50
3.1 Modelisasi dan Desain Struktur Jembatan
1. Tipe jembatan : Through arch bridge
2. Tipe kelengkungan busur : Parabola
3. Panjang bentang : 2,00 meter
4. Tinggi mahkota plengkung : 0,30 meter
5. Lebar jembatan : 0,10 meter
6. Jumlah segmen : 1 (satu)
7. Tebal plat lantai (papan multiplek) : 0,009 meter
Secara detail material baja canai dingin yang dipergunakan untuk merencanakan bangunan jembatan. Berikut untuk tabel 3.1 rincian spesifikasinya.
Tabel 3.1. Rincian Material Baja Canai Dingin
Mutu Baja Canai Dingin G550
Tegangan Leleh (fy) 0,9 x 410 Mpa = 495 Mpa*
Tegangan Putus (fu) 0,9 x 410 Mpa = 495 Mpa*
Tebal Profil C-75 0,30 mm
Modulus Elastisitas (E) 210.000 Mpa
Modulus Geser (G) 80.000 Mpa
Angka Poisson 0,3
(Sumber: SNI 7971-2013 “Struktur Baja Canai Dingin”)
Informasi penjelasan: *Baja canai dingin mutu G550 yang ketebalannya kurang dari 1 mm bisa dipergunakan sesuai persyaratan saat merencanakan dengan penggunaan 90% sesuai dengan tegangan tarik (fu) serta tegangan leleh (fy) (SNI 7971:2013 hal. 25).
3.2. Peraturan yang Digunakan
Untuk proses yang direncanakan pada jembatan model lengkung ini dengan mempergunakan paduan sesuai petunjuk serta aturan yang ada, dan dibawah ini merupakan daftar petunjuk serta aturan yang digunakan :
a. SNI 1725 : 2016 mengenai Pembebanan Jembatan
b. RSNI 2005 : mengenai Perencanaan Struktur Baja untuk Jembatan c. SNI 7971 : 2013 mengenai Struktur Baja Canai Dingin
d. Buku Panduan KJI ke-XV di tahun 2019
Penerapan dengan mengkombinasikan aturan tersebut, dikarenakan tidak terdapat SNI yang secara khusus dengan pengaturannya yang mengatur mengenai penerapan baja canai dingin yang berfungsi sebagai material penyusun utama di dalam merencanakan jembatan model lengkung ini.
3.3. Pemodelan Struktur
Analisis berikutnya yang akan dipraktekkan ketika jalannya merencanakan jembatan model lengkung akan mempergunakan berbantuan aplikasi program komputer. Penjelasan dibawah ini merupakan tahapan dalam melakukan pemodelan struktur yaitu :
a. Analisis pemodelan diawali dengan menentukan topik pembahasan serta perumusan permasalahan yang merupakan bahasan pokok utama.
b. Setelah mendapatkan informasi yang dibutuhkan, dibuat desain awal dari pemodelan struktur yang akan dipilih (preliminary design).
c. Langkah selanjutnya pemodelan dengan memberikan modifikasi- modifikasi standar pada komponen jembatan yang sesuai dengan bahasan masalah.
d. Setelah tahap pemodelan selesai, selanjutnya akan dilakukan pembebanan yang acuannya berdasarkan petunjuk tertentu. Berbagai pembebanan itu untuk berikutnya dilakukan kombinasi untuk diketahui efek dari pembebanan terbesar terhadap konstruksi jembatan.
e. Dari beberapa variasi permodelan yang dihasilkan akan didapat untuk hasilnya yakni gaya dalam maupun lendutan yang terjadi. Tahap pemodelan itu dapat diterapkan lagi terhadap modifikasi pemodelan berikutnya.
f. Langkah terakhir yakni, akan diambil kesimpulannya tentang pengaturan konstruksi yang optimum diantara berat konstruksi jembatan dan lendutan rencana.
3.4. Pemodelan Pembebanan
Saat proses pembebanan, terhadap jembatan model lengkung yakni, pembebanan benda pengujian ataupun pembebanan tetap dalam hal ini adalah pembebanan mati struktur. Berikut ini merupakan perinciannya.
3.4.1. Beban Tetap
Pembebanan tetap yang ada di jembatan model lengkung ini diantaranya ialah:
a. Beban struktur yang diakibatkan oleh profil baja canai b. Beban Berat sekrup serta sambungan profil
c. Beban Berat plat untuk lantai jembatan
d. Beban berat dari railing serta aksesoris tambahannya 3.4.2. Beban Uji Jembatan
Yang dikerjakan untuk jembatan ini dilakukan pembebanan lewat pemberian benda pengujian yang diletakkan di tengah-tengah hamparan jembatan, dan beban yang akan diberikan yaitu dengan berat 10 kg. Penjelasan berikutnya adalah mengenai bagan alur pengalokasian beban ditunjukan dengan gambar yamg nampak dibawah ini.
3.1. Bagan Alir Pendistribusian Beban
3.5. Bagan Alir Perencanaan
Alur perencanaan jembatan model pelengkung disajikan pada bagan alir berikut.
Gambar 3.2. Bagan Alir Perencanaan Jembatan Model Pelengkung
3.5.1. Pengumpulan Data
Untuk tahap ini dikerjakan guna mengumpulkan data ataupun informasi, misalnya pengumpulan dasar-dasar teori perancangan, kriteria perancangan, spesifikasi material, data jembatan serta peraturan tentang perancangan jembatan yang untuk selanjutnya dipergunakan dan dijadikan petunjuk.
3.5.2. Desain Model
Dalam tahap ini dikerjakan desain awal dari model struktur jembatannya, guna untuk dapat ditemukan variasi pemodelan struktur teroptimal.
3.5.3. Menentukan Pembebanan
Proses ini merupakan tahapan agar dapat diperkirakan berat bebannya yang kemudian dipergunakan, sampai bisa memberikan pengaruh terhadap struktur jembatannya. Acuan teori menjadikan dasar untuk dapat menemukan perhitungannya.
3.5.4. Preliminary Design
Yang telah direncanakan di awal dimensi konfigurasi serta profil struktur untuk kemudian dapat dilakukan pemilihannya di dalam struktur jembatan model lengkung.
3.5.5. Kontrol Lendutan
Semua proses pembebanan terhadap struktur jembatannya dapat membuat perubahan terhadap arah vertikal dari bentuk jembatannya, sehingga perubahan ini perlu ditinjau serta dikontrol.
3.5.6. Analisa Struktur
Pengaturan dari konfigurasi struktur maupun dimensi profil yang dipergunakan untuk kemudian dilakukan pengujian dengan cara menganalisa apakah aman digunakan ketika menyangga pembebanan layan saat pemrosesan terhadap struktur jembatannya.
3.5.7. Desain Komponen
Yang direncanakan untuk elemen jembatan sehingga didapatkan tegangan penampang serta gaya batang maupun elemen penyambung yang akan bereaksi terhadap segmen jembatannya.
3.5.8. Gambar Rencana
Yang dihasilkan berdasarkan rencana dari hitungan harus tertuang didalam wujud ilustrasi kerja, baik itu ilustrasi untuk denah jembatannya, nampak jembatan serta ilustrasi potongan, maupun ilustrasi secara terperinci atas sambungan.
3.6. Desain Jembatan
Berdasarkan informasi maupun data tersebut dapat dikerjakan pemodelan struktur untuk jembatannya dengan melakukan sejumlah pemodelan sesuai dengan konfigurasi struktur yang bervariasi. Desain yang dipilih akan dikerjakan dengan membandingkan yang dihasilkan atas pengontrolan lendutan serta beban berat struktur jembatannya diantara berbagai pemodelan jembatan. Proses membandingkan ini dikerjakan agar dapat diketahui pemodelan yang ringan serta kuat, dengan berdasar pada topik KJI ke XV tahun 2018. Sehingga dalam perencanaan jembatan ini tidak hanya dilihat aspek kekuatannya saja, akan tetapi ditinjau juga dari aspek keringanan jembatan tersebut.
3.6.1. Perbandingan Desain Jembatan
Berikut ini merupakan beberapa desain konfigurasi struktur yang bervariasi tetapi mempergunakan beban yang beratnya sama serta profil baja canai dingin yang juga sama diantara satu dan yang lain. Selanjutnya dikerjakan dengan membandingkan beban berat struktur jembatan serta lendutan yang disajikan di bawah ini.
a. Model 1
Model 1 dari konfigurasi struktur ini didapatkan nilai lendutan maksimalnya adalah 1,431 mm dengan berat struktur 2,72 kg.
Gambar 3.3. Desain Model Jembatan 1
b. Model 2
Model 2 dari konfigurasi struktur ini didapatkan nilai lendutan maksimalnya adalah 1,542 mm dengan berat struktur 4,05 kg.
c. Model 3
Model 3 dari konfigurasi struktur ini didapatkan nilai lendutan maksimalnya 3,47 mm dengan berat struktur 1,96 kg.
Berdasarkan ketiga pemodelan jembatan yang sudah diuraikan dapat disajikan tabel dari hasil membandingkan antara pengontrolan lendutan dan beban berat jembatan yang tersaji ditabel 3.2.
Tabel 3.2. Perbandingan Parameter Model Jembatan
Model B L Parameter (BxL)
Berat (kg) Lendutan (mm)
1 2,72 1,431 3,89
2 4,05 1,542 6,54
3 1,96 3,470 6,86
(Sumber : Hasil Perhitungan)
Gambar 3.4. Desain Model Jembatan 2
Gambar 3.5. Desain Model Jembatan 3
Meninjau ketiga pemodelan jembatan tersebut bisa dilakukan penyimpulan dari membandingkan parameternya. Melihat hasil tersebut, maka Jembatan dengan Model 1 bisa disebut sebagai yang teroptimum untuk kemudian dapat digunakan dan dijadikan desain serta dianalisa pada bab berikutnya.
3.6.2. Desain Jembatan yang Dipilih
Ketika sudah diketahui hasil parameternya, maka dipergunakan jembatan dengan model 1 yang mempergunakan profil hollow terhadap analisisnya, berdasarkan dengan panduan KJI XV tahun 2019. Berikut adalah untuk desain jembatannya yang akan digunakan.
3.7. Pemodelan Struktur Jembatan di Staad-Pro V8i
Program bantu staad-Pro v8i dipergunakan untuk perencanaan struktur jembatannya, pemodelan dilakukan sedemikian rupa dikarenakan untuk bisa mendekati kenyataan kondisinya. Berikut ini merupakan pembahasan pemodelan struktur jembatan model pelengkung.
Gambar 3.6. Desain Model Jembatan yang Digunakan
3.7.1. Pemodelan Material Jembatan
Profil material yang digunakan dalam perencanaan adalah baja las hollow.
Pendefinisian material disesuaikan dengan spesifikasi, dan akan disajikan dalam gambar berikut.
3.7.2. Pemodelan Penampang Material
Material yang ditentukan akan disesuaikan dengan peraturan KJI XV tahun 2019, selanjutnya dilakukan pemodelan profil dengan material baja canai dingin.
Perencanaan jembatan ini menggunakan satu jenis profil yaitu baja las hollow.
Penggambaran profil tersebut dilakukan secara manual, dikenakan aplikasi staad-
pro belum mendukung profil tersebut. Akan tetapi tetap mengacu pada ukuran yang telah disediakan, kemudian secara otomatis staad-pro akan menghitung property datanya. Pemodelan profil dapat dilihat pada gambar berikut.
Spesifikasi dari profil las hollow 16x32x0,3 mm dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 3.3. Spesifikasi Profil LAS Hollow
Jembatan Sebenarnya Spesifikasi Profil
b 0,016 m
h 0,032 m
t 0,0003 m
A 1,003 x 10-4 mm2
Q 0,717 kg/m
rx 0,0302 m
ry 0,0128 m
Cw 18438950 mm6
J 1,41 x 10-11 m4
Gambar 3.7. Isotropic Material of Cold Formed Steel (Staad-Pro V8i)
Gambar 3.8. Pemodelan Profil Hollow 16x32x0,3 mm
3.7.3. Pemodelan Konfigurasi Struktur
Pemodelan struktur jembatan dilakukan pada aplikasi Staad-Pro v8i dapat dilihat pada gambar dibawah
Gambar 3.9. Permodelan Struktur Jembatan pada Aplikasi Staad-Pro v8i
Gambar 3.10. Pemasangan Profil LAS Hollow 16x32x0,3 mm
