KONTROL PERHITUNGAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BERUPA RANGKA TERBUKA DI AEK SILALAEN KABUPATEN TAPANULI UTARA

Transkripsi

1 KONTROL PERHITUNGAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BERUPA RANGKA TERBUKA DI AEK SILALAEN KABUPATEN TAPANULI UTARA LAPORAN DitulisuntukMenyelesaikan Mata kuliahtugasakhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III oleh: AHMAD NURDIANSYAH HARI KURNIAWAN NIM NIM PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015 ii

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dimana atas segala rahmat dan berkah-nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Laporan yang berjudul Kontrol Perhitungan Struktur Atas Jembatan Berupa Rangka Terbuka di Aek Silalaen Kabupaten Tarutung Tapanuli Utara ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III Politeknik Negeri Medan. Dalam laporan ini penulis membahas perhitungan struktur jembatan agar dapat merencanakan struktur atas jembatan. Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik materi maupun non materi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis menyampaikan terimakasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Abdul Basir, S.T.,M.T., Pudir I Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Abdul Rahman, S.E.Ak.,M.T., Pudir II Politenik Negeri Medan; 4. Ibu Delisma Siregar, S.T.,M.T., Pudir III Politeknik Negeri Medan; 5. Bapak Cipta Dharma, S.E.,M.Si., Pudir IV Politeknik Negeri Medan; 6. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 7. Bapak Ir. Sudarto, M.T., Kepala Program Studi Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 8. Bapak Parman, S.T., M.T., Dosen Pembimbing; 9. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 10. Seluruh anggota Dinas PU Tapanuli Utara; 11. Orangtua kami tercinta dan seluruh keluarga yang telah memberi dukungan dan doa yang tulus kepada kami; 12. Kak Mutiara, S.T., yang telah membantu kami dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini; iv

3 13. Rekan-rekan mahasiswa, baik di kampus maupun di luar kampus yang turut membantu dan mendukung kami dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini; 14. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu, yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Laporan ini merupakan hasil karya penulis dan bukan merupakan plagiat. Walaupun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis menyadari kemungkinan terdapat kekurangan dan kesilapan di dalam laporan ini. Oleh sebab itu, penulis dengan senang hati menerima saran dan kritik guna penyempurnaan laporan ini nantinya. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan siapa pun yang membacanya. Medan, 18 Agustus 2015 Hormat kami penulis: AHMAD NURDIANSYAH HARI KURNIAWAN NIM NIM v

4 ABSTRAK KONTROL PERHITUNGAN STRUKTUR ATAS JEMBATAN BERUPA RANGKA TERBUKA DI AEK SILALAEN KABUPATEN TAPANULI UTARA Oleh : Ahmad Nurdiansyah ( ) dan Hari Kurniawan ( ) Perhitungan struktur jembatan merupakan hal dasar yang harus dikuasai agar dapat merencanakan struktur dari jembatan. Perencanaan jembatan merupakan kombinasi dari ilmu alam dan teknologi. Desain konsepsual merupakan langkah awal yang harus diambil perencana untuk mewujudkan dan menggambarkan jembatan. Jembatan tidak hanya berfungsi sebagai jalan, tetapi struktur dan bentuknya harus selaras dan meningkatkan nilai lingkungan sekitarnya. Tujuan penulisan laporan ini adalah untuk mengetahui bagaimana perhitungan struktur atas jembatan agar dapat merencanakan struktur atas jembatan tersebut. Untuk pemecahan masalah ini dilakukan studi kasus yang memberikan informasi teoritis dan analisis. Informasi yang berbentuk data diolah secara manual dan dibantu dengan program analisa struktur sap Simpulan dari hasil perencanaan struktur atas jembatan aek silalaen didapatkan dari hasil perhitungan gelagar melintang dengan profil IWF , gealagar memanjang tengah dengan profil IWF , gelagar memanjang tepi dengan profil IWF dan rangka utama dengan profil IWF beserta sambungan baut antar sambungan sudah memenuhi syarat untuk menahan kapasitas beban yang terjadi. Hasil ini berbeda dengan apa yang ada dilapangan hal ini disebabkan oleh metode dan asumsi yang digunakan berbeda. Dari penulisan ini disarankan dalam merencanakan struktur atas jembatan harus diketahui data-data teknis perencanaan, ketelitian dalam menginput data pada program sap 2000 dan sebaiknya bahan yang direncanakan akan dipakai tersedia di pasaran. Kata kunci : struktur atas, jembatan vi

5 ABSTRACT CALCULATION OF CONTROL UPPER STRUCTURE OPEN TRUSS BRIDGE AT AEK SILALAEN KABUPATEN TAPANULI UTARA By: Ahmad Nurdiansyah ( ) and Hari Kurniawan ( ) Calculation of the bridge structure is the basic thing that must be mastered in order to plan the structure of the bridge. Planning the bridge is a combination of natural science and technology. Conceptual design is the first step that must be taken planners to realize and describe the bridge. The bridge not only serves as a road, but the structure and shape must be aligned and increase the value of the surrounding environment. The purpose of this report is to determine how the bridge structure calculations in order to plan the structure of the bridge. For solving this problem conducted case studies provide theoretical information and analysis. Information in the form of data processed manually and assisted with structural analysis programsap Conclusions from the top of the bridge structure planning aek silalaen obtained from the calculation of transverse girder with IWF profile , elongated middle girder with IWF profile , longitudinal girder edge with IWF profile and the main frame to the IWF profile and than bolt connection between the connection has been qualified to withstand the load capacity occur. This result is different from the field this is caused by the methods and assumptions used are different. Of this paper is advisable to plan the structure of the bridge must be known technical data planning, accuracy in entering data on the program sap 2000 and preferably materials that are planned to be used are commercially available. Keywords: upper structure, bridge vii

6 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PERSETUJUAN... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Permasalahan... 2 C. Batasan Masalah... 2 D. Tujuan Pembahasan... 2 E. Manfaat Pembahasan... 2 F. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data... 3 G. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan, dan Penulisan Laporan Tugas Akhir... 4 BAB II. METODOLOGI PENELITIAN... 5 A. Persiapan... 5 B. Pengumpulan Data... 5 C. Data Sekunder... 7 D. Analisa Pengolahan Data... 7 E. Tahap Perencanaan... 8 BAB III. TINJAUAN KEPUSTAKAAN... 9 A. Tinjauan Umum... 9 B. Dasar-dasar Perencanaan C. Survey dan Penelitian viii

7 D. Analisa Struktur E. Perencanaan Struktur Atas F. Sarana Pelengkap dan Pendukung G. Aspek-aspek Dalam Perencanaan H. Struktur Atas BAB IV. PERHITUNGAN KONSTRUKSI A. Data Perencanaan Bangunan B. Perhitungan Bangunan Atas Perhitungan Sandaran Perhitungan Lantai Trotoar Perhitungan Pelat Lantai Jembatan Perhitungan Gelagar Memanjang Perhitungan Gelagar Melintang Perhitungan Penghubung Geser (shear connector) Perhitungan Pertambatan Angin Bawah Perhitungan Rangka Induk Perhitungan Sambungan Jembatan Perhitungan Chamber Perhitungan Pelat Injak BAB V. PENUTUP A. Simpulan B. Saran DAFTAR KEPUSTAKAAN LAMPIRAN-LAMPIRAN ix

8 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1. Jadwal persiapan, pelaksanaan, dan penulisan laporan akhir... 4 Tabel 3.1. Berat nominal dan beban terfaktor Tabel 3.2. Jumlah mksimum lajur lalu lintas rencana Tabel 3.3 Tipe-tipe baut Tabel 4.1 Profil baja gelagar tepi Tabel 4.2. Profil baja gelagar tengah Tabel 4.3. Profil baja gelagar melintang Tabel 4.4. Profil baja gelagar melintang Tabel 4.5. Letak garis netral Tabel 4.6 Momen inersia penampang Tabel 4.7. Profil baja ikatan angin bawah Tabel 4.8. Rekapitulasi gaya batang Tabel 4.9. Perhitungan lendutan rangka induk Tabel Perhitungan jumlah baut x

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 3.1. Bagian-bagian jembatan... 9 Gambar 3.2. Beban lajur D Gambar 3.3. Beban truk T Gambar 3.4. Penampang melintang jembatan Gambar 3.5. Sandaran jembatan rangka baja Gambar 3.6. Trotoar Gambar 4.1. Penampang memanjang jembatan Gambar 4.2. Penampang melintang jembatan Gambar 4.3. Tinggi tiang sandaran Gambar 4.4. Pembebanan pada trotoar Gambar 4.5. Pelat lantai kendaraan Gambar 4.6. Beban T Gambar 4.7. Penyebaran beban T pada kondisi Gambar 4.8. Penyebaran beban T pada kondisi Gambar 4.9. Pemodelan beban gelagar memanjang Gambar Pembebanan pada gelagar tepi Gambar Penampang melintang gelagar tengah Gambar Beban mati pada kondisi pre komposit Gambar Beban mati pada kondisi post komposit Gambar Pembebanan pada perhitungan shear connector Gambar Diagram gaya lintang Gambar Pemasangan shear connector Gambar Bidang rangka yang terkena angin Gambar Penyebaran beban angin Gambar Titik tangkap gaya angin tekan Gambar Titik tangkap gaya angin hisap Gambar Penyebaran beban angin pada ikatan angin bawah Gambar 4.22 Penomoran pada ikatan angin bawah xi

10 Gambar Struktur rangka induk Gambar Rangka utama Gambar Sambungan batang horizontal rangka induk Gambar Sambungan batang diagonal rangka induk Gambar Kontrol keruntuhan geser blok Gambar Sambungan gelagar melintang dengan profil siku Gambar Sambungan gelagar memanjang dengan profil siku Gambar Sambungan ikatan angin bawah Gambar Sambungan gelagar melintang dengan rangka induk Gambar Perhitungan chamber Gambar Pelat injak xii

11 BAB I PENDAHULUAN A. LatarBelakang Salah satu mata kuliah wajib yang harus diselesaikan mahasiswa sebagai salah satu syarat akademis didalam menyelesaikan pendidikan tingkat diploma III program studi teknik sipil adalah tugas akhir (TA). Tugas akhir (TA) yang dipilih berjudul Kontrol Perhitungan Struktur Atas Jembatan Berupa Rangka Terbuka di Aek Silalaen Kabupaten Tapanuli Utara. Secara umum perencanaan merupakan proses penentuan tujuan organisasi (perusahaan) dan kemudian menyajikan dengan jelas program, tata cara pelaksanaan program, dan tindakan yang diperlukan untuk mencapai tujuan perusahaan secara menyeluruh. Fungsi perencanaan adalah mengambil keputusan sehubungan dengan hasil yang diinginkan.(erly Suandy 2001:2) Jembatan adalah suatu konstruksi yang gunanya untuk meneruskan jalan melalui suatu rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan ini biasanya jalan lain ( jalan air atau jalan lalu lintas biasa). Jembatan yang merupakan bagian dari jalan, sangat diperlukan dalam sistem jaringan transportasi darat yang akan menunjang pembangunan pada suatu daerah. Perencanaan pembangunan jembatan harus diperhatikan selekttif dan seefisien mungkin, sehingga pembangunan jembatan dapat memenuhhi keamanan dan kenyamanan bagi para pengguna jembatan (Struyk, 1984). Perencanaan jembatan merupakan sebuah kombinasi kreasi seni, ilmu alam, dan teknologi. Desain konseptual merupakan langkah awal yang harus diambil perencana untuk mewujudkan dan menggambarkan jembatan untuk mendapatkan fungsi jembatan. Jembatan harus berfungsi tidak saja sebagai jalan, tetapi struktur dan bentuknya juga harus selaras dan meningkatkan nilai lingkungan sekitarnya. Untuk itu di pilih judul Kontrol Perhitungan Struktur Atas Jembatan Berupa Rangka Terbuka di Aek Silalaen sebagai judul tugas akhir agar dapat merencanakan jembatan sesuai dengan fungsinya. 1

12 B. Permasalahan Adapun permasalahan yang akan dibahas yaitu: 1. Bagaimana perhitungan struktur atas jembatan rangka terbuka yang meliputi perhitungan gelagar, perhitungan rangka utama, perhitungan pelat lantai dan perhitungan sambungan baut. C. Batasan Masalah Dalam penulisan Tugas Akhir ini memiliki cakupan yang luas maka dari itu penulis membatasi masalah yang akan dibahas, yaitu: 1. Hanya membahas perhitungan struktur atas jembatan 2. Tidak membahas perhitungan struktur bawah jembatan D. Tujuan Pembahasan Tujuan pembahasan dalam laporan ini adalah : 1. Memahami cara perhitungan struktur atas dari jembatan rangka terbuka sesuai dengan acuan dan pedoman perencanaan jembatan sehingga dapat merencanakan struktur atas jembatan. E. Manfaat Pembahasan Manfaat dari laporan tugas akhir ini adalah: 1. Manfaatteoritis a. Untuk dapat merencanakan struktur atas suatu jembatan yang aman dan ekonomis. b. Dapat memahami tahapan perencanaan dari pembangunan struktur atas jembatan. 2. Manfaatpraktis a. Apabila sebagai pelaksana dapat melakukan pekerjaan pembangunan jembatan sesuai tahapan pekerjaannya. b. Sebagaireferensi. c. Untukmenambahwawasan. 2

13 F. Teknik Pengumpulan dan Pengolahan Data 1. Teknik Pengumpulan Data a. Mengadakan studi pendahuluan. b. Mengadakan studi kepustakaan. c. Mengadakan wawancara kepada penanggung jawab lapangan. d. Prosedur pengumpulan data dilapangan yaitu: 1) Mengumpulkan data berupa gambar dari proyek. 2) Data penyelidikan tanah. 2. Teknik Pengolahan Data a. Membahas perhitungan struktur gelagar dan struktur rangka jembatan menggunakan metode LRFD dan program sap2000 versi 14. b. Prosedur pengolahan data: 1) Menghitung beban yang terjadi pada struktur atas jembatan rangka. 2) Menentukan merencanakan struktur atas jembatan rangka. 3) Menghitung sambungan struktur rangka. 4) Melakukan kontrol kekuatan bahan. 5) Menarik simpulan tentang gelagar dan struktur rangka yang digunakan aman terhadap beban beban yang di timbulkan. 3

14 G. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan, dan Penulisan Laporan Tugas Akhir Tabel 1.1. Jadwal persiapan, pelaksanaan, dan penulisan laporan tugasakhir BULAN NO. KEGIATAN APRIL MEI JUNI JULI AGUSTUS SEPTEMBER Minggu Ke A. Persiapan 1 Memilih judul TA dan mengajukan judul 2 Bimbingan tahap awal 3 Mendapatkan persetujuan proposal/judul TA 4 Bimbingan untuk pelaksanaan TA B. Pelaksanaan 1 Bimbingan untuk pengumpulan data 2 Pengumpulan data 3 Bimbingan untuk pengolahan data 4 Pengolahan data C. Pelaporan 1 Bimbingan penulisan BAB I, II, dan III 2 Penulisan BAB I, II, dan III 3 Bimbingan penulisan BAB IV dan V 4 Penulisan BAB IV dan V 5 Penyempurnaan lap. TA 6 Pengumpulan lap. TA 4