PERILAKU LENTUR, GESER, DAN NORMAL

BALOK PELENGKUNG DENGAN ANALISIS

KONSTRUKSI BERTAHAP

(STUDI KASUS : JEMBATAN SANGEH)

COVER

TUGAS AKHIR

Oleh :

I Wayan Krisna Mila Wijaya

NIM: 1104105009

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

LEMBAR PENGESAHAN

SURAT PERNYATAAN

iv

ABSTRAK

Pembangunan jembatan pelengkung secara konvensional dianggap sangat

sulit, terlebih jika jembatan pelengkung dibangun diatas jurang yang dalam atau

sungai yang deras. Dalam perkembangan teknologi, pihak pekerja mulai

menggunakan Traveller dan metode pelaksanaan pembangunan bertahap dalam

pengerjaannya. Penelitian ini bertujuan untuk mencari tahu tentang perilaku

pelengkung selama pelaksanaan dengan metode pelaksanaan bertahap.

Data-data yang digunakan berdasarkan pada data perencanaan

pembangunan Jembatan Sangeh di Desa Sangeh. Analisis dilakukan dengan

menggunakan analisis segmental untuk pelengkung. Perilaku yang diteliti dibatasi

hanya pada perilaku struktur berupa momen, gaya geser, dan gaya normal pada

pelengkung jembatan. Pelengkung jembatan dibuat bersamaan dari kedua sisi

sampai akhirnya bertemu di tengah-tengah jembatan. Model selanjutnya dianalisis

dengan nonliniear staged construction analysis. Hasil yang diperoleh

digambarkan dalam grafik untuk melihat perubahan gaya dalam yang terjadi

sehingga dapat ditentukan kapan tahapan kritis dalam analisis.

Hasil analisis konstruksi bertahap menunjukan gaya-gaya dalam membentuk

pola tertentu yang terus meningkat secara non linier pada setiap tahapan

pengerjaan. Hal ini berbeda dengan model ketika dianalisis dengan analisis

konvensional yang umumnya membentuk pola yang acak. Pada tahap kesepuluh,

untuk momen dan gaya geser mengalami fluktuasi yaitu hasil yang tereduksi

karena bertemunya ujung-ujung pelengkung, sementara untuk gaya normal tidak.

Jika dibandingkan, analisis konstruksi bertahap memberikan hasil momen yang

lebih besar dengan rasio rata-rata 3 kali lebih besar daripada hasil yang ditunjukan

analisis konvensional pada section yang sama. Begitu pula dengan gaya geser

yang memberikan hasil lebih besar dengan rasio rata rata 2 kali analisis

konvensional. Berbeda halnya dengan gaya normal yang lebih kecil atau sekitar

0,2 kali hasil analisis konvensional. Tegangan yang terjadi untuk kedua analisis

masih dibawah tegangan ijin, yaitu 16 Mpa dengan lendutan rata-rata sebesar

32,5063 mm.

Kata Kunci : Analisis konstruksi bertahap, Analisis konvensional, Momen, Gaya

geser, Gaya normal, Tegangan, Lendutan

v

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa, Tuhan

Yang Maha Esa karena atas karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

dengan judul “Perilaku Lentur, Geser, dan Normal Balok Pelengkung dengan

Analisis Konstruksi Bertahap (Studi Kasus : Jembatan Sangeh)” ini hingga

selesai.

Dalam menyusun tugas akhir ini, penulis telah melibatkan berbagai pihak,

untuk itu tidak lupa ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada: Bapak Dr. Ir.

I Nyoman Sutarja, M.S selaku Dosen Pembimbing 1, Bapak Ida Bagus Rai

Widiarsa, ST., MASc., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing II, Staf Dosen dan

pegawai di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Udayana, orang tua, keluarga, dan teman – teman yang tidak dapat penulis

sebutkan satu persatu, yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tugas ini masih jauh dari sempurna,

untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun guna

penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih

dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Bukit Jimbaran, Juni 2015

Penulis

vi

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................. iv

UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................... v

DAFTAR ISI .......................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... x

BAB I ..................................................................... Error! Bookmark not defined.

PENDAHULUAN.................................................. Error! Bookmark not defined.

1.1 Latar Belakang ............................................... Error! Bookmark not defined.

1.2 Rumusan Masalah .......................................... Error! Bookmark not defined.

1.3 Tujuan ............................................................ Error! Bookmark not defined.

1.4 Manfaat Penulisan .......................................... Error! Bookmark not defined.

1.5 Batasan Masalah............................................. Error! Bookmark not defined.

BAB II .................................................................... Error! Bookmark not defined.

TINJAUAN PUSTAKA......................................... Error! Bookmark not defined.

2.1 Jembatan ......................................................... Error! Bookmark not defined.

2.2 Jembatan Pelengkung ..................................... Error! Bookmark not defined.

2.3 Pembebanan Jembatan .................................. Error! Bookmark not defined.

2.3.1 Beban Gravitasi ......................................... Error! Bookmark not defined.

2.3.2 Beban Permanen........................................ Error! Bookmark not defined.

2.3.3 Beban Transien.......................................... Error! Bookmark not defined.

2.3.4 Beban Lalu Lintas ..................................... Error! Bookmark not defined.

2.3.4.1 Beban Lajur “D” .................................................. Error! Bookmark not defined.

2.3.4.2 Beban Truk “T” .................................................... Error! Bookmark not defined.

2.3.5 Beban Dinamis .......................................... Error! Bookmark not defined.

2.3.6 Beban/ Gaya Rem ..................................... Error! Bookmark not defined.

2.3.7 Beban Seret dan Tumbukan pada Pilar ..... Error! Bookmark not defined.

2.3.8 Pengaruh Temperatur ................................ Error! Bookmark not defined.

2.3.9 Pengaruh Beban Gempa ............................ Error! Bookmark not defined.

2.3.10 Beban Pelaksanaan .................................. Error! Bookmark not defined.

2.4 Kombinasi Pembebanan ................................ Error! Bookmark not defined.

2.5 Metode dan Overhead Form Traveller (Traveller) ...... Error! Bookmark not

defined. 2.6 Konsep Beton Bertulang ............................... Error! Bookmark not defined.

2.7 Perencanaan Pelengkung ............................... Error! Bookmark not defined.

2.8 Konsep Prategang.......................................... Error! Bookmark not defined.

2.9 Pengenalan Program SAP2000 ..................... Error! Bookmark not defined.

2.10 Sistem Koordinat pada SAP .......................... Error! Bookmark not defined.

2.11 Analisis Konstruksi Bertahap ........................ Error! Bookmark not defined.

BAB III................................................................... Error! Bookmark not defined.

METODE PENELITIAN ....................................... Error! Bookmark not defined.

3.1 Data-data Rencana Jembatan Sangeh............ Error! Bookmark not defined.

3.2 Langkah-langkah Analisis ............................. Error! Bookmark not defined.

3.3 Perbandingan Hasil Analisis ......................... Error! Bookmark not defined.

BAB IV .................................................................. Error! Bookmark not defined.

HASIL DAN PEMBAHASAN .............................. Error! Bookmark not defined.

vii

4.1 Hasil Analisis ................................................. Error! Bookmark not defined.

4.1.1 Hasil Pemodelan Struktur ...................... Error! Bookmark not defined.

4.1.2 Hasil Perhitungan Pembebanan.............. Error! Bookmark not defined.

4.1.3 Hasil Analisis ......................................... Error! Bookmark not defined.

4.1.3.1 Perilaku Lentur Dengan Analisis Konstruksi Bertahap .............. Error!

Bookmark not defined.

4.1.3.2 Perilaku Geser Dengan Analisis Konstruksi BertahapError! Bookmark not defined.

4.1.3.3 Perilaku Normal Dengan Analisis Konstruksi Bertahap............. Error!

Bookmark not defined.

4.1.3.4 Hasil Analisis Model Dengan Analisis Konvensional Error! Bookmark not defined.

4.1.3.5 Hasil Hitung Tegangan .................................. Error! Bookmark not defined.

4.1.3.6 Lendutan ............................................................ Error! Bookmark not defined.

4.1.3.7 Perbandingan Hasil Analisis Metode Analisis Konstruksi Bertahap

dengan Analisis Konvensional ....................................... Error! Bookmark not defined.

4.2 Pembahasan .................................................... Error! Bookmark not defined.

BAB V .................................................................... Error! Bookmark not defined.

SIMPULAN DAN SARAN ................................... Error! Bookmark not defined.

5.1 Simpulan ........................................................ Error! Bookmark not defined.

5.2 Saran ............................................................... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN A – PERATURAN DAN SURAT-SURAT .. Error! Bookmark not

defined. LAMPIRAN B – TABEL HITUNGAN ................ Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN C – GAMBAR RENCANA ............. Error! Bookmark not defined.

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pelengkung terjepit 7

Gambar 2.2 Pelengkung dua sendi 8

Gambar 2.3 Pelengkung tiga sendi 8

Gambar 2.4 Pelengkung terikat 9

Gambar 2.5 True arch 9

Gambar 2.6 Tied arch 10

Gambar 2.7 Half true arch 10

Gambar 2.8 Beban lajur “D” 14

Gambar 2.9 Penyebaran beban lajur “D” pada arah melintang 15

Gambar 2.10 Penyebaran beban truk “T” 16

Gambar 2.11 Form traveller 21

Gambar 2.12 Gambar penampang pelengkung 22

Gambar 2.13 Gambar penampang pelengkung non-prismatis 23

Gambar 2.14 Gambar pembagian pias pelengkung 24

Gambar 2.15 Pias pelengkung 24

Gambar 2.16 Distribusi tegangan beton prategang sentries 27

Gambar 2.18 Distribusi tegangan beton prategang eksentries 27

Gambar 2.18 Momen penahan internal pada balok beton prategang dan beton

bertulang 28

Gambar 2.19 Balok beton menggunakan baja mutu tinggi 29

Gambar 2.20 Balok prategang dengan tendon parabola 29

Gambar 2.21 Balok prategang dengan tendon membengkok 30

Gambar 3.1 Gambar rencana Jembatan Sangeh 35

Gambar 3.2 Gambar model untuk analisa 36

Gambar 3.3 Gambar model untuk analisa balok pelengkung 37

Gambar 3.4 Gambar pembagian tahapan analisis 38 Gambar 3.5 Diagram alir analisis 39

Gambar 4.1 Model analisis konstruksi bertahap 53

Gambar 4.1 Model analisis konvensional 54

Gambar 4.3 Railing 55

Gambar 4.4 Trotoar 56

Gambar 4.5 Faktor Beban Dinamis 57

Gambar 4.6 Input respon spectrum 59

Gambar 4.7 Momen tahap 1 60

Gambar 4.8 Momen tahap 2 60

Gambar 4.9 Momen tahap 3 61

Gambar 4.10 Momen tahap 4 61

Gambar 4.11 Momen tahap 5 61

Gambar 4.12 Momen tahap 6 62

Gambar 4.13 Momen tahap 7 62

ix

Gambar 4.14 Momen tahap 8 62

Gambar 4.15 Momen tahap 9 63

Gambar 4.16 Momen tahap 10 63

Gambar 4.17 Momen tahap 11 63

Gambar 4.18 Momen tahap 12 64

Gambar 4.19 Momen tahap 13 64

Gambar 4.20 Gaya geser tahap 1 65

Gambar 4.21 Gaya geser tahap 2 65

Gambar 4.22 Gaya geser tahap 3 65

Gambar 4.23 Gaya geser tahap 4 66

Gambar 4.24 Gaya geser tahap 5 66

Gambar 4.25 Gaya geser tahap 6 66

Gambar 4.26 Gaya geser tahap 7 67

Gambar 4.27 Gaya geser tahap 8 67

Gambar 4.28 Gaya geser tahap 9 67

Gambar 4.29 Gaya geser tahap 10 68

Gambar 4.30 Gaya geser tahap 11 68

Gambar 4.31 Gaya geser tahap 12 68

Gambar 4.32 Gaya geser tahap 13 69

Gambar 4.33 Gaya normal tahap 1 70

Gambar 4.34 Gaya normal tahap 2 70

Gambar 4.35 Gaya normal tahap 3 70

Gambar 4.36 Gaya normal tahap 4 71

Gambar 4.37 Gaya normal tahap 5 71

Gambar 4.38 Gaya normal tahap 6 71

Gambar 4.39 Gaya normal tahap 7 72

Gambar 4.40 Gaya normal tahap 8 72

Gambar 4.41 Gaya normal tahap 9 72

Gambar 4.42 Gaya normal tahap 10 73

Gambar 4.43 Gaya normal tahap 11 73

Gambar 4.44 Gaya normal tahap 12 73

Gambar 4.45 Gaya normal tahap 13 74

Gambar 4.46 Gambar momen lentur 75

Gambar 4.47 Gambar gaya geser 75

Gambar 4.48 Gambar gaya normal 75

Gambar 4.49 Grafik perilaku pelengkung akibat momen lentur 80

Gambar 4.50 Grafik perilaku pelengkung akibat gaya geser 80

Gambar 4.51 Grafik perilaku pelengkung akibat gaya normal 81

Gambar 4.52 Diagram perbandingan momen 82

Gambar 4.53 Diagram perbandingan gaya geser 83

Gambar 4.54 Diagram perbandingan gaya normal 83

Gambar 4.55 Perbandingan tegangan pada serat atas 85

Gambar 4.56 Perbandingan tegangan pada serat bawah 85

Gambar A.1 Respon spectrum wilayah gempa 3 91

Gambar A.2 Peta daerah gempa untuk koefisien gempa dasar 92

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor beban pada keadaan batas ultimate 19

Tabel 2.2 Kombinasi beban ultimate 19

Tabel 4.1 Hasil analisis momen pada pelengkung tengah 65

Tabel 4.2 Hasil analisis gaya geser pada pelengkung tengah 70

Tabel 4.3 Hasil analisa gaya normal pada pelengkung tepi 75

Tabel 4.4 Hasil analisa dengan analisa konvensional 77

Tabel 4.5 Hasil analisa tegangan serat atas 77

Tabel 4.6 Hasil analisa tegangan serat bawah 78

Tabel 4.7 Hasil analisa tegangan geser 78

Tabel 4.8 Hasil analisa lendutan 79

Tabel 4.9 Perbandingan nilai momen 79

Tabel 4.10 Perbandingan nilai gaya geser 80

Tabel 4.11 Perbandingan nilai gaya normal 91

Tabel A.3 Kecepatan angin rencana (Vw) 91 Tabel A.4 Berat isi dan kerapatan masa untuk berat sendiri 92

Tabel B.1 Hitungan tegangan analisis konstruksi bertahap 94

Tabel B.1 Hitungan tegangan analisis konstruksi bertahap-lanjutan 95

Tabel B.2 Hitungan tegangan analisis konvensional 96

Tabel B.2 Hitungan tegangan analisis konvensional-lanjutan 97