PERENCANAAN KOMPONEN SAMBUNGAN

JEMBATAN MODEL, JEMBATAN RANGKA

PEJALAN KAKI BAJA CANAI DINGIN

“JEMBATAN TUDANG SIPULUNG”

KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-14

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

MUHAMMAD IKBAL MAULANA

201510340311006

JURURAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

ii

LEMBAR PENGESAHAN

JUDUL : PERENCANAAN KOMPONEN SAMBUNGAN JEMBATAN

MODEL, JEMBATAN RANGKA PEJALAN KAKI BAJA

CANAI DINGIN “JEMBATAN TUDANG SIPULUNG”

KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-14

NAMA : MUHAMMAD IKBAL MAULANA

NIM : 201510340311006

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal 23 Maret 2019.

Susunan Dewan Penguji,

1. Rizki Amalia Tri C., S.T. Dosen Penguji I

2. Faris Rizal Andardi, S.T., M.T. Dosen Penguji II

Menyetujui dan Mengesahkan :

iii

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Muhammad Ikbal Maulana

NIM : 201510340311006

Jurusan : Teknik Sipil

Fakultas : Teknik

Universitas : Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan sebenar – benarnya bahwa Tugas Akhir dengan judul

“Perencanaan Komponen Sambungan Jembatan Model, Jembatan Rangka Pejalan

Kaki Baja Canai Dingin “Jembatan Tudang Sipulung” Kompetisi Jembatan

Indonesia Ke-14” adalah hasil karya saya dan bukan karya tulis orang lain. Dalam

naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang

lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat

karya atau pendapat yang pernah ditulisau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian

maupun selurunya, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan

disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka. Demikian pernyataan ini saya

buat dengan sebenarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar saya bersedia

menerima sanksi akademis.

iv

Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk:

Kedua orang tua

Poniran dan Lailatul Muadzomah, S.Pd.

atas doa dan arahan serta motivasi yang diberikan

Kakak

Muflihatul Firdausi, S.Pd.

sumber inspirasi dan semangat

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayahnya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.

Tugas Akhir yang berjudul “Perencanaan Jembatan Pejalan Kaki Tipe Rangka Baja

Canai Dingin pada Universitas Muhammadiyah Malang” ini disusun dalam rangka

menyelesaikan studi Strata 1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang.

Penyusunan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan banyak

pihak, oleh sebab itu dalam kesempatan kali ini penulis menyampaikan terimakasih

kepada :

1. Ketua Jurusan Teknik Sipil, Ir. Rofikatul Karimah, M.T. ;

2. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak

Ir. Erwin Rommel, M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang membantu

dalam pemahaman materi ;

3. Dosen Penguji 1, Rizki Amalia Tri C., S.T. dan Dosen Penguji 2, Faris

Rizal Andardi, S.T., M.T. atas masukan yang bermanfaat ;

4. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Muhammadiyah Malang ;

5. Teman – teman Teknik Sipil, terutama kelas A 2015;

6. Pengurus dan Anggota Lembaga Semi Otonom Surya Team secara

keseluruhan ;

7. Ibu, Ayah dan Kakak yang selalu mendukung, mendoakan dan memberi

semangat ;

8. Pihak – pihak lain yang mendukung secara langsung dan tidak langsung, yang

tidak dapat disebutkan satu per satu.

Semoga tugas akhir ini bermanfaat dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi dalam Negara Kesatuan Republik Indonesia

Malang,…………………………

Penulis

vi

PERENCANAAN KOMPONEN SAMBUNGAN JEMBATAN MODEL,

JEMBATAN RANGKA PEJALAN KAKI BAJA CANAI DINGIN “JEMBATAN

TUDANG SIPULUNG” KOMPETISI JEMBATAN INDONESIA KE-14

THE PLANNING OF BRIDE CONNECTOR MODEL AND PEDESTRIAN BRIDGE

OF COLD FORMED STEEL ‘TUDANG SIPULUNG BRIDGE’ IN THE 14TH

INDONESIAN BRIDGE COMPETITION

Muhammad Ikbal Maulana1, Yunan Rusdianto2, Erwin Rommel3

1,2,3 Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas 246 Malang, 65145, Jawa Timur – Indonesia

Email : muhammadikbal2905@gmail.com

ABSTRACT

Bridge is one of essential infrastructures and plays an important role in connecting between two

areas. In the process of bridge construction, there are a lot of things that should be concerned,

starting from materials, budget, and any other aspect. The materials used in building bridge

construction are concrete, wood, steel, and cold formed steel. The purpose of the study was to

examine the planning of bridge connector model and pedestrian bridge of cold formed steel ‘Tudang

Sipulung’ in the 14th Indonesian Bridge Competition. The bridge was planned by means of deck

type truss model with the length and width 4.3 meters and 0.9 meters respectively. The loading was

conducted in the middle of landforms with the weight 400 kg. Since the data were analyzed by using

StaadPro V8i, the maximum deflection of cold formed steel bridge is 1.557 mm with the total weight

79.474 kg. According to the field notes, the maximum deflection of cold formed steel bridge is 2.01

mm with the total weight 80.00 kg. The maximum permitted deflection is 15 mm.

Keywords : Skeleton bridge, Cold formed steel, Deck type truss

ABSTRAK

Sebagai salah satu infrastruktur yang memiliki peranan sangat penting sebagai alat penghubung

antara suatu wilayah dengan wilayah lainnya yang dipisahkan oleh berbagai hal, tentunya dalam

proses perancangan sebuah konstruksi jembatan banyak yang harus diperhatikan mulai dari material

yang akan digunakan, anggaran yang akan digunakan serta berbagai aspek lainnya. Material yang

sering digunakan pada perancangan konstruksi jembatan antara lain beton, kayu, dan baja serta baja

canai dingin. Pada pembahasna kali ini akan berfokus pada pembahasan jembatan pejalan kaki

dengan material utama baja canai dingin hasil kompetisi jembatan Indonesia ke-14 kategori

jembatan rangka pejalan kaki baja canai dingin. Jembatan direncanakan menggunakan model deck

type truss dengan panjang 4,3 meter dan lebar 0,9 meter. Pembebanan dilakukan pada tengah

bentang dengan berat 400 kg. Dari hasil analisa menggunakan bantuan StaadPro V8i didapat

lendutan maksimum jembatan rangka baja canai dingin sebesar 1,557 mm dengan berat total

jembatan 79,474 kg. Sedangkan dari hasil pelaksanaan dilapangan didapatkan lendutan maksimum

sebesar 2,01 mm dengan berat total jembatan 80,00 kg. Lendutan maksimum yang diijinkan yaitu

sebesar 15 mm.

Kata kunci : Jembatan rangka, Baja canai dingin, Deck type Truss

vii

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ................................................................................................. v

Abstrak ............................................................................................................. vi

Daftar Isi........................................................................................................... vii

Daftar Tabel ..................................................................................................... x

Daftar Gambar .................................................................................................. xi

Daftar Lampiran ............................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 4

1.3 Tujuan ..................................................................................................... 4

1.4 Manfaat ................................................................................................... 4

1.5 Batasan Masalah ..................................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Jembatan Rangka Batang ........................................................................ 6

2.1.1 Prinsip Dasar Triangulasi .............................................................. 6

2.1.2 Konfigurasi Segitiga ...................................................................... 7

2.1.3 Gaya Batang .................................................................................. 8

2.1.4 Komponen Jembatan Rangka Batang ........................................... 8

2.1.5 Jenis Rangka Batang ..................................................................... 9

2.2 Jenis Baja Struktural ............................................................................... 10

2.3 Material Baja Canai Dingin .................................................................... 11

2.3.1 Sifat Mekanisme Baja Canai Dingin ............................................. 12

2.3.2 Tegangan Regangan Baja Canai Dingin ....................................... 12

2.4 Jembatan Pejalan Kaki ............................................................................ 13

2.5 Jembatan Rangka Baja Canai Dingin Pejalan Kaki ................................ 14

2.5.1 Komponen Jembatan Rangka Baja Canai Dingin ......................... 15

2.5.2 Pembebanan Jembatan Rangka Baja Canai Dingin Pejalan Kaki . 15

2.5.3 Beban Tetap................................................................................... 17

viii

2.5.4 Beban Hidup (Beban Lalu Lintas) ................................................ 18

2.5.5 Beban Uji....................................................................................... 19

2.6 Penampang Baja Canai Dingin ............................................................... 19

2.6.1 Dimensi yang Digunakan .............................................................. 20

2.7 Analisa Struktur Rangka Baja Canai Dingin .......................................... 21

2.7.1 Batang Tarik .................................................................................. 21

2.7.2 Batang Tekan................................................................................. 24

2.8 Sambungan Baja Canai Dingin ............................................................... 28

2.8.1 Sambungan Sekrup ........................................................................ 28

BAB III METODE PERANCANGAN

3.1 Diagram Alir Perancangan ..................................................................... 32

3.2 Langkah – langkah Perancangan ............................................................ 33

3.2.1 Pengumpulan Data ........................................................................ 33

3.2.2 Desain Model Jembatan ................................................................ 35

3.2.3 Menentukan Pembebanan Jembatan Model .................................. 36

3.2.4 Preliminary Design ....................................................................... 37

3.2.5 Kontrol Lendutan .......................................................................... 37

3.2.6 Desain Komponen ......................................................................... 37

3.2.7 Permodelan Profil Rangka Jembatan Model ................................. 38

3.2.8 Analisa Struktur............................................................................. 39

3.2.9 Gambar Rancangan ....................................................................... 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Material dan Alat Sambung .................................................................... 41

4.2 Beban ...................................................................................................... 41

4.3 Sistem Struktur ....................................................................................... 42

4.4 Modelisasi Struktur ................................................................................. 42

4.4.1 Permodelan Struktur Rangka ........................................................ 42

4.4.2 Permodelan Material ..................................................................... 43

4.4.3 Permodelan Pembebanan .............................................................. 44

ix

4.5 Analisa Struktur ...................................................................................... 45

4.5.1 Analisa Pembebanan Struktur Jembatan Model............................ 45

4.5.1.1 Beban Mati (Dead Load) / Beban Titik .......................... 45

4.5.1.2 Beban Sandaran............................................................... 45

4.5.1.3 Berat Sendiri ................................................................... 46

4.5.1.4 Rekapitulasi Berat Jembatan ........................................... 47

4.5.2 Analisa Gaya Batang ..................................................................... 48

4.5.3 Analisa Lendutan........................................................................... 50

4.6 Desain Komponen .................................................................................. 51

4.6.1 Analisa Profil Double Lip-Channel 75x35x0,65........................... 51

4.6.2 Analisa Profil Lip-Channel 75x35x0,65 ....................................... 54

4.7 Desain Sambungan ................................................................................. 57

4.8 Pelaksanaan dan Hasil ............................................................................ 62

4.8.1 Pelaksanaan ................................................................................... 62

4.8.2 Hasil .............................................................................................. 63

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 64

5.2 Saran ....................................................................................................... 65

Daftar Pustaka .................................................................................................. 66

Lampiran

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1, Kekuatan Minimum Baja Sesuai dengan AS 1397 ......................... 12

Tabel 2.2, Faktor Beban Mati .......................................................................... 18

Tabel 2.3, Faktor Beban Mati Tambahan......................................................... 18

Tabel 2.4, Faktor Beban Lalu Lintas ................................................................ 18

Tabel 2.5, Faktor Koreksi untuk Elemen yang Diarsir .................................... 23

Tabel 2.6, Tipe Sekrup ..................................................................................... 29

Tabel 3.1, Spesifikasi Material Baja Canai Dingin .......................................... 34

Tabel 3.2, Permodelan Struktur Jembatan Warren Truss ................................ 36

Tabel 4.1, Material dan Alat Sambung ............................................................ 41

Tabel 4.2, Pembebanan pada Jembatan............................................................ 41

Tabel 4.3, Data Panjang Tiap Batang............................................................... 46

Tabel 4.4, Rekapitulasi Berat Batang ............................................................... 46

Tabel 4.5, Rekapitulasi Berat Total Jembatan ................................................. 48

Tabel 4.6, Rekapitulasi Gaya Batang ............................................................... 49

Tabel 4.7, Rekapitulasi Gaya Batang Maksimum ............................................ 50

Tabel 4.8, Spesifikasi Batang 4 ........................................................................ 51

Tabel 4.9, Spesifikasi Batang 8 ........................................................................ 53

Tabel 4.10, Spesifikasi Batang 11 .................................................................... 54

Tabel 4.11, Spesifikasi Batang 13 .................................................................... 56

Tabel 4.12, Spesifikasi Sambungan Jembatan Model ...................................... 57

Tabel 4.13, Kebutuhan Sekrup Tiap Batang .................................................... 59

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1, Konfigurasi Rangka Segitiga Stabil dan Tidak Stabil ................. 7

Gambar 2.2, Konfigurasi Rangka Pada Jembatan ............................................ 7

Gambar 2.3, Gaya Tekan dan Gaya Tarik........................................................ 8

Gambar 2.4, Komponen Jembatan Rangka ...................................................... 8

Gambar 2.5, Berbagai tipe rangka batang/truss Jembatan. (a) Warren truss dengan

batang atas rangka lurus); (b) Warren Truss (dengan batang atas

rangka lengkung); (c) Warren Truss dengan batang vertikal; (d) Prutt

truss; (e) Howe truss; dan (f) K-truss (Chen Wai-Fah dan Lian Duan,

2000) .......................................................................................... 10

Gambar 2.6, Jenis Baja Struktural. (a) Bentuk Baja Canai Dingin (cold-forming);

(b) Bentuk Baja Canai Panas (hot-rolling) (lubisald, 2002) ....... 10

Gambar 2.7, Efek Strain Hardening dan Straing Aging pada Karakteristik Tegangan

Regangan.( Wei-Wen Yu dan Laloube, 2010) ........................... 13

Gambar 2.8, Standar Lebar Jembatan yang Direkomendasikan (Footbridges Manual

for Construction at Community and District Level, 2004) ......... 14

Gambar 2.9, Standar Lebar Jembatan yang Disesuaikan dengan Tipe Pengguna

(Footbridges Manual for Construction at Community and District

Level, 2004) ............................................................................... 14

Gambar 2.10, Jembatan Canai Dingin Deck Type Truss ................................. 15

Gambar 2.11, Pengelompokan Beban pada Jembatan ..................................... 17

Gambar 2.12, Simulasi Pembebanan ............................................................... 19

Gambar 2.13, Elemen Pada Penampang Canai Dingin .................................... 19

Gambar 2.14, Contoh Simetri Penampang ....................................................... 20

Gambar 2.15, Pengaku Baja Canai Dingin ...................................................... 21

Gambar 2.16, Diagram Alir Perencanaan Batang Tarik .................................. 24

Gambar 2.17, Diagram Alir Perencanaan Batang Tekan ................................. 27

Gambar 2.18, Komponen dan Notasi Sekrup................................................... 29

Gambar 3.1, Diagram Alir Perancangan Jembatan .......................................... 32

Gambar 3.2, Permodelan Struktur Jembatan K-Truss ...................................... 35

xii

Gambar 3.3, Permodelan Struktur Jembatan Balrimore Truss ........................ 35

Gambar 3.4, Permodelan Struktur Jembatan Warren Truss ............................ 35

Gambar 3.5, Diagram Pembebanan Pada Jembatan......................................... 36

Gambar 3.6, Isotropic Material of cold formed stell ....................................... 38

Gambar 3.7, Permodelan Profil denganAplikasi Bantuan Staad Pro v8i ........ 39

Gambar 4.1, Data Struktur Jembatan Model .................................................... 42

Gambar 4.2, Permodelan Struktur Rangka Jembatan Model Menggunakan Aplikasi

Staad Pro v8i .............................................................................. 42

Gambar 4.3, Permodelan Struktur Rangka Jembatan Model dan Structural Info

Menunjukan Jumlah Nodal dan Batang Jembatan Tudang Sipulung

secara 3D ..................................................................................... 43

Gambar 4.4, Permodelan Profil Menggunakan Aplikasi Staad Pro v81 .......... 43

Gambar 4.4, Permodelan dan Kombinasi Pembebanan ................................... 44

Gambar 4.5, Permodelan Struktur jembatan .................................................... 48

Gambar 4.6, Diagram Gaya-gaya Batang ........................................................ 48

Gambar 4.7, Lendutan Teoritis Jembatan ........................................................ 50

Gambar 4.8, Proses Perakitan .......................................................................... 62

Gambar 4.9, Dokumentasi Semua Tim dan Crew............................................ 62

Gambar 4.10, Dokumentasi Tim dan Crew setelah penerimaan Penghargaan 63

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1, Gambar Rencana Jembatan Model