Apa Sih Teknik Sipil Itu???

SEJARAH TEKNIK SIPIL 

Teknik Sipil (Civil Engineering) adalah Ilmu yang mempelajari tentang bagaimana merancang, membangun, renovasi tidak hanya gedung dan infrastruktur, tetapi juga mencakup lingkungan untuk kebaikan hidup manusia, maka dari itu ilmu ini disebut dengan Sipil/Civil.

Teknik sipil termasuk profesi yang sudah berkembang sejak lama, diperkirakan sudah berkembang di Mesir kuno dan Mesopotamia antara 4000 sd 2000 SM. Adalah Pyramid Raja Djoser yang diketahui terdapat di kompleks Saqqara, diakui sebagai pyramid tertua di dunia (berusia lebih dar 4000 tahun,atau sekitar tahun 2600 SM), dibangun seorang engineer bernama Imhotep. Yang masih megah berdiri hingga kini.

Awalnya Profesi Engineer ini dimiliki oleh militer (bagiang dari jabatan militer) untuk membangun pertahanan, benteng, pos pos militer, jalan, jembatan dan bangunan pendukung perang lainnya. Seusai perang para engineer ini dibutuhkan untuk membangun ulang kota yang sudah hancur, menata kota lebih teratur sesusai kebutuhan. Namun akhirnya profesi ini terpisah dari militer. Civil Engineering. Ilmu yang melingkupi Civil engineering ini termasuk matematika, kimia, geologi, lingkungan hingga komputer. Semuanya memiliki fungsi penting dalam Civil engineering.Istilah Civil Engineer sendiri dikenalkan oleh John Smeaton seorang kebangsaan inggris yang telah banyak berkarya membangun berbagai macam struktur seperti “Eddystone Lighthouse” yang dibangun tahun 1756.
Teknik Sipil terbagi beberapa cabang yaitu Struktur, Geoteknik, Manajemen Rekayasa Konstruksi, Hidrologi, Teknik Lingkungan,dan Transportasi.

Profesi Seorang civil engineer ini mencakup perancangan/pelaksana pembangunan/pemeliharaan prasarana jalan, jembatan, terowongan, gedung, bandar udara, lalu lintas (darat, laut, udara), sistem jaringan kanal, drainase, irigasi, perumahan, gedung, minimalisasi kerugian gempa, perlindungan lingkungan, penyediaan air bersih, konsep finansial dari proyek, manajemen projek dsb. Semua aspek kehidupan tercangkup dalam muatan ilmu teknik sipil.

Perkembangan teknologi menuntut profesi Civil Engineering tidak hanya berurusan dengan proyek bangunan, tetapi diharuskan memahami bidang lainnya seperti halnya informatika; Komputasi, yang memungkinkan untuk memudahkan kelancaran suatu proyek dalam Analisis dan Design, dan Arsitektur. Sebutlah misalnya pemodelan bangunan dengan AutoCAD, Manajemen proyek dengan Primavera atau MS Project, Analisis struktur akibat beban gempa, Beban Angin, Beban bergerak dan lainnya, smua itu dapat dimodelisasi dengan bantuan Komputer. Hal ini tentu akan mengurangi faktor-faktor yang menyebabkan kegagalan struktur. Hasilnya tahun 1960 sd 70-an, Proyek komputasi pertama kali digunakan untuk mendesign Sydney Opera House.

Tau g macam macam jenis jembatan???

Beam Bridges

• A beam bridge is the simplest kind of bridge
• The farther apart its supports, the weaker a beam bridge becomes

+ Cheap and cheerful
+ Easy to manufacture
- Not very beautiful
- Beam needs careful design

Box Girder Bridges

• Similar to beam bridges
• With well designed girders will be stronger than a simple beam bridge

+ Cheap and cheerful
+ Easy to manufacture
- Not very beautiful
- Girder needs careful design

Supporting Beams

• To improve the performance of a simple beam bridge the beam has to be supported
• There are three basic ways to do this:

1. Arches
2. Trusses
3. Cables

Arch Bridges

• Arch bridges are one of the oldest types of bridge and have great natural strength
• Instead of pushing straight down, the weight of an arch bridge is carried outward along the curve of the arch to the supports at each end
• These supports (called abutments) carry the load and keep the ends of the bridge from spreading out

+ Very strong if well designed
+ Can be very beautiful
- Tend to be very heavy
- Need very strong abutments

Truss Bridges

• Are mostly empty space, but very effective
• Solid components (beams, arches etc.) are replaced by triangulated assemblies of thin (usually metal) members

+ Very good strength to weight performance
+ Possibility of lots of repeated parts reduces manufacturing costs
+ Can be incorporated into almost any design
+ Can be very beautiful
- Lots of parts to be manufactured

Suspension Bridges

• Apart from the towers, all the highly stressed parts of a suspension bridge are in tension
• A suspension bridge suspends the roadway from huge main cables, which extend from one end of the bridge to the other
• These cables rest on top of towers and are secured at each end by anchorages

+ Aesthetic, light and strong
+ Can span distances far longer than any other kind of bridge
- The most expensive bridges to build
- Susceptible to “wobble” if badly designed

Suspension Bridge Wobble

Cable Stayed Bridges

• In suspension bridges, the cables ride freely across the towers, transmitting the load to the anchorages at either end
• In cable-stayed bridges, the cables are attached to the towers, which alone bear the load

+ Undeniably beautiful
+ Compared to suspension bridges…
+ Require less cable
+ Are easier and faster to build
- Need stronger towers

Respon Elastis dan Inelastis pada Struktur Jembatan

Untuk keperluan analisis struktur terhadap pengaruh beban gempa, pada umumnya digunakan pemodelan struktur dengan model massa terpusat (lumped mass model). Pemodelan massa terpusat dimaksudkan untuk mengurangi derajat kebebasan (Degree Of Freedom/DOF) dari struktur, sehingga akan lebih memudahkan perhitungan.

Pada Gambar 1 diperlihatkan pilar jembatan yang dimodelkan sebagai sistem bandul getar dengan massa yang terpusat di bagian atasnya. Akibat pengaruh beban gempa (V), massa struktur (m) akan bergoyang ke arah horizontal. Besarnya goyangan kesamping (δ) tergantung dari kekakuan pilar (k) dan waktu getar struktur (T). Karena dianggap bahwa massa hanya bergerak ke arah horizontal saja, maka struktur hanya mempunyai satu derajat kebebasan (Single Degree Of Freedom/SDOF). Respon elastis dan respon inelastis dari struktur jembatan yang dimodelkan sebagai SDOF, diperlihatkan pada Gambar 2.

Gambar 1. Pemodelan struktur sistem SDOF

Gambar 2. Respon elastis dan respon inelastis dari model struktur SDOF

Jika struktur direncanakan tetap bersifat elastis pada saat terjadi gempa rencana dan gempa kuat, maka struktur akan bergoyang dengan simpangan horisontal dari titik o ke titik d, sedangkan beban gempa yang bekerja pada struktur sebesar V_b. Respon struktur akan mengikuti garis o-b. Setelah mencapai titik b, respon struktur akan kembali ke titik o, dan kemudian ke titik a, untuk kemudian kembali lagi ke titik o. Luas daerah obd yang diarsir merupakan ukuran dari besarnya energi potensial yang terjadi di dalam struktur. Karena struktur bergetar dari titik o ke titik d, dan kemudian kembali ke titik c, maka energi potensial yang ada akan berubah menjadi energi kinetik.

Jika struktur jembatan direncanakan bersifat daktail, maka pada saat terjadi Gempa Rencana, struktur akan berespon secara elastis. Pada saat terjadi Gempa Kuat, pada struktur jembatan diijinkan terbentuk sendi-sendi plastis. Setelah terbentuk sendi plastis maka struktur akan berespons secara inelastis. Setelah beban gempa mencapai V_e, respon struktur akan mengikuti garis o-e-f dan berhenti pada titik f, kemudian akan kembali ke titik h.

Luas daerah oefg merupakan ukuran dari besarnya energi potensial yang terjadi di dalam struktur. Karena pada respon inelastis struktur tidak dapat kembali lagi pada kedudukannya yang semula yaitu titik o, maka hanya bagian hfg dari energi potensial yang akan berubah menjadi energi kinetik. Dengan demikian pada respon inelastis terjadi lendutan horisontal yang bersifat permanen sebesar oh.

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa sifat daktail dari struktur jembatan, dapat membatasi besarnya beban gempa yang bekerja pada struktur (V_e < V_b). Meskipun beban gempa yang bekerja pada struktur yang daktail dapat mengurangi beban gempa yang masuk kedalam struktur, tetapi struktur yang daktail dapat mengalami deformasi yang cukup besar, sehingga hal ini harus diperhatikan agar tidak terjadi keruntuhan dari struktur jembatan. Untuk menghindari keruntuhan dari struktur jembatan, maka perlu dilakukan detail penulangan yang baik dari elemen-elemen struktur, khususnya pilar dari jembatan.

Contoh Perhitungan Beban Gempa pada Struktur Jembatan

 

Suatu pilar jembatan terdiri dari 2 buah kolom beton bertulang berukuran 50/50 cm dan balok kepala berukuran 70/50 cm panjang 8m. Berat jenis beton = 2,5 ton/m³ dan modulus elastisitas beton: E = 200000 kg/cm².

Pilar jembatan harus mendukung 5 buah beban terpusat sebesar F = 40 ton (Gambar 1) akibat berat dari bangunan atas jembatan dan beban kendaraan. Balok-balok dari jembatan yang harus di dukung pilar merupakan balok beton prategang penuh (full prestressing). Pilar jembatan merupakan struktur yang terpisah dengan struktur bagian atas jembatan (Jembatan Tipe B).

Jembatan terletak di Wilayah Gempa 4, dimana tanah dasar merupakan tanah sedang. Spektrum Respon Gempa yang digunakan untuk perhitungan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

Jembatan terletak di suatu ruas jalan arteri dilewati 3200 kendaraan perhari, serta tidak terdapat jalur lalu lintas alternatif lainnya.

Gambar 1. Struktur pilar jembatan dan model bandul getar

Gambar 2. Spektrum Respon Gempa Rencana untuk Wilayah Gempa 4

Tentukan: Besarnya beban gempa (V) dan simpangan horisontal (s) pada struktur jembatan

Perhitungan:

Faktor Kepentingan: I = 1,2 (Jembatan dilewati lebih dari 2000 kendaraan perhari, dan tidak tersedia jalur alternatif lainnya)
Faktor daktilitas struktur jembatan: S = 1,30 – 0,025.n = 1,30 – 0,025.(6) = 1,15 (Jembatan Tipe B: struktur bagian atas jembatan dari balok beton prategang penuh, dan terpisah dengan pilar jembatan, terbentuk 6 sendi plastis di bagian bawah dan atas pilar).
Berat struktur jembatan (W_T) terdiri berat bangunan bagian atas, berat balok pilar, dan berat setengah pilar = 5 × 40000 + (0.5 × 0.7 × 8 × 2500) + 3 (0.5 × 0.5 × 4 × 2500) = 214500 kg

Pada Arah Melintang Jembatan
Kekakuan pilar jembatan (k):
Modulus elastisitas: E = 200000 kg/cm² = 2000000000 kg/m²
Momen inersia kolom: I = 1/12 × 0,5 × (0,5)³ = 0,0052 m⁴
Kekakuan 1 kolom: k = 12 E I / L³ = (12 × 2000000000 × 0,0052) / 83 = 243750 kg/m
Kekakuan 3 kolom: K = 3 × 243750 kg/m = 731250 kg/m

Waktu getar jembatan: T = 2π × [W/( g × k )]^0,5
T = 2 × 3,14 × [214500 / (9,8 × 731250)]^0,5
T = 1,09 detik
Untuk waktu getar T = 1,09 detik, dari Spektrum Respon Gempa Rencana didapatkan harga C = 0,33/T = 0,33/1,09 = 0,30

Beban gempa horizontal: V = (C.I.S/R)W_T
V = (0,3 × 1,2 × 1,15 / 8,5) × 214500 = 10447 kg.
Simpangan horisontal: δ = V / k = 10447 / 731250 = 0,014 m = 1,4 cm = 14 mm

Simpangan maksimum: Δ_h = 250 C.(S/R).T² = 250 × 0,3 × (1,15/8.5) × (1,09)²
= 12 mm
Karena simpangan yang terjadi δ = 14 mm > dari Δ_h = 12 mm, maka dimensi dari kolom-kolom jembatan dalam arah memanjang perlu diperbesar, misal diubah menjadi 60 cm, kemudian dilakukan perhitungan ulang.

Pada Arah Memanjang Jembatan
Kekakuan pilar jembatan (k):
Modulus elastisitas: E = 200000 kg/cm² = 2000000000 kg/m²
Momen inersia kolom: I = 1/12 × 0,5 × (0,5)³ = 0,0052 m⁴
Kekakuan 1 kolom: k = 3 E I / L³
= (12 × 2000000000 × 0,0052) / 8³ = 60937.5 kg/m
Kekakuan 3 kolom: k = 3 × 60937.5 kg/m = 182812.5 kg/m

Waktu getar jembatan: T = 2π × [W/( g × k )]^0,5
T = 2 × 3,14 × [214500 / (9,8 × 182812.5)]^0,5
T = 6,87 detik
Untuk waktu getar T = 6,87 detik, dari Spektrum Respon Gempa Rencana didapatkan harga C = 0,33/T = 0,33/6,87 = 0,05

Beban gempa horisontal: V = (C.I.S/R)WT
V = (0,05 × 1,2 × 1,15 / 8,5) × 214500 = 1741 kg.
Simpangan horisontal: δ = V / k = 1741 / 182812.5 = 0,009 m = 0,9 cm = 9 mm

Simpangan maksimum: Δ_h = 250 C.(S/R).T2 = 250 × 0,05 × (1,15/8.5) × (1,09)²
= 2 mm
Karena simpangan yang terjadi δ = 9 mm > dari Δ_h = 2 mm, maka dimensi dari kolom-kolom jembatan dalam arah memanjang perlu diperbesar, misal diubah menjadi 60 cm, kemudian dilakukan perhitungan ulang.

apa sebenarnya sipil itu???

1. Teknik Sipil adalah bidang ilmu dan teknologi yang terkait erat dengan keberlangsungan kehidupan manusia serta terkait dengan lingkungan alam dimana suatu masyarakat hidup dan berktifitas. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi akan berpengaruh pada bidang teknik sipil, di lain pihak kondisi lingkungan juga menuntut perkembangan ilmu dan teknologi untuk dapat menjawab tuntutan yang ada. Perkembangan ilmu dan teknologi bidang teknik sipil harus bisa diterapkan pada suatu kondisi masyarakat dan lingkungannya dan memberikan manfaat yang optimal untuk mencapai kesejahtaraan bersama dan meningkatkan kualitas kehidupan manusi