proposal tugas akhir

1

PROPOSAL TUGAS AKHIRPERENCANAAN ULANG MONOREL BANDARA SOEKARNO-HATTA-TANGERANG

MENGGUNAKAN GELAGAR BAJA DAN PILAR BAJA STA 0+100

JAKARTA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagai ibu kota negara, Jakarta mempunyai peranan penting dalam

pembangunan dan investasi bangsa. Menjadi pintu gerbang masuknya modernisasi dan

globalisasi. Sehingga, ketersediaan sarana dan prasarana transportasi sangatlah

diperlukan.

Jakarta mempunyai bandara kelas internasional yang menduduki peringkat ke-9

sebagai bandara tersibuk di dunia dengan 57.7 juta penumpang/tahun pada tahun 2012.

Apalagi dengan grand design terminal 3 tahun 2014 diperkirakan jumlah penumpang

akan naik menjadi 63 juta penumpang/tahun. Oleh karena itu diperlukan automated

people mover yaitu monorel dengan sistem 2 jalur yang dapat melayani penumpang

dengan cepat.

Pertimbangan menggunakan monorel karena efektif dan efisien dalam segi biaya

dan waktu. Selain itu menggunakan transportasi monorel berarti ikut berpartispasi

dalam gerakan menyelematkan bumi (save the earth) karena transportasi ini bebas

polusi. Dengan adanya monorel ini Bandara Soekarno Hatta mewakili kota Jakarta

sebagai ikon kota metropolitan dengan modernisasi transportasi.

1.2 Rumusan Masalah

Dalam tugas akhir ini permasalahan yang akan dibahas ialah:

1. Bagaimana perencanaan monorel gelagar baja dan pilar baja?

2. Bagaimana perhitungan struktur atas monorel?

3. Bagaimana perhitungan struktur bawah monorel?

PROGRAM STUDI DIPLOMA TEKNIK SIPIL FTSP – ITS SURABAYA

1



JAKARTA

1.3 Batasan Masalah

Dalam penyusunan tugas akhir ini perencanaan Monorel Bandara Soekarno-

Hatta meliputi sebagai berikut:

1. Merencanakan dan menganalisa struktur atas dan bawah monorel dengan gelagar

baja dan pilar baja.

2. Menggambarkan hasil analisa struktur monorel.

3. Tidak membahas anggaran biaya dan metode pelaksanaan pembangunan monorel.

1.4 Tujuan

1.4.1 Umum

Dalam penyusunan tugas akhir ini, perencanaan Monorel Bandara

Soekarno-Hatta bertujuan untuk merencanakan struktur monorel dengan syarat

memenuhi syarat spesifikasi teknis, agar stabilitasi struktur terpenuhi dan

mengantisipasi terjadinya kegagalan struktur.

1.4.2 Khusus

1. Perencanaan dan analisa struktur bangunan atas monorel adalah perancangan

gelagar baja termasuk di dalamnya perhitungan pembebanan, baut dan

sambungan.

2. Perencanaaan dan analisa struktur bangunan bawah monorel adalah

perancangan pilar baja dan perhitungan struktur pondasi.

1.5 Manfaat

1.5.1 Umum

Manfaat dari adanya perencanaan pembangunan Monorel Bandara

Soekarno-Hatta ini adalah dapat melayani jumlah penumpang yang terus

meningkat di bandara dengan waktu tempuh yang singkat.


1



JAKARTA

1.5.2 Khusus

Pembangunan Monorel Bandara Soekarno-Hatta ini dapat menggunakan

dua bahan yaitu beton dan baja. Tetapi dalam tugas akhir ini, menggunakan bahan

dari baja untuk gelagar dan pilarnya. Pemilihan tersebut karena baja lebih efisien

meskipun biayanya lebih mahal. Selain itu pilar baja mempunyai bentuk yang

ramping sehingga ada nilai estetikanya dan hanya membutuhkan lahan yang

sedikit.


1



JAKARTA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Monorel (monorail) adalah salah satu automated people mover yang dibentuk

dari kata dua kata bahasa Inggris yaitu mono yang artinya adalah satu dan rail yang

artinya adalah rel. Sehingga jika digabungkan monorail adalah jalur kereta api dengan

rel tunggal (satu balok) sebagai lintasannya. Monorel didefinisikan sebagai metro yang

terdiri dari rel tunggal dan metronya lebih lebar daripada relnya.

Tidak semua rel yang ditinggikan disebut sebagai monorel. Monorel juga bisa

berjalan di sebuah dasar, di bawah sebuah dasar (menggantung/underhung) atau di

terowongan kereta bawah tanah (subway tunnels).

Monorel yang direncanakan di Bandara Soekarno Hatta didesain dengan

menggunakan pilar beton dan gelagar beton prategang. Dalam tugas akhir ini akan

didesain ulang menggunakan pilar baja dan gelagar baja. Penggunaan bahan dasar baja

dianggap lebih tidak membutuhkan ruang yang banyak dan mudah dibentuk karena

mempunyai kelangsingan sehingga akan membuat kota Jakarta lebih indah.

2.2 Spesifikasi Kereta

Tabel 2.1 Spesifikasi Kereta Monorel PT. INKA

Tipe monorail straddle, rubber tire, elevated

Guideway I-beam

Kapasitas

• 210 penumpang/ train set (2 car)

• maksimum 400 penumpang

Carbody, tare weight 2 car/set, walkthrough, no cab, 15.7 ton

Dimensi kereta 12 m x 2.7 m x 5.1 m

Tipe pintu 2 outer sliding per side dwelling time 1 menit

Headway 2 menit

Tipe pengontrolan driverless, CBTC

Jarak dua gandar yang berdekatan 1.500 m


1



JAKARTA

Kecepatan maksimum (lurus) 80 km/jam

Kecepatan maksimum (belok) 25 km/jam

Percepatan 3,6 km/jam atau 1m/s2

Perlambatan 3,6 km/jam atau 1m/s2

Jarak belok minimum (horizontal) 60 m

Jarak belok minimum (vertikal) 1000 m

Beban tiap gandar 8 ton

Gambar 2.1 Formasi Monorel INKA

2.3 Pembebanan

Standar pembebanan dalam penyusunan tugas akhir ini berdasarkan Automated

People Mover (APM) untuk monorel. Pembebanan terdiri dari beban mati dan beban

hidup. Beban hidup dibagi menjadi beban vertikal, beban horizontal dan beban

longitudinal.

Gambar 2.2 Letak Pembebanan


1



JAKARTA

2.3.1 Beban Mati (Dead Load)

Beban mati adalah berat seluruh struktur yang bersifat tetap. Beban ini

terdiri dari berat sendiri tiap elemen struktur. Dalam tugas akhir ini beban mati

adalah berat sendiri baja.

2.3.2 Beban Hidup Vertikal (Vertical Load)

1. Beban Gandar pada Monorel

Gambar 2.3 Susunan gandar pada monorel

Tiap gandar pada monorel terdapat gaya yang menekan gelagar sebesar 8

ton. Dengan jarak gandar yang berdekatan adalah 1500 mm, jarak gandar antar

gerbong 3217 mm dan jarak gandar yang berjauhan adalah 5700 mm.

2. Beban Kejut (Impact Load)

Monorel yang melaju di atas guideway menimbulkan efek dinamik pada

gelagar. Efek dinamik tersebut diasumsikan sebagai faktor kejut. Berdasarkan

Automated People Mover System untuk transportasi monorel, besar faktor

kejut dapat dihitung dengan persamaan:

( i )= 2050+L

....................................................................................(1)

dengan:

L : span (m)

2.3.3 Beban Hidup Horizontal (Horizontal Load)

1. Beban Kendaraan LateralPROGRAM STUDI DIPLOMA TEKNIK SIPIL FTSP – ITS SURABAYA

1



JAKARTA

Beban ini disebabkan dari gerakan snake motion kereta yang tegak lurus

dengan dengan beban terpusat dan searah horizontal dengan track. Sehingga

beban ini menjadi 25% tiap gandar.

F1=P× μ1......................................................................................................(2)

dimana:

P : beban gandar

µ1 : koefisien tumbukan lateral (0.25)

2. Beban Angin

Koefisien yang digunakan untuk menghitung beban angin telah

disesuaikan dengan kondisi di Indonesia

FW=A × N W.................................................................................................. (3)

dimana:

A : permukaan kereta secara horizontal (m2)

NW : beban angin (40 kg/m2 = 80 km/h)

2.3.4 Beban Hidup Longitudinal (Longitudinal Load)

1. Beban Permulaan (Starting Load)

Beban permulaan merupakan beban akibat gesekan antara roda dengan

gelagar saat kereta mulai melaju. Besarnya adalah 15% tiap gandar dan dapat

dihitung dengan persamaan berikut ini:

Faccel=m∙ a .......................................................................................... (4)

dimana:

Faccel : starting load

m : massa kereta 128000 kg

a : percepatan kereta

2. Beban Rem

Pada saat kereta mengurangi kecepatan, terdapat gaya yang melawan laju

kereta yang besarnya dapat dihitung:

Fdeccel=m∙ a ............................................................................................(5)

dimana:

Fdeccel : beban rem (N)


1



JAKARTA

m : massa kereta (128000 kg)

a : perlambatan kereta

2.3.5 Beban Aksi Lingkungan

1. Beban Gempa

Dalam perancangan struktur, beban gempa harus diperhitungkan dalam

kondisi batas ultimate. Pada umumnya beban gempa berakibat langsung pada

pilar. Besarnya dapat diperhitungkan berdasarkan RSNI 2833:201x

Pernacangan Jembatan Terhadap Beban Gempa.

2. Perilaku Baja pada Temperatur Tinggi

Pada desain struktur baja pengetahuan mengenai sifat-sifat/perilaku baja

pada temperatur tinggi sangatlah diperlukan untuk proses pengelasan atau pada

saat struktur terekspose di dalam api.

Gambar 2.4 Efek Temperatur terhadap Tegangan Leleh

Gambar 2.5 Efek Temperatur terhadap Tegangan Putus


1



JAKARTA

Gambar 2.6 Efek Temperatur terhadap Modulus Elastisitas

2.4 Girder Baja

Struktur bangunan atas pada monorel baja adalah gelagar atau girder baja. Gelagar

ini memikul beban monorel yang melintas dan menyalurkannya ke pondasi. Untuk

profilnya menggunakan profil WF.

Gelagar baja adalah komponen struktur lentur yang menerima beban sangat besar.

Oleh karena itu lebih baik menggunakan profil pabrikasi yaitu dengan cara

mempertinggi penampang web. Sehingga, rawan mengalami tekuk baik tekuk lokal

maupun tekuk lateral. Adanya kegagalan tekuk ini disebabkan karena kelangsingan

baja.

2.5 Kolom Baja

Struktur bangunan yang berfungsi untuk menerima beban dari gelagar ke

konstruksi pondasi bangunan. Jenis-jenis gaya yang membebani sebuah kolom adalah

gaya normal, gaya lateral, momen dan puntir. Kolom baja adalah sambungan antar

profil yang dihubungkan dengan cara dilas atau baut.

2.6 Struktur Lentur

Struktur balok menerima beban mati dan beban hidup baik itu tekan maupun tarik

yang menyebabkan lentur (tekuk). Agar tidak terjadi tekuk maka bagian yang

mengalami tekan harus terkekang baik dalam sumbu kuat ataupun sumbu lemah.


1



JAKARTA

2.6.1 Perilaku Balok Terkekang Lateral

Distribusi tegangan pada baja penampang WF diperlihatkan pada gambar dibawah

ini

Gambar 2.7 : Distribusi Tegangan pada Level Beban Berbeda

Pada kondisi (a) penampang masih elastik. Pada kondisi (b) kuat leleh

tercapai pada serat terluar, tahanan momem nominal sama dengan momen leleh.

Pada kondisi (c) serat terluar hampir melampaui tegangan lelehnya. Dan pada

kondisi (d) semua serat dalam penampang melampaui renggang lelehnya, kondisi

ini dinamakan kondisi plastis.

2.6.2 Desain Balok Terkekang Lateral

Tahanan balok terkekang lateral dengan desain LRFD besarnya harus

memenuhi persamaan:

∅ b . M n>M u……………………………………………………………………(6)

dimana:

∅ b . : 0.90

M n : tahanan momen nominal

M u : momen lentur akibat beban terfaktor

Persyaratan untuk penampang kompak, tak kompak dan langsing adalah

sebagai berikut:

1. Penampang kompak : λ < λp

Tahanan momen nominal balok penampang kompak

2. Penampang tak kompak : λp < λ < λr

3. Langsing : λ > λp


1



JAKARTA

Lendutan Balok

Dalam lendutan maksimum untuk balok pemikul sebesar L

360,

sedangkan untuk balok biasa lendutannya sebesar L

240. Sehingga maslah

batasan lendutan lebih menentukan dalam pemilihan profil balok daripada

tahanan momennya.

Geser pada Penampang Gilas

Perencanaan balok dengan bentang-bentang menengah pada ukuran

profil lebih ditentukan akibat lentur pada balok. Sehingga pada balok dengan

bentang pendek, tahanan geser lebih menentukan dalam pemilihan profil

Tahanan Geser Nominal Penampang Gilas

Dalam penampang gilas gaya geser sebagian besar dipikul oleh web jika web

dalam kondisi yang stabil, dapat di asumsikan sebagai berikut:

V n=t y . Aw=0,60. f yw . Aw …………………………………….(7)

dengan:

f yw : kuat leleh web

Aw : luas penampang

Beban Terpusat pada Balok

Apaila balok diberi beban terpusat maka leleh lokal akan terjadi akibat


1



JAKARTA

SAMBUNGAN LASDalam proses pelengelasan yang mengakibatkan peleburan bahan maka

sebuah logam dapat mengalami penyambungan. Pemakaian las dalam hal

kontruksi memberikan beberapa keuntungan yaitu dari segi ekonomi

pemakaian las lebih murah dan mudah untuk membuat perubahan desain.

Pembatasan ukuran las sudut

Pemakaiaan las sudut dapat ditentukan dari panjang kaki yang akan dilas

dapat di ibaratkan sebagai a1 dan a2

Gambar 2.8 : Ukuran Las Sudut

Luas Efektif Las

Pada Luas Efektif Las terdapat dua tipe las yaitu Las tumpul dan Las

sudut. Dari dua jenis las tersebut terjadi hasil perkalian antara tebal efektif

(t e) dengan panjang las.

Tahanan Nominal Sambungan Las

Persyaratan keamanan suatu struktur dapat terpenuhi persamaan :

∅ .Rnw ≥ Ru …………………………………………………………….(8)

dimana :

∅ : faktor tahanan

Rnw : tahanan nominal per satuan panjang las

Ru : beban terfaktor per satuan panjang las


1



JAKARTA

Geser Eksentris – Metoda Elastik

Prinsip geser eksentris ini menggabungkan antara kuat geser langsung

dengan puntir. Bahan homogen dapat terpenuhi persamaan :

ƒ' = PA

(tegangan geser langsung) ………………………………………...

(9)

ƒ' ' = T . rI p

(tegangan momen puntir)………………………………………

(10)

dimana :

r : jarak dari titik berat ke tiitik tegangan

I p : momen inersia polar

Kasus komponen tegangan yang di sebabkan oleh geser langsung :

ƒ'x =

Px

Aƒ'

y = P y

A ……………………………………………...

(11)

Gambar 2.9 Sambungan Konsol dengan Geser Eksentris


1



JAKARTA


proposal tugas akhir

Documents