1
TUGAS AKHIR - RC 1380
STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT SEDERHANA YANG
DIRETROFIT DENGAN LINK SLAB DITINJAU DARI BENTANG JEMBATAN
DAN KEKAKUAN BANGUNAN BAWAH
ADITYA NUGROHO RAHARJO
NRP 3108 100 141
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Hidayat Soegiharjo M, MS.
Ir. Ananta Sigit Sidharta, MSc., PhD.
JURUSAN TEKNIK SIPIL
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2012
2
STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT SEDERHANA YANG DIRETROFIT DENGAN LINK SLAB DITINJAU DARI BENTANG JEMBATAN DAN KEKAKUAN BANGUNAN
BAWAH
Nama Mahasiswa : Aditya Nugroho Raharjo
NRP : 3108 100 141
Jurusan : Teknil Sipil FTSP – ITS
Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Hidayat Soegiharjo M, MS. Ir. Ananta Sigit Sidharta, MSc. PhD.
ABSTRAK
Jembatan komposit sederhana dengan bentang banyak yang dihubungkan dengan link slab (jembatan nirsambung) merupakan jembatan semi integral. Dengan adanya link slab mengakibatkan jembatan lebih kaku dan tidak daktail. Pada studi terdahulu jembatan komposit sederhana dengan menggunakan link slab mendapatkan dimensi balok dan dimensi link slab untuk bentang 12m sampai 30m menggunakan pembebanan non seismik.
Pada studi ini telah dilakukan perencanaan bangunan bawah untuk bentang 12m sampai 30m dengan pembebanan seismik. Dimensi bangunan bawah setiap bentang berbeda sehingga kekakuan struktur bangunan bawah juga berbeda. Hasil studi untuk jembatan komposit dengan konstruksi link slab yang ditinjau dari bentang jembatan dan kekakuan struktur bawah adalah didapatkan pengaruh bangunan bawah terhadap konstruksi link slab, kemampuan link slab dari studi terdahulu masih mampu jika terdapat beban seismik.
3
STUDY OF SEISMIC RESPONSE OF SIMPLE COMPOSITE BEAM BRIDGE RETROFITTINGWITH LINK SLAB REVISED FROM SPAN BRIDGE AND SUBSTRUCTURE RIGIDITY
Name : Aditya Nugroho Raharjo
NRP : 3108 100 141
Departement : Teknil Sipil FTSP – ITS
Supervisor : Dr. Ir. Hidayat Soegiharjo M, MS. Ir. Ananta Sigit Sidharta, MSc. PhD.
ABSTRACT
Simple composite bridges with multisimple-spans are connected by a link slabs is a semi-integral bridges. Given the link slab bridge resulted in more rigid and ductile. In the previous study, using a simple composite bridge link slab to get the dimensions of the beam and link slab dimensions to span 12m to 30m using non-seismic loading.
In the present study was performed substructure plan for span 12m up to 30m with seismic loading. Dimensions of the substructure each span different so that the stiffness of substructure different too. Study of seismic response of simple composite beam bridge retrofitting with link slab revised from span bridge and substructure rigidity is obtained the influence of the construction of link slab, link slab capabilities of the earlier studies are still capable if there are seismic loads.
4
BAB IPendahuluan
1.1. Latar Belakang
Jembatan merupakan struktur yang berfungsi sebagai sarana untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti sungai, rel kereta api ataupun jalan raya. Struktur ini sangat diperlukan untuk menunjang perkembangan dan pemerataan kesejahteraan masyarakat Indonesia. Dengan kondisi wilayah Indonesia yang terdiri dari pulau-pulau besar dan kecil terdiri dari sekitar 17.000 pulau. Kondisi alam Indonesia berupa pulau-pulau dengan bukit-bukit, pegunungan dan sungai-sungai besar serta kondisi tanah lunak (rawa-rawa & gambut) yang tersebar diseluruh kepulauan Indonesia, sehingga masih banyak diperlukan pembangunan jembatan yang sesuai dengan perkembangan teknologi untuk mendukung sistem jaringan jalan.
Pada daerah terpencil yang terhalang sungai ataupun jurang, jembatan merupakan solusi yang paling efektif untuk tercapainya pertumbuhan kesejahteraan ekonomi dan perkembangan sosial budaya. Jembatan yang merupakan bagian dari jalan sangat diperlukan dalam sistem jaringan transportasi darat yang akan menunjang pembangunan nasional pada masa yang akan datang.
Dari sekian banyak jembatan di Indonesia, sebagian besar menggunakan jembatan dengan sistem perletakan sederhana, yang berarti struktur antara lantai kendaraan dengan abutmen atau lantai kendaraan jembatan yang satu dengan yang lainnya terpisah dengan siar. Siar tersebut biasanya ditutup dengan menggunakan konstruksi yang dinamakan expansion joint.
Permasalahan yang muncul dengan adanya siar tersebut adalah terjadinya ketidaknyamanan bagi pengguna jalan. Seiring dengan bertambahnya waktu, expansion joint akan mengalami deterioration dan terjadi retak di sekitarnya. Air hujan juga bisa mengalir melewati
expansion joint. Hal ini akan mengakibatkan
karat pada girder maupun perletakannya dan tumbuhnya tanaman serta lumut yang berakibat rusaknya bearing pad.
Beberapa permasalahan tersebut pada akhirnya menimbulkan dampak terhadap ketidaknyamanan bagi pemakai jalan, biaya yang tinggi dalam perawatan dan berkurangnya umur jembatan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut dan banyaknya jembatan panjang di Indonesia menggunakan sistem pratekan diatas dua perletakan, maka perlu dilakukan studi terhadap Konstruksi Lantai Menerus dengan menggunakan Link slab.
Fungsi link slab adalah sebagai elemen tarik dan tekan. Metoda retrofitting tanpa memperhitungkan kemampuan tekan dapat menyebabkan kerusakan pada ujung balok akibat gempa kuat. Studi analitik dan disain retrofitting pada jembatan balok pratekan sederhana dengan bentang-banyak dengan meninjau kinerja seismik telah dilakukan oleh Caner et al. (2002). Dalam studi ini retrofitting dilakukan, dimana ujung balok jembatan tidak monolit (tidak terintegrasi dengan abutmen) atau yang biasa dikenal sebagai
semi integral bridge.
Studi kinerja seismik yang akan dilakukan berdasar metoda yang telah dilakukan oleh Caner et al. (2002) dan merupakan pengembangan dari analisis nonseismik dari studi terdahulu Irawan (2010), Sugihardjo et al. (2010). Bentang jembatan yang di studi 12,16,20,25 dan 30 meter sesuai dengan standard bangunan atas jembatan komposit.
1.2. Rumusan Masalah
Dalam studi lantai menerus pada jembatan komposit dengan menggunakan link slab yang ditinjau dari kekakuan struktur bawah ini, permasalahan yang timbul yaitu :
1. Bagaimana menentukan desain abutment dan pilar untuk bentang 12, 16,20,25 dan 30 m? 2. Bagaimana menganalisa desain struktur
bangunan bawah dengan bentang 4x12m, 4x16m, 4x20m, 4x25m dan 4x30m akibat pembebanan secara seismik dan non seismik ? 3. Bagaimana permodelan struktur ?
4. Bagaimana pengaruh kekakuan struktur dengan terhadap konstruksi link slab ?
1.3. Batasan Masalah
Untuk mendapatkan hasil studi Jembatan komposit dengan menggunakan link slab yang memadai, tinjuan dalam studi ini dibatasi sebagai berikut :
1. Studi ini tidak membahas detail ECC (Engineer Cementitious Composite) yang digunakan bahan material link slab.
2. Studi ini dilakukan untuk bentang 4x12m, 4x16m, 4x20m, 4x25m dan 4x30m.
3. Menggunakan perletakan sederhana.
4. Struktur yang diperhitungkan pondasi dianggap terjepit.
5. Struktur terletak pada zona gempa 1 (gempa kuat).
6. Jenis tanah yang diperhitungkan adalah tanah loose.
7. Analisa numerik menggunakan program SAP 2000.
5
1.4. TujuanTujuan yang ingin dicapai dalam studi analisa jembatan link slab ini adalah :
1. Mendapatkan desain abutmen dan pilar untuk bentang 4x12m, 4x16m, 4x20m, 4x25m dan 4x30m.
2. Mengetahui redistribusi gaya pada bangunan bawah akibat penggunaan link slab yang dilakukan pembebanan secara seismik dan mengetahui pengaruh kekakuan struktur terhadap pilar dan abutmen.
3. Mengetahui Permodelan struktur yang sesuai.
4. Mengetahui pengaruh kekakuan struktur terhadap studi link slab terdahulu.
1.5. Manfaat
Adapun manfaat yang ingin diperoleh dari studi ini adalah sebagai berikut :
1. Mampu memperbaiki expansion joint pada jembatan komposit sederhana dengan konstruksi lantai menerus menggunakan link slab untuk berbagai bentang.
2. Mengetahui perilaku struktur apabila terjadi pembebanan secara seismik.
BAB II Tinjauan Pustaka
( Sengaja tidak dicantumkan )
BAB III Metodologi
3.1 Diagram Alir
Diagram alir adalah suatu diagram yang menggunakan notasi-notasi untuk menggambarkan arus dari data sistem, yang penggunaannya sangat membantu untuk memahami sistem secara logika, tersruktur dan jelas. Digram alir merupakan alat bantu dalam menggambarkan atau menjelaskan diagram alir ini sering disebut juga dengan nama Bubble chart, Bubble diagram, model proses, diagram alur kerja, atau model fungsi. Diagram alir ini berfungsi untuk memberikan indikasi mengenai bagaimana Studi ini ditransformasi pada saat data bergerak melalui sistem serta menggambarkan fungsi-fungsi (dan sub fungsi) yang mentransformasi aliran data. Diagram alir untuk studi ini dijelaskan sebagai berikut :
Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi
Desain Retrofitting dan permodelan tanah
Analisa Non Seismik berdasarkan bentang - Kontrol retak link slab - Menghitung displacemen perletakan
- Menghitung kekakuan perletakan - Menghitung Displacemen ijin
Desain Analisa Seismik - Time History
Kontrol Desain -Kontrol dengan respon spectrum dan time history
analysis
Selesai Kesimpulan Permodelan kekakuan tanah
urug
Analisa Struktur -Permodelan pada SAP 2000
Mulai
Studi Literatur :
Jurnal dan Peraturan yang berkaitan
Studi Non Seismik Link Slab Terdahulu
Perencanaan Bangunan Bawah Setiap jenis bentang
- Pembebanan - Kontrol Geser dan Guling
- Penulangan - Tiang Pancang
6
3.2 Urutan Tahap-Tahap Pengerjaan Tugas Akhir
Urutan pengerjaan tugas akhir tentang “Studi Respon Seismik Jembatan Balok Komposit
Sederhana yang Diretrofit dengan Link Slab Ditinjau Dari Bentang Jembatan dan Kekakuan Bangunan Bawah” adalah sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Karena dalam penulisan Tugas Akhir ini lebih cenderung melakukan penerapan dan pengembangan dari teori-teori dasar yang ada pada buku-buku penunjang, maka dalam perhitungan dan analisa masalah yang dihadapi, dilakukan studi literatur diantaranya yaitu :
Jurnal "Seismic Performance of
Multisimple-Span Bridges Retrofitted with Link Slabs"
RSNI T-02-2005, Standar pembebanan untuk jembatan
Bridge Management Sistem (BMS, 1992)
Hasil Studi link Slab terdahulu (Irawan, 2010) 2. Hasil Desain Studi Nonseismik Terdahulu
Dari analisis nonseismik terdahulu diperoleh penampang dan penulangan link slab serta tambahan stud connector seperti pada Gambar 3, Irawan (2010), Sugihardjo et al. (2010). Dari studi ini diperoleh tebal link slab 195 mm dan dengan lebar model sebesar 1200 mm yaitu jarak antar balok baja pemikul.
Langkah 1
Untuk perencanaan link slab jembatan ini menggunakan data sebagai berikut :
Panjang bentang balok ( Lsp ) = 25 m Rasio
Ldz
Lsp
= 7% Panjang debonding zone ( Ldz ) = 1,75 m
Lebar slab = 1200 mm Tebal pelat = 195 mm Bj Beton = 2,4 t/m3 Mutu baja : - fy = 410 MPa - Es = 210000 Mpa
Cor setempat ( slab ) :- fc’ = 35 Mpa - Ec = 4700
fc'
= 27805,57 Mutu baja tulangan : - fy = 390 MPa- Es = 210000 MPa
Diameter tulangan = 22 mm Decking Beton : - d’ = 40 mm
- d = 144 mm
Penentuan Luasan Tulangan
Gambar 6.1 Penentuan Luasan Tulangan
Bentang 25 m Tulangan terpasang D22 – 100 As =
s
l
D
24
1
=
100
1200
22
4
1
2 = 4561,59 mm2/1,2m’ ρ =ls
As
d
=144
1200
4561,59
= 0,026Beban yang Dipergunakan
Beban untuk analisis link slab menggunakan beban UDL dan KEL : 1. Beban KEL (P) = 76,44 KN = 7644 kg 2. Beban UDL (q) = 10,8 KN / m’ 3. Beban mati ( q balok ) = 1,59 KN/m’ 4. Beban super imposed dead load ( q aspal ) = 1,32 KN/m’
Koefisien Daerah Tekan
n = Es/Ec = 210000 / 27805,57 = 7,55 K = nr (nr ) 2(nr ) 2 = 7,55(0,026) (7,55 0,026) 2(7,55 0,026) 2 = 0,46 Kd = 0,46 x 144 = 66,65
Momen Inersia Link Slab
- Inersia crack untuk link slab :
2
2 2 12 3 , n As d kd kd kd ls B kd ls B cr ls I
2 66,65 144 4561,59 7,55 2 2 66,65 66,65 1200 12 3 66,65 1200 cr ls, I
4 mm 5 324551740, ,cr ls I- Inersia gross untuk link slab : 3 12 1 ,g Bls Hls ls I
7
3 195 1200 12 1 ,g ls I 4 8 10 7 ,g mm ls I RotasiBesarnya rotasi dihitung dengan rumus :
ap I c E sp qL ap I c E sp PL 24 3 16 2 71 , 1312142 6 10 1 , 2 16 2 2500 7644 1 00108 , 0 1 72 , 1312142 6 10 1 , 2 24 2 2500 8 , 10 2 00255 , 0 2 00255 , 0 00108 , 0 00364 , 0
Tegangan Pada Penulangan Link Slab
y kd d As dz L ls I c E 0,40 3 1 9 , 2 y 0,40 65 , 66 3 1 144 59 , 4561 00364 , 0 1000 75 , 1 8 10 8 57 , 27805 2
Mpa 192 , 154 Tegangan Tarik Ijin Tulangan
Mpa fy y 0,4 0,4390156 % 84 , 98 156 192 , 154 y s Dipakai tulangan D22 – 100 ( As = 4561,59 mm’/1,2m’)
Penulangan Arah Memanjang
Dipasang tulangan susut dan suhu dengan ketentuan sebagai berikut :
As min = 0,002 A bruto pelat (tulangan deform ; fy = 300 MPa)
As min = 0,0018 A bruto pelat (tulangan deform ; fy = 400 MPa)
Dengan interpolasi untuk tulangan deform ; fy = 390 MPa.
Didapatkan → harga ρ = 0.00188
As min = 0,00188 x 192 x 1000 = 360,96 mm’ Dipakai tulangan D13 – 300 (As = 442,44 mm’)
Hasil Studi Nonseismik setiap jenis bentang
Lsp (m) (1) Penampang balok WF (2) (rad) (3) Ldz/ Lsp (%) (4) s/ 0.4y (%) (5) Penulanga n (6) 12 400x400x21x21 0,00363 14,5 99,27 D22-100 16 460x400x30x50 0,00374 11,5 96,76 D22-100 20 900x300x15x23 0,00347 8,5 97,09 D22-100 25 925x400x24x38 0,00364 7,0 98,84 D22-100 30 1200x500x20x35 0,00335 5,5 96,74 D22-100
3. Perencanaan Bangunan Bawah
Desain Pilar dan abutment jembatan didasarkan pada gaya dari struktur bangunan atas dan gaya tekanan tanah yang terjadi. Untuk desain abutmen dan pilar yaitu dengan langkah-langkah sebagai berikut :
Langkah 1 :
Menghitung Beban-beban yang bekerja pada abutmen dan pilar yang berasal dari beban struktur atas dan tekanan tanah.
Langkah 2 :
Menentukan Dimensi abutment dengan trial dimensi dan menghitung letak titik berat abutmen dan pilar.
Langkah 3 :
Menghitung Momen yang terjadi pada titik berat abutmen
Langkah 4 :
Kontrol Stabilitas terhadap guling dengan syarat 2.3.4
Langkah 5 :
Kontrol Stabilitas terhadap geser dengan syarat 2.3.4
Langkah 6 :
Perhitungan kebutuhan tiang pancang dengan mengolah data tanah. dengan memperhitungkan efisiensi tiang pancang.
Langkah 7 :
Penulangan untuk struktur utama
4. Desain Retrofitting
Jembatan komposit yang akan dianalisa merupakan jembatan sederhana statis tertentu dengan perletakan sendi dan rol untuk setiap bentangnya.
8
Dengan konfigurasi :
Abutment barat : Sendi
Pilar barat perletakan barat : Rol Pilar barat perletakan timur : Rol Pilar tengah perletakan barat : Sendi Pilar tengah perletakan timur : Rol Pilar timur perletakan barat : Sendi Pilar timur perletakan timur : Rol
Abutment timur : Sendi
5. Permodelan Tekanan Tanah Pada Struktur
Abutmen jembatan dimodelkan sebagai pondasi dinamis. Dimana di sisi belakang abutmen diberi pegas sehingga akan terjadi 1 derajat kebebasan, yaitu translasi.
Gambar 3.4 Pemodelan Abutmen Jembatan
Langkah 1
Dengan pemodelan ini akan dikaji dari berbagai dimensi abutmen. Yaitu dengan perbedaan bentang maka dimensi abutmen akan bervariasi. Langkah pertama yaitu menentukan jenis tanah. Dimana nilai modulus reaksi tanah dasarnya bisa didapat dari tabel 3.1 dibawah ini.
Tabel 3.1 Interval nilai modulus
reaksi tanah dasar
h (saran. dkk 1985)Soil
h (KN/m³)Active Passive Loose sand 200-300 400-600 Medium dense sand 400-600 800-1200
Dense sand 800-1200 1600-2400
Langkah 2
Menghitung kekakuan pegas translasi yaitu dengan persamaan berikut;
2 16
1
h
k
h
2 2h
k
h
2 32
h
k
h
21
h
i
k
i
h
24
3
6
1
h
n
k
n
h
Dimana
k
1 adalah kekakuan pegas palingatas, dan
k
n adalah kekakuan pegas palingbawah. n adalah jumlah banyak pegas yang akan dipasang.
h adalah modulus reaksi tanah dasaryang didapat dari tabel 3.1 berdasarkan jenis tanahnya dan sifatnya.
Desain Analisia Nonseismik
Kontrol Displacement berdasarkan tegangan geser
Menghitung besarnya displesemen longitudinal perletakan akibat beban gempa pada sebuah sistim jembatan di atas 2 perletakan:
𝛿𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 = 𝑇𝐸𝑄
∗
𝑘𝑒𝑓𝑓 =
𝐶𝐼𝑆𝑊𝑇 𝑘𝑒𝑓𝑓
dimana 𝑇𝐸𝑄∗ =beban gempa rencana
minimum, RSNI bagian 7.7.1; C=koefisien respon seismik elastis=koefisien geser dasar untuk zona gempa, perioda dan kondisi tanah tertentu; I=faktor kepentingan; S=faktor tipe bangunan WT=berat satu bentang jembatan; dan
keff=kekakuan efektip, dimana diasumsikan
sebagai setengah kekakuan lateral bangunan bawah pada sistim di atas 2 perletakan.
Perioda alam struktur jembatan untuk menghitung koefisien respon seismik elastis dapat dihitung sebagai berikut:
𝑇 = 2𝜋 𝑊𝑇
𝑔𝑘𝑒𝑓𝑓 dimana g=percepatan gravitasi
Besarnya displesemen longitudinal perletakan yang dihitung dengan Persamaan (2) tidak boleh melebihi kemampuan pergerakan maksimum perletakan tipe rol. Untuk perletakan elastomer tipe geser, besarnya displesemen longitudinal yang diijinkan sebelum terjadi slip adalah:
𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 =𝑘 𝜏𝐴𝑏
𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛
dimana 𝜏 =tegangan geser yang terjadi, dimana besarnya 20% dari tegangan normal (σ) pada perletakan akibat beban mati pada regangan geser elastomer 70%, Iverson dan Pfeifer (1986); Ab=luas permukaan perletakan elastomer; dan
𝑘𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 =kekakuan geser perletakan
elastomer. Besarnya kekakuan geser perletakan elastomer adalah: 𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 =𝐺𝐴𝑏 H k 1 k 2 k 3 k n -1 k n DYNAMIC PASSIVE DYNAMIC ACTIVE T INITIAL POSITION ∆h ∆h
9
dimana G=modulus geser perletakan;h=tinggi bantalan elastomer diantara pelat baja. Kontrol Gaya Gempa Statik pada Link
Slab
Menghitung besarnya gaya gempa statik yang bekerja pada link slab dengan metoda pendekatan:
𝑇𝐿𝑆∗ = 𝐶𝐼𝑆𝑊 𝑇(1+2)
dimana WT(1+2)=berat dari 2 bentang yang
berdekatan di setiap sisi link slab
6. Desain Analisa Seismik
Pada Analisis Riwayat Waktu, nilai PGA
(Peak Ground Acceleration) gempa diperoleh
dengan menyamakan intensitas gempa Denpasar, Elcentro, Miyagi, Kobe dan Northridge dengan respon spektrum redaman 5% RSNI (2005), sehingga spektra respon disainnya kompatibel, Caner et al. (2002); AASHTO (2007). Spektra kecepatan dan percepatan dihitung dengan bantuan Program SREL, Wahyudi (1990) dan besarnya intensitas gempa:
𝐼 = 𝑆𝑣𝑑𝑇
dimana Sv=percepatan spektra; dT=diferensiasi
perioda
Analisis Riwayat Waktu digunakan untuk kontrol penulangan yang telah didisain nonseismik masih memenuhi syarat akibat gaya-gaya dalam yang timbul akibat pembebanan seismik. Jika pada beban nonseismik tegangan pada tulangan beton link slab dibatasi 40% tegangan lelehnya, maka untuk beban seismik dibatasi 50%, Caner et al. (2002).
7. Permodelan SAP Untuk Setiap Jenis Bentang
Setelah tahap 1 sampai tahap 6 terselesaikan dengan baik maka hasil dari analisa diatas di masukkan dalam program SAP untuk menganalisa displacement perletakan, gaya horizontal yang terjadi, partisipasi massa dan tegangan yang terjadi pada link slab.
BAB IV
Perencanaan Bangunan Bawah
4.1 Desain Bangunan Bawah
Dari perhitungan bab sebelumnya, didapatkan; Dimensi :
- Abutment
Bentang Breast Wall
Lentur Geser-x Geser-y
12 D25-250 D13-200 D13-250
16 D25-200 D13-200 D13-250
20 D29-200 D13-300 D13-250
25 D29-200 D13-250 D13-250
30 D29-200 D13-200 D13-250
Bentang Pile Cap
Lentur Bagi Geser x Geser y
12 D25-200 D16-250 D16-300 D16-200 16 D29-200 D16-200 D16-200 D16-250 20 D29-150 D19-100 D16-250 D16-250 25 D32-150 D19-100 D16-250 D16-250 30 D32-150 D19-100 D16-250 D16-250 Bentang Ukuran Pile Cap Jumlah
Pancang pancang jumlah total diameter pancang bx by x y 12 5 10 3 7 21 D=0.5 16 5 10 4 6 24 D=0.5 20 5 10 4 7 28 D=0.5 25 6 11 4 7 28 D=0.6 30 6 11 4 7 28 D=0.6
Bentang Back Wall
Lentur Bagi Geser
12 D27-200 D22-250
Tidak perlu tulangan geser(dipasang praktis)
16 D27-200 D16-200
20 D27-200 D16-200
25 D32-200 D19-200
30 D27-200 D16-200
Bentang Wing Wall Vertikal
Lentur Bagi Geser
12 D22-200 D13-200 D13-200 16 D22-200 D13-200 D13-200 20 D22-200 D13-200 D13-200 25 D22-200 D13-200 D13-200 30 D22-200 D13-200 D13-200 h4 h3 h2 h1 b2 ba h4 h3 h2 h1 bb b1 b1 Bx b2 bc b1 b1 By b2 b2 b2 b2
10
Bentang Wing Wall Horizontal
Lentur Bagi Geser
12 D22-200 D13-200 D13-200 16 D22-200 D13-200 D13-200 20 D22-200 D13-200 D13-200 25 D22-200 D13-200 D13-200 30 D22-200 D13-200 D13-200 - Pilar
Bentang Kolom Pilar Balok Pilar
diameter Tul b d Tulangan
12 1.2 48D35-70 1.3 1.3 14D-32
16 1.4 47D35-80 1.3 1.3 14D-32
20 1.5 54D35-75 1.3 1.3 16D-32
25 1.7 54D35-90 1.3 1.3 18D-32
30 1.8 60D35-80 1.3 1.3 20D-32
Bentang Pile Cap
Lentur Bagi Geser x Geser y
12 D29-200 D19-250 D16-200 D16-250 16 D36-150 D22-250 D16-200 D16-250 20 D32-200 D19-200 D16-200 D16-250 25 D32-150 D19-150 D16-200 D16-250 30 D32-150 D19-150 D16-200 D16-250 Bentang Ukuran Pile Cap Jumlah
Pancang pancang jumlah total diameter pancang bx by x y 12 5 10 3 7 21 D=0.5 16 5 11 4 6 24 D=0.5 20 6 12 4 7 28 D=0.5 25 5 13 4 7 28 D=0.6 30 6 13 4 7 28 D=0.6 BAB V
DESAIN DAN ANALISA NONSEISMIK
5.1 Desain Link Slab
Dari studi nonsesismik terdahulu, (2010); Sugihardjo dkk. (2010), diketahui;
Dimensi Link Slab:
- Panjang = 9 m
- Lebar = 1,7 m
- Tebal = 0,195 m
- Diameter Tulangan = 22 mm - Mutu Beton = 35 MPa - Mutu Baja Tulangan = 390 MPa - Material beton = Engineered
Cementious Composite (ECC)
5.2 Analisa Nonseismik Kontrol Retak Link Slab
Kontrol besarnya tebal retak yang terjadi, ω (mm), dimana besarnya tidak boleh melebihi 0.33 mm, ASSHTO (2007): ω = 0,000011β√dcA Dimana; β = 2 (asumsi) fls = 40%fy = 0,4 x 390 = 156 MPa dc = 50 mm h’ = 2 x dc = 100 mm S = 100 mm A = h’ x s = 100 x 100 = 10000 mm2 ω = 0,000011*2*156*√50*100000 = 0,272 mm < 0,33 mm (OK)
Retak selebar 82,5% dari retak ijin ini dapat diatasi dengan penggunaan beton
Engineered Cementious Composite (ECC) yang
mempunyai kekuatan tarik 350 kali beton normal, Kim et al. (2004).
Analisa Displesemen Longitudinal
Displesemen longitudinal perletakan akibat beban gempa pada sebuah sistim jembatan di atas 2 perletakan:
𝛿𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 = 𝑇𝐸𝑄 ∗ 𝑘𝑒𝑓𝑓 = 𝐶𝐼𝑆𝑊𝑇 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝐾𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 =3𝐸𝐼 𝐿3 𝐾𝑎𝑏𝑢𝑡 = 3𝐸𝐼 𝐿3
Keff = (Kpilar + Kabut)/2
𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎 𝑘𝑎𝑛 =𝐺𝐴𝑏 𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 = 𝜏𝐴𝑏
𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛
Dari Perencanaan bangunan atas dan dimasukkan ke dalam rumus-rumus tersebut, maka didapat nilai displasemen ijin untuk setiap bentang jembatan sebagai berikut :
11
BAB VIDESAIN DAN ANALISA SEISMIK 6.1 Analisa Simplikasi
Besarnya gaya gempa statik yang bekerja pada link slab pada satu pilar bentang 25 meter dapat dihitung dengan persamaan (3.10).
𝑇𝐿𝑆∗ = 𝐶𝐼𝑆𝑊 𝑇(1+2)
C = 0,23 (wilayah gempa 1 tanah lunak) I = 1,2 (jembatan pada jalan raya utama) S = 3 (tipe jembatan tidak daktail)
Wt = 2754 kN (berat struktur atas 1 bentang)
T*LS = 0,23 x 1,2 x 3 x 2754
= 2280,3 kN Luas tulangan, A = 1/4πD2s
= 38013,3 mm2/m
Didapatkan tegangan yang terjadi pada link slab, yaitu;
σ = T*LS / A
= 2280,3 x 1000 / 38013,3 = 59,98 Mpa
Tabel 6.1 Analisa Simplikasi
Bentang Bentang 12 Bentang 16 Bentang 20 Bentang 25 Bentang 30 Satuan
Wt
1090.799 1774.592 1860.258 2753.628 3424.054 kN
CIS
0.828
0.828
0.828
0.828
0.828 -
T
LS903181.340 1469362.308 1540293.227 2280004.183 2835116.381 kN
A
38013.300 38013.300 38013.300 38013.300 38013.300 mm
Tegangan
23.760
38.654
40.520
59.979
74.582 Mpa
6.2 Analisa DinamikAnalisa dinamik menggunakan program bantu SAP 2000 (2009).
Tabel 6.2 Kekakuan Spring Aktif
Tabel 6.3 Kekakuan Spring Pasif
Perletakan dimodelkan sebagai balok 2D, dengan beberapa konstrain sesuai fungsinya sebagai perletakan tetap atau bergerak, dimana kekakuan gesernya sebesar 4114,3 kN/m untuk tiap perletakan.
Model struktur jembatan 3D seperti seperti ditunjukkan pada Gambar
BAB VII Hasil Dan Pembahasan
Sebagai hasil studi perencanaan gelagar komposit sederhana yang diretrofit dengan link slab, studi untuk berbagai jenis bentang dari perencanaan struktur jembatan diatas pada program bantu SAP 2000.
7.1. Displesemen Perletakan
Bentang 12 m
Dari desain dan analisa didapatkan displasemen ijin perletakan pada struktur bentang 12 m, yaitu δijin = 4,73 mm
Gambar 7.1.a Displasement Perletakan
Struktur Asli Depth N ƞh K K (kN/m) ΔK (kN/m) 0 1 300 K1 =1/6*ƞh*L2 50 1 2 300 K2 = ƞh*L2 300 175 2 3 300 K3 = 2*ƞh*L2 600 450 3 4 300 K4 =3*ƞh*L2 900 750 4 5 300 K5 = 4*ƞh*L2 1200 1050 5 6 300 K6 = 5*ƞh*L2 1500 1350 6 7 300 K7 = 6*ƞh*L2 1800 1650 7 8 300 K8 = 1/6*(3n-4)*ƞh*L2 1000 1400 Depth n ƞh K K (kN/m) ΔK (kN/m) 0 1 600 K1 =1/6*ƞh*L2 100 1 2 600 K2 = ƞh*L2 600 350 2 3 600 K3 = 2*ƞh*L2 1200 900 3 4 600 K4 =3*ƞh*L2 1800 1500 4 5 600 K5 = 4*ƞh*L2 2400 2100 5 6 600 K6 = 5*ƞh*L2 3000 2700 6 7 600 K7 = 6*ƞh*L2 3600 3300 7 8 600 K8 = 1/6*(3n-4)*ƞh*L2 2000 2800 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k a n ( m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR
12
Gambar 7.1.b Displasement Perletakan
Struktur Retrofitting
Dari gambar 7.1.a diatas dapat dilihat bahwa jembatan pada struktur asli bentang 12 m displasemen terbesar terjadi pada saat history dari gempa Northridge, nilai displasemen melebihi batas slip yaitu 48,37 mm pada pilar tengah, sehingga dimungkinkan jatuhnya balok utama.
sedangkan pada gambar 7.1.b merupakan struktur yang telah diretrofit dengan link slab menunjukkan kinerjanya, yaitu mengurangi displasemen pada perletakan. hal ini terjadi karena pada sambungan tersebut dibuat lebih kaku.
bentang 16 m
Dari desain dan analisa didapatkan displasemen ijin perletakan pada struktur bentang 16 m, yaitu δijin = 7,19 mm
Gambar 7.2.a Displasement Perletakan
Struktur Asli
Gambar 7.2.b Displasement Perletakan
Struktur Retrofitting
Dari gambar 7.2.a diatas dapat dilihat bahwa jembatan pada struktur asli bentang 16 m displasemen terjadi hampir sama dengan bentang 12 m pada pilar tengah, nilai
displasemen melebihi batas slip yaitu 46,27 mm, sehingga dimungkinkan juga jatuhnya balok utama.
Bentang 20 m
Dari desain dan analisa didapatkan displasemen ijin perletakan pada struktur bentang 20 m, yaitu δijin = 7,54 mm
Gambar 7.3.a Displasement Perletakan
Struktur Asli
Gambar 7.3.b Displasement Perletakan
Struktur Retrofitting
Dari gambar 7.3.a diatas dapat dilihat bahwa jembatan pada struktur asli bentang 20 m displasemen terbesar terjadi pada gempa kobe, nilai displasemen melebihi batas slip yaitu 18,65 mm pada pilar timur, sehingga dimungkinkan jatuhnya balok utama.
Bentang 25 m
Dari desain dan analisa didapatkan displasemen ijin perletakan pada struktur bentang 25 m, yaitu δijin = 8,37 mm
Gambar 7.4.a Displasement Perletakan
Struktur Asli 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k a n ( m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k a n ( m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is p la s e m e n P e r le t a k a n (m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is p la s e m e n P e r le t a k a n (m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k a n (m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k a n ( m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR
13
Gambar 7.4.a Displasement PerletakanStruktur Retrofitting
Dari gambar 7.4.a diatas dapat dilihat bahwa jembatan pada struktur asli bentang 25 m displasemen terbesar terjadi pada gempa Denpasar, nilai displasemen melebihi batas slip yaitu 213,87 mm pada pilar timur dan pilar barat, sehingga dimungkinkan jatuhnya balok utama.
Bentang 30 m
Dari desain dan analisa didapatkan displasemen ijin perletakan pada struktur bentang 30 m, yaitu δijin = 6,69 mm
Gambar 7.5.a Displasement Perletakan
Struktur Asli
Gambar 7.5.b Displasement Perletakan
Struktur Retrofitting
Dari gambar 7.5.a diatas dapat dilihat bahwa jembatan pada struktur asli bentang 30 m displasemen terbesar terjadi pada gempa Kobe, nilai displasemen melebihi batas slip yang sangat besar yaitu 24,8 mm pada pilar timur dan pilar barat, sehingga dimungkinkan jatuhnya balok utama.
Displasemen pada perletakan yang diretrofit dengan link slab menunjukkan kinerjanya dengan baik pada setiap bentang. Displasemen yang terjadi pada semua bentang
sangatlah kecil dan kurang dari displasemen ijin.
7.2. Gaya Horizontal
Bentang 12 m
Gaya horizontal yang terjadi pada base
reaction pada bangunan bawah akibat beban
seismik dari Time HIstory Analysis pada bentang 12 m.
Gambar 7.6.a Gaya Horizontal Struktur Asli
Gambar 7.6.a Gaya Horizontal Struktur
Retrofitting
Pada Gambar 7.6.a terlihat bahwa gaya horizontal yang terjadi pada base reaction jembatan bentang 12 m, untuk pilar tengah dan pilar timur mempunyai nilai yang besar. Sedangkan gaya horizontal pada struktur retrofitting lebih merata.
Hal ini menunjukkan bahwa dengan retrofitting mengakibatkan struktur seolah-olah menjadi satu kesatuan dan gaya horizontal yang terjadi didistribusikan merata pada abutmen dan pilar.
Bentang 16 m
Gaya horizontal yang terjadi pada base
reaction pada bangunan bawah akibat beban
seismik dari Time HIstory Analysis pada bentang 16 m. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k n (m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k a n ( m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN TIMUR PILAR TENGAH PERLETAKAN BARAT PILAR TENGAH PERLETAKAN TIMUR PILAR TIMUR PERLETAKAN BARAT PILAR TIMUR PERLETAKAN TIMUR ABUTMENT TIMUR D is pl a s e m e n P e r le t a k a n (m m ) D-RSNI D-DNPSR D-NRIDGE D-MIYAGI D-KOBE D-ELCNTR 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H or iz ont a l B a s e R e a c t ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H or iz ont a l B a s e R e a c t ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA
14
Gambar 7.7.a Gaya Horizontal Struktur Asli
Gambar 7.7.a Gaya Horizontal Struktur
Retrofitting
Pada Gambar 7.7.a terlihat bahwa gaya horizontal yang terjadi pada base reaction jembatan bentang 16 m, untuk pilar tengah dan pilar timur mempunyai nilai yang besar. Sedangkan gaya horizontal pada struktur retrofitting lebih merata.
Bentang 20 m
Gaya horizontal yang terjadi pada base
reaction pada bangunan bawah akibat beban
seismik dari Time HIstory Analysis pada bentang 20 m.
Gambar 7.8.a Gaya Horizontal Struktur Asli
Gambar 7.8.b Gaya Horizontal Struktur Asli
Pada Gambar 7.8.a terlihat bahwa gaya horizontal yang terjadi pada base reaction jembatan bentang 20 m, untuk pilar tengah dan pilar timur mempunyai nilai yang besar. Sedangkan gaya horizontal pada struktur retrofitting lebih merata.
Bentang 25 m
Gaya horizontal yang terjadi pada base
reaction pada bangunan bawah akibat beban
seismik dari Time HIstory Analysis pada bentang 12 m.
Gambar 7.9.a Gaya Horizontal Struktur Asli
Gambar 7.9.b Gaya Horizontal Struktur Asli
Pada Gambar 7.9.a terlihat bahwa gaya horizontal yang terjadi pada base reaction jembatan bentang 25 m, untuk pilar tengah dan pilar timur mempunyai nilai yang besar. Sedangkan gaya horizontal pada struktur retrofitting lebih merata.
Bentang 30 m
Gaya horizontal yang terjadi pada base
reaction pada bangunan bawah akibat beban
seismik dari Time HIstory Analysis pada bentang 30 m
Gambar 7.10.a Gaya Horizontal Struktur
Asli 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H or iz ont a l B a s e R e a c t ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H or iz ont a l B a s e R e a c t ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
R e a k s i H or iz ont a l B a s e R e a c t ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H or iz ont a l B a s e R e a c t ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H o r iz o n t a l b a s e r e a c t io n (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H or iz ont a l B a s e R e a c t ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H or ixo nt a l B a s e R e a c y ion (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA
15
Gambar 7.10.b Gaya Horizontal StrukturRetrofitting
Pada Gambar 7.10.a terlihat bahwa gaya horizontal yang terjadi pada base reaction jembatan bentang 30 m, untuk pilar tengah dan pilar timur mempunyai nilai yang besar. Sedangkan gaya horizontal pada struktur retrofitting lebih merata.
Secara umum, dengan adanya link slab gaya-gaya yang terjadi akan menyebar lebih merata pada struktur jembatan. untuk melihat prosentase gaya yang didistribusikan seperti tabel dibawah ini :
Tabel 7.1 Prosentase distribusi gaya horizontal
* Tanda (-) : Gaya berkurang
Tanda (+) : Gaya Bertambah
7.3. Tegangan Pada Tulangan Link Slab
Bentang 12 m
Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab untuk bentang jembatan 12 m.
Gambar 7.11 Tegangan tulangan bentang 12
m
Tegangan yang terjadi pada link slab harus < nilai maksimum 40%fy untuk desain
nonseismik dan 50%fy untuk desain seismik. Pada Gambar 7.11 menunjukkan tegangan yang terjadi pada bentang 12 m masih dibawah dari tegangan tulangan minimum 50% fy = 195 Mpa
Bentang 16 m
Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab untuk bentang jembatan 16 m.
Gambar 7.12 Tegangan tulangan bentang 16
m
Tegangan yang terjadi pada link slab harus pada bentang 16 m, pada Gambar 7.12 menunjukkan tegangan yang terjadi masih dibawah dari tegangan tulangan minimum 50% fy = 195 Mpa
Bentang 20 m
Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab untuk bentang jembatan 20 m.
Gambar 7.13 Tegangan tulangan bentang 20
m
Tegangan yang terjadi pada link slab harus pada bentang 20 m, pada Gambar 7.13 menunjukkan tegangan yang terjadi masih dibawah dari tegangan tulangan minimum 50% fy = 195 Mpa
Bentang 25 m
Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab untuk bentang jembatan 25 m.
0 500 1000 1500 2000
ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR
G a y a H o r iz o n t a l B a s e R e a k t io n (k N ) RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO RATA-RATA 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ABUTMEN BARAT
PILAR BARAT PILAR TENGAH
PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR T eg a n g a n T u la n g a n (M P a ) METODE SIMPLIKASI RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ABUTMEN BARAT
PILAR BARAT PILAR TENGAH
PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR T eg a n g a n T u la n g a n (M P a ) METODE SIMPLIKASI RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ABUTMEN BARAT
PILAR BARAT PILAR TENGAH
PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR T eg a n g a n T u la n g a n (M P a ) METODE SIMPLIKASI RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO
16
Gambar 7.14 Tegangan tulangan bentang 25
m
Tegangan yang terjadi pada link slab harus pada bentang 25 m, pada Gambar 7.14 menunjukkan tegangan yang terjadi masih dibawah dari tegangan tulangan minimum 50% fy = 195 Mpa.
Bentang 30 m
Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab untuk bentang jembatan 30 m.
Gambar 7.15 Tegangan tulangan bentang 30
m
Tegangan yang terjadi pada link slab harus pada bentang 30 m, pada Gambar 7.15 menunjukkan tegangan yang terjadi masih dibawah dari tegangan tulangan minimum 50% fy =
195 Mpa
Secara umum, tegangan yang terjadi pada link slab akibat pembebanan seismik dengan Time History Analisis masih dibawah dari persyaratan 50% fy, sehingga desain link slab pada studi terdahulu masih mampu jika dipasang pada wilayah gempa kuat.
7.4. Perioda dan Partisipasi Massa
Bentang 12 m
Tabel 7.2 Periode dan Partisipasi Massa
Bentang 12 m
Ragam
Periode Partisipasi Massa Struktur
Asli Retrofitting-1
Struktur
Asli Retrofitting-1 (detik) (detik) (detik) (detik) 1 0.272584 0.15503 0.34 0.83 2 0.260122 0.126078 0.36 0.83 3 0.132096 0.120749 0.36 0.83 4 0.127003 0.114714 0.36 0.83 5 0.121408 0.111654 0.36 0.83 6 0.119773 0.053774 0.83 0.83 7 0.118843 0.048616 0.83 0.83 8 0.052847 0.043498 0.83 0.83 9 0.048314 0.029175 0.83 0.83 10 0.043726 0.027834 0.83 0.83 11 0.041025 0.025379 0.83 0.83 12 0.030361 0.024975 0.83 0.93 13 0.029169 0.024106 0.83 0.93 14 0.027057 0.023459 0.83 0.93 15 0.025485 0.022794 0.83 0.93 16 0.024193 0.017719 0.83 0.95 17 0.023207 0.015369 0.94 0.95 18 0.014231 0.014084 0.94 0.95 19 0.014138 0.013883 0.94 0.95 20 0.01386 0.013325 0.94 0.95 21 0.01385 0.013321 0.94 0.95
Dari tabel 7.2 terlihat bahwa periode pada struktur yang telah diretrofit menjadi lebih kecil daripada struktur aslinya. Hal ini menunjukkan bahwa struktur yang telah diretrofit menjadi lebih kaku.
Sedangkan partisipasi massa sudah mencapai 90% (syarat SNI – 03– 1726 – 2002) dari 20 noda. Artinya respon spectrum bisa digunakan dan dianalisa.
Bentang 16 m
Tabel 7.3 Periode dan Partisipasi Massa
Bentang 16 m 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ABUTMEN BARAT
PILAR BARAT PILAR TENGAH
PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR T eg a n g a n T u la n g a n (M P a ) METODE SIMPLIKASI RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ABUTMEN BARAT
PILAR BARAT PILAR TENGAH
PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR T eg a n g a n T u la n g a n (M P a ) METODE SIMPLIKASI RESP-SNI DENPASAR NORTHRIDGE MIYAGI KOBE ELCENTRO
17
Raga m
Periode Partisipasi Massa Struktur
Asli Retrofitting-1
Struktur
Asli Retrofitting-1 (detik) (detik) (detik) (detik) 1 0.264422 0.235514 0.38 0.00006892 2 0.256018 0.232192 0.4 0.0004287 3 0.251121 0.228242 0.4 0.000504 4 0.247465 0.225975 0.4 0.0006901 5 0.243705 0.172209 0.4 0.87 6 0.242075 0.073001 0.4 0.87 7 0.13697 0.068532 0.88 0.87 8 0.073067 0.063049 0.88 0.87 9 0.069171 0.059726 0.88 0.87 10 0.064567 0.046606 0.88 0.87 11 0.062101 0.042113 0.88 0.87 12 0.048665 0.038427 0.88 0.87 13 0.046655 0.027952 0.88 0.87 14 0.04308 0.027601 0.88 0.87 15 0.040132 0.027082 0.88 0.87 16 0.028676 0.025402 0.88 0.88 17 0.028142 0.025279 0.88 0.94 18 0.027054 0.024018 0.88 0.94 19 0.026175 0.023847 0.88 0.94 20 0.023926 0.019421 0.88 0.96 21 0.023362 0.019311 0.96 0.96
Dari tabel 7.3 terlihat bahwa periode pada struktur yang telah diretrofit menjadi hampir sama dengan bentang 12 m. Partisipasi massa sudah mencapai 90% dari 20 noda.
Bentang 20 m
Tabel 7.4 Periode dan Partisipasi Massa
Bentang 20 m
Raga m
Periode Partisipasi Massa Struktur
Asli Retrofitting-1
Struktur
Asli Retrofitting-1 (detik) (detik) (detik) (detik) 1 0.243902 0.192256 0.39 0.00003861 2 0.238284 0.187513 0.39 0.0004853 3 0.196999 0.182388 0.39 0.0006895 4 0.192197 0.179948 0.39 0.001436 5 0.187145 0.162548 0.39 0.86 6 0.184918 0.064258 0.39 0.86 7 0.128807 0.059072 0.86 0.86 8 0.063834 0.052589 0.86 0.86 9 0.058855 0.046576 0.86 0.86 10 0.052618 0.040332 0.86 0.86 11 0.047385 0.035913 0.86 0.88 12 0.045533 0.035632 0.86 0.88 13 0.040462 0.032283 0.86 0.88 14 0.035952 0.030113 0.86 0.88 15 0.032751 0.027147 0.86 0.88 16 0.026941 0.021581 0.86 0.88 17 0.022211 0.020989 0.93 0.88 18 0.022 0.020908 0.93 0.93 19 0.02146 0.02089 0.93 0.93 20 0.020945 0.019692 0.93 0.93 21 0.020930 0.019651 0.93 0.93
Dari tabel 7.4 terlihat bahwa periode pada struktur yang telah diretrofit menjadi hampir sama dengan bentang 16 m. Partisipasi massa sudah mencapai 90% dari 20 noda.
Bentang 25 m
Tabel 7.5 Periode dan Partisipasi Massa
18
Raga m
Periode Partisipasi Massa Struktur
Asli Retrofitting-1
Struktur
Asli Retrofitting-1 (detik) (detik) (detik) (detik) 1 0.230872 0.207678 0.41 0.000007589 2 0.226182 0.201899 0.41 0.0001027 3 0.210089 0.195718 0.41 0.0001516 4 0.204305 0.192885 0.41 0.0003116 5 0.198175 0.168661 0.41 0.88 6 0.195456 0.069273 0.41 0.88 7 0.138231 0.063329 0.89 0.88 8 0.068919 0.056013 0.89 0.88 9 0.063112 0.049713 0.89 0.88 10 0.055966 0.042201 0.89 0.88 11 0.050188 0.036991 0.89 0.88 12 0.048463 0.033185 0.89 0.88 13 0.042128 0.032188 0.89 0.9 14 0.037038 0.030675 0.89 0.9 15 0.033305 0.027336 0.89 0.9 16 0.024843 0.023028 0.89 0.9 17 0.02332 0.022232 0.89 0.9 18 0.022544 0.020849 0.89 0.9 19 0.021454 0.020648 0.95 0.9 20 0.021025 0.020235 0.95 0.95 21 0.020812 0.020222 0.95 0.95
Dari tabel 7.5 terlihat bahwa periode pada struktur yang telah diretrofit menjadi hampir sama dengan bentang lainnnya. Partisipasi massa sudah mencapai 90% dari 20 noda. Bentang 30 m
Tabel 7.6 Periode dan Partisipasi Massa
Bentang 30 m
Ragam
Periode Partisipasi Massa Struktur
Asli Retrofitting-1
Struktur
Asli Retrofitting-1 (detik) (detik) (detik) (detik) 1 0.277951 0.274431 3.352E-17 0.000001647 2 0.27285 0.269416 5.199E-17 0.00001093 3 0.26756 0.26414 7.26E-17 0.00001633 4 0.265256 0.261698 3.066E-16 0.00002535 5 0.228938 0.169947 0.43 0.9 6 0.223072 0.083073 0.43 0.9 7 0.139097 0.077567 0.91 0.9 8 0.083015 0.070991 0.91 0.9 9 0.077637 0.067235 0.91 0.9 10 0.071265 0.049945 0.91 0.9 11 0.067722 0.044653 0.91 0.9 12 0.052542 0.040012 0.91 0.9 13 0.049594 0.036256 0.91 0.91 14 0.044466 0.03286 0.91 0.91 15 0.039889 0.03192 0.91 0.91 16 0.031159 0.030881 0.91 0.91 17 0.029599 0.029356 0.91 0.91 18 0.029461 0.026887 0.91 0.91 19 0.027142 0.024952 0.91 0.91 20 0.025249 0.020893 0.91 0.95 21 0.025233 0.020872 0.91 0.95
Dari tabel 7.6 terlihat bahwa periode pada struktur yang telah diretrofit menjadi hampir sama dengan bentang lainnnya. Sedangkan partisipasi massa sudah mencapai 90%
Secara umum, periode akibat beban seismik untuk struktur retrofitting lebih kecil dari struktur asli, artinya struktur lebih kaku, sedangkan untuk partisipasi massa membutuhkan node hingga 20 node untuk mencapai partisipasi massa 90% kecuali untuk bentang 16 meter 21 node.
BAB VIII
KESIMPULAN DAN SARAN
8.1 Kesimpulan dan Saran
Dengan adanya retrofitting menggunakan link slab, displasemen perletakan akan menjadi kecil.
Dengan adanya jenis tanah urugan pada oprit yang dimodelkan mempunyai kekakuan kekuatan abutment menahan gaya mendapatkan bantuan dari tanah sehingga gaya horizontal yang terjadi pada abutment dapat terserap juga oleh kekakuan tanah.
Dengan adanya link slab, gaya horizontal yang semula terpusat pada perletakan sendi menjadi tersebar merata pada struktur bawah jembatan.
19
Tegangan yang terjadi pada link slab padastudi terdahulu pada bentang 12, 16, 20, 25, dan 30 masih memenuhi batas aman 50%fy= 195 Mpa
Periode yang terjadi pada setiap bentang setelah retrofitting dengan link slab menjadi lebih kecil, yang artinya struktur lebih kaku.
Analisa dinamis dengan time history analisis sangatlah tidak menentu, karena setiap gempa mempunyai kharakteristik intensitas dan PGA yang berbeda-beda. Untuk pelaksanaan pembangunan
jembatan harus memperhatikan jenis tanah. Pembesaran dimensi bangunan bawah akan sangat mempengaruhi kekakuan struktur, semakin kaku struktur maka semakin kecil displasemen, semakin kecil gaya horizontal yang terjadi dan periode akan lebih cepat.