PERILAKU LENTUR, GESER, DAN NORMAL
BALOK PELENGKUNG DENGAN ANALISIS
KONSTRUKSI BERTAHAP
(STUDI KASUS : JEMBATAN SANGEH)
COVER
TUGAS AKHIR
Oleh :
I Wayan Krisna Mila Wijaya NIM: 1104105009
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
iv
ABSTRAK
Pembangunan jembatan pelengkung secara konvensional dianggap sangat sulit, terlebih jika jembatan pelengkung dibangun diatas jurang yang dalam atau sungai yang deras. Dalam perkembangan teknologi, pihak pekerja mulai menggunakan Traveller dan metode pelaksanaan pembangunan bertahap dalam pengerjaannya. Penelitian ini bertujuan untuk mencari tahu tentang perilaku pelengkung selama pelaksanaan dengan metode pelaksanaan bertahap.
Data-data yang digunakan berdasarkan pada data perencanaan pembangunan Jembatan Sangeh di Desa Sangeh. Analisis dilakukan dengan menggunakan analisis segmental untuk pelengkung. Perilaku yang diteliti dibatasi hanya pada perilaku struktur berupa momen, gaya geser, dan gaya normal pada pelengkung jembatan. Pelengkung jembatan dibuat bersamaan dari kedua sisi sampai akhirnya bertemu di tengah-tengah jembatan. Model selanjutnya dianalisis dengan nonliniear staged construction analysis. Hasil yang diperoleh digambarkan dalam grafik untuk melihat perubahan gaya dalam yang terjadi sehingga dapat ditentukan kapan tahapan kritis dalam analisis.
Hasil analisis konstruksi bertahap menunjukan gaya-gaya dalam membentuk pola tertentu yang terus meningkat secara non linier pada setiap tahapan pengerjaan. Hal ini berbeda dengan model ketika dianalisis dengan analisis konvensional yang umumnya membentuk pola yang acak. Pada tahap kesepuluh, untuk momen dan gaya geser mengalami fluktuasi yaitu hasil yang tereduksi karena bertemunya ujung-ujung pelengkung, sementara untuk gaya normal tidak. Jika dibandingkan, analisis konstruksi bertahap memberikan hasil momen yang lebih besar dengan rasio rata-rata 3 kali lebih besar daripada hasil yang ditunjukan analisis konvensional pada section yang sama. Begitu pula dengan gaya geser yang memberikan hasil lebih besar dengan rasio rata rata 2 kali analisis konvensional. Berbeda halnya dengan gaya normal yang lebih kecil atau sekitar 0,2 kali hasil analisis konvensional. Tegangan yang terjadi untuk kedua analisis masih dibawah tegangan ijin, yaitu 16 Mpa dengan lendutan rata-rata sebesar 32,5063 mm.
Kata Kunci : Analisis konstruksi bertahap, Analisis konvensional, Momen, Gaya geser, Gaya normal, Tegangan, Lendutan
v
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Perilaku Lentur, Geser, dan Normal Balok Pelengkung dengan Analisis Konstruksi Bertahap (Studi Kasus : Jembatan Sangeh)” ini hingga selesai.
Dalam menyusun tugas akhir ini, penulis telah melibatkan berbagai pihak, untuk itu tidak lupa ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada: Bapak Dr. Ir. I Nyoman Sutarja, M.S selaku Dosen Pembimbing 1, Bapak Ida Bagus Rai Widiarsa, ST., MASc., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing II, Staf Dosen dan pegawai di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana, orang tua, keluarga, dan teman – teman yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun guna penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Bukit Jimbaran, Juni 2015
vi
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... iv
UCAPAN TERIMA KASIH ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... x BAB I ... Error! Bookmark not defined. PENDAHULUAN... Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined. 1.2 Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.3 Tujuan ... Error! Bookmark not defined. 1.4 Manfaat Penulisan ... Error! Bookmark not defined. 1.5 Batasan Masalah... Error! Bookmark not defined. BAB II ... Error! Bookmark not defined. TINJAUAN PUSTAKA... Error! Bookmark not defined. 2.1 Jembatan ... Error! Bookmark not defined. 2.2 Jembatan Pelengkung ... Error! Bookmark not defined. 2.3 Pembebanan Jembatan ... Error! Bookmark not defined. 2.3.1 Beban Gravitasi ... Error! Bookmark not defined. 2.3.2 Beban Permanen... Error! Bookmark not defined. 2.3.3 Beban Transien... Error! Bookmark not defined. 2.3.4 Beban Lalu Lintas ... Error! Bookmark not defined. 2.3.4.1 Beban Lajur “D” ... Error! Bookmark not defined. 2.3.4.2 Beban Truk “T” ... Error! Bookmark not defined. 2.3.5 Beban Dinamis ... Error! Bookmark not defined. 2.3.6 Beban/ Gaya Rem ... Error! Bookmark not defined. 2.3.7 Beban Seret dan Tumbukan pada Pilar ... Error! Bookmark not defined. 2.3.8 Pengaruh Temperatur ... Error! Bookmark not defined. 2.3.9 Pengaruh Beban Gempa ... Error! Bookmark not defined. 2.3.10 Beban Pelaksanaan ... Error! Bookmark not defined. 2.4 Kombinasi Pembebanan ... Error! Bookmark not defined. 2.5 Metode dan Overhead Form Traveller (Traveller) ... Error! Bookmark not
defined.
2.6 Konsep Beton Bertulang ... Error! Bookmark not defined. 2.7 Perencanaan Pelengkung ... Error! Bookmark not defined. 2.8 Konsep Prategang... Error! Bookmark not defined. 2.9 Pengenalan Program SAP2000 ... Error! Bookmark not defined. 2.10 Sistem Koordinat pada SAP ... Error! Bookmark not defined. 2.11 Analisis Konstruksi Bertahap ... Error! Bookmark not defined. BAB III... Error! Bookmark not defined. METODE PENELITIAN ... Error! Bookmark not defined. 3.1 Data-data Rencana Jembatan Sangeh... Error! Bookmark not defined. 3.2 Langkah-langkah Analisis ... Error! Bookmark not defined. 3.3 Perbandingan Hasil Analisis ... Error! Bookmark not defined. BAB IV ... Error! Bookmark not defined. HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not defined.
vii
4.1 Hasil Analisis ... Error! Bookmark not defined. 4.1.1 Hasil Pemodelan Struktur ... Error! Bookmark not defined. 4.1.2 Hasil Perhitungan Pembebanan... Error! Bookmark not defined. 4.1.3 Hasil Analisis ... Error! Bookmark not defined. 4.1.3.1 Perilaku Lentur Dengan Analisis Konstruksi Bertahap ... Error!
Bookmark not defined.
4.1.3.2 Perilaku Geser Dengan Analisis Konstruksi BertahapError! Bookmark not defined.
4.1.3.3 Perilaku Normal Dengan Analisis Konstruksi Bertahap... Error!
Bookmark not defined.
4.1.3.4 Hasil Analisis Model Dengan Analisis Konvensional Error! Bookmark
not defined.
4.1.3.5 Hasil Hitung Tegangan ... Error! Bookmark not defined. 4.1.3.6 Lendutan ... Error! Bookmark not defined. 4.1.3.7 Perbandingan Hasil Analisis Metode Analisis Konstruksi Bertahap dengan Analisis Konvensional ... Error! Bookmark not defined. 4.2 Pembahasan ... Error! Bookmark not defined. BAB V ... Error! Bookmark not defined. SIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not defined. 5.1 Simpulan ... Error! Bookmark not defined. 5.2 Saran ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN A – PERATURAN DAN SURAT-SURAT .. Error! Bookmark not
defined.
LAMPIRAN B – TABEL HITUNGAN ... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN C – GAMBAR RENCANA ... Error! Bookmark not defined.
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pelengkung terjepit 7
Gambar 2.2 Pelengkung dua sendi 8
Gambar 2.3 Pelengkung tiga sendi 8
Gambar 2.4 Pelengkung terikat 9
Gambar 2.5 True arch 9
Gambar 2.6 Tied arch 10
Gambar 2.7 Half true arch 10
Gambar 2.8 Beban lajur “D” 14
Gambar 2.9 Penyebaran beban lajur “D” pada arah melintang 15
Gambar 2.10 Penyebaran beban truk “T” 16
Gambar 2.11 Form traveller 21
Gambar 2.12 Gambar penampang pelengkung 22
Gambar 2.13 Gambar penampang pelengkung non-prismatis 23
Gambar 2.14 Gambar pembagian pias pelengkung 24
Gambar 2.15 Pias pelengkung 24
Gambar 2.16 Distribusi tegangan beton prategang sentries 27 Gambar 2.18 Distribusi tegangan beton prategang eksentries 27 Gambar 2.18 Momen penahan internal pada balok beton prategang dan beton
bertulang 28
Gambar 2.19 Balok beton menggunakan baja mutu tinggi 29 Gambar 2.20 Balok prategang dengan tendon parabola 29 Gambar 2.21 Balok prategang dengan tendon membengkok 30
Gambar 3.1 Gambar rencana Jembatan Sangeh 35
Gambar 3.2 Gambar model untuk analisa 36
Gambar 3.3 Gambar model untuk analisa balok pelengkung 37
Gambar 3.4 Gambar pembagian tahapan analisis 38
Gambar 3.5 Diagram alir analisis 39
Gambar 4.1 Model analisis konstruksi bertahap 53
Gambar 4.1 Model analisis konvensional 54
Gambar 4.3 Railing 55
Gambar 4.4 Trotoar 56
Gambar 4.5 Faktor Beban Dinamis 57
Gambar 4.6 Input respon spectrum 59
Gambar 4.7 Momen tahap 1 60
Gambar 4.8 Momen tahap 2 60
Gambar 4.9 Momen tahap 3 61
Gambar 4.10 Momen tahap 4 61
Gambar 4.11 Momen tahap 5 61
Gambar 4.12 Momen tahap 6 62
ix
Gambar 4.14 Momen tahap 8 62
Gambar 4.15 Momen tahap 9 63
Gambar 4.16 Momen tahap 10 63
Gambar 4.17 Momen tahap 11 63
Gambar 4.18 Momen tahap 12 64
Gambar 4.19 Momen tahap 13 64
Gambar 4.20 Gaya geser tahap 1 65
Gambar 4.21 Gaya geser tahap 2 65
Gambar 4.22 Gaya geser tahap 3 65
Gambar 4.23 Gaya geser tahap 4 66
Gambar 4.24 Gaya geser tahap 5 66
Gambar 4.25 Gaya geser tahap 6 66
Gambar 4.26 Gaya geser tahap 7 67
Gambar 4.27 Gaya geser tahap 8 67
Gambar 4.28 Gaya geser tahap 9 67
Gambar 4.29 Gaya geser tahap 10 68
Gambar 4.30 Gaya geser tahap 11 68
Gambar 4.31 Gaya geser tahap 12 68
Gambar 4.32 Gaya geser tahap 13 69
Gambar 4.33 Gaya normal tahap 1 70
Gambar 4.34 Gaya normal tahap 2 70
Gambar 4.35 Gaya normal tahap 3 70
Gambar 4.36 Gaya normal tahap 4 71
Gambar 4.37 Gaya normal tahap 5 71
Gambar 4.38 Gaya normal tahap 6 71
Gambar 4.39 Gaya normal tahap 7 72
Gambar 4.40 Gaya normal tahap 8 72
Gambar 4.41 Gaya normal tahap 9 72
Gambar 4.42 Gaya normal tahap 10 73
Gambar 4.43 Gaya normal tahap 11 73
Gambar 4.44 Gaya normal tahap 12 73
Gambar 4.45 Gaya normal tahap 13 74
Gambar 4.46 Gambar momen lentur 75
Gambar 4.47 Gambar gaya geser 75
Gambar 4.48 Gambar gaya normal 75
Gambar 4.49 Grafik perilaku pelengkung akibat momen lentur 80 Gambar 4.50 Grafik perilaku pelengkung akibat gaya geser 80 Gambar 4.51 Grafik perilaku pelengkung akibat gaya normal 81
Gambar 4.52 Diagram perbandingan momen 82
Gambar 4.53 Diagram perbandingan gaya geser 83
Gambar 4.54 Diagram perbandingan gaya normal 83
Gambar 4.55 Perbandingan tegangan pada serat atas 85 Gambar 4.56 Perbandingan tegangan pada serat bawah 85
Gambar A.1 Respon spectrum wilayah gempa 3 91
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Faktor beban pada keadaan batas ultimate 19
Tabel 2.2 Kombinasi beban ultimate 19
Tabel 4.1 Hasil analisis momen pada pelengkung tengah 65 Tabel 4.2 Hasil analisis gaya geser pada pelengkung tengah 70 Tabel 4.3 Hasil analisa gaya normal pada pelengkung tepi 75 Tabel 4.4 Hasil analisa dengan analisa konvensional 77
Tabel 4.5 Hasil analisa tegangan serat atas 77
Tabel 4.6 Hasil analisa tegangan serat bawah 78
Tabel 4.7 Hasil analisa tegangan geser 78
Tabel 4.8 Hasil analisa lendutan 79
Tabel 4.9 Perbandingan nilai momen 79
Tabel 4.10 Perbandingan nilai gaya geser 80
Tabel 4.11 Perbandingan nilai gaya normal 91
Tabel A.3 Kecepatan angin rencana (Vw) 91
Tabel A.4 Berat isi dan kerapatan masa untuk berat sendiri 92 Tabel B.1 Hitungan tegangan analisis konstruksi bertahap 94 Tabel B.1 Hitungan tegangan analisis konstruksi bertahap-lanjutan 95 Tabel B.2 Hitungan tegangan analisis konvensional 96 Tabel B.2 Hitungan tegangan analisis konvensional-lanjutan 97
