TUGAS AKHIR ANALISA NILAI SISA KAPASITAS BALOK PRATEGANG TIPE-I JEMBATAN PULES DENGAN MENGGUNAKAN METODE RATING FACTOR

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA NILAI SISA KAPASITAS BALOK PRATEGANG TIPE-I JEMBATAN PULES DENGAN MENGGUNAKAN METODE RATING FACTOR Disusun Guna Memperoleh Derajat Sarjana Strata-1 Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Disusun Oleh: ALFI ARIFAI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2017 i

2 HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR ANALISA NILAI SISA KAPASITAS BALOK PRATEGANG TIPE-I JEMBATAN PULES DENGAN MENGGUNAKAN METODE RATING FACTOR Disusun guna melengkapi persyaratan untuk mencapai derajat kesarjanaan Strata-1 Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Disusun Oleh: ALFI ARIFAI Telah diperiksa dan disahkan oleh Tim Penguji: Bagus Soebandono, S.T., M. Eng Ketua Tim Penguji Tanggal : Muhammad Ibnu Syamsi, S.T., M. Eng Anggota Tim Penguji Tanggal: Pinta Astuti, S.T., M. Eng Anggota Tim Penguji Tanggal: ii

3 HALAMAN MOTTO Imam Asy-Syafi i berkata: Belajarlah sebelum engkau menjadi pemimpin, sebab ketika engkau telah memimpin, tiada lagi masa untuk belajar [Imam Asy-Syafi i] Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan lautan (menjadi tinta), ditambahkan kepadanya tujuh lautan (lagi) setelah (kering)nya, niscaya tidak akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat-kalimat Allah. Sesungguhnya Allah Mahaperkasa, Mahabijaksana [QS. Luqman: Ayat 27] Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya. Dia mendapat (pahala) dari (kebajikan) yang dikerjakannya dan dia mendapat (siksa) dari (kejahatan) yang diperbuatnya. (Mereka berdoa), "Ya Tuhan kami, janganlah Engkau hukum kami jika kami lupa atau kami melakukan kesalahan. Ya Tuhan kami, janganlah Engkau bebani kami dengan beban yang berat sebagaimana Engkau bebankan kepada orang-orang sebelum kami. Ya Tuhan kami, janganlah Engkau pikulkan kepada kami apa yang tidak sanggup kami memikulnya. Maafkanlah kami, ampunilah kami, dan rahmatilah kami. Engkaulah pelindung kami, maka tolonglah kami menghadapi orang-orang kafir." [QS. Al-Baqarah: Ayat 286] iii

4 HALAMAN PERSEMBAHAN Teruntuk kedua orangtuaku, yaitu Sudarto, S.T, M.T dan Triatmi Sri Widiyaningsih, S.T, M.T, yang sangat penulis banggakan. Merekalah yang telah mendidik diri ini dari pertama kali mengenal udara di alam dunia ini. In syaallah pahala akan selalu hadir untuk kalian hingga akan menjadikan berat timbangan amal kalian, karena telah menjadi penyebab diri ini mampu berjalan, makan, minum, berlari, membuat cerdas dan pandai berbicara. Sehat terus kedua orangtuaku. Penulis ucapkan terimakasih banyak atas kasih sayangnya. Tugas Akhir ini terkhususkan penulis persembahkan untuk kalian. Teruntuk kedua kakakku, yaitu Danur Pradityo dan Fahmi Khairul Ikhsan, S.T, terimakasih telah menjadi inspirasi laki-laki yang berilmu, laki-laki yang berakhlak, laki-laki yang bertanggungjawab, laki-laki yang mengenal dunia maupun akhirat dan laki-laki yang mampu penulis contoh sebagai sampel laki-laki yang baik. Semoga kita mampu menjadi laki-laki yang membanggakan kedua orangtua kita. Teruntuk kawan-kawanku beratap satu rumah kontrakan, yaitu M. Faishal Abdullah, Novardi Bayu P, Aditya Santosa. Terimakasih banyak menjadi teman yang mampu memberi canda dan tawa, mampu memberi inspirasi dan saling membantu jika ada kesulitan. Teruntuk kawan-kawanku Asisten Laboratorium Pengantar Geoteknik, Penyelidikan Geoteknik dan Perancangan Keairan, kalian layak menjadi sarjana muda yang unggul. Teruntuk TIM YOGYAKARYA, Mas Aditya Wibawa Mukti dan Hernawan Fajar, terimakasih banyak telah mengajak penulis mencicipi gelar juara 1 kompetisi beton di Surabaya. Sukses buat kalian. Teruntuk KLUB PESUT MM, wahai para pendiri klub ini, saya bangga dengan kalian. Walaupun masing-masing mempunyai kesibukkan sendiri, tapi masih mau meluangkan waktu untuk kegiatan klub ini. Pradipta, Hernawan Fajar, iv

5 Rahardian Bagas, Vishnu Dewa Putra, Aditya Santosa, Muhammad Ernadi. Sukses selalu. Teruntuk adik-adik tingkatku, angkatan 2014, 2015, yang selalu bertanya kapan seminar, terimakasih banyak dengan kata-kata itu menjadikan semangat tersendiri bagi penulis. Teruntuk kawan-kawan Kelas B yang tidak dapat penulis sebut satu per satu. Terimakasih banyak selama 4 tahun terakhir ini menjadi sahabat dan keluarga yang sangat kompak. Terimakasih juga untuk kawan-kawan seperjuangan angkatan 2013 TS UMY. Semoga langkah selanjutnya dapat menjadi anak bangsa yang mampu berkarya di lingkup nasional maupun internasional. Teruntuk dosen-dosen pembimbing saya, Bapak Bagus Soebandono, S.T, M.Eng (Dosen Pembimbing I) dan Bapak M. Ibnu Syamsi, S.T, M.Eng (Dosen Pembimbing II). Terimakasih banyak atas bimbingan Tugas Akhir ini. Teruntuk dosen-dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Yogyakarya. Terimakasih banyak penulis haturkan karena telah mendidik dengan sangat menyenangkan dan memuaskan. Teruntuk Dinas Bina Marga Yogyakarta yang telah memudahkan penulis dalam mengambil data-data yang diperlukan. Dan teruntuk semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. v

6 KATA PENGANTAR Segala Puji bagi Allah SWT, Tuhan Semesta Alam, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya. Shalawat selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, beserta sahabat-sahabatnya, keluarganya dan umatnya hingga akhir zaman nanti. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penyusun mendapati banyak rintangan yang dialami, namun berkat bantuan, bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak, akhirnya Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Melalui kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan rasa terima kasih atas kerja sama dan dukungan dari berbagai pihak selama proses penelitian maupun penyusunan Tugas Akhir ini. 1. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan bantuan moril dan materiil. 2. Ir. Anita Widianti, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 3. Bapak Bagus Soebandono, S.T, M.Eng (Dosen Pembimbing I) dan Bapak M. Ibnu Syamsi, S.T, M.Eng (Dosen Pembimbing II), yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan laporan ini. vi

7 4. Pinta Astuti, S.T., M.Eng selaku Dosen Penguji Tugas Akhir. 5. Seluruh Dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang telah memberikan bimbingan dan memberikan ilmu selama perkuliahan. 6. Kawan-kawanku, M. Faishal Abdullah, Novardi Bayu, Aditya Santosa, Qurratu Ayanin, Ahya Ahmad, Beta yang telah memberi semangat dan canda tawa. 7. Kawan-kawan seperjuangan angkatan Dengan segenap kesadaran, kerendahan hati dan keterbatasan kemampuan penulis, bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penyusun sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun guna menyempurnakan Tugas Akhir ini. Harapan penyusun ialah semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat nantinya sebagai referensi dalam bidang Teknik Sipil, terkhusus bidang jalan dan jembatan. Terimakasih. Yogyakarta, Mei 2017 Penyusun vii

8 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii HALAMAN MOTTO... iii HALAMAN PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xii ABSTRAK... xiv BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 2 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 F. Keaslian Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. Jembatan... 5 B. Baja Prategang... 5 C. Jembatan Beton Prategang... 7 D. Penelitian Terkait... 8 BAB III LANDASAN TEORI A. Prinsip Dasar Beton Prategang B. Metode Prategang C. Kehilangan Sebagian Prategang D. Pembebanan Jembatan E. Kapasitas Momen Nominal F. Kapasitas Geser Nominal G. Nilai Sisa Kapasitas Jembatan (Metode Rating Factor) BAB IV METODOLOGI PENELITIAN A. Metodologi Penelitian B. Studi Kasus viii

9 BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. Analisis Penampang Balok B. Pembebanan Balok Prategang C. Gaya Prategang D. Kehilangan Gaya Prategang (Loss of Prestressed) E. Kapasitas Momen Ultimit F. Kapasitas Geser Ultimit G. Lendutan Balok Prategang H. Nilai Rating Factor I. Pembahasan BAB VI PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Syarat kekuatan leleh... 6 Tabel 3.1 Nilai K SH untuk komponen struktur pascatarik Tabel 3.2 Nilai K RE dan J Tabel 3.3 Nilai C Tabel 3.4 Koefisien gesek kelengkungan dan wobble Tabel 3.5 Faktor beban untuk berat sendiri Tabel 3.6 Berat isi untuk beban mati (kn/m 3 ) Tabel 3.7 Faktor beban untuk beban mati tambahan Tabel 3.8 Faktor beban akibat beban lajur D Tabel 3.9 Jumlah lajur lalu lintas rencana Tabel 3.10 Faktor beban akibat pembebanan truk T Tabel 3.11 Faktor beban akibat gaya rem Tabel 3.12 Faktor beban akibat beban angin Tabel 3.13 Koefisien seret C w Tabel 3.14 Kecepatan angin rencana V w Tabel 3.15 Faktor beban akibat pengaruh gempa Tabel 4.1 Uraian data jembatan Tabel 5.1 Analisis Penampang Balok Tabel 5.2 Analisis Section Properties Balok Prategang Tabel 5.3 Analisis Section Properties Balok Komposit Tabel 5.4 Gaya geser dan momen pada balok prategang Tabel 5.5 Gaya geser dan momen dari berat mati tambahan (MA) Tabel 5.6 Tabel pembebanan truk Tabel 5.7 Total SFD Tabel 5.8 Total BMD Tabel 5.9 Kombinasi momen akibat pembebanan Tabel 5.10 Kombinasi gaya geser akibat pembebanan x

11 Tabel 5.11 Posisi tendon dan strands Tabel 5.12 Besar LOP pada masing-masing obyek LOP Tabel 5.13 Dimensi balok prestress komposit Tabel 5.14 Rangkuman dan kombinasi lendutan Tabel 5.15 Momen ultimit akibat beban mati Tabel 5.16 Gaya geser ultimit akibat beban mati Tabel 5.17 Momen ultimit akibat beban hidup Tabel 5.18 Gaya geser ultimit akibat beban hidup xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konfigurasi strands prategang 7 kawar standar... 6 Gambar 3.1 Distribusi tegangan serat beton pada balok persegi panjang dengan tendon lurus. (a) Tendon kosentris, hanya prategang. (b) Tendon kosentris, berat sendiri ditambahkan. (c) Tendon eksentris, hanya prategang. (d) Tendon eksentris, berat sendiri ditambahkan Gambar 3.2 Metode pratarik Gambar 3.3 Metode pascatarik Gambar 3.4 Perpendekan elastis. (a) Balok tak bertegangan. (b) balok yang memendek secara longitudinal bertegangan Gambar 3.5 Evaluasi pendekatan pusat sudut tendon Gambar 3.6 Beban lajur D Gambar 3.7 Pembebanan truk T Gambar 3.8 Gaya rem pada jembatan Gambar 3.9 Pembebanan angin pada jembatan Gambar 3.10 Blok regangan dan tegangan tekan beton Gambar 4.1 Bagan alir metode penelitian Gambar 4.2 Situasi Jembatan Pules Gambar 4.3 Balok tipe-i girder Gambar 4.4 Tampak depan struktur jembatan Gambar 5.1 Notasi dimensi Balok Prestress Gambar 5.2 Notasi pembagian dimensi Gambar 5.3 Penampang balok komposit Gambar 5.4 Posisi diafragma (jembatan tampak atas) Gambar 5.5 Model diafragma pada tumpuan sederhana Gambar 5.6 Pembebanan pada balok prategang Gambar 5.7 Pembebanan BTR dn BGT Gambar 5.8 Pembebanan truk 500 kn xii

13 Gambar 5.9 Pembebanan gandar truk Gambar 5.10 Diagram reaksi R A Gambar 5.11 Diagram reaksi R B Gambar 5.12 Diagram SFD Gambar 5.13 Diagram BMD Gambar 5.14 Peta zona gempa Indonesia Gambar 5.15 Koefisien geser dasar zona Gambar 5.16 Posisi kabel strands pada balok prestress Gambar 5.17 Posisi tendon pada balok prestress di tengah bentang Gambar 5.18 Gaya yang terjadi pada balok prategang Gambar 5.19 Posisi tendon Gambar 5.20 Diagram Loss of Prestressed Gambar 5.21 Gaya tekna dan tarik pada balok komposit xiii