Iqbal, Muhammad (2018) Analisis Kapasitas Struktur Jembatan Rangka Tipe Warren Dengan Mutu Baja Tidak Seragam dalam Menahan Beban Gempa Dua Arah dan Tiga Arah. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Jembatan merupakan suatu konstruksi yang dibangun sebagai penghubung antar wilayah yang terpisahkan akibat adanya rintangan seperti sungai, danau, lembah dan raya yang melintang tidak sebidang. Salah satu jembatan yang hingga saat diterapkan di Indonesia adalah jembatan rangka baja dengan tipe struktur jembatan warren. Pemodelan dilakukan dengan mengadopsi dari desain jembatan rangka eksisting yang ada di Malang, yaitu Jembatan Soekarno-Hatta. Hal ini dilakukan dengan tujuan memudahkan peneliti dalam menganalisis tanpa harus mendesain ulang terlebih dahulu. Dalam merencanakan struktur jembatan harus memperhitungkan secara detail dan akurat total beban yang akan dipikul oleh struktur jembatan, salah satunya adalah beban gempa. Beban gempa merupakan pembebanan pada struktur jembatan yang sifatnya tak terduga dan dapat terjadi di segala arah. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan analisis jembatan akibat beban gempa secara dua arah dan tiga arah. Selain itu, dalam penelitian ini digunakan mutu yang tidak seragam pada material baja. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan hasil pengaruh diantara keduanya terhadap kapasitas struktur jembatan. Output yang dihasilkan dalam analisis ini berupa besarnya nilai tegangan dan regangan tiap batang pada struktur jembatan. Tahap pertama dalam analisis dimulai dengan melakukan pemodelan rangka jembatan menggunakan software ABAQUS Student Edition dengan spesifikasi dimensi dan material yang disesuaikan dengan jembatan rangka eksisting, yaitu Jembatan Soekarno-Hatta Malang. Setelah rangka jembatan dimodelkan, dilakukan analisis nilai eigen terlebih dahulu untuk mendapatkan dua mode shape terbesar dari struktur jembatan itu sendiri. Selanjutnya diperlukan perhitungan frekuensi alami untuk mengetahui karakteristik dinamis utama pada struktur jembatan tersebut, sehingga terlihat bagaimana perilaku dominan dari struktur jembatan rangka yang telah dimodelkan. Setelah dilakukan analisis nilai eigen, dilakukan analisis dinamis dengan menggunakan metode riwayat waktu (time history). Analisis dan modelisasi struktur dilakukan dengan dua arah dan tiga arah pada model jembatan. Data gempa yang diberikan berupa percepatan dan waktu dari gempa El Centro pada tahun 1979 di California. Beban gempa yang digunakan adalah beban gempa dengan 10 kali percepatan. Hasil analisis menunjukkan bahwa akibat beban gempa dua arah dan tiga arah tegangan maksimum berada pada batang segmen tengah bagian bawah. Nilai tegangan maksimum pada batang segmen tengah bagian bawah akibat beban gempa dua arah sebesar 332.39312 MPa, sedangkan akibat beban gempa tiga arah tegangan maksimum pada batang segmen tengah bagian bawah sebesar 312.705536 MPa. Penggunaan beban gempa dua arah dan tiga arah pada struktur jembatan rangka tipe warren dengan mutu baja tidak seragam mengakibatkan terjadinya penurunan kekakuan pada tiap-tiap batang yang berkisar antara 5%-10%. Selain itu, penggunaan mutu material baja yang tidak seragam pada struktur jembatan rangka tipe warren menyebabkan terjadinya penurunan kekakuan yang cukup signifikan dibandingkan dengan mutu material yang seragam. Sehingga dapat mempengaruhi kekuatan yang mampu ditampung oleh struktur jembatan tersebut.
English Abstract
A bridge is a construction which is built as a connector for one area to another area that is being separated by river, lake, valley, or highways which transverse differently. One of the bridges that are still used in Indonesia is the steel-truss bridge that is the warren type. This modeling is used using the design of existing frame bridge in Malang, that is Soekarno-Hatta Bridge. The purpose of the modeling is that to help the writer in analyzing the bridge without having to redesign all over again. In planning the structure of the bridge, detailed and accurate calculation of the total load that the bridge is going to withstand is importantly needed, including an earthquake loads. An earthquake loads is a load the bridge may withstand that could not be predicted and might happen in anyways. Therefore, this research deals with an analysis of bridge structure regarding bi-directional and tri-directional earthquake loads. In addition, this research also focuses on the application of non-uniform steel grade. The purpose of this is that to get the effect of both actions toward the structural capacity of the bridge. The output of this research analysis is in form of the stress and strain value in every member of the bridge structure. The first step of the analysis is modeling the truss of the bridge using a software named ABAQUS Student Edition with dimension and material specification adjusted to existing truss bridge, that is Soekarno-Hatta Bridge in Malang. After modeling the bridge's truss, the writer analyzed the eigen value first to get the two biggest mode shapes in the structure of the bridge. The next step is calculating the natural frequency to know the main dynamic characteristic in the structure of the bridge, therefore the dominant behavior of the bridge structure that has been modeled will be seen. After finding the eigen value, the next step is doing the dynamic analysis using time history method. This analysis and structure modeling is done in bi-directional and tri-directional earthquake loads in the bridge. The earthquake data are in form of velocity and duration of the El Centro earthquake in California, 1979. The earthquake loads used is the earthquake loads with ten times velocity. The results show that due to the bi-directional and tri-directional earthquake loads, the maximum stress is in the bottom of the middle segment of the bridge. The maximum stress in the bottom of the middle segment due to the bi-directional earthquake load is 332.39312 MPa, whereas due to the tri-directional earthquake load, the maximum stress is 312.705536 MPa. The use of bi-directional and tri-directional earthquake loads on warren truss structure with non-uniform steel grade, causing a decrease in stiffness in each member of the bridge structure that ranges from 5% -10%. In addition, the use of non-uniform steel material grade in the warren truss structure bridge, causing a significant decrease in stiffness, compared with the uniform steel material grade, which may affect the ability of the bridge to withstand earthquake loads.
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | SKR/FT/2018/430/051805261 |
| Uncontrolled Keywords: | jembatan rangka, tipe warren, metode riwayat waktu, beban gempa, dua arah, tiga arah, tegangan, regangan, kapasitas struktur, ABAQUS Student Edition structural bridge, warren type, analysis, time history method, earthquake loads, bi-directional, tri-directional, stress, strain, structure capacity, ABAQUS Student Edition. |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 624 Civil engineering > 624.2 Bridges |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Sipil |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 12 Oct 2018 07:59 |
| Last Modified: | 12 Oct 2018 07:59 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/12670 |
Actions (login required)
 |
View Item |