POLITEKNIK NEGERI MEDAN
STUDI PENGARUH PERSAMAAN KURVA KELENGKUNGAN JEMBATAN IVERTED ARCH BRIDGE TERHADAP PERILAKU JEMBATAN
Disusun untuk memenuhi memenuhi salah satu satu tugas mata kuliah Metode Penelitian semester VII
Disusun oleh
Tania Crista Siregar NIM 1405131030 TPJJ 7B
PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2017
1.
JUDUL PENELITIAN
Studi Pengaruh Persamaan Kurva Kelengkungan Jembatan Inverted Arch Bridge Terhadap Perilaku Jembatan
2.
PENDAHULUAN
a. Latar Belakang Masalah
Aspek yang harus dipertimbangkan dalam perancangan jembatan diantaranya: kegunaan dari jembatan, bentuk medan, material yang digunakan, serta dana yang tersedia.
Dengan melihat sebaran gaya dalam pada masing – masing jembatan yang diakibatkan oleh beban – beban yang pekerja, akan didapat bentuk persamaan yang paling efektif dan ekonomis.
Secara teoritis, jembatan busur direncanakan hanya menerima hanya normal namun momen selalu muncul dalam prakteknya.
Kombinasi pembebanan dilakukan untuk mendapatkan output gaya dalam yang maksimum untuk struktur yang aman.
Terdapat beberapa persamaan yang dapat digunakan dalam perancangan jembatan busur
b. Identifikasi Masalah
Mempertimbangkan
aspek – aspek
dalam
perancangan
jembatan
Mencari persamaan yang paling efektif dan ekonomis pada jembatan
Mencari gaya – gaya dalam yang diterima oleh jembatan busur selain gaya normal
Mencari output gaya dalam yang maksimum untuk struktur yang aman
Mencari persamaan pada jembatan yang paling efisien digunakan
1
c.
Pembatasan Masalah
Kajian dilakukan terhadap jembatan busur dengan material baja
Bentang yang diuji terdiri dari tiga yaitu bentang pendek, menengah, dan panjang. Merupakan bentang yang relative untuk ukuran arch bridge secara umum.
Persamaan yang diujikan yaitu persamaan catenary, persamaan pangkat dua, persamaan pangkat 3, dan persamaan pangkat 4.
Efek ketidaksempurnaan geometri penampang tidak ditinjau
Analisa dilakukan berdasarkan sifat baja pada mode linearelastic
d.
Rumusan masalah
Bagaimana pengaruh persamaan kurva kelengkungan jembatan terhadap perilaku jembatan?
Bagaimana cara pengujian jembatan yang terbagi dalam empat persamaan berbeda?
Bagaimana pengujian untuk suatu jembatan busur pendek, menengah, dan panjang?
Apa persamaan yang paling optimum untuk suatu jembatan busur?
e.
Tujuan penelitian
Mengetahui pengaruh persamaan kurva kelengkungan jembatan terhadap perilaku jembatan.
Menguji jembatan melalui empat persamaan berbeda yaitu persamaan catenary, persamaan pangkat dua, persamaan pangkat 3, dan persamaan pangkat 4.
Mengetahui pengujian jembatan busur pendek, menengah, dan panjang.
Mengetahui persamaan paling optimum yang dapat digunakan untuk suatu jembatan busur.
2
f.
Manfaat Penelitian
Dapat mengetahui pengaruh persamaan kurva kelengkungan jembatan terhadap perilaku jembatan.
Dapat menguji jembatan melalui empat persamaan berbeda dan mengetahui perbedaan keempat persamaan tersebut
Menyimpulkan
persamaan
paling
optimum
yang
dapat
digunakan untuk suatu jembatan busur.
Memilih persamaan yang paling efekfif untuk suatu jembatan busur
g.
Definisi operasional variable
Arch bridge atau jembatan busur adalah…
Beberapa persamaan yang dimaksud dalam penelitian ini adalah…
3. KAJIAN PUSTAKA
a. Deskripsi Variabel Penelitian 1) Jembatan a) Pengertian jembatan 2) Tipe – Tipe Jembatan a) Suspenden bridge b) Cable stayed bridge c) Arch bridge d) Truss bridge 3) Jembatan Inverted Arch Bridge a) Deck b) Superstruktur c) Substruktur d) Pembebanan
3
b. Kajian Hasil Penelitian Yang Relevan 1)
Persamaan – persamaan yang digunakan dalam perancangan jembatan
2)
Gaya – gaya dalam yang bekerja pada suatu jembatan
3)
Output gaya dalam yang maksimum untuk struktur jembatan
c. Kerangka Berpikir Jembatan arch merupakan jembatan dengan struktur utamanya berupa pelengkung (arch). Jembatan pelengkung ini memiliki geometri kelengkungan yang diambil dari suatu persamaan tertentu dan perbandingan antara tinggi dan panjang bentang yang memenuhi aturan yang ada. Keuntungan dari pelengkung adalah kemampuannya menyebarkan gaya dalam pada aksial dan bending momen serta geser yang jauh lebih kecil yang memungkinkan material yang digunakan akan lebih efektif sehingga lebih ekonomis
d. Hipotesis Penelitian Rumusan masalah
Apa persamaan yang paling optimum untuk suatu jembatan busur? Tujuan
Mengetahui persamaan yang paling optimum untuk suatu jembatan busur Hipotesis Penelitian
Ha : Persamaan catenary merupakan persamaan paling optimum Ho : Persamaan catenary bukan merupakan persamaan paling optimum
4
Kesimpulan
Persamaan catenary merupakan persamaan paling optimum karena kurva catenary adalah kurva yang secara alami terbentuk oleh suatu kabel yang tergantung bebas
4. METODE PENELITIAN
a. Desain Eksperimen Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen (experimental). Penelitian eksperimen adalah penelitian yang digunakan untuk mencari pengaruh perlakuan tertentu terhadap yang lain dalam kondisi yang terkendalikan, kondisi yang terkendalikan di maksud adalah adanya hasil dari penelitian dikonversikan ke dalam angkaangka,
untuk
analisis
yang
digunakan
adalah
dengan
menggunakan analisis statistik
b. Prosedur Eksperimen
Variasi bentuk jembatan
Preliminary design
Modelisasi
Analisa struktur
Kombinasi beban
Pengecekan hasil analisis awal
Analisis data
Penarikan kesimpulan
c. Populasi dan Sampel Berdasarkan penelitian maka populasi penelitian ini adalah jembatan dan sampel adalah persamaan catenary, persamaan pangkat dua, persamaan pangkat tiga, dan persamaan pangkat empat.
5
d. Metode Pengumpulan Data Cara yang tepat utnuk mengumpulkan data adalah melalui hasil pengukuran berdasarkan variable yang dioperasionalkan dengan menggunakan instrument.
e. Instrumen Penelitian Sesuai dengan metode pengumpulan data yang digunakan adalah alat hitung. Alat hitung yang digunakan dalam penelitian ini berupa komputer dan software SAP2000.
f.
Metode Analisis Data Hipotesis Persamaan
Analisis Data
catenary
merupakan
Kuantitatif
persamaan paling optimum
5. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil Penelitian
Hasil analisis deskriptif, dalam hal ini laporan studi pengaruh persamaan kurva kelengkungan dan hasil analisis dilaporkan dalam bentuk grafik, tabel, dan diagram
Hasil pengujian hipotesis, yang dilaporkan berdasarkan hasil analisis dengan bantuan software SAP2000
b. Pembahasan Hasil pengujian hipotesis, berdasarkan permodelan dan analisis persamaan catenary dan persamaan pangkat dua menunjukkan bentuk yang sangat mirip, yaitu
batang vertical menerima
momen yang lebih kecil serta aksial yang lebih besar dibanding persamaan pangkat tiga dan pangkat empat. Pada saat analisa, gaya – gaya dalam pada persamaan catenary dan persamaan
6
pangkat dua mendistribusikan gaya – gaya dengan seragam pada elemen – elemen strukturnya sehingga menghemat profil yang dibutuhkan dan mengurangi berat setruktur, sehingga jembatan busur dengan persamaan catenary dan persamaan pangkat dua merupakan jembatan yang paling efisien dan mendistribusikan gaya – gaya dalam dengan baik
6. SIMPULAN DAN SARAN
a. Simpulan
Persamaan kurva kelengkungan jembatan catenary dengan persamaan pangkat dua menunjukkan perilaku yang sangat mirip dalam perancangan jembatan
Pengujian jembatan yang terbagi dalam empat persamaan berbeda dilakukan dengan pemodelan dan analisis struktur dengan bantuan software 2000
Pengujian untuk suatu jembatan busur pendek, menengah, dan panjang dilakukan dengan pemodelan dan analisis struktur dengan bantuan software 2000
Pada persamaan catenary dan persamaan pangkat dua, batang vertical menerima momen yang lebih kecil serta aksial yang lebih besar dibanding persamaan pangkat tiga dan pangkat empat. Pada saat analisa, gaya – gaya dalam pada persamaan catenary dan persamaan pangkat dua mendistribusikan gaya – gaya dengan seragam pada elemen – elemen strukturnya sehingga menghemat profil yang dibutuhkan dan mengurangi berat setruktur, sehingga jembatan busur dengan persamaan catenary dan persamaan pangkat dua merupakan jembatan yang paling efisien dan mendistribusikan gaya – gaya dalam dengan baik
7
b. Saran
Dengan melihat bahwa jembatan busur dengan persamaan catenary dan persamaan pangkat dua memberikan suatu perilaku dan performa yang mirip, perlu dilakukan studi secara khusus terhadap perilaku arch dengan kedua persamaan tersebut, untuk mengetauhi manakan yang lebih efisien dari kedua bentuk tersebut.
Dengan melihat bahwa persamaan catenary dan persamaan pangka dua memberikan performa yang paling baik, jembatan dengan bentuk ini dapat dipilih untuk digunakan pada struktur jembatan inverted arch bridge yang akan dibangun
8
