laporan beton prategang

No./TA/S1T-PJJ-PJJ/2015TUGAS AKHIR

PERENCANAAN GELAGAR I BETON PRATEGANG MINIMUM 60 METERUNTUK JEMBATAN JALAN RAYA MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 2015

Disusun untuk melengkapi salah satu syarat kelulusan Program S1 TerapanPoliteknik Negeri Jakarta

Disusun Oleh :Ufia Arba DzukhronNIM. 4111010024

Pembimbing :Andi Indianto Drs., S.T., M.T.NIP. 19610928 198703 1002

PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN KONSENTRASI JALAN TOLPOLITEKNIK NEGERI JAKARTA2015

48

HALAMAN PERSETUJUAN

Laporan Tugas Akhir berjudul :PERENCANAAN GELAGAR I BETON PRATEGANG MINIMUM 60 METER UNTUK JEMBATAN JALAN RAYA MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 2015 yang disusun oleh Ufia Arba Dzukhron (NIM.4111010024) telah disetujui dosen pembimbing untuk dipertahankan dalam Sidang Tugas Akhir Tahap I

Pembimbing

Andi Indianto Drs., S.T., M.T.NIP. 19610928 198703 1002

44

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Tugas Akhir berjudul :PERENCANAAN GELAGAR I BETON PRATEGANG MINIMUM 60 METER UNTUK JEMBATAN JALAN RAYA MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 2015 yang disusun oleh Ufia Arba Dzukhron (NIM.4111010024) telah dipertahankan dalam Sidang Tugas Akhir Tahap I didepan Tim Penguji pada hari Selasa tanggal 14 April 2015.

Nama Tim PengujiTanda Tangan

KetuaBadihi S.T.NIP. 19500808 198403 1002

AnggotaAmalia S.Pd., S.ST., M.TNIP. 19740131 199802 2001

AnggotaFauzri Fahimuddin Ir., M.Sc., Dr.Eng.NIP. 19590206 198903 1002

MengetahuiKetua Jurusan Teknik SipilPoliteknik Negeri Jakarta

Putera Agung Maha Agung S.T., M.T., Ph.D.NIP. 19660602 199003 1002

KATA PENGANTAR

ABSTRAK

Kata kunci :

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUANiiHALAMAN PENGESAHANiiiKATA PENGANTARivABSTRAKvDAFTAR ISIviDAFTAR TABELxDAFTAR GAMBARxiDAFTAR LAMPIRANxiiiBAB IPENDAHULUAN11.1Latar Belakang11.2Masalah Penelitian21.2.1Identifikasi Masalah21.2.2Perumusan Masalah21.3Tujuan Penelitian31.4Manfaat dan Signifikansi Penelitian31.5Pembatasan Masalah31.6Sistematika Penulisan4BAB IITINJAUAN PUSTAKA62.1Beton62.1.1Mutu Beton72.1.2Tegangan Izin72.1.3Modulus Elastisitas72.1.4Selimut Beton72.2Tulangan Beton82.2.1Kuat Tarik Putus82.2.2Kuat Tarik Leleh82.2.3Tegangan Izin82.2.4Modulus Elastisitas82.3Tulangan Prategang82.3.1Kuat Tarik Putus82.3.2Kuat Tarik Leleh92.3.3Tegangan Izin92.3.4Modulus Elastisitas92.4Penampang Gelagar Prategang92.5Daerah Aman Kabel102.6Angkur122.7Dongkrak132.8Kehilangan Prategang152.8.1Kehilangan Prategang Akibat Gesekan Tendon152.8.2Kehilangan Prategang Akibat Slip Pengangkuran162.8.3Kehilangan Prategang Akibat Pemendekan Beton162.8.4Kehilangan Prategang Akibat Rangkak Beton172.8.5Kehilangan Prategang Akibat Susut Beton182.8.6Kehilangan Prategang Akibat Relaksasi Tendon182.9Perencanaan Gelagar Terhadap Geser192.9.1Kekuatan Geser Batas Nominal192.9.2Kekuatan Geser Batas Beton192.9.3Kekuatan Geser Batas Tulangan Geser192.9.4Tulangan Geser Minimum202.10Daerah Pengangkuran202.10.1Tulangan Belah202.10.2Tulangan Sengkang202.11Lendutan dan Lawan Lendut202.12Microsoft Visual Studio212.12.1Control Menu232.12.2Title Bar242.12.3Menu Bar242.12.4Tool Bar242.12.5Solution Explorer252.12.6Form Designer252.12.7Form Code262.12.8Tool Box262.12.9Object Properties262.13Bagan Alir27BAB IIIMETODOLOGI283.1Alat Penelitian283.2Bahan Penelitian283.3Metode Analisis Data283.4Tahapan Penelitian283.4.1Membuat Bagan Alir293.4.2Mendesain Tampilan Aplikasi293.4.3Tampilan Awal Aplikasi293.4.4Tampilan Masukan Data Jembatan293.4.5Tampilan Masukan Data Material303.4.6Tampilan Data Penampang Gelagar Prategang303.4.7Tampilan Konfigurasi Selongsong313.4.8Tampilan Data Angkur323.4.9Tampilan Data Pembebanan333.4.10Tampilan Masukan Faktor Beban Ultimate333.4.11Perancangan Aplikasi33BAB IVDATA344.1Data Perencanaan344.1.1Data Teknis344.1.2Material344.1.3Dimensi Gelagar354.1.4Angkur364.1.5Pembebanan Gelagar374.2Pemodelan Benda Uji38BAB VANALISIS DAN PEMBAHASAN435.1Analisis Berdasarkan Data yang Sudah Ada435.1.1Gaya Prategang, Eksentrisitas dan Jumlah Strand435.1.2Penulangan Gelagar435.1.3Posisi Masing-Masing Tendon445.1.4Penulangan Daerah Pengangkuran455.1.5Lendutan dan Lawan Lendut455.2Analisis dengan Aplikasi yang Dibuat455.2.1Gaya Prategang, Eksentrisitas dan Jumlah StrandError! Bookmark not defined.5.2.2Konfigurasi Angkur dan Selongsong465.2.3Penampang Gelagar475.2.4Daerah Aman Kabel495.2.5Trase Kabel495.2.6Dongkrak505.2.7Penulangan Gelagar505.2.8Penulangan Daerah Pengangkuran515.2.9Lendutan dan Lawan Lendut (Camber)525.3Analisis Perhitungan Manual53BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN666.1Kesimpulan666.2Saran66DAFTAR PUSTAKA67LAMPIRANlxixINDEKSii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Detil geometris gelagar beton prategang dari wika beton10Tabel 2.2 Koefisien friksi16Tabel 2.3 Nilai konstanta untuk Ksh18Tabel 2.4 Simbol-simbol bagan alir27Tabel 5.1 Tinggi kabel tiap 1 meter49

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Aplikasi prategang pada balok sederhana6Gambar 2.2 Gaya prategang pada balok sederhana6Gambar 2.3 Penampang gelagar dari wika beton9Gambar 2.4 Penentuan dimensi pendahuluan penampang gelagar10Gambar 2.5 Limit kern dan daerah aman kabel11Gambar 2.6 Bentuk tipikal daerah aman kabel desain normal11Gambar 2.7 Bentuk tipikal daerah aman kabel desain optimum12Gambar 2.8 Bentuk tipikal daerah aman kabel penampang tidak kuat12Gambar 2.9 Properti angkur dari Presinet12Gambar 2.10 Properti angkur dari VSL International Ltd.13Gambar 2.11 Dongkrak dari Presinet14Gambar 2.12 Jack clearance requirements untuk jack dari VSL International Ltd.14Gambar 2.13 Stressing jack details untuk dongkrak dari VSL International Ltd.15Gambar 2.14 Pemendekan beton akibat gaya prategang17Gambar 2.15 Tampilan awal Microsoft Visual Studio22Gambar 2.16 Membuat Project baru22Gambar 2.17 Tampilan Form Design23Gambar 2.18 Tampilan Form Code23Gambar 2.19 Control menu pada Visual Studio 201523Gambar 2.20 Title bar pada Visual Studio 201524Gambar 2.21 Menu bar pada Visual Studio 201524Gambar 2.22 Tool bar pada Visual Studio 201524Gambar 2.23 Solution explorer pada Visual Studio 201525Gambar 2.24 Form designer pada Visual Studio 201525Gambar 2.25 Form code pada Visual Studio 201526Gambar 2.26 Toolbox pada Visual Studio 201526Gambar 2.27 Object properties pada Visual Studio 201526Gambar 3.1 Tampilan awal aplikasi29Gambar 3.2 Data jembatan30Gambar 3.3 Data material30Gambar 3.4 Penampang gelagar31Gambar 3.5 Konfigurasi selongsong31Gambar 3.6 Data angkur Presinet32Gambar 3.7 Data angkur VSL32Gambar 3.8 Pembebanan33Gambar 3.9 Faktor beban ultimate33Gambar 4. 1 Potongan melintang34Gambar 4. 2 Penampang Gelagar35Gambar 4. 3 Angkur VSL 5-1936Gambar 4.4 Data jembatan39Gambar 4.5 Data material39Gambar 4.6 Penampang40Gambar 4.7 Konfigurasi selongsong40Gambar 4.8 Angkur VSL41Gambar 4.9 Pembebanan41Gambar 4.10 Dongkrak VSL42Gambar 4.11 Faktor beban42Gambar 5.1 Penulangan Gelagar43Gambar 5.2 Tendon ditumpuan44Gambar 5.3 Tendon ditengah bentang44Gambar 5.4 Penulangan daerah pengangkuran45Gambar 5.5 Konfigurasi angkur46Gambar 5.6 Konfigurasi selongsong46Gambar 5.7 Penampang ujung awal47Gambar 5.8 Penampang tengah awal47Gambar 5.9 Penampang untung akhir48Gambar 5.10 Penampang tengah akhir48Gambar 5.11 Daerah aman kabel49Gambar 5.12 Trase kabel49Gambar 5.13 Tulangan memanjang50Gambar 5.14 Tulangan sengkang51Gambar 5.15 Penulangan daerah pengangkuran51Gambar 5.16 Tulangan belah51Gambar 5.17 Camber saat transfer gaya prategang52Gambar 5.18 Camber kondisi layan52

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A - BAGAN ALIR APLIKASIA-1LAMPIRAN B - KODE PROGRAMB-1LAMPIRAN C - GELAGAR I BETON PRATEGANGError! Bookmark not defined.LAMPIRAN D - ANGKURError! Bookmark not defined.LAMPIRAN E - DONGKRAKError! Bookmark not defined.LAMPIRAN F - STRANDC-1LAMPIRAN G - NOTHINGError! Bookmark not defined.

BAB I

PENDAHULUANLatar BelakangJembatan adalah suatu bangunan struktural yang digunakan untuk melewatkan orang atau kendaraan diatas dua daerah/kawasan atau ruang yang terpisah oleh sungai, lembah, jurang, jalan atau hambatan fisik lainnya (Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011). Material yang dapat digunakan dalam perencanaan struktur jembatan salah satunya adalah beton. Beton pada dasarnya memiliki kuat tekan yang tinggi. Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan, struktur beton dapat diberikan perkuatan dengan menggunakan baja dengan cara memberikan penegangan pada struktur beton dengan menggunakan kabel baja, struktur beton ini dinamakan struktur beton prategang. Struktur beton prategang saat ini lebih dominan digunakan untuk jembatan jalan tol.Perencanaan struktur beton prategang untuk jembatan di Indonesia dapat mengacu pada Bina Marga dan dapat dihitung secara manual menggunakan tabel, grafik dan rumus yang rumit dan panjang sehingga perhitungan struktur beton prategang untuk jembatan membutuhkan waktu yang relatif lama dan proses yang panjang. Dalam perhitungan struktur jembatan yang menggunakan banyak variabel dan prosedur perhitungan yang panjang sehingga akan memerlukan waktu yang cukup lama untuk menyelesaikannya. Tidak jarang juga hal ini dapat menyebabkan ketidaktelitian dalam perhitungan, oleh karena itu perlu aplikasi komputer sebagai alat bantu hitung yang dapat membantu mempercepat dan mempermudah dalam perhitungan.Saat ini perencanaan beton prategang Departemen Pekerjaan Umum dalam perhitungannya masih dilakukan secara manual maupun menggunakan Microsoft Excel. Aplikasi analisis struktur seperti SAP dalam hasil keluarannya belum ada perencanaan penggunaan angkur dan dongkrak yang diperlukan, dan aplikasi analisis struktur beton prategang yang digunakan Departemen Pekerjaan Umum dalam hasil keluarannya kurang komunikatif karena tidak dilengkapi dengan gambar.Berdasarkan uraian sebelumnya, maka diperlukan aplikasi perencanaan struktur beton prategang untuk jembatan jalan raya dengan hasil keluaran (output) yang lengkap yang mencakup trase kabel, penampang ujung dan penampang tengah sebelum dan sesudah adanya lantai jembatan, jumlah dan diameter selongsong, tipe angkur, tipe dongkrak, tekanan kompressor dongkrak, stroke dongkrak, penulangan pada daerah pengangkuran, penulangan gelagar dan lawan lendut (camber) kondisi akhir yang direncanakan dengan menggunakan perhitungan metode Bina Marga karena metode inilah yang menjadi standar di Indonesia. Aplikasi perencanaan struktur beton prategang untuk jembatan akan dibuat dengan bahasa pemrograman Visual Basic 2015 pada aplikasi Visual Studio 2015.Masalah PenelitianIdentifikasi MasalahSaat ini perencanaan beton prategang Departemen Pekerjaan Umum dalam perhitungannya masih dilakukan secara manual maupun menggunakan Microsoft Excel. Aplikasi analisis struktur seperti SAP dalam hasil keluarannya belum ada perencanaan penggunaan angkur dan dongkrak yang diperlukan, dan Aplikasi Prategang yang digunakan Departemen Pekerjaan Umum dalam hasil keluarannya kurang komunikatif karena tidak dilengkapi dengan gambar.Perumusan MasalahBerdasarkan sub-sub-bab 1.2.1 maka dirumuskan permasalahan dari aplikasi perencanaan beton prategang yang sudah ada sebagai berikut :1. Structural Analysis Program (SAP) versi 14.1.0 :a. Tidak ada perencanaan angkur yang digunakanb. Tidak ada perencanaan dongkrak yang digunakan2. Aplikasi Prategang dari Departemen Pekerjaan Umum :a. Perhitungannya masih berupa file Microsoft Excelb. Hasil keluaran kurang komunikatif karena tidak dilengkapi dengan gambarTujuan PenelitianBerdasarkan sub-sub-bab 1.2.2 maka ditentukan tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat alat bantu Perencanaan Gelagar I Beton Prategang untuk Jembatan Jalan Raya dengan hasil keluaran yang mencakup trase kabel, penampang ujung dan penampang tengah sebelum dan sesudah adanya lantai jembatan, jumlah dan diameter selongsong, tipe angkur, tipe dongkrak, tekanan kompressor dongkrak, stroke dongkrak, penulangan pada daerah pengangkuran, penulangan gelagar dan lawan lendut kondisi akhir.Manfaat dan Signifikansi PenelitianManfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :1. Hasil keluaran yang komunikatif karena menghasilkan gambar yang mencakup trase kabel, penampang ujung dan penampang tengah sebelum dan sesudah adanya lantai jembatan, jumlah dan diameter selongsong, penulangan pada daerah pengangkuran, penulangan gelagar dan lawan lendut kondisi akhir.2. Mempermudah perencanaan angkur yang akan digunakan karena hasil keluaran mencakup tipe angkur.3. Mempermudah perencanaan dongkrak yang akan digunakan karena hasil keluaran yang mencakup perencanaan tipe dongkrak, tekanan kompressor dongkrak dan stroke dongkrak.Pembatasan MasalahDalam penelitian ini diperlukan pembatasan masalah sebagai berikut :1. Pembuatan alat bantu Perencanaan Gelagar I Beton Prategang ini menggunakan Bahasa Pemrograman Visual Basic 2015 pada aplikasi Visual Studio 2015.2. Aplikasi Perencanaan Gelagar I Beton Prategang ini menghasilkan keluaran gambar yang mencakup trase kabel, penampang ujung dan penampang tengah sebelum dan sesudah adanya lantai jembatan, jumlah dan diameter selongsong, tipe angkur, tipe dongkrak, tekanan kompressor dongkrak, stroke dongkrak, penulangan daerah pengangkuran, penulangan gelagar dan lawan lendut kondisi akhir.Sistematika PenulisanTugas Akhir ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut :BAB IPENDAHULUANMenjelaskan latar belakang, permasalahan yang diangkat beserta batasan-batasannya dan tujuan yang akan dicapai dari penelitian.

BAB IITINJAUAN PUSTAKAMemaparkan hasil studi literatur berupa rangkuman dari jurnal, buku, artikel dan peraturan yang membahas mengenai perhitungan dan perencanaan Gelagar Beton Prategang untuk Jembatan Jalan Raya dan Bahasa Pemrograman Visual Basic.

BAB IIIMETODOLOGIBerisikan alat, bahan dan metode analisis yang digunakan dalam penelitian, dan tahapan-tahapan dalam penelitian yang mencakup bagan alir, desain tampilan aplikasi dan perancangan aplikasi.

BAB IVDATAData-data yang digunakan dalam perencanaan yang mencakup data teknis, data material, dimensi penampang gelagar, data pembebanan dan pemodelan benda uji yang akan dianalisis.

BAB VANALISIS DAN PEMBAHASANAnalisis dilakukan dengan 3 (tiga) cara, yaitu analisis berdasarkan data analisis yang sudah ada, analisis dari aplikasi yang dibuat dan analisis yang dilakukan secara manual.

BAB VIKESIMPULAN DAN SARANMengevaluasi aplikasi berdasarkan analisis yang telah dilakukan beserta kesimpulan yang didapat dari perbandingan hasil analisis penelitian beserta saran untuk penelitian selanjutnya.

LAMPIRANBerisi tentang panduan penggunaan aplikasi yang menjadi acuan bagi pengguna dan berisi kode dari Bahasa Pemrograman Visual Basic yang digunakan dalam pembuatan aplikasi ini.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKABetonBeton lebih kuat dalam kondisi tekan, namun lemah dalam kondisi tarik. Kekurangan material beton yang lemah dalam tariknya ini dapat diatasi dengan memberikan tegangan tekan untuk mengimbangi atau mengurangi tegangan tarik yang timbul pada bagian penampang akibat beban yang bekerja. Pemberian tegangan tekan ini dilakukan dengan memasukkan kabel dari material jenis baja mutu tinggi kedalam beton. Pengaplikasian beton prategang dapat ditunjukan dengan ilustrasi Gambar 2.1 dengan tegangan yang terjadi seperti pada Gambar 2.2.

Gambar 2.1 Aplikasi prategang pada balok sederhana

Gambar 2.2 Gaya prategang pada balok sederhana Keterangan :

Pt=Gaya prategang

es=Eksentrisitas kabel prategang

A=Luas penampang

Wa=Tahanan momen sisi atas

Wb=Tahanan momen sisi bawah

Mbalok=Momen yang terjadi akibat gelagar

fci=Kuat tekan beton initial

Mutu BetonMutu beton yang biasa digunakan dalam perhitungan beton bertulang adalah mutu beton normal sampai mutu beton tinggi. Beton mutu tinggi adalah beton yang mempunyai kuat tekan silinder, fc melebihi 60 MPa, sedangkan beton normal adalah beton dengan kuat tekan silinder, fc antara 20 MPa sampai dengan 60 MPa. Adapun kekuatan beton untuk struktur prategang disyaratkan tidak boleh kurang dari 30 MPa. (Standar Nasional Indonesia, Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan, 2008)Tegangan IzinTegangan izin untuk struktur beton bertulang adalah sebagai berikut :1. Tegangan izin tarik kondisi beban sementara atau kondisi transfer gaya prategang adalah sebesar .2. Tegangan izin tekan kondisi beban sementara atau kondisi transfer gaya prategang adalah sebesar 0,60 fci.3. Tegangan izin tarik kondisi batas layan adalah sebesar .4. Tegangan izin tekan kondisi batas layan adalah sebesar 0,5 fc.Modulus ElastisitasModulus elastisitas beton (Ec) nilainya tergantung mutu beton. Besarnya modulus elastisitas beton dipengaruhi oleh material dan proporsi campuran beton. Nilai modulus elastisitas untuk beton adalah atau ditentukan dari hasil pengujian.Selimut BetonBerdasarkan Standar Nasional Indonesia tentang Perenacanaan Struktur Beton Bertulang untuk Jembatan Tahun 2008, tebal selimut beton untuk tulangan dan tendon adalah minimal nilai terbesar dari :a. 1,5 kali ukuran agregat terbesar;b. 2 kali diameter tulangan;c. 2 kali diameter tendon, namun tidak harus lebih besar dari 40 mm;d. 50 mm terhadap serat bawah dan 40 mm terhadap bagian lain.Tulangan BetonKuat Tarik PutusKuat tarik putus (fu) ditentukan dari hasil pengujian, atau yang disebutkan oleh pabrikator.Kuat Tarik LelehKuat tarik leleh (fy) ditentukan dari hasil pengjian, tetapi tidak boleh melebihi 550 MPa. (Standar Nasional Indonesia, Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan, 2008)Tegangan IzinTegangan izin tarik (fti) pada tulangan adalah lebih kecil atau sama dengan 140 MPa untuk tulangan dengan fy = 300 MPa. Tegangan izin pada pembebanan sementara boleh ditingkatkan sebesar 30% dari nilai tegangan izin pada pembebanan tetap.Modulus ElastisitasModulus elastisitas tulangan (Es) adalah 200.000 MPa atau ditentukan dari hasil pengujian.Tulangan PrategangKehilangan prategang akibat rangkak dan susut pada beton cukup besar, sehingga pemberian tegangan tekan pada beton akan lebih efektif bila menggunakan baja mutu tinggi dengan kisaran lebih dari 1862 MPa. (Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011)Kuat Tarik PutusKuat tarik putus baja prategang(fpu) harus ditentukan dari hasil pengujian atau disebutkan oleh pabrikator.Kuat Tarik LelehKuat tarik leleh (fpy) baja prategang ditentukan dari hasil pengujian, atau sebesar 0,85 fpu.Tegangan IzinTegangan izin tarik untuk baja prategang adalah sebagai berikut :1. Tegangan izin tarik pada kondisi transfer gaya prategang tidak boleh melebihi dari nilai berikut :a. 0,94 fpy dan 0,85 fpu (akibat penjangkaran)b. 0,82 fpy dan 0,74 fpu (sesaat setelah transfer gaya)2. Tegangan izin tarik pada kondisi batas layana. 0,70 fpu (sesaat setelah penjangkaran tendon)b. 0,60 fpu (kondisi layan)Modulus ElastisitasModulus elastisitas untuk strand baja prategang adalah sebesar 195.000 MPa atau ditentukan dari hasil pengujian.Penampang Gelagar PrategangPemilihan jenis penampang tergatung dari kebutuhan panjang bentang. Adapun jenis penampang gelagar dari Wika Beton yang dapat digunakan seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3 dengan detil geometris penampang seperti ditunjukkan pada Tabel 2.1.

Gambar 2.3 Penampang gelagar dari wika betonSumber : Wika BetonTabel 2.1 Detil geometris gelagar beton prategang dari wika betonSumber : Wika Beton

Penentuan dimensi pendahuluan untuk gelagar yang akan digunakan dapat menggunakan grafik hubungan dari rasio tinggi dan rasio lebar penampang pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Penentuan dimensi pendahuluan penampang gelagarSumber : Raju, N Khrisna 2007Daerah Aman KabelLimit kern adalah daerah sepanjang gelagar prategang dimana gaya aksial tekan tidak akan menyebabkan tegangan tarik diserat atas maupun bawah.LIMIT KERNDaerah aman kabel adalah daerah sepanjang gelagar prategang dimana bila kabel prategang ditempatkan pada daerah tersebut tidak akan menyebabkan terjadinya tegangan yang melebihi tegangan izinnya baik tarik maupun tekan.Daerah amak kabel (eo) berada pada :Persamaan 2.5.1

Daerah aman kabel batas atas (eoa) :Persamaan 2.5.2

Daerah aman kabel batas bawah (eob) :Persamaan 2.5.3

Hubungan limit kern dengan daerah aman kabel ditunjukan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Limit kern dan daerah aman kabel Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011Beberapa bentuk tipikal dari daerah aman kabel adalah daerah aman kabel desain normal seperti Gambar 2.6, daerah aman kabel desain optimum seperti Gambar 2.7 dan daerah aman kabel yang menunjukan penampang tidak kuat seperti pada Gambar 2.8.

Gambar 2.6 Bentuk tipikal daerah aman kabel desain normal Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011

Gambar 2.7 Bentuk tipikal daerah aman kabel desain optimum Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011

Gambar 2.8 Bentuk tipikal daerah aman kabel penampang tidak kuat Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011AngkurPerangkat pengangkuran sering dibuat berdasarkan prinsip baji (pasak) dan friksi. Dalam hal ini digunakan suatu alat pencengkeram sederhana, yang murah dan dapat dilepas dengan cepat. Untuk spesifikasi perangkat angkur dan selongsong dari Presinet yang dapat digunakan seperti pada Gambar 2.9, dan properti angkur dari VSL international Ltd ditunjukan pada Gambar 2.10.

Gambar 2.9 Properti angkur dari Presinet Sumber : Presinet

Gambar 2.10 Properti angkur dari VSL International Ltd. Sumber : VSL International Ltd.DongkrakDongkrak digunakan untuk aplikasi tarikan pada tendon-tendon. Untuk spesifikasi dongkrak dari presinet yang dapat digunakan dapat melihat Gambar 2.11. Sedangkan untuk dongkrak dari VSL International Ltd spesifikasi untuk clearance dari dongrak dapat dilihat pada Gambar 2.12 dan untuk detil penegangan dongkrak dapat dilihat pada Gambar 2.13.

Gambar 2.11 Dongkrak dari Presinet Sumber : Presinet

Gambar 2.12 Jack clearance requirements untuk jack dari VSL International Ltd. Sumber : VSL International Ltd.

Gambar 2.13 Stressing jack details untuk dongkrak dari VSL International Ltd. Sumber : VSL International Ltd.Kehilangan PrategangKehilangan Prategang Akibat Gesekan TendonKehilangan tegangan akibat friksi antara tendon dan selongsong beton sekitarnya dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :Persamaan 2.8.1

Keterangan :

fo=Tegangan baja prategang pada saat jacking sebelum seating

fx=Tegangan baja prategang dititik x sepanjang tendon

e=Nilai dasar logaritmik natural naverian

=Koefisien friksi dapat dilihat pada Tabel 2.2

=Perubahan sudut total dari profil layout kabel dalam radian dari titik jacking

K=Koefisien wobble dapat dilihat pada Tabel 2.2

L=Panjang baja prategang diukur dari jacking

Tabel 2.2 Koefisien friksi Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011

Kehilangan Prategang Akibat Slip PengangkuranKehilangan prategang akibat slip angkur disebabkan oleh slipnya baji-baji pada angkur saat gaya jacking ditransfer pada angkur. Besarnya slip angkur tergantung pada angkur saat gaya jacking ditransfer pada angkur. Besarnya slip angkur tergantung pada sistem prategang yang digunakan, nilainya bervariasi antara 3 mm sampai 10 mm. Nilai 6 mm dapat diasumsikan dalam perhitungan untuk pendekatan.Kehilangan prategang yang terjadi akibat slip angkur dapat ditentukan dengan pendekatan rumus sebagai berikut :Persamaan 2.8.2

Persamaan 2.8.3

Keterangan :

fA=kehilangan prategang akibat slip angkur

d=Kehilangan akibat friksi pada jarak L dari titik penarikan

x=Panjang yang terpengaruh oleh slip angkur

L=Jarak antara titik penarikan (jacking) dengan titik dimana kehilangan diketahui

L=Slip angkur, normalnya 6 mm sampai dengan 9 mm

Kehilangan Prategang Akibat Pemendekan BetonBeton jadi lebih pendek jika gaya prategang di aplikasikan. Bersamaan dengan perpendekan itu tendon yang tertanam dalam beton tersebut kehilangan sebagian gaya yang dibawanya.

Gambar 2.14 Pemendekan beton akibat gaya prategang Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011Gambar 2.14 mengilustrasikan pemendekan beton yang disebabkan gaya prategang initial (Pi). Regangan (es) yang terjadi adalah : Persamaan 2.8.4

Kehilangan tegangan akibat pemendekan beton dapat dihitung dengan persamaan : Persamaan 2.8.5

Keterangan :

fcs=Tegangan dalam beton pada level pusat tendon prategang

n=Nilai modular atau rasio Es/Ec

Jika layout tendon mempunyai eksentrisitas terhadap pusat penampang dan berat sendiri beton ikut diperhitungkan, maka : Persamaan 2.8.6

fcs bernilai negatif (-) bila menyebabkan tekan dan bernilai positif (+) bila menyebabkan tarik.Kehilangan Prategang Akibat Rangkak BetonBila material beton ditekan oleh pembebanan tertentu secara konstan sehingga regangan beton meningkat, maka peristiwa ini disebut rangkak. Perkiraan kehilangan tegangan akibat rangkak dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : Persamaan 2.8.7

Keterangan :

fcs=tegangan beton di level pusat prategang

fcdp=Perbedaan tegangan beton di level pusat prategang akibat beban permanen dengan pengecualian beban yang bekerja saat gaya prategang diaplikasikan

Kehilangan Prategang Akibat Susut BetonBila tidak terbenam dalam air terus menerus (kondisi kelembaban 100%), beton akan kehilangan kebasahannya (moisture) dan berkurang volumenya. Proses ini disebut sebagai penyusutan beton. Rumus umum kehilangan tagangan akibat susut adalah sebagai berikut : Persamaan 2.8.8

Keterangan :

Ksh=Konstanta yang dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Eps=Modulus elastisitas baja prategang dalam MPa

Rh=Kelembaban relative dalam persen (%)

V/S=Volume/luas permukaan dalam inci (inch)

Tabel 2.3 Nilai konstanta untuk Ksh Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 2011t (hari)135710203060

Ksh0,920,850.80.770.730.640.580.45

Kehilangan Prategang Akibat Relaksasi TendonRelaksasi baja prategang harus diperhitungkan sebagai faktor yang mempengaruhi kehilangan gaya prategang. Besarnya kehilangan ralaksasi tidak hanya tergantung pada lamanya waktu diaplikasikan gaya prategang, tetapi juga berdasarkan rasio tegangan awal (initial) dengan tegangan leleh tulangan prategang (fpi/fpy ). Jika tidak ada perhitungan yang lebih teliti, maka kehilangan tegangan dalam tendon akibat relaksasi baja prategang harus diambil sebesar :Persamaan 2.8.9

Keterangan :

t1=Waktu awal interval dalam jam

t2=Waktu akhir interval dalam jam

fpi=Tegangan awal baja prategang dalam MPa

fr=Kehilangan prategang akibat ralaksasi dalam MPa

Perencanaan Gelagar Terhadap GeserKekuatan Geser Batas NominalKekuatan geser batas nominal (Vn) tidak boleh diambil lebih besar dari jumlah kekuatan geser yang disumbangkan oleh beton dan tulangan geser dalam penampang komponen struktur yang ditinjau, yaitu : Persamaan 2.9.1

Keterangan :

Faktor reduksi=0,70

Kekuatan Geser Batas BetonKekuatan geser beton (Vc) yang mengalami gaya geser, gaya lentur dan gaya aksial tekan bernilai : Persamaan 2.9.2

Kekuatan Geser Batas Tulangan GeserSumbangan tulangan geser ditentukan dengan persamaan 2.9.3. Persamaan 2.9.3

Tulangan Geser MinimumApabila penampang tidak membutuhkan tulangan geser tetap harus dipasang tulangan geser minimum sebesar persamaan 2.9.4 dengan nilai s 600 mm. Persamaan 2.9.4

Daerah PengangkuranPada daerah pengangkuran harus dipasang tulangan untuk menahan gaya pembelah dan gaya pengelupas akibat pengangkuran tendon, kecuali apabila dapat dibuktikan bahwa tidak diperlukan.Tulangan BelahTulangan belah harus didistribusikan dari 0,1h sampai 1,0h dari permukaan yang dibebani. Nilai h harus diambil nilai terkecil dari :a. 2 kali jarak dari pusat angkur kepermukaan beton terdekat;b. Jarak dari pusat angkur ke pusat angkur terdekat.Tulangan SengkangUntuk mengontrol retak horizontal, sengkang vertikal harus dipasang menahan 4% dari gaya prategang. Untuk mengontrol retak vertikal diperlukan sengkang horizontal dalam luasan yang sama dengan sengkang vertikal dan dipasang bersamaan dengan sengkang vertikal disepanjang 0,25 h. Lendutan dan Lawan LendutDefleksi kebawah atau biasa disebut lendutan adalah lengkungan kebawah pada gelagar prategang akibat adanya momen luar yang bekerja, sedangkan defleksi keatas atau biasa disebut camber (lawan lendut) adalah lengkungan keatas pada gelagar prategang akibat adanya gaya prategang pada kabel yang memiliki eksentrisitas. Besarnya lendutan dan lawan lendut harus diperiksa dan dibatasi agar tidak melampaui batas defleksi yang diizinkan.Batas defleksi untuk beban lajur adalah 1/800 dari panjang gelagar prategang, sedangkan untuk beban mati dan beban mati tambahan batas defleksinya sebesar 1/300 dari panjang gelagar prategang. Camber (lawan lendut) yang terjadi karena adanya gaya prategang dapat dihitung dengan persamaan : Persamaan 2.11.1

Lendutan akibat beban merata dapat dihitung dengan persamaan : Persamaan 2.11.2

Lendutan akibat beban terpusat dapat dihitung dengan persamaan : Persamaan 2.11.3

Microsoft Visual StudioMicrosoft Visual Studio merupakan sebuah perangkat lunak yang dapat digunakan untuk melakukan pengembangan aplikasi. Microsoft Visual Studio mencakup compiler, Software Development Kit (SDK), Integrated Development Environment (IDE) dan dokumentasi berupa MSDN Library. Microsoft Visual Studio dapat digunakan untuk mengembangkan aplikasi dalam native code yang merupakan Bahasa mesin yang berjalan diatas sistem operasi Windows, ataupun managed code yang merupakan Microsoft Intermediate Language yang berjalan pada .NET Framework.Tampilan awal saat membuka aplikasi Microsoft Visual Studio adalah seperti Gambar 2.15.

Gambar 2.15 Tampilan awal Microsoft Visual Studio

Gambar 2.16 Membuat Project baruSetelah membuat project baru seperti Gambar 2.16, maka tampilan aplikasi Microsoft Visual Studio tampak seperti Gambar 2.17 dan Gambar 2.18.

Gambar 2.17 Tampilan Form Design

Gambar 2.18 Tampilan Form CodeControl Menu

Gambar 2.19 Control menu pada Visual Studio 2015Control menu seperti pada Gambar 2.19 adalah menu yang digunakan terutama untuk memanipulasi jendela Visual Studio, seperti mengubah ukuran, memindahkan jendela Visual Studio, dan menutup jendela Visual Studio.Title Bar

Gambar 2.20 Title bar pada Visual Studio 2015Title bar seperti pada Gambar 2.20 adalah tempat untuk menampilkan nama Project yang sedang dibuat.Menu Bar

Gambar 2.21 Menu bar pada Visual Studio 2015Menu bar seperti pada Gambar 2.21 adalah deretan perintah yang dapat digunakan untuk melakukan proses atau perintah-perintah tertentu. Menu bar dibagi menjadi beberapa pilihan sesuai dengan kegunaannya.Tool Bar

Gambar 2.22 Tool bar pada Visual Studio 2015Tool bar seperti pada Gambar 2.22 adalah jendela yang menampilkan tombol-tombol yang mewakili suatu perintah tertentu yang sering digunakan untuk keperluan dalam pemrograman.Solution Explorer

Gambar 2.23 Solution explorer pada Visual Studio 2015Solution explorer seperti pada Gambar 2.23 adalah jendela yang menyimpan informasi mengenai Solution, Projects, beserta Files, Forms ataupun resource yang digunakan dalam membuat aplikasi.Form Designer

Gambar 2.24 Form designer pada Visual Studio 2015Form designer seperti pada Gambar 2.24 adalah suatu objek yang digunakan untuk merancang tampilan aplikasi. Form designer merupakan objek yang penting karena pada form ini nantinya komponen dan kontrol toolbox diletakkan dan diatur.Form Code

Gambar 2.25 Form code pada Visual Studio 2015Form code seperti pada Gambar 2.25 adalah jendela yang menyimpan informasi mengenai kode-kode dari aplikasi yang dibuat.Tool Box

Gambar 2.26 Toolbox pada Visual Studio 2015Toolbox seperti pada Gambar 2.26 adalah jendela tempat menyimpan kontrol-kontrol atau komponen standar (dalam bentuk tampilan icon) yang nantinya akan digunakan sebagai komponen aplikasi didalam form saat merancang aplikasi.Object Properties

Gambar 2.27 Object properties pada Visual Studio 2015Object properties seperti pada Gambar 2.27 berfungsi untuk memberikan informasi mengenai objek yang sedang aktif/dipilih. Nama objek yang sedang aktif dapat dilihat pada bagian atas jendela properties. Properties juga digunakan untuk mengubah nilai property atau karakteristik dari objek yang aktif/dipilih.Bagan AlirBagan alir (flowchart) adalah bagan yang menunjukan alir didalam program atau prosedur sistem secara logika. Bagan alir digunakan terutama untuk alat bantu komunikasi dan untuk dokumentasi. Tabel 2.4 menunjukan simbol-simbol yang biasa digunakan dalam membuat bagan alir.Tabel 2.4 Simbol-simbol bagan alirSimbolNamaFungsi

TerminatorPermulaan atau akhir program

Follow LineArah alir program

PreparationProses inisialisasi / pemberian harga awal

ProcessProses pengolahan data

Input / Output DataProses masukan atau keluaran data, parameter atau informasi

Input / Output DocumentProses masukan atau keluaran dokumen, baik untuk komputer atau manual

DecisionPerbandingan pernyataan, penyelesaian data yang memberikan pilihan untuk langkah selanjutnya

On Page ConnectorPenghubung bagian-bagian bagan alir yang berada pada satu halaman

Off Page ConnectorPenghubung bagian-bagian bagan alir yang berada pada halaman berbeda

BAB III

METODOLOGIAlat PenelitianAlat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :1. Microsoft Visual Studio 2015Aplikasi Microsoft Visual Studio 2015 adalah aplikasi yang akan digunakan untuk membuat aplikasi perencanaan gelagar I beton prategang.2. .NET Framework 4.6.Net Framework versi 4.6 adalah software (perangkat lunak) yang dibutuhkan untuk dapat menjalankan aplikasi yang telah dibuat.Bahan PenelitianData perencanaan yang akan digunakan untuk menguji aplikasi yang dibuat adalah data perencanaan Gelagar I Beton Prategang yang digunakan pada Jembatan Sungai Brantas pada Proyek Jalan Tol Solo Kertosono, dengan panjang bentang 40 m. Karena pada dasarnya perhitungan gelagar I beton prategang diatas 60 m sama dengan perhitungan gelagar I beton prategang dibawah 60 m.Data perencanaan Gelagar I Beton Prategang Jembatan Sungai Brantas pada Proyek Jalan Tol Solo Kertosono dapat dilihat pada BAB IV.Metode Analisis DataMetode analisis data yang digunakan adalah berdasarkan metode analisis perencanaan berdasarkan batas layan (PBL).Tahapan PenelitianTahapan penelitian ini adalah sebagai berikut :1. Membuat Bagan Alir2. Mendesain Tampilan Aplikasi3. Perancangan AplikasiMembuat Bagan AlirDalam peracangan aplikasi diperlukan suatu diagram alir (flowchart) agar memudahkan dalam proses perancangan aplikasi dan sebagai panduan dari langkah-langkah yang akan dilakukan dalam perencanaan gelagar I beton prategang. Diagram alir aplikasi dapat dilihat pada Lampiran A.Mendesain Tampilan AplikasiDesain tampilan dari aplikasi ini dibuat untuk memudahkan pengguna dalam menggunakan aplikasi.Tampilan Awal AplikasiTampilan awal aplikasi didesain sederhan sehingga akan mudah dimengerti. Tampilan awal aplikasi seperti Gambar 3.1 akan menampilkan gambar rencana gelagar yang akan dianalisis dan data yang telah dimasukkan oleh pengguna.

Gambar 3.1 Tampilan awal aplikasiTampilan Masukan Data JembatanData teknis perencanaan gelagar seperti panjang gelagar, jarak antar gelagar, tebal lantai jembatan dan masukan data teknis didesain seperti Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Data jembatanTampilan Masukan Data MaterialData material yang akan digunakan pada perencanaan, seperti material beton, baja dan berat isi aspal didesain seperti Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Data materialTampilan Data Penampang Gelagar PrategangMasukan dimensi dari penampang gelagar yang akan direncanakan didesain seperti Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Penampang gelagarTampilan Konfigurasi SelongsongKonfigurasi susunan selongsong dapat dipilih dari beberapa konfigurasi yang disediakan seperti Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Konfigurasi selongsongTampilan Data AngkurAngkur yang akan digunakan dapat dipilih angkur dari pabrikator Presinet atau VSL dengan desain tampilan seperti Gambar 3.6 untuk Presinet dan Gambar 3.7 untuk VSL.

Gambar 3.6 Data angkur Presinet

Gambar 3.7 Data angkur VSLTampilan Data PembebananPembebanan perencanaan gelagar akan dihitung secara otomatis namun pengguna juga dapat mengisikan secara manual seperti pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 PembebananTampilan Masukan Faktor Beban UltimateTampilan masukan untuk faktor beban ultimate seperti Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Faktor beban ultimatePerancangan AplikasiSetiap variabel-variabel yang digunakan, rumus-rumus perhitungan dan tata cara perhitungan gelagar I beton prategang diubah dalam bentuk kode pemrograman bahasa visual basic sehingga dapat dimengerti komputer. Kode-kode pemrograman pada aplikasi dapat dilihat pada LAMPIRAN B -.

BAB IV

DATA

Data PerencanaanData perencanaan gelagar I beton prategang yang digunakan untuk menguji aplikasi yang dibuat adalah dengan menggunakan data perencanaan gelagar I beton prategang Jembatan Sungai Brantas pada Proyek Jalan Tol Solo Kertosono.Data Teknis

Gambar 4. 1 Potongan melintangPanjang GelagarL=40m

Jarak antar Gelagars=1,80m

Tebal lantai jembatantlj=0,20m

Tebal lapisan aspal + overlayta=0,10m

Material1. Beton PrategangKuat tekan betonfc=41,5MPa

Modulus elastisitas betoncg=30277,63MPa

Angka poisson=0,15

Modulus geser betonG=13164,19MPa

Koefisien muai panjang beton=1,00E-5/C

2. Beton BertulangKuat tekan betonfc=24,9MPa

Modulus elastisitas betoncs=23452,95MPa

Angka poisson=0,15

Modulus geser betonG=10196,94MPa

Koefisien muai panjang beton=1,00E-5/C

3. Baja PrategangJenis strand :Uncoated 7 wire super strandsASTM A-416 grade 270

Tegangan lelehfpy=1580MPa

Kuat tarikfpu=1860MPa

Diameter nominal strandD=12,7mm

Luas nominal strandAst=126,68mm2

Beban putus strandPbs=187,32kN (100% UTS)

Modulus elastisitas strands=193000MPa

4. Baja TulanganMutu baja :U 32

Kuat lelehfy=320MPa

Mutu baja :U 24

Kuat lelehfy=240MPa

Dimensi Gelagar

Gambar 4. 2 Penampang GelagarTinggi gelagarH=2,10m

h1=0,20m

h2=0,12m

h3=0,25m

h4=1,25m

h5=0,05m

h6=0,05m

Lebar gelagarC=0,70m

A=0.20m

B=0.80m

B1=0.64m

Angkur

Gambar 4. 3 Angkur VSL 5-19Sumber : VSL International Ltd.Tipe angkur :VSL 5 19

Diameter strand=12,7mm

Maksimum strand=19strand

A=270mm

B=66mm

C=180mm

D=210mm

E=110mm

F=145mm

G=85mm

H=200mm

R=300mm

Pembebanan Gelagar1. Beban Matia. GelagarLuas gelagarAg=0,7523m2

Berat beton prategangWc=25,5kN/m3

Beban Mati GelagarQg=19,184kN/m

b. DiafragmaPanjang gelagarL=40m

Luas diafragmaAd=2,5415m2

Tebal diafragmabd=0,2m

Berat beton bertulangWc=25kN/m3

Jumlah diafragmaN=9diafragma

Beban Mati DiafragmaQd=2,86kN/m

c. Lantai KerjaTebal lantai kerjatlk=0,07m

Lebar lantai kerjablk=1,16m


Beban Lantai KerjaQlk=2,03kN/m

d. Lantai JembatanTebal lantai jembatantlj=0,20m

Lebar lantai jembatanblj=1,80m


Beban Lantai jembatanQlj=9kN/m

2. Beban Mati Tambahana. Lapisan Aspal + OverlayTebal lapisan aspal + overlayta=0,10m

Lebar lapisan aspalba=1,80m

Berat aspalWa=22kN/m3

Beban lapisan aspal + overlayQa=3,96kN/m

3. Beban Lajura. Beban Terbagi MerataBeban Terbagi MerataQBTR=7,875kPa

Jarak antar gelagar=1,80M

Beban Terbagi RataQBTR=14,175kN/m

b. Beban Garis TerpusatFaktor beban dinamisFBD=40%

Beban Garis Terpusat=49,0kN/m

Jarak antar gelagar=1,80m

Beban Garis TerpusatPBGT=123.48kN

4. Beban AnginKoefisien seretCw=1,2

Kecepatan angina rencanaVw=30m/detik

Gaya anginaTEW=0.0012*Cw*(Vw)2

=1,296kN

Tinggi kendaraanh=2m

Jarak antar roda kendaraanx=1,75m

Beban anginQEW=1,296kN/m

5. Gaya RemPanjang gelagarL=40m

Beban rem=2,2838 * L + 6,5714

=96,92kN

Jumlah jalur=1Jalur

Jumlah lajur dalam satu jalur=2Lajur

Jumlah gelagar dalam satu jalurn=5gelagar

Gaya RemTTB=38,77kN

Pemodelan Benda UjiData perencanaan gelagar I beton prategang dimasukan pada aplikasi seperti berikut :1. Data JembatanData teknis jembatan dimasukan seperti pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Data jembatan2. Data MaterialData material beton, baja dan berat material dimasukan seperti Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Data material3. Penampang GelagarDimensi dari penampang gelagar dimasukan secara manual seperti pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Penampang4. Data Konfigurasi SelongsongKonfigurasi untuk selongsong tendon sesuai dengan perencanaan dimasukan seperti pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Konfigurasi selongsong5. Data AngkurAngkur yang digunakan menggunakan angkur dari pabrikator VSL dengan tipe 5-19 dan dimasukan seperti Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Angkur VSL6. Data PembebananBeban yang bekerja pada jembatan seperti pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Pembebanan7. Pemilihan DongkrakDongkrak yang digunakan menggunakan dongkrak VSL dengan memilih seperti pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Dongkrak VSL8. Faktor Beban UltimateFaktor beban ultimate yang digunakan seperti pada Gambar 4.11.

Gambar 4.11 Faktor beban

BAB V

ANALISIS DAN PEMBAHASANAnalisis Berdasarkan Data yang Sudah AdaHasil analisis pada sub-bab ini berdasarkan hasil analisis yang didapat dari perencanaan gelagar beton prategang Jembatan Sungai Brantas pada Proyek Jalan Tol Solo Kertosono.Gaya Prategang, Eksentrisitas dan Jumlah StrandBerdasarkan dari perencanaan, didapat gaya prategang, eksentrisitas dan jumlah strand sebagai berikut : Gaya prategangPi=8451,26kN

Eksentrisitas tendones=0,874m

Jumlah strand tiap angkurns=19Strand

Penulangan Gelagar

Gambar 5.1 Penulangan GelagarPenulangan pada gelagar adalah sebagai berikut :1. Tulangan MemanjangTulangan arah memanjang bagian atas:12 D13

Tulangan arah memanjang bagian tengah:10 D13

Tulangan arah memanjang bagian bawah:12 D13

2. Tulangan SengkangTulangan sengkang jarak 0 sampai 4 m:D13 50

Tulangan sengkang jarak 4 m sampai 7 m:D13 100




Posisi Masing-Masing Tendon1. Di Tumpuan

Gambar 5.2 Tendon ditumpuanJarak tendon 1z1=1,552m

Jarak tendon 2z2=1,151m



2. Di Tengah Bentang

Gambar 5.3 Tendon ditengah bentangJarak tendon 1z1=0,250m




Penulangan Daerah Pengangkuran

Gambar 5.4 Penulangan daerah pengangkuranTulangan memanjang:4 D13

Tulangan sengkang:6 D13 - 100

Lendutan dan Lawan LendutLendutan dan lawan lendut yang terjadi pada gelagar adalah sebagai berikut :Lendutan akibat beban matibm=0,0476m

Lendutan akibat beban hidupd=0,0230m

Lawan lendut maksimummax=0,1833m

Lawan lendut akibat gaya prategangp=0,0897m

Lawan lendut maksimum tanpa beban hidupmax=0,0500m

Lawan lendut tanpa beban hidup=0,0421m

Lawan lendut kondisi layan=0,0191m

Analisis dengan Aplikasi yang DibuatHasil analisis pada sub-bab ini berdasarkan hasil analisis keluaran dari aplikasi yang telah dibuat.

Konfigurasi Angkur dan Selongsong1. Konfigurasi Angkur

Gambar 5.5 Konfigurasi angkurSelimut beton horizontalsh=0,185m

Selimut beton vertikalsv=0,4125m

Jarak antar angkursa=0,065m

2. Konfigurasi Selongsong

Gambar 5.6 Konfigurasi selongsongSelimut beton bagian bawahsb=0,05m

Jarak antar selongsongss=0,05m

Penampang Gelagar1. Penampang Ujung (sebelum adanya lantai jembatan)

Gambar 5.7 Penampang ujung awalLuasAg=1,3845m2

InersiaIx=0,52740m4

Titik Beratcgc=1,0548m

Batas Daerah Aman Kabel Bagian Atassua=0,6840m

Batas Daerah Aman Kabel Bagian Bawahsub=0,6903m

2. Penampang Tengah (sebelum adanya lantai jembatan)

Gambar 5.8 Penampang tengah awalLuasAg=0,7523m2

InersiaIx=0,4140m4




3. Penampang Ujung (setelah adanya lantai jembatan)

Gambar 5.9 Penampang untung akhirLuasAg=1,7897m2

InersiaIx=0,9708m4




4. Penampang Tengah (setelah adanya lantai jembatan)

Gambar 5.10 Penampang tengah akhirLuasAg=1,1575m2

InersiaIx=0,8139m4



Batas Daerah Aman Kabel Bagian Bawahsua=0,6677m

Daerah Aman Kabel

Gambar 5.11 Daerah aman kabelJarak daerah aman kabel penampang ujung keserat atassua=0,3665m

Jarak daerah aman kabel penampang ujung keserat bawahsub=0,6903m

Jarak daerah aman kabel penampang tengah keserat atassta=0,5062m

Jarak daerah aman kabel penampang tengah keserat bawahstb=0,0500m

Trase Kabel

Gambar 5.12 Trase kabelTabel 5.1 Tinggi kabel tiap 1 meterJarak (m)z1 (m)z2 (m)z3 (m)z4 (m)

01,69231,22230,88730,4173

11,54951,11210,80980,3856

21,41401,00760,73630,3556

31,28580,90880,66670,3272

41,16490,81560,60120,3004

51,05140,72800,53950,2752

60,94520,64610,48190,2516

70,84630,56980,42830,2297

80,75480,49920,37860,2094

90,67060,43420,33290,1907

100,59370,37490,29120,1737

110,52410,32120,25340,1582

Jarak (m)z1 (m)z2 (m)z3 (m)z4 (m)

120,46180,27320,21960,1444

130,40690,23090,18980,1322

140,35930,19410,16400,1217

150,31900,16310,14210,1128

160,28600,13760,12420,1054

170,26040,11790,11030,0998

180,24210,10370,10040,0957

190,23110,09530,09440,0933

200,22750,09250,09250,0925

DongkrakDongkrak yang digunakan untuk melakukan transfer gaya prategang adalah sebagai berikut :Gaya Prategang AwalPi=8587,4211kN

Gaya Prategang tiap Angkur=2146,8552kN

Tipe Dongkrak=VSL290

Stroke Dongkrak=74,0295mm

Penulangan Gelagar1. Tulangan Memanjang

Gambar 5.13 Tulangan memanjangDiameter tulangan atas=0,013m

Jumlah tulangan atas=8

Diameter tulangan tengah=0,013m

Jumlah tulangan tengah=10

Diameter tulangan bawah=0,013m

Jumlah tulangan bawah=12

2. Tulangan Sengkang

Gambar 5.14 Tulangan sengkangDiameter tulangan sengkang=m

Jarak tulangan sengkang pada 0 m x1 < 2 m=



Penulangan Daerah Pengangkuran

Gambar 5.15 Penulangan daerah pengangkuran1. Tulangan Belah

Gambar 5.16 Tulangan belahDiameter tulangan belah=0.013m

Jumlah tulangan belah=

2. Tulangan SengkangDiameter tulangan sengkang=0,013m

Jumlah tulangan sengkang=3

Lendutan dan Lawan Lendut (Camber)1. Transfer Gaya

Gambar 5.17 Camber saat transfer gaya prategangCamber Akibat Gaya Prategang=0.1087m

Lendutan Akibat Beban Mati=0.0570m

Camber total saat transfer gaya=0.0517m

2. Kondisi Layan

Gambar 5.18 Camber kondisi layanCamber Akibat Gaya Prategang=0.1087m

Lendutan Akibat Beban Mati=0.0531m

Lendutan Akibat Beban Hidup Merata=0.0191m

Lendutan Akibat Beban Hidup Terpusat=0.0066m

Camber Kondisi Layan Tanpa Beban Hidup=0.0556m

Camber Kondisi Layan Dengan Beban Hidup=0.0297m

Analisis Perhitungan ManualPada sub-bab ini aanalisis dilakukan secara manual untuk mengevaluasi perhitungan dari aplikasi.Penampang Gelagar1. Penampang Ujung (sebelum adanya lantai jembatan)

Gambar 5.19 Penampang ujungTabel 5.2 Penampang ujungNoLuasTitik BeratStatis MomenInersia MomenInersia Momen

(m2)(m)(m3)(m4)(m4)

10.17500.12500.0218750.0027340.000911

20.03350.27460.0092000.0025260.000007

30.99841.08001.0782721.1645340.202476

40.02881.88070.0541660.1018710.000004

50.10401.96500.2043600.4015670.000146

60.04482.06500.0925120.1910370.000018

1.38451.4603851.8642690.203562

Luas totalAg=1.3845m2

Titik berat ke serat bawah yb=1.0548m

Titik berat ke serat atasya=1.0452m

Inersia terhadap titik beratIx=0.5274m4

Batas daerah aman kabel bagian atas ka=0.3611m

Batas daerah aman kabel bagian bawah kb=0.3645m

Jarak batas daerah aman kabel bagian atas ke serat atassua=0.6841m

Jarak batas daerah aman kabel bagian bawah ke serat bawahsub=0.6903m

2. Penampang Tengah (sebelum adanya lantai jembatan)

Gambar 5.20 Penampang tengah awalTabel 5.3 Penampang tengah awalNoLuasTitik BeratStatis MomenInersia MomenInersia Momen

(m2)(m)(m3)(m4)(m4)

10.17500.12500.0218750.0027340.000911

20.11250.35190.0395890.0139310.000526

30.25601.14000.2918400.3326980.034953

40.06001.85200.1111200.2057940.000063

50.10401.96500.2043600.4015670.000146

60.04482.06500.0925120.1910370.000018

0.75230.7612961.1477610.036617


Titik berat ke serat bawahyb=1.0120m



Batas daerah aman kabel bagian ataska=0.5438m

Batas daerah aman kabel bagian bawahkb=0.5058m

Jarak batas daerah aman kabel bagian atas ke serat atassta=0.5442m

Jarak batas daerah aman kabel bagian bawah ke serat bawahstb=0.5062m

3. Penampang Ujung (setelah adanya lantai jembatan)

Gambar 5.21 Penampang ujung akhirTabel 5.4 Penampang ujung akhirNoLuasTitik BeratStatis MomenInersia MomenInersia Momen

(m2)(m)(m3)(m4)(m4)

10.17500.12500.0218750.0027340.000911

20.03350.27460.0092000.0025260.000007

30.99841.08001.0782721.1645340.202476

40.02881.88070.0541660.1018710.000004

50.10401.96500.2043600.4015670.000146

60.5762.19001.2614402.7625540.004915

1.91572.6293134.4357860.208459


Titik berat ke serat bawahyb=1.3725m



Batas daerah aman kabel bagian ataska=0.3938m

Batas daerah aman kabel bagian bawahkb=0.5530m

Jarak batas daerah aman kabel bagian atas ke serat atassua=0.3337m

Jarak batas daerah aman kabel bagian bawah ke serat bawahsub=0.8195m

4. Penampang Tengah (setelah adanya lantai jembatan)

Gambar 5.22 Penampang tengah akhirTabel 5.5 Penampang tengah akhirNoLuasTitik BeratStatis MomenInersia MomenInersia Momen

(m2)(m)(m3)(m4)(m4)

10.17500.12500.0218750.0027340.000911

20.11250.35190.0395890.0139310.000526

30.25601.14000.2918400.3326980.034953

40.06001.85200.1111200.2057940.000063

50.10401.96500.2043600.4015670.000146

60.5762.19001.2614402.7625540.004915

1.28351.9302243.7192780.041514

Luas totalAg=1,2835m2

Titik berat ke serat bawahyb=1,5039m

Titik berat ke serat atasya=1,8461m

Inersia terhadap titik beratIx=0,8579m4

Batas daerah aman kabel bagian ataska=0,4444m

Batas daerah aman kabel bagian bawahkb=0,7900m

Jarak batas daerah aman kabel bagian atas ke serat atassta=0,1517m

Jarak batas daerah aman kabel bagian bawah ke serat bawahstb=0,7139m

5. Daerah Aman kabel

Gambar 5.23 Daerah aman kabelBerdasarkan perhitungan sebelumnya, maka didapat daerah aman kabel pada penampang sebagai berikut :Jarak batas daerah aman kabel ujung ke serat atassua=0,3337m

Jarak batas daerah aman kabel ujung ke serat bawahsub=0,6903m

Jarak batas daerah aman kabel tengah ke serat atassta=0,5062m

Jarak batas daerah aman kabel tengah ke serat atassta=0,0500m

Konfigurasi Angkur dan Selongsong1. Konfigurasi Angkur

Gambar 5.24 Konfigurasi angkurKonfigurasi angkur yang digunakan adalah seperti pada Gambar 5.24 dengan cgs strand berada pada titik berat penampang (cgc) dengan keterangan sebagai berikut :Jarak antar angkursa=0,0650m

Jarak angkur ke serat terluar vertikalsv=0,4125m

Jarak angkur ke serat terluar horizontalsh=0,1850m

Titik berat penampangcgc=1,05m

2. Konfigurasi Selongsong

Gambar 5.25 Konfigurasi selongsongKonfigurasi selongsong yang digunakan adalah seperti Gambar 5.25 dengan keterangan sebagai berikut :Jarak antar selongsongss=0,05m

Selimut beton bagian bawahsb=0,05m

Garis kerja strandcgs=0,16m

Momen Tahanan Penampang

Gambar 5.26 Dimensi pendahuluanMomen ultimateMubb=13105,82875kNm

Rasio lebar penampangbw/b=0,1111

Rasio tinggi penampanghf/d=0,1362

Rasio momen=0,0629

Momen tahananMukp=25954,5917kNm

Karena Mubb < Mukp, berarti penampang kuat menahan momen ultimate.Penentuan Gaya PrategangPenentuan gaya prategang dengan asumsi seluruh beton tertekan :

Didapat nilai Pi = 8587,4212 kNKontrol Tegangan Saat Lantai DicorGaya Prategang awalPi=8587,4212kN

Prediksi Loss awal=5%

Gaya Prategang saat lantai di corPe=8158,0501kN

Luas penampangA=0,7523m2

Eksentrisitases=0,8520m

InersiaIx=0,4140m4

Titik beratyb=1,012m

Tahanan momen atasWa=0,3805m3

Tahanan momen bawahWb=0,4091m3

Tegangan Atas=

a=-11617,6859kN/m2

Tegangan Bawah=

b=-10124,7058kN/m2

Tegangan Izin tekan=0.6 * fci

ti=-19920kN/m2

Kehilangan Gaya Prategang Awal1. Kehilangan Gaya Prategang Akibat FriksiTegangan baja prategangfx=kN

Nilai dasar logaritmik natural naveriane=

Koefisien friksim=

Sudut kabela=

Koefisien wobbleK=

Kehilangan gaya prategang akibat friksifo=

fo=kN

2. Kehilangan Gaya Prategang Akibat Slip PengangkuranKehilangan akibat friksid=kN

Modulus elastisitasEc=MPa

Jarak antar ke titik kehilangan gayaL=m

Slip angkurDL=6mm

Panjang yang terpengaruh=

x=m

Kehilangan gaya prategang akibat slip angkur=

fa=kN

3. Kehilangan Gaya Prategang Akibat Susut BetonKonstantaksh=

Modulus elastisitas baja prategangEs=MPa

KelembabanRh=%

VolumeV=m3

Luas permukaanS=m2

Kehilangan akibat susutfsh=kN

4. Kehilangan Gaya Prategang Awal TotalKehilangan akibat friksi=kN

Kehilangan akibat slip=kN

Kehilangan akibat susut beton=kN

Kehilangan awal total=kN

Kontrol Tegangan Saat Beban Hidup BekerjaKontrol tegangan pada beton saat kondisi layan dengan umur rencana 50 tahun.Gaya Prategang saat lantai di corPe=81582,0501kN

Prediksi Loss akhir=19%

Gaya Prategang saat Kondisi LayanP=6608,0206kN

Tegangan Atasa=-8933,4211kN/m2

Tegangan Bawahb=1578,8161kN/m2

Tegangan Izin Tekanti=-20750kN/m2

Tegangan Izin Tariksi=3211,0247kN/m2

Kehilangan Gaya Prategang Akhir1. Kehilangan Gaya Prategang Akibat Rangkak BetonTegangan beton di pusat pategangfcs=kN

Tegangan beton akibat beban tambahanfcdp=kN

Kehilangan akibat rangkak beton=12*fcs 7*fcdp

fcr=kN

Maka fcr = 0 kN

2. Kehilangan Gaya Prategang Akibat Relaksasi TendonTegangan awal baja prategangfpi=kN

Tegangan leleh baja prategangfpy=kN

Waktu awalt1=jam

Waktu akhirt2=jam

Kehilangan akibat relaksasi=

fr=kN

3. Kehilangan Gaya Prategang Akhir TotalKehilangan akibat rangkak beton=0kN

Kehilangan akibat relaksasi=1513.6376kN

Kehilangan gaya prategang akhir=1513.6376kN

Dongkrak dan Strand tiap SelongsongTipe dongkrak yang digunakan dan jumlah strand tiap selongsong adalah sebagai berikut :Gaya prategangPi=8587.4212kN

Jumlah tendon=4

Gaya prategang tiap angkur=2146.8553kN

Tipe dongkrak=VSL290

Stroke dongkrak=74.0295mm

Diameter strand=00127m

Luas strand=0.00012667m2

Strand minimum=46.75

Strand yang digunakan=48Strand

Strand tiap selongsong=12strand

Penulangan Gelagar1. Tulangan Memanjang

Gambar 5.27 Penulangan

1. Bagian atasLuas penampang=m2

Diameter tulangan=m

Luas tulangan=m2

Luas tulangan yang dibutuhkan=m2

Jumlah tulangan=

2. Bagian tengahLuas penampang=m2

Diameter tulangan=m

Luas tulangan=m2


Jumlah tulangan=

3. Bagian bawahLuas penampang=m2

Diameter tulangan=m

Luas tulangan=m2


Jumlah tulangan=

2. Tulangan SengkangLuas penampangAg=m2

Kuat tekanfc=MPa

Lebar penampangbw=m

Tinggi efektif penampangd=m

Gaya geser tahananVc=kN

Gaya geserVu=kN

Tulangan Daerah Pengangkuran1. Tulangan BelahGaya prategang tiap dongkrakP=2146.8553kN

Luas angkurA=0.0729m2

Tegangan yang terjadi=29449.31824kN/m2

Kuat tekan betonfci=19920MPa

2. Tulangan SengkangGaya prategangP=2146.8553kN

Kuat leleh tulanganfpy=240MPa

Diameter tulangan=0.013m

Jumlah sengkang=3

Lendutan dan Lawan Lendut (Camber)1. Camber akibat gaya prategangGaya prategangPi=8587,4212kN

Eksentrisitas kabeles=m

Modulus elastisitas betonfci=MPa

Inersia penampangIx=m4

Camber akibat prategang=m

2. Lendutan akibat Beban Mati GelagarMomen akibat beban mati gelagarMD=kNm

Panjang gelagarL=m

Modulus elastisitas gelagarEc=MPa


Lendutan akibat beban mati gelagar=m

3. Lendutan akibat beban mati dan beban mati tambahanMomenM=kNm

Panjang gelagarL=m

Modulus elastisitasEc=MPa


Lendutan akibat beban mati dan mati tambahan=m

4. Lendutan akibat beban hidupBeban hidup merataQBTR=kN/m

Beban hidup terpusatPBGT=kN

Panjang gelagarL=m

Modulus elastisitas betonEc=MPa

Inersia gelagarIx=m4

Lendutan akibat beban hidup merata=m

Lendutan akibat beban hidup terpusat=m

Lendutan akibat beban hidup total=m

5. Camber total saat transfer gaya prategangCamber akibat prategang=0.09728m

Lendutan akibat gelagar=m

Camber saat transfer gaya prategang=m

6. Camber total saat kondisi layanCamber akibat prategang=0.09728m

Lendutan akibat beban mati dan beban mati tambahan=0.05040m

Lendutan akibat beban hidup merata=0.01818m

Lendutan akibat beban hidup terpusat=0.00633m

Camber total tanpa beban hidup=0.04687m

Camber total dengan beban hidup=0.02234m

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARANKesimpulanSaran

DAFTAR PUSTAKA

AASHTO. (2002). Standard Specifications for Highway Bridges. Washington, D.C.: AASHTO.AASHTO. (2012). AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications. Washington, D.C.: AASHTO.Budiman, S. (2010). Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB) dengan Pemrograman Bahasa Visual Borland Delphi 7.0 dan Database Mysql 4.0 untuk Bangunan dan Rumah Tinggal. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.Connecticut Departemen of Transportasion. (2003). Bridge Design Manual. Connecticut: Connecticut Departement of Transportation.Direktorat Jenderal Bina Marga. (2011). Perencanaan Struktur Beton Pratekan Untuk Jembatan. French, C. E. (2012). Validation of Prestressed Concrete I-Beam Deflection and Camber Estimate. Minneapolis: University of Minnesota.Halvorson, M. (2013). Step by Step Microsoft Visual Basic 2013. Canada: Microsoft Press.Hurst, M. K. (1998). Prestressed Concrete Design. London: E & FN Spon.Kh, V. S. (1984). Buku Teknik Sipil. Bandung: NOVA.Mauer, L. (2002). Sams Teach Yourself More Visual Basic .Net in 21 Days. Indianapolis: Sams Publishing.Mawarno, D. S. (2010). Analisis Tebal Perkerasan Kaku Berdasarkan Metode Bina Marga Dengan Menggunakan Program Visual Basic. Jakarta Barat: Universitas Binus.Ministery of Public Works. (1992). Bridge Design Manual. Directorate General of Highways.Ministery of Public Works. (1992). Bridge Design Manual. Directorate General of Highways.Naaman, A., & Breen, J. (1990). External Prestressing in Bridges. Michigan: Patricia Kost.Napitupulu, F. H. (2006). Pembuatan Program Bantu Meghitung Tebal Pererasan Lentur dan Perkerasan Kaku Metode Bina Marga Dengan Borland Delphi. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.Nawy, E. G. (2009). Prestress Concrete. New Jersey: Rutgers University.Raju, N. K. (2007). Prestressed Concrete. New Delhi: The Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited.Standar Nasional Indonesia. (2002). Baja Tulangan Beton. Badan Standarisasi Nasional.Standar Nasional Indonesia. (2005). Pembebanan Untuk Jembatan. Badan Standarisasi Nasional.Standar Nasional Indonesia. (2008). Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan. Badan Standarisasi Nasional.Utley, C. (2001). A Programmer's Introduction to Visual Basic .Net. Indianapolis: SAMS Publishing.

LAMPIRAN

LAMPIRAN ABAGAN ALIR APLIKASI

Bagan alir keseluruhan dari aplikasi yang dibuat adalah sebagai berikut :

C-1

LAMPIRAN BKODE PROGRAM

LAMPIRAN CSTRANDVSL International Ltd.Properti strand dari pabrikator VSL yang dapat digunakan adalah sebagai berikut :1. Strand 13 mmNominal diameterd=12.7mm

Nomina cross sectionAp=98.7mm2

Nominal massM=0.775kg/m

Nominal tensile strengthfpk=1860MPa

Specif./min. breaking loadFpk=183.7kN

2. Strand 15 mmNominal diameterd=15.24mm

Nomina cross sectionAp=140mm2

Nominal massM=1.102kg/m

Nominal tensile strengthfpk=1860MPa

Specif./min. breaking loadFpk=260.7kN

INDEKS

Angkur, 11Bagan Alir, 26Beton, 5Beton Mormal, 6Beton Mutu Tinggi, 6Beton Prategang, 1Camber, 20Daerah Aman Kabel, 10Dimensi Pendahuluan, 9Dongkrak, 13Geser Batas Nominal, 18Geser Beton, 19Geser Minimum Tulangan, 19Geser Tulangan, 19Jembatan, 1Kehilangan Prategang, 15Kuat Tarik Leleh Tulangan, 7Kuat Tarik Leleh Tulangan Prategang, 8Kuat Tarik Putus Tulangan, 7Kuat Tarik Putus Tulangan Prategang, 7Lendutan, 20Limit Kern, 10Microsoft Visual Studio, 20, 28Modulus Elastisitas Beton, 6Modulus Elastisitas Tulangan, 7Modulus Elastisitas Tulangan Prategang, 8Mutu Beton, 6Net Framework, 21, 28pengujian, 7Selimut Beton, 6Tegangan Izin Beton, 6Tegangan Izin Tarik Tulangan, 7Tegangan Izin Tulangan Prategang, 8Tulangan Belah, 19Tulangan Prategang, 7

laporan beton prategang

Documents