Laporan Analisa Perkuatan Struktur Baja Jembatan

(1)

LAPORAN ANALISA PERKUATAN STRUKTUR BAJA

JEMBATAN

Dikerjakan oleh: Dikerjakan oleh:

Nama: Zahra Nur Alia Nama: Zahra Nur Alia

NIM: 151134031 NIM: 151134031

Kelas: 3-TPJJ Kelas: 3-TPJJ

PROGRAM STUDI TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2018 2018

(2)

BAB I

PEMODELAN

1.1

1.1 Struktur

Struktur

1.

1. Bentang Bentang Jembatan Jembatan (L) (L) : : 60 60 mm 2.

2. Lebar Lebar Jembatan Jembatan (B) (B) : : 8 8 mm 3.

3. Lebar Lebar Jalur Jalur : : 3,5 3,5 mm 4.

4. Lebar Lebar Jalur Jalur lalu lalu lintas lintas : : 7 7 mm 5.

5. Lebar Lebar Trotoar Trotoar : : 1 1 mm 6.

6. Tebal Tebal Trotoar Trotoar : : 0,2 0,2 mm 7.

7. Tebal Tebal pelat pelat lantai lantai kendaraan kendaraan (dl) (dl) : : 0.22 0.22 mm 8.

8. Kelas Kelas Muatan Muatan : : II/B II/B = = 70%70% 9.

9. Mutu Mutu Baja Baja : : BJ.37BJ.37

Fy = 240 Mpa = 2400 Kn/m Fy = 240 Mpa = 2400 Kn/m22 = 2400 = 2400 Kg/cm Kg/cm22 Fu = 370 Mpa = 3700 Kn/m Fu = 370 Mpa = 3700 Kn/m22 = = 37003700 Kg/cm Kg/cm22 10.

10. Tinggi Tinggi rangka rangka seluruhnya seluruhnya (H) (H) : : 6 6 mm(Syarat H = h’ + (4 m ≤ h ≤ 6 m))(Syarat H = h’ + (4 m ≤ h ≤ 6 m)) 11.

11. Jarak Jarak antara antara gelagar gelagar memanjang memanjang (b) (b) : : 1,33 1,33 m m (1.25(1.25 – – 1.75) 1.75) 12.

12. Jarak antar gelagar melintang (Jarak antar gelagar melintang (₎₎ _:_{: 6}_{6 m}_m_{(Syarat 4 m ≤}_{(Syarat 4 m ≤} _{≤ 6 m)}_{≤ 6 m)} 13.

13. Besar sudut (Besar sudut (αα) ) : : 4545oo(Syarat 45(Syarat 45oo ≤ α ≤≤ α ≤6565oo)) 14.

14. Modulus Modulus Elastisitas Elastisitas (E) (E) : : 200000 200000 Mpa Mpa = = 2000000 2000000 Kg/cmKg/cm22 15.

15. Modulus Modulus Geser Geser : : 80000 80000 Mpa Mpa = = 800000 800000 Kg/cmKg/cm22 16.

(3)

1.1.2

1.1.2 Gambar RencanaGambar Rencana

G

Gamambabar r 1.31.3_{Rencana Jembatan Tampak Atas}_{Rencana Jembatan Tampak Atas} G

Gamambbar 1.ar 1.22_{Rencana Jembatan Tampak Melintang}_{Rencana Jembatan Tampak Melintang} Gambar 1.1

(4)

1.2

1.2 TumpuanTumpuan

Tumpuan diletakan pada kedua ujung gelagar induk. Pada gelagar induk Titik Tumpuan diletakan pada kedua ujung gelagar induk. Pada gelagar induk Titik Koordinat (0,0) dan (0,8) diletakan tumpuan sendi. Seperti pada Gambar 1. Koordinat (0,0) dan (0,8) diletakan tumpuan sendi. Seperti pada Gambar 1.

Gambar 1.

Gambar 1. Tumpuan Sendi Pada Tumpuan Sendi Pada PermodelaPermodelann

Tahap memasukan tumpuan pada Perangkat Lunak SAP 2000 Tahap memasukan tumpuan pada Perangkat Lunak SAP 2000 Tentukan titik yang akan diberi tumpuan sendi Assign

Tentukan titik yang akan diberi tumpuan sendi Assign  Joint Joint  Restraints Restraints 

 lalu pilih jenis tumpuan yang akan digunakan, juga gaya-gaya yang akan lalu pilih jenis tumpuan yang akan digunakan, juga gaya-gaya yang akan ditahan oleh tumpuan tersebut seperti pada Gambar 2.

ditahan oleh tumpuan tersebut seperti pada Gambar 2.

Gambar 2.

(5)

Dan pada ujung gelagar induk yang lain, tepatnya pada koordinat (60,0) dan Dan pada ujung gelagar induk yang lain, tepatnya pada koordinat (60,0) dan (8,60) diberikan tumpuan rol seperti pada Gambar 3.

(8,60) diberikan tumpuan rol seperti pada Gambar 3.

Gambar 3.

Gambar 3. Tumpuan Rol Pada PermodelanTumpuan Rol Pada Permodelan

Tahap memasukan tumpuan pada Perangkat Lunak SAP 2000 Tahap memasukan tumpuan pada Perangkat Lunak SAP 2000 Tentukan titik yang akan diberi tumpuan sendi Assign

Tentukan titik yang akan diberi tumpuan sendi Assign  Joint Joint  Restraints Restraints 

 lalu pilih jenis tumpuan yang akan digunakan, juga gaya-gaya yang akan lalu pilih jenis tumpuan yang akan digunakan, juga gaya-gaya yang akan ditahan oleh tumpuan tersebut seperti pada Gambar 2.

ditahan oleh tumpuan tersebut seperti pada Gambar 2.

1.3

1.3 ReleaseRelease

Release perlu dilakukan pada join-join yang ada pada rangka batang dan Release perlu dilakukan pada join-join yang ada pada rangka batang dan gelagar memanjang jembatan yang akan menggunakan sambungan sentris. gelagar memanjang jembatan yang akan menggunakan sambungan sentris. Release dilakukan agar momen yang ada pada join tersebut tidak Release dilakukan agar momen yang ada pada join tersebut tidak diperhitungkan, karena sambungan sentris tidak berfungsi sebagai diperhitungkan, karena sambungan sentris tidak berfungsi sebagai sambungan momen. Maka dari itu dilakukan release pada permodelan sambungan momen. Maka dari itu dilakukan release pada permodelan jembatan.

(6)

1.3.1 Release Pada Rangka Batang 1.3.1 Release Pada Rangka Batang

Release ditampilkan sebagaimana Gambar 4. Release ditampilkan sebagaimana Gambar 4.

Gambar 4.

Gambar 4. Tampilan Release Pada Permodelan Rangka JembatanTampilan Release Pada Permodelan Rangka Jembatan

Tahapan dalam melakukan Release pada permodelan perangkat lunak SAP Tahapan dalam melakukan Release pada permodelan perangkat lunak SAP 2000 adalah sebagai berikut;

2000 adalah sebagai berikut; Pilih rangka yang akan direlease

Pilih rangka yang akan direlease  Assign Assign  Frame Frame  Releases/PartReleases/Partialial Fixity

Fixity

Gambar 5.

Gambar 5. Tahapan Release Pada Permodelan SAP 2000Tahapan Release Pada Permodelan SAP 2000

Pilih gaya-gaya yang akan direlease pada rangka tersebut. Karena pada Pilih gaya-gaya yang akan direlease pada rangka tersebut. Karena pada rangka batang jembatan, momen yang akan diabaikan adalah momen 2-2 rangka batang jembatan, momen yang akan diabaikan adalah momen 2-2 (minor) maka pilihan seperti Gambar 6.

(7)

Gambar 6.

Gambar 6. Release M Release Momen 2-2 Pada Romen 2-2 Pada Rangka Batangangka Batang

Agar tidak terjadi peringatan pada analisa struktur yang dilakukan oleh Agar tidak terjadi peringatan pada analisa struktur yang dilakukan oleh perangkat lunak

perangkat lunak SAP 2000, SAP 2000, maka pada maka pada satu satu join harus join harus ada ada frame yang frame yang tidaktidak direlease, maka semua rangka diagonal hanya di release bagian bawahnya direlease, maka semua rangka diagonal hanya di release bagian bawahnya saja. Pilihan release dilakukan seperti Gambar 7.

(8)

Gambar 7.

Gambar 7. Release M Release Momen 2-2 Pada Romen 2-2 Pada Rangka Batangangka Batang

Pilihan Release pada start/end tergantung pada permodelan yang telah Pilihan Release pada start/end tergantung pada permodelan yang telah dilakukan untuk assign frame sebelumnya.

(9)

1.3.2

1.3.2 Release Pada Gelagar MemanjangRelease Pada Gelagar Memanjang

Gambar 8.

Gambar 8. Tampilan Release Pada Permodelan Rangka JembatanTampilan Release Pada Permodelan Rangka Jembatan

Tahapan dalam melakukan Release pada permodelan perangkat lunak SAP Tahapan dalam melakukan Release pada permodelan perangkat lunak SAP 2000 adalah sebagai berikut;

2000 adalah sebagai berikut; Pilih rangka yang akan direlease

Pilih rangka yang akan direlease  Assign Assign  Frame Frame  Releases/PartReleases/Partialial Fixity

Fixity

Gambar 9.

Gambar 9. Tahapan Release Pada Permodelan SAP 2000Tahapan Release Pada Permodelan SAP 2000

Pilih gaya-gaya yang akan direlease pada rangka tersebut. Karena pada Pilih gaya-gaya yang akan direlease pada rangka tersebut. Karena pada Gelagar memanjang jembatan, momen yang akan diabaikan adalah momen Gelagar memanjang jembatan, momen yang akan diabaikan adalah momen 3-3 (mayor) maka pilihan seperti Gambar 10.

(10)

Gambar 10.

(11)

1.4

1.4 BebanBeban

Beban yang dimodelkan pada perangkat lunak SAP 2000 terbagi menjadi 3 Beban yang dimodelkan pada perangkat lunak SAP 2000 terbagi menjadi 3 bagian. Yaitu B

bagian. Yaitu Beban Area, Beban Feban Area, Beban Frame, dan Bebrame, dan Beban Joint.an Joint.

1.4.1 Beban Area 1.4.1 Beban Area 1.4.1.1 Beban BTR 1.4.1.1 Beban BTR

Tahap memasukan beban BTR pada pemodelan SAP 2000 Tahap memasukan beban BTR pada pemodelan SAP 2000 Pilih area yang akan dibebani

Pilih area yang akan dibebani  Assign Assign  Area Load Area Load  Uniform to Frame Uniform to Frame (shell)

(shell)  pilih tipe Load Pattern (BTR) pilih tipe Load Pattern (BTR)  Lalu Lalu masukan masukan beban sepbeban seperti paerti padada Gambar 12.

Gambar 12.

Btr

Btr : : (9 (9 (0,5 (0,5 + + 15/L))*b* 15/L))*b* Kelas Kelas jembatan jembatan = = 4,75 kN4,75 kN

Gambar 11.

(12)

Gambar 12.

Gambar 12. Assign B Assign Beban BTR pada Peban BTR pada Pemodelan SAP emodelan SAP 20002000

Gambar 13.

(13)

1.4.1.2 Beban Super Dead Load 1.4.1.2 Beban Super Dead Load Tahap memasuka

Tahap memasukan beban Super Dn beban Super Dead Load ead Load pada pemodelan SApada pemodelan SAP 2000P 2000 Pilih area yang akan dibebani

(shell)  pilih tipe Load Pattern (SUPERDEAD) pilih tipe Load Pattern (SUPERDEAD)  Lalu masukan beban Lalu masukan beban seperti pada Gambar 14.

seperti pada Gambar 14.

Gambar 14.

Gambar 14. Assign B Assign Beban Super Deaeban Super Dead Load pada Pemd Load pada Pemodelan SAP 200odelan SAP 20000

Gambar 15.

(14)

1

1..4.1.3 Beban Pejalan Kaki4.1.3 Beban Pejalan Kaki Tahap memasuka

Tahap memasukan beban Pejalan n beban Pejalan Kaki Kaki pada pemodelapada pemodelan SAP 2000n SAP 2000 Pilih area yang akan dibebani

(shell)  pilih tipe Load Pattern (PEJALANKAKI) pilih tipe Load Pattern (PEJALANKAKI)  Lalu masukan beban Lalu masukan beban seperti pada Gambar 16

seperti pada Gambar 16

.. Gambar 14.

Gambar 14. Assign Beba Assign Beban Pejalan Kn Pejalan Kaki pada Pemodelaki pada Pemodelan SAP 2000an SAP 2000

Gambar 15.

(15)

1.4.2

1.4.2 Beban FrameBeban Frame 1.4.2.1 1.4.2.1 Beban BGTBeban BGT BGT (intensitas 100%)= BGT (intensitas 100%)= 54,8854,88kNkN BGT (intensitas 50%)= BGT (intensitas 50%)= 43,904 43,904 

Tahapan memasukan beban BGT pada Pemodelan SAP 2000 Tahapan memasukan beban BGT pada Pemodelan SAP 2000 Pilih Frame yang akan dibebani

Pilih Frame yang akan dibebani  Assign Assign  Frame Loads Frame Loads  Distributed Distributed 

 pilih load pattern (BGT) pilih load pattern (BGT)  masukan besaran beban masukan besaran beban  masukan jarak masukan jarak dan letak beban pada frame seperti pada gambar 16.

dan letak beban pada frame seperti pada gambar 16.

Gambar 16.

Gambar 16. Assign B Assign Beban BGT pada Feban BGT pada Framerame

Gambar 17.

(16)

1.4.3

1.4.3 Beban JointBeban Joint 1.4.3.1

1.4.3.1 Beban AnginBeban Angin

Tahap memasukan Beban Angin pada SAP 2000 Tahap memasukan Beban Angin pada SAP 2000 Pilih joint yang akan dibebani

Pilih joint yang akan dibebani  Assign Assign  Joint Loads Joint Loads  Forces Forces  Pilih jenis load pattern

Pilih jenis load pattern  isi besaran beban sesuai arah beban seperti isi besaran beban sesuai arah beban seperti pada Gambar 18.

pada Gambar 18.

Gambar 18.

Gambar 18. Assign B Assign Beban Angin paeban Angin pada Frameda Frame

Gambar 19.

(17)

Hal y

Hal yang serupa ang serupa dilakukan juga dilakukan juga untuk muntuk memasukan emasukan Beban Beban Gempa, Gempa, dan dan BebanBeban Truk

Truk

1.5

1.5 PerkuatanPerkuatan

Sama halnya den

Sama halnya dengan beban gan beban join, tahap-tahap mjoin, tahap-tahap memasukan perkuemasukan perkuatan padaatan pada perkuatan pun

perkuatan pun pada join, mpada join, maka tahapannya adalahaka tahapannya adalah Pilih joint yang akan dibebani

Pilih joint yang akan dibebani  Assign Assign  Joint Loads Joint Loads  Forces Forces  Pilih Pilih jenis

jenis load load pattern pattern (PERKUA(PERKUATAN)TAN)  isi besaran beban sesuai arah beban isi besaran beban sesuai arah beban seperti pada Gambar 20.

seperti pada Gambar 20.

Gambar 20.

(18)

Gambar 21.

Gambar 21. Letak Perkuat Letak Perkuatan Model I Pan Model I Pada SAP 2000ada SAP 2000

Gambar 22.

Gambar 22. Letak Perkuatan Model II Letak Perkuatan Model II Pada SAP Pada SAP 20002000

Gambar 23.

(19)

BAB II BAB II ANALISA ANALISA 2.1 Hasil Analisa 2.1 Hasil Analisa

Setelah diberikan perkuatan Model I, Model II, dan Model III, hasil struktur Setelah diberikan perkuatan Model I, Model II, dan Model III, hasil struktur di Analisa lendutannya. Tahapan memeriksa lendutan pada

di Analisa lendutannya. Tahapan memeriksa lendutan pada permodelanpermodelan adalah sebagai berikut

adalah sebagai berikut Run Analysis

Run Analysis  pastikan tidak ada warning dalam analisis pastikan tidak ada warning dalam analisis  klik toolbar klik toolbar seperti gambar 24

seperti gambar 24  lalu pilih Case Combo Name untuk menampilkan lalu pilih Case Combo Name untuk menampilkan deformasi akibat kombinasi beban yang dipilih

deformasi akibat kombinasi beban yang dipilih (Gambar 25)(Gambar 25)  pilig letak pilig letak lendutan yang akan ditinjau

lendutan yang akan ditinjau  (Gambar 26) (Gambar 26)

Gambar 24.

Gambar 24. Show Deformed Shape ToolbarShow Deformed Shape Toolbar

Gambar 25.

(20)

Gambar 26.

Gambar 26. Lendutan Tanpa Lendutan Tanpa Perkuatan KPerkuatan Kosongosong

Setelah sem

Setelah semua model dianalisa ua model dianalisa lendutannya, mlendutannya, maka didapatkan aka didapatkan hasil sebagaihasil sebagai berikut;

berikut;

Kondisi

Lendutan

Lendutan (m)

(m)

Tanpa

Perkuatan

Kosong

-0,1081

Kosong

-0,1081

Isi

-0,5966

Isi

-0,5966

Model I

Kosong

-0,089

Isi

-0,5103

Isi

-0,5103

Model II

Kosong

-0,0948

Isi

-0,5365

Isi

-0,5365

Model III

Kosong

-0,0294

Isi

-0,498

Isi

-0,498

Tabel 1.

(21)

Setelah didapatkan analisa lendutan, maka dianalisis stress ratio tiap tiap Setelah didapatkan analisa lendutan, maka dianalisis stress ratio tiap tiap batang. Tahapan m

batang. Tahapan menganalisis Strenganalisis Stress Ratio pess Ratio pada pemodelan SAada pemodelan SAP 2000P 2000 sebagai berikut

sebagai berikut Run Analysis

Run Analysis  pastikan tidak ada warning dalam analisis pastikan tidak ada warning dalam analisis  klik toolbar klik toolbar seperti gambar 27

seperti gambar 27  lalu lihat stress ratio lalu lihat stress ratio setiap batang densetiap batang dengan gan indikatorindikator warna.

warna.

Gambar 27.

Gambar 27. Steel Design/Check Structure ToolbarSteel Design/Check Structure Toolbar

Gambar 28.

(22)

Gambar 29.

Gambar 29. Analisis S Analisis Stress Ratio Ptress Ratio Pada Gelagar ada Gelagar dengan Perkudengan Perkuatan Model Iatan Model I

Gambar 30.

Gambar 30. Analisis Analisis Stress Ratio PStress Ratio Pada Rangka dada Rangka dengan Perkuataengan Perkuatan Model IIn Model II

Gambar 31.

(23)

Gambar 32.

Gambar 32. Analisis Analisis Stress Ratio PStress Ratio Pada Rangka Perada Rangka Perkuatan Model Ikuatan Model IIIII

Gambar 33.

(24)

2.2 Kesimpulan 2.2 Kesimpulan

Setelah didapatkan hasil lendutan dari setiap kondisinya, maka dapat Setelah didapatkan hasil lendutan dari setiap kondisinya, maka dapat disimpulkan permodelan sudah benar karena lendutan pada kondisi kosong disimpulkan permodelan sudah benar karena lendutan pada kondisi kosong setiap modelnya lebih kecil dari lendutan pada kondisi isi.

setiap modelnya lebih kecil dari lendutan pada kondisi isi. Permodelan perkuatan pun sudah benar karena kondisi

Permodelan perkuatan pun sudah benar karena kondisi jembatan tanpajembatan tanpa perkuatan

perkuatan lendutannya lebih lendutannya lebih besar besar daripada daripada yang yang menggunakan menggunakan perkuatan,perkuatan, maka dapat disimpulkan perkuatan dapat membantu dalam permodelan maka dapat disimpulkan perkuatan dapat membantu dalam permodelan struktur tersebut.

struktur tersebut.

Lendutan yang dialami oleh semua kondisi masih berada di atas batas Lendutan yang dialami oleh semua kondisi masih berada di atas batas lendutan yaitu 85 mm, hal tersebut dikarenakan gaya yang digunakan pada lendutan yaitu 85 mm, hal tersebut dikarenakan gaya yang digunakan pada perkuatan

perkuatan tidak tidak cukup cukup besar, besar, namun namun hal hal itu itu bisa bisa diperbaiki diperbaiki dengandengan mneingkatkan besaran beban perkuatan hingga batas

mneingkatkan besaran beban perkuatan hingga batas aman.aman. Analisa stress ratio pun menunjukan bahwa batang

Analisa stress ratio pun menunjukan bahwa batang – – batang batang yangyang dipakai pada struktur tersebut sangat aman untuk menerima beban yang dipakai pada struktur tersebut sangat aman untuk menerima beban yang direncanakan.