ABSTRACT
WHARF STRUCTURE ANALYSIS OF HORIZONTAL FORCES
By
HERMAN SAHDI
Increased in service capacity becomes reason for heavy repairs Port of Panjang on D3 Wharf. Based on this thing and the importance of wharf function, it is necessary to analysis as evaluation which aims to determine the capacity of the wharf structure on the effects from horizontal work forces and get the the safety factor. The method used is compared between the sectional analysis and structural analysis. Sectional analysis used to determine the actual capabilities of the wharf structurethat has been built, while the structural analysis aims to determine the effects of the loads that work against the wharf used SAP 2000 programme. The results of analysis showed that the wharf structure able to withstand the forces that work due to increased the service capacity, it can be seen from the value of safety factor which is obtained.
ABSTRAK
ANALISIS STRUKTUR DERMAGA TERHADAP GAYA HORIZONTAL
Oleh
HERMAN SAHDI
Peningkatan kapasitas pelayanan menjadi alasan dilakukannya perbaikan berat Dermaga D3 Pelabuhan Panjang. Berdasarkan hal tersebut dan mengingat pentingnya fungsi dermaga, maka perlu dilakukan analisis sebagai bentuk evaluasi yang bertujuan untuk mengetahui kapasitas struktur dermaga terhadap pengaruh gaya horizontal yang bekerja dan untuk mendapatkan nilai faktor keamanannya. Metode yang digunakan adalah dengan melakukan perbandingan antara analisis penampang dan analisis struktur. Analisis penampang dilakukan untuk mengetahui kemampuan yang sebenarnya dari struktur dermaga yang telah dibangun, sedangkan analisis struktur bertujuan untuk mengetahui pengaruh beban-beban yang bekerja terhadap dermaga menggunakan Software SAP 2000. Hasil analisis menunjukkan bahwa struktur dermaga mampu menahan gaya-gaya yang bekerja akibat terjadinya peningkatan kapasitas pelayanan, hal tersebut dapat dilihat dari nilai faktor keamanan yang diperoleh.
ANALISIS STRUKTUR DERMAGA TERHADAP GAYA HORIZONTAL
(Skripsi)
Oleh
HERMAN SAHDI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1.Grafik Nilai r ... 11
2.Peta Zonasi Gempa Indonesia 2010... 15
3.Penampang Balok T ... 17
4.Tampang Balok T Tulangan Rangkap dengan a ≤ t ... 18
5.Tampang Balok T Tulangan Rangkap dengan a > t ... 20
6.Lokasi Penelitian ... 28
7.Denah Dermaga D3 Pelabuhan Panjang ... 31
8.Potongan A-A ... 32
9.Potongan B-B ... 32
10.Potongan C-C ... 33
11.Bagan Alir Penelitian ... 34
12.Sketsa Dimensi Kapal ... 37
13.Sketsa Benturan Kapal ... 38
14.Sketsa Tarikan Kapal ... 40
15.Material Struktur ... 43
16.Penampang Struktur ... 44
17.Model Struktur Dermaga ... 44
viii
19.Output Berat Dermaga ... 46
20.Pelat ... 47
21.Balok Melintang dan Memanjang (B1) ... 48
22.Balok Rel Crane (B2) ... 51
23.Balok Depan (B3) ... 53
24.Balok Dilatasi (B4) ... 56
25.Balok Type 5 (B5) ... 59
26.Poer Type 1 ... 62
27.Poer Type 2 ... 64
28.Diagram Interaksi Kolom ... 67
29.Grafik Respon Spektrum ... 71
30.Load Pattern ... 71
31.Load Case ... 72
32.Kombinasi Pembebanan ... 73
33.Beban Hidup dan Beban Mati ... 74
34.Beban Tumbukan dan Beban Tarikan ... 74
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Kecepatan Merapat Kapal Pada Dermaga ... 9
2. Lebar Efektif Balok T ... 17
3. Kecepatan Angin Dalam Perencanaan Dermaga ... 40
4. Nilai N-SPT ... 41
5. Jenis-Jenis Tanah ... 43
6. Tabel Periode Getar Alami ... 45
7. Faktor Keutamaan Struktur (I) ... 46
8. Daya Dukung Pondasi Hasil PDA Test ... 68
9. Nilai nh ... 69
10.Hasil Analisis Pelat ... 75
11.Hasil Analisis Balok ... 75
12.Hasil Analisis Poer ... 76
13.Hasil Analisis Kolom ... 77
RIWAYAT HIDUP
Herman Sahdi dilahirkan di Kabupaten Pesawaran pada tanggal 23 Maret 1990, yang merupakan anak ketiga dari lima bersaudara pasangan Bapak Saman dan Ibu Harni.
Penulis menempuh pendidikan dasar di SD Negeri 1 Pekondoh Kabupaten Pesawaran dan diselesaikan pada tahun 2003, melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri 1 Gadingrejo yang diselesaikan pada tahun 2006, dan Sekolah Menengah Atas di SMAN 1 Gadingrejo yang diselesaikan pada tahun 2009.
SANWACANA
Puji syukur Penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan hidayah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi dengan judul “Analisis Struktur Dermaga Terhadap Gaya Horizontal”
adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.
Pada penyusunan skripsi ini penulis telah mendapat banyak dukungan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Suharno, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Teknik Unila; 2. Ir. Idharmahadi Adha, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil;
3. Bayzoni, S.T., M.T., selaku Pembimbing Utama atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses penyelesaian skripsi ini;
4. Hasti Riakara H., S.T., M.T., selaku Pembimbing Kedua atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik dalam proses penyelesaian skripsi ini;
iv
6. Dra. Sumiharni, M.T., selaku Pembimbing Akademik;
7. Seluruh dosen dan staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Unila yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan kepada penulis selama menjadi Mahasiswa di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung; 8. PT Pelabuhan Indonesia II (Persero) dan PT Hutama Karya (Persero)
Wilayah VI yang telah memberikan data-data dalam penelitian ini;
9. Ayah, Ibu, Kakak-kakak dan Adik-adikku yang telah memberikan restu dan doanya serta mendukung dalam menjalani perkuliahan;
10. PT Nandha Citra Kreasi: Ibu Sari Satriati, Mbak Vita, Mbak Dwi, Mbak Liona, Mbak Reni dan Dian.
11. Sahabat-sahabatku, Nisa, Lidya, Pompi, Vera, Diana, Susan, Selvi, Ulin, Ica, Nando, Tohir, Riko, Sapto, Frans, Dedi, Humaidi, Lina, Lukman, Kusnadi dan yang tidak tersebut satu per satu.
12. Keluarga Besar Jurusan Teknik Sipil Unila khususnya rekan-rekan Teknik Sipil Angkatan 2010;
13. Kanda dan Dindaku, Keluarga Besar HMI Komisariat Teknik Unila;
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi besar harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amiin.
Bandar Lampung, Februari 2015 Penulis
DAFTAR ISI
B. Parameter yang Berpengaruh pada Analisis Dermaga ... 4
1. Data Dermaga ... 4
iv
2. Tahanan Aksial Berdasarkan Kekuatan Bahan ... 67
3. Tahanan Aksial Berdasarkan Hasil PDA Test ... 68
4. Tahanan Aksial Berdasarkan Hasil Uji SPT (Meyerhoff) ... 68
5. Tahanan Lateral Berdasarkan Defleksi Tiang Maksimum (Broms) . 69 F. Analisis Struktur Menggunakan Software SAP 2000 Versi 14 ... 70
v
2. Load Pattern ... 71
3. Load Case ... 72
4. Kombinasi Pembebanan ... 72
5. Memasukkan Beban ... 74
6. Run Program ... 75
IV. PENUTUP ... 79
A. Simpulan ... 79
B. Saran ... 82 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
I. PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Pelabuhan merupakan pintu perekonomian yang sangat penting peranannya dalam pertumbuhan ekonomi suatu negara. Begitu juga dengan Pelabuhan Panjang yang terletak di Teluk Lampung, merupakan prasarana transportasi laut yang sangat penting sehingga dengan meningkatnya kapasitas pelayanan, maka PT. Pelabuhan Indonesia II (Persero) melakukan pengembangan dermaga, dalam hal ini Dermaga D3 Pelabuhan Panjang.
2
Analisis ini dilakukan sebagai bentuk evaluasi yang bisa dijadikan pertimbangan dalam kebijakan yang menyangkut pelayanan Dermaga D3 Pelabuhan Panjang perihal kekuatan strukturnya.
B.Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah seberapa besar nilai safety factor (SF) dan kapasitas struktur Dermaga D3 Pelabuhan Panjang terhadap pengaruh gaya-gaya yang bekerja.
C.Tujuan Penelitian
Beberapa tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Menghitung kapasitas struktur atas dermaga. 2. Menghitung kapasitas struktur bawah dermaga.
3. Mencari nilai safety factor (SF) atau faktor keamanan.
D.Batasan Masalah
Batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Analisis dilakukan pada Dermaga D3 Pelabuhan Panjang Lampung. 2. Data-data yang dipakai adalah data-data sekunder yang berkaitan dengan
3
E.Manfaat Penelitian
Manfaat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui kapasitas struktur atas dermaga. 2. Mengetahui kapasitas struktur bawah dermaga.
3. Mengetahui nilai safety factor (SF) atau faktor keamanan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A.Umum
Dermaga adalah bangunan di tepi laut (sungai, danau) yang berfungsi untuk melayani kapal, dalam bongkar/muat barang dan atau menaikkan/menurunkan penumpang (Asiyanto, 2008).
Dermaga dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu wharf atau quai dan jetty atau pier atau jembatan. Wharf adalah dermaga paralel dengan pantai dan biasanya berimpit dengan garis pantai. Jetty atau pier adalah dermaga yang menjorok ke laut (Bambang Triatmodjo, 2009).
Dalam penelitian ini dibutuhkan literatur sebagai acuan dasar melakukan analisis struktur dermaga. Data-data yang digunakan didapat dari sumber-sumber yang terkait dengan penelitian ini dan diolah menggunakan metode yang sesuai untuk mendapatkan hasil yang baik.
B.Parameter yang Berpengaruh pada Analisis Dermaga
Dalam menganalisis struktur dermaga dibutuhkan data-data sebagai berikut: 1. Data Dermaga
5
itu, terdapat struktur tambahan yaitu bollard dan fender. Bollard adalah alat penambat yang merupakan konstruksi yang digunakan untuk mengikat kapal pada waktu berlabuh agar tidak terjadi pergeseran atau gerak kapal yang disebabkan ol eh gelombang, arus dan angin serta untuk membantu berputarnya kapal. Sedangkan fender merupakan bantalan yang ditempatkan di depan dermaga yang mampu menyerap energi benturan antara kapal dan dermaga dan meneruskan gaya ke struktur dermaga. Gaya yang diteruskan ke dermaga tergantung pada tipe fender dan defleksi fender yang diijinkan.
2. Macam/Jenis Kapal
Kapal sebagai sarana pengangkut muatan mempunyai ciri-ciri tersendiri dalam menangani muatannya. Muatan ini dapat berbentuk gas, cair, dan padat. Jarak dan besarnya muatan dapat menentukan bentuk teknis kapalnya. Penanganan muatan pun (cargo handling) menentukan ciri khas dari pelayanan terhadap
kapal di dermaga sebagai peralatan yang membantu
6
unit Ton Metrik. Satuan lain untuk mengukur besar kapal adalah “BRT” atau “GT” (Bruto Registered Ton atau Gross Tonnage),
yaitu jumlah isi dari ruang kapal keseluruhan dalam satuan “Registered Ton” dengan satu unit Registered Ton adalah 100 cft
atau 2,83 cm3 (Soedjono Kramadibrata, 2002). 3. Data Tanah
Data N-SPT didapatkan dari penyelidikan tanah yang dikorelasikan dengan rumus Meyerhof untuk mendapatkan daya dukung ujung (end bearing) dan daya dukung friksi.
4. Angin, Pasang Surut dan Gelombang
7
bekerja pada kapal yang terendam air akan menyebabkan terjadinya gaya pada kapal yang kemudian diteruskan pada alat penambat dan dermaga. Begitu juga dengan gelombang, gelombang di laut bisa dibangkitkan oleh angin (gelombang angin), gaya tarik matahari dan bulan (pasang surut), letusan gunung berapi atau gempa di laut (tsunami), kapal yang bergerak dan sebagainya.
5. Data Gempa
Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada struktur dermaga yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur ditentukan berdasarkan suatu analisis dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa di sini adalah gaya -gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa itu.
C.Gaya-gaya yang Bekerja pada Dermaga
8
mengakibatkan gaya tarik pada bollard. Selain itu, terdapat beban dinamis berupa beban gempa yang bekerja pada dermaga.
1. Gaya Vertikal
Gaya vertikal yang bekerja pada struktur dermaga berupa beban sendiri dan beban hidup yang ditransformasikan secara merata, terpusat, atau sebagai beban berjalan, beban-beban yang bekerja adalah sebagai berikut:
1.1.Beban Sendiri (Beban Mati)
Beban sendiri adalah berat dari komponen struktur yang secara konstan dan permanen membebani selama waktu hidup konstruksi. Komponen-komponen itu meliputi, pelat, balok, poer, dan tiang pancang yang akan terhitung secara otomatis di dalam SAP 2000, sedangkan beban tambahan terdiri dari berat dari bollard, dan fender. 1.2.Beban Hidup
Merupakan semua beban yang ada akibat pemakaian dan penghunian suatu gedung, termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah. (SNI 03-1729-2002, pasal 7.3.2). 2. Gaya Horizontal
Berikut adalah gaya-gaya horizontal yang bekerja pada dermaga: 2.1.Gaya Sandar (Berthing Forces)
9
secara horizontal dan dapat dihitung berdasarkan energi benturan. Besar energi benturan diberikan oleh rumus berikut ini:
. ... (1)
Sedangkan gaya bentur yang diserap sistem fender adalah:
, sehingga ,
keterangan:
E : energi benturan (ton.m)
F : gaya bentur yang diserap sistem fender d : defleksi fender
V : komponen tegak lurus sisi dermaga dari kecepatan kapal pada saat membentur dermaga (m/dt)
W : displacement (berat) kapal (ton) g : percepatan gravitasi (m/dt2) Cm : koefisien massa
Ce : koefisien eksentrisitas Cs : koefisien kekerasan
Cc : koefisien bentuk dari tambatan
Untuk kecepatan kapal dapat ditentukan pada tabel dibawah ini: Tabel 1. Kecepatan Merapat Kapal pada Dermaga
Ukuran Kapal
10
Koefisien massa tergantung dari gerakan air di sekeliling kapal yang dihitung dengan persamaan:
... (2)
dengan:
... (3)
keterangan:
Cb : koefisien blok kapal d : draft Kapal (m) B : lebar kapal (m) W: bobot kapal (ton) Lpp : panjang garis air (m)
0 : berat jenis air (1,025 ton/m2).
Kapal yang merapat ke dermaga membentuk sudut terhadap dermaga, sehingga pada waktu bagian kapal menyentuh dermaga, kapal akan berputar sehingga sejajar dengan dermaga. Sebagian energi benturan yang ditimbulkan oleh kapal akan hilang oleh perputaran tersebut. Sisa energi akan diserap oleh dermaga. Sedangkan koefisien eksentrisitas adalah perbandingan antara energi sisa dengan energi kinetik kapal yang merapat, dan dapat dihitung dengan persamaan berikut:
... (4)
keterangan:
11
r : jari-jari putaran di sekeliling pusat gerak kapal pada permukaan air (m)
Untuk nilai r didapat dari grafik berikut:
Gambar 1. Grafik Nilai r
Panjang garis air (Lpp) dapat dihitung dengan rumus berikut ini:
Kapal barang : ... (5)
Kapal tangker : ... (6)
Titik kontak pertama antara kapal dan dermaga adalah suatu titik dari
1/4 panjang kapal pada dermaga dengan Loa adalah
panjang kapal yang di tambat. 2.2.Gaya Tambat (Mooring Forces)
12
angin dan arus. Gaya tarikan kapal pada tali penambat yang disebabkan oleh tiupan angin dan arus pada badan kapal disebut gaya tambat (mooring forces). Bollard ditanam/diangker pada dermaga dan harus mampu menahan gaya tarikan kapal. Berikut metode yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya tambat:
2.2.1.Gaya Akibat Angin
Angin yang berhembus ke badan kapal yang ditambatkan akan menyebabkan gerakan kapal yang bisa menimbulkan gaya tersebut berupa benturan ke dermaga, sedang jika arahnya meninggalkan menyebabkan gaya tarikan kapal pada alat penambat. Besar gaya angin tergantung pada arah dan kecepatan hembus angin, dan dapat dihitung dengan rumus berikut:
a. Gaya horizontal jika angin datang dari arah haluan (α = 0º) Rw = 0,42QaAw ... (7) b. Gaya horizontal jika angin datang dari arah buritan (α = 180º)
Rw = 0,5QaAw ... (8) c. Gaya lateral jika angin datang dari arah lebar (α = 90º)
Rw = 1,1 QaAw ... (9) Qa = 0,063V2 ... (10) keterangan:
Rw : gaya akibat angin (ton) Qa : tekanan angin (ton/m2) V : kecepatan angin (m/dt)
13
2.2.2.Gaya Akibat Arus
Seperti halnya angin, arus yang bekerja pada bagian kapal yang terendam air juga akan menyebabkan terjadinya gaya pada kapal yang kemudian diteruskan pada alat penambat dan dermaga. Besar gaya yang ditimbulkan oleh arus diberikan oleh persamaan berikut ini:
Ra = Cc wAc
... (11)
keterangan:
Ra : gaya akibat arus (ton)
Ac : luas tampang kapal yang terendam air (m2) w : rapat massa air laut (1,025 ton/m3)
Vc : kecepatan arus (m/dt) Cc : koefisien tekanan arus
Nilai Cc adalah faktor untuk menghitung gaya lateral dan memanjang. Nilai Cc tergantung pada bentuk kapal dan kedalaman air di depan tambatan, yang nilainya diberikan. a. Di air dalam nilai nilai Cc = 1,0 – 1,5
b. Kedalaman air/draft kapal = 2, nilai Cc = 2,0 c. Kedalaman air/draft kapal = 1,5, nilai Cc = 3,0 d. Kedalaman air/draft kapal = 1,1, nilai Cc = 5,0 e. Kedalaman air/draft kapal = 1, nilai Cc = 6,0
14
2.2.3.Gaya Pada Bollard
Kapal yang merapat di sepanjang dermaga akan berhenti sebagian dengan menggunakan mesinnya sendiri dan sebagian ditahan oleh tali penambat yang dililitkan pada bollard. Dengan demikian, bollard harus mampu menahan gaya tarikan, yang paling tidak sama dengan gaya yang bisa memutuskan tali penambat.
3. Beban Gempa
Beban lateral dan vertikal akibat gempa ditentukan berdasarkan data gempa pada lokasi dermaga yang mengacu pada SNI-1726-2002 dengan menggunakan Peta Zonasi Gempa Indonesia 2010 seperti pada (Gambar 2). Analisis struktur terhadap beban gempa pada gedung dilakukan dengan Metode A nalisis Dinamik Respon Spektrum, dengan gaya geser dasar nominal sebagai respon ragam yang pertama terhadap pengaruh gempa rencana menurut persamaan:
... (12)
V : gaya geser (ton)
I : faktor keutamaan struktur Ci : faktor respon gempa Rt : faktor daktilitas
15
Gambar 2. Peta Zonasi Gempa Indonesia 2010
D.Analisis Penampang Bagian Atas
Struktur bagian atas yang akan dianalisis adalah pelat, balok dan poer. Analisis dilakukan untuk mengetahui kapasitas struktur sesuai dimensi dan material yang digunakan.
1. Pelat
Pelat merupakan struktur bidang atau permukaan yang lurus (datar atau melengkung) yang tebalnya jauh lebih kecil dibanding dengan dimensi yang lain. Dimensi suatu pelat bisa dibatasi oleh suatu garis lurus atau garis melengkung. Menurut SNI 03-2847-2002, untuk mendapatkan momen dan gaya geser digunakan rumus sebagai berikut:
) 2 / 1 .(
.fy d a
As
16
17
bekerja (SNI 03-2847-2002). Untuk menganalisis antara balok dan lantai yang dicor secara monolit akan terjadi interaksi sebagai satu kesatuan dalam menahan momen lentur positif, sehingga pelat akan bereaksi sebagai sayap (flens) desak dan balok sebagai badannya. Interaksi antara flens dan balok yang menjadi satu kesatuan dengan penampangnya berben tuk huruf T dan L. Pada penelitian ini dibatasi untuk menganalisis balok T dengan tulangan rangkap saja.
2.1.Menghitung Momen Nominal
Gambar 3. Penampang Balok T
Untuk menganalisis balok T perlu diketahui lebar efektif (be) balok tersebut. Menurut SNI 03-2847-2002, lebar efektif balok dapat dijelaskan dalam tabel sebagai berikut :
Tabel 2. Lebar Efektif Balok T
Lebar Efektif Balok
18
2.1.1. Jika a ≤ t, maka hitungan penampang seperti balok persegi
Gambar 4. Tampang Balok T Tulangan Rangkap dengan a ≤ t
Asumsi : f's fy
Cc = 0,85f'c.a.be ... (15)
Cs = A' (fs y – 0,85 f' ) ... (16) c
19
asumsi semula salah, maka perhitungan dilanjutkan ke bagian b.
20
Nilai C dapat dihitung dengan rumus ABC :
A
2.1.2. Jika a > t, maka hitungan dengan balok T murni
Gambar 5. Tampang Balok T tulangan rangkap dengan a > t
21
22
Nilai c dapat dihitung dengan rumus ABC:
23
c : jarak dari serat tekan terluar ke garis netral (mm) Cc : gaya tekan beton (N)
Cs : gaya tekan baja (N)
Es : modulus elastis baja tulangan (MPa)
ԑ
s : regangan pada baja tulanganԑ
’s : regangan tekan bajaԑ
y : regangan luluhLn : jarak bersih yang diukur dari muka ke muka tumpuan (mm) t : tebal pelat (mm)
Φ : faktor reduksi kekuatan
2.2. Menghitung Kuat Geser Nominal
n
V : kuat geser nominal dari tulangan geser (N)
v
A : luas tulangan total, yang tegak lurus dengan sumbu batang (mm2)
24
3. Poer
Poer adalah penutup pondasi yang merupakan pertemuan antara balok dengan pondasi. Sesuai dengan SNI-03-2847-2002, untuk menghitung kekuatan poer dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan seperti pada perhitungan balok.
4. Kolom
Menurut SNI-03-2847-2002, kolom adalah komponen struktur dengan rasio tinggi terhadap dimensi lateral terkecil melebihi 3 yang digunakan terutama untuk mendukung beban aksial tekan. Kekuatan kolom dalam memikul beban didasarkan pada kemampuannya memikul kombinasi beban aksial (Pu) dan momen (Mu) secara bersamaan. Sehingga perencanaan kolom suatu struktur bangunan didasarkan pada kekuatan dan kekakuan penampang lintangnya terhadap aksi beban aksial dan momen lentur. Untuk mempermudah mengetahui kekuatan penampang kolom dibuat diagram interaksi, yaitu suatu grafik daerah batas yang menunjukkan ragam kombinasi beban aksial dan momen yang dapat ditahan oleh kolom secara aman. Secara matematis, dapat dirumuskan sebagai berikut:
Pn = Φ (Cs + Cc) ... (39) Mn = Φ (Cc.z + Cs.z) ... (40) keterangan:
25
Pn : gaya aksial nominal kolom (N) Mn : momen nominal kolom (Nmm) z : jarak titik berat beton (mm) Φ : faktor reduksi kekuatan
E.Analisis Penampang Bagian Bawah
Pondasi tiang adalah pondasi yang mampu menahan gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan jalan menyerap lenturan. Pondasi tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi (Ir. Suyono Sosrodarsono, Kazuto Nakazawa, 2000). Pondasi merupakan bagian dari struktur yang berfungsi meneruskan beban akibat berat struktur secara langsung ke tanah yang terletak di bawahnya.
Salah satu jenis pondasi dalam yang digunakan adalah pondasi tiang pancang. Sistem tiang diasumsikan sebagai pile group untuk mentransfer beban-beban horizontal dan vertikal pada dermaga ke lapisan tanah keras yang lebih dalam agar dapat dicapai daya dukung tanah yang lebih baik. Untuk menahan gaya lateral akibat beban berthing dan mooring kapal serta gaya gempa, diasumsikan ditahan oleh tiang miring dan tiang. Daya dukung pondasi tiang pancang terdiri atas daya dukung ujung (end bearing) dan daya dukung friksi. Tahanan aksial berdasarkan kekuatan bahan menurut SNI 03-2847-2002, tegangan tekan beton untuk tiang pancang yang diijinkan yaitu:
26
keterangan:
Pn : daya dukung batas pondasi tiang pancang (N) σb : tegangan beton
Ab : luas penampang dasar tiang (mm2) Φ : faktor reduksi kekuatan
Daya dukung pondasi berdasarkan data N-SPT dengan menggunakan rumus Meyerhof (1976) sebagai berikut :
Pn = 4 Nb. Ab + 0,02 Ň . As ... (43) keterangan:
Pn : daya dukung batas pondasi tiang pancang (N) Nb : nilai N-SPT pada dasar pondasi
Ab : luas penampang dasar tiang (ft2) Ň : nilai N-SPT rata-rata sepanjang tiang
As : luas permukaan keliling tiang (ft2)
Untuk menghitung tahanan lateral menggunakan rumus Broms seperti berikut ini:
Hn = yo x kh x D / [2 x b x ( e x b + 1 )] …. ... (44) dengan
b = [kh x D / ( 4 x Ec x Ic )]0 ,2 5 keterangan:
Hn : tahanan lateral nominal tiang pancang (N) b : koefisien defleksi tiang
yo : defleksi tiang maksimum (mm)
27
e : jarak beban lateral terhadap muka tanah (mm) D : diameter tiang pancang (mm)
Ec : modulus elastis tiang (MPa) Ic : momen inersia penampang (mm4)
F. Analisis Struktur Menggunakan Software SAP 2000
28
III. METODE PENELITIAN
A.Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian berada di Dermaga D3 Pelabuhan Panjang, milik PT. Pelabuhan Indonesia II Cabang Panjang dengan titik koordinat: 05º 27' 20'' – 05º 28' 23'' LS dan 105º 15' 40'' – 105º 19' 03'' BT, tepatnya di Jl. Yos Sudarso No. 337 Panjang, Provinsi Lampung.
29
B.Pengumpulan Data
Dalam penelitian ini menggunakan data-data primer dan sekunder yang didapat dari sumber yang akurat sehingga tujuan dari penelitian ini dapat dicapai dengan baik. Data primer didapatkan dari tinjauan langsung ke lokasi penelitian, sedangkan data sekunder didapatkan dari PT. Pelabuhan Indonesia II Cabang Panjang sebagai pemilik Dermaga D3 Pelabuhan Panjang dan dari PT. Hutama Karya (Persero) Wilayah VI sebagai pelaksana pembangunannya, serta sumber-sumber lain yang mendukung penelitian ini. Data-data yang diperlukan adalah:
1. Data struktur dermaga dan material yang digunakan. 2. Data pembebanan pada dermaga.
3. Data tanah berupa pengujian SPT (Standard Penetration Test). 4. Data pengujian tiang pancang (PDA Test).
Pengumpulan data dapat dilakukan melalui cara-cara sebagai berikut: 1. Metode literatur
Yaitu mengumpulkan, mengidentifikasi dengan mengolah data tertulis yang didapat dari buku, hasil penelitian yang terkait, dan dari internet. Dalam metode ini dibutuhkan sumber/referensi kepustakaan yang menunjang tentang analisis dermaga.
2. Metode observasi
30
3. Metode wawancara
Medote ini digunakan untuk mendapatkan informasi pendukung yang berkaitan dengan data yang dibutuhkan. Melalui proses wawancara dengan narasumber yang dipercaya akan mempengaruhi proses analisis yang akan dilakukan selanjutnya sesuai dengan kebutuhan dan proyeksi kedepan perihal konstruksi dermaga dan pelayanannya.
C.Analisis Data
Pada proses ini, dari data-data yang telah diperoleh, dilakukan analisis struktur dermaga bagian bawah dan bagian atas. Analisis dilakukan untuk mengetahui kapasitas sebenarnya struktur dermaga bagian atas dan bagian bawah untuk kemudian dibandingkan dengan pengaruh beban-beban yang bekerja sehingga dapat diketahui nilai safety factor (SF) atau faktor keamanannya.
Untuk mendapatkan kapasitas struktur dermaga dilakukan analisis penampang menggunakan teori-teori yang sesuai, sedangkan untuk mengetahui pengaruh beban yang bekerja terhadap dermaga dilakukan analisis struktur menggunakan Software SAP 2000.
Pembebanan terhadap dermaga disesuaikan dengan perencanaan beban maksimum yang sudah ada dan mempertimbangkan perubahan tentang peraturan zonasi gempa terbaru. Hal ini merupakan bagian yang penting dalam sebuah proses analisis struktur.
31
Gambar 7. Denah Dermaga D3 Pelabuhan Panjang
32
Gambar 8. Potongan A-A
Gambar 9. Potongan B-B
0
4.00 4.10 3.90 4.00 4.00 4.00 0.80 14.00
28.40
4.00 4.10 3.90 4.00 4.00
33
34
D.Bagan Alir Penelitian
Metode penelitian adalah tata cara pelaksanaan penelitian dalam rangka mencari penyelesaian atas permasalahan penelitian yang akan dilakukan. Hasil analisis dipengaruhi oleh metode yang digunakan.
Berikut bagan alir proses analisis penelitian ini :
Gambar 11. Bagan Alir Penelitian Pengumpulan data
1. Data struktur dermaga
2. Data pembebanan pada dermaga. 3. Data tanah berupa pengujian SPT 4. Data PDA Test
SELESAI
Hasil perbandingan analisis berupa nilai safety factor (SF) atau faktor keamanan Analisis secara manual
untuk mengetahui kapasitas dermaga
Analisis menggunakan SAP 2000 Versi 14
V. PENUTUP
A.Simpulan
Berdasarkan hasil analisis struktur dan penampang Dermaga D3 Pelabuhan Panjang serta pembahasan yang telah dilakukan, maka diperoleh beberapa kesimpulan:
1. Pada analisis penampang pelat didapat nilai momen nominal (Mn) pelat arah sumbu Y dan X sebesar 14,448 × 107 Nmm dan 15,59 × 107 Nmm, sedangkan hasil analisis struktur menggunakan SAP 2000 didapat nilai momen ultimate (Mu) pelat arah sumbu Y dan X sebesar 9,6766 × 107 Nmm dan 4,5568 × 107 Nmm. Faktor keamanan lebih didapat sebesar 1,5. Hasil analisis penampang lebih besar dari hasil analisis struktur, hal ini menunjukkan bahwa penampang pelat mampu menahan beban-beban yang bekerja.
80
Sedangkan hasil analisis struktur menggunakan SAP 2000 didapat nilai momen ultimate (Mu) Balok B1, Balok B2, Balok B3, Balok B4, dan Balok B5 sebesar 49,4675 × 107 Nmm, 13,801 × 107 Nmm, 31,3929 ×
107 Nmm, 5,8545 × 107 Nmm, dan 53,3082 × 107 Nmm. Nilai gaya geser ultimate (Vu) Balok B1, Balok B2, Balok B3, Balok B4, dan Balok B5 sebesar 51,0664 × 104 N, 10,922 × 104 N, 27,6947 × 104 N, 5,68 × 104 N, dan 39,8851 × 104 N. Faktor keamanan lebih yang didapat pada Balok B1 sebesar 1,7, Balok B2 sebesar 9,5, Balok B3 sebesar 20,7, Balok B4 sebesar 1,8, dan Balok B2 sebesar 2,45. Hasil analisis penampang jauh lebih besar dari hasil analisis struktur, hal ini menunjukkan bahwa penampang balok mampu menahan beban-beban yang bekerja.
81
4. Berdasarkan hasil analisis penampang kolom yang didapat dari diagram interaksi (Gambar 28) mampu menahan momen nominal (Mn) sebesar 51,2 × 107 Nmm, sedangkan hasil analisis struktur menggunakan SAP 2000 didapat nilai momen ultimate (Mu) sebesar 26,65 × 107 Nmm. Faktor keamanan lebih yang didapat sebesar 1,9. Hasil perbandingan yang menunjukkan bahwa kolom yang digunakan memiliki penampang yang mampu menahan beban yang bekerja.
5. Sesuai perhitungan tahanan aksial berdasarkan kekuatan bahan, pengujian PDA dan hasil uji SPT (Meyerhoff), didapatkan nilai tahanan aksial nominal tiang pancang sebesar 310 × 104 N dan tahanan lateral
berdasarkan defleksi tiang maksimum (Broms) sebesar 35,1247 × 104 N. Sedangkan hasil analisis struktur menggunakan SAP 2000 didapat nilai tahanan aksial sebesar 111,1943 × 104 N dan tahanan lateral sebesar 27, 5719 × 104 N. Faktor keamanan sebesar 1,28 menunjukkan bahwa Dermaga D3 Pelabuhan Panjang dengan pondasi tiang pancang yang digunakan mampu menahan gaya horizontal yang bekerja.
82
B.Saran
Untuk penelitian selanjutnya, disarankan untuk mempertimbangkan beberapa hal berikut ini:
1. Pengaruh lingkungan seperti angin, arus dan gelombang dengan melakukan studi yang lebih mendalam.
2. Penggunaan metode analisis dan referensi peraturan yang dimungkinkan mengalami perubahan.
DAFTAR PUSTAKA
Arsiyanto. 2008. Metode Konstruksi Bangunan Pelabuhan. UI-Press: Jakarta. Bowles, Joseph E. 1996. Foundation Analysis and Design: Fifth Edition.
McGraw-Hill Companies: Singapore.
Jokowinarno, Dwi. Studi Kelayakan Teknis Pembangunan Pelabuhan Angkutan Laut Pelayaran Rakyat 1000 DWT Di Sebalang. Jurnal Rekayasa, Vol.16, No. 2, Agustus 2012
Kramadibrata, Soedjono. 2002. Perencanaan Pelabuhan. ITB: Bandung.
Poulos, H.G. and Davis, E.H. 1980. Pile Foundation Analysis and Design. Rainbow-Bridge Book: Canada.
Pratikto. 2009. Diktat Konstruksi Beton 1. Politeknik Negeri Jakarta: Jakarta.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman - Kementerian Pekerjaan Umum. 2011. Desain Spektra Indonesia. http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_ spektra_indonesia_2011. Diakses tanggal 25 September 2014 pukul 15:30. RSNI T – 02 – 2005. Standar Pembebanan untuk Jembatan. 2005. Departemen
Pekerjaan Umum: Jakarta.
SNI 03 – 2847 – 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan. 2002. Departemen Pekerjaan Umum: Jakarta.
SNI – 03 – 1729 – 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung. 2002. Departemen Pekerjaan Umum: Jakarta.
SNI – 1726 – 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung. 2002. Departemen Pekerjaan Umum: Jakarta.
Sosrodarsono, S. dan Kazuto, N. 1988. Mekanika Tanah & Teknik Pondasi. Pradnya Paramita: Jakarta.
Triatmodjo, Bambang. 2009. Perencanaan Pelabuhan. Beta Offset: Yogyakarta. Yoshimi, Goda. dkk. 2009. Technical Standards and Commentaries For Port and
DAFTAR PUSTAKA
Arsiyanto. 2008. Metode Konstruksi Bangunan Pelabuhan. UI-Press: Jakarta. Bowles, Joseph E. 1996. Foundation Analysis and Design: Fifth Edition.
McGraw-Hill Companies: Singapore.
Jokowinarno, Dwi. Studi Kelayakan Teknis Pembangunan Pelabuhan Angkutan Laut Pelayaran Rakyat 1000 DWT Di Sebalang. Jurnal Rekayasa, Vol.16, No. 2, Agustus 2012
Kramadibrata, Soedjono. 2002. Perencanaan Pelabuhan. ITB: Bandung.
Poulos, H.G. and Davis, E.H. 1980. Pile Foundation Analysis and Design. Rainbow-Bridge Book: Canada.
Pratikto. 2009. Diktat Konstruksi Beton 1. Politeknik Negeri Jakarta: Jakarta.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Permukiman - Kementerian Pekerjaan Umum. 2011. Desain Spektra Indonesia. http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_ spektra_indonesia_2011. Diakses tanggal 25 September 2014 pukul 15:30. RSNI T – 02 – 2005. Standar Pembebanan untuk Jembatan. 2005. Departemen
Pekerjaan Umum: Jakarta.
SNI 03 – 2847 – 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan. 2002. Departemen Pekerjaan Umum: Jakarta.
SNI – 03 – 1729 – 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung. 2002. Departemen Pekerjaan Umum: Jakarta.
SNI – 1726 – 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung. 2002. Departemen Pekerjaan Umum: Jakarta.
Sosrodarsono, S. dan Kazuto, N. 1988. Mekanika Tanah & Teknik Pondasi. Pradnya Paramita: Jakarta.
Triatmodjo, Bambang. 2009. Perencanaan Pelabuhan. Beta Offset: Yogyakarta. Yoshimi, Goda. dkk. 2009. Technical Standards and Commentaries For Port and
