Laporan Analisa Perkuatan Struktur Baja Jembatan

LAPORAN ANALISA PERKUATAN STRUKTUR BAJA JEMBATAN

Dikerjakan oleh:  Nama: Zahra Nur Alia  NIM: 151134031 Kelas: 3-TPJJ

PROGRAM STUDI TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2018

BAB I PEMODELAN 1.1

Struktur 1. Bentang Jembatan (L)

: 60 m

2. Lebar Jembatan (B)

:8m

3. Lebar Jalur

: 3,5 m

4. Lebar Jalur lalu lintas

:7m

5. Lebar Trotoar

:1m

6. Tebal Trotoar

: 0,2 m

7. Tebal pelat lantai kendaraan (dl)

: 0.22 m

8. Kelas Muatan

: II/B = 70%

9. Mutu Baja

: BJ.37  Fy = 240 Mpa = 2400 Kn/m2 = 2400  Kg/cm2  Fu = 370 Mpa = 3700 Kn/m2 = 3700  Kg/cm2

10. Tinggi rangka seluruhnya (H)

: 6 m (Syarat H = h’ + (4 m ≤ h ≤ 6 m))

11. Jarak antara gelagar memanjang (b)

: 1,33 m (1.25 –  (1.25 –  1.75)  1.75)

12. Jarak antar gelagar melintang ()

: 6 m (Syarat 4 m ≤  ≤ 6 m)

13. Besar sudut (α (α)

: 45o (Syarat 45o ≤ α ≤ 65o)

14. Modulus Elastisitas (E)

: 200000 Mpa = 2000000 Kg/cm2

15. Modulus Geser

: 80000 Mpa = 800000 Kg/cm2

16. Tipe Rangka

:B

1.1.2

Gambar Rencana

Gambar 1.1

Rencana Frame Jembatan Tampak Memanjang

G ambar 1.2 1. 2  Rencana Jembatan Tampak Melintang

G ambar 1.3 Rencana Jembatan Tampak Atas

1.2 Tumpuan

Tumpuan diletakan pada kedua ujung gelagar induk. Pada gelagar induk Titik Koordinat (0,0) dan (0,8) diletakan tumpuan sendi. Seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Tumpuan Sendi Pada Permodelan Permodelan

Tahap memasukan tumpuan pada Perangkat Lunak SAP 2000 Tentukan titik yang akan diberi tumpuan sendi Assign  lalu

 Joint  Restraints

pilih jenis tumpuan yang akan digunakan, juga gaya-gaya yang akan

ditahan oleh tumpuan tersebut seperti pada Gambar 2.

Gambar 2. Assign Joint Joint Restraints

Dan pada ujung gelagar induk yang lain, tepatnya pada koordinat (60,0) dan (8,60) diberikan tumpuan rol seperti pada Gambar 3.

Gambar 3. Tumpuan Rol Pada Permodelan

Tahap memasukan tumpuan pada Perangkat Lunak SAP 2000 Tentukan titik yang akan diberi tumpuan sendi Assign  lalu

 Joint  Restraints

pilih jenis tumpuan yang akan digunakan, juga gaya-gaya yang akan

ditahan oleh tumpuan tersebut seperti pada Gambar 2.

1.3 Release

Release perlu dilakukan pada join-join yang ada pada rangka batang dan gelagar memanjang jembatan yang akan menggunakan sambungan sentris. Release dilakukan agar momen yang ada pada join tersebut tidak diperhitungkan,

karena

sambungan

sentris

tidak

berfungsi

sebagai

sambungan momen. Maka dari itu dilakukan release pada permodelan  jembatan.

1.3.1 Release Pada Rangka Batang Release ditampilkan sebagaimana Gambar 4.

Gambar 4. Tampilan Release Pada Permodelan Rangka Jembatan

Tahapan dalam melakukan Release pada permodelan perangkat lunak SAP 2000 adalah sebagai berikut; Pilih rangka yang akan direlease  Assign  Frame  Releases/Partial Releases/Partial Fixity

Gambar 5. Tahapan Release Pada Permodelan SAP 2000

Pilih gaya-gaya yang akan direlease pada rangka tersebut. Karena pada rangka batang jembatan, momen yang akan diabaikan adalah momen 2-2 (minor) maka pilihan seperti Gambar 6.

Gambar 6. Release Momen Momen 2-2 Pada Rangka Rangka Batang

Agar tidak terjadi peringatan pada analisa struktur yang dilakukan oleh  perangkat lunak SAP 2000, maka pada satu join harus ada frame yang tidak direlease, maka semua rangka diagonal hanya di release bagian bawahnya saja. Pilihan release dilakukan seperti Gambar 7.

Gambar 7. Release Momen Momen 2-2 Pada Rangka Rangka Batang

Pilihan Release pada start/end tergantung pada permodelan yang telah dilakukan untuk assign frame sebelumnya.

1.3.2 Release Pada Gelagar Memanjang

Gambar 8. Tampilan Release Pada Permodelan Rangka Jembatan

Tahapan dalam melakukan Release pada permodelan perangkat lunak SAP 2000 adalah sebagai berikut; Pilih rangka yang akan direlease  Assign  Frame  Releases/Partial Releases/Partial Fixity

Gambar 9. Tahapan Release Pada Permodelan SAP 2000

Pilih gaya-gaya yang akan direlease pada rangka tersebut. Karena pada Gelagar memanjang jembatan, momen yang akan diabaikan adalah momen 33 (mayor) maka pilihan seperti Gambar 10.

Gambar 10. Release Momen Momen 3-3 Pada Gelagar Gelagar Memanjang Memanjang

1.4 Beban

Beban yang dimodelkan pada perangkat lunak SAP 2000 terbagi menjadi 3  bagian. Yaitu Beban Beban Area, Beban Frame, Frame, dan Beban Beban Joint.

1.4.1 Beban Area

1.4.1.1 Beban BTR Tahap memasukan beban BTR pada pemodelan SAP 2000 Pilih area yang akan dibebani

 Assign  Area

(shell)  pilih tipe Load Pattern (BTR)

 Lalu

Load

 Uniform

masukan beban seperti seperti pada pada

Gambar 12. Btr

: (9 (0,5 + 15/L))*b* Kelas jembatan

to Frame

=

Gambar 11. Beban BTR

4,75 kN

Gambar 12. Assign Beban Beban BTR pada Pemodelan Pemodelan SAP 2000

Gambar 13. Tampilan Beban BTR pada Pemodelan SAP 2000

1.4.1.2 Beban Super Dead Load Tahap memasukan memasukan beban Super Dead Dead Load pada pemodelan SAP SAP 2000 Pilih area yang akan dibebani (shell)

  pilih

 Assign  Area

Load

tipe Load Pattern (SUPERDEAD)

 Uniform

  Lalu

to Frame

masukan beban

seperti pada Gambar 14.

Gambar 14. Assign Beban Beban Super Dead Dead Load pada Pemodelan Pemodelan SAP 2000 2000

Gambar 15. Tampilan Beban Super Dead Load pada Pemodelan SAP 2000

1.4.1.3 Beban Pejalan Kaki Tahap memasukan memasukan beban Pejalan Kaki pada pemodelan pemodelan SAP 2000 Pilih area yang akan dibebani (shell)

 pilih

 Assign  Area

Load

tipe Load Pattern (PEJALANKAKI)

 Uniform

 Lalu

to Frame

masukan beban

seperti pada Gambar 16

. Gambar 14. Assign Beban Beban Pejalan Kaki Kaki pada Pemodelan Pemodelan SAP 2000

Gambar 15. Tampilan Beban Pejalan Kaki pada Pemodelan SAP 2000

1.4.2 Beban Frame

1.4.2.1

Beban BGT

BGT (intensitas 100%)= 54,88kN BGT (intensitas 50%)= 43,904  Tahapan memasukan beban BGT pada Pemodelan SAP 2000 Pilih Frame yang akan dibebani  Assign  Frame Loads  Distributed  pilih

load pattern (BGT)

 masukan

besaran beban

 masukan

dan letak beban pada frame seperti pada gambar 16.

Gambar 16.  Assign Beban Beban BGT pada Frame Frame

Gambar 17. Tampilan Beban BGT pada Pemodelan SAP 2000

jarak

1.4.3 Beban Joint

1.4.3.1 Beban Angin Tahap memasukan Beban Angin pada SAP 2000 Pilih joint yang akan dibebani Pilih jenis load pattern

  isi

  Assign   Joint

Loads

  Forces 

besaran beban sesuai arah beban seperti

 pada Gambar 18.

Gambar 18.  Assign Beban Beban Angin pada pada Frame

Gambar 19. Tampilan Beban BGT pada Pemodelan SAP 2000

Hal yang yang serupa dilakukan juga untuk memasukan memasukan Beban Gempa, dan Beban Truk

1.5 Perkuatan

Sama halnya dengan dengan beban join, tahap-tahap memasukan memasukan perkuatan perkuatan pada  perkuatan pun pada join, maka maka tahapannya adalah Pilih joint yang akan dibebani

 Assign   Joint

 jenis load pattern (PERKUATAN) (PERKUATAN)

  isi

Loads

 Forces  Pilih

besaran beban sesuai arah beban

seperti pada Gambar 20.

Gambar 20.  Assign Perkuatan Perkuatan pada Frame Frame

Gambar 21.  Letak Perkuatan Perkuatan Model I Pada Pada SAP 2000

Gambar 22.  Letak Perkuatan Perkuatan Model II Pada SAP 2000

Gambar 23.  Letak Perkuatan Perkuatan Model III Pada SAP 2000

BAB II ANALISA 2.1 Hasil Analisa

Setelah diberikan perkuatan Model I, Model II, dan Model III, hasil struktur di Analisa lendutannya. Tahapan memeriksa lendutan pada permodelan adalah sebagai berikut Run Analysis  pastikan tidak ada warning dalam analisis  klik toolbar seperti gambar 24  lalu pilih Case Combo Name untuk menampilkan deformasi akibat kombinasi beban yang dipilih (Gambar 25)  pilig letak lendutan yang akan ditinjau  (Gambar 26)

Gambar 24. Show Deformed Shape Toolbar

Gambar 25. Show Deformed Shape Toolbar

Gambar 26. Lendutan Tanpa Perkuatan Kosong Kosong

Setelah semua semua model dianalisa lendutannya, maka maka didapatkan hasil sebagai  berikut;

Kondisi Tanpa Perkuatan

Model I

Model II

Model III

Lendutan (m)

Kosong

-0,1081

Isi

-0,5966

Kosong

-0,089

Isi

-0,5103

Kosong

-0,0948

Isi

-0,5365

Kosong

-0,0294

Isi

-0,498

Tabel 1. Hasil Analisa Analisa Lendutan

Setelah didapatkan analisa lendutan, maka dianalisis stress ratio tiap tiap  batang. Tahapan menganalisis menganalisis Stress Stress Ratio pada pada pemodelan SAP SAP 2000 sebagai berikut Run Analysis  pastikan tidak ada warning dalam analisis  klik toolbar seperti gambar 27  lalu lihat stress stress ratio setiap batang dengan dengan indikator warna.

Gambar 27. Steel Design/Check Structure Toolbar

Gambar 28. Analisis Stress Ratio Pada Pada Rangka dengan dengan Perkuatan Model Model I

Gambar 29. Analisis Stress Stress Ratio Pada Pada Gelagar dengan Perkuatan Perkuatan Model I

Gambar 30. Analisis Stress Ratio Pada Pada Rangka dengan dengan Perkuatan Perkuatan Model II

Gambar 31. Analisis Stress Ratio Pada Gelagar Perkuatan Perkuatan Model II II

Gambar 32. Analisis Stress Ratio Pada Pada Rangka Perkuatan Perkuatan Model III III

Gambar 33. Analisis Stress Ratio Pada Pada Gelagar Perkuatan Perkuatan Model III III

2.2 Kesimpulan

Setelah didapatkan hasil lendutan dari setiap kondisinya, maka dapat disimpulkan permodelan sudah benar karena lendutan pada kondisi kosong setiap modelnya lebih kecil dari lendutan pada kondisi isi. Permodelan perkuatan pun sudah benar karena kondisi jembatan tanpa  perkuatan lendutannya lebih besar daripada yang menggunakan perkuatan, maka dapat disimpulkan perkuatan dapat membantu dalam permodelan struktur tersebut. Lendutan yang dialami oleh semua kondisi masih berada di atas batas lendutan yaitu 85 mm, hal tersebut dikarenakan gaya yang digunakan pada  perkuatan tidak cukup besar, namun hal itu bisa diperbaiki dengan mneingkatkan besaran beban perkuatan hingga batas aman. Analisa stress ratio pun menunjukan bahwa batang  –   batang yang dipakai pada struktur tersebut sangat aman untuk menerima beban yang direncanakan.