studi respon seismik jembatan balok komposit...

19
1 TUGAS AKHIR - RC 1380 STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT SEDERHANA YANG DIRETROFIT DENGAN LINK SLAB DITINJAU DARI BENTANG JEMBATAN DAN KEKAKUAN BANGUNAN BAWAH ADITYA NUGROHO RAHARJO NRP 3108 100 141 Dosen Pembimbing Dr. Ir. Hidayat Soegiharjo M, MS. Ir. Ananta Sigit Sidharta, MSc., PhD. JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012

Upload: nguyenhanh

Post on 05-Mar-2019

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

1

TUGAS AKHIR - RC 1380

STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT SEDERHANA YANG

DIRETROFIT DENGAN LINK SLAB DITINJAU DARI BENTANG JEMBATAN

DAN KEKAKUAN BANGUNAN BAWAH

ADITYA NUGROHO RAHARJO

NRP 3108 100 141

Dosen Pembimbing

Dr. Ir. Hidayat Soegiharjo M, MS.

Ir. Ananta Sigit Sidharta, MSc., PhD.

JURUSAN TEKNIK SIPIL

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2012

Page 2: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

2

STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT SEDERHANA YANG DIRETROFIT

DENGAN LINK SLAB DITINJAU DARI BENTANG JEMBATAN DAN KEKAKUAN BANGUNAN

BAWAH

Nama Mahasiswa : Aditya Nugroho Raharjo

NRP : 3108 100 141

Jurusan : Teknil Sipil FTSP – ITS

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Hidayat Soegiharjo M, MS.

Ir. Ananta Sigit Sidharta, MSc. PhD.

ABSTRAK

Jembatan komposit sederhana dengan bentang banyak yang dihubungkan dengan link slab

(jembatan nirsambung) merupakan jembatan semi integral. Dengan adanya link slab mengakibatkan

jembatan lebih kaku dan tidak daktail. Pada studi terdahulu jembatan komposit sederhana dengan

menggunakan link slab mendapatkan dimensi balok dan dimensi link slab untuk bentang 12m sampai 30m

menggunakan pembebanan non seismik.

Pada studi ini telah dilakukan perencanaan bangunan bawah untuk bentang 12m sampai 30m

dengan pembebanan seismik. Dimensi bangunan bawah setiap bentang berbeda sehingga kekakuan struktur

bangunan bawah juga berbeda. Hasil studi untuk jembatan komposit dengan konstruksi link slab yang

ditinjau dari bentang jembatan dan kekakuan struktur bawah adalah didapatkan pengaruh bangunan bawah

terhadap konstruksi link slab, kemampuan link slab dari studi terdahulu masih mampu jika terdapat beban

seismik.

Kata kunci : jembatan komposit, link slab, struktur bawah, kekakuan struktur.

Page 3: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

3

STUDY OF SEISMIC RESPONSE OF SIMPLE COMPOSITE BEAM BRIDGE RETROFITTING

WITH LINK SLAB REVISED FROM SPAN BRIDGE AND SUBSTRUCTURE RIGIDITY

Name : Aditya Nugroho Raharjo

NRP : 3108 100 141

Departement : Teknil Sipil FTSP – ITS

Supervisor : Dr. Ir. Hidayat Soegiharjo M, MS.

Ir. Ananta Sigit Sidharta, MSc. PhD.

ABSTRACT

Simple composite bridges with multisimple-spans are connected by a link slabs is a semi-integral

bridges. Given the link slab bridge resulted in more rigid and ductile. In the previous study, using a simple

composite bridge link slab to get the dimensions of the beam and link slab dimensions to span 12m to 30m

using non-seismic loading.

In the present study was performed substructure plan for span 12m up to 30m with seismic loading.

Dimensions of the substructure each span different so that the stiffness of substructure different too. Study of

seismic response of simple composite beam bridge retrofitting with link slab revised from span bridge and

substructure rigidity is obtained the influence of the construction of link slab, link slab capabilities of the

earlier studies are still capable if there are seismic loads.

Key words: composite bridge, link slab, substructure, structural stiffness.

Page 4: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

4

BAB I

Pendahuluan

1.1. Latar Belakang

Jembatan merupakan struktur yang

berfungsi sebagai sarana untuk menyeberangi

jurang atau rintangan seperti sungai, rel kereta

api ataupun jalan raya. Struktur ini sangat

diperlukan untuk menunjang perkembangan dan

pemerataan kesejahteraan masyarakat Indonesia.

Dengan kondisi wilayah Indonesia yang terdiri

dari pulau-pulau besar dan kecil terdiri dari

sekitar 17.000 pulau. Kondisi alam Indonesia

berupa pulau-pulau dengan bukit-bukit,

pegunungan dan sungai-sungai besar serta

kondisi tanah lunak (rawa-rawa & gambut) yang

tersebar diseluruh kepulauan Indonesia, sehingga

masih banyak diperlukan pembangunan jembatan

yang sesuai dengan perkembangan teknologi

untuk mendukung sistem jaringan jalan.

Pada daerah terpencil yang terhalang sungai

ataupun jurang, jembatan merupakan solusi yang

paling efektif untuk tercapainya pertumbuhan

kesejahteraan ekonomi dan perkembangan sosial

budaya. Jembatan yang merupakan bagian dari

jalan sangat diperlukan dalam sistem jaringan

transportasi darat yang akan menunjang

pembangunan nasional pada masa yang akan

datang.

Dari sekian banyak jembatan di Indonesia,

sebagian besar menggunakan jembatan dengan

sistem perletakan sederhana, yang berarti struktur

antara lantai kendaraan dengan abutmen atau

lantai kendaraan jembatan yang satu dengan yang

lainnya terpisah dengan siar. Siar tersebut

biasanya ditutup dengan menggunakan

konstruksi yang dinamakan expansion joint.

Permasalahan yang muncul dengan adanya

siar tersebut adalah terjadinya ketidaknyamanan

bagi pengguna jalan. Seiring dengan

bertambahnya waktu, expansion joint akan

mengalami deterioration dan terjadi retak di

sekitarnya. Air hujan juga bisa mengalir melewati

expansion joint. Hal ini akan mengakibatkan

karat pada girder maupun perletakannya dan

tumbuhnya tanaman serta lumut yang berakibat

rusaknya bearing pad.

Beberapa permasalahan tersebut pada

akhirnya menimbulkan dampak terhadap

ketidaknyamanan bagi pemakai jalan, biaya yang

tinggi dalam perawatan dan berkurangnya umur

jembatan. Untuk mengatasi permasalahan

tersebut dan banyaknya jembatan panjang di

Indonesia menggunakan sistem pratekan diatas

dua perletakan, maka perlu dilakukan studi

terhadap Konstruksi Lantai Menerus dengan

menggunakan Link slab.

Fungsi link slab adalah sebagai elemen tarik

dan tekan. Metoda retrofitting tanpa

memperhitungkan kemampuan tekan dapat

menyebabkan kerusakan pada ujung balok akibat

gempa kuat. Studi analitik dan disain retrofitting

pada jembatan balok pratekan sederhana dengan

bentang-banyak dengan meninjau kinerja seismik

telah dilakukan oleh Caner et al. (2002). Dalam

studi ini retrofitting dilakukan, dimana ujung

balok jembatan tidak monolit (tidak terintegrasi

dengan abutmen) atau yang biasa dikenal sebagai

semi integral bridge.

Studi kinerja seismik yang akan dilakukan

berdasar metoda yang telah dilakukan oleh Caner

et al. (2002) dan merupakan pengembangan dari

analisis nonseismik dari studi terdahulu Irawan

(2010), Sugihardjo et al. (2010). Bentang

jembatan yang di studi 12,16,20,25 dan 30 meter

sesuai dengan standard bangunan atas jembatan

komposit.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam studi lantai menerus pada jembatan

komposit dengan menggunakan link slab yang

ditinjau dari kekakuan struktur bawah ini,

permasalahan yang timbul yaitu :

1. Bagaimana menentukan desain abutment dan

pilar untuk bentang 12, 16,20,25 dan 30 m?

2. Bagaimana menganalisa desain struktur

bangunan bawah dengan bentang 4x12m,

4x16m, 4x20m, 4x25m dan 4x30m akibat

pembebanan secara seismik dan non seismik ?

3. Bagaimana permodelan struktur ?

4. Bagaimana pengaruh kekakuan struktur

dengan terhadap konstruksi link slab ?

1.3. Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil studi Jembatan

komposit dengan menggunakan link slab yang

memadai, tinjuan dalam studi ini dibatasi sebagai

berikut :

1. Studi ini tidak membahas detail ECC

(Engineer Cementitious Composite) yang

digunakan bahan material link slab.

2. Studi ini dilakukan untuk bentang 4x12m,

4x16m, 4x20m, 4x25m dan 4x30m.

3. Menggunakan perletakan sederhana.

4. Struktur yang diperhitungkan pondasi

dianggap terjepit.

5. Struktur terletak pada zona gempa 1 (gempa

kuat).

6. Jenis tanah yang diperhitungkan adalah

tanah loose.

7. Analisa numerik menggunakan program

SAP 2000.

Page 5: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

5

1.4. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam studi

analisa jembatan link slab ini adalah :

1. Mendapatkan desain abutmen dan pilar

untuk bentang 4x12m, 4x16m, 4x20m,

4x25m dan 4x30m.

2. Mengetahui redistribusi gaya pada bangunan

bawah akibat penggunaan link slab yang

dilakukan pembebanan secara seismik dan

mengetahui pengaruh kekakuan struktur

terhadap pilar dan abutmen.

3. Mengetahui Permodelan struktur yang

sesuai.

4. Mengetahui pengaruh kekakuan struktur

terhadap studi link slab terdahulu.

1.5. Manfaat

Adapun manfaat yang ingin diperoleh dari

studi ini adalah sebagai berikut :

1. Mampu memperbaiki expansion joint pada

jembatan komposit sederhana dengan

konstruksi lantai menerus menggunakan link

slab untuk berbagai bentang.

2. Mengetahui perilaku struktur apabila terjadi

pembebanan secara seismik.

BAB II

Tinjauan Pustaka

( Sengaja tidak dicantumkan )

BAB III

Metodologi

3.1 Diagram Alir

Diagram alir adalah suatu diagram yang

menggunakan notasi-notasi untuk

menggambarkan arus dari data sistem, yang

penggunaannya sangat membantu untuk

memahami sistem secara logika, tersruktur dan

jelas. Digram alir merupakan alat bantu dalam

menggambarkan atau menjelaskan diagram alir

ini sering disebut juga dengan nama Bubble

chart, Bubble diagram, model proses, diagram

alur kerja, atau model fungsi. Diagram alir ini

berfungsi untuk memberikan indikasi mengenai

bagaimana Studi ini ditransformasi pada saat data

bergerak melalui sistem serta menggambarkan

fungsi-fungsi (dan sub fungsi) yang

mentransformasi aliran data. Diagram alir untuk

studi ini dijelaskan sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi

Desain Retrofitting dan permodelan

tanah

Analisa Non Seismik berdasarkan bentang

- Kontrol retak link slab

- Menghitung displacemen perletakan

- Menghitung kekakuan perletakan

- Menghitung Displacemen ijin

Desain Analisa Seismik

- Time History

Kontrol Desain

-Kontrol dengan respon

spectrum dan time history

analysis

Selesai

Kesimpulan

Permodelan kekakuan tanah

urug

Analisa Struktur

-Permodelan pada SAP 2000

Mulai

Studi Literatur :

Jurnal dan Peraturan yang

berkaitan

Studi Non Seismik Link Slab

Terdahulu

Perencanaan Bangunan Bawah Setiap jenis

bentang

- Pembebanan

- Kontrol Geser dan Guling

- Penulangan

- Tiang Pancang

Page 6: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

6

3.2 Urutan Tahap-Tahap Pengerjaan Tugas

Akhir

Urutan pengerjaan tugas akhir tentang

“Studi Respon Seismik Jembatan Balok Komposit

Sederhana yang Diretrofit dengan Link Slab

Ditinjau Dari Bentang Jembatan dan Kekakuan

Bangunan Bawah” adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Karena dalam penulisan Tugas Akhir ini

lebih cenderung melakukan penerapan dan

pengembangan dari teori-teori dasar yang ada

pada buku-buku penunjang, maka dalam

perhitungan dan analisa masalah yang

dihadapi, dilakukan studi literatur diantaranya

yaitu :

Jurnal "Seismic Performance of Multisimple-

Span Bridges Retrofitted with Link Slabs"

RSNI T-02-2005, Standar pembebanan untuk

jembatan

Bridge Management Sistem (BMS, 1992)

Hasil Studi link Slab terdahulu (Irawan, 2010)

2. Hasil Desain Studi Nonseismik Terdahulu

Dari analisis nonseismik terdahulu

diperoleh penampang dan penulangan link slab

serta tambahan stud connector seperti pada

Gambar 3, Irawan (2010), Sugihardjo et al.

(2010). Dari studi ini diperoleh tebal link slab

195 mm dan dengan lebar model sebesar 1200

mm yaitu jarak antar balok baja pemikul.

Langkah 1

Untuk perencanaan link slab jembatan ini

menggunakan data sebagai berikut :

Panjang bentang balok ( Lsp ) = 25 m

Rasio

Ldz

Lsp = 7%

Panjang debonding zone ( Ldz ) = 1,75 m

Lebar slab = 1200

mm

Tebal pelat = 195

mm

Bj Beton = 2,4

t/m3

Mutu baja : - fy = 410

MPa

- Es =

210000 Mpa

Cor setempat ( slab ) :- fc’ = 35 Mpa

- Ec = 4700 fc' = 27805,57

Mutu baja tulangan : - fy = 390 MPa

- Es = 210000 MPa

Diameter tulangan = 22 mm

Decking Beton : - d’ = 40 mm

- d = 144 mm

Penentuan Luasan Tulangan

Gambar 6.1 Penentuan Luasan Tulangan

Bentang 25 m

Tulangan terpasang D22 – 100

As =

s

lD 2

4

1 =

100

120022

4

1 2

= 4561,59 mm2/1,2m’

ρ =lsAs

d

=

1200 144

4561,59

= 0,026

Beban yang Dipergunakan

Beban untuk analisis link slab

menggunakan beban UDL dan KEL :

1. Beban KEL (P) = 76,44 KN = 7644 kg

2. Beban UDL (q) = 10,8 KN / m’

3. Beban mati ( q balok ) = 1,59 KN/m’

4. Beban super imposed dead load ( q aspal ) =

1,32 KN/m’

Koefisien Daerah Tekan

n = Es/Ec = 210000 / 27805,57 = 7,55

K = nr (nr ) 2(nr ) 2

= 7,55(0,026) (7,55 0,026) 2(7,55 0,026)

2

= 0,46

Kd = 0,46 x 144 = 66,65

Momen Inersia Link Slab

- Inersia crack untuk link slab :

2

2

212

3

, kddAsnkd

kdlsBkdlsB

crlsI

266,65144 4561,597,55

2

2

66,6566,651200

12

366,651200

crls,I

4mm 5324551740,, crlsI

- Inersia gross untuk link slab :

3

12

1

, lsHlsBglsI

Page 7: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

7

31951200

12

1

, glsI

48107, mmglsI

Rotasi Besarnya rotasi dihitung dengan rumus :

apIcE

spqL

apIcE

spPL

24

3

16

2

71,13121426

101,216

225007644

1

00108,01

72,13121426

101,224

225008,10

2

00255,02

00255,000108,0

00364,0

Tegangan Pada Penulangan Link Slab

y

kddAs

dzL

lsIcE

40,0

3

1

9,2

y 40,0

65,663

114459,4561

00364,0100075,1

810857,278052

Mpa192,154

Tegangan Tarik Ijin Tulangan

Mpafyy 1563904,04,0

%84,98156

192,154

y

s

Dipakai tulangan D22 – 100 ( As = 4561,59

mm’/1,2m’)

Penulangan Arah Memanjang

Dipasang tulangan susut dan suhu dengan

ketentuan sebagai berikut :

As min = 0,002 A bruto pelat (tulangan deform ;

fy = 300 MPa)

As min = 0,0018 A bruto pelat (tulangan deform ;

fy = 400 MPa)

Dengan interpolasi untuk tulangan deform ; fy =

390 MPa.

Didapatkan → harga ρ = 0.00188

As min = 0,00188 x 192 x 1000 = 360,96 mm’

Dipakai tulangan D13 – 300 (As = 442,44 mm’)

Hasil Studi Nonseismik setiap jenis bentang

Lsp

(m)

(1)

Penampang

balok

WF

(2)

(rad)

(3)

Ldz/

Lsp

(%)

(4)

s/

0.4y

(%)

(5)

Penulanga

n

(6)

12 400x400x21x21 0,00363 14,5 99,27 D22-100

16 460x400x30x50 0,00374 11,5 96,76 D22-100

20 900x300x15x23 0,00347 8,5 97,09 D22-100

25 925x400x24x38 0,00364 7,0 98,84 D22-100

30 1200x500x20x35 0,00335 5,5 96,74 D22-100

3. Perencanaan Bangunan Bawah

Desain Pilar dan abutment jembatan

didasarkan pada gaya dari struktur bangunan atas

dan gaya tekanan tanah yang terjadi. Untuk

desain abutmen dan pilar yaitu dengan langkah-

langkah sebagai berikut :

Langkah 1 : Menghitung Beban-beban yang bekerja

pada abutmen dan pilar yang berasal dari beban

struktur atas dan tekanan tanah.

Langkah 2 :

Menentukan Dimensi abutment dengan

trial dimensi dan menghitung letak titik berat

abutmen dan pilar.

Langkah 3 : Menghitung Momen yang terjadi pada

titik berat abutmen

Langkah 4 :

Kontrol Stabilitas terhadap guling

dengan syarat 2.3.4

Langkah 5 :

Kontrol Stabilitas terhadap geser dengan

syarat 2.3.4

Langkah 6 :

Perhitungan kebutuhan tiang pancang

dengan mengolah data tanah. dengan

memperhitungkan efisiensi tiang pancang.

Langkah 7 : Penulangan untuk struktur utama

4. Desain Retrofitting

Jembatan komposit yang akan dianalisa

merupakan jembatan sederhana statis tertentu

dengan perletakan sendi dan rol untuk setiap

bentangnya.

Gambar 3.2 Permodelan Struktur Jembatan

Page 8: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

8

Dengan konfigurasi :

Abutment barat : Sendi

Pilar barat perletakan barat : Rol

Pilar barat perletakan timur : Rol

Pilar tengah perletakan barat : Sendi

Pilar tengah perletakan timur : Rol

Pilar timur perletakan barat : Sendi

Pilar timur perletakan timur : Rol

Abutment timur : Sendi

5. Permodelan Tekanan Tanah Pada Struktur Abutmen jembatan dimodelkan sebagai

pondasi dinamis. Dimana di sisi belakang

abutmen diberi pegas sehingga akan terjadi 1

derajat kebebasan, yaitu translasi.

Gambar 3.4 Pemodelan Abutmen Jembatan

Langkah 1

Dengan pemodelan ini akan dikaji dari

berbagai dimensi abutmen. Yaitu dengan

perbedaan bentang maka dimensi abutmen akan

bervariasi. Langkah pertama yaitu menentukan

jenis tanah. Dimana nilai modulus reaksi tanah

dasarnya bisa didapat dari tabel 3.1 dibawah ini.

Tabel 3.1 Interval nilai modulus

reaksi tanah dasar h (saran. dkk 1985)

Soil h (KN/m³)

Active Passive

Loose sand 200-300 400-600

Medium dense sand 400-600 800-1200

Dense sand 800-1200 1600-2400

Langkah 2

Menghitung kekakuan pegas translasi

yaitu dengan persamaan berikut;

2

16

1hk h

2

2 hk h

2

3 2 hk h

21 hik hi

243

6

1hnk hn

Dimana 1k adalah kekakuan pegas paling

atas, dan nk adalah kekakuan pegas paling

bawah. n adalah jumlah banyak pegas yang akan

dipasang. h adalah modulus reaksi tanah dasar

yang didapat dari tabel 3.1 berdasarkan jenis

tanahnya dan sifatnya.

Desain Analisia Nonseismik

Kontrol Displacement berdasarkan

tegangan geser

Menghitung besarnya displesemen

longitudinal perletakan akibat beban gempa pada

sebuah sistim jembatan di atas 2 perletakan:

𝛿𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 =𝑇𝐸𝑄∗

𝑘𝑒𝑓𝑓=𝐶𝐼𝑆𝑊𝑇𝑘𝑒𝑓𝑓

dimana 𝑇𝐸𝑄∗ =beban gempa rencana

minimum, RSNI bagian 7.7.1; C=koefisien

respon seismik elastis=koefisien geser dasar

untuk zona gempa, perioda dan kondisi tanah

tertentu; I=faktor kepentingan; S=faktor tipe

bangunan WT=berat satu bentang jembatan; dan

keff=kekakuan efektip, dimana diasumsikan

sebagai setengah kekakuan lateral bangunan

bawah pada sistim di atas 2 perletakan.

Perioda alam struktur jembatan untuk

menghitung koefisien respon seismik elastis

dapat dihitung sebagai berikut:

𝑇 = 2𝜋 𝑊𝑇

𝑔𝑘𝑒𝑓𝑓

dimana g=percepatan gravitasi

Besarnya displesemen longitudinal

perletakan yang dihitung dengan Persamaan (2)

tidak boleh melebihi kemampuan pergerakan

maksimum perletakan tipe rol. Untuk perletakan

elastomer tipe geser, besarnya displesemen

longitudinal yang diijinkan sebelum terjadi slip

adalah:

𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 =𝜏𝐴𝑏

𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛

dimana 𝜏 =tegangan geser yang terjadi,

dimana besarnya 20% dari tegangan normal (σ)

pada perletakan akibat beban mati pada regangan

geser elastomer 70%, Iverson dan Pfeifer (1986);

Ab=luas permukaan perletakan elastomer; dan

𝑘𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 =kekakuan geser perletakan

elastomer. Besarnya kekakuan geser perletakan

elastomer adalah:

𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 =𝐺𝐴𝑏

𝑕

H

k

1 k

2 k

3

k

n

-

1 k

n DYNAMIC

PASSIVE

DYNAMIC

ACTIVE

T

INITIAL

POSITION ∆h

∆h

Page 9: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

9

dimana G=modulus geser perletakan;

h=tinggi bantalan elastomer diantara pelat baja.

Kontrol Gaya Gempa Statik pada Link

Slab

Menghitung besarnya gaya gempa statik

yang bekerja pada link slab dengan metoda

pendekatan:

𝑇𝐿𝑆∗ = 𝐶𝐼𝑆𝑊𝑇(1+2)

dimana WT(1+2)=berat dari 2 bentang yang

berdekatan di setiap sisi link slab

6. Desain Analisa Seismik

Pada Analisis Riwayat Waktu, nilai PGA

(Peak Ground Acceleration) gempa diperoleh

dengan menyamakan intensitas gempa Denpasar,

Elcentro, Miyagi, Kobe dan Northridge dengan

respon spektrum redaman 5% RSNI (2005),

sehingga spektra respon disainnya kompatibel,

Caner et al. (2002); AASHTO (2007). Spektra

kecepatan dan percepatan dihitung dengan

bantuan Program SREL, Wahyudi (1990) dan

besarnya intensitas gempa:

𝐼 = 𝑆𝑣 𝑑𝑇

dimana Sv=percepatan spektra; dT=diferensiasi

perioda

Analisis Riwayat Waktu digunakan

untuk kontrol penulangan yang telah didisain

nonseismik masih memenuhi syarat akibat gaya-

gaya dalam yang timbul akibat pembebanan

seismik. Jika pada beban nonseismik tegangan

pada tulangan beton link slab dibatasi 40%

tegangan lelehnya, maka untuk beban seismik

dibatasi 50%, Caner et al. (2002).

7. Permodelan SAP Untuk Setiap Jenis

Bentang

Setelah tahap 1 sampai tahap 6

terselesaikan dengan baik maka hasil dari analisa

diatas di masukkan dalam program SAP untuk

menganalisa displacement perletakan, gaya

horizontal yang terjadi, partisipasi massa dan

tegangan yang terjadi pada link slab.

BAB IV

Perencanaan Bangunan Bawah

4.1 Desain Bangunan Bawah

Dari perhitungan bab sebelumnya, didapatkan;

Dimensi :

- Abutment

Bentang Breast Wall

Lentur Geser-x Geser-y

12 D25-250 D13-200 D13-250

16 D25-200 D13-200 D13-250

20 D29-200 D13-300 D13-250

25 D29-200 D13-250 D13-250

30 D29-200 D13-200 D13-250

Bentang Pile Cap

Lentur Bagi Geser x Geser y

12 D25-200 D16-250 D16-300 D16-200

16 D29-200 D16-200 D16-200 D16-250

20 D29-150 D19-100 D16-250 D16-250

25 D32-150 D19-100 D16-250 D16-250

30 D32-150 D19-100 D16-250 D16-250

Bentang

Ukuran Pile Cap

Jumlah Pancang

jumlah

pancang

total

diameter

pancang bx by x y

12 5 10 3 7 21 D=0.5

16 5 10 4 6 24 D=0.5

20 5 10 4 7 28 D=0.5

25 6 11 4 7 28 D=0.6

30 6 11 4 7 28 D=0.6

Bentang Back Wall

Lentur Bagi Geser

12 D27-200 D22-250

Tidak perlu tulangan

geser(dipasang praktis)

16 D27-200 D16-200

20 D27-200 D16-200

25 D32-200 D19-200

30 D27-200 D16-200

Bentang Wing Wall Vertikal

Lentur Bagi Geser

12 D22-200 D13-200 D13-200

16 D22-200 D13-200 D13-200

20 D22-200 D13-200 D13-200

25 D22-200 D13-200 D13-200

30 D22-200 D13-200 D13-200

h4

h3

h2

h1

b2

ba

h4

h3

h2

h1

bb

b1 b1

Bx

b2

bc

b1 b1

By

b2

b2

b2

b2

Page 10: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

10

Bentang Wing Wall Horizontal

Lentur Bagi Geser

12 D22-200 D13-200 D13-200

16 D22-200 D13-200 D13-200

20 D22-200 D13-200 D13-200

25 D22-200 D13-200 D13-200

30 D22-200 D13-200 D13-200

- Pilar

Bentang Kolom Pilar Balok Pilar

diameter Tul b d Tulangan

12 1.2 48D35-70 1.3 1.3 14D-32

16 1.4 47D35-80 1.3 1.3 14D-32

20 1.5 54D35-75 1.3 1.3 16D-32

25 1.7 54D35-90 1.3 1.3 18D-32

30 1.8 60D35-80 1.3 1.3 20D-32

Bentang Pile Cap

Lentur Bagi Geser x Geser y

12 D29-200 D19-250 D16-200 D16-250

16 D36-150 D22-250 D16-200 D16-250

20 D32-200 D19-200 D16-200 D16-250

25 D32-150 D19-150 D16-200 D16-250

30 D32-150 D19-150 D16-200 D16-250

Bentang

Ukuran Pile Cap

Jumlah Pancang

jumlah

pancang

total

diameter

pancang bx by x y

12 5 10 3 7 21 D=0.5

16 5 11 4 6 24 D=0.5

20 6 12 4 7 28 D=0.5

25 5 13 4 7 28 D=0.6

30 6 13 4 7 28 D=0.6

BAB V

DESAIN DAN ANALISA NONSEISMIK

5.1 Desain Link Slab

Dari studi nonsesismik terdahulu, (2010);

Sugihardjo dkk. (2010), diketahui;

Dimensi Link Slab:

- Panjang = 9 m

- Lebar = 1,7 m

- Tebal = 0,195 m

- Diameter Tulangan = 22 mm

- Mutu Beton = 35 MPa

- Mutu Baja Tulangan = 390 MPa

- Material beton = Engineered

Cementious Composite (ECC)

5.2 Analisa Nonseismik

Kontrol Retak Link Slab

Kontrol besarnya tebal retak yang terjadi,

ω (mm), dimana besarnya tidak boleh melebihi

0.33 mm, ASSHTO (2007):

ω = 0,000011β√dcA

Dimana;

β = 2 (asumsi)

fls = 40%fy

= 0,4 x 390

= 156 MPa

dc = 50 mm

h’ = 2 x dc

= 100 mm

S = 100 mm

A = h’ x s

= 100 x 100

= 10000 mm2

ω = 0,000011*2*156*√50*100000

= 0,272 mm < 0,33 mm (OK)

Retak selebar 82,5% dari retak ijin ini

dapat diatasi dengan penggunaan beton

Engineered Cementious Composite (ECC) yang

mempunyai kekuatan tarik 350 kali beton

normal, Kim et al. (2004).

Analisa Displesemen Longitudinal

Displesemen longitudinal perletakan

akibat beban gempa pada sebuah sistim

jembatan di atas 2 perletakan:

𝛿𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛 =𝑇𝐸𝑄∗

𝑘𝑒𝑓𝑓=𝐶𝐼𝑆𝑊𝑇

𝑘𝑒𝑓𝑓

𝐾𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 =3𝐸𝐼

𝐿3 𝐾𝑎𝑏𝑢𝑡 =

3𝐸𝐼

𝐿3

Keff = (Kpilar + Kabut)/2

𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎 𝑘𝑎𝑛 =𝐺𝐴𝑏𝑕

𝛿𝑖𝑗𝑖𝑛 =𝜏𝐴𝑏

𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑒𝑡𝑎𝑘𝑎𝑛

Dari Perencanaan bangunan atas dan

dimasukkan ke dalam rumus-rumus tersebut,

maka didapat nilai displasemen ijin untuk setiap

bentang jembatan sebagai berikut :

Page 11: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

11

BAB VI

DESAIN DAN ANALISA SEISMIK

6.1 Analisa Simplikasi

Besarnya gaya gempa statik yang bekerja

pada link slab pada satu pilar bentang 25 meter

dapat dihitung dengan persamaan (3.10).

𝑇𝐿𝑆∗ = 𝐶𝐼𝑆𝑊𝑇(1+2)

C = 0,23 (wilayah gempa 1 tanah lunak)

I = 1,2 (jembatan pada jalan raya utama)

S = 3 (tipe jembatan tidak daktail)

Wt = 2754 kN (berat struktur atas 1 bentang)

T*LS = 0,23 x 1,2 x 3 x 2754

= 2280,3 kN

Luas tulangan,

A = 1/4πD2s

= 38013,3 mm2/m

Didapatkan tegangan yang terjadi pada link slab,

yaitu;

σ = T*LS / A

= 2280,3 x 1000 / 38013,3

= 59,98 Mpa

Tabel 6.1 Analisa Simplikasi

Bentang Bentang 12 Bentang 16 Bentang 20 Bentang 25 Bentang 30 Satuan

Wt 1090.799 1774.592 1860.258 2753.628 3424.054 kN

CIS 0.828 0.828 0.828 0.828 0.828 -

TLS 903181.340 1469362.308 1540293.227 2280004.183 2835116.381 kN

A 38013.300 38013.300 38013.300 38013.300 38013.300 mm

Tegangan 23.760 38.654 40.520 59.979 74.582 Mpa

6.2 Analisa Dinamik

Analisa dinamik menggunakan program

bantu SAP 2000 (2009).

Tabel 6.2 Kekakuan Spring Aktif

Tabel 6.3 Kekakuan Spring Pasif

Perletakan dimodelkan sebagai balok 2D,

dengan beberapa konstrain sesuai fungsinya

sebagai perletakan tetap atau bergerak, dimana

kekakuan gesernya sebesar 4114,3 kN/m untuk

tiap perletakan.

Model struktur jembatan 3D seperti seperti

ditunjukkan pada Gambar

BAB VII

Hasil Dan Pembahasan

Sebagai hasil studi perencanaan gelagar

komposit sederhana yang diretrofit dengan link

slab, studi untuk berbagai jenis bentang dari

perencanaan struktur jembatan diatas pada

program bantu SAP 2000.

7.1. Displesemen Perletakan

Bentang 12 m

Dari desain dan analisa didapatkan

displasemen ijin perletakan pada struktur

bentang 12 m, yaitu δijin = 4,73 mm

Gambar 7.1.a Displasement Perletakan

Struktur Asli

Depth N ƞh K K

(kN/m)

ΔK

(kN/m)

0 1 300 K1 =1/6*ƞh*L2 50

1 2 300 K2 = ƞh*L2 300 175

2 3 300 K3 = 2*ƞh*L2 600 450

3 4 300 K4 =3*ƞh*L2 900 750

4 5 300 K5 = 4*ƞh*L2 1200 1050

5 6 300 K6 = 5*ƞh*L2 1500 1350

6 7 300 K7 = 6*ƞh*L2 1800 1650

7 8 300 K8 = 1/6*(3n-4)*ƞh*L2 1000 1400

Depth n ƞh K K

(kN/m)

ΔK

(kN/m)

0 1 600 K1 =1/6*ƞh*L2 100

1 2 600 K2 = ƞh*L2 600 350

2 3 600 K3 = 2*ƞh*L2 1200 900

3 4 600 K4 =3*ƞh*L2 1800 1500

4 5 600 K5 = 4*ƞh*L2 2400 2100

5 6 600 K6 = 5*ƞh*L2 3000 2700

6 7 600 K7 = 6*ƞh*L2 3600 3300

7 8 600 K8 = 1/6*(3n-4)*ƞh*L2 2000 2800

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

Page 12: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

12

Gambar 7.1.b Displasement Perletakan

Struktur Retrofitting

Dari gambar 7.1.a diatas dapat dilihat

bahwa jembatan pada struktur asli bentang 12

m displasemen terbesar terjadi pada saat

history dari gempa Northridge, nilai

displasemen melebihi batas slip yaitu 48,37

mm pada pilar tengah, sehingga

dimungkinkan jatuhnya balok utama.

sedangkan pada gambar 7.1.b merupakan

struktur yang telah diretrofit dengan link slab

menunjukkan kinerjanya, yaitu mengurangi

displasemen pada perletakan. hal ini terjadi

karena pada sambungan tersebut dibuat lebih

kaku.

bentang 16 m

Dari desain dan analisa didapatkan

displasemen ijin perletakan pada struktur

bentang 16 m, yaitu δijin = 7,19 mm

Gambar 7.2.a Displasement Perletakan

Struktur Asli

Gambar 7.2.b Displasement Perletakan

Struktur Retrofitting

Dari gambar 7.2.a diatas dapat dilihat

bahwa jembatan pada struktur asli bentang 16

m displasemen terjadi hampir sama dengan

bentang 12 m pada pilar tengah, nilai

displasemen melebihi batas slip yaitu 46,27

mm, sehingga dimungkinkan juga jatuhnya

balok utama.

Bentang 20 m

Dari desain dan analisa didapatkan

displasemen ijin perletakan pada struktur

bentang 20 m, yaitu δijin = 7,54 mm

Gambar 7.3.a Displasement Perletakan

Struktur Asli

Gambar 7.3.b Displasement Perletakan

Struktur Retrofitting

Dari gambar 7.3.a diatas dapat dilihat

bahwa jembatan pada struktur asli bentang 20

m displasemen terbesar terjadi pada gempa

kobe, nilai displasemen melebihi batas slip

yaitu 18,65 mm pada pilar timur, sehingga

dimungkinkan jatuhnya balok utama.

Bentang 25 m

Dari desain dan analisa didapatkan

displasemen ijin perletakan pada struktur

bentang 25 m, yaitu δijin = 8,37 mm

Gambar 7.4.a Displasement Perletakan

Struktur Asli

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (

mm

)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

Page 13: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

13

Gambar 7.4.a Displasement Perletakan

Struktur Retrofitting

Dari gambar 7.4.a diatas dapat dilihat

bahwa jembatan pada struktur asli bentang 25

m displasemen terbesar terjadi pada gempa

Denpasar, nilai displasemen melebihi batas

slip yaitu 213,87 mm pada pilar timur dan

pilar barat, sehingga dimungkinkan jatuhnya

balok utama.

Bentang 30 m

Dari desain dan analisa didapatkan

displasemen ijin perletakan pada struktur

bentang 30 m, yaitu δijin = 6,69 mm

Gambar 7.5.a Displasement Perletakan

Struktur Asli

Gambar 7.5.b Displasement Perletakan

Struktur Retrofitting

Dari gambar 7.5.a diatas dapat dilihat

bahwa jembatan pada struktur asli bentang 30

m displasemen terbesar terjadi pada gempa

Kobe, nilai displasemen melebihi batas slip

yang sangat besar yaitu 24,8 mm pada pilar

timur dan pilar barat, sehingga dimungkinkan

jatuhnya balok utama.

Displasemen pada perletakan yang

diretrofit dengan link slab menunjukkan

kinerjanya dengan baik pada setiap bentang.

Displasemen yang terjadi pada semua bentang

sangatlah kecil dan kurang dari displasemen

ijin.

7.2. Gaya Horizontal

Bentang 12 m

Gaya horizontal yang terjadi pada base

reaction pada bangunan bawah akibat beban

seismik dari Time HIstory Analysis pada

bentang 12 m.

Gambar 7.6.a Gaya Horizontal Struktur Asli

Gambar 7.6.a Gaya Horizontal Struktur

Retrofitting

Pada Gambar 7.6.a terlihat bahwa gaya

horizontal yang terjadi pada base reaction

jembatan bentang 12 m, untuk pilar tengah

dan pilar timur mempunyai nilai yang besar.

Sedangkan gaya horizontal pada struktur

retrofitting lebih merata.

Hal ini menunjukkan bahwa dengan

retrofitting mengakibatkan struktur seolah-

olah menjadi satu kesatuan dan gaya

horizontal yang terjadi didistribusikan merata

pada abutmen dan pilar.

Bentang 16 m

Gaya horizontal yang terjadi pada base

reaction pada bangunan bawah akibat beban

seismik dari Time HIstory Analysis pada

bentang 16 m.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

kn

(m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ABUTMENT BARAT PILAR BARAT PERLETAKAN

BARAT

PILAR BARAT PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TENGAH PERLETAKAN

BARAT

PILAR TENGAH PERLETAKAN

TIMUR

PILAR TIMUR PERLETAKAN

BARAT

PILAR TIMUR PERLETAKAN

TIMUR

ABUTMENT TIMUR

Dis

pla

se

me

n P

erle

ta

ka

n (m

m)

D-RSNI

D-DNPSR

D-NRIDGE

D-MIYAGI

D-KOBE

D-ELCNTR

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

Page 14: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

14

Gambar 7.7.a Gaya Horizontal Struktur Asli

Gambar 7.7.a Gaya Horizontal Struktur

Retrofitting

Pada Gambar 7.7.a terlihat bahwa gaya

horizontal yang terjadi pada base reaction

jembatan bentang 16 m, untuk pilar tengah

dan pilar timur mempunyai nilai yang besar.

Sedangkan gaya horizontal pada struktur

retrofitting lebih merata.

Bentang 20 m

Gaya horizontal yang terjadi pada base

reaction pada bangunan bawah akibat beban

seismik dari Time HIstory Analysis pada

bentang 20 m.

Gambar 7.8.a Gaya Horizontal Struktur Asli

Gambar 7.8.b Gaya Horizontal Struktur Asli

Pada Gambar 7.8.a terlihat bahwa gaya

horizontal yang terjadi pada base reaction

jembatan bentang 20 m, untuk pilar tengah

dan pilar timur mempunyai nilai yang besar.

Sedangkan gaya horizontal pada struktur

retrofitting lebih merata.

Bentang 25 m

Gaya horizontal yang terjadi pada base

reaction pada bangunan bawah akibat beban

seismik dari Time HIstory Analysis pada

bentang 12 m.

Gambar 7.9.a Gaya Horizontal Struktur Asli

Gambar 7.9.b Gaya Horizontal Struktur Asli

Pada Gambar 7.9.a terlihat bahwa gaya

horizontal yang terjadi pada base reaction

jembatan bentang 25 m, untuk pilar tengah

dan pilar timur mempunyai nilai yang besar.

Sedangkan gaya horizontal pada struktur

retrofitting lebih merata.

Bentang 30 m

Gaya horizontal yang terjadi pada base

reaction pada bangunan bawah akibat beban

seismik dari Time HIstory Analysis pada

bentang 30 m

Gambar 7.10.a Gaya Horizontal Struktur

Asli

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Re

ak

si

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l b

ase

re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

actio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

rix

on

ta

l B

ase

Re

acy

ion

(k

N)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

Page 15: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

15

Gambar 7.10.b Gaya Horizontal Struktur

Retrofitting

Pada Gambar 7.10.a terlihat bahwa gaya

horizontal yang terjadi pada base reaction

jembatan bentang 30 m, untuk pilar tengah

dan pilar timur mempunyai nilai yang besar.

Sedangkan gaya horizontal pada struktur

retrofitting lebih merata.

Secara umum, dengan adanya link slab

gaya-gaya yang terjadi akan menyebar lebih

merata pada struktur jembatan. untuk melihat

prosentase gaya yang didistribusikan seperti

tabel dibawah ini :

Tabel 7.1 Prosentase distribusi gaya

horizontal

* Tanda (-) : Gaya berkurang

Tanda (+) : Gaya Bertambah

7.3. Tegangan Pada Tulangan Link Slab

Bentang 12 m

Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab

untuk bentang jembatan 12 m.

Gambar 7.11 Tegangan tulangan bentang 12

m

Tegangan yang terjadi pada link slab

harus < nilai maksimum 40%fy untuk desain

nonseismik dan 50%fy untuk desain seismik.

Pada Gambar 7.11 menunjukkan tegangan

yang terjadi pada bentang 12 m masih

dibawah dari tegangan tulangan minimum

50% fy = 195 Mpa

Bentang 16 m

Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab

untuk bentang jembatan 16 m.

Gambar 7.12 Tegangan tulangan bentang 16

m

Tegangan yang terjadi pada link slab

harus pada bentang 16 m, pada Gambar 7.12

menunjukkan tegangan yang terjadi masih

dibawah dari tegangan tulangan minimum

50% fy = 195 Mpa

Bentang 20 m

Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab

untuk bentang jembatan 20 m.

Gambar 7.13 Tegangan tulangan bentang 20

m

Tegangan yang terjadi pada link slab

harus pada bentang 20 m, pada Gambar 7.13

menunjukkan tegangan yang terjadi masih

dibawah dari tegangan tulangan minimum

50% fy = 195 Mpa

Bentang 25 m

Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab

untuk bentang jembatan 25 m.

0

500

1000

1500

2000

ABUTMEN BARAT PILAR BARAT PILAR TENGAH PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Ga

ya

Ho

riz

on

ta

l B

ase

Re

ak

tio

n (

kN

)

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

RATA-RATA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ABUTMEN BARAT

PILAR BARAT PILAR TENGAH

PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Te

ga

ng

an

Tu

lan

ga

n (

MP

a)

METODE SIMPLIKASI

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ABUTMEN BARAT

PILAR BARAT PILAR TENGAH

PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Te

ga

ng

an

Tu

lan

ga

n (

MP

a)

METODE SIMPLIKASI

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ABUTMEN BARAT

PILAR BARAT PILAR TENGAH

PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Te

ga

ng

an

Tu

lan

ga

n (

MP

a)

METODE SIMPLIKASI

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

Page 16: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

16

Gambar 7.14 Tegangan tulangan bentang 25

m

Tegangan yang terjadi pada link slab

harus pada bentang 25 m, pada Gambar 7.14

menunjukkan tegangan yang terjadi masih

dibawah dari tegangan tulangan minimum

50% fy = 195 Mpa.

Bentang 30 m

Tegangan tulangan yang terjadi pada link slab

untuk bentang jembatan 30 m.

Gambar 7.15 Tegangan tulangan bentang 30

m

Tegangan yang terjadi pada link slab

harus pada bentang 30 m, pada Gambar 7.15

menunjukkan tegangan yang terjadi masih

dibawah dari tegangan tulangan minimum

50% fy =

195 Mpa

Secara umum, tegangan yang terjadi

pada link slab akibat pembebanan seismik

dengan Time History Analisis masih dibawah

dari persyaratan 50% fy, sehingga desain link

slab pada studi terdahulu masih mampu jika

dipasang pada wilayah gempa kuat.

7.4. Perioda dan Partisipasi Massa

Bentang 12 m

Tabel 7.2 Periode dan Partisipasi Massa

Bentang 12 m

Ragam

Periode Partisipasi Massa

Struktur

Asli Retrofitting-1

Struktur

Asli Retrofitting-1

(detik) (detik) (detik) (detik)

1 0.272584 0.15503 0.34 0.83

2 0.260122 0.126078 0.36 0.83

3 0.132096 0.120749 0.36 0.83

4 0.127003 0.114714 0.36 0.83

5 0.121408 0.111654 0.36 0.83

6 0.119773 0.053774 0.83 0.83

7 0.118843 0.048616 0.83 0.83

8 0.052847 0.043498 0.83 0.83

9 0.048314 0.029175 0.83 0.83

10 0.043726 0.027834 0.83 0.83

11 0.041025 0.025379 0.83 0.83

12 0.030361 0.024975 0.83 0.93

13 0.029169 0.024106 0.83 0.93

14 0.027057 0.023459 0.83 0.93

15 0.025485 0.022794 0.83 0.93

16 0.024193 0.017719 0.83 0.95

17 0.023207 0.015369 0.94 0.95

18 0.014231 0.014084 0.94 0.95

19 0.014138 0.013883 0.94 0.95

20 0.01386 0.013325 0.94 0.95

21 0.01385 0.013321 0.94 0.95

Dari tabel 7.2 terlihat bahwa periode

pada struktur yang telah diretrofit menjadi

lebih kecil daripada struktur aslinya. Hal ini

menunjukkan bahwa struktur yang telah

diretrofit menjadi lebih kaku.

Sedangkan partisipasi massa sudah

mencapai 90% (syarat SNI – 03– 1726 –

2002) dari 20 noda. Artinya respon spectrum

bisa digunakan dan dianalisa.

Bentang 16 m

Tabel 7.3 Periode dan Partisipasi Massa

Bentang 16 m

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ABUTMEN BARAT

PILAR BARAT PILAR TENGAH

PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Te

ga

ng

an

Tu

lan

ga

n (

MP

a)

METODE SIMPLIKASI

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

ABUTMEN BARAT

PILAR BARAT PILAR TENGAH

PILAR TIMUR ABUTMEN TIMUR

Te

ga

ng

an

Tu

lan

ga

n (

MP

a)

METODE SIMPLIKASI

RESP-SNI

DENPASAR

NORTHRIDGE

MIYAGI

KOBE

ELCENTRO

Page 17: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

17

Raga

m

Periode Partisipasi Massa

Struktur

Asli Retrofitting-1

Struktur

Asli Retrofitting-1

(detik) (detik) (detik) (detik)

1 0.264422 0.235514 0.38 0.00006892

2 0.256018 0.232192 0.4 0.0004287

3 0.251121 0.228242 0.4 0.000504

4 0.247465 0.225975 0.4 0.0006901

5 0.243705 0.172209 0.4 0.87

6 0.242075 0.073001 0.4 0.87

7 0.13697 0.068532 0.88 0.87

8 0.073067 0.063049 0.88 0.87

9 0.069171 0.059726 0.88 0.87

10 0.064567 0.046606 0.88 0.87

11 0.062101 0.042113 0.88 0.87

12 0.048665 0.038427 0.88 0.87

13 0.046655 0.027952 0.88 0.87

14 0.04308 0.027601 0.88 0.87

15 0.040132 0.027082 0.88 0.87

16 0.028676 0.025402 0.88 0.88

17 0.028142 0.025279 0.88 0.94

18 0.027054 0.024018 0.88 0.94

19 0.026175 0.023847 0.88 0.94

20 0.023926 0.019421 0.88 0.96

21 0.023362 0.019311 0.96 0.96

Dari tabel 7.3 terlihat bahwa periode pada

struktur yang telah diretrofit menjadi hampir

sama dengan bentang 12 m. Partisipasi massa

sudah mencapai 90% dari 20 noda.

Bentang 20 m

Tabel 7.4 Periode dan Partisipasi Massa

Bentang 20 m

Raga

m

Periode Partisipasi Massa

Struktur

Asli Retrofitting-1

Struktur

Asli Retrofitting-1

(detik) (detik) (detik) (detik)

1 0.243902 0.192256 0.39 0.00003861

2 0.238284 0.187513 0.39 0.0004853

3 0.196999 0.182388 0.39 0.0006895

4 0.192197 0.179948 0.39 0.001436

5 0.187145 0.162548 0.39 0.86

6 0.184918 0.064258 0.39 0.86

7 0.128807 0.059072 0.86 0.86

8 0.063834 0.052589 0.86 0.86

9 0.058855 0.046576 0.86 0.86

10 0.052618 0.040332 0.86 0.86

11 0.047385 0.035913 0.86 0.88

12 0.045533 0.035632 0.86 0.88

13 0.040462 0.032283 0.86 0.88

14 0.035952 0.030113 0.86 0.88

15 0.032751 0.027147 0.86 0.88

16 0.026941 0.021581 0.86 0.88

17 0.022211 0.020989 0.93 0.88

18 0.022 0.020908 0.93 0.93

19 0.02146 0.02089 0.93 0.93

20 0.020945 0.019692 0.93 0.93

21 0.020930 0.019651 0.93 0.93

Dari tabel 7.4 terlihat bahwa periode pada

struktur yang telah diretrofit menjadi hampir

sama dengan bentang 16 m. Partisipasi massa

sudah mencapai 90% dari 20 noda.

Bentang 25 m

Tabel 7.5 Periode dan Partisipasi Massa

Bentang 25 m

Page 18: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

18

Raga

m

Periode Partisipasi Massa

Struktur

Asli Retrofitting-1

Struktur

Asli Retrofitting-1

(detik) (detik) (detik) (detik)

1 0.230872 0.207678 0.41 0.000007589

2 0.226182 0.201899 0.41 0.0001027

3 0.210089 0.195718 0.41 0.0001516

4 0.204305 0.192885 0.41 0.0003116

5 0.198175 0.168661 0.41 0.88

6 0.195456 0.069273 0.41 0.88

7 0.138231 0.063329 0.89 0.88

8 0.068919 0.056013 0.89 0.88

9 0.063112 0.049713 0.89 0.88

10 0.055966 0.042201 0.89 0.88

11 0.050188 0.036991 0.89 0.88

12 0.048463 0.033185 0.89 0.88

13 0.042128 0.032188 0.89 0.9

14 0.037038 0.030675 0.89 0.9

15 0.033305 0.027336 0.89 0.9

16 0.024843 0.023028 0.89 0.9

17 0.02332 0.022232 0.89 0.9

18 0.022544 0.020849 0.89 0.9

19 0.021454 0.020648 0.95 0.9

20 0.021025 0.020235 0.95 0.95

21 0.020812 0.020222 0.95 0.95

Dari tabel 7.5 terlihat bahwa periode pada

struktur yang telah diretrofit menjadi hampir

sama dengan bentang lainnnya. Partisipasi

massa sudah mencapai 90% dari 20 noda.

Bentang 30 m

Tabel 7.6 Periode dan Partisipasi Massa

Bentang 30 m

Ragam

Periode Partisipasi Massa

Struktur

Asli Retrofitting-1

Struktur

Asli Retrofitting-1

(detik) (detik) (detik) (detik)

1 0.277951 0.274431 3.352E-17 0.000001647

2 0.27285 0.269416 5.199E-17 0.00001093

3 0.26756 0.26414 7.26E-17 0.00001633

4 0.265256 0.261698 3.066E-16 0.00002535

5 0.228938 0.169947 0.43 0.9

6 0.223072 0.083073 0.43 0.9

7 0.139097 0.077567 0.91 0.9

8 0.083015 0.070991 0.91 0.9

9 0.077637 0.067235 0.91 0.9

10 0.071265 0.049945 0.91 0.9

11 0.067722 0.044653 0.91 0.9

12 0.052542 0.040012 0.91 0.9

13 0.049594 0.036256 0.91 0.91

14 0.044466 0.03286 0.91 0.91

15 0.039889 0.03192 0.91 0.91

16 0.031159 0.030881 0.91 0.91

17 0.029599 0.029356 0.91 0.91

18 0.029461 0.026887 0.91 0.91

19 0.027142 0.024952 0.91 0.91

20 0.025249 0.020893 0.91 0.95

21 0.025233 0.020872 0.91 0.95

Dari tabel 7.6 terlihat bahwa periode pada

struktur yang telah diretrofit menjadi hampir

sama dengan bentang lainnnya. Sedangkan

partisipasi massa sudah mencapai 90%

Secara umum, periode akibat beban

seismik untuk struktur retrofitting lebih kecil

dari struktur asli, artinya struktur lebih kaku,

sedangkan untuk partisipasi massa

membutuhkan node hingga 20 node untuk

mencapai partisipasi massa 90% kecuali untuk

bentang 16 meter 21 node.

BAB VIII

KESIMPULAN DAN SARAN

8.1 Kesimpulan dan Saran

Dengan adanya retrofitting menggunakan

link slab, displasemen perletakan akan

menjadi kecil.

Dengan adanya jenis tanah urugan pada

oprit yang dimodelkan mempunyai

kekakuan kekuatan abutment menahan

gaya mendapatkan bantuan dari tanah

sehingga gaya horizontal yang terjadi pada

abutment dapat terserap juga oleh

kekakuan tanah.

Dengan adanya link slab, gaya horizontal

yang semula terpusat pada perletakan sendi

menjadi tersebar merata pada struktur

bawah jembatan.

Page 19: STUDI RESPON SEISMIK JEMBATAN BALOK KOMPOSIT …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20410-Paper... · 2012-08-04 · studi respon seismik jembatan balok komposit sederhana

19

Tegangan yang terjadi pada link slab pada

studi terdahulu pada bentang 12, 16, 20,

25, dan 30 masih memenuhi batas aman

50%fy= 195 Mpa

Periode yang terjadi pada setiap bentang

setelah retrofitting dengan link slab

menjadi lebih kecil, yang artinya struktur

lebih kaku.

Analisa dinamis dengan time history

analisis sangatlah tidak menentu, karena

setiap gempa mempunyai kharakteristik

intensitas dan PGA yang berbeda-beda.

Untuk pelaksanaan pembangunan

jembatan harus memperhatikan jenis tanah.

Pembesaran dimensi bangunan bawah akan

sangat mempengaruhi kekakuan struktur,

semakin kaku struktur maka semakin kecil

displasemen, semakin kecil gaya

horizontal yang terjadi dan periode akan

lebih cepat.