Desain Jembatan Beton Bertulang Antara Pulau Bidadari dan Pulau Kelor.

BIDADARI DAN PULAU KELOR

Rima Nurcahyanti NRP : 0421029

Pembimbing : Olga Pattipawaej, Ph.D

Pembimbing Pendamping : Cindrawaty Lesmana, ST., M.Sc.(Eng) FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG

ABSTRAK

Kepulauan Seribu merupakan daerah pariwisata yang indah alamnya. Namun dari tahun ke tahun jumlah wisatawan yang berkunjung menurun, sehingga perekonomian pun menurun. Oleh karena itu, untuk meningkatkan perekonomian di Kepulauan Seribu perlu adanya sarana transportasi yang dapat memudahkan bagi para wisatawan untuk melakukan perjalanan. Pembangunan jembatan antar pulau di Kepulauan Seribu dapat menjadi salah satu alternatif selain terowongan. Tipe jembatan yang direncanakan adalah jembatan beton bertulang dengan bentuk struktur adalah jembatan balok. Pemilihan jembatan beton bertulang karena perawatannya yang lebih mudah. Jembatan ini direncanakan akan menghubungkan Pulau Bidadari dan Pular Kelor yang berjarak 842 meter. Jembatan ini termasuk jembatan dengan muatan hidup tidak penuh dengan faktor pengali sebesar 70 % karena letaknya di daerah pariwisata, sehingga keadaan lalu lintas padat hanya terjadi pada waktu-waktu tertentu.

Desain jembatan lebih diutamakan kepada pendesainan balok dan kolm jembatan. Pelat yang digunakan adalah pelat HCS Beton Elemindo Perkasa. Panjang jembatan persegmen adalah 15 meter dengan lebar 13 meter. Dari seluruh segmen jembatan yang ada, dua diantaranya adalah kepala jembatan yang terletak pada ajung awal dan ujung akhir jembatan.

Pembebanan yang diperhitungkan terdiri dari beban mati, beban hidup, beban sekunder dan beban khusus berdasarkan SNI 03-1725-1989. Pemodelan dan analisis menggunakan software SAP2000 v.11 yang kemudian kekuatan kolom dievaluasi dengan software CSiCol. Dimensi balok anak 1 adalah 70 cm x 85 cm, balok anak 2 adalah 70 cm x 90 cm, balok induk 1 dan 2 adalah 120 cm x 150 cm, sedangkan dimensi kolom yang dihasilkan adalah 180 cm dengan toleransi jumlah tulangan yang digunakan adalah sebesar 2%. Hasil evaluasi dengan software CSiCol menunjukkan bahwa kolom cukup kuat, hal ini ditunjukkan dengan nilai ∅Mn dan ∅Pn yang berada di dalam kurva diagram interaksi.

ix Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ... i

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... ii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iii

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... iv

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... v

ABSTRAK ... vi

PRAKATA ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR NOTASI ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xvi

DAFTAR TABEL ... xviii

DAFTAR LAMPIRAN ... xix

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1Latar Belakang Masalah ... 1

1.2Tujuan Penulisan ... 3

1.3Ruang Lingkup Pembahasan ... 3

1.4Sistematika Pembahasan ... 6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 8

2.1 Pengertian Jembatan ... 9

2.4 Komponen Struktur Jembatan ... 19

2.4.1 Bangunan Atas Jembatan ... 20

2.4.2 Bangunan Bawah Jembatan ... 21

2.5 Beban yang Bekerja pada Struktur Jembatan ... 22

2.5.1 Beban Primer ... 23

2.5.1.1 Beban Mati ... 23

2.5.1.2 Beban Hidup ... 23

2.5.1.3 Beban Kejut ... 27

2.5.2 Beban Sekunder ... 29

2.5.2.1 Beban Angin ... 29

2.5.2.2 Gaya Akibat Gempa Bumi ... 30

2.5.3 Beban Khusus ... 35

2.5.3.1 Gaya Akibat Aliran Air ... 35

2.5.3.2 Gaya Angkat ... 36

2.6 Kombinasi Pembebanan ... 36

2.7 Perencanaan Tulangan ... 37

2.8 Lendutan ... 39

BAB 3 METODOLOGI PERENCANAAN ... 41

3.1 Penentuan Lokasi ... 42

3.2Pemilihan Tipe Jembatan ... 43

3.3Perencanaan Dimensi Penampang Melintang Jembatan ... 44

3.4Penentuan Dimensi Struktur Jembatan dan Data Struktur yang Digunakan ... 44

xi Universitas Kristen Maranatha

3.4.1 Kolom ... 45

3.4.2 Balok ... 45

3.4.3 Pelat ... 46

3.5 Software yang Digunakan ... 46

3.6 Penentuan Nilai-nilai Beban yang Bekerja pada Struktur ... 46

3.6.1 Beban Mati ... 47

3.6.2 Beban Hidup ... 47

3.6.2.1 Beban “T” ... 48

3.6.2.2 Beban “D” ... 48

3.6.2.3 Beban pada Trotoar, Kerb dan Tiang Sandaran (Railing) ... 48

3.6.2.4 Beban Kejut ... 49

3.6.3 Beban Sekunder ... 49

3.6.3.1 Beban Angin ... 50

3.6.3.2 Gaya Akibat Gempa Bumi ... 50

3.7Beban Khusus ... 50

BAB 4 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN ... 51

4.1 Asumsi Desain ... 53

4.2 Pemodelan Struktur dengan Software SAP2000 v.11 ... 53

4.2.1 Input Data Material ... 53

4.2.2 Input Data Beban dan Kombinasi Pembebanan yang Digunakan ... 55

4.2.3 Pemodelan Struktur ... 57

4.2.4.2 Pemodelan Beban Hidup ... 65

4.2.4.3 Pemodelan Beban Sekunder ... 70

4.2.4.4 Pemodelan Beban Khusus ... 74

4.3 Evaluasi Lendutan ... 76

4.4 Evaluasi Kekuatan Kolom dengan Menggunakan Software CSiCol ... 77

4.5 Tulangan Berdasarkan Hasil Analisis Software SAP2000 v.11 . 78 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 83

5.1 Kesimpulan ... 83

5.2 Saran ... 84

DAFTAR PUSTAKA ... 85

xiii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR NOTASI

Ag = Luas bruto penampang, mm2

Ah = Tekanan aliran air normal, kg/m2

Al = Luas total tulangan longitudinal yang memikul puntir, mm2

As = Luas tulangan tarik, mm2

As, min = Luas minimum tulangan lentur, mm2

Ast = Luas total tulangan longitudinal (batang tulangan) mm2

At = Luas satu kaki sengkang tertutup yang menahan puntir dalam

daerah sejarak s, mm

A = Luas tulangan geser dalam daerah sejarak s, mm2 BA1 = Balok anak 1

BA2 = Balok anak 2 BI1 = Balok induk 1 BI2 = Balok induk 2 b = Faktor bahan

bw = Lebar badan penampang, mm

D = Beban jalur DL = Dead load

d = Jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik longitudinal, mm

E = Modulus elastisitas kolom, kg/m2 Ec = Modulus elastisitas beton, MPa

f ′ = Kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa fu = Kuat tarik untuk tulangan, MPa

fy = Kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan, MPa

f = Kuat leleh tulangan sengkang torsi, MPa

Gh = Gaya horizontal ekuivalen akibat gempa yang bekerja pada titik

berat struktur, kg

g = Percepatan gravitasi = 9,81 m/det2 h = Tinggi kolom, m

I = Momen inersia kolom dalam arah yang ditinjau, m4 K = Koefisien kejut

Kh = Koefisien gempa horizontal

Kk = Kekakuan kombinasi kolom-kolom, kg/m

Kr = Koefisien respons gabungan

K1 = Kolom 1

k = Koefisien aliran yang tergantung bentuk kolom

L = Panjang jembatan dalam meter, ditentukan oleh tipe konstruksi jembatan

M = Beban mati struktur, kg

Mn = Kuat momen nominal pada penampang, N-mm

Mpa = Berat bangunan atas ditambah setengah jumlah berat kolom- kolom

yang mendukung bangunan atas yang ditinjau, kg Mu = Momen terfaktor pada penampang, KNm

xv Universitas Kristen Maranatha

Mux top = Momen terfaktor pada penampang arah x, KNm

Muy = Momen terfaktor pada penampang arah y, KNm

Muy bot = Momen terfaktor pada penampang arah y, KNm

n = Jumlah lajur per jalur

ns = Jumlah sendi plastis pada bagian struktur yang ditinjau

P = Beban garis, ton

Pn,maks = Kuat beban aksial nominal pada eksentrisitas yang diberikan, KN

Pu = Kuat beban aksial terfaktor, KN

p = Faktor kepentingan

q = Beban terbagi merata, ton/m

s

= Spasi tulangan geser atau puntir dengan arah paralel dengan tulangan longitudinal, mm

T = Beban kendaraan, kg/m2

Tg = Waktu getar alami dalam detik pada sistem struktur yang terdiri dari

bangunan bawah dan bangunan atas yang didukung Va = Kecepatan aliran air ditentukan sebesar 3 m/detik

Vc = Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton, N

Vn = Tegangan geser nominal, MPa

Vs = Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser, N

Vu = Gaya geser terfaktor pada penampang, N

γair = Berat sendiri air, kg/m3

∅ = Faktor reduksi kekuatan

Halaman

Gambar 1.1 Peta Lokasi ... 3

Gambar 2.1 Jembatan untuk Pipa (Continental Bridge in Alexandria, Minnesota) ... 9

Gambar 2.2 Jembatan Kayu (Japanese Wood Bridge, Japan) ... 10

Gambar 2.3 Jembatan Baja (Rumbai Jaya, Riau, Indonesia) ... 11

Gambar 2.4 Jembatan Beton (Fifth Street, Miami) ... 12

Gambar 2.5 Jembatan Komposit (Hindmarsh Island Bridge, Adelaide) .... 12

Gambar 2.6 Jembatan Balok (Beam Bridge at Canary Wharf, Docklands) . 13

Gambar 2.7 Jembatan Rangka (The Firth of Forth Rail Bridge, Scotland) 14

Gambar 2.8 Jembatan Busur (Jembatan Pelabuhan Sydney, Australia) .... 14

Gambar 2.9 Jembatan Gantung (Clifton Bridge in Bristol, England) ... 15

Gambar 2.10 Jembatan Kabel Penahan (Pasupati Bridge, Indonesia) ... 16

Gambar 2.11 Jembatan Dapat Berpindah (London Bridge London) ... 16

Gambar 2.12 Komponen Struktur Jembatan ... 19

Gambar 2.13 Balok ... 20

Gambar 2.14 Pelat ... 20

Gambar 2.15 Kolom Jembatan ... 21

Gambar 2.16 Kepala Jembatan ... 22

Gambar 2.17 Ukuran-ukuran dan Kedudukan Beban “T” ... 24

Gambar 2.18 Beban “D” ... 25

Gambar 2.19 Penggunaan Beban “D” pada Arah Melintang Jembatan ... 26

xvii Universitas Kristen Maranatha

Gambar 2.20 Peta Wilayah Gempa Indonesia ... 33

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Perencanaan ... 42

Gambar 3.2 Seluruh Segmen Jembatan Tampak Tiga Dimensi ... 44

Gambar 3.3 Kedudukan Muatan Garis (P) ... 49

Gambar 4.1 Diagram Alir Analisis dan Desain Struktur Jembatan ... 52

Gambar 4.2 Input Material Beton ... 54

Gambar 4.3 Input Material Baja Tulangan ... 55

Gambar 4.4 Input Pendefinisian Jenis-jenis Beban yang Digunakan ... 56

Gambar 4.5 Input Kombinasi Pembebanan yang Digunakan ... 57

Gambar 4.6 Dimensi dan Penampang Melintang Balok Induk ... 61

Gambar 4.7 Dimensi dan Penampang Melintang Balok Anak ... 62

Gambar 4.8 Dimensi dan Penampang Melintang Kolom ... 63

Gambar 4.9 Tampilan Beban Mati pada Satu Segmen ... 64

Gambar 4.10 Pemasukkan dan Pemodelan Beban “T” pada Satu Segmen .... 66

Gambar 4.11 Tampilan Pemodelan Jumlah Beban Merata “D” dan Beban Hidup Merata Trotoar pada Satu Segmen ... 67

Gambar 4.12 Tampilan Pemodelan Beban “D’ pada Struktur Jembatan Satu Segmen ... 68

Gambar 4.13 Tampilan Beban Garis pada Satu Segmen ... 69

Gambar 4.14 Pemodelan Beban Angin pada Satu Segmen ... 70

Gambar 4.15 Tampilan Beban Khusus pada Satu Segmen ... 75

Gambar 4.16 Kurva Diagram Interaksi Kolom ... 77

Gambar 4.17 Penampang Melintang Kolom ... 78

Halaman

Tabel 2.1 Penentuan Lebar Jalur dan Bahu ... 18

Tabel 2.2 Nilai Berat Isi untuk Bahan-bahan Bangunan ... 23

Tabel 2.3 Bentang L untuk Penentuan Koefisien Kejut ... 28

Tabel 2.4 Faktor Struktur ... 31

Tabel 2.5 Faktor Kepentingan ... 31

Tabel 2.6 Faktor Bahan ... 32

Tabel 2.7 Kondisi Tanah Berdasarkan Kedalaman Sedimen (Alluvium) Terhadap Tanah Keras (Bedrock) ... 33

Tabel 2.8 Koefisien Respons Gabungan (Kr) ... 34

Tabel 2.9 Koefisien Aliran (k) ... 36

Tabel 2.10 Lendutan Ijin Maksimum ... 39

Tabel 4.1 Tulangan BI1 (120 cm x 150 cm) ... 81

Tabel 4.2 Nilai-nilai Tulangan BI1 (150 cm x 120 cm) Hasil Analisis Software SAP2000 V.11 ... 82

xix Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman LAMPIRAN 1 Spesifikasi Pelat Beton Elemindo Perkasa ... 87 LAMPIRAN 2 Perbandingan Lendutan ... 90 LAMPIRAN 3 Hasil Evaluasi dengan Software CSiCol ... 93 LAMPIRAN 4 Jumlah Tulangan dan Nilai-nilai Tulangan Hasil

Desain dengan Menggunakan Software SAP2000 V.11. 100 LAMPIRAN 5 Gambar Penampang Melintang Jembatan ... 104 LAMPIRAN 6 Gambar Denah dan Potongan ... 106

LAMPIRAN 1

Universitas Kristen Maranatha

88

Universitas Kristen Maranatha

90

LAMPIRAN 2

Tabel 1 Perbandingan Lendutan Ijin dengan Lendutan Hasil Analisis

Software SAP2000 v.11

Tipe Balok

Lendutan Ijin δ

(m)

Lendutan

Hasil Analisis Software SAP2000 v.11 (m)

BI1 0,04 0,014

BI2 0,04 0,011

BA1 0,04 0,034

BA2 0,04 0,034

Gambar 1 Lendutan BI1, Hasil Analisis Software (Satuan : m)

Universitas Kristen Maranatha

92

LAMPIRAN 3

LANGKAH-LANGKAH PENGGUNAAN SOFTWARE

CSiCol DAN HASIL EVALUASI KEKUATAN KOLOM

Universitas Kristen Maranatha

94

Langkah-langkah Penggunaan Software CSiCol

Langkah umum penggunaan software CSiCol dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Tampilan menu utama pada software CSiCol dapat dilihat pada Gambar

1 berikut.

Gambar 1 Tampilan Menu Utama Software CSiCol

2. Pilih Unit and Code pada menu utama untuk merubah satuan menjadi SI-m, sepeti yang terlihat pada Gambar 2.

3. Pilih Material Parameters untuk merubah mutu material beton dan baja tulangan sesuai dengan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Input Data Material

4. Pilih Convinement And Cover, kemudian input besarnya selimut beton sesuai dengan yang digunakan pada software SAP2000 v.11 dan pilih bentuk tulangan pengikat yang digunakan.

Universitas Kristen Maranatha

96

5. Pilih bentuk kolom yang digunakan pada Section Shape yang terdapat pada menu utama.

6. Pilih Define XS untuk merubah diameter kolom, jumlah dan diameter tulangan yang digunakan, tampilan pada software CSiCol dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Tampilan Circular Column

7. Pilih Define Loading, kemudian input nilai Mux bot, Mux top, Muy bot, Muy top

dan Pu yang merupakan hasil analisis software SAP2000 v.11, untuk

lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 6.

8. Hasil evaluasi dapat dilihat pada Capacity Ratio, Detailed Result,

Interaction Curves dan Generate Report. Gambar 7 sampai dengan 11

merupakan hasil evaluasi kekuatan kolom dengan software CSiCol.

Gambar 7 Capacity Calculation Result (Bottom End)

Universitas Kristen Maranatha

98

Gambar 9 Detailed Result (Bottom End)

Gambar 10 Detailed Result (Bottom End)

Universitas Kristen Maranatha

100

LAMPIRAN 4

JUMLAH TULANGAN DAN NILAI-NILAI

TULANGAN HASIL DESAIN DENGAN

MENGGUNAKAN SOFTWARE SAP2000 V.11

Tabel 1 Tulangan BI2 (120 cm x 150 cm)

Tulangan BI2 (120 cm x 150 cm)

Tumpuan Kiri Lapangan Tumpuan Kanan

Ukuran

Balok 120 cm x 150 cm 120 cm x 150 cm 120 cm x 150 cm Tulangan

Atas 40-D25 18-D25 40-D25 Tulangan

Samping 18-D16 18-D16 18-D16 Tulangan

Bawah 26-D25 34-D25 26-D25 Tulangan

Geser 3D13–100 mm 3D13-115 mm 3D13–110 mm

Tabel 2 Tulangan BA1 (70 cm x 85 cm)

Tulangan BA1 (70 cm x 85 cm)

Tumpuan Kiri Lapangan Tumpuan Kanan

Ukuran

Balok 70 cm x 85 cm 70 cm x 85 cm 70 cm x 85 cm Tulangan

Atas 24-D25 6-D25 24-D25 Tulangan

Universitas Kristen Maranatha

102

Tabel 2 Tulangan BA1 (70 cm x 85 cm) (Lanjutan)

Tulangan BA1 (70 cm x 85 cm)

Tumpuan Kiri Lapangan Tumpuan Kanan Tulangan

Bawah 12-D25 18-D25 12-D25 Tulangan

Geser 2D13-90 mm D13-130 mm 2D13-90 mm

Tabel 3 Tulangan BA2 (70 cm x 90 cm)

Tulangan BA2 (70 cm x 90 cm)

Tumpuan Kiri Lapangan Tumpuan Kanan

Ukuran

Balok 70 cm x 90 cm 70 cm x 90 cm 70 cm x 90 cm Tulangan

Atas 22-D25 6-D25 22-D25 Tulangan

Samping 6-D13 6-D13 6-D13 Tulangan

Bawah 12-D25 20-D25 12-D25 Tulangan

Tabel 4 Nilai-nilai Tulangan Tumpuan BI2 (120 cm x 150 cm) Hasil Analisis Software SAP2000 V.11

Lokasi Tulangan

Tumpuan Kiri Lapangan Tumpuan Kanan

Tulangan Longitudinal

As top 15816,3mm2 4925,40 mm2 15846,6 mm2

As bot 8688,55 mm2 13095,2 mm2 8664,85 mm2

Tulangan Geser Av/s 1,778 mm 1,246 mm 1,783 mm

Tulangan Torsi At/s 2,818 mm 2,818 mm 2,609 mm Al 14212,7 mm2 14212,7 mm2 13162,1 mm2

Tabel 5 Nilai-nilai Tulangan Tumpuan BA1 (70 cm x 85 cm) Hasil Analisis Software SAP2000 V.11

Lokasi Tulangan

Tumpuan Kiri Lapangan Tumpuan Kanan

Tulangan Longitudinal

As top 11211,6 mm2 1906,4 mm2 11211,6 mm2

As bot 5260,4 mm2 7915,96 mm2 5260,4 mm2

Tulangan Geser Av/s 5,1 mm 1,361 mm 5,1 mm

Tulangan Torsi At/s 0,333 mm 0,333 mm 0,333 mm Al 2260,02 mm2 2260,02 mm2 2260,02 mm2

Tabel 6 Nilai-nilai Tulangan Tumpuan BA2 (70 cm x 90 cm) Hasil Analisis Software SAP2000 V.11

Lokasi Tulangan

Tumpuan Kiri Lapangan Tumpuan Kanan

Tulangan Longitudinal

As top 10102,7 mm2 2204,10 mm2 9987,31 mm2

As bot 4589,89 mm2 8451,07 mm2 4527,19 mm2

Tulangan Geser Av/s 1,059 mm 0,812 mm 1,045 mm

Tulangan Torsi At/s 0,784 mm 0,784 mm 0,748 mm Al 2411,49 mm2 2411,49 mm2 2411,49 mm2

Universitas Kristen Maranatha

104

LAMPIRAN 5

Universitas Kristen Maranatha

106

LAMPIRAN 6

Universitas Kristen Maranatha

Universitas Kristen Maranatha

Universitas Kristen Maranatha

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki ribuan pulau yang terpisahkan oleh laut dan selat. Kondisi geografis tersebut mengakibatkan terus meningkatnya arus lalu lintas kendaraan antar kepulauan guna menunjang aktivitas dan mobilitas penduduk antar kepulauan di Indonesia. Tak heran saat ini banyak dibangun sarana penghubung antar pulau seperti jembatan ataupun terowongan.

Kepulauan Seribu merupakan salah satu kepulauan di Indonesia yang dijadikan sebagai objek wisata yang sangat menarik dengan keindahan taman laut dan juga pantainya. Berdasarkan data yang diperoleh dari website mengenai keadaan umum Kepulauan Seribu, luas Kepulauan Seribu kurang lebih 108.000 hektar, tinggi gelombang di Kepulauan Seribu pada musim Barat berkisar antara 0,5-1,5 meter, sedangkan pada musim Timur tinggi gelombang berkisar antara 0,5-1 meter dan perairan Kepulauan Seribu dikategorikan sebagai perairan laut dangkal.

Perkembangan wisatawan yang datang ke Kepulauan Seribu dari tahun ke tahun cenderung menurun, sehingga mengakibatkan perekonomian di Kepulauan Seribu menurun. Untuk meningkatkan perekonomian di Kepulauan Seribu perlu adanya sarana transportasi yang memudahkan bagi para wisatawan untuk melakukan perjalanan, seperti pembangunan jembatan atau terowongan. Dalam Tugas Akhir ini sarana transportasi yang dipilih adalah jembatan.

Jembatan dengan material beton bertulang menjadi pilihan yang sesuai kebutuhan karena perawatannya lebih mudah. Beban yang bekerja pada struktur jembatan diantaranya meliputi beban mati, beban hidup (beban ”T”, beban ”D”, beban pada trotoar, beban kerb, beban tiang sandaran), beban akibat gempa bumi, beban akibat aliran air, beban angin dan beban akibat gaya angkat.

Dalam Tugas Akhir ini, akan dilakukan pemodelan dan analisis jembatan beton bertulang yang direncanakan untuk menghubungkan Pulau Bidadari dengan Pulau Kelor yang terdapat di Kepulauan Seribu, peta lokasi yang dipilih dapat dilihat pada Gambar 1.1

Universitas Kristen Maranatha

3

Gambar 2.1 Peta Lokasi [19]

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah

1. Melakukan pemodelan dan analisis struktur beton bertulang dengan menggunakan software SAP2000 v.11 dan CSiCol untuk evaluasi kekuatan kolom berdasarkan hasil analisis dengan software SAP2000 v.11

2. Mendesain kolom dan balok jembatan yang menghubungkan Pulau Bidadari dengan Pulau Kelor.

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan

Ruang lingkup yang akan dibahas pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Jenis jembatan yang direncanakan adalah jembatan portal balok beton bertulang yang menghubungkan Pulau Bidadari dengan Pulau Kelor

2. Perencanaan lebar jembatan berdasarkan Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar Kota No. 038/T/BM/1997

3. Tipe jalur lalu lintas yang direncanakan adalah 1 jalur-2 lajur-2 arah (2/2 tidak terbagi)

4. Bangunan atas dengan bangunan bawah jembatan merupakan satu kesatuan (monolit)

5. Tinggi kolom direncanakan 6 meter yang diletakkan di atas kepala tiang pondasi tiang pancang

6. Kolom direncanakan berbentuk bundar 7. Balok direncanakan berbentuk persegi

8. Pelat yang digunakan adalah pelat HCS (Hollow Core Slab) yang merupakan rekomendasi PT. Beton Elemindo Perkasa

9. Asumsi jalan pada jembatan adalah jalan lokal dengan VLHR 3000-10000 smp/hari

10.Panjang jembatan persegmen yang direncanakan 15 meter dengan jumlah segmen keseluruhan adalah 57 segmen

11.Lebar jembatan direncanakan 13 meter

12.Lebar jalur direncanakan 7 meter, dimana lebar masing-masing lajur direncanakan 3,5 meter

13.Lebar bahu jalan direncanakan 1,5 meter 14.Lebar trotoar direncanakan 1,5 meter

15.Tebal lapisan aspal direncanakan 7 centimeter 16.Tinggi trotoar direncanakan 17 centimeter

Universitas Kristen Maranatha

5

18.Beban yang diperhitungkan pada struktur jembatan adalah beban mati (beban tiang sandaran dan beban lapisan aspal), beban hidup (beban ”T”, beban ”D” garis, beban ”D” merata, beban pada trotoar, beban kerb dan beban tiang sandaran), beban beban angin, beban akibat gempa bumi, beban akibat aliran air dan beban akibat gaya angkat yang disebabkan oleh air pasang

19.Beban hidup direncanakan beban hidup tidak penuh dengan faktor pengali sebesar 70% karena jembatan berada pada daerah wisata, sehingga kondisi lalu lintas padat pada jembatan hanya terjadi pada waktu-waktu tertentu

20.Kendaraan rencana terberat yang boleh melewati jembatan adalah kendaraan truk yang mempunyai beban roda ganda sebesar 10 ton 21.Pemodelan arah beban angin diasumsikan satu arah berdasarkan

ketentuan pada SNI 03-1725-1989

22.Beban gempa dihitung berdasarkan SNI 03-3428-1994 23.Wilayah gempa termasuk wilayah gempa 3

24.Untuk perhitungan beban gempa jalan pada jembatan diasumsikan sebagai jalan primer, karena merupakan satu-satunya jalan darat yang menghubungkan Pulau Bidadari dengan Pulau Kelor

25.Kedalaman sedimen (Alluvium) terhadap tanah keras (Bedrock) diasumsikan lebih dari 25 meter

26.Pemodelan dan analisis dilakukan berdasarkan SNI 03-2847-2003 27.Pemodelan dan analisis menggunakan software SAP2000 v.11

28.Momen inersia kolom yang digunakan didapat berdasarkan software SAP2000 v.11

29.Kekuatan kolom dievaluasi dengan menggunakan software CSiCol 30.Koefisien aliran air ditentukan sebesar 3m/detik

31.Gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat perbedaan suhu, gaya akibat rangkak dan susut, gaya rem dan traksi, gaya gesekan pada tumpuan bergerak, gaya sentrifugal, gaya tumbuk pada jembatan layang, beban dan gaya selama pelaksanaan, gaya angkat yang disebabkan oleh tekanan tanah diabaikan

32.Perkerasan jalan diabaikan

33.Data tanah untuk pondasi diabaikan 34.Perencanaan pondasi diabaikan

35.Perhitungan garis pengaruh diabaikan.

1.4 Sistematika Pembahasan

Penulisan Tugas Akhir ini dibagi ke dalam 5 bab dengan sistematika pembahasan sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, serta sistematika penulisan. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan dibahas mengenai definisi berbagai elemen struktur dalam jembatan dan pemodelan beban yang mempengaruhi struktur tersebut.

Universitas Kristen Maranatha

7

BAB 3 METODOLOGI PERENCANAAN

Pada bab ini akan diuraikan mengenai metodologi perencanaan dimana menjelaskan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam mendesain jembatan beton bertulang.

BAB 4 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas pemodelan jembatan, input data-data struktur dan beban yang digunakan, perhitungan struktur dengan menggunakan software SAP2000 v.11 berdasarkan data beban yang bekerja pada struktur yang ada, evaluasi kekuatan kolom berdasarkan hasil desain dari software SAP2000 v.11 dengan menggunakan

software CSiCol, serta asumsi desain dan pembahasan hasil analisis

untuk struktur yang akan digunakan. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan-kesimpulan yang dapat diambil dari hasil desain dan analisis yang dilakukan pada bab sebelumnya serta saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut, agar lebih baik dimasa yang akan datang.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Hasil desain dan analisis mengunakan program SAP2000 v.11 menunjukkan bahwa desain jembatan beton bertulang dalam Tugas Akhir ini membutuhkan dimensi balok anak arah melintang jembatan (BA1) sebesar 70 cm x 85 cm, dimensi balok anak arah memanjang jembatan

Universitas Kristen Maranatha

84

(BA2) yang dihasilkan adalah 70 cm x 90 cm. Sedangkan dimensi balok induk arah melintang (BI1) dan balok induk arah memanjang (BI2) adalah 120 cm x 150 cm.

2. Dimensi kolom (K1) yang dihasilkan adalah sebesar 180 cm dengan toleransi jumlah tulangan yang digunakan adalah 2 %.

3. Tipe pelat HCS yang digunakan berdasarkan beban yang bekerja adalah HCS with topping 200.07.12 dengan panjang bentang 4,25 meter

4. Evaluasi kekuatan kolom dengan program CSiCol menunjukkan bahwa dimensi kolom hasil desain dengan menggunakan software SAP2000 v.11 cukup kuat. Hal ini ditunjukkan dengan nilai ∅Pn dan ∅Mn yang terletak di

dalam kurva diagram interaksi.

5. Lendutan yang dihasilkan masih lebih kecil dari lendutan ijin, perbandingan lendutan yang dihasilkan dengan lendutan ijin dapat dilihat pada Lampiran 2.

4.2 Saran

Saran-saran untuk peneliti selanjutnya diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Penelitian selanjutnya hendaknya mencoba desain jembatan dengan material beton prategang, baja, ataupun komposit, agar dimensi struktur jembatan yang dihasilkan lebih efisien.

2. Penelitian lebih lanjut hendaknya mempertimbangkan penggunaan base

1. Bina Marga (1997), Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar Kota, Departemen Pekerjaan Umum, Indonesia.

2. Kimpraswil, NSPM (2002), Metode, Spesifikasi, Dan Tata Cara, Balitbang Kimpraswil, Jakarta.

3. Nawy, Edward G. (1998), Beton Bertulang, PT. Refika Aditama, Bandung.

4. Standar Nasional Indonesia (2003), Tata Cara Perencanaan Struktur Beton

Untuk Bangunan Gedung, Jakarta.

5. Supriyadi, Bambang & Setyo M., Agus (2007), Jembatan, Beta Offset, Yogyakarta.

6. Sweroad, PT. Bina Karya (1997), Manual Kapasitas Jalan Indonesia

(MKJI), Direktorat jendral Bina Marga, Indonesia.

7. url :http://Google image.com/Arc Bridge.jpg

8. url :http://Google image.com/Balok.jpg

9. url :http://Google image.com/Beam Bridge.jpg

10.url :http://Google image.com/Clifton Bridge.jpg

11.url :http://Google image.com/Composite Bridge.jpg

12.url :http://Google image.com/Concrete Bridge.jpg

Universitas Kristen Maranatha

86

14.url :http://Google image.com/Kepala Jembatan.jpg

15.url :http://Google image.com/Kolom.jpg

16.url :http://Google image.com/London Bridge.jpg

17.url :http://Google image.com/Pasopati Bridge.jpg

18.url :http://Google image.com/Pelat.jpg

19.url :http://Google image.com/Peta Kepulauan Seribu.jpg

20.url :http://Google image.com/Truss Bridge.jpg

21.url :http://Google image.com/Wood Bridge.jpg

22.url :http://wikipedia.org/wiki/Keadaan Umum Kepulauan Seribu

28. Momen inersia kolom yang digunakan didapat berdasarkan software SAP2000 v.11

29. Kekuatan kolom dievaluasi dengan menggunakan software CSiCol 30. Koefisien aliran air ditentukan sebesar 3m/detik

31. Gaya akibat tekanan tanah, gaya akibat perbedaan suhu, gaya akibat rangkak dan susut, gaya rem dan traksi, gaya gesekan pada tumpuan bergerak, gaya sentrifugal, gaya tumbuk pada jembatan layang, beban dan gaya selama pelaksanaan, gaya angkat yang disebabkan oleh tekanan tanah diabaikan

32. Perkerasan jalan diabaikan

33. Data tanah untuk pondasi diabaikan 34. Perencanaan pondasi diabaikan

35. Perhitungan garis pengaruh diabaikan.

1.4 Sistematika Pembahasan

Penulisan Tugas Akhir ini dibagi ke dalam 5 bab dengan sistematika pembahasan sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, serta sistematika penulisan. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan dibahas mengenai definisi berbagai elemen struktur dalam jembatan dan pemodelan beban yang mempengaruhi struktur tersebut.

7

BAB 3 METODOLOGI PERENCANAAN

Pada bab ini akan diuraikan mengenai metodologi perencanaan dimana menjelaskan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam mendesain jembatan beton bertulang.

BAB 4 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas pemodelan jembatan, input data-data struktur dan beban yang digunakan, perhitungan struktur dengan menggunakan software SAP2000 v.11 berdasarkan data beban yang bekerja pada struktur yang ada, evaluasi kekuatan kolom berdasarkan hasil desain dari software SAP2000 v.11 dengan menggunakan software CSiCol, serta asumsi desain dan pembahasan hasil analisis untuk struktur yang akan digunakan.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan-kesimpulan yang dapat diambil dari hasil desain dan analisis yang dilakukan pada bab sebelumnya serta saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut, agar lebih baik dimasa yang akan datang.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Hasil desain dan analisis mengunakan program SAP2000 v.11 menunjukkan bahwa desain jembatan beton bertulang dalam Tugas Akhir ini membutuhkan dimensi balok anak arah melintang jembatan (BA1) sebesar 70 cm x 85 cm, dimensi balok anak arah memanjang jembatan

84

(BA2) yang dihasilkan adalah 70 cm x 90 cm. Sedangkan dimensi balok induk arah melintang (BI1) dan balok induk arah memanjang (BI2) adalah 120 cm x 150 cm.

2. Dimensi kolom (K1) yang dihasilkan adalah sebesar 180 cm dengan toleransi jumlah tulangan yang digunakan adalah 2 %.

3. Tipe pelat HCS yang digunakan berdasarkan beban yang bekerja adalah HCS with topping 200.07.12 dengan panjang bentang 4,25 meter

4. Evaluasi kekuatan kolom dengan program CSiCol menunjukkan bahwa dimensi kolom hasil desain dengan menggunakan software SAP2000 v.11 cukup kuat. Hal ini ditunjukkan dengan nilai ∅Pn dan ∅Mn yang terletak di dalam kurva diagram interaksi.

5. Lendutan yang dihasilkan masih lebih kecil dari lendutan ijin, perbandingan lendutan yang dihasilkan dengan lendutan ijin dapat dilihat pada Lampiran 2.

4.2 Saran

Saran-saran untuk peneliti selanjutnya diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Penelitian selanjutnya hendaknya mencoba desain jembatan dengan material beton prategang, baja, ataupun komposit, agar dimensi struktur jembatan yang dihasilkan lebih efisien.

2. Penelitian lebih lanjut hendaknya mempertimbangkan penggunaan base isolator.

1. Bina Marga (1997), Tata Cara Perencanaan Geometrik Jalan Antar Kota, Departemen Pekerjaan Umum, Indonesia.

2. Kimpraswil, NSPM (2002), Metode, Spesifikasi, Dan Tata Cara, Balitbang Kimpraswil, Jakarta.

3. Nawy, Edward G. (1998), Beton Bertulang, PT. Refika Aditama, Bandung.

4. Standar Nasional Indonesia (2003), Tata Cara Perencanaan Struktur Beton

Untuk Bangunan Gedung, Jakarta.

5. Supriyadi, Bambang & Setyo M., Agus (2007), Jembatan, Beta Offset, Yogyakarta.

6. Sweroad, PT. Bina Karya (1997), Manual Kapasitas Jalan Indonesia

(MKJI), Direktorat jendral Bina Marga, Indonesia.

7. url :http://Google image.com/Arc Bridge.jpg

8. url :http://Google image.com/Balok.jpg

9. url :http://Google image.com/Beam Bridge.jpg

10. url :http://Google image.com/Clifton Bridge.jpg

11. url :http://Google image.com/Composite Bridge.jpg

12. url :http://Google image.com/Concrete Bridge.jpg

86

14. url :http://Google image.com/Kepala Jembatan.jpg

15. url :http://Google image.com/Kolom.jpg

16. url :http://Google image.com/London Bridge.jpg

17. url :http://Google image.com/Pasopati Bridge.jpg

18. url :http://Google image.com/Pelat.jpg

19. url :http://Google image.com/Peta Kepulauan Seribu.jpg

20. url :http://Google image.com/Truss Bridge.jpg

21. url :http://Google image.com/Wood Bridge.jpg

22. url :http://wikipedia.org/wiki/Keadaan Umum Kepulauan Seribu