1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Konsol pendek (corbel) adalah kantilever berpenampang tidak prismatis yang terdapat di muka dalam dari kolom, berfungsi memikul beban terpusat atau reaksi balok yang cukup besar. Corbel pada umumnya digunakan untuk memikul balok - balok pracetak, juga memikul system struktur lainnya.
Strut and tie adalah suatu teknik permodelan yang berdasarkan pada asumsi bahwa aliran gaya-gaya dalam struktur beton dan terutama pada daerah yang mengalami distorsi dapat didekati sebagai suatu rangka batang yang terdiri dari strut (batang tekan atau penunjang) dan tie (batang tarik atau pengikat). Strut and tie merupakan resultante dari medan tegangan (stress field), dimana pada strut yang bekerja adalah betonnya, sedangkan tie yang bekerja adalah tulangan baja terpasang.
Strut and tie berawal dari “Truss analogy-model” yang pertama kali diperkenalkan oleh Ritter (1899), Morsch (1902). Dengan memperhatikan pola retak yang terjadi pada balok beton bertulang akibat beban F. Morsch menggunakan model rangka batang (Truss) untuk menjelaskan aliran gaya (load path) untuk transfer beban F ke tumpuan, yang terjadi pada struktur beton bertulang dalam keadaan retak (cracked condition).
2
dan batang tarik vertical. Batang tekan dan batang tarik yang sejajar diperlukan untuk memikul momen lentur, yang kita peroleh dari standar penulangan lentur. Tinggi dari rangka batang ini ditentukan oleh jarak lengan momen dalam yaitu jd, yang dihitung untuk posisi dengan momen maksimum. Batang tarik vertical adalah penulangan geser yang dipasang untuk memikul gaya lintang, sedangkan batang tekan diagonal akan dipikul oleh betonnya sendiri.
Perancangan yang didasarkan pada Truss-Model belum dapat meliputi keseluruhan struktur, terutama untuk struktur yang secara statika dan geometri tidak kontiniu seperti daerah sekitar struktur yang mengalami beban terpusat, join pada rangka-rangka portal, struktur berlubang atau dengan bukaan, konsol pendek (corbel), beton pracetak, batang-batang penerus dengan penampang berbeda, balok tinggi (deep beam) termasuk dinding geser serta balok perangkai dinding (coupling beam), lantai-lantai sebagai diapraghma dan pondasi.
3
1.2 Rumusan masalah
1. bagaimana desain perencanaan konsol pendek pada jembatan dengan menggunakan metode strut and tie model.
2. Bagaimana bentuk konfigurasi tulangan untuk konsol pendek dengan metode strut and tie model.
1.3 Batasan masalah
Adapun batasan masalah yang dimaksud adalah sebagai berikut :
1. Perencanaan konsol pendek menggunakan metode strut and tie menggunakan ACI Appendix A.
2. Digunakan study kasus pada jembatan kalilanang desa pandan rejo kecamatan bumiaji kota Batu.
3. Perhitungan pada jembatan hanya mencakup beban mati dan beban hidup yang diterima oleh corbel.
1.4 Tujuan
1. Untuk mengetahui desain perencanaan konsol pendek pada jembatan dengan menggunakan metode strut and tie model.
i
TUGAS AKHIR
PERENCANAAN KONSOL PENDEK PADA JEMBATAN KALILANANG
DESA PANDANREJO KECAMATAN BUMIAJI KOTA BATU DENGAN
MENGGUNAKAN METODE STRUT AND TIE MODEL (STM)
Disusun Oleh :
DWI SUPRIANTO
05520052
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
ii
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : PERENCANAAN KONSOL PENDEK PADA JEMBATAN
KALILANANG DESA PANDAN REJO KECAMATAN
BUMIAJI KOTA BATU DENGAN MENGGUNAKAN
METODE STRUT AND TIE MODEL (STM)
NAMA : DWI SUPRIANTO
NIM : 05520052
PADA HARI SABTU TANGGAL 30 OKTOBER 2010, TELAH DI UJI OLEH
TIM PENGUJI :
1. ZAMZAMI SEPTIROPA. ST, MT DOSEN PENGUJI I : ...
2. Ir.ROFIKATUL KARIMAH, MT DOSEN PENGUJI II : ...
DISETUJUI OLEH :
Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,
Ir.ERWIN ROMMEL, MT Ir.YUNAN RUSDIANTO, MT
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
iii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
Tujuan penyusunan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar sarjana strata satu teknik sipil di Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan, bimbingan, dorongan, dan do’a dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua, saudara, serta semua keluarga yang telah
memberikan dukungan tanpa henti.
2. Bapak Ir. Sudarman, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Ir. Erwin Rommel, MT, selaku Dosen Pembimbing I.
5. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT, selaku Dosen Pembimbing II.
6. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT, selaku Dosen Wali.
7. Segenap Dosen dan Karyawan Jurusan Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Malang.
8. Serta rekan-rekan yang telah memberikan bantuan moril dan spiritual.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran sangat diharapkan untuk perbaikan penelitian dimasa mendatang.
Akhir kata, semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua. Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
iv
DAFTAR ISI
Hal:
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ... iii
LEMBAR PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAKSI ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Perencanaan ... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Konsol Pendek ... 4
2.2. Hipotesis Gesekan Geser ... 6
2.3. Metode Strut and Tie Pada Konsol Pendek ... 7
2.3.1. Metode Strut and Tie ... 7
2.3.2. Daerah D dan Daerah B ... 8
2.3.3. Distribusi Tegangan dan Trajektori Tegangan Utama ... 10
2.3.4 Penentuan Rangka Batang STM ... 11
2.4. Elemen Pada Strut and Tie... 13
2.4.1. Elemen Strut ... 13
2.4.2. Elemen Tie... 16
v
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Data Perencanaan ... 20
3.1.1. Data Umum Jembatan ... 20
3.1.2 Data Teknis Jembatan ... 20
31.3 Mutu Bahan yang digunakan ... 20
3.2. Diagram Alir Perencanaan ... 21
3.3. Tahapan Perencanaan Metode Strut and Tie ... 22
3.4. Pembebanan ... 22
3.5. Kombinasi Pembebanan ... 24
3.6.1. Kondisi I ... 24
3.6.2. Kondisi II ... 24
3.6.3. Kondisi III ... 25
3.6.4. Kondisi IV ... 25
3.6.5 Kondisi V ... 26
3.6. Penentuan Bentuk Rangka ... 27
3.7.1. Bentuk Rangka Type - A ... 27
3.7.2. Bentuk Rangka Type - B ... 28
3.7.3. Bentuk Rangka Type - C ... 28
BAB IV. ANALISA PERHITUNGAN DAN PERENCANAAN 4.1. Analisa Pembebanan ... 29
4.1.1. Beban Mati ... 29
4.1.2. Beban Hidup ... 30
4.1.3. Beban Angin ... 31
4.1.4. Reaksi Perletakan ... 34
4.2. Perhitungan Statis Rangka Batang ... 35
4.2.1. Perhitungan Statis Rangka Type - A ... 35
4.2.2. Perhitungan Statis Rangka Type - B ... 39
4.2.3. Perhitungan Statis Rangka Type - C ... 43
4.3. Dimensi Konsol Pendek ... 47
vi
4.5. Perhitungan Konsol Pendek ... 49
4.3.1. Perhitungan Gaya Tahanan Nominal ... 49
4.3.2 Kontrol Kapasitas Bearing Plate ... 50
4.3.3 Penentuan Gaya Batang ... 51
4.3.4 Desain Batang Tarik... 52
4.3.5 Kontrol Kapasitas Nodal ... 53
4.3.6 Kontrol Pada Strut... 57
4.6. Perencanaan Tulangan Geser ... 59
BAB V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 62
5.2. Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA ... 64
vii
DAFTAR TABEL
Hal:
Tabel 4.1. Berat Komponen Struktur Jembatan ... 29
Tabel 4.2. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – A (kondisi I)... 36
Tabel 4.3. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – A (kondisi II) ... 36
Tabel 4.4. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – A (kondisi III) ... 37
Tabel 4.5. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – A (kondisi IV) ... 37
Tabel 4.6. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – A (kondisi V) ... 38
Tabel 4.7. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – B (kondisi I) ... 40
Tabel 4.8. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – B (kondisi II) ... 40
Tabel 4.9. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – B (kondisi III) ... 41
Tabel 4.10. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – B (kondisi IV) ... 41
Tabel 4.11. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – B (kondisi V) ... 42
Tabel 4.12. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – C (kondisi I)... 44
Tabel 4.13. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – C (kondisi II) ... 44
Tabel 4.14. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – C (kondisi III) ... 44
Tabel 4.15. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – C (kondisi IV) ... 45
Tabel 4.16. Hasil perhitungan statis rangka batang Type – C (kondisi V) ... 45
Tabel 4.17. Perbandingan hasil perhitungan statis... 46
DAFTAR GAMBAR Hal: Gambar 2.1. Pola Keruntuhan Pada Corbel ... 5
Gambar 2.2. Gaya – gaya dan Pendimensian Pada Corbel ... 5
viii
Gambar 2.4. Strut and Tie Pada Corbel ... 7
Gambar 2.5. Daerah D dan B Dari Berbagai System Komponen ... 9
Gambar 2.6. Trajektori Tegangan Utama Pada Struktur Corbel ... 10
Gambar 2.7. Model strut and tie pada double corbel ... 12
Gambar 2.8. Bentuk Dasar Elemen Strut ... 13
Gambar 2.9. Tulangan Yang Memotong Sebuah Strut ... 15
Gambar 2.10. Lebar Tie Pada CCT Node ... 17
Gambar 2.11. Jenis-jenis sambungan pada nodal zone... 18
Gambar 3.1. Kondisi I pembebanan ... 24
Gambar 3.2. Kondisi II pembebanan ... 24
Gambar 3.3. Kondisi III pembebanan ... 25
Gambar 3.4. Kondisi IV pembebanan ... 25
Gambar 3.5. Kondisi V pembebanan ... 26
Gambar 3.6. Bentuk rangka konsol pendek (Type - A) ... 27
Gambar 3.7. Bentuk rangka konsol pendek (Type - B) ... 28
Gambar 3.8. Bentuk rangka konsol pendek (Type - C) ... 28
Gambar 4.1. Grafik FBD ... 30
Gambar 4.2. Arah memanjang jembatan ... 32
Gambar 4.3. Dimensi konsol dan beban ... 47
Gambar 4.4. Gaya Batang Pada Rangka Batang ... 51
Gambar 4.5. Tulangan Horizontal Yang Menyilang Sebuah Strut ... 59
ix
DAFTAR PUSTAKA
ACI 318 Appendix A. 2002. Building Code Requirements for Structural
Concrete (ACI 318-02) and Commentary (ACI 318R-02).
Hardjasaputra, Harianto dan Steffie Tumilar. 2002. Model Penunjang dan
Pengikat (Strut and Tie model) pada Perancangan Struktur Beton.
Surabaya : Universitas Pelita Harapan
Mac Gregor, James G. 2005. Reinforced Concrete Mechanics and Design. New
Jersey : Pearson Prentice Hall.
Nawy, E.G (alih bahasa oleh Bambang Suryatmojo). 1998. Beton Bertulang
Suatu Pendekatan Dasar. Bandung : Refika Aditama.
Reineck, Karl-Heinz. 2002. Example for the Design of Structural Concrete
with Strut and Tie models. ACI International.
Singh, Bhupinder. Mohammadi, Yaghoub dan Kaushik, S.K. 2005. Design of a
double corbel using the strut and tie method. India : National Institute of
Technology Jalandhar.
RSNI T - 12 – 2004. Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan : Departemen Pekerjaan Umum
