripada
lantai jembatan terdapat tepat di springline
busurnya.

Gambar 2.2 Jembatan tipe “ Through Arch ”

2

•

A Half – Through Arch
Merupakan salah satu jenis lainnya, dimana
lantai jembatan terletak di antara springline dan
bagian paling atas busur atau di tengah – tengah.
Pada umumnya, jembatan busur banyak yang
menggunakan tipe A Half – Through dan
Through Arch untuk menghindari agar pangkal
busurnya tidak terendam oleh air.

Gambar 2.3 Jembatan tipe ” A Half – Through Arch
“
Selain itu jenis penampang busur ada 3
yaitu :
•
•
•

Penampang dinding penuh
Penampang box
Penampang rangka batang ( Djoko
Irawan,2007)

Untuk model busur menebal ditengah, akan
memberikan kesan kokoh bagi penggunanya,
untuk busur yang mengecil ditengah akan
memberikan kesan langsing, dan untuk model
busur yang rata akan memberikan kesan tenang
pagi penggunanya.

2.2 ANALISA SISTEM RANGKA BAJA PADA
STRUKTUR JEMBATAN BUSUR RANGKA
BAJA
Rangka batang adalah susunan elemen – elemen
yang membentuk segitiga atau kombinasi segitiga,
sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak berubah
bentuknya ketika diberi gaya – gaya dari luar.
Prinsip utama yang mendasari penggunaan
rangka batang sebagai pemikul beban utama adalah
penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga
yang menghasilkan bentuk stabil. Pada struktur yang
stabil deformasi yang terjadi relatif kecil, dan lentur
tidak akan terjadi selama gaya – gaya luar berada
pada titik simpul (Dien Aristadi,2006).
Selain itu momen sekunder yang terjadi pada
rangka batang khususnya pada daerah sambungan
sangat kecil, sehingga kekuatan dari struktur rangka
baja dapat dijaga.
Pelengkung baja pada rangka busur baja adalh
struktur yang dibentuk oleh elemen garis yang
melengkung dan membentang antara dua titik.
Struktur ini biasanya terdiri atas potongan- potongan

yang mempertahankan posisinya akibat adanya
pembebanan. Kekuatan struktur pada pelengkung ini
sangat tergantung pada penyusunannya serta beban
yang akan bekerja padanya.

2.3 OPTIMASI
STRUKTUR
JEMBATAN
RANGKA BAJA DENGAN TEORI MAXWELL
DAN MITCHELL
Syarat-syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas
dari suatu struktur harus dipenuhi dalam
perencanaan struktur. Namun syarat-syarat lain
seperti estetika, arsitektur, dan keekonomisan
terkadang juga menjadi pertimbangan penting.
Syarat kekuatan, kekakuan, dan stabilitas bisa
diperoleh dari perhitungan konvensional, sementara
syarat estetika, arsitektur, dan keekonomisan suatu
struktur bisa ditinjau dari berbagai aspek. Dalam hal
syarat keekonomisan, untuk struktur baja dapat
diidentikan dengan volume minimum struktur.
Untuk itu perlu dilakukan optimasi pada struktur,
agar diperoleh struktur dengan volume material
minimum. Materi ini bertujuan untuk menentukan
tinggi optimum suatu jembatan rangka baja akibat
beban gravitasi, sehingga menghasilkan volume
profil baja yang minimum. Menurut Teori Maxwell
dan Mitchell, volume minimum dapat dicapai
dengan meminimumkan batang tarik atau batang
tekan pada struktur rangka, yang diaplikasikan
dalam analisa ini, di mana volume minimum
diperoleh dengan cara mendiferensialkan volume
total
terhadap
tinggi
jembatan
tersebut.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)

2.4 PERLETAKAN
UNTUK
JEMBATAN
BENTANG PANJANG
Jenis-jenis dari perletakan dapat berupa sendi,
rol, maupun rubber bearing pad. Umumnya
pembangunan jembatan bentang pendek
sekarang telah banyak menggunakan perletakan
dari rubber bearing pad. Tetapi perletakan untuk
jembatan yang memiliki bentang cukup panjang
perletakan jenis rubber bearing pad belum tentu
cocok. Hal ini di karenakan gaya yang terjadi
sangat besar yang memungkinkan perletakan
rubber bearing pad tidak mampu menahan gaya
yang terjadi. Untuk mengatasi hal itu perletakan
sendi rol dengan roda lebih dari satu pada sisi rol
mungkin lebih tepat di gunakan.
Fungsi utama dari perletakan :
- Menerima beban berat sendiri jembatan dan
lalu lintas, melalui balok pemikulnya.
- Meneruskan beban tersebut ke bangunan
bawah, tanpa menimbulkan kerusakan
padanya.

3

2.5 KEGAGALAN JEMBATAN
Terjadinya kegagalan pada jembatan rangka busur
baja disebabkan banyak hal. Salah satu diantaranya
karena struktur pondasi yang rapuh. Pondasi
merupakan bagian yang paling penting dari
bangunan bawah struktur jembatan yang harus
meneruskan beban kendaraan serta bagian-bagian
diatasnya ke lapisan tanah. Kegagalan bangunan
bawah (pilar dan abutmen) terjadi apabila
keruntuhan atau amblasnya bangunan bawah
tersebut dan atau terjadi keretakan struktural yang
berpengaruh terhadap fungsi struktur bangunan atas
(http://id.wikipedia.org/wiki/Jembatan)

KEL
P =
P' =
=
=

o

49
(
(
189

Mmax akibat KEL + UDL di C =>

P’
1/4λ

ML1

BAB V
PERENCANAAN GELAGAR JEMBATAN
5.1 Perencanaan Gelagar Memanjang

o

1
. P' . λ +
4
1
=
. 189 . 5 +
4
= 286.25 KNm
=

Tu

ML2

• BEBAN MATI
= d4 . b1 . γaspal = 0,05 . 1,65
=
=
= d3 . b1 . γbeton = 0,25 . 1,65

. 22
1,75
0,5
. 24

.
.
.
.

1,3 = 2,36 KN/m
1,1 = 1,925 KN/m
1,4 = 0,7 KN/m
1,3 = 12,87 KN/m

qmu

•

MD =

qmu
17.9

λ

5

2

5

ML

= 59.94 + 329.1
Mu = 389.04 KNm
Jadi => Penampang Kompak => Mn Mp

2

= 55.938 KNm

L > 30 m

15
] Kpa
L
15
= 9 . [ 0.5 +
] Kpa = 5.25 Kpa
180
= q . b1
. Lf
= 5.25 .
1.65 . 1.8
= 16 KN/m
. [ 0.5 +

1
. Tu . λ
4
1
=
. 263.3 . 5
4
329.1
KNm
=

2

• BEBAN HIDUP

qL1

2

=

Momen Total adalah =>
Mu = MD +

= 17,85 KN/m

Maka momen lentur pada tengah bentang :

= 9

.

λ

= 112,5 x (1 + 0,3) x 1,8

WF 500 x300 x 14 x 23

q

16

1
8
1
8

= 263,25 kN

PEMBEBANAN

UDL,

.

= 100 x DLA x LF

Direncanakan balok memanjang :

1
8
1
=
8

qL1

Mmax akibat beban truk “T” di C =>

1 65 0

Berat Aspal
Berat Sendiri Balok
Berat Bekisting
Berat Beton

KN/m
1 + DLA ) . P . b1 . Lf
1 + 0.3 ) . 49 . 1.65 . 1.80
KN

5.1

Perencanaan Gelagar Melintang

Untuk perencanan awal gelagar melintang dipilih profil :
WF 900 x 300 x 18 x 34
5.1.1
a.

Pembebanan

Beban Mati
Sebelum komposit

4

berat b. m em anjang

•

b1

Berat aspal … RSNI pasal 5.2 tabel 2
U

q1

= d4 x γaspal x λ x K MS

A

= 0,05 x 2.200 x 5 x 1,3=

B

B

b = 10 mMelintang
Gambar 5.6 Pembebanan Gelagar

•

715

kg/m

Berat kerb… RSNI pasal 5.2 tabel 2
U

•

= dkerb x γbeton x λ x K MS

Berat gelagar memanjang…RSNI pasal 5.2 tabel

= 0,25 x 2.400 x 5 x 1,3

2
= g x K

U

MS

•

= [(175 x 5) / 1,65] x 1,1 =
•

= 3.900 kg/m
QD2= 4615 kg/m

583,33 kg/m

Σ MB = 0
RA x 10

Berat gelagar melintang … RSNI pasal 5.2 tabel

=

( 39 x 1 x 9,5) + ( 7,15 x 8 x 5) + ( 39 x 1 x 0,5 )

2
U

= g x K MS
= 286 x 1,1
•

=314,60 kg/m

RA x 10

= 370,5 + 286 + 19,5

RA

= 67,6 kN = 6760 kg

Ditinjau setengah bentang.

Berat pelat beton… RSNI pasal 5.2 tabel 2

MQ2

U

= (RA x 5) – (31,2 x 1 x 4,5) – (7,15 x 4 x 2)

= d3 x γbeton x λ x K MS

= (67,6x 5) – (39 x 1 x 4,5) – (7,15 x 4 x 2)

= 0,25 x 2.400 x 5 x 1,3 = 3.900 kg/m

=

338 − 175,5 − 57,2

= 105,3 kNm = 10530 kgm

•

Berat bekisting … RSNI pasal 5.2 tabel 2

b.

U

= g x λ x K MS

Beban Hidup
•

= 50 x 5 x 1,4

=

350

kg/m

Untuk B = 10 m ; L ≥ = 30 m
Maka digunakan :

QD1= 5.147,93 kg/m
•

Beban terbagi rata (UDL)

q

Q D1 ( U ) = Q D1 = 4367,93 kg/m

= 9 (0,5 +15/180) kPa =525 kg/m 2

qUDL = q x λ x Lf
•

M Q1

=

=

1
8
1
8

x Q D1 ( U ) x B

x 5.147,93 x 10

= 525 x 5 x 1,8 =

4.725 kg/m

2

•

Beban garis (KEL)
Beban P

2

= 49 kN/m = 4.900 kg/m ; faktor

DLA = 0,3

= 64.349,13 kgm

Maka beban KEL yang bekerja adalah :
PKEL = ( 1 + DLA ) x P x Lf

Sesudah komposit

= ( 1 + 0,3 ) x 4.900 x 1,8 = 11.466
kg/m
kerb
aspal

A

0,2 m

1m

1m

B

B

10
Gambar 5.7 Pembebanan Gelagar Melintang

5

•

100% D
5,5 m

•
C
lebar 2 jalur kendaraan

A

= (1 + 0,3) x 112,5 x 1,8= 263,25 kN =

26.325 kg

1m

50% D

T

Σ MB

= 0

VA x 10 – T (7,25 + 5,5+ 4,5 + 2,75) = 0

B

B (m)

VA

=

526.500
10

Mmax L2 a

= 52.650 kg

= VA x 5 – T ( 2,25 + 0,5 )

gp.Mc

= 52.650 x 5 – 26.325 x ( 2,25 +0,5 )
= 190.856,25 kgm

Gambar 5.8 Pembebanan Akibat Beban UDL & KEL

1,75 m
T

Beban ”D” = Beban UDL + Beban KEL

T
C

A

B

B (m)

= (4.725 + 11.466 ) =
16.191 kg/m
-

q1 = 100 % x 16.191 = 16.191 kg/m

-

q2 = 50 % x 16.191 = 8.095,5 kg/m

• Σ MB = 0

gp.Mc

Gambar 5.10 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi
b)

VA x 10 - q1 x 5,5 x 5 – q2 x 1,25 x 8,375 – q 2 x 0,625 x
1,625 = 0
VA x10 = (16.191 x 5,5 x 5) + (8.095,5 x 1,25 x 8,375)

•

Σ MB

= 0

VA x 10 – T (5,875+ 4,125) = 0

+
(8.095,5 x 0,625 x 1,625)

VA

538224,26
= 53.822,43 kg
VA =
10

=

Mmax L2 b

26.325 x 10
= 26.325 kg
10
= VA x 5 – T (0,875)
= 26.325 x 5 – 26.325 x (0,875)

Mmax L1 = VA x 5 – q 2 x 1,25 x 3,375 – q1 x 2,75 x 1,375

=108.590,63 kgm

= (53.822,43 x 5) – (8.095,5x 1,25 x 3,375) –

Dipakai Momen beban truck kondisi a = 190.856,25

(16.191 x 2,75 x 1,375)

kgm

= 169.942,25 kgm

Dari kondisi di atas, maka dipilih kondisi yang
c.

memberikan Mmax terbesar yaitu :

Beban truck “T’

M max L2a

= 190.856,25 kgm

1m
1,75 m
T

A

1,75 m
T

T

5.1.2

T = 100 x 1,3

C

B

B (m)

gp.Mc

Gambar 5.9 Pembebanan Akibat Beban Truck (kondisi a)

Kontrol Lendutan

Perhitungan Momen Inersia Balok Komposit
Beton ditransformasikan ke baja

Es 2,1.10 6
=
= 7,55
Ec 2,78.10 5
be 2.500
btr=
=
= 331 mm
n 7,55

n=

Atr= btr . tb = 331 x 250 = 8,2738.10 4 mm2

6

Letak garis netral penampang transformasi

26325 (450 2.550 2 )

=

⋅t
tr b + A  t + D 
s  b 2 
2
yna =
A +A
tr
s
8,2738.10 4 ⋅ 250
900 

+ 3,64.10 4  250 +

2
2 

=
8, 2738.10 4 + 3,64.10 4

3.(2,1.106 ).(854489,35).1000

A

0,30 cm
o

o
o

2
331 ⋅ 250 3
250 

9
4   900 + 250  − 300 , 7 
+ 8, 2738 .10 4  300 ,7 −
 + 4 ,98 . 10 + 3, 64 .10 


2 
12


 2


= 8,17962 x 105 cm4

Syarat lendutan per bentang memanjang →(L = 10 m)
a. Lendutan ijin :

=
b.

( Ttotal )

≤

1
800
1
800

λ

o

(udl + kel ) =

2

1

syarat :

= 5

384

83 x ( 1000 )

4

4

+

E Ix
+ 1

6

384 2,1 x 10 x854489,35

1 P1 L
48 E I x

o

11466 x (1000)3

o
( T1 )

=
=

( T2 )

=

1

≤

5

180m
= 30m
6

1

≤

30

1

≤

180

5

0,167 ≤ 0,167 ≤ 0,2 ..........OK

6

48 2,1 x 10 x 854489,35

- Tinggi tampang busur (t)
syarat :

(udl + kel ) = 0,65 cm

untuk

1
40

h
L

=

1
40

t

≤

≤

L

1
25

180 m
= 4,5 m, direncanakan 5 m
40 m
≤

5
180

≤

0,025 ≤ 0,028 ≤ 0,04

P (a 2 .b 2 )

1
25
........ OK

3EI. L

26325 (275 2.b775 2 )
3.(2,1.106 ).(854489,35).1000

0,22 cm
o

f
L

f =
6

Lendutan akibat beban truck :
P = 112,5 (1 + 30%) . Lf = 263,25 kN = 26.325 kg
Karena momen terbesar adalah saat truk pada kondisi
(a)
•

ijin

≤

6

3

= 0,5 cm
Dengan Program SAP 2000 v14
di dapat

= 2 . 0,52 = 1,04 cm

( T1, 2 )

6.1 Umum
Konstruksi pemikul utama merupakan bagian
terakhir dari kostruksi bagian atas jembatan yang
menerima seluruh beban yang ada pada lantai kendaraan
kemudian diteruskan ke tumpuan.
Bentuk konstruksi pemikul utama yang dipilih
adalah konstruksi Busur Rangka Batang. Pendekatan
pertama bentuk geometrik busur sebagai persamaan
parabola.
• Perencanaan Tinggi Busur
- Tinggi Busur (f)

x 1000 = 1,25 cm

5 QL λ

o

≤ 1,25 ⇒ OK !!

Lendutan akibat beban hidup ( UDL + KEL ) :
•

c.

=2.

BAB VI
KONSTRUKSI RANGKA JEMBATAN

=

=

( Ttotal )

1,04

Momen Inersia penampang transformasi
Itr =
2
2
b tr ⋅ tb 3
tb 
 D



+ A  Y −  + I + A  + tb  − Y 
na
na
tr
x
s
2
2
12






ijin

= 0,22 + 0,30 = 0,52 cm

( T1, 2 )

Karena ada 2 truk maka :

= 300,68 mm

•

=

P ( a 2 .b 2 )
3EI. L

=

6.2 Perencanaan Profil Rangka Utama dan Sekunder
Rangka utama terdiri dari susunan profil. Profil – profil
tersebut adalah Profil busur, Rangka vertikal dan
diagonal, Rangka horisontal, ikatan angin, batang tarik
a. Batang Tarik
Perencanaan Batang Tarik di gunakan untuk menambah
kekakuan Rangka Busur saat tegangan terjadi. Selain itu

7

untuk mencegah agar rangka busur tidak terjadi
deformasi yang besar.
Batang tarik direncanakan menggunakan profil dobel
2WF 500.500.16.32
b.

L

≤

30 m

;

q = 9,0 kPa

L

>

30 m

;

15 

q = 9,0  0,5 +
kPa
L 


Karena bentang jembatan adalah 180 > 30 m,
maka yang digunakan adalah rumus yang
pertama.
Untuk L = 180 m
; maka q

Busur Rangka

Jembatan ini menggunakan tipe busur rangka karena,
busur rangka lebih tepat digunakan untuk jembatan
bentang panjang yang memikul beban berat. Profil
busur rangka menggunakan 2 profil yang disatukan
dalam setiap segmennya. Hal ini dikarenakan untuk
mencari luasan yang besar dari suatu penampang. Profil
yang digunakan adalah WF 500.375.16.32.

15 

kPa
= 9,0  0,5 +
180 





= 525 kg/m 2
Beban yang bekerja : Q L

c.

Batang Vertikal dan Diagonal
Jembatan ini menggunakan profil WF
500.250.9.12, hal ini dikarenakan untuk
menyesuaikan dengan profil busur rangka.

U
= q x b x K TD
= 525 x 5 x 1,8
= 4725 kg/m

q1
q2

d.

Batang Horisontal

e.

Batang
horisontal
pada
jembatan
ini
menggunakan profil WF 250.250.6.9 , hal ini
dikarenakan untuk menyesuaikan dengan profil
busur rangka. 250 mm
Batang Penggantung

f.

Batang penggantung pada jembatan ini
menggunakan profil WF 500.200.6.9, hal ini
dikarenakan untuk menyesuaikan dengan profil
busur rangka.
Batang Ikatan angin atas

g.

Digunakan WF 250 x 250 6 x 9
Ikatan Angin bawah
Profil yang dipakai : WF 300 x 275 x 9 x 14

100%
50%

Gambar 6.2 Pembebanan Akibat UDL
q 1 = 100 % x UDL = 100 % x 4725 kg/m =
4725 kg/m
q2 = 50 % x UDL = 50 % x 4725 kg/m = 2362,5
kg/m
• Beban garis (KEL)
Maka beban KEL yang bekerja dengan faktor
kejut DLA adalah :
PL
= (1 + DLA) x P x Lf
= (1 + 0,3) x 4900 x 1,8 = 11.466 kg/m
•

6.2.1Pembebanan
I. Beban Mati
• Berat trotoar
Berat pelat trotoar
= 0,20 x 2.400 x 5 x 1,3
= 3120 kg/m
• Berat pelat lantai kendaraan
= 0,25 x 2.400 x 5 x 1,3
= 3.900 kg/m
• Berat gelagar melintang : g = 286 kg/m)
• Berat gelagar memanjang : g = 175 kg/m
= 175 x (5 / 1,65) x 1,1 = 583,33kg/m
• Berat aspal
= 0,05 x 5 x 2.200 x 1,3 = 715 kg/m
II. Beban Hidup
• Beban terbagi rata (UDL)
Menurut ketentuan (RSNI T-02-2005)

Pejalan Kaki
Untuk beban pejalan kaki direncanakan sebesar
5 kpa (RSNI T-02-2005).
w = 500 kg/m2 x 5
= 2500 kg/m2
III. Beban Angin
Angin yang bekerja pada setiap segmen rangka
berbeda beda karena setiap segmen mempunyai
luasan
dan
panjang
yang
berbeda.
Berdasarkan(RSNI T-02-2005 :hal 34) besaran
angin yang bekerja pada jembatan adalah
TEW = 0,0006 x CW x VW2 x Ab ....... (kN)
Dimana :
CW = Koefisien seret)
= 1,2 (bangunan atas rangka)
VW = Kecepatan angin rencana = 30 m/det.
(>5 km dari pantai)
Ab =
Luas ekivalen bagian samping
2
jembatan (m ).
Untuk angin yang bekerja pada kendaraan
dirumuskan,
TEW = 0,0012 x CW x VW2 x Ab ...... (kN)

8

TEW1a
TEW1a

TEW1

TEW1 + 0.5Tew2

TEW2

TRUK
TEW4

0.5 TEW2 + Tew3 + Tew4

TEW3

IV. Beban Gempa
Gempa yang bekerja pada jembatan ini adalah gempa
dengan sistem statis ekuivalen. Hal ini dikarenakan
L< 200m, dimana L = 180 m (Pd-04-2004-B, hal 14.
Berdasarkan (RSNI T-02-2005, psl 7.7.1 ) gempa
dirumuskan :
TEQ
= C . I . S . Wt
Keterangan :
C = Koefisien dasar gempa
I = Faktor kepentingan
S = Faktor tipe bangunan
Wt = Berat total Rangka Busur.
•

Gambar . arah angin bekerja
•

3

T
=
0,085 H 4 (bangunan
baja)
Dimana :
H =Tinggi dasar bangunan ke level
tertinggi (ft)
Maka :

Perhitungan beban angin pada rangka jembatan.
Karena jembatan ini mempunyai tinggi dan
penampang segmen yang berbeda maka hasil
perhitungan secara keseluruhan akan ditabelkan.
Dalam contoh perhitungan ini digunakan saat
kondisi titik simpul tengah bentang ( L = 90m, f
= 30m, t = 7m)

T = 0,085 x (121,36 ) 4 = 3,108
Dalam perencanaan ini, lokasi terletak
di pulau Kalimantan maka termasuk ke
dalam zone gempa daerah . Untuk tanah
zona gempa (gambar 14 RSNI T-022005) tanah lunak didapat :
C
= 0,10
3

•

Angin pada busur atas
=
TEW1a = 0,0006 x 1,2 x 30 2 x 0.75
395,45 kg
(ditabelkan)
•
Angin pada busur bawah
Karena pada busur bawah menerima beban
angin dari penggantung maka besarnya
beban angin pada tiap titik simpul adalah
TEW1 = 0,0006 x 1,2 x 302 x 0.7 = 243,42kg
TEW2 = 0,0006 x 1,2 x 302 x ( 30 x 0.2 ) =
194,40 kg
2
Jadi beban angin yang bekerja pada titik
simpul rangka bawah adalah
= TEW1 + 0,5TEW2
= 243,42 kg + 194,40 kg
= 590,21 kg ( ditabelkan )
•
Angin pada lantai kendaraan
TEW3 = 0,0006 x1,2 x 302 x (hmelintang +tplat +
ttrotoar) x λ
= 0,0006 x1,2 x 30 2 x ( 900+ 0.2 + 0.2
)
= 421,2 kg
•
Angin pada kendaraan
TEW4 = 0,0012 x1,2 x 302 x ( hkend.x λ )
= 0,0012 x1,2 x 302 x ( 5x5 )
= 648 kg
Jadi angin yang masuk ke tiap titik simpul
ikatan angin bawah adalah
Ttot = 0,5 TEW2 + TEW3 + TEW4
= 194,4 kg + 421,2 kg + 648 kg
= 1.300,60 kg

Mencari nilai ”C”

•

Faktor tipe bangunan ”S”
Berdasarkan ( RSNI T-02-2005 tabel 33)
Digunakan tipe B yaitu : jembatan dengan
daerah sendi beton atau baja.
S = 1F
F = 1,25 – 0,025 n
F≤ 1
Dimana :
N = Jumlah sendi yang menahan
deformasi arah lateral.
F = (1,25 – 0,025 x 2) = 1,2 > 1,0
Maka → S = 1,0

•

Faktor kepentingan ”I”
Berdasarkan ( RSNI T-02-2005 tabel 32)
Digunakan I = 1,0

•

Perhitungan beban geser gempa
Karena jembatan ini adalah jembatan busur
dengan keadaan tertinggi berada ditengah
bentang busur maka perumusan gempa di
modifikasi supaya menghasilkan nilai
gempa yang tinggi pada tengah bentang
busur ( keadaan tertinggi f = 37m ).

Keterangan :
wi = berat yang diterima tiap simpul (
kg )

9

hi
C
I
S
Wt

= tinggi simpul yang ditinjau (m )
= Koefisien dasar gempa
= Faktor kepentingan
= Faktor tipe bangunan
= Berat total Rangka Busur ( kg)

Perhitungan beban gempa
Karena jembatan ini mempunyai tinggi
dan penampang segmen yang berbeda maka hasil
perhitungan secara keseluruhan akan ditabelkan.
Dalam contoh perhitungan ini digunakan saat
kondisi titik simpul tengah bentang ( L = 90m, f
= 30m, t = 7m).

Dari hasil cek struktur SAP 2000 diatas, batang batang yang direncanakan untuk jembatan ini tidak
ada yang ber warna merah ( rasio >1), maka batang
– batang tersebut dapat dipakai.

Gempa yang masuk ke rangka adalah,

•

Kontrol Lendutan
Lendutan yang di ijinkan untuk jembatan
bentang L = 180 m adalah =

Perhitungan berat rangka busur untuk 1 ruang:
• Brt. Busur atas :
5,00 m x 490,26 kg/m x 2= 4.903,88 kg
• Brt. Busur bawah :
5,01 m x 490,26 kg/m x 2= 4.911,00 kg
• Brt. batang vert. Dan diagonal
15,6 8m x 96,49 kg/m x 2= 3.025,51 kg
• Brt. batang horisontal
10 m x 46,64 kg/m x 2= 932,80 kg
• Brt. ikatan angin
28,29 x 46,64 x 2
= 2.638,70 kg
• Brt. Pengaku ruang
12,201 x 51,07 kg/m x 2= 1.246,80 kg
Total =
17.658,67 kg
Dari hitungan diatas, maka beban gempa yang
masuk untuk setiap simpul adalah 17.658,67 kg =
8.829,34 kg
2
Karena setiap simpul memiliki tinggi yang berbeda
maka beban diatas masih harus dikalikan dengan
tinggi masing – masing ruang. Untuk simpul paling
atas maka beban yang masuk ke simpul tersebut
adalah :

Teq 100 =
8829,54.37
0.1.1.1.297280,82 = 2426,99kg .
4001553

Teq 30% = 2426,99 X 30% = 753,50 kg
Untuk beban yang masuk ke simpul yang lain
hasilnya ditabelkan.
Dari beban tersebut di running pada SAP 2000, dan
didapat hasil cek struktur sebagai berikut :

=

L
800

180m
= 0,23 m
800

Lendutan yang terjadi diambil dari SAP 2000,
dan didapatlendutan sebesar = 0,11 m.
Syarat :
Lendutan ijin > lendutan yang terjadi
0,23 m > 0,11 m ( OK )

BAB VII
PERHITUNGAN SAMBUNGAN

7.1

Sambungan Ikatan Angin Atas
dengan Rangka Busur
1

2

Gambar 7.1 Sambungan Ikatan Angin Atas

a. Titik simpul 1
• Sambungan batang vertikal ke pelat simpul.
Gaya batang maksimum yang bekerja
SV = 19.361,5 kg
Pakai baut
d = 12 mm → BJ 55
Pakai pelat simpul dengan tebal
t = 20 mm → BJ 37
Kekuatan ijin 1 baut :
- Kekuatan geser
Vd = φf x r1 x f ub x Ab

10

=

0,75 x 0,5 x 5.500 x

(1 4 x π x 1,2 )
2

-

= 2.332,6 kg ( menetukan )
Kekuatan tumpu
Rd = 2,4 x φf x db x tp x fu
= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 2,0 x 3.700
= 15984 kg ( menetukan )

Jumlah baut yang dibutuhkan tiap flens:
19.361,5
Sv
=
- n
=
φ Rn
2x12.332,6
= 5,076 baut ≈ 6 baut
Syarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):
3db
≤
S
≤ 15tp
≤
S1
≤ (4tp + 100) atau 200
1,5db
mm
S2
≤ 12tp atau 150 mm
1,25db ≤
Jadi :
3,6 cm ≤
S
≤ 15 cm
≤ 14 cm
1,8 cm ≤
S1
≤ 12 cm
1,5 cm ≤
S2

• Sambungan batang diagonal ke plat simpul
Gaya batang maksimum → SD = 54.245,3
kg
Kekuatan ijin 1 baut :
- Kekuatan geser
Vd = φf x r1 x f ub x Ab
=
0,75 x 0,5 x 4.100 x
1 x π x 1,2 2
4
= 1.738,872 kg
- Kekuatan tumpu
Rd = 2,4 x φf x db x tp x fu
= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 1,0 x 3.700
= 7.992 kg
Jumlah baut yang dibutuhkan tiap flens :
S
54.245,3
D
=
- n
=
φ Rn
2x4.146,9
= 6,5 baut ≈ 8 baut
Syarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):
3db
≤
S
≤ 15tp
≤
S1
≤ (4tp + 100) atau 200
1,5db
mm
1,25db ≤
S2
≤ 12tp atau 150 mm
Jadi :
4,8 cm ≤
S
≤ 24 cm
≤ 20 cm
2,4 cm ≤
S1
2,0 cm ≤
S2
≤ 15 cm

(

)

• Sambungan plat simpul ke busur
Gaya yang terjadi pada plat simpul :
H = 1.015.734 kg

Dipakai sambungan las sudut dengan design
sebagai berikut :
A = 2 x 80 = 160 cm

1.015.734

= 1.911,256 kg/cm2
160
Kekuatan untuk tebal las (a) = 2 cm
φ fn = φ . 0,6 . F110xx
= 0,75 x 0,6 x 110 x 70,3 x 2
= 6959,7 kg
Syarat : fu < φ fn ........ OK

fu =

teperlu =

fu
φ fn

xa =

6348,33
x 2 = 1,82
6959,7

cm
aperlu

=

1,82
= 2,58 cm
0,707

fu
t2
Fexx
3.700
= 1,41 x
x 3,2
110 x 70,3

aeff mks = 1,41

= 2,16

cm
tebal plat = 10 mm
Untuk : 7 < t ≤ 10 didapat :
amin = 6 mm
aeff maks = 21,6 mm
Jadi dipakai a = 21,6 mm

b. Titik simpul 2

1

2

Gambar 7.4 Titik Simpul 2
V
= 48581,25 kg
SD1
= 54.245,27 kg
= 54.245,27 kg
SD2
• Sambungan batang diagonal ke pelat simpul.
Gaya batang maksimum yang bekerja
SD1
= 54.245,27 kg
Pakai baut
d = 16 mm → BJ 55
Pakai pelat simpul dengan tebal
t = 20 mm → BJ 37
Kekuatan ijin 1 baut :
- Kekuatan geser

11

= φf x r1 x f ub x Ab
=
0,75 x 0,5 x 5500
1 x π x 1,6 2
4
= 4146,9 kg (menentukan)
Kekuatan tumpu
Rd = 2,4 x φf x db x tp x fu
= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 1,0 x 3.700
= 21312 kg

-

Vd

(

-

)

x

Jumlah baut yang dibutuhkan :
54245,3
Sv
=
- n
=
φ Rn
2x4146,9
= 6,5 baut ≈ 8 baut
Syarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):
≤
S
≤ 15tp
3db
1,5db
≤
S1
≤ (4tp + 100) atau 200
mm
S2
≤ 12tp atau 150 mm
1,25db ≤
Jadi :
4,8 cm ≤
S
≤ 24 cm
≤ 20 cm
2,4 cm ≤
S1
≤ 15 cm
2 cm
≤
S2

• Sambungan plat simpul ke batang vertikal.
Gaya batang maksimum → V = 9.904,78
kg
Kekuatan ijin 1 baut :
- Kekuatan geser
Vd = φf x r1 x f ub x Ab x 2
=
0,75 x 0,5 x 4.100 x
1 x π x 1,2 2
4
= 1.738,872 kg
- Kekuatan tumpu
Rd = 2,4 x φf x db x tp x fu
= 2,4 x 0,75 x 1,2 x 1,0 x 3.700
= 7.992 kg
Jumlah baut yang dibutuhkan :
S
9.904,78
D
=
=
- n
φ Rn
1.738,872
= 5,696 baut ≈ 6 baut
• Sambungan batang diagonal ke pelat simpul
Gaya maksimum yang terjadi pada batang
diagonal :
S = 100658 kg
Pakai baut
d = 20 mm → BJ 55
Tebal pelat
t = 10 mm → BJ 37
Kekuatan ijin 1 baut (single shear) :

(

)

-

Kekuatan geser :
Vd = φf x r1 x f ub x Ab
= 0,75 x 0,5 x 4.100 x 0,25 x π x
22
= 6479,5kg
Kekuatan tumpu :
Rd = 2,4 x φf x d b x tp x fu
= 2,4 x 0,75 x 2,0 x 1,0 x 3.700
= 13.320 kg

Jumlah baut yang dibutuhkan :
S
100658
D
=
- n
=
φ Rn
2x6479,5
= 7,7 baut ≈ 8 baut
Syarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):
≤
S
≤ 15tp
3db
1,5db
≤
S1
≤ (4tp + 100) atau 200
mm
S2
≤ 12tp atau 150 mm
1,25db ≤
Jadi :
6,0 cm ≤
S
≤ 150 cm
3,0 cm ≤
S1
≤ 14 cm
≤ 12 cm
2,5 cm ≤
S2

• Kontrol kekuatan / Block Shear :
Agt = 4 x ( 3,5 x 1,1 ) = 15,4 cm2
Ant = 4 x (3,5 – 0,5 x 2,2 ) x 1,1 = 10,56
cm2
Agv = 4 x ( 16 x 1,1 ) = 70,4 cm2
Anv = 4 x ( 16 – 2,5 x 2,2 ) x 1,1 = 46,2
cm2
fu x Ant
= 5.500 x 10,56 = 58.080 kg
0,6 x fu x Anv = 0,6 x 5.500 x 46,2 =
152.460 kg
Karena putus geser > putus tarik
Φ Pn = φ [( 0,6 x fu x Anv ) + ( fy x Agt ) ]
= 0,75 [(152.460) + ( 4.100 x 15,4)]
= 161.700 kg > 54.245,3 kg........ OK
7.2

Sambungan Ikatan angin
dengan gel. Melintang

bawah

• Sambungan pelat simpul ke gelagar
melintang
Gelagar melintang → WF 900 x 300 x 16 x
28
Gaya maksimum yang terjadi pada batang
diagonal :
P = sin α x 28.431,81
= 25.105,288 kg (tekan)
Pakai baut
d = 20 mm → BJ 41
Tebal pelat

12

t = 10 mm → BJ 37
Kekuatan ijin 1 baut (single shear) :
- Kekuatan geser :
Vd = φf x r1 x f ub x Ab
= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 0,25 x π x
22
= 6479,5 kg
- Kekuatan tumpu :
Rd = 2,4 x φf x db x tp x fu
= 2,4 x 0,75 x 2,0 x 1,0 x 3.700
= 13.320 kg
Jumlah baut yang dibutuhkan :
S
83171,1
D
- n
=
=
φ Rn
2 x 6479,5
= 6,42 baut ≈ 8 baut
Syarat jarak baut (Pasal 13.4 AISC, LRFD):
3db
≤
S
≤ 15tp
≤
S1
≤ (4tp + 100) atau 200
1,5db
mm
1,25db ≤
S2
≤ 12tp atau 150 mm
Jadi :
6,0 cm ≤
S
≤ 15 cm
3,0 cm ≤
S1
≤ 14 cm
≤ 12 cm
2,5 cm ≤
S2
• Kontrol kekuatan (Block Shear)
Agt = 4 x 1,1 x 4 = 22,4cm2
Ant = ( 4 – 0,5 x 2,3 ) x 1,4 x 4 = 15,96
cm2
Agv = 16 x 1,4 x 4 = 89,6 cm2
Anv = ( 16 – 2,5 x 2,3 ) x 1,4 x 4 = 57,4
cm2
fu x Ant
= 5.500 x 15,96 = 87.780 kg
0,6 x fu x Anv = 0,6 x 5.500 x 57,4 =
189420 kg
Karena putus geser > putus tarik
ΦPn = φ [ ( 0,6 x fu x Anv ) + ( fy x Agt ) ]
= 0,75 [189420+ ( 4100 x 22.4) ]
= 210.945 kg > 100658,03 kg ........
OK

7.3

Sambungan
Gelagar
Melintang
dengan Memanjang
Pada perhitungan sambungan ini hanya
diambil beberapa titik simpul, untuk simpul
yang lain disamakan.
Alat sambung yang digunakan adalah baut tipe
geser tumpu
• Kekuatan geser baut (LRFD 13.2.2.1 )
Vd = φf x Vn
Dimana → Vn = r1 x f ub x Ab
Keterangan :

r1 = Untuk baut tanpa ulir pada bidang
geser ( = 0,5 )
r1 = Untuk baut dengan ulir pada bidang
geser ( = 0,4 )
φf = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
( = 0,75 )
f ub = Tegangan tarik putus baut.
Ab = Luas bruto penampang baut pada
daerah tak berulir.
• Kekuatan tumpu (LRFD 13.2.2.4 )
Rd = φf x Rn
Dimana
→
Rn
= 2,4 x db x tp x fu
Keterangan :
φf = Faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
( = 0,75 )
db = Diameter baut nominal pada daerah
tak berulir.
tp = Tebal pelat.
fu = Tegangan tarik putus yang terendah
dari baut atau pelat.
Data – data perencanaan :
• Profil gelagar melintang WF 900 x 300 x 16
x 28
• Profil gelagar memanjang WF 600 x 300 x 14
x 23
• Pelat penyambung → t = 15 mm ;
BJ
37
• Baut
→ d = 16 mm ;
BJ
41
Φ lubang = 16 + 1,5 = 17,5 mm (dibor)
• Sambungan pada gelagar memanjang (2
bidang geser)
Kekuatan ijin 1 baut :
- Kekuatan geser baut
Vd = φf x Vn
= 0,75 x 0,5 x 4.100 x 1 x (0,25 x
π x 21,62)
= 3.089,8 kg
- Kekuatan tumpu baut
Rd = φf x Rn
= 0,75 x 2,4 x 21,6 x 1,5 x 3.700
= 15.984 kg
- Gaya yang bekerja adalah gaya geser
maksimum antara gelagar memanjang
dengan melintang. (Lihat perencanaan
gelagar memanjang)
1
x [(Qd x λ) + (QL x λ) + P1]
Pu =
2
1
x [(1.790x5)+(1.600
=
2
x5)+18.900]
= 17.925kg

13

Vd yang menentukan adalah : 3.089,8 kg
(diambil yang terkecil)
Jumlah baut yang diperlukan.
Pu
17.925
- n
=
=
2xVd
3.089,8
= 2,9 baut ≈ 5 baut ( 1 sisi sayap
)
Syarat jarak baut berdasarkan segi
pelaksanaan (Pasal 13.4 AISC, LRFD): (d =
1,60 cm)
≤
S
≤ 15tp
3d
≤
S1
≤ (4tp + 100) atau 200
1,5d
mm
1,25db ≤
S2
≤ 12tp atau 150 mm
Jadi :
S
≤ 22,5 cm
4,8 cm ≤
S1
≤ 16 cm
2,4 cm ≤
S2
≤ 18 cm
2,0 cm ≤
• Sambungan pada gelagar melintang
Kekuatan ijin 1 baut :
- Kekuatan geser baut
Vd = φf x Vn
= 0,75 x 0,5 x 4.100 x 1 x (0,25 x
π x 21,62)
= 3.089,8 kg
Kekuatan tumpu baut
Rd = φf x Rn
= 0,75 x 2,4 x 21,6 x 1,5 x 3.700
= 15.984 kg
Gaya yang bekerja adalah gaya geser
maksimum antara gelagar memanjang
dengan melintang. (Lihat perencanaan
gelagar memanjang)
1
x [(Qd x λ) + Tr]
Pu =
2
1
=
x [(1.790x5)+(1.600
2
x5)+18.900]
= 17.925kg
Vd yang menentukan adalah : 3.089,8 kg
(diambi yang terkecil)
Jumlah baut yang diperlukan.
Pu
17.925
- n
=
=
2xVd
3.089,8
= 6 baut (1 sisi sayap )
masing – masing sisi 5 buah baut
• Kontrol pelat siku
Direncanakan plat siku 60 x 60 x 6
- Luas geser pelat siku
Anv = Lmv x tL
= (L – n – d1) x tL
= (20 – 5 – 1,6) x 0,6

-

= 16,2 cm2
Kuat rencana
φ Rn = φ x 0,6 x fu x Anv
= 0,75 x 0,6 x 3.700 x 16,2
= 11.988 kg
Karena 2 siku maka :
2 φ Rn
> Pu
2 x 11.988 kg > 17.925 kg
34.249,05 kg > 25.574,575 kg .....OK
WF 400 x 300 x 10 x 16 (memanjang)

WF 600 x 300 x 14 x 23 (meman

Baut pada balok melintang

Baut pada balok memanjang

Profil siku 90 x 90 x 11
WF 900 x 300 x 16 x 28 (melintang)

Gambar 8.1 Sambungan Gelagar Melintang –
Memanjang Profil siku 60 x 60 x 6
7.4 Sambungan di simpul 0
Simpul 0 adalah pertemuan antara batang –
batang:
• Penggantung
WF 500.200.6.9
=
100.362,21 kg
• Batang tarik kanan
2 WF 500.500.19.32
=
1.850.904,94 kg
• Batang tarik kiri
2 WF 500.500.19.32
=
1.502.029,42 kg
• Gel. Melintang
WF 900.300.16.28
= 59.504,92
kg
Alat sambung yang digunakan adalah :
• Baut → d = 36 mm ; BJ 55
• Pelat → t = 20 mm ; BJ 37
• Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 0 :
- Kekuatan geser baut
Vd = φf x Vn
= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x
1 x π x 3,6 2
4
= 20.983,1 kg
- Kekuatan tumpu baut
Rd = φf x Rn
= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700
= 47.925 kg
Jadi yang menentukan adalah kekuatan
geser :
Vd = 20.983,1 kg

(

)

14

•

Perhitungan jumlah baut tiap batang pada
simpul 0
- Penggantung ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
100362,21
n
=
=
20.983,1
2.Vd
= 2,4 ≈ 4 baut ( tiap flens )

B. Tarik kanan ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
1.850.904,94
n
=
=
2.Vd
20.983,1
= 44 ≈ 45 baut ( tiap flens )
( jumlah baut yang
- B. Tarik kiri
dibutuhkan)
Pu
1.502029,42
n
=
=
2.Vd
20.983,1
= 35,7 ≈ 38 baut ( tiap flens )
- G. Melintang ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
59.504,92
n
=
=
2.Vd
20.983,1
= 1,42 ≈ 4 baut ( tiap flens )
• Syarat jarak baut berdasarkan (Pasal 13.4
AISC, LRFD):
3d
≤
S
≤ 15tp
≤
S1
≤ (4tp+100)
1,5d
1,25db ≤
S2
≤ 12tp
Jadi :
S
≤ 30 cm
10,8 cm ≤
5,4 cm ≤
S1
≤ 18 cm
4,5 cm ≤
S2
≤ 24 cm
-

Mu

= 1.099.890 x 15,4
= 16938309,54 kgcm

Ø nt.Nnt = 0,9 x fy x t x h
= 0,9 x 4100 x 2 x 160 = 1.771.200
kg (dipakai)
X
= 0,75 x fu x An
= 0,75 x 5500 x 442,5 =
1825312,5 kg
Ø b.Mn = 0,9 x Z x fy
Z

=

1
xth − Alub ang x s
4

= 0,25 x 3 x 1602 – 37,5 x 15
= 18637,5
Ø b.Mn = 0,9 x Z x fy
= 0,9 x 18637,5 x 4100
= 68772375 kg
Ø v.Vn = 0,75 x 0,6 x 442,5 x 5500
= 1.095.188 kg
Cek kekuatan Plat:
2

2

 Nut   Mn   Vu 
 ΦNnt  +  ΦbMn  +  ΦvVn  < 1

 
 

2

2

 Nut   Mn   Vu 
 ΦNnt  +  Φ bMn  +  ΦvVn  < 1

 
 

2

2

 1099890,2   16938309,5   100362 
 1771200  +  ΦbMn68772375  +  1095188  < 1

 
 


0,087 < 1 OK

Kontrol Kekuatan Plat Simpul

7.5

Sambungan di simpul 0 A

A

Penggantung
WF 500.200.6.9

6 Ø 36

0 B

15 Ø 36

Btg. Tarik
WF 500.500.19.32

15 Ø 36

POT. A - A

A

0 A
Diambil Potongan A – A
Nut

= H1 -

H2
2

= 1.850.905 – 0,5 x 1.502.029,42
= 1.099.890,23 kg
Vu

= 100.362 kg

Simpul 0 A adalah pertemuan antara batang –
batang:
• Batang Vertikal
WF 500.250.9.16
= 43.550,1
kg
• Batang Busur kanan

15

=

=

)

≤ 15tp
≤ (4tp+100)
≤ 12tp
≤ 30 cm
≤ 18 cm
≤ 24 cm

90

Btg. vertikal
WF 500.250.9.16

3 Ø 36

90
150

150

150

63

100

100

150

150

150

1 50

100

94

150

94

100

94

5 Ø 36

5 Ø 36

94

94

94

94

94

94

Btg. BUSUR
WF 500.375.16.32

5 Ø 36

94

94

5 Ø 36

94

94

200

94

Perhitungan jumlah baut tiap batang pada
simpul 0 A
- Penggantung ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
100362,21
=
n
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 2,4 ≈ 3 baut ( tiap flens )
- B. Vertikal( jumlah baut yang
dibutuhkan)
43.550,1
Pu
n
=
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 1,1 ≈ 3 baut ( tiap flens )
- B. Busur kanan ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
732251,87
n
=
=
2.Vd
2 x 20.983,1
= 17,77 ≈ 20 baut ( tiap flens )
- B. Busur Kiri ( jumlah baut yang
dibutuhkan)

berdasarkan (Pasal 13.4

A

94

•

• Syarat jarak baut
AISC, LRFD):
≤
S
3d
≤
S1
1,5d
1,25db ≤
S2
Jadi :
S
10,8 cm ≤
S1
5,4 cm ≤
4,5 cm ≤
S2

50

94

Alat sambung yang digunakan adalah :
• Baut → d = 36 mm ; BJ 55
• Pelat → t = 20 mm ; BJ 37
• Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 0 :
- Kekuatan geser baut
Vd = φf x Vn
= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x
1 x π x 3,6 2
4
= 20.983,1 kg ( menentukan )
- Kekuatan tumpu baut
Rd = φf x Rn
= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700
= 47.925 kg
Jadi yang menentukan adalah kekuatan
geser :
Vd = 20.983,1 kg

(

-

=

50
100

•

=

745.802,41
Pu
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 17,77 ≈ 20 baut ( tiap flens )
B. Horisontal ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
3451,79
Pu
n
=
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 0,11 ≈ 3 buah ( tiap flens )

n

90

•

= 73251,87

P enggantung
WF 500.200.6.9

3 Ø 36

90

•

2 WF 500.375.16.32
kg
Batang Busur kiri
2 WF 500. 375.16.32
745.802,41 kg
Batang Penggantung
WF 500.200.6.9
59.504,92 kg
Batang Horisontal
WF 250.250.6.9
100.362,2 kg

A
POT. A - A
SAMBUNGAN SIMPUL 0 A

7.6

Sambungan di simpul 0 B

0 B

0 A
Simpul 0B adalah pertemuan antara batang –
batang:
• Batang Vertikal
WF 500.250.9.16
= 43.550,1
kg
• Batang Busur kanan
2 WF 500.375.16.32
=
1.032.382,58 kg
• Batang Busur kiri
2 WF 500. 375.16.32
=
1.028.813,14 kg
• Batang Diagonal kanan

16

=

= 80.941,7
-

= 3.451,79

• Syarat jarak baut
AISC, LRFD):
≤
S
3d
≤
S1
1,5d
1,25db ≤
S2
Jadi :
S
10,8 cm ≤
5,4 cm ≤
S1
S2
4,5 cm ≤

berdasarkan (Pasal 13.4
≤ 15tp
≤ (4tp+100)
≤ 12tp
≤
≤
≤

30 cm
18 cm
24 cm

A

150

150

150

150

150

150

566

100

100

150

150

150

150

150

150

100

7 Ø 36

94

100

94

94

94

94

94

94

750
94

7 Ø 36

94

94

94

94

94

7 Ø 36
Btg . BUSUR
WF 500.375.16.32

7 Ø 36

94

94

91

250

200

250
90

50

50

90

Btg. Diagonal
WF 50 0.250.9.16
3 Ø 36

100

)

B. Horisontal ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
3451,79
Pu
n
=
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 0,11 ≈ 3 buah ( tiap flens )

94

Alat sambung yang digunakan adalah :
• Baut → d = 36 mm ; BJ 55
• Pelat → t = 20 mm ; BJ 37
• Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 0 :
- Kekuatan geser baut
Vd = φf x Vn
= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x
1 x π x 3,6 2
4
= 20.983,1 kg ( menentukan )
- Kekuatan tumpu baut
Rd = φ f x Rn
= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700
= 47.925 kg
Jadi yang menentukan adalah kekuatan
geser :
Vd = 20.983,1 kg

(

80941,67
Pu
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 1,93 ≈ 3 baut ( tiap flens )

n

90

•

=

90

•

WF 500.200.6.9
54.233,19 kg
Batang Diagonal kiri
WF 250.250.6.9
kg
Batang Horisontal
WF 250.250.6.9
kg

A

•

Perhitungan jumlah baut tiap batang pada
simpul 0 A
- B. Vertikal
( jumlah baut yang
dibutuhkan)
43.550,1
Pu
n
=
=
2.Vd
2 x 20.983,1
= 1,1 ≈ 6 baut ( tiap flens )
- B. Busur Kanan ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
1.032.382,58
=
n
=
2.Vd
2 x 20.983,1
= 24,60 ≈ 28 baut ( tiap flens )
( jumlah baut yang
- B. Busur kiri
dibutuhkan)
Pu
1028813,1
n
=
=
2.Vd
2 x 20.983,1
= 24,51 ≈ 28baut ( tiap flens )
- B. Diagonal kanan ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
54233,19
=
n
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 1,29 ≈ 3 baut ( tiap flens )
- B. Diagonal kiri ( jumlah baut yang
dibutuhkan)

POT. A - A

7.7

Sambungan di simpul 2

Simpul 2 adalah pertemuan antara batang –
batang:
• Batang Busur atas
WF 500.250.9.16 = 47.118,84 kg
• Batang Busur Bawah
2WF 500.375.16.32=1.094.165,28 kg
• Batang Tarik
2WF500.375.16.32=1.148.164,64 kg
Alat sambung yang digunakan adalah :
• Baut → d = 36 mm ; BJ 55
• Pelat → t = 20 mm ; BJ 37
• Kekuatan ijin 1 baut pada simpul 2 :
- Kekuatan geser baut
Vd = φf x Vn
= 0,75 x 0,5 x 5.500 x 1 x
1 x π x 3,6 2
4
= 20.983,1 kg ( menentukan )
- Kekuatan tumpu baut
Rd = φf x Rn
= 0,75 x 2,4 x 3,6 x 2 x 3.700
= 47.925 kg

(

)

17

Jadi yang menentukan adalah kekuatan
geser :
Vd = 20.983,1 kg
•

Perhitungan jumlah baut tiap batang pada
simpul 0 A
- B. Busur Atas ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
1207051,15
=
n
=
2.Vd
2 x 20.983,1
= 28,7 ≈ 30 baut ( tiap flens )
-

B. Busur Bawah ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
794057,63
=
n
=
2 x 20.983,1
2.Vd
= 18,7 ≈ 20baut ( tiap flens )

-

B. Tarik ( jumlah baut yang dibutuhkan)
Pu
2.331.482,41
n
=
=
2.Vd
2 x 20.983,1
= 55,56 ≈ 56 baut ( tiap flens )

G. Melintang ( jumlah baut yang
dibutuhkan)
Pu
59.504,92
=
n
=
2.Vd
20.983,1
= 1,42 ≈ 4 baut ( tiap flens )
• Syarat jarak baut berdasarkan (Pasal 13.4
AISC, LRFD):
≤
S
≤ 15tp
3d
≤
S1
≤ (4tp+100)
1,5d
S2
≤ 12tp
1,25db ≤
Jadi :
S
≤ 30 cm
10,8 cm ≤
5,4 cm ≤
S1
≤ 18 cm
4,5 cm ≤
S2
≤ 24 cm
-

BAB VIII
PERENCANAAN STRUKTUR
BANGUNAN BAWAH
8.1 Umum
Struktur bawah jembatan, direncanakan
menggunakan pilar dan pondasi tiang pancang. Pilar
(pier) merupakan bangunan yang menyalurkan gayagaya vertikal dan horisontal dari bangunan atas ke
pondasi.
8.2 Pembebanan
8.2.1 Pembebanan pada Struktur Busur
(Bentang Tengah)
Struktur
bangunan
atas
jembatan
menggunakan bahan baja dengan bentang 180 m
dengan spesifikasi pembebanan sebagai berikut :
a. Beban mati
b. Beban hidup
c. Beban angin
d. Beban gesekan
e. Beban Gempa

8.2.2

Pembebanan pada Jembatan Tepi

a. Beban hidup
b. Beban hidup
c. Beban angin
d. Beban gesekan
e. Beban Gempa
9.2.3 Pembebanan Struktur Bawah

1

4
3

2

5

A

86

100

101

150

174

150

8 Ø 36

150
174

150

6

150

8 Ø 36

150
150
100

PELAT BAJA
t = 20 mm
Busur
2 WF 500.375.16.32

8 Ø 36

471

8 Ø 36

Gambar 8.3 Bentuk Pilar

456

80

PELAT BAJA
t = 20 mm

80
80
90

500

90

8 Ø 36

80

Btg. Tarik
WF 500.500.19.32

80

80

90

8 Ø 36

90

8 Ø 36

80

500

8 Ø 36

Melintang
WF 900.300.16.28

100

300

200

150

150

150

930

150

150

150

200

2630

SAMBUNGAN SIMPUL 2

POT. A - A
A

a. Beban Mati
Perhitungan berat pilar ditabelkan dibawah ini :
b. Beban Tumbukan (Hanyutan)
Beban tumbukan dianggap batang kayu dengan
massa,
M = 2 ton menumbuk dengan
kecepatan aliran sungai.
c. Gaya Seret

18

Menurut BMS, PPTJ pasal 2.4.4 hal 2-39
untuk pilar type dinding, gaya seret yang terjadi
adalah:
TEF = 0,5 CL x Vs2 x AL
Di mana,
TEF = Gaya seret nominal ultimate
CL = Koefisien seret, gambar 2.12
Vs2 = Kecepatan aliran rata-rata yang dikaitkan
dengan
periode ulang (Tabel 2.7)
AL = Luas proyeksi pilar tegak lurus arah aliran
(m2) dengan
tinggi sama dengan kedalaman aliran.
d. Gaya Gempa Bangunan Bawah
E = 4700 x f ' c

Gambar.Gaya gempa memanjang
V

= C.S.I.Wt
= 0,1 x 1 x 1 3458086 kg
= 3458,086 ton

F1

=

F1

=

Wi.hi

∑ Wi.hi

.V

601069,536

49730150,3

.242066

= 2925,76 kg
F2

=

750304,28

49730150,3

x 242066

= 3652,174 kg
F3

=

48378776,5

49730150,3

x 242066

= 235488,11 kg

Data Pembebanan ditabelkan dibawah ini :
1. Mati + Hidup
2. Mati + Hidup + Rem + Gempa
3. Mati + Hidup+ Aliran + Hanyutan + Angin
4. Mati + Hidup+ Aliran + Hanyutan + Gempa

c
V

F1

= C.S.I.Wt

=

Wi.hi

Didapat kombinasi pembebanan terbesar yaitu
kombinasi IV
V
= 2215,13 ton
Hy =
369,00 ton
Hx = 369,00 ton
My = 7021,94 tm
Mx = 4961,87 tm

.V

∑ Wi.hi

= 143,9 ton
Gempa untuk pilar di rencanakan dengan
menggunakan metode statik ekuivalen.
W total
= W Pilar + W 180 m + W 30m

F1

1

F2

4
2

3

5

F3
6

Gambar 8.5 Gaya gempa melintang

8.3 Perhitungan Daya Dukung Tiang Kelompok
Untuk menghitung daya dukung tiang
kelompok direncanakan konfigurasi dan koefisien
efisiensinya. Perumusan untuk mencari daya dukung
tiang kelompok adalah sebagai berikut :
QL (group) = QL (1 tiang) x n x η
• Direncanakan pondasi tiang pancang Ø60 cm
dengan konfigurasi 5 x 7. Jarak antar tiang (S)
minimum = 1,8 m. Daya dukung tanah untuk 1
tiang yang digunakan adalah daya dukung tanah
BH-2
S
≥ 2,5 D – 5D
≥ 3 x 0,6 = 2 m

19

Kedalaman tiang : 20 m
Np
= 54 pukulan
Nw = 215
20
= 11,94
Ap
= 0,25 x 3,14 x D2
= 0,25 x 3,14 x 0,62
= 0,283 m2
As
= 3,14 x D x 20
= 37,68 m2
Qu
=

Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv) yang
bekerja pada 1 tiang pancang dalam kelompok tiang
akibat beban vertikal (V), horisontal (H) dan momen
(M) pada kepala tiang (poer) adalah sebagai berikut :
V Mx . Ymax My . Xmax
Pv =
+
+
n
Σ Y2
Σ X2

8.4
8.4.1

 37,68 × 11,94 

40 × 54 × 0,283 + 

5



Kontrol Kekuatan Tiang
Kontrol terhadap Gaya Aksial Vertikal
dan Horizontal
a. Terhadap beban vertikal
Untuk tanah kohesif

= 620 , 34 tm

Qijin =

 N × As 
1

× 40 × N × Ab + 

SF
 5 

Qd ijin = Qu

SF
= 620,34 tm

•

2
= 310,17 tm

Koefisien efisiensi menggunakan perumusan dari
Converse-Labarre :
η
=
1
–
arctan
d
s  ( n − 1) m + ( m − 1) n 


90 xmxn
90 

=
1
–
arctan
0,5
2,5  (7 − 1)5 + (5 − 1)7 


5 x7
90 

= 0,8

My

Gambar 8.6 Konfigurasi Tiang Group

8.3.1

Daya dukung satu tiang dalam
kelompok
Qeff = 301,36 x 0,716 = 217,36 ton
Qeff > Pmax

•

Daya dukung untuk tiang tarik
Qu = (2LH + 2 BH) Cu + W

8.4.2

Kontrol terhadap gaya lateral
Daya dukung mendatar dihitung dengan
perumusan :
k.D
Ha
.δ a
=
β

8.4.3

Tiang Pancang Miring
Tiang pancang miring berfungsi untuk
menahan gaya horisontal pada pilar
jembatan. Pada pilar ini terdapat 14 tiang
miring.
H
= 369 ton
= 369/14
= 26,36 ton
P max = 244,09 ton
Miringan tiang = 1 : 7
Sudut tiang adalah :
α
= arc tan ( 1/7)
=8,13
Kemampuang tiang miring :
= Pmax ( cos α )
= 244,09 x cos 8,13
= 244,09 x 0,98
= 241,5ton > 26,36 ton ( OK )

Perhitungan beban vertikal ekivalen (Pv)

20

Kemampuang tiang tegak :
= Pmax ( sin α )
= 244,09 x sin 8,13
= 244,09 x 0,14
= 34,15 > 26,36 ton ( OK )
8.5 Perencanaan Tulangan Pilar
Data yang diperlukan :
Mn
= diperoleh dari pembebanan
kombinasi 3 diambil momen terbesar, yaitu
= 49.618.700.000 Nmm.
Untuk beton digunakan :
f’c
= 30 MPa
fy
= 400 MPa
8.5.1

Penulangan Kepala Pilar
Pada perhitungan ini yang dihitung adalah
penulangan poer pilar, karena momen pada
poer lebih besar dari momen kepala pilar.
Direncanakan:
tulangan lentur = D 32 mm
tulangan susut = D 22 mm

5 D 29 (As = 3301 mm2 )

a. Penulangan geser tumpuan balok
Luas penampang tulangan geser minimum
adalah :
Av

= 0,35 (bv x s )/fy
= (2719,98 x1000 x 100)/400 x 917
= 749,16 mm2

Dipasang tulangan sengkang Ф16 – 100 mm
(As = 753,6 mm2.
b. Penulangan geser lapangan balok
Luas penampang tulangan geser minimum
adalah :
Av

= 0,35 (bv x s )/fy
= (2719,98 x1000 x 100)/400 x 917
= 694,67mm2

8.5.2
a.

Penulangan Kolom Pilar
Penulangan Lentur
Data – data perencanaan kolom pilar adalah

Dipasang tulangan sengkang Ф16 – 1500
mm (As = 753,6 mm2.

:
Diameter pilar = 1500 mm
Tinggi pilar
= 15000 mm
Tebal selimut = 75 mm
Fc’
= 30 Mpa
Fy
= 400 Mpa
M max = 24.220.000.000 Nmm
P
= 2.215,35 ton
Dari Pcacool didapat diagram interaks