Pengaruh Kekakuan Sambungan pada Rangka Jembatan Baja terhadap Gaya Dalam, Deformasi, dan Tegangan Elemen Batang

Irhamy, Akhmad Reza and Wisnumurti, MT., Dr. Ir. and Nuralinah, ST., MT., Dr. Eng. Devi (2024) Pengaruh Kekakuan Sambungan pada Rangka Jembatan Baja terhadap Gaya Dalam, Deformasi, dan Tegangan Elemen Batang. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Bina Marga telah mengatur pedoman standar dalam merencanakan jembatan rangka baja di Indonesia. Pedoman tersebut menggunakan alat sambung baut dan pelat untuk menyambung elemen-elemen struktur rangka batang pada rangka jembatan baja. Sambungan tersebut dinamakan dengan pelat buhul (gusset plate). Dalam perencanaannya, pelat buhul memiliki kekakuan dan disambung dengan banyak baut, namun selalu dianggap sebagai sambungan sendi-sendi. Dengan demikian, gaya dalam yang terjadi hanya gaya normal saja, tegangan yang terjadi hanya tegangan normal saja, dan hanya mengizinkan terjadinya rotasi tanpa adanya lendutan dan momen. Padahal, terdapat jembatan tanpa pelat buhul, yaitu jembatan Memorial Portsmouth-Kittery (USA) yang mana sambungan tersebut lebih kaku dibandingkan jembatan pelat buhul. Oleh karena itu, tentunya terdapat perbedaan analisis gaya dalam, deformasi, dan tegangan apabila menganggap sambungan rangka jembatan berupa sambungan sendi dan jepit. Penelitian ini, menggunakan model jembatan rangka baja kelas A bentang 40 m dari Bina Marga 2005. Adapun pembebanan dihitung dari SNI 1725-2016, berupa beban permanen dan lalu lintas yang diaplikasikan menjadi beban terpusat pada tiap buhulnya. Analisis pemodelan dibantu dengan software SAP2000 Trial Version yang terdapat fitur Partial Releases/ Partial Fixity untuk mendefinisikan kekakuan sambungan sendi dan jepit pada pemodelan rangka jembatan baja. Hasil analisis software yang diperoleh adalah gaya dalam dan deformasi. Dari data gaya dalam, akan dianalisis tegangan yang terjadi pada elemen batang pada kedua model. Lalu, hasil tegangan kedua pemodelan akan diperiksa terhadap tegangan izin. Hasil analisis gaya dalam, deformasi, dan tegangan kedua pemodelan akan dibandingkan dalam tabel dan grafik. Selain itu, dilakukan pula pembuktian klasifikasi pelat buhul sebagai sambungan sendi menggunakan lebar efektif Whitmore dan perhitungan tegangan yang terjadi pada pelat buhul. Hasil penelitian diperoleh nilai gaya aksial batang yang dimodelkan dengan sambungan sendi mengalami penurunan rasio 0,105% untuk gaya tarik maksimum dan 0,112% untuk gaya tekan maksimum apabila dimodelkan sebagai sambungan jepit. Selisih rasio gaya dalam tersebut menimbulkan adanya distribusi gaya geser dan momen pada pemodelan sambungan jepit. Deformasi maksimum yang dimodelkan dengan sambungan sendi mengalami penurunan rasio 0,291% apabila dimodelkan dengan sambungan jepit. Sebaliknya, nilai tegangan yang dimodelkan dengan sambungan sendi mengalami peningkatan rasio 11,8% terhadap nilai keamanan apabila dimodelkan dengan sambungan jepit. Namun, permodelan sambungan jepit masih mengalami jenis keruntuhan daktail karena rasio keamanan tegangan lentur masih lebih besar dibandingkan tegangan geser sehingga aman untuk perencanaan. Selain itu, Rasio indeks kekakuan lentur pelat buhul terhadap batang yang disambungan dengan lebar efektif Whitmore hanya sebesar 0,404%. Dengan demikian, kekakuan pelat buhul masih diklasifikasikan sebagai perilaku sambungan sendi. Adapun tegangan yang terjadi sisi pelat buhul akibat adanya distribusi gaya aksial dari profil yang disambung adalah 24,933 MPa untuk tegangan tekan dan 23,504 MPa untuk tegangan tarik.

English Abstract

Indonesia’s Bina Marga has arranged a standard handbook for designing steel truss bridge in Indonesia. The handbook utilizes a combination of steel bolt and plate known as gusset plate to connect the structural members. In reality, the gusset plate has a rigidity and connected with many bolts, yet it is assumed as a pinned connection, only allowing for rotation without allowing for deflection or moment. In reality there are bridges like Memorial Portsmouth-Kittery bridge in USA that uses connections far more rigid than gusset plate. Therefore, there is a difference in the analysis of internal forces, deformations, and stresses if the truss’ connection is considered smooth pin. This study, using a 40 m span class A steel truss bridge model from Bina Marga 2005. The loading is calculated from SNI 1725-2016, in the form of permanent and traffic loads which are applied to be point loads on each joint. Modeling analysis is used by SAP2000 Trial Version software which has a Partial Releases / Partial Fixity feature to define the flexible and rigid joints in steel bridge truss modeling. The results of the software analysis obtained are internal force and deformation. From the internal force data, the stresses that occur in the elements in both models will be analyzed. Then, the stress results of both modeling will be checked against the allowable stress. The results of the analysis of internal force, deformation, and stress of both modeling will be compared in tables and graphs. In addition, the classification of the gusset plate as a joint using Whitmore's effective width and calculating of stresses in the gusset plate. The results showed that the axial force value of the rod modeled with a joint connection decreased by 0.105% for the maximum tensile force and 0.112% for the maximum compressive force when modeled with a rigid connection. The difference in the internal force ratio causes the distribution of shear forces and moments in the rigid joint modeling. The maximum deformation modeled with a flexible connection has a 0.291% decrease in ratio when modeled with a rigid connection. On the contrary, the stress value modeled with the flexible connection has an 11.8% increase in the ratio to the allowable value when modeled with the rigid connection. However, the rigid joint modeling still experiences a ductile type of collapse because the allowable stress safety ratio is still greater than the shear stress, making it safe for planning. In addition, the ratio of the stiffness connection index of the gusset plate to the connected members using effective width of Whitmore is only 0.404%. Therefore, the stiffness of gusset plate is still categorized as a pinned connection. Besides that, the stresses that occur on the side of the gusset plate due to the axial force distribution of the joined profiles are 24.933 MPa for compressive stress and 23.504 MPa for tensile stress.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0524070072
Uncontrolled Keywords:	Deformasi, gaya dalam Jembatan rangka baja, kekakuan sambungan, tegangan
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Sipil
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	11 Jul 2024 07:01
Last Modified:	11 Jul 2024 07:01
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/221200

Text (DALAM MASA EMBARGO) Akhmad Reza Irhamy.pdf Restricted to Registered users only Download (11MB)

Actions (login required)

View Item