commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

i

EVALUASI KINERJA SEISMIK JEMBATAN CABLE

STAYED FREESTANDING DENGAN METODE ANALISIS

PUSHOVER SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF FREESTANDING CABLE STAYED

BRIDGE WITH PUSHOVER ANALYSIS METHOD

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Oleh :

PANGGAH WICAKSONO

NIM. I0114092

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2018

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

EVALUASI KINERJA SEISMIK JEMBATAN CABLE

STAYED FREESTANDING DENGAN METODE ANALISIS

PUSHOVER

SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF FREESTANDING CABLE STAYED

BRIDGE WITH PUSHOVER ANALYSIS METHOD

Disusun Oleh:

PANGGAH WICAKSONO

I0114092

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran

Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan Dosen Pembimbing

Dosen Pembimbing I

Dr. Senot Sangadji, ST, MT

N I P . 19720807 200003 1 002

Dosen Pembimbing II

Edy Purwanto, ST, MT

N I P . 19680912 199702 1 001

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

iii

HALAMAN PENGESAHAN

EVALUASI KINERJA SEISMIK JEMBATAN CABLE

STAYED FREESTANDING DENGAN METODE ANALISIS

PUSHOVER

SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF FREESTANDING CABLE STAYED

BRIDGE WITH PUSHOVER ANALYSIS METHOD

SKRIPSI

Disusun Oleh:

PANGGAH WICAKSONO

I0114092

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada dan diterima guna

memenuhi persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada:

Hari : Senin

Tanggal : 1 Oktober 2018

Tim Penguji :

1. Dr. Senot Sangadji, ST, MT

NIP. 19720807 200003 1 002 _______________

2. Edy Purwanto, ST, MT

NIP. 19680912 199702 1 001 _______________

3. Ir.Sunarmasto M.T.

NIP. 19560717 198703 1 003 _______________

4. Dr. Endah Safitri S.T., M.T.

NIP. 19701212 200003 2 001 _______________

Mengesahkan,

Kepala Program Studi Teknik Sipil

Wibowo, ST, DEA

NIP. 19681007 199502 1 001

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

iv

MOTTO

“Selama kamu bisa melakukan sendiri lakukanlah, jangan bergantung

dengan orang lain”

(Panggah Wicaksono)

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Allah Subhanahu Wata’ala pemilik dunia dan seisinya.

Ibu, orang yang telah melahirkanku, menyayangiku, dan mendidikku

Ayah, orang yang selalu mendukung

Saudariku yang selalu senantiasa ada disampingku

Seluruh Dosen Teknik Sipil UNS yang telah mengajarkan banyak ilmu

kepada saya.

Keluarga Teknik Sipil 2014 yang senantiasa berbagi keceriaan.

Keluarga Amanda Makan Pisang yang senantiasa berbagi kebahagiaan.

Semua pihak yang membantu dalam mengumpulkan data skripsi.

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

vi

ABSTRAK

Panggah Wicaksono, 2018, Evaluasi Kinerja Seismik Jembatan Cable Stayed

Freestanding dengan Metode Analisis Pushover. Skripsi. Program Studi

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Jembatan salah satu infrastruktur yang saat ini sedang banyak dibangun oleh

pemerintah. Oleh sebab itu, sangat diperlukan evaluasi kinerja seismik struktur

jembatan saat masa konstruksi untuk menyimpulkan apakah jembatan aman untuk

dibangun atau perlu modifikasi struktur dan rehabilitasi.

Pushover analysis merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk

melakukan evaluasi terhadap struktur jembatan. Pushover analysis merupakan

metode untuk mendapatkan kurva kapasitas dari sebuah struktur bangunan di

mana dalam kasus ini adalah Struktur Jembatan Freestanding Teluk Kendari.

Dengan kurva kapasitas dapat ditentukan spektrum kapasitas dan hasil akhir

berupa kurva kerapauhan (fragility curve) untuk mengevaluasi kinerja seismik

struktur jembatan. Pembentukan Kurva Kerapuhan mempertimbangkan standart

deviasi. Pemodelan jembatan menggunakan software Midas Civil 2011. Batas

kerusakan menggunakan penelitian Monti and Nistico (2002), Kim and Shinosuka

(2004), dan Li et al (2012). Pendeskripsian batas kerusakan menggunakan

HAZUS.

Analisis Phusover menghasilkan titik runtuh pada perpindahan 0,48 meter dengan

resultan base shear sebesar 80669,8 . Jembatan Teluk Kendari berada pada

kawasan dengan PGA 0,3 g. Berdasarkan penelitian Monti and Nistico (2002)

terjadi probabilitas tingkat kerusakan slight, extensive, dan complete adalah

99,31%, 98,60%, dan 97,07%. Berdasarkan penelitian Kim and Shinosuka

(2004) terjadi probabilitas tingkat kerusakan slight, moderate, extensive, dan

complete adalah 99,79%, 99,28%, 97,82 dan 63,90%. Berdasarkan penelitian Li

et al (2012) terjadi probabilitas tingkat kerusakan slight, moderate, extensive dan

complete adalah 99,33%, 97,60%, 78,00% dan 35,90%.

Kata Kunci : Jembatan Teluk Kendari, Freestanding, Analisis Pushover, Kurva

Kapasitas, Spektrum Kapasitas, Kurva Kerapuhan.

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

vii

ABSTRACT

Panggah Wicaksono, 2018, Seismic Performance Evaluation Of Freestanding

Cable Stayed Bridge With Pushover Analysis Method, Bachelor’s Thesis. Civil

Engineering Study Program Faculty of Engineering Sebelas Maret State

University of Surakarta.

Bridge is one of the infrastructure development sectors which is curently being

heralded by the goverment. Therefore, it is very nacessary to evaluate the sismic

performance of the bridge structure in construction stage to conclude whether the

bridge is safe to build or need structural modification and rehabilitation.

Pushover analysis is a method for evaluating bridge structure. Pushover analysis

is a method to obtain capacity curve of a building structure where in this case is

the Teluk Kendari Freestanding Bridge. Capacity Spektrum can determined by

capacity curve and the final result is fragility curve for evaluate seismic

performance bridge structure. Fragility curves were formed by considering some

standart deviation parameter. Bridge modeling was supported by Midas Civil

2011 software. Damage states was based on Monti and Nistico (2002) , Kim and

Shinozuka (2004), and Li et al (2012). Definition of damage states was based on

HAZUS.

Phusover analysis resulted a capacity curve which has breaking point on

displacement 0,48 meter with resultan base shear 80669.8 . Teluk Kendari

Bridge is in region with PGA 0.3 g. Based on research by Monti and Nistico

(2002) probability of slight, extensive, and complete is 99.31%, 98.60%, and

97.07%. Based on research by Kim and Shinosuka (2004) probability of slight,

moderate, extensive, and complete is 99.79%, 99.28%, 97.82 and 63.90%. Based

on research by Li et al (2012) probability of slight, moderate, extensive, and

complete is 99.33%, 97.60%, 78.00% and 35.90%.

Keywords: Teluk Kendari Bridge, Pushover Analysis, Capacity Curve, Capacity

Spectrum, Fragility Curve.

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga

penulis bisa menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Evaluaisi Kinerja

Seismik Jembatan Cable Stayed Freestanding Dengan Metode Analisis

Pushover”.

Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat yang harus ditempuh untuk

mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret. Skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa

bantuan, bimbingan, dan saran dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada

kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

3. Bapak Dr. Senot Sangadji, ST, MT dan Bapak Edy Purwanto, ST, MT, selaku

Dosen Pembimbing skripsi. Terima kasih atas semua waktu, bimbingan,

motivasi, dan bantuan, serta kepercayaan bapak untuk bisa menyelesaikan

skripsi ini.

4. Dosen Pembimbing Akademis Bapak Ir. Mukahar MSCE

5. Semua Staff Pengajar pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

6. Teman-teman S1 Reguler Program Studi Teknik Sipil UNS 2014.

Akhirnya, pengantar ini juga menjadi semacam ingatan bagi penulis selama

menempuh tahap pembelajaran di Universitas Sebelas Maret Surakarta. Skripsi ini

masih jauh dari sempurna, maka kritik dan saran demi perbaikan akan diterima

dengan senang hati. Semoga skripsi ini bermanfaat, khususnya dalam bidang

Pemodelan Struktur.

Surakarta, 28 September 2018

Penulis

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

ix

DAFTAR ISI

Halaman Judul ........................................................................................................ i

Lembar Persetujuan ............................................................................................... ii

Halaman Pengesahan ........................................................................................... iii

Motto .................................................................................................................... iv

Halaman Persembahan ............................................................................................ v

Abstrak ................................................................................................................. vi

Abstract ............................................................................................................... vii

Kata Pengantar ................................................................................................... viii

Daftar Isi ............................................................................................................... ix

Daftar Tabel ......................................................................................................... xii

Daftar Gambar .................................................................................................... xiii

Daftar Notasi dan Simbol ..................................................................................... xv

Daftar Lampiran .................................................................................................. xvi

BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ...................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 3

BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................... 5

2.1 Struktur Jembatan .................................................................................... 5

2.1.1 Pengertian Jembatan ................................................................................ 5

2.1.2 Jenis Jembatan ......................................................................................... 6

2.2 Jembatan Cable Stayed ............................................................................ 7

2.2.1 Struktur Jembatan Cable Stayed .............................................................. 8

2.2.1.1 Sistem kabel ............................................................................................. 9

2.2.1.2 Gelagar ................................................................................................... 12

2.2.1.3 Menara/Pylon ......................................................................................... 14

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

x

2.3 Pembebanan Jembatan ........................................................................... 14

2.3.1 Beban Mati ............................................................................................. 14

2.3.2 Beban Pelaksanaan ................................................................................. 15

2.3.3 Beban Gempa ......................................................................................... 16

2.4 Konsep Perencanaa Struktur Tahan Gempa .......................................... 17

2.4.1 Wilayah Gempa Indonesia ..................................................................... 17

2.4.2 Klasifikasi Situs ..................................................................................... 18

2.4.3 Koefisien Situs ....................................................................................... 18

2.4.4 Parameter Percepatan Desain Spektra ................................................... 20

2.5 Analisis Respon Spektra ........................................................................ 20

2.6 Phusover Analysis .................................................................................. 22

2.6.1 Kurva Kapasitas ..................................................................................... 23

2.6.2 Spektrum Kapasitas ............................................................................... 24

2.6.3 Kurva Kerapuhan ................................................................................... 25

BAB 3 METODE PENELITIAN ....................................................................... 28

3.1 Tahap Penelitian ..................................................................................... 28

3.1.1 Studi Literatur ........................................................................................ 28

3.1.2 Pengumpuulan Data ............................................................................... 28

3.1.2.1 Struktur Jembatan .................................................................................. 28

3.1.2.2 Lokasi Jembatan ..................................................................................... 29

3.1.3 Pemodelan Struktur ................................................................................ 30

3.1.4 Perhitungan Pembebanan ....................................................................... 33

3.1.5 Analisis Target Respon Spektra ............................................................. 33

3.1.6 Analisis Data .......................................................................................... 35

3.2 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 36

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ....................................................... 38

4.1 Pemodelan Struktur Jembatan ................................................................ 38

4.2 Pembebanan Struktur Jembatan ............................................................. 38

4.2.1 Perhitungan Beban Mati ........................................................................ 38

4.2.2 Perhitungan Respon Spektra .................................................................. 39

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

xi

4.3 Hasil Analisis Phusover ......................................................................... 47

4.4 Pembuatan Spektrum Kapasitas ............................................................. 50

4.5 Penentuan Nilai Batas Kerusakan .......................................................... 54

4.5.1 Monti and Nistico (2002) ....................................................................... 54

4.5.2 Kim and Shinozuka (2004) ..................................................................... 56

4.5.3 Li et al (2012) ......................................................................................... 59

4.6 Perhitungan Standar Deviasi Ketidaktentuan ........................................ 61

4.7 Pembentukan Kurva Kerapuhan ............................................................ 63

4.7.1 Kurva Kerapuhan Batas Kerusakan Berdasarkan Penelitian Monti dan

Nistico (2002) ........................................................................................ 63

4.7.2 Kurva Kerapuhan Batas Kerusakan Berdasarkan Penelitian Kim dan

Shinozuka (2004) ................................................................................... 65

4.7.3 Kurva Kerapuhan Batas Kerusakan Berdasarkan Penelitian Li et al

(2012) ..................................................................................................... 67

BAB 4 KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 72

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 72

5.2 Saran ...................................................................................................... 73

Daftar Pustaka ...................................................................................................... 74

Lampiran

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisien Situs, Fa ............................................................................. 14

Tabel 2.2 Koefisien Situs, Fv ............................................................................. 15

Tabel 2.3 Deskripsi Batas Kerusakan Struktur Jembatan Berdasarkan Hazus . 19

Tabel 2.4 Definisi Batas Kerusakan Pier Jembatan Menurut Monti and Nistico

(2002), Menurut Kim and Shinozuka (2004), dan Li eta al (2012) ... 19

Tabel 4.1 Koefisien Situs Fa ............................................................................. 42

Tabel 4.2 Koefisien Situs Fv ............................................................................. 43

Tabel 4.3 Respon Spektra Kota Kendari Tanah Lunak (SE) ............................. 45

Tabel 4.4 Kurva Kapasitas Hasil Analisis Phusover ......................................... 47

Tabel 4.5 Spektrum Kapasitas ........................................................................... 51

Tabel 4.6 Nilai Batas Kerusakan Menurut Monti and Nistico (2002) .............. 55

Tabel 4.7 Nilai Batas Kerusakan Menurut Kim and Shinozuka (2004) ............ 58

Tabel 4.8 Nilai Batas Kerusakan Menurut Li et al (2012) ................................ 60

Tabel 4.9 Perbandingan Probabilitas Kerusakan Berdasarkan Penelitian Monti

and Nistico (2002), Kim and Shinozuka (2004) dan Li et al (2012) 70

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Jembatan Cable Stayed ...................................................... 9

Gambar 2.2 Jembatan Kabel Sistem Satu Bidang ............................................ 10

Gambar 2.3 Jembatan Kabel Sistem Dua Bidang ............................................ 11

Gambar 2.4 Tatanan Kabel Longitudinal (a) radiating, (b) harp, (c) fan, dan (d)

star ................................................................................................ 12

Gambar 2.5 Gelagar Solid Web (Troitsky, 1977) ............................................. 13

Gambar 2.6 Gelagar Stiffening Truss (Troitsky, 1977) ................................... 13

Gambar 2.7 Tipe Menara (Zarkas dan Roliansjah, 1995) ................................. 14

Gambar 2.8 Berat Isi Material .......................................................................... 15

Gambar 2.9 Beban Pelaksanaan Treveller ....................................................... 16

Gambar 2.10 Peta Percepatan Puncak (PGA) Periode 0,2 detik (SS) ................. 17

Gambar 2.11 Peta Percepatan Puncak (PGA) Periode 1,0 detik (S1) ................. 18

Gambar 2.12 Kurva Respon Spektra .................................................................. 22

Gambar 2.13 Kurva Kapasitas dengan Pushover Analysis ................................ 23

Gambar 2.14 Ilustrasi Kurva Kapasitas .............................................................. 24

Gambar 2.15 Ilustrasi Sppektrun Kapasitas ....................................................... 24

Gambar 2.16 Ilustrasi Kurva Kerapuhan dalam Berbagi Tingkat Kerusakan .... 26

Gambar 3.1 Jembatan Teluk Kendari ............................................................... 29

Gambar 3.2 Struktur Tinjauan .......................................................................... 29

Gambar 3.3 Lokasi Jembatan Teluk Kendrai ................................................... 30

Gambar 3.4 Model Struktur Jembatan Teluk Kendari ..................................... 30

Gambar 3.5 Elemen pada Pemodelan Jembatan .............................................. 31

Gambar 3.6 Non-Elemen pada Pemodelan Jembatan ....................................... 31

Gambar 3.7 Penggambaran Respon Spektra .................................................... 34

Gambar 3.8 Diagram Alir Penelitian ................................................................ 37

Gambar 4.1 Perletakan Treveller Formwok pada Pemodelan Jembatan ........... 39

Gambar 4.2 SS, Peta Percepatan Puncak (PGA) Periode 0,2 detik .................... 40

Gambar 4.3 S1, Peta Percepatan Puncak (PGA) Periode 1 detik ....................... 40

Gambar 4.4 Nilai Respon Spektra Percepatan 0,2 detik (SS) ............................ 41

Gambar 4.5 Nilai Respon Spektra Percepatan 1 detik (S1) ............................... 41

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

xiv

Gambar 4.6 Respon Spektra Kota Kendari, Situs Tanah Lunak ....................... 46

Gambar 4.7 Kurva Kapasitas Jembatan Teluk Kendari .................................... 50

Gambar 4.8 Spektrum Kapasitas Jembatan Teluk Kendari ............................... 54

Gambar 4.9 Spektrum Kapasitas dengan Nilai Batas Kerusakan Berdasarkan

Penelitian Monti and Nistico (2002) ............................................. 56

Gambar 4.10 Spektrum Kapasitas dengan Nilai Batas Kerusakan Berdasarkan

Penelitian Kim and Shinozuka (2004) .......................................... 58

Gambar 4.11 Spektrum Kapasitas dengan Nilai Batas Kerusakan Berdasarkan

Penelitian Li et al (2012) .............................................................. 61

Gambar 4.12 Kurva Kerapuhan Struktur Jembatan Teluk Kendari Berdasarkan

Penelitian Monti and Nistico (2002) ............................................. 64

Gambar 4.13 Kurva Kerapuhan Struktur Jembatan Teluk Kendari Berdasarkan

Penelitian Kim and Shinozuka (2004) .......................................... 66

Gambar 4.14 Kurva Kerapuhan Struktur Jembatan Teluk Kendari Berdasarkan

Penelitian Li et al (2012) .............................................................. 68

Gambar 4.15 Kurva Kerapuhan Struktur Jembatan Teluk kendari Berdasarkan

Penelitian Monti and Nistico (2002), Penelitian Kim and Shinozuka

(2004), dan Li et al (2012) ............................................................. 69

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

xv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

𝛽c = Standar deviasi dari ketidaktentuan kapasitas struktur

𝛽d = Standar deviasi dari ketidaktentuan spektrum demand

𝛽ds = Standar deviasi ketidaktentuan total

𝛽M(DS) = Standar deviasi dari ketidaktentuan nilai batas kerusakan

δ = Perpindahan struktur (m)

= Fungsi distribusi normal standar

Fa = Faktor amplifikasi seismik pada periode 0,2 detik

Fv = Faktor amplifikasi seismik pada periode 1 detik

h = Tinggi kolom

P = Probabilitas

S1 = Parameter percepatan batuan dasar pada periode 1 detik (g)

Sa = Percepatan tanah (g)

= Percepatan tanah pada spektrum kapasitas (g)

= Perpindahan tanah pada spektrum kapasitas (m)

SDS = Parameter percepatan spektra desain pada periode 0,2 detik (g)

SD1 = Parameter percepatan spektra desain pada periode 1 detik (g)

SMS = Parameter respon spektrum percepatan pada periode 0,2 detik (g)

SM1 = Parameter respon spektrum percepatan pada periode 1 detik (g)

SS = Parameter percepatan batuan dasar pada periode 0,2 detik (g)

T0 = Periode awal fundamental struktur (s)

TS = Periode akhir fundamental struktur (s)

V = Gaya yang diterima struktur (kN)

commit to user

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Rekapitulasi Perhitungan Probabilitas ................................... A1-A3

Lampiran B Fungsi Probabilitas Distribusi Normal .................................... B1-B6