Perencanaan Variasi Rangka Baja Pada Jembatan Tanjung Set Medan

TUGAS AKHIR

PERENCANAAN VARIASI RANGKA BAJA
PADA JEMBATAN TANJUNG SELAMAT MEDAN
(STUDI KASUS)

Disusun Oleh :
STEPHANY G. SURBAKTI
11 0404 059

Dosen Pembimbing :
Ir. Sanci Barus, MT
19520901 198112 1 001

BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015


Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Jembatan berperan penting dalam pembangunan ekonomi suatu daerah
dengan menyebarkan pusat-pusat ekonomi. Seiring dengan berkembangnya
zaman maka pembangunan sarana transportasi seperti jembatan akan meningkat.
Di Indonesia sendiri jembatan tipe rangka baja mulai banyak diminati. Jembatan
rangka baja dinilai lebih efisien karena mempunyai kemampuan untuk
mendistribusikan beban-beban yang ada keseluruh bagian rangka. Jembatan
rangka baja memiliki variasi yang sangat beragam. Variasi rangka akan
mempengaruhi berat material baja yang akan digunakan pada konstruksi
jembatan.
Pada penelitian ini, peneliti akan membahas mengenai beberapa variasi
rangka baja yang

disesuaikan pada karakterisitik Jembatan Tanjung Selamat

Medan. Perhitungan beban pada jembatan berdasarkan acuan Pedoman
Pembebanan Jembatan Jalan Raya 1987 yang kemudian beban tersebut akan

dimasukkan kedalam program SAP 2000. Dari program tersebut maka didapatkan
gaya normal yang terjadi pada rangka baja yang selanjutnya akan digunakan pada
pendimensian profil baja menggunakan metode ASD (Allowable Strength
Design). Setelah itu maka akan didapatkan berat total rangka baja untuk setiap
variasi yang telah ditetapkan.
Berdasarkan hasil analisa awal dan akhir maka akan ditarik kesimpulan
variasi rangka manakah yang dinilai lebih efisien dari segi berat material baja
terhadap karakteristik Jembatan Tanjung Selamat Medan. Dengan kesimpulan
ini diharapkan bisa menjadi masukan untuk perencanaan jembatan rangka baja
di kemudian hari.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur peneliti panjatkan kehadirat Allah, Tuhan Yang Maha
Pengasih, atas rahmat dan berkat-Nya peneliti dapat menyelesaikan Tugas Akhir
ini dengan judul “Perencanaan Variasi Rangka Baja Pada Jembatan Tanjung
Selamat Medan”.
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, arahan
dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak. Untuk semua itu, peneliti

menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya dan ucapan terimakasih
yang tulus kepada :
1. Bapak Ir. Sanci Barus, M.T, selaku Dosen Pembimbing yang telah sabar
memberi bimbingan, arahan, saran serta motivasi kepada peneliti untuk
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan dan Ir. Robert Panjaitan selaku Dosen
Pembanding saya yang telah memberikan waktu dan tenaga didalam
penyusunan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan,selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syahrizal, M.T, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan masa studi di Departemen
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Kepada pegawai administrasi dan pegawai-pegawai Departemen Teknik Sipil
USU lainnya.
6. Keluarga yang sangat saya cintai yang telah memberikan saya pengajaran, doa,
semangat serta kasih sayang didalam setiap perjalanan hidup saya.


Medan, Oktober 2015

Stephany Gloria Surbakti
11 0404 059

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
ABSTRAK

.................................................................................................. i

KATA PENGANTAR ..................................................................................... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................. iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... viii
DAFTAR NOTASI .......................................................................................... x
BAB I

PENDAHULUAN .................................................................... 1


1.1

Latar Belakang.......................................................................... 1

1.2

Perumusan Masalah .................................................................. 2

1.3

Tujuan ....................................................................................... 3

1.4

Manfaat ..................................................................................... 3

1.5

Pembatasan Masalah ................................................................ 3


1.6

Metodologi Pembahasan .......................................................... 4

1.7

Flowchart .................................................................................. 5

BAB II

PERATURAN PERENCANAAN ........................................... 7

2.1

Klasifikasi Jembatan Rangka Baja ........................................... 7

2.2

Bagian-bagian Jembatan Rangka Baja ........................................10


2.3

2.2.1

Konstruksi Bangunan Atas (Superstructure) .....................10

2.2.2

Konstruksi Bangunan Bawah (Substructure) .....................17

Beban Jembatan ...........................................................................17
2.3.1

Beban Mati (Berat Sendiri) ................................................18

2.3.2

Beban Hidup (Beban Kendaraan) ......................................19


2.3.3

Beban Angin ......................................................................22

2.3.4

Kejut ...................................................................................24

Universitas Sumatera Utara

2.4

2.5
BAB III

Persamaan Perencanaan...............................................................25
2.4.1

Batang Tarik .......................................................................25


2.4.2

Batang Tekan .....................................................................26

Perencanaan Gelagar Komposit ..................................................28
PENGAMBILAN DAN PENYAJIAN DATA ...........................30

3.1

Posisi Jembatan ...........................................................................30

3.2

Geometris Jembatan ....................................................................30

3.3

Mutu Bahan .................................................................................31

BAB IV


PERENCANAAN DIMENSI JEMBATAN ...............................32

4.1

Perencanaan Lantai Jembatan .....................................................32

4.2

Perencanaan Gelagar Jembatan ..................................................32
4.2.1

Gelagar Memanjang ...........................................................32

4.2.2

Gelagar Melintang..............................................................37

4.3


Kombinasi Beban ........................................................................56

4.4

Dimensi Rangka Baja Jembatan Warren Truss ...........................56

4.5

4.6

4.4.1

Batang Atas ........................................................................56

4.4.2

Batang Bawah ....................................................................58

4.4.3

Batang Diagonal .................................................................60

Dimensi Rangka Baja Jembatan Howe Truss ..............................65
4.5.1

Batang Atas ........................................................................65

4.5.2

Batang Bawah ....................................................................67

4.5.3

Batang Diagonal .................................................................69

Dimensi Rangka Baja Warren with Verticals Truss....................75

Universitas Sumatera Utara

BAB V

4.6.1

Batang Atas ........................................................................75

4.6.2

Batang Bawah ....................................................................77

4.6.3

Batang Diagonal .................................................................79

KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................129

5.1

Kesimpulan ..................................................................................129

5.2

Saran ............................................................................................130

DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................xiii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
BAB I
Tidak terdapat tabel
BAB II
Tabel 2.1

Berat Satuan Material ............................................................... II-19

BAB III
Tidak terdapat tabel
BAB IV
Tabel 4.1

Rekapitulasi Beban pada Jembatan ..................................... IV-55

Tabel 4.2

Dimensi Batang Tarik Warren Truss .................................. IV-64

Tabel 4.3

Dimensi Batang Tekan Warren Truss ................................. IV-65

Tabel 4.4

Dimensi Batang Tarik Howe Truss ..................................... IV-73

Tabel 4.5

Dimensi Batang Tekan Howe Truss .................................... IV-74

Tabel 4.6

Dimensi Batang Tarik Warren with Verticals Truss ........... IV-85

Tabel 4.7

Dimensi Batang Tekan Warren with Verticals Truss .......... IV-86

Tabel 4.8

Dimensi Batang Tarik-Tekan Warren with Verticals Truss IV-87

Tabel 4.9

Daftar Berat Rangka Jembatan Warren Truss ..................... IV-89

Tabel 4.10

Daftar Berat Rangka Jembatan Howe Truss ........................ IV-91

Tabel 4.11

Daftar Berat Rangka Jembatan Warren Truss with Verticals
IV-93

Tabel 4.12

Daftar Berat Rangka Jembatan Tanjung Selamat Medan.... IV-95

BAB V
Tidak terdapat tabel

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

BAB I
Tidak terdapat gambar

BAB II
Gambar 2.1

Jembatan Lantai Bawah .......................................................... II-8

Gambar 2.2

Jembatan Lantai Atas ............................................................. II-9

Gambar 2.3

Jembatan Rangka Tipe Warren with Verticals ....................... II-9

Gambar 2.4

Jembatan Rangka Tipe Howe ................................................. II-9

Gambar 2.5

Jenis Dek Gelombang Lantai Jembatan ................................. II-13

Gambar 2.6

Intensitas Beban “D” .............................................................. II-20

Gambar 2.7

Distribusi Beban “D” untuk Lebar Penampang Jembatan ..... II-21

Gambar 2.8

Distribusi Beban “T” .............................................................. II-22

BAB III
Tidak terdapat gambar

BAB IV
Gambar 4.1

Penampang Gelagar Memanjang ......................................... IV-35

Gambar 4.2

Penampang Gelagar Memanjang ......................................... IV-36

Gambar 4.3

Pola Pembebanan pada Gelagar Melintang ......................... IV-37

Gambar 4.4

Distribusi Beban pada Gelagar Melintang .......................... IV-38

Gambar 4.5

Distribusi Beban Hidup Merata ........................................... IV-40

Gambar 4.6

Penampang Gelagar Melintang ........................................... IV-41

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.7

½ Tinggi Penampang Gelagar Melintang ............................ IV-42

Gambar 4.8

Potongan Antar Gelagar Memanjang .................................. IV-44

Gambar 4.9

Potongan Penampang Komposit.......................................... IV-47

Gambar 4.10 Penampang Dek Baja dan Tinggi Stud ................................ IV-48
Gambar 4.11 Pemasangan Stud pada Gelagar Melintang ......................... IV-49
Gambar 4.12 Beban Angin pada Kendaraan ............................................. IV-53

BAB V
Tidak terdapat gambar

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI
Ab

luas bagian samping jembatan

α

faktor distribusi

Cw

koefisien seret

DL

beban mati

Dmax

gaya lintang maksimum

δmax

lendutan maksimum

E

modus elastisitas baja

Ec

elastisitas beton

Es

elastisitas baja

fc’

tegangan tekan beton

hr

tinggi nominal gelombang pelat baja berprofil

Hs

tinggi penghubung geser jenis paku

Ikomp

momen inersia pada saat komposit

imin

jari-jari girasi minimum

K

koefisien kejut

λ

jarak antar gelagar melintang

Universitas Sumatera Utara

Lk

panjang tekuk

LL

beban hidup

Mmax

momen maksimum

n

rasio elastisitas baja-beton

n

jumlah stud (paku)

ω

faktor tekuk

P

beban garis

P

beban terpusat

q

beban hidup terbagi rata

q

beban terbagi rata

Q

kekuatan 1 paku

ϕ

diameter stud (paku)

rs

faktor reduksi

s’

jarak antar gelagar

tb

tebal pelat beton
tegangan dasar
tegangan geser

Universitas Sumatera Utara

Vhc

gaya geser horizontal pada beton

Vhs

gaya geser horizontal pada baja

Vw

kecepatan angin rencana (m/s) untuk keadaan batas yang

ditinjau
WL

beban angin

wr

lebar efektif gelombang pelat baja berprofil

Ybkomp

jarak garis netral bagian bawah penampang komposit

Yc

jarak antara serat teratas beton sampai garis netral

Yd

jarak titik berat pelat beton terhadap serat terbawah

Ys

jarak antara serat teratas baja sampai garis netra

Ytkomp

jarak garis netral bagian atas penampang komposit

Universitas Sumatera Utara