Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 1
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Indonesia merupakan penghasil batubara nomor delapan di dunia. Bahkan 75% dari total produksi batubara diekspor. Adapun negara-negara yang menjadi tujuan utama ekspor batubara lokal, yaitu Jepang, Taiwan, Korea Selatan dan Eropa. Total sumber daya batubara di Indonesia mencapai 105 miliar ton, dimana cadangan batubara diperkirakan 21 miliar ton (Saleh,2005). Dan Kalimantan Timur merupakan salah satu lokasi tambang batubara utama di Indonesia selain Sumatera Selatan dan Kalimantan Selatan.
Berdasarkan konsep Master Plan Pelabuhan Sambarata milik Perusahaan Batubara di Berau Kalimantana Timur akan dilakukan pembangunan dermaga curah batubara dan
lapangan penumpukan yang berlokasi di Pelabuhan Batubara Berau, Kalimantan Tambara, Kecamatan Gunung Tabur, Kabupaten Berau, Provinsi Kalimantan timur dengan lokasi geografis 117°23’25,5”BT dan 02°09’37,5” LU. (Gambar1.1. – Gambar 1.2.).
Perencanaan dermaga pada Pelabuhan Sambaratta ini direncanakan dapat ditambati kapal kapal tongkang pengangkut batubara (bulk coal barge) dengan kapasitas standar 5000 DWT, dan akan dibangun lapangan penumpukan curah batubara sebagai stockyard batubara hasil penambangan area sambaratta. Karena jarak area penambangan dengan transhipment ±100 km maka dibutuhkan perencanaan dermaga untuk dapat ditambati oleh kapal pengangkut batubara dan loading angkutan batubara berjalan lancar dengan adanya lapangan penumpukan curah batubara. Selain itu kedalaman perairan juga akan diperdalam guna Abstrak
Pelabuhan Sambaratta di Berau Kalimantan Timur pada umumnya dan dermaga curah batu bara serta lapangan penumpukannya pada khususnya memiliki peran strategis dalam arus lalu lintas transportasi angkutan laut yang merupakan salah satu moda transportasi angkutan curah batu bara hasil penambangan perusahaan batubara di Berau, Kalimantan Timur. Permintaan terhadap batu bara meningkat dari tahun ke tahun. Hal ini membuat Perusahaan Batubara di Berau ini pun terus meningkatkan produktivitas produksi penambangan batubara demi memenuhi permintaan batubara yang terus meningkat.
Sehingga perlu adanya perencanaan dermaga curah batu bara demi memenuhi demand batu bara yang kian meningkat dari tahun ke tahun. Dan juga perlu adnya pembangunan lapangan penumpukan demi mempermudah loading curah batu bara dari area penambangan menuju area transshipment. Berdasarkan konsep Denah Pengembangan Curah Batu Bara pada area Sambratta yang berlokasi di Berau Kalimantan Timur dengan posisi geografis 117°23’09”BT dan 02°09’33,06” LU akan dilaksanakan pembangunan dermaga curah batu bara dengan diperlukan proses pengerukan atau dredging di area sungai Segah serta direncanakan perbaikan tanah dasar pada lapangan penumpukan.
Namun permasalahan muncul dalam perencanaan ini. Yaitu kedalaman perairan yang kurang memenuhi untuk kapal dapat bertambat ke dermaga dan kondisi tanah yang kurang baik yang mempengaruhi stabilitas tanah dasar dalam menerima beban timbunan batubara dengan tinggi lebih dari 10 meter. Sehingga diperlukan perencanaan yang tepat dengan mengatasi permasalahan demi terlaksananya pengembangan dermaga dan pembangunan lapangan penumpukan agar tidak terjadi kegagalan struktur yang berakibat fatal.
Adapun tujuan dari perencanaan ini adalah untuk mendapatkan desain struktur Dermaga Curah Batu Bara dan perbaikan tanah dasar Lapangan Penumpukan di Pelabuhan Sambaratta yang kuat stabil, stabil, ekonomis agar perdagangan dan industri dapat berjalan aman, nyaman, lancar, cepat, efektif dan efisien.
Kata Kunci : Breasting Dolphin, Mooring Dolphin, Radial Loading Coal, Dredging, Lapangan Penumpukan, Berau.
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 2
memenuhi syarat lebih besar dari draft kapal, sehingga perlu diadakannya pengerukan.
Dengan dibangunnya dermaga curah batubara dan lapangan penumpukan curah di Pelabuhan Sambaratta Berau Kalimantan Timur yaitu yang kuat stabil, stabil, dan ekonomis diharapkan dapat dimanfaatkan secara maksimal sesuai dengan fungsinya sehingga arus perdagangan dan industri batubara dapat berjalan aman, nyaman, lancar, cepat, efektif dan efisien.
Gambar 1.1 - Lokasi Area Pertambangan Batubara di Berau Kalimantan Timur
(Sumber : Wikipedia, 2011)
Gambar 1.2 - Kondisi Eksisting Dermaga Pelabuhan Sambaratta
(Sumber : Google Earth, 2011)
1.2. Permasalahan
Permasalahan pada ”Perencanaan Dermaga Curah Batubara dan Lapangan Penumpukan” ini meliputi :
1. Diperlukan perencanaan struktur dermaga yang mampu menahan kombinasi pembebanan yang bekerja pada dermaga. 2. Kondisi kedalaman Sungai Segah yang
belum dapat memenuhi kebutuhan kedalaman fasilitas dermaga seperti kolam putar dan alur masuk, sehingga perlu dilakukan pengerukan.
3. Stabilitas tanah dasar lapangan penumpukan batubara dalam menahan beban timbunan hasil penambangan batubara.
1.3. Tujuan
Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini meliputi :
1. Evaluasi layout perairan dan daratan.
2. Merencanakan detail struktur dermaga curah batubara di Pelabuhan Sambaratta di Berau Kalimantan Timur. (Struktur breasting dan mooring dolphin, serta struktur RLC).
3. Merencanakan perbaikan tanah dasar di lapangan penumpukan curah batubara di Pelabuhan Sambaratta di Berau Kalimantan Timur.
4. Merencanakan pekerjaan pengerukan dan pembangunan dermaga curah batubara beserta lapangan penumpukannya.
5. Menyusun anggaran biaya untuk
pelaksanaan pembangunan dermaga, pekerjaaan pengerukan, dan perbaikan tanah dasar lapangan penumpukan.
1.4. Batasan Masalah
Batasan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah : 1. Data yang digunakan dalam perencanaan
ini merupakan data sekunder
2. Tidak memperhitungkan sedimentasi.
3. Perencanaan Detail Teknis Perencanaan Dermaga hanya dilakukan pada struktur open pier saja seperti breasting dan mooring dolphin serta struktur Radial Loading Coal.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Untuk menyelesaikan perencanaan ini, terdapat beberapa beberapa tinjauan pustaka yang berupa dasar-dasar teori yang digunakan dalam perencanaan dermaga curah batubara dan lapangan penumpukan di Berau Kalimantan Timur.
BAB III
METODOLOGI PENULISAN
Untuk menyelesaikan perencanaan ini, terdapat beberapa langkah yang harus dikerjakan. Berikut ini adalah diagram alir dalam perencanaan dermaga curah batubara dan lapangan penumpukan di Berau Kalimantan Timur.Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 3
Gambar 3.1. Diagram Alir
BAB IV
ANALISIS DATA
4.1 Umum4.2 Data-data yang Dianalisis 4.2.1 Data Pasang Surut
Dari hasil pengamatan didapatkan bahwa perilaku pasang surut pada daerah Dermaga Curah Batubara di Berau Kalimantan Timur adalah tipe pasang surut setengah harian ganda (semi diurnal). Dari grafik pasang surut dan pembacaan Peal Schaal digambarkan pada Gambar 4.2–4.3 didapat data sebagai berikut : Beda pasang surut sebesar 1.6 m
Elevasi HWS ( High Water Spring) pada + 1.60 mLWS
Elevasi MSL (Mean Sea Level) pada +0.80 mLWS
Elevasi LWS (Low Water Spring) pada ± 0.00 Mlws
Gambar 4.2 – Grafik Pasang Surut
4.2.2 Data Angin
Kecepatan angin yang terjadi pada dermaga curah batubara di Berau ini dapat diwakilkan oleh stasiun Tanjung Redeb Kalimantan Timur yang ditampilkan pada Tabel 4.1 yang diambil oleh Dinas Perhubungan Provinsi Kalimantan Timur
Tabel 4.1 – Tabel Suhu Udara, Kelembaban, Kecepatan Angin, dan Jumlah curah rata-rata menurut stasiun di Provinsi Kalimantan Timur Tahun
2001
Berdasar tabel tersebut, kecepatan angin yang terjadi pada dermaga curah batubara di Berau ini adalah 4,52 knots.
4.2.3 Data Arus
Kecepatan arus yang terjadi pada dermaga curah batubara di Berau ini dapat dikorelasikan dari data angin sesuai Tabel 4.2 dibawah ini.
Tabel 4.2 – Tabel klasifikasi resiko dan kesimpulan ERS (Emergency Release System)
Berdasar tabel tersebut, kecepatan arus yang terjadi pada dermaga curah batubara di Berau ini adalah kurang dari 1 knots.
4.2.4 Data Bathimetri
Data bathymetri diperoleh dari survey yang dilakukan oleh Laboratorium Perhubungan Institut Teknolog Sepuluh Nopember pada tahun 2011 seluas 20 Ha. Dari data yang didapat terlihat bahwa daerah survei ini lokasinya menghadap selatan, merupakan perairan dangkal dan pinggir sungainya landai kecuali di dermaga dimanan kedalamannya terjal hingga kedalaman 18.00 meter dengan kontur sejajar sungai dan bervariasi. Peta bathymetri secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 4
4.2.5 Data Topografi
Berdasar hasil pemetaan Topografi seluas + 0.6 Ha. Dari hasil survey yang dilakukan oleh Laboratorium Perhubungan Institut Teknologi Sepuluh Nopember pada tahun 2011, dapat kita ketahui gambaran situasi ketinggian daerah survey yang menyangkut sarana dan fasilitas pelabuhan milik Perusahaan Batubara di Berau Kalimantan Timur ini seperti lapangan penumpukan, gedung kesyahbandaran, bea cukai, dll yang digambarkan pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 – Peta Bathymetri dan Topografi 4.2.6 Data Tanah Dasar
Data tanah dasar dalam perencanaan dernaga curah batubara dan lapangan penumpukan ini terdiri dari dua bagian, yaitu: data lapangan dan data laboratorium. Soil
investigation yang dilakukan di lapangan dan
yang dipakai dalam perencanaan ini adalah Boring dan SPT (Standard Penetration Test). 4.3 Data Kapal
Kapal yang mampu bertambat pada dermaga curah batubara milik Perusahaan Batubara di Berau Kalimantan Timur ini adalah kapal tongkang pengangkut batubara (bulk coal barge) yang berkapasitas 5000 DWT. Adapun spesifikasi kapal tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.6.
Gambar.
Tabel 4.6– Spesifikasi bulk coal barge
Kelas ABS, A1, Barge
LOA 73,15 m Breadth 21,95 m Depth 5,26 m Max Draft 4,20 m GRT 2139 ton DWT 5000 ton 4.4 Data Alat
Pada struktur dermaga terdapat alat yang menyalurkan batubara dari lapangan penumpukan untuk loading ke kapal tongkang yang berjalan di atas lintasan conveyor (RLC).
BAB V
EVALUASI LAYOUT PEAIRAN
5.1 Umum5.2 Kondisi Eksisting
Hasil analisis kondisi eksisting ini ditabelkan pada Tabel 5.1. Dari kondisi eksisting ini perlu kita evaluasi apakah fasilitas-fasilitas perairan yang dibutuhkan dermaga ini sudah memenuhi. Seperti apakah lebar perairan dengan kedalaman nominal yang dibutuhkan kapal sudah memenuhi semua fasilitas perairan yang dibutuhkan. Apakah perlu adanya penambahan lebar perairan yang berarti perlu juga adanya penambahan kedalaman yang akan dilakukan dengan cara dredging atau pengerukan. .Adapun fasilitas perairan yang dibutuhkan dermaga curah ini adalah alur masuk, kolam putar, kolam dermaga, serta kedalaman dan pengaruh perairan sekitarnya.
Tabel 5.1. Kondisi Eksisting
Kondisi Eksisting Dimensi Keterangan
Sungai Segah Kedalaman Perairan d = -5.00 mLWS Lebar sungai yang dapat dilalui kapal pengangkut batubara Lebar Maksimum L = 205,7 m Lebar Minimun L = 137,18 m Kelandaian Perairan Sungai Segah dengan d = -5.00 mLWS Arah Utara (Depan Dermaga) Kemiringan 1:0,935 Curam Arah Selatan Kemiringan 1:35,1025 Landai -2.00-3.00 -4.00-5.00 -6.00 -7.00-8.00 -8.00 -9.00 -1.00 -2.00 -3.00 -4.00 -5.00 -6.00 -0.00 -1.00 -2.00 -3.00 -4.00 -5.00 -7.00 -8.00 -9.00 -10.00 -11.00 -12.00 -12.00 -11.00 -10.00 -9.00 -8.00 -7.00 -6.00 -5.00 -4.00 -2.00 -1.00 -0.00 -2.00-3.00 -4.00-4.00-3.00-2.00 -0.00 -0.00 -13.00 -15.00 -13.00 -14.00 -10.00 -13.00 -14.00 -15.00 -16.00 -17.00 -18.00 -4.00 -7.00 -0.00 -0.00 2.00 2.50 2.002.50 2.00 2.00 2.00 2.00 2.503.003.50 2.00 a i r a i r a i r 3.00 3.002.50 2.50 2.50 3.00 3.503.003.003.00 0.50 1.00 2.00 1.50 jalan setapak 1.501.000.50 2.502.50 Y = 543.182,518 Z = 1.623 X = 239.070,783 BM2 Y = 239.084,000 Z = 2.316 X = 543.332,000BM1 -1.00 -1.00 -4.00 -3.00 -9.00 -6.00 -13.00 -13.00 -14.00 -12.00 -1.00
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 5
5.3 Kebutuhan Failitas Perairan 5.3.1 Alur Masuk (Entrance Channel)
Berikut parameter yang diperlukan dalam menentukan alur masuk, diantaranya :
a) Kedalaman Nominal Alur Masuk (Entrance channel)
Kedalaman minimum yang diperlukan adalah: D = 1.15 Draft Maksimum Kapal D = 1.15 x 4.20 m
D = 4.83 m ~ 5.00 m < -15.00 mLWS Jadi kedalaman perairan pada alur masuk yang dibutuhkan kapal pengangkut batubara (bulk coal barge) 5000 DWT dapat melintas di perairan ini adalah -5.00 mLWS.
b) Panjang Alur Masuk (Entrance channel) Panjang alur yang ditetapkan :
L = 5 x LOA L = 5 x 73.15 m L = 365.75 m ~ 400 m
Jadi panjang alur yang dibutuhkan sepanjang 400 m. Panjang alur harus disesuaikan dengan kedalaman nominal yang dibutuhkan kapal ketika memasuki alur masuk.
c) Lebar Alur Masuk (Entrance channel) Lebar alur yang ditetapkan :
Terhadap lebar kapal W = 5 x B
W = 5 x 21.95 m W = 109.75 m ~ 110 m Terhadap panjang kapal
W = 1 x LOA W = 1 x 73.15 m W = 73.15 m ~ 75 m
Jadi lebar alur yang dibutuhkan sebesar 75 m.
d) Sudut dan Jari-jari Tikungan Alur Masuk (Entrance channel)
Pada Gambar 3.1 ditunjukkan bahwa lokasi dermaga pada wilayah Sungai Segah yang terdapat tikungan. Alur masuk ini sebaiknya dibuat mengikuti alur sungai, jadi terdapat tikungan pada alur masuk ini. Bila ada tikungan maka sudut pertemuan dari 2 garis tengah kurva maksimum 30° atau jari-jari tikungan sekitar 4Loa. Maka lebar alur yang ditetapkan :
Terhadap lebar kapal α = 30°
R = 4 x LOA
R = 4 x 73,15
R = 292,6 m ~ 295 m
Gambar 5.4 – Sudut dan Jari-Jari Tikungan Alur Masuk
5.3.2 Kolam Putar (Turning Basin)
Kedalaman perairan dapat disamakan dengan alur masuk yaitu -5.00 mLWS. Maka diameter kolam putar yang ditetapkan :
Db = 2 x LOA Db = 2 x 73.15 m Db = 146. 3 m ~ 150 m
Jadi area kolam putar memiliki kedalaman -5.00 Mlws dengan diameter sebesar 150m.
5.3.3 Kolam Dermaga (Basin)
a) Kedalaman Nominal Kolam Dermaga (Basin)
Kedalaman minimum yang diperlukan adalah: D = 1.10 Draft Maksimum Kapal D = 1.10 x 4.20 m
D = 4.62 m ~ 5.00 m < -15.00 mLWS Jadi kedalaman perairan pada kolam dermaga yang dibutuhkan kapal pengangkut batubara (bulk coal barge) 5000 DWT agar dapat bertambat adalah -5.00 mLWS.
b) Luasan Kolam Dermaga (Basin) Panjang kolam dermaga yang ditetapkan:
P = 1.25 x LOA P = 1.25 x 73.15 m P = 91.85 m ~ 100 m
Lebar kolam dermaga yang ditetapkan: L = 1.25 x B
L = 1.25 x 21.95 m L = 27.4355 m ~ 30 m
Jadi luasan kolam dermaga yang dibutuhkan sebesar 3000m2.
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 6
5.3.4 Alur Pelayaran
Terdapat dua alur pelayaran, yaitu: • Alur pelayaran satu arah
Pada alur pelayaran satu arah tidak terdapat simpangan, jadi kebutuhan lebar alur satu jalur :
L = (2 x 1,5B) + 1,8B
= (2 x 1,5 x 21,95) + (1,8 x 21,95) = 105,36 m
Jadi lebar alur pelayaran yang dibutuhkan untuk alur satu lajur adalah 105,36m
• Alur pelayaran dua arah
Pada alur pelayaran satu arah diperbolehkan adanya simpangan, jadi kebutuhan lebar alur dua jalur :
L = (2 x 1,5B) + (2 x 1,8B) + 1,0B
= (2 x 1,5 x 21,95) + (2 x 1,8 x 21,95) + (1 x 21,95) = 166,82 m
Jadi lebar alur pelayaran yang dibutuhkan untuk alur dua lajur adalah 166,82m
Hasil evaluasi layout perairan ini perlu dibandingkan dari kondisi eksisting yang ada Tabel 5.1, dan hasil dari perairan untuk kebutuhan fasilitas perairan dermaga curah batubara di Berau Kalimantan Timur ini dapat dilihat pada Tabel 5.2. dan Gambar 5.6.
Gambar 5.6 – Layout Fasilitas Perairan Dermaga Curah Batubara
5.3.5 Evaluasi Layout Dermaga
Konstruksi dolphin digunakan pada dermaga curah batubara di Berau Kalimantan Timur yang melayani muat curah batubara. Breasting dolphin merupakan dolphin penahan yang dilengkapi dengan adanya fender untuk menerima gaya tubruk dari kapal. Dan bollard untuk menahan gaya tarikan kapal.
Karena dengan beroperasinya dermaga curah batubara ini bertujuan untuk tidak
menghambat alur lalu lintas kapal lain di Sungai Segah ini, maka perlu adanya pengerukan pada: • Alur masuk
Karena kedalaman alur masuk ada yang terletak di kedalaman perairan – 3.00mLWS, sedangkan kebutuhan kedalaman perairan untuk kolam putar hingga – 5.00mLWS.
• Alur masuk untuk alur pelayaran dua arah Karena lebar alur eksisting terpendek yaitu 137,18 m sedangkan lebar alur pelayaran dua arah adalah 166,82 m.
Berdasar analisis sebelumnya didapatkan hasil layout fasilitas kebutuhan dermaga ini yang ditampilkan pada Gambar 5.6.
Tabel 5.2 - Hasil perhitungan kebutuhan fasilitas perairan dermaga curah batubara Kebutuhan Fasilitas
Perairan Dimensi Keterangan
Alur Masuk (Entrance Channel) Kedalaman Perairan d = -5.00 mLWS Alur masuk menikung sebelum mencapai turning basin dengan R=295m Panjang P = 400 m Lebar L = 75 m Kolam Putar (Turning Basin) Kedalaman Perairan d = -5.00 mLWS Terletak 5 m di depan kolam dermaga Diameter Db = 150 m Kolam Dermaga (Basin) Kedalaman Perairan d = -5.00 mLWS Terletak di depan dermaga Panjang P = 100 m Lebar L = 30 m Lalu-lintas perairan pada Sungai Segah Lebar One Way L = 105,36 m Di depan kolam dermaga tidak memungkinkan bila lalu-lintas pelayaran dua arah,
karena jarak tepi untuk lebar keamanan tidak memenuhi Lebar Two Way L = 166,82 m 5.3.6 Elevasi Struktur
Hal – hal yang diketahui untuk menentukan elevasi dolphin adalah:
- Pasang surut = 1.60 meter
- Kedalaman kolam dermaga = 5 meter
Dari data tersebut dapat diketahui elevasi dolphin yaitu antara 0.5m–1.50m, diukur dari HWS. Maka elevasi apron dolphin yang diperlukan : -13.00 -13.00 -14.00 -12.00 A R T U A I I II II III III 2.00 2.50 2.50 -9.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.503.003.50 2.00 a i r a i r a i r 3.00 3.00 2.50 2.50 2.503.00 3.503.003.003.00 0.50 1.00 2.001.50 jalan setapak 2.502.50 -1.00 -1.00 -4.00
BULK COAL BARGE 5000 DWT
Db = 150 m w = 75 m -2.00 -5.00 -8.00 -9.00 -1.00 -6.00 -1.00 -5.00 -10.00 -10.00 -5.00 -0.00 -0.00 -0.00 -13.00 -15.00 -13.00 -14.00 -10.00 -13.00 -14.00 -15.00 -16.00 -17.00 -18.00 -7.00 -0.00
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 7
H = HWS + (0.5 – 1.5 m ) H = 1.6 m + (0.5 – 1.5 m )
H = 2.1 – 3.10 m diambil ~ 3.00 meter Jadi tinggi elevasi dolphin yang direncanakan adalah + 3.00 m LWS . (Gambar 5.7)
Gambar 5.7. Elevasi Breasting Dolphin Curah Batubara
Gambar 5.7.a – Kondisi ketika kapal merapat saat pasang
Gambar 5.7.a. Kondisi ketika kapal merapat saat surut
BAB VI
KRITERIA DISAIN
6.1 Kriteria Perencanaan6.1.1 Peraturan yang digunakan
Dalam perencanaan ini digunakan beberapa peraturan sebagai dasar dalam perencanaan yaitu:
Standard Criteria for Port and Harbour in Japan
Peraturan Beton Indonesia (PBI) 1971 Perhitungan Lentur Cara “n” (Ir. Wiratman) SNI 1726-2002
6.1.2 Kualitas Material
Berikut ini kualitas material yang digunakan dalam perencanaan dermaga ini, sebagai berikut:
a) Mutu Beton
Berdasarkan PBI 1971, kualitas material beton struktur dolphin yang akan digunakan pada Dermaga Curah Batubara di Berau, Kalimantan Timur sebagai berikut :
Mutu beton K 350, σ’bk = 350kg/cm2
(PBI 1971 Tabel 4.2.1)
Modulus tekan beton untuk pembebanan tetap Eb = 6400 �𝜎𝜎′𝑏𝑏𝑏𝑏 (PBI 1971 Tabel 11.1.1) = 6400 √350 = 119733,0364 kg/cm2 n = 𝐸𝐸𝐸𝐸 𝐸𝐸𝑏𝑏= 2100000 119733,0364= 17,54
𝜎𝜎′𝑏𝑏 = Tegangan tekan beton akibat lentur tanpa dan atau dengan gaya normal tekan
= 0,33 𝜎𝜎′𝑏𝑏𝑏𝑏(Tabel 4.2.1) = 0,33 x 350 = 115,5 kg/cm2 τ′𝑏𝑏 = Tegangan geser beton
= 0,54�𝜎𝜎′𝑏𝑏𝑏𝑏 (Tabel 4.2.1) = 0,54 √350 115,5 kg/cm2 Tebal selimut beton (decking) diambil 8
cm.
b) Mutu Baja tulangan
Baja tulangan yang digunakan dalam perencanaan breasting dolphin adalah baja tulangan U-32. Berikut ini data mutu baja berdasarkan PBI 1971:
σau = Tegangan leleh karakteristik = 3200
kg/cm2
Ea = 2,1 x 106
kg/cm2
σa = Tegangan tarik/tekan baja yang
diijinkan
= 1850 kg/cm2 (Tabel 10.4.1) σ'au = Tegangan tarik/tekan baja rencana
= 2780 kg/cm2 (Tabel 10.4.3) +3.00 mLWS Elevasi Dolphin 0.5 m 0.5 m 2 m +1.60 mLWS +0.00 mLWS HWS LWS 4.2 +3.00 mLWS Elevasi Dolphin +1.60 mLWS +0.00 mLWS HWS LWS 4.2 +3.00 mLWS Elevasi Dolphin +0.00 mLWS LWS
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 8
Diameter tulangan utama = 25 mm c) Tiang Pondasi
Dermaga curah batubara ini menggunakan tiang pondasi berupa tiang pancang. Dengan memperhatikan faktor keuntungan, dan kerugian.
Adapun tiang pancang yang digunakan sebagai pondasi ini memiliki ketentuan sebagai berikut:
Diameter (D) : 609,6 mm Dimensi Tiang :
Tebal (t) : 12 mm
Luas (A) : 225,3 cm2
Momen Inersia (I) : 101000 cm4
Unit Weight : 177 kg/m
Section Modulus (Z) : 3030 cm3 Young modulus (E) : 2100000 kg/cm4 Yield Strenth (fy) : 2100 kg/cm2 (BJ 52)
6.2 Disain Dimensi Struktur
Struktur perencanaan dermaga curah batubara di Berau Kalimantan Timur ini terdiri dari beberapa bagian struktur utama (Lihat Gambar 6.1.)
Gambar 6.1. Struktur Dermaga Rencana Beberapa bagian struktur utama tersebut, yaitu: a) Breasting dolphin : struktur dolphin yang
berfungsi sebagai penahan adanya gaya yang ditimbulkan saat kapal bertambat yang dilengkapi dengan adanya fender untuk
menerima gaya tubruk dari kapal. Dan bollard untuk menahan gaya tarikan kapal. Struktur breasting dolphin diletakkan terpisah dengan jarak antar 2 struktur dolphin tidak boleh lebih kecil 0,25 LOA dan tidak boleh lebih besar 0,4 LOA.
Disain dimensi struktur breasting dolphin Struktur breasting dolphin berbentuk segi empat dengan ukuran 2,7m x 2,4m x 1,5 m
:
b) Mooring dolphin : struktur dolphin yang berfungsi sebagai penahan adanya gaya yang ditimbulkan saat kapal bertambat yang dilengkapi dengan adanya bollard untuk menahan gaya tarikan kapal.
Disain dimensi struktur breasting dolphin Struktur breasting dolphin berbentuk segi empat dengan ukuran 2,4m x 2,4m x 1,2 m
:
c) Struktur conveyor belt atau struktur RLC: struktur penyangga radial shiploader quadrant lifting boom atau RLC (Radial Loading Coal) yang dapat bergerak dari ujung ke ujung (hingga dapat membentuk sudut 90o) untuk menyalurkan muatan batubara ke kapal angkut curah batubara (bulk barge coal) dari stockyard. Jadi saat loading batubara ke kapal tongkang, kapal tidak perlu bergerak maju-mundur. Struktur penyangga RLC ini terdapat dua macam yaitu:
- Struktur lengan boom tepi yang berfungsi sebagai tempat untuk perbaikan radial shiploader quadrant lifting boom atau RLC (Radial Loading Coal).
- Struktur lengan boom tengah untuk penyangga ketika RLC bekerja.
Disain dimensi struktur lengan boom
Lengan boom tepi berbentuk segi empat dengan ukuran 2,4 m x 2,4 m x 1,2 m
:
Lengan boom tengah berbentuk segi empat dengan ukuran 1,2 m x 2,4 m x 1,2 m
6.3 Perhitungan Fender dan Bollard 6.3.1 Perencanaan Fender
Fender merupakan system konstruksi yang dipasang di depan konstruksi tambahan. Berfungsi sebagai penahan beban tumbukan kapal pada waktu merapat serta memindahkan beban akibat tumbukan menjadi gaya reaksi yang mampu diterima konstruksi dan kapal secara aman. -5.00 mL WS -10.00 mLWS -15.00 mL WS BULK C OAL BAR GE 5000 DWT A R T U A
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 9
6.3.1.1 Perhitungan Energi Fender
Keperluan fender bagi suatu dermaga sangat bergantung dari ukuran dan kecepatan kapal yang merapat. Pada saat kapal menabrak konstruksi tambatan, ada energy kinetik tumbukan yang harus diabsorbsi dan ditransfer menjadi gaya horisontal yang harus mampu ditahan oleh bangunan dermaga. Dalam menghitung fender terlebih dahulu dihitung energi yang bekerja pada fender.
Dimana :
CH = 1 +
Koefisien massa hidrodinamis (CH)
B D 2 = 1 + 95 , 21 2 , 4 2x = 1,383 CE = 1 + Koefisien eksentrisitas (CE) 2 ) r / ( 1 1 + = 1 + 2
)
63
,
14
/
383
,
24
(
1
1
+
= 1,265 Cc = 1 Koefisien bantalan (CC) Cs = 1 Koefisien kehalusan (CS) Ws = 5000 ton Displacement Tonage V = 0,1 m/sKecepatan kapal saat merapat
Jadi energy pada fender
[
ton
m
]
g
V
W
C
C
C
C
Ef
S C E H−
=
2.
.
2
1
.
.
.
.
Ef = 4,458 ton.m ~ 4,5 ton.m = 45 kN.m 6.3.1.2 Pemilihan Tipe FenderSetelah perhitungan energi tumbukan yang timbul dapat ditentukan, selanjutnya dilakukan pemilihan type fender yang spesifikasinya dapat dilihat pada Gambar 6.2. - Gambar 6.5.
Bila energy fender 45 kN.m, dalam kondisi terkritis fender harus mampu menerima energy 45kn.m/0,427 m = 105,386 kN.m. yaitu saat tidak semua fender mengenai badan kapal. Untuk Ef yang ditimbulkan akibat tumbukan bulk coal cargo ship 5000 DWT dalam kondisi kritis sebesar 105,386 kN.m maka tipe fender yang dapat dipilih adalah bentuk AD ARCH Rubber Fender AD 500 dengan Rubber
Grade G4 dengan data-data sebagai berikut :
Energi fender = 111 kN-m > 105,386 kN.m Reaksi fender = 529 kN = 52,9 ton
Berat fender = 325 kg/m
Defleksi = 52,5 %
Tinggi fender = 500 mm Panjang fender = 2 m 6.3.1.3 Pemasangan Fender
a) Pemasangan Horisontal Fender
Pemasangan fender arah horizontal tidak perlu direncanakan karena fender diletakkan pada setiap breasting dolphin yang direncanakan selanjutnya.
b) Pemasangan Vertikal Fender
Panjang fender yang digunakan adalah 2 m. Tinggi fender adalah 0.4 m.
Fender diletakkan ditengah 0.5 m kebawah dari elevasi dermaga dan 0.5 m ke atas dari LWS. Gambar pemasangan vender arah vertical dapat dilihat pada Gambar 6.6 dibawah ini
Gambar 6.6. Pemasangan fender arah vertikal
6.3.1.4 Perencanaan Plank Fender
Struktur plank fender terletak didepan (face line) dermaga, struktur ini direncanakan dengan pelat baja yang menerima gaya horizontal terpusat akibat beban tumbukan kapal pada fender.
a) Data-data perencanaan plank fender:
Lebar (b) :1200 mm Ukuran plank fender
Tinggi (h) : 2200 mm Tebal (t) : 50 mm Digunakan BJ 37 Mutu baja fy : 240 MPa fu : 370 MPa
AD ARCH Rubber Fender +3.00 mLWS Elevasi Dolphin 0.5 m 0.5 m 2 m +1.60 mLWS +0.00 mLWS HWS LWS
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 10
Digunakan baut M42 Ukuran dan mutu baut
Diameter baut (db) : 42 mm Mutu baut : BJ 50
fu : 5000 kg/cm2 b) Momen plank fender
Gambar 6.7. Reaksi fender
Momen maksimum pada plank fender sebesar :
M = R.e = 52,9 x 1,5 = 79,35 ton.m c) Kontrol penampang pelat
𝑏𝑏 𝑡𝑡 ≤ 500 �𝑓𝑓𝑓𝑓 = 1200 50 ≤ 500 √240 = 24 ≤ 32,27 (OK)
d) Menghitung kekuatan sambungan baut Digunakan metode titik putar, dengan: µ = 0,75 (faktor reduksi geser)
r1 = 0,5 faktor modifikasi tegangan
Ab = luasan baut = 0,25.π.4,22
=13,85 cm2 M = jumlah bidang geser
1. Kuat geser baut : Vd = µ.r1.fubaut.Ab.m
= 0,75x0,5x5000x13,85x1 = 25968,75 kg
2. Kuat tumpu baut: Rd = µ.2,4.db.t.fupelat
= 0,75x2,4x4,2x5x3700 = 139860 kg
3. Kuat tarik baut : Td = µ.0,75.fubaut.Ab
= 0,75x0,75x5000x13,85 = 38953,125 kg
e) Kontrol kombinasi geser dan tarik Bila jumlah baut 4 buah
1. Akibat beban sentries : Vu : 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑛𝑛 = 52,9 4 = 13,225 ton 2. fuv = 𝑉𝑉𝑃𝑃 𝐴𝐴𝑏𝑏 = 13225 13,85 = 954,874 kg/cm 2 3. ft = (1,3. fubaut – 1,5.fuv) < = (1,3.5000 – 1,5.954,874) fubaut = 5067,689 kg/cm2 > 5000 kg/cm2 Maka gunakan ft = 5000 kg/cm2 4. Td ulir = µ.ft.Ab = 0,75x5000x13,85 = 51937,5 kg 5. Tu max = 𝑀𝑀𝑃𝑃.𝑌𝑌𝑌𝑌𝐸𝐸𝑌𝑌Σ𝑓𝑓2 = 7935000 𝑌𝑌 170 1702 = 46676,470 kg Syarat : Tu max < Td Tu max < Td ulir Didapatkan hasil: Tu max = 46676,470 kg > Td = 38953,125 kg (NOT OK) Tu max = 46676,470 kg < Td ulir = 51937,5 kg (OK)
Coba perbanyak baut
f) Kontrol ulang kombinasi geser dan tarik Bila jumlah baut 6 buah
1. Akibat beban sentries : Vu : 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑛𝑛 = 52,9 6 = 8,8167 ton 2. fuv = 𝑉𝑉𝑃𝑃 𝐴𝐴𝑏𝑏 = 8816,7 13,85 = 636,582 kg/cm 2 3. ft = (1,3. fubaut – 1,5.fuv) < = (1,3.5000 – 1,5.636,582) fubaut = 5545,127 kg/cm2 > 5000 kg/cm2 Maka gunakan ft = 5000 kg/cm2 4. Td ulir = µ.ft.Ab = 0,75x5000x13,85 = 51937,5 kg 5. Tu max = 𝑀𝑀𝑃𝑃.𝑌𝑌𝑌𝑌𝐸𝐸𝑌𝑌 Σ𝑓𝑓2 = 7935000 𝑌𝑌 85 2 𝑌𝑌 (852 + 1702) = 9335,294 kg Didapatkan hasil: Tu max = 37785,714 kg < Td = 38953,125 kg (OK) Tu max = 37785,714 kg < Td ulir = 51937,5 kg (OK)
Jadi digunakan 6 baut untuk sambungan fender ke plank fender
Gambar 6.9.a Tampak depan pemasangan fender
+3.00 mLWS
AD ARCH Rubber Fender +0.00 mLWS 1.5 m R 1200 1000 2000 2200
PANEL PLANK FENDER AD ARCH RUBBER
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 11
Gambar 6.9.b Tampak samping pemasangan fender
g) Panjang pengangkuran
Kebutuhan panjang pengangkuran pada pondasi
𝐿𝐿 = 𝜋𝜋 𝑑𝑑 𝜏𝜏𝑏𝑏0,85 𝑇𝑇 =6 𝜋𝜋 (2,4) 10,1020,85𝑌𝑌9335,294 = 17,363 cm ~ 18 cm
Sebaiknya panjang pengangkuran digunakan 20 cm
6.3.2 Perhitungan Bollard 6.3.2.1 Perencanaan Bollard
Bollard merupakan konstruksi untuk mengikat kapal pada tambatan. Perlu direncanakan bollard yang mampu menahan beban tarikan kapal pengangkut batubara 5000 DWT beserta aksesorisnya.
6.3.2.2 Gaya Tarik Akibat Bobot Kapal
Dari Tabel 2.5. (Gaya Tarik pada Bollard) Untuk kapal dengan bobot 5000 DWT dan 2139 GRT, maka nilai Pa = 35 ton. Disain dilakukan dengan rasional, dimana untuk kapal dengan dimensi 5000 DWT, sudut α tidak mungkin 0. Maka α = 45° dan β = 45° sehingga diperoleh gaya-gaya dalam kondisi kritis, yaitu :
V = Pa⋅sin45° = 35 ton⋅0.5√2 = 24,75 ton H = Pa⋅cos45° = 35 ton⋅0.5√2 = 24,75 ton T = H⋅cos45° = 24,75 ton⋅0.5√2 = 17,5 ton N = H⋅sin45° = 24,75 ton⋅0.5√2 = 17,5 ton 6.3.2.3 Gaya Tarik Akibat Arus
Perhitungan tekanan arus adalah: γC = 1,025 tm-3
AC = Loa x D = 73,15 x 4,2 = 307,23 m 2
VC = kecepatan arus maksimum tegak lurus
sumbu memanjang kapal = 1,0 knots = 0,5 m/s
CC = 6 untuk kedalaman perairan mendekati
draft kapal
g = percepatan gravitasi = 9,8 m/s2
Jadi gaya tarikan akibat arus adalah
ton x PC 24,1 8 , 9 2 5 , 0 23 , 307 025 , 1 6× × × 2 = =
6.3.2.4 Gaya Tarik Akibat Angin Gaya tekanan angin dapat dihitung :
Cw = 1,3 untuk angin melintang Aw = LOA x (depth-draft) = 73,15 x (5,26 – 4,2) = 77,539 m2 Bw = B x (depth-draft) = 21,95 x (5,26 – 4,2) = 23,267 m2 Ø = 45o Vw = 4,52 knots = 2,26 m/s Jadi gaya tarikan akibat arus adalah
ton PW 0,209 1600 26 , 2 ) 45 cos . 267 , 23 45 sin . 539 , 77 ( 3 , 1 2 2 2 + = =
6.3.2.5 Perhitungan dan Disain Bollard
Untuk P yang ditimbulkan akibat gaya tarikan kapal bulk coal cargo ship 5000 DWT sebesar 24,75 ton maka tipe bollard yang dapat dipilih adalah Single Bit Bollard Tipe SBB1-20 dengan data-data sebagai berikut :
Standar kapasitas bollard = 30 ton (> P = 24,75 ton-m)
6.3.2.6 Aksesoris Bollard
Dari perhitungan pembebanan pada bab sebelumnya didapat gaya tarik 24,75 ton sehingga dipilih tipe bollard dengan spesifikasi sebagai berikut :
Bollard (Tipe Single Bit Bollard Tipe
SBB1-20 )
Standar kapasitas bollard = 30 ton > (P = 24,75 ton-m)
Dimensi bollard : (Gambar 6.9 -6.10) A : 330 mm C : 460 mm D : 230 mm E : 50 mm F : 270 mm G : 60 mm H : 380 mm Pelat Bollard (LRFD) Tebal (t) : 15 cm Panjang (P) = C : 460 mm Lebar (L) = C : 460 mm Mutu baja : BJ 41 Tegangan putus (fu) : 4100 kg/cm2 Tegangan leleh (fy) : 2500 kg/cm2 Baut Bollard
Diameter : 24 mm
Mutu baja : BJ 41 Tegangan putus (fu) : 4100 kg/cm2
2200 2000
AD ARCH RUBBER FENDER AD 500 PANEL PLANK FENDER 220x200x10
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 12
Tegangan leleh (fy) : 2500 kg/cm2 Dasar Pondasi dari Beton
Digunakan mutu beton K350 dengan σ’bk = 350 kg/cm2
Dari PBI’71 Tabel 10.4.2 didapatkan : Tegangan tekan ijin (σ’b):
0,33 σ’bk = 115,5 kg/cm2
Tegangan geser ijin (τb): 0,54 (σ’bk)1/2
= 10,102 kg/cm2
a) Kontrol kekuatan Sambungan Baut pada Bollard dengan metode ultimate (LRFD)
Metode ini mengambil anggapan bahwa akibat momen yang terjadi, tegangan tekan dipikul oleh pelat dan tegangan tarik dipikul oleh baut.(Lihat Gambar 6.14.)
Gambar 6.14. Gaya pada Bollard
Mu = Pu . e = 24,75 x 33 = 816,75 ton.cm Kontrol geser Vu = 𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑛𝑛 = 24,75 4 = 6,1875 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛 fuv = 𝑉𝑉𝑃𝑃 𝐴𝐴𝑏𝑏 = 6,1875 1 4𝜋𝜋2,42 = 1,3677𝑐𝑐𝑌𝑌𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛2 Øf 0,5 fb u = 0,75 x (0,5 x 4100) = 1537,5 kg/cm2 fuv < Øf 0,5 fb u 1367,7 kg/cm2 < 1537,5 kg/cm2 (OK) Beban tarik (interaksi geser dan tarik)
Td = Øf ft Ab ft = (1,3 fu b – 1,5 fuv) < fu b = (1,3 x 4100 – 1,5 x1537,5) = 3278,45 kg/cm2 < 4100 kg/cm2 (OK) Td = Øf ft Ab = 0,75 x 3278,45 x ¼ π (2,4) 2 = 11123,52 kg Td baut = Ø 0,75 Ab fu b = 0,75 x 0,75 x ¼ π (2,4)2 x 4100 = 10433,2292 kg T = Td = 10433,2292 kg (diambil yang terkecil)
Mencari garis netral
Garis netral didapat dari keseimbangan gaya yang terjadi. Gaya tekan = gaya tarik
fyp.a.b = ΣT a= 𝛴𝛴𝑇𝑇 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑦𝑦 .𝑏𝑏 = 4 𝑌𝑌 10443,2292 2500 𝑌𝑌 46 = 0,3632 𝑐𝑐𝑌𝑌 a = 0,3632 cm < s = 6,5 cm (OK) d1 = 115 – 3,632 =111,368 mm=11,1368 cm d2 = 345 – 3,632=341,368 mm= 34,1368 cm Lihat Gambar 6.15.
Gambar 6.15. Keseimbangan Gaya pada Bollard Kontrol Momen
Momen rencana yang dapat dipikul oleh sambungan : ∅𝑀𝑀𝑛𝑛 = 0,9 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑦𝑦 𝐸𝐸2 2𝑏𝑏+ � 𝑇𝑇. 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑛𝑛 𝑑𝑑=1 ∅𝑀𝑀𝑛𝑛 = 0,9𝑌𝑌2500𝑌𝑌0,36322 2𝑌𝑌46 + (2𝑌𝑌10443,2292(6,14 + 39,14)) = 952431,72 kg.cm = 952,4 ton.cm Mu = 816,75 ton.cm < ØMn = 952,4 ton.cm Syarat: Panjang pengangkuran
Kebutuhan panjang pengangkuran pada pondasi
𝐿𝐿 = 0,85 𝑇𝑇𝜋𝜋 𝑑𝑑 𝜏𝜏𝑏𝑏 =0,85𝑌𝑌10443,22924 𝜋𝜋 (2,4) 10,102 = 29,14 cm Sebaiknya panjang pengangkuran digunakan 50 cm
6.4 Pembebanan
6.4.1 Perhitungan Beban yang Bekerja pada Breasting Dolphin
a) Beban Vertikal
Beban Mati (Berat Sendiri)
Jadi berat sendiri konstruksi breasting dolphin adalah :
Berat poer = (2,7 x 2,4 x 1,5 x 2,9) = 28,188 ton
Berat fender = 0,325 x 2 = 0,65 ton Berat bollard = 1 ton
e Pu
Mu
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 13
Beban Hidup Merata Beban air hujan = 0,05 ton/m2 b) Beban Horisontal
Beban Tumbukan Kapal
Beban horizontal akibat tumbukan kapal diambil dari gaya reaksi fender dari perhitungan fender sebelumnya. Maka besar beban horizontal dari reaksi fender AD ARCH Rubber Fender tipe AD 500 – G4 adalah 529 kN atau 52,9 ton yang dibebani ditiap breasting dolphin.
Beban Tarikan Kapal
Beban horizontal akibat gaya tarik kapal diambil dari besar gaya tarik bollard. Dari perhitungan bollard didapat besar gaya tarik yaitu 24,75 ton yang dibebani disetiap letak bollard.
c) Beban Gempa
Lokasi dermaga curah batubara yang terletak di Berau Kalimantan Timur ini berada pada wilayah gempa 2. Beban gempa dianalisis dengan respos spectrum untuk wilayah gempa zona 1 dengan kondisi tanah dasar tanah lunak.
Perhitungan Titik Jepit Tiang Pancang
Perhitungan letak titik jepit tanah terhadap tiang untuk tanah normaly consolidated clay and granular soil, Zf = 1.8T dimana:
dimana:
E : 2,1 . 106 kgf/cm2 Diameter tiang : 609,6 mm Tebal tiang pancang : 12 mm I = 1
64𝜋𝜋[∅4− (∅ − 2𝑡𝑡)4]
I = 1
64𝜋𝜋[609,64− (609,6 − 2.14)4]
= 1,162 x 109 mm4
Nilai nh diambil sebesar = 350 kN⋅m-3
untuk tanah normally consolidated clay.
T = �2,1 .106 𝑏𝑏𝑘𝑘𝑓𝑓 .𝑐𝑐𝑌𝑌−2.1,162 .105 𝑐𝑐𝑌𝑌4 0,035 𝑏𝑏𝑘𝑘𝑓𝑓 .𝑐𝑐𝑌𝑌−3 � 1 5 = 370,4 cm = 3,704 m ~ 3,7 m Jadi : Zf = 1,8 x T = 1,8 x 3,7 m = 6,66 m~ 7 m
Jadi tinggi struktur breasting dolphin Ht = Zf + tinggi struktur + kedalaman perairan
Ht = 7 + 3 + 5 = 15 m Periode getar bangunan
Maka diperoleh nilai T sebesar:
T = Ct x hn 3/4
T = 0,0488 x 153/4=0,372 detik
6.4.2 Perhitungan Beban yang Bekerja pada Mooring Dolphin
a) Beban Vertikal
Beban Mati (Berat Sendiri)
Jadi berat sendiri konstruksi mooring dolphin adalah :
Berat poer = (2,4 x 2,4 x 1,5 x 2,9) = 25,056 ton
Berat bollard = 1 ton Beban Hidup Merata
Beban air hujan = 0,05 ton/m2 b) Beban Horisontal
Beban Tarikan Kapal
Beban horizontal akibat gaya tarik kapal diambil dari besar gaya tarik bollard. Dari perhitungan bollard didapat besar gaya tarik yaitu 24,75 ton yang dibebani disetiap letak bollard.
c) Beban Gempa
Beban gempa dianalisis dengan respos spectrum untuk wilayah gempa zona 2 dengan kondisi tanah dasar lunak.
Perhitungan Titik Jepit Tiang Pancang Jadi tinggi struktur mooring dolphin
Ht = Zf + tinggi struktur Ht = 7 + 1 + = 8 m T E I⋅ nh
1 5 = +3.00 mLWS Elevasi Dolphin +0.00 mLWS LWS e ZfMaureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 14
Periode getar bangunan
Maka diperoleh nilai T sebesar:
T = Ct x hn 3/4
T = 0,0488 x 83/4=0,374 detik
6.4.3 Perhitungan Beban yang Bekerja pada Struktur RLC
a) Beban Vertikal
Beban Mati (Berat Sendiri)
Jadi berat sendiri konstruksi RLC adalah : • Berat poer = (2,4 x 2,4 x 1,5 x 2,9) x 2 = 50,112 ton = (1,2 x 2,4 x 1,5 x 2,9) x 5 = 62,64 ton • Berat balok = (1,2 x 1,5 x 5 x 2,9) x 6 = 156,6 ton
• Berat conveyor RLC = direncanakan sebesar 50 ton sejarak 1m
Beban Hidup Merata
Beban air hujan = 0,05 ton/m2
b) Beban Gempa
Beban gempa dianalisis dengan respos spectrum untuk wilayah gempa zona 1 dengan kondisi tanah dasar lunak.
Perhitungan Titik Jepit Tiang Pancang Jadi tinggi struktur RLC
Ht = Zf + tinggi struktur + kedalaman perairan
Ht = 7 + 5 + 5 = 17 m Periode getar bangunan
Maka diperoleh nilai T sebesar:
T = Ct x hn 3/4 T = 0,0488 x 173/4=0,408 detik
BAB VII
PERHITUNGAN STRUKTUR
DERMAGA
7.1 Perencanaan Breasting Dolphin 7.1.1 Perencanaan Poer
Pada poer breasting dolphin ini dianggap sebagai balok sekaligus sebagai pelat dengan dimensi:
Jenis poer : poer ganda dengan 4 tiang pondasi Bentuk : segi empat dengan ukuran 2,7m x 2,4m Diameter tiang : 609,6 mm
a) Momen poer
Untuk dapat mengetahui momen yang terjadi pada poer akibat beban yang telah dihitung sebelumnya pada Bab VI, maka dapat digunakan program bantu SAP 2000 dengan pemodelan struktur yang dapat dilihat pada Gambar 7.1.
Gambar 7.1 – Pemodelan struktur pada SAP 2000
b) Poer ganda breasting dolphin
Penulangan poer ganda dianalisis berdasarkan gaya-gaya maksimum yang bekerja pada tiang pancang pada poer dengan 4 tiang pancang.
Data-data perencanaan poer ganda breasting dolphin
Lebar (b) = lx = 240 cm Panjang (l) = ly = 270 cm Tinggi (h) = 150 cm Selimut beton = 8 cm
ϕo = perbandingan antara tegangan baja tarik
dan n kali tegangan tekan beton di serat yang paling tertekan pada keadaan seimbang
ϕo = σ′ a
(𝑛𝑛 𝑌𝑌 σ′b) = (17,54 𝑌𝑌 115,5)1850 = 0,913
Momen poer = 211,5481 ton.m = 21154810 kg.cm Perhitungan tinggi manfaat balok : Hx = Ht – d – 0,5D = 140,75 cm Hy = Ht – d – D – 0,5D = 138,25 cm Perhitungan Tulangan Arah X
Dari analisis struktur didapatkan momen tumpuan Ca = ℎ �𝑏𝑏 𝑌𝑌 𝜎𝜎′𝐸𝐸𝑛𝑛 𝑌𝑌 𝑀𝑀 = 140.75 �17,54 𝑌𝑌 21154810240 𝑌𝑌 1850 = 4,869
Diambil δ = 0 (tidak memerlukan tekan) untuk Ca = 4,869 dari tabel perhitungan lentur cara “n”, didapat :
ϕ = 2,827 > ϕo (OK)
dan 100.n.ω = 4,621 Tulangan Tarik
Luas tulangan yang diperlukan adalah A = ω x b x h
= 4,621
100 𝑌𝑌 17,54 𝑌𝑌 240 𝑌𝑌 140,75
= 88,995 cm2 = 8899,5 mm2
Maka dipasang 20D25 (As= 9817,477 mm2) +
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 15
Tulangan Samping
Luas tulangan samping diambil sebesar 10% dari luas tulangan tarik (PBI 1971 9.3.5) A = 10% x A tulangan tarik
= 10% x 9817,477 = 981,7477 mm2
Maka dipasang 8D13 (As = 1061,858 mm2) Cek jarak tulangan tarik
Jarak tulangan sebesar St= 𝑏𝑏𝑏𝑏− 2𝑑𝑑− 𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑛𝑛−1 = 2400 − 2𝑌𝑌80 − 20𝑌𝑌25 20−1 = 91,58 mm > 30 mm (OK) Gunakan tulangan 1 baris
Jadi dipasang 20D25 atau D25-90 sepanjang poer dalam arah x
Perhitungan Tulangan Arah Y
Dari analisis struktur didapatkan momen tumpuan Ca = ℎ �𝑏𝑏 𝑌𝑌 𝜎𝜎′𝐸𝐸𝑛𝑛 𝑌𝑌 𝑀𝑀 = 138,25 �17,54 𝑌𝑌 21154810270 𝑌𝑌 1850 = 5,072
Diambil δ = 0 (tidak memerlukan tekan) untuk Ca = 5,072dari tabel perhitungan lentur cara “n”, didapat :
ϕ = 2,969 > ϕo (OK)
dan 100.n.ω = 4,243 Tulangan Tarik
Luas tulangan yang diperlukan adalah A = ω x b x h
= 4,243
100 𝑌𝑌 17,54 𝑌𝑌 270 𝑌𝑌 138,25
= 90,297 cm2 = 9029,7 mm2
Maka dipasang 20D25 (As= 9817,477 mm2) Tulangan Samping
Luas tulangan samping diambil sebesar 10% dari luas tulangan tarik (PBI 1971 9.3.5) A = 10% x A tulangan tarik
= 10% x 9817,477 = 981,7477 mm2 Maka dipasang 8D13 (As = 1061,858 mm2) Cek jarak tulangan tarik
Jarak tulangan sebesar St= 𝑏𝑏𝑏𝑏− 2𝑑𝑑− 𝑛𝑛𝑛𝑛
𝑛𝑛−1 =
2700 − 2𝑌𝑌80 − 20𝑌𝑌25 20−1
= 107,368 mm > 30 mm (OK) Gunakan tulangan 1 baris
Jadi dipasang 20D25 atau D25-100 sepanjang poer dalam arah y
Kontrol retak
Berdasarkan PBI 1971 pasal 10.7.1b retak yang diijinkan 0,01 cm. Dengan menggunakan Tabel 10.7.1 PBI 1971 maka didapatkan: ωp = 𝐴𝐴 𝐵𝐵ℎ = 8835,729 2400 𝑌𝑌 1500 = 0,002454
Untuk balok persegi didapatkan koefisien C3
=1,5 ; C4 = 0,04 dan C5 = 7,5
Maka lebar retak yang terjadi akibat pembebanan tetap akibat beban kerja dihitung dengan rumus :
) ( 10 . . 5 6 4 3 cm C d C c C w p a p − − + =
ω
σ
ω
α
) ( 10 002454 , 0 5 , 7 1850 002454 , 0 2 , 3 . 04 , 0 8 . 5 , 1 1 6 cm w − − + =w = - 0,07739 cm (nilai minus, lebar retak ~ 0) < 0,01 cm (OK)
Kontrol Geser Pons τbp = 𝑃𝑃 2 .( 𝐸𝐸+𝑏𝑏+2 ℎ𝑡𝑡) ℎ𝑡𝑡 = 95865 2 .( 0,9+0,9 + 2𝑌𝑌1,5).1,5 = 6657,29 kg/m2 = 0,6657 kg/cm2 τbpm = 1,3 √300 = 22,52 𝑏𝑏𝑘𝑘/𝑐𝑐𝑌𝑌2
Didapatkan hasil τbp < τbpm (OK) Tebal Isian Beton
Tebal isisan beton didefinisikan sebagai berikut : cm P L 4,36 35 574,9) .(606,9 95865 fc' D1) .(D = + = + = π π
Dapat dipakai tebal isisan beton 50mm Kuat geser
ϕRn = ϕf.r1.fu.A
= 0,75 x 0,5 x 4100 x 4,9087 = 7547,126 kg = 7,55 ton
Gaya geser yang diterima tiap tulangan :
ton ngan jumalhtula V V 0,4655 18 3798 , 8 max = = = Didapat V < ϕRn (OK) Panjang penyaluran tulangan
cm x A Ld au 51,06 350 2780 9087 , 4 07 , 0 bk ' . 07 , 0 = = = σ σ Syarat : Ld > 0,0065.dp. σ'au Ld>0,0065x2,5x2780=43,4375 cm (OK)
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 16
Gambar penulangan poer breasting dolphin dapat dilihat pada Gambar 7.2
Gambar 7.2 – Detail penulangan poer breasting dolphin
7.1.2 Perencanaan Pondasi
Pondasi yang digunakan untuk breasting dolphin dermaga curah batubara di Berau Kalimantan Timur ini adalah tiang pancang baja. 7.1.2.1 Data Spesifikasi Tiang Pancang
Pada perhitungan perencanaan ini, tiang pancang yang digunakan adalah tiang pancang baja yang memiliki ukuran diameter sebesar 609,6 mm dengan tebal 12 mm. Dengan asumsi tingkat korosi = 0,3 mm/tahun, maka untuk waktu perencanaan 10 tahun, tebal tiang yang digunakan adalah :12 - (0,3 x 10) = 8 mm. Mutu tiang pancang baja adalah BJ 52 (σijin = 2100 kg/cm2), dan pada ujung tiang digunakan sepatu tiang dengan perlindungan cast steel point pada ujung sepatu tiang. Untuk perlindungan terhadap korosi, tiang dilapisi dengan cat anti karat yang banyak mengandung seng (zinc-rich paint), disamping dilapisi juga dengan epoxy. Dari program SAP 2000 didapat gaya-gaya yang terjadi pada tiang pancang dibawah ini. Dari data-data pada tabel kemudian dicari kedalaman
untuk tiang pancang dari grafik antara daya dukung tiang dan kedalaman. Untuk tiang pancang miring juga direncanakan untuk memikul beban tarik sehingga yang diperhitungkan hanya daya lekat tiang saja (Qs). 7.1.2.2 Perhitungan kebutuhan kedalaman
tiang pancang
Daya Dukung Tiang Pancang Akibat Beban Vertikal. Perhitungan daya dukung tanah memakai perumusan Luciano Decourt
QL = QP + QS
Dimana :
QL = Daya dukung tanah maksimum pondasi
QP = Resistance ultimate di dasar pondasi
= α (Np x K) x Ap
Np = harga rata-rata SPT di sekitar 4B diatas dan dibawah dasar tiang pondasi Harga K = Koefisien karakteristik tanah
• Untuk lanau berpasir : K = 25 t/m2
• Untuk lanau berlempung: K = 20 t/m2
QS = Resistance ultimate akibat tekana lateral
= (Ns/3 + 1) x As
Ns = harga rata-rata SPT sepanjang tiang pondasi terbenam
Tiang pancang berdiameter 60 cm (609,6 mm) Ap = luas penampang dasar tiang = ¼ x π x D2
= 0,291864 m2 As = luas selimut tiang
= 1,195115 m x depth m
Dari hasil perhitungan analisa struktur menggunakan SAP 2000 didapatkan beban rencana pada tiang pancang. Nilai beban rencana tersebut dapat dilihat pada Tabel 7.1. Penentuan kedalaman tiang pancang disesuaikan dengan kebutuhan beban rencana.
Tabel 7.1 – Output Gaya Dalam Tiang Pancang dari SAP 2000
Tipe Tiang
Tipe
beban Beban Rencana
Miring P (tekan) 97,5802 Ton P (tarik) 78,4812 Ton M2 45.01241 Ton M3 45.74678 Ton.m V2 3,9761 Ton.m V3 8,4439 Ton Defleksi U1 0,915 mm U2 8,672 mm
Hasil dari perhitungan SAP 2000 didapatkan hasil maksimum dari kombinasi beban, dengan
TIANG PANCANG BAJA Ø609.6mm,t=12mm BOULDER 30 TON 600 600 600 600 600 2400 600 600 600 600 2400 1500 D25-100 D25-90 D25 12D28 SELIMUT BETON t=50 mm
TIANG PANCANG BAJA Ø609.6mm,t=12mm 8D25
Ø12-100 MULTIPLEKS t=100 mm
BETON PENGISI TIANG Ø12-100 10: 1 2400 1200 1250
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 17
menggunakan SF = 3, maka bisa dicari untuk kedalaman tiang yang diperlukan :
• Axial Force (tekan) = 97,5802 x 3 = 292,7406 • Axial Force (tarik) = 78,4812 x 3
= 235,4436
Dengan memplot ke kurva hubungan Ql dan Qs versus kedalaman yang ditampilkan pada Gambar 7.3
7.1.2.3 Kedalaman tiang pancang
Dalam perencanaan struktur breasting dolphin ini digunakan kedalaman tiang yang tergantung dari daya dukung tanah dasar. Untuk tiang pancang dengan gaya tekan 97,5802 ton maka dibutuhkan kedalaman tiang sekitar 48 meter dan untuk tiang pancang dengan gaya tarik 78,4812 ton maka dibutuhkan kedalaman tiang sekitar 48 meter.
Gambar 7.3 – Grafik daya dukung pondasi
7.1.2.4 Kontrol kekuatan bahan tiang pancang
Asumsi kecepatan korosi = 0,3 mm/tahun. Korosi tiang diasumsikan terjadi sampai tiang ditumbuhi karang yaitu selama 10 tahun. Metode perawatan digunakan dengan menyediakan alokasi tebal tiang yang akan terkorosi yaitu setebal 3 mm.
Mu = fy x Z = 2100 x 3030 = 6363000 kg.cm = 63,63 ton.m Kontrol tiang pancang
Gaya dalam tiang pancang breasting dolphin perlu dikontrol
Kontrol momen M
Mmax = 45.74678 ton.m < Mu (OK) Kontrol gaya horizontal (Hu)
Perhitungan daya dukung tiang terhadap beban lateral menggunakan cara Tomlinson dalam ”Daya DukungPondasi Dalam oleh
Dr. Ir. Herman Wahjudi hal 55” :
𝐻𝐻𝑃𝑃 = 𝑒𝑒 + 𝑍𝑍𝑓𝑓 = 2𝑀𝑀𝑃𝑃 2𝑌𝑌63,638 + 7 = 8,484 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛 Hu yang terjadi
V2 = 3,9761 ton < Hu (Ok) V3 = 8,4339 ton < Hu (Ok) Kontrol Tegangan
Tegangan pada tiang pancang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
𝜎𝜎 max = 𝑃𝑃𝐴𝐴 + 𝑀𝑀𝑍𝑍 =97580,2 225,33 + 45746783030 σmax = 1942,85 kg/cm2 < σijin = 2100
kg/cm2 (OK) Kontrol Kuat Tekuk
Besarnya gaya P axial maksimum (Pkritis) terhadap buckling untuk fixed headed conditions adalah:
𝑃𝑃 cr = (𝑍𝑍𝑓𝑓 + 𝑒𝑒)𝜋𝜋2. 𝐸𝐸. 𝐼𝐼2 =𝜋𝜋2. 2000000.101000(700 + 600)2 = 1238664,552 kg = 1238,664 ton Pcr = 1238,664 ton > Pu = 292,7406 ton (OK)
7.1.2.5 Kontrol Tiang Tarik
Untuk tiang pancang miring perlu dilakukan control terhadap gaya tarik (P tarik) ke atas sebagai akibat adanya gaya lateral yang bekerja pada tiang miring. Daya dukung pondasi
0 10 20 30 40 50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Ke da la ma n ( m) Q (ton)
Daya Dukung Tanah
Qs D60 Qall D60
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 18
maksimum akibat beban tarik ke atas dihitung dengan rumus : Qu = (α2.Cu.Nc + 4.α.Cu.D) Dimana α = (n-1) S + d = [(4-1) x 1,2] + 0,6096 = 4,2096 m Cu = 10.NSPT = 10 x 32 = 320 kPa = 32 t/m 2 (lanau berlempung)
D = kedalaman tiang pancang = 48 m n = jumlah tiang dalam 1 group = 4 buah Qu = (4,20962.32 + 4.4,2096.32.48) = 26430, 85 ton QLGROUP = QL (1 tiang) x n x Ce Dimana Ce = koefisien efisiensi = .
[
( 1) ( 1) 2( 1)( 1)]
. . 1 . 1− mn− +nm− + m− n− n m L B π = .[
2(2 1) 2(2 1) 2(2 1)(2 1)]
0,758 2 . 2 . 1 . 7 , 2 4 , 2 1− − + − + − − = π QLGROUP = 235,4436 x 4 x 0,758 = 713,865 tonDidapatkan daya dukung uplift (Qu) pada kedalaman rencana lebih besar dari gaya tarik tiang sebesar 235,4436 ton. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tiang tidak tercabut akibat gaya tarik.
7.1.2.6 Defleksi akibat lateral load
Defleksi keseluruhan sisi bawah struktur atas dengan bagian atas tiang pancang besarnya disyaratkan maksimum 4 mm apabila struktur tersebut ditempati manusia.
Defleksi hasil SAP = U2 = 0,915 mm < 4 mm U3 = 8,672 mm > 4 mm
Defleksi yang terjadi pada struktur breasting dolphin ada yang memiliki nilai lebih dari 4 mm, namun hal ini diperbolehkan karena di atas breasting dolphin ini tidak ditempati manusia, walaupun ada manusia, tapi dia tidak akan lama diam di atas breasting dolphin.
7.1.2.7 Kalendering
Perhitungan kalendering menggunakan rumus Alfred Hilley Formula (1930). Berikut perhitungan kalendering yaitu :
a) Tiang Pancang Tekan
Perhitungan kalendering menggunakan rumus Alfred Hilley Formula (1930) sebagai berikut :
Qu = P x SF = 97,5802 x 3 = 292,7406 ton α = efisiensi hydraulic hammer = 2,5 W = berat hammer (K35 = 3,5 ton) Wp = berat tiang pancang
= 0,25.π.(D2
-D12).LTiang.γs
= 0,25.π.(60,962
-58,562).4823,94.7,85.10-6 = 8,53 ton
H = tinggi jatuh hammer
(diambil 2 m untuk kondisi normal) n = koefisien restitusi, untuk compact wood cushion on steel pile = 0,32
S = final set atau penetrasi tiang pada pukulan terakhir (rencana dari perhitungan) S’ = final set atau penetrasi tiang pada pukulan terakhir(saat pemancangan)
C = total kompresi sementara
C = C1 + C2 + C3 = 5+10+5 = 20 mm
292,7406 = 𝑆𝑆 + (0,5 𝑌𝑌 0,02) 𝑌𝑌 2,5𝑌𝑌7𝑌𝑌2 7 + (0,327 + 8,532 𝑌𝑌 8,53)
Didapat S = 0,012 m = 12 mm
Jadi setting kalendering yang digunakan untuk tiang pancang tekan adalah 12 mm.
b) Tiang Pancang Tarik
Perhitungan kalendering menggunakan rumus Alfred Hilley Formula (1930) sebagai berikut :
Qu = P x SF = 78,4812 x 3 = 235,4436 α = efisiensi hydraulic hammer = 2,5 W = berat hammer (K35 = 3,5 ton) Wp = berat tiang pancang
= 0,25.π.(D2 -D1 2 ).LTiang.γs = 0,25.π.(60,962 -58,562).4823,94.7,85.10-6 = 8,53 ton
H = tinggi jatuh hammer
(diambil 2 m untuk kondisi normal) n = koefisien restitusi, untuk compact wood cushion on steel pile = 0,32
S = final set atau penetrasi tiang pada pukulan terakhir
C = total kompresi sementara
C = C1 + C2 + C3 = 5+10+5 = 20 mm
235,4436 =𝑆𝑆 + (0,5 𝑌𝑌 0,02) 𝑌𝑌 2,5𝑌𝑌3,5𝑌𝑌2 3,5 + (0,323,5 + 8,532 𝑌𝑌 8,53)
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 19
Jadi setting kalendering yang digunakan untuk tiang pancang adalah 17 mm.
7.2 Perencanaan Mooring Dolphin 7.2.1 Perencanaan Poer
Pada poer mooring dolphin ini dianggap sebagai balok sekaligus sebagai pelat dengan dimensi:
Jenis poer : poer ganda dengan 4 tiang pondasi Bentuk : segi empat dengan ukuran 2,4m x 2,4m Diameter tiang : 609,6 mm
a) Momen poer
Untuk dapat mengetahui momen yang terjadi pada poer akibat beban yang telah dihitung sebelumnya pada Bab VI, maka dapat digunakan program bantu SAP 2000 dengan pemodelan struktur yang dapat dilihat pada Gambar 7.4.
Gambar 7.4. Pemodelan breasting dolphin 3D pada SAP 200
b) Poer ganda mooring dolphin
Penulangan poer ganda dianalisis berdasarkan gaya-gaya maksimum yang bekerja pada tiang pancang pada poer dengan 4 tiang pancang.
Data-data perencanaan poer ganda mooring dolphin
Lebar (b) = lx = 240 cm Panjang (l) = ly = 270 cm Tinggi (h) = 80 cm Selimut beton = 8 cm
Momen poer = 56,53415 ton.m = 5653415 kg.cm Perhitungan tinggi manfaat balok : Hx = Ht – d – 0,5D = 70,75 cm Hy = Ht – d – D – 0,5D= 68,25 cm Perhitungan Tulangan Arah X
Dari analisis struktur didapatkan momen tumpuan Ca = ℎ �𝑏𝑏 𝑌𝑌 𝜎𝜎′𝐸𝐸𝑛𝑛 𝑌𝑌 𝑀𝑀 = 70,75 �17,54 𝑌𝑌 5653415240 𝑌𝑌 1850 = 4,734
Diambil δ = 0 (tidak memerlukan tekan) untuk Ca = 4,734dari tabel perhitungan lentur cara “n”, didapat :
ϕ = 2,733 > ϕo (OK)
dan 100.n.ω = 4,9 Tulangan Tarik
Luas tulangan yang diperlukan adalah A = ω x b x h
= 4,9
100 𝑌𝑌 17,54 𝑌𝑌 240 𝑌𝑌 70,75
= 47,4356 cm2 = 4743,56 mm2
Maka dipasang 10D25 (As = 4908,74 mm2) Tulangan Samping
Luas tulangan samping diambil sebesar 10% dari luas tulangan tarik (PBI 1971 9.3.5) A = 10% x A tulangan tarik
= 10% x 4908,74 = 490,874 mm2 Maka dipasang 4D13 (As = 530,929 mm2)
Cek jarak tulangan tarik Jarak tulangan sebesar St= 𝑏𝑏𝑏𝑏− 2𝑑𝑑− 𝑛𝑛𝑛𝑛
𝑛𝑛−1 =
2400 − 2𝑌𝑌80 − 10𝑌𝑌25 10−1
= 221,11 mm > 30 mm (OK) Gunakan tulangan 1 baris
Jadi dipasang 10D25 atau D25-200 sepanjang poer dalam arah x
Perhitungan Tulangan Arah Y
Dari analisis struktur didapatkan momen tumpuan Ca = ℎ �𝑏𝑏 𝑌𝑌 𝜎𝜎′𝐸𝐸𝑛𝑛 𝑌𝑌 𝑀𝑀 = 68,25 �17,54 𝑌𝑌 5653415270 𝑌𝑌 1850 = 4,844
Diambil δ = 0 (tidak memerlukan tekan) untuk Ca = 4,844 dari tabel perhitungan lentur cara “n”, didapat :
ϕ = 2,81 > ϕo (OK)
dan 100.n.ω = 4,844 Tulangan Tarik
Luas tulangan yang diperlukan adalah A = ω x b x h
= 4,844
100 𝑌𝑌 17,54 𝑌𝑌 270 𝑌𝑌 68,25
= 50,891 cm2 = 5089,1 mm2
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 20
Tulangan Samping
Luas tulangan samping diambil sebesar 10% dari luas tulangan tarik (PBI 1971 9.3.5) A = 10% x A tulangan tarik
= 10% x 5890,486 = 589,0486 mm2 Maka dipasang 5D13 (As = 663,66 mm2)
Cek jarak tulangan tarik Jarak tulangan sebesar St= 𝑏𝑏𝑏𝑏− 2𝑑𝑑− 𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑛𝑛−1 = 2700 − 2𝑌𝑌80 − 12𝑌𝑌25 12−1 = 203,63 mm > 30mm Gunakan tulangan 1 baris
Jadi dipasang 12D25 atau D25-200 sepanjang poer dalam arah y
Kontrol retak
Dengan menggunakan Tabel 10.7.1 PBI 1971 maka didapatkan: ωp = 𝐴𝐴 𝐵𝐵ℎ = 5890,486 2400 𝑌𝑌 800= 0,00307 ) ( 10 . . 5 6 4 3 cm C d C c C w p a p − − + = ω σ ω α ) ( 10 00307 , 0 5 , 7 1850 00307 , 0 2 , 3 . 04 , 0 8 . 5 , 1 1 6 cm w − − + = w = -0,032 cm (nilai minus ~0) < 0,01 cm (OK)
Kontrol Geser Pons τbp = 𝑃𝑃 2 .( 𝐸𝐸+𝑏𝑏+2 ℎ𝑡𝑡) ℎ𝑡𝑡 = 95865 2 .( 0,9+0,9 + 2𝑌𝑌1,5).1,5 = 6657,29 kg/m2 = 0,6657 kg/cm2 τbpm = 1,3 √300 = 22,52 𝑏𝑏𝑘𝑘/𝑐𝑐𝑌𝑌2
Didapatkan hasil τbp < τbpm (OK) Tebal Isian Beton
Tebal isisan beton didefinisikan sebagai berikut : cm P L 4,36 35 574,9) .(606,9 95865 fc' D1) .(D = + = + = π π
Dapat dipakai tebal isisan beton 50mm Kuat geser
ϕRn = ϕf.r1.fu.A
= 0,75 x 0,5 x 4100 x 4,9087 = 7547,126 kg = 7,55 ton
Gaya geser yang diterima tiap tulangan :
ton ngan jumalhtula V V 0,279 30 3798 , 8 max = = = Didapat V < ϕRn (OK)
Panjang penyaluran tulangan
cm x A Ld au 51,06 350 2780 9087 , 4 07 , 0 bk ' . 07 , 0 = = = σ σ Syarat : Ld > 0,0065.dp. σ'au Ld>0,0065x2,5x2780=43,4375 cm (OK)
Gambar penulangan poer mooring dolphin dapat dilihat pada Gambar 7.5.
Gambar 7.5. Detail penulangan poer mooring dolphin
7.2.2 Perencanaan Pondasi
Pondasi yang digunakan untuk breasting dolphin dermaga curah batubara di Berau Kalimantan Timur ini adalah tiang pancang baja. 7.2.2.1 Data Spesifikasi Tiang Pancang
7.2.2.2 Perhitungan kebutuhan kedalaman tiang pancang
Dari hasil perhitungan analisa struktur menggunakan SAP 2000 didapatkan beban rencana pada tiang pancang. Nilai beban rencana tersebut dapat dilihat pada Tabel 7.2. Penentuan
TIANG PANCANG BAJA Ø609.6mm,t=12mm BOULDER 30 TON 600 600 600 600 600 2400 600 600 600 600 2400 1250 800 D25-200 D25-200 D25 12D28 SELIMUT BETON t=50 mm
TIANG PANCANG BAJA Ø609.6mm,t=12mm 8D25
Ø12-100 MULTIPLEKS t=100 mm
BETON PENGISI TIANG Ø12-100
1 0:1
2400 1200
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 21
kedalaman tiang pancang disesuaikan dengan kebutuhan beban rencana.
Tabel 7.2. Output Gaya Dalam Tiang Pancang dari SAP 2000
Tipe Tiang
Tipe
beban Beban Rencana
Miring P (tekan) 64,157 Ton P (tarik) 30,4168 Ton M2 18,4104 Ton M3 18,6535 Ton.m V2 3,759 Ton.m V3 3,5697 Ton Defleksi U1 0,366 mm U2 1,956 mm
Hasil dari perhitungan SAP 2000 didapatkan hasil maksimum dari kombinasi beban, dengan menggunakan SF = 3, maka bisa dicari untuk kedalaman tiang yang diperlukan :
• Axial Force (tekan) = 64,157 x 3 = 192,471 ton • Axial Force (tarik) = 30,4168 x 3
= 91,2504 ton
Dengan memplot ke kurva hubungan Ql dan Qs.
7.2.2.3 Kedalaman tiang pancang
Dalam perencanaan struktur breasting dolphin ini digunakan kedalaman tiang yang tergantung dari daya dukung tanah dasar. Untuk tiang pancang dengan gaya tekan 64,157 ton maka dibutuhkan kedalaman tiang sekitar 42 meter dan untuk tiang pancang dengan gaya tarik 30,4168 ton maka dibutuhkan kedalaman tiang sekitar 28 meter.
7.2.2.4 Kontrol kekuatan bahan tiang pancang
Asumsi kecepatan korosi = 0,3 mm/tahun. Korosi tiang diasumsikan terjadi sampai tiang ditumbuhi karang yaitu selama 10 tahun. Metode perawatan digunakan dengan menyediakan alokasi tebal tiang yang akan terkorosi yaitu setebal 3 mm.
Mu = fy x Z = 2100 x 3030 = 6363000 kg.cm = 63,63 ton.m Kontrol tiang pancang
Gaya dalam tiang pancang mooring dolphin perlu dikontrol
Kontrol momen M
Mmax = 18,6535 ton.m < Mu (OK) Kontrol gaya horizontal (Hu)
Perhitungan daya dukung tiang terhadap beban lateral menggunakan cara Tomlinson dalam ”Daya DukungPondasi Dalam oleh
Dr. Ir. Herman Wahjudi hal 55” :
𝐻𝐻𝑃𝑃 = 𝑒𝑒 + 𝑍𝑍𝑓𝑓 = 2𝑀𝑀𝑃𝑃 2𝑌𝑌63,638 + 7 = 8,484 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛 Hu yang terjadi
V2 = 3,759 ton < Hu (Ok) V3 = 3,5697 ton < Hu (Ok) Kontrol Tegangan
Tegangan yang terjadi akibat beban aksial (P) dan momen (M) pada tiang yang didapat dari analisa SAP 2000 harus lebih kecil dari tegangan ijin tiang pancang (fy). Tegangan pada tiang pancang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
𝜎𝜎 max = 𝑃𝑃 𝐴𝐴 + 𝑀𝑀 𝑍𝑍 = 64157 225,33 + 1865350 3030 σmax = 900,35 kg/cm2< σijin = 2100 kg/cm2
Kontrol Kuat Tekuk
Besarnya gaya P axial maksimum (Pkritis) terhadap buckling untuk fixed headed conditions adalah:
𝑃𝑃 cr = 𝜋𝜋2. 𝐸𝐸. 𝐼𝐼 (𝑍𝑍𝑓𝑓 + 𝑒𝑒)2 =
𝜋𝜋2. 2100000.101000
(700 + 100)2
= 32708485,84 kg = 32708,5 ton Pcr = 32708,5 ton > Pu = 192,471 ton (OK)
7.2.2.5 Kontrol Tiang Tarik
Untuk tiang pancang miring perlu dilakukan control terhadap gaya tarik (P tarik) ke atas sebagai akibat adanya gaya lateral yang bekerja pada tiang miring. Daya dukung pondasi maksimum akibat beban tarik ke atas dihitung dengan rumus : Qu = (α2.Cu.Nc + 4.α.Cu.D) Dimana Qu = (4,20962.32 + 4.4,2096.32.48) = 26430, 85 ton QLGROUP = QL (1 tiang) x n x Ce QLGROUP = 192,471 x 4 x 0,569 = 438,064 ton
Didapatkan daya dukung uplift (Qu) pada kedalaman rencana lebih besar dari gaya tarik tiang sebesar 192,471 ton. Sehingga dapat disimpulkan bahwa tiang tidak tercabut akibat gaya tarik.
Maureen Shinta Devi
3108 100 146 Page 22
7.2.2.6 Defleksi akibat lateral load
Defleksi keseluruhan sisi bawah struktur atas dengan bagian atas tiang pancang besarnya disyaratkan maksimum 4 mm apabila struktur tersebut ditempati manusia.
Defleksi hasil SAP = U2 = 0,366 mm < 4 mm U3 = 1,956 mm < 4 mm
Defleksi yang terjadi pada struktur mooring dolphin ini memiliki nilai kurang dari 4 mm, jadi telah memenhuhi syarat.
7.2.2.7 Kalendering
Perhitungan kalendering menggunakan rumus Alfred Hilley Formula (1930). Berikut perhitungan kalendering yaitu :
a) Tiang Pancang Tekan
Kemampuan daya dukung tiang pancang dapat dikontrol dengan menggunakn data kalendering. Perhitungan kalendering menggunakan rumus Alfred Hilley Formula (1930) sebagai berikut :
Qu = P x SF = 64,157x 3 = 192,471 ton
192,471 = S + (0,5 x 0,02) x 2,5x3,5x2 3,5 + (0,323,5 + 7,4652 x 7,465)
Didapat S = 0,0254 m = 25,4 mm
Jadi setting kalendering yang digunakan untuk tiang pancang adalah 25,4 mm.
b) Tiang Pancang Tarik
Qu = P x SF = 30,4168 x 3 = 91,2504 ton
91,2504 = 𝑆𝑆 + (0,5 𝑌𝑌 0,02) 𝑌𝑌 2,5𝑌𝑌3,5𝑌𝑌2 3,5 + (0,323,5 + 4,9772 𝑌𝑌 4,977)
Didapat S = 0,0304 m = 30,4 mm
Jadi setting kalendering yang digunakan untuk tiang pancang adalah 30,4 mm.
7.3 Perencanaan Radial Loading Coal
Struktur Radial Loading Coal ini merupakan struktur yang menjadi jalannya ban roda conveyor radial loading coal. Perencanaan struktur ini terdiri dari balok, poer dan tiang pancang.
Gambar 7.7. Pemodelan struktur RLC SAP 2000
7.3.1 Perencanaan Poer
Poer RLC ini dianggap sebagai balok sekaligus sebagai pelat dengan dimensi:
Jenis poer : poer ganda dengan 2 tiang pondasi Bentuk : segi empat dengan ukuran 1,2 mx 2,4m Diameter tiang : 609,6 mm
a) Momen poer
Momen yang harus mampu di terima poer berasal dari eksentrisitas gaya luar terhadap keberadaan tiang pancang di tambah momen pada ujung tiang sendiri.
b) Poer ganda radial loading coal
Penulangan poer ganda dianalisis berdasarkan gaya-gaya maksimum yang bekerja pada tiang pancang pada poer dengan 2 tiang pancang.
Data-data perencanaan poer ganda RLC Lebar (b) = lx = 120 cm Panjang (l) = ly = 240 cm
Tinggi (h) = 120 cm
Selimut beton = 8 cm
Momen poer = 86,75618 ton.m = 8675618 kg.cm Perhitungan tinggi manfaat balok : Hx = Ht – d – 0,5D = 110,75 cm
Hy = Ht – d – D – 0,5D = 108,25 cm Perhitungan Tulangan Arah X
Dari analisis struktur didapatkan momen tumpuan Ca = ℎ �𝑏𝑏 𝑌𝑌 𝜎𝜎′𝐸𝐸𝑛𝑛 𝑌𝑌 𝑀𝑀 = 110,75 �17,54 𝑌𝑌8675618120 𝑌𝑌 1850 = 4,23
Diambil δ = 0 (tidak memerlukan tekan) untuk Ca = 4,23 dari tabel perhitungan lentur cara “n”, didapat :
ϕ = 2,384 > ϕo (OK)
dan 100.n.ω = 6,199 Tulangan Tarik
Luas tulangan yang diperlukan adalah A = ω x b x h
= 6,199
100 𝑌𝑌 17,54 𝑌𝑌 120 𝑌𝑌 110,75
= 46,9696 cm2 = 4696,96 mm2
Maka dipasang 10D25 (As=4908,7385 mm2)