ANALISIS PERBANDINGAN EFEKTIFITAS PILAR JEMBATAN JALAN TOL PERSEGI PANJANG DENGAN LINGKARAN DITINJAU DARI EFEK KELANGSINGAN, PERBESARAN MOMEN, DAN KAPASITAS GESER BETON

Abstract

Abstract— Bridge piers are crucial structural elements that support significant axial loads from the superstructure; therefore, the selection of the cross-sectional shape directly impacts their structural effectiveness. This study aims to analyze and compare the structural effectiveness of toll road bridge piers with rectangular and circular cross-sections, specifically evaluating the slenderness effects, moment magnification, and shear capacity in accordance with SNI 2833:2016 and SNI 1725:2016. The analysis was conducted using CSI Bridge software through a case study approach, where both pier cross-sections were comparatively modeled with an approximately equivalent gross area of 5 m² for the rectangular section and 4,9 m² for the circular section. The analytical results indicate that the circular cross-section exhibits a more stable performance across all three evaluated aspects compared to the rectangular cross-section, which possesses a weak axis along its shorter dimension. The circular section yields a uniform slenderness ratio of 30,24 in both longitudinal and transverse directions, whereas the rectangular section presents values of 25,20 and 31,50 in the longitudinal and transverse directions, respectively. Furthermore, the circular section generates a constant moment magnification factor (δb) in both orthogonal directions, resulting in more controlled secondary moments induced by the P-Delta effect. The circular section also provides a higher shear capacity (Vc) of 4191,49 kN due to a more uniform shear stress distribution and the superior confinement effect of the spiral reinforcement, outperforming the rectangular section which has a shear capacity of 3273,19 kN. Consequently, the circular cross-section demonstrates a more predictable and reliable structural behavior in responding to random multi-directional bridge loads.

Keywords — Bridge pier, circular pier, slenderness effect, moment magnification, shear capacity.

Abstrak— Pilar jembatan adalah elemen struktur penting yang memikul beban aksial besar dari struktur atas, sehingga pemilihan bentuk penampang pilar berdampak langsung terhadap efektivitas strukturalnya. Dalam penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan membandingkan efektivitas pilar jembatan jalan tol berpenampang persegi panjang dengan pilar berpenampang lingkaran ditinjau dari efek kelangsingan, perbesaran momen, dan kapasitas geser mengacu pada SNI 2833:2016 dan SNI 1725:2016. Analisis dalam penelitian ini dilakukan menggunakan perangkat lunak CSI Bridge menggunakan pendekatan studi kasus, dimana kedua kondisi penampang pilar dimodelkan secara komparatif dengan luas penampang yang hampir sama untuk persegi panjang 5 m2 dan untuk lingkaran 4,9 m2. Hasil dari analisis menunjukkan bahwa penampang lingkaran memberikan kinerja lebih stabil pada ketiga aspek tinjauan dibandingkan dengan penampang persegi panjang yang memiliki sumbu lemah pada dimensi yang kecil. Penampang lingkaran menghasilkan rasio kelangsingan 30,24 baik arah longitudinal dan trnasversalnya, sedangkan penmpang persegi panjang memiliki nilai 25,20 pada arah longitudinal dan 31,50 arah transversal. Pada aspek perbesaran momen, penampang lingkaran menghasilkan faktor perbesaran momen (δb) yang sama dari arah longitudinal dan transversal sehingga momen sekunder akibat efek P-δ lebih terkendali. Penampang lingkaran juga menghasilkan kapasitas geser beton (Vc) yang lebih besar dengan nilai 4191,49 kN akibat distribusi tegangan geser yang lebih merata, dibandingkan dengan penampang peregi panjang yang memiliki nilai kapasitas geser beton sebesar 3273,19 kN. Dengan demikian, penampang lingkaran lebih dapat diprediksi dan lebih aman dalam merespon gaya dari jembatan yang arahnya acak.

Kata kunci — Pilar jembatan, pilar lingkaran, efek kelangsingan, perbesaran momen, kapasitas geser.