Analisis perbandingan bentang dermaga KA Medan dengan menggunakan metode model strut and tie pada tiga tipe dermaga dengan kualitas yang berbeda. ANALISA PERBANDINGAN PIER KA MEDAN MENGGUNAKAN METODE STRUT DAN TIE MODEL V 3.
Latar Belakang
Penggunaan model strut and tie (STM) adalah metode desain yang didasarkan pada distribusi tegangan model rangka. CAST (Computer Aided Strut And Tie) adalah program komputer yang digunakan untuk menganalisa model strut dan tie pada suatu struktur.
Rumusan Masalah
CAST dikembangkan oleh University of Illinois, dimana program ini banyak digunakan untuk mempelajari berbagai konsep model strut and tie yang ideal dengan mudah. Dari latar belakang di atas, tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis dan mengevaluasi desain jembatan layang dermaga kereta api Medan dengan menggunakan metode strut and tie model.
Tujuan
Berapa persen pola retak yang terjadi pada strut dan tie node akibat pengaruh besar beban yang bekerja pada jembatan penyeberangan pier kereta api dengan menggunakan program CAST (Computer Aided Strut And Tie) dengan kualitas yang berbeda.
Batasan Masalah
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
METODE PENELITIAN DAN PEMODELAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN DAN SARAN
Jembatan
- Macam-macam Jembatan
Jembatan yang dapat berputar pada sumbu horizontal, yaitu jembatan tarik, jembatan bascule dan jembatan lipat Strauss. 8 Jembatan yang dapat bergerak vertikal maupun horizontal, seperti jembatan gantung, jembatan roda dan jembatan gajah atau jembatan lintas batas.
Struktur Jembatan
- Pilar Jembatan
- Macam-macam Bentuk Pilar
- Asumsi Dalam Perencanaan Pilar (Kolom) Jembatan
- Ketentuan Dalam Perencanaan
Beton bertulang merupakan kombinasi antara beton dan baja, dimana baja tulangan memberikan kekuatan tarik yang tidak dimiliki oleh beton. Modul ini terbatas pada pilar beton bertulang, sehingga semua aspek perencanaan didasarkan pada perilaku beton bertulang.
Syarat Jembatan Bagian Atas 1. Ketentuan Umum
- Kadaan batas daya layan
- Keadaan batas kekuatan
- Keadaan batas ekstrem
Dalam kombinasi beban di mana efek dari satu gaya mengurangi yang lain, faktor beban yang dikurangi untuk gaya reduksi harus digunakan. Kondisi batas kekuatan diperlukan dalam perencanaan untuk memastikan kekuatan dan stabilitas jembatan yang memadai, baik secara lokal maupun global, untuk memikul kombinasi beban yang secara statistik memiliki probabilitas yang cukup tinggi untuk terjadi selama masa layan jembatan.
Pembebanan Pada Jembatan
- Beban Permanen
- Beban Lalu Lintas
- Beban Lingkungan 1. Beban angin
Berdasarkan Peraturan Menteri Perhubungan No. 60 Tahun 2012 tentang Perencanaan Teknis Jalur Kereta Api, skema rencana angkutan barang dari tahun 1921 (RM 21) dapat dilihat pada tabel 2.13. Kategori ini menggambarkan perbedaan risiko seismik dan digunakan untuk menentukan zona gempa, yang dapat Anda lihat pada Tabel 2.16.
Lendutan
- Komponen Strut and Tie Model
- Susunan Geometrik Strut And Tie Model
- Faktor Reduksi (Φ) Dan Penyebaran Tegangan Dalam Strut And Tie Setelah mode awal strut and tie terpilih, reaksi terhadap beban yang
- Keputusan Penting dalam Mengembangkan Strut And Tie Model Untuk membuat strut and tie model dalam desain, 2847-2013 menetapkan
Strut-and-Tie-model” berasal dari “Truss-analogy-model” yang pertama kali diperkenalkan oleh Ritter (1899), Morsch (1902). Penerapan model strut and tie dalam perencanaan struktur beton diawali dengan penentuan luas D dan B seperti pada Gambar 2.20. Sumbu penyangga dan pengikat dipilih sehingga masing-masing bertepatan dengan sumbu bidang tekanan dan bidang tegangan.
Pada model brace and tie yang ditunjukkan pada Gambar 2.21, kekuatan geser dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan.
- Kuat Tekan Efektif Beton Pada Strut ( f cu )
- Pemilihan Kuat Tekan Efektif Beton ( F cu ) Untuk Strut
- Klasifikasi Node dan nodal zone
- Jenis nodal zone dan penggunaannya dalam strut and tie model
- Resolusi gaya yang bekerja pada zona noda (nodal zone)
- Kuat tekan efektif nodal zone
- Kekuatan tie
- Pengangkuran tie
Node adalah tempat gaya aksial di strut dan tie berpotongan, dan zona node adalah area di sekitar titik pertemuan tempat anggota terhubung. Karena lingkungan Mohr untuk bagian bertekanan bertindak sebagai grafik zona simpul sebagai titik, bagian simpul ini disebut zona simpul hidrostatik. Area pengangkuran pelat hipotetis dipilih sehingga tekanan bantalan pada pelat sama dengan tekanan yang bekerja di sisi lain zona simpul.
Jika lebih dari tiga gaya bekerja pada daerah nodal dalam struktur dua dimensi, beberapa gaya harus diselesaikan relatif terhadap tiga gaya yang berpotongan.
Umum
Pada langkah pertama ini, kami melakukan perencanaan gambar konstruksi jembatan beton dengan mempertimbangkan aturan yang berbeda untuk diterapkan dalam desain konstruksi jembatan. Sebagai langkah selanjutnya, kita dapat melanjutkan dari gambar konstruksi jembatan yang ada ke analisis awal, yaitu: pemilihan bahan struktur, jenis konstruksi jembatan, dimensi konstruksi dan beban yang harus diserap konstruksi sesuai dengan peraturan yang berlaku. Setelah kita mengetahui kombinasi beban jembatan, kita dapat melanjutkan ke tahap selanjutnya yaitu merancang struktur pier sesuai dengan bentuk dan kualitas yang telah ditentukan.
Langkah ini adalah merancang primer menggunakan software CAD untuk melihat retakan yang terjadi pada penerbangan akibat beban yang diambil.
Data Umum Jembatan
Dalam perencanaan peletakan kereta layang Medan, diperkirakan akan digunakan pondasi karet yang dilengkapi dengan pelat baja (Elastomer Rubber Bearing Pad). Bantalan bantalan, atau dalam bahasa yang lebih luas, pondasi, adalah keseluruhan sistem pekerjaan jembatan, yang digunakan untuk mentransfer tegangan dari struktur atas ke struktur bawah, yang dapat memastikan pergerakan pada bagian atas struktur jembatan, sedangkan karet yang digunakan harus memiliki tingkat kekenyalan yang tinggi. , bersifat elastis, meskipun terkena beban besar dalam jangka panjang.
Perhitungan beban struktur atas jembatan 1. Beban sendiri (MS)
Berikut adalah dimensi dinding tepi/batas pada box girder pada flyover seperti pada Gambar 3.4. 60 Tahun 2012 tentang Persyaratan Teknis Perkeretaapian Beban kejut diperoleh dengan mengalikan faktor i dengan beban kereta api. 60 Tahun 2012 tentang Persyaratan Teknis Jalur Kereta Api memuat beban angin pada struktur 3,0 kN/m2 pada bidang proyeksi vertikal jembatan tanpa kereta api di atasnya.
Pengaruh umur beton terhadap pembebanan pada kondisi basah dan kering selama 7 hari dengan = 28 hari dapat dilihat pada Gambar 3.17.
Analisa beban jembatan pada pilar
- Berat Sendiri Jembatan (MS)
- Beban Lajur (TD)
- Beban angin struktur (E Ws )
- Beban Gempa
Nilai beban pada jembatan atau beban sendiri jembatan diperoleh dengan memasukkan perhitungan beban ke dalam program aplikasi konstruksi, dapat dilihat pada Gambar 2.18. 60 Tahun 2012 tentang persyaratan teknis perkeretaapian dan termasuk dalam program aplikasi struktur dapat dilihat pada gambar 3.19. Pada perencanaan ini, beban yang lewat adalah beban kereta api, dan analisis menggunakan program aplikasi struktur dapat dilihat pada Gambar 3.20.
Beban angin kendaraan direncanakan menggunakan ketentuan yang tertera pada manual SNI 1725:2016. Beban angin yang bekerja pada jembatan dapat dilihat pada Gambar 2.23.
Dimensi pilar
CAST adalah program komputer yang digunakan untuk menganalisis model strut and tie pada suatu struktur. CAST memfasilitasi verifikasi stabilitas STM yang dirancang dan melaporkan gaya yang terjadi di setiap komponen elemen STM dalam bentuk struts, tie, dan node. Ada beberapa langkah untuk mendesain model strut and tie dengan menggunakan program CAST, yaitu sebagai berikut.
Periksa analisis gaya yang terjadi pada elemen STM yang dibuat dan pastikan gaya yang terjadi tetap dalam batas yang diperbolehkan.
Tinjauan Umum
Analisis Jembatan Bentang 40
- Hasil perhitungan beban gempa pada jembatan
Hasil pemeriksaan lendutan kondisi struktur jembatan kereta api dihitung berdasarkan Peraturan Menteri Perhubungan No. 60 Tahun 2012 tentang Persyaratan Teknis Ruas Jalan Kereta Api pada Tabel 3-14 yaitu koefisien lendutan maksimum untuk jembatan beton. Dalam hal ini perencanaan jembatan dengan kecepatan 100 km/jam dengan bentang 40 m menggunakan Jembatan CSI, dapat didefinisikan bahwa besar lendutan yang diperoleh dari Jembatan CSI tidak boleh melebihi persyaratan koefisien panjang teoritis dan umur rencana. jembatan, yang berusia 50 tahun.
Berikut hasil lendutan bentang 40 m dengan pilar yang berbeda menggunakan jembatan CSI dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Hasil analisis pada pilar Model 1
- Hasil penentuan daerah D-region dan B-region
- Hasil perbandingan stress ratio pada strut
- Hasil perbandingan tulangan yang didapat pada Model 1
Pada analisis kolom Model 1 dengan fc' 29,05 MPa dan fc' 41,5 MPa menggunakan CAST, diperoleh perbandingan nilai rasio tegangan untuk setiap elemen dan zona nodal. Pengecekan nilai voltage ratio model 1 dengan kualitas yang berbeda memenuhi syarat < 1 seperti pada tabel. L 4.1 Rasio tegangan yang terjadi pada setiap elemen pada keadaan 1 dengan kualitas yang berbeda dapat dilihat pada gambar 4.6.
Hubungan tegangan yang terjadi pada kolom Model 1 dengan grade yang berbeda ditunjukkan pada Gambar 4.8.
Hasil analisis pada pilar Model 2
- Hasil penentuan daerah D-region dan B-region
- Hasil analisis Stess ratio dengan mutu yang berbeda pada Model 2 Dalam analisis pilar Model 2 dengan mutu fc’ 29,05 MPa dan fc’ 41,5 MPa
- Hasil tulangan yang didapat pada Model 2
Berawal dari tulangan CAST (Computer Aided Strut and Tie) yang didapatkan pada model 1 dengan mutu yang berbeda dengan nilai keruntuhan yang disyaratkan maka diambil tulangan utama yaitu tulangan mutu fc' 29,05 MPa = 116 dan tulangan fc'. Pengecekan nilai voltage ratio model 2 dengan kualitas yang berbeda memenuhi syarat < 1 seperti terlihat pada tabel. Rasio tegangan yang terjadi pada setiap elemen pada model 2 dengan grade yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Rasio tegangan yang terdapat pada model 2 pilar dengan kualitas yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 4.15.
Hasil analisis pada pilar Model 3
- Hasil penentuan daerah D-region dan B-region
- Hasil analisis Stess ratio dengan mutu yang berbeda pada Model 3 Dalam analisis pilar Model 3 dengan fc’ 29,05 MPa dan fc’ 41,5 MPa
- Hasil perbandingan stress ratio pada Strut
- Hasil tulangan yang didapat pada Model 3
Berdasarkan tulangan CAST (Computer Aided Strut and Tie) yang didapat pada model 2 dengan kualitas yang berbeda dengan nilai keruntuhan yang dibutuhkan maka diambil tulangan utama yaitu kualitas tulangan fc dan tulangan fc yang terpasang pada tabel lampiran. Rasio tegangan yang terjadi pada setiap elemen pada model 3 dengan sifat yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 4.20. Rasio tegangan yang terjadi pada model 3 tiang dengan sifat yang berbeda dapat dilihat pada gambar 4.22.
Berdasarkan tulangan CAST (Computer Aided Strut and Tie) yang didapat pada model 3 dengan kualitas yang berbeda dengan nilai keruntuhan yang dibutuhkan maka diambil tulangan utama yaitu kualitas tulangan fc dan tulangan fc yang terpasang pada Tabel Lampiran.
Perbandingan tulangan pada setiap pilar
109 Berdasarkan hasil perbandingan rasio tegangan pada model elemen kolom 3 menggunakan CAST dengan kualitas yang berbeda diperoleh nilai tertinggi untuk elemen 5. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kualitas yang digunakan mempengaruhi besarnya nilai tekanan (rasio tegangan) diperoleh. 110 Berdasarkan tulangan yang diperoleh dengan menggunakan CAST (Computer Aided Strut and Tie) pada model tiga kolom dengan kualitas yang berbeda ditunjukkan pada Gambar 4.23.
Hasil yang lebih besar diperoleh pada kolom model 1 dengan nilai tulangan 116 tulangan pada grade fc' sebesar 29,05 dan persentase tulangan pada kedua grade tersebut adalah 16%.
Kesimpulan
Pada saat perencanaan dengan metode brace and tie diharapkan analogi truss pada truss dapat dikuasai dengan benar. Berdasarkan analisis yang dilakukan dengan jembatan CSI, hasil tegangan ijin struktur dapat dilihat pada Gambar L.1. Berdasarkan analisis yang dilakukan dengan jembatan CSI, hasil tegangan ijin struktur dapat dilihat pada Gambar L.2.
Berdasarkan analisis yang dilakukan dengan jembatan CSI, hasil tegangan ijin struktur dapat dilihat pada Gambar L.3.
Membangun Model Strut And Tie Pada Pilar Model 1
- Analisis Strut and Tie Pada Permodelan 1
- Perhitungan Kuat tekan pada Strut dan Tulangan pada Tie
Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh CAST, tegangan yang timbul pada kolom model 1 dengan nilai fc' 29,05 dapat dilihat pada Gambar L.8. Berdasarkan hasil di atas, gaya strut dan tie yang diperoleh pada Model 1 dilihat dari samping menggunakan CAST dapat dilihat pada Tabel L.6. Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh CAST, tegangan yang terjadi pada kolom samping model 1 dengan mutu fc' 29,05 dapat dilihat pada gambar L.16.
Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh dari CAST, tegangan yang terjadi pada kolom tampak samping Model 1 dengan kualitas fc' 41.5 ditunjukkan pada Gambar L.17.
Membangun Model Strut And Tie Pada Pilar Model 2
- Analisis Strut and Tie Pada Permodelan 2 (Tampak Depan)
- Perhitungan Kuat tekan pada strut dan Tulangan pada tie
Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh dari CAST, tegangan yang terjadi pada kolom model 2 dengan mutu fc'29.05 dapat dilihat pada Gambar L.22. Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh dari CAST, tegangan yang terjadi pada kolom model 2 dengan mutu fc' sebesar 41,5 MPa dapat dilihat pada Gambar L.23. Berikut dilakukan perhitungan dan pengecekan untuk model 2 dengan kualitas fc' sebesar 41,5 MPa untuk setiap elemen pada zona nodal.
Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh CAST, tegangan yang terjadi pada kolom samping model 2 dengan mutu fc' 41,5 dapat dilihat pada gambar L.27.
Membangun Model Strut And Tie Pada Pilar Model 3
Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh dari CAST, tegangan yang terjadi pada kolom model 1 dengan mutu fc' sebesar 29,05 MPa dapat dilihat pada Gambar L.32. Berdasarkan nilai gaya yang didapat dari CAST, tegangan yang terjadi pada kolom Model 3 dengan grade fc' sebesar 41,5 MPa dapat dilihat pada Gambar L.33. Berdasarkan nilai gaya yang diperoleh dari CAST, tegangan yang terjadi pada kolom tampak samping Model 3 dengan kualitas fc' 29,05 ditunjukkan pada Gambar L.36.
Berdasarkan nilai gaya yang didapat pada CAST, tegangan yang terjadi pada pilar model 3 tampak samping dengan kualitas fc' 41,5 ditunjukkan pada Gambar L.37.
