IV - 1 BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
4.1 Data Perencanaan
Dalam perencanaan diperlukan asumsi asumsi yang didapat dari
referensi data maupun nilai empiris. Nilai-nilai ini yang nantinya akan
sangat menentukan hasil dari perencanaan, dalam tugas akhir ini nilai-nilai
yang digunakan dalam perencanaan akan dijabarkan di bawah ini :
4.1.1 Dimensi Dermaga
Dimensi dermaga ditentukan berdasarkan kapasitas kapal rencana
pada dermaga. Pada tugas akhir ini penulis menggunakan standart
Kementerian Perhubungan untuk dimensi dermaga dengan kapasitas 1000
DWT dengan rincian sebagai berikut:
- Lebar = 8 m
- Panjang = 35 x 2 = 70 m
4.1.2 Perencanaan dimensi struktur
a. Tiang Pancang Baja
Tiang pancang baja dipilih karna dianggap akan mempermudah
dalam pelaksanaan. Data tiang yang akan digunakan adalah sebagai
berikut :
- Diameter luar = 457,2 mm
IV - 2
- Panjang tiang = 3600 cm
- Mutu baja = 240 Mpa/BJTD 24
b. Balok Memanjang
Balok memanjang adalah balok dengan bentang arah memanjang.
Dalam perencanaan, bentang terpanjang balok digunakan sesuai standar
dermaga 1000 DWT dan untuk dimensi balok akan diasumsikan dengan
data sebagai berikut:
- Bentang = 400 cm
- Tinggi Balok (h) = 60 cm
- Lebar Balok (b) = 35 cm
- Mutu Beton K-300= 30 Mpa
c. Balok Melintang
Balok melintang adalah balok dengan bentang arah pendek. Dalam
perencanaan, bentang terpendek balok digunakan sesuai standar dermaga
1000 DWT dan untuk dimensi balok akan diasumsikan dengan data
sebagai berikut:
- Bentang = 300 cm
- Tinggi Balok (h) = 60 cm
- Lebar Balok (b) = 35 cm
- Mutu Beton K-300= 30 Mpa
d. Pelat
Pelat merupakan bagian struktur yang berfungsi sebagai penyalur
beban yang berkerja pada bangunan ke balok atau kolom. Dalam
IV - 3
- Tebal Plat = 30 cm
- Mutu Beton K-300 = 30 Mpa
4.1.3 Data Kapal (cargo 1000 DWT)
Data kapal yang digunakan sesuai dengan desain kapal rencana
pada pelabuhan Tanjung Batu – Bangkabelitun, dengann spesifikasi
sebagai berikut:
- Tonage = 1000 DWT
- Panjang (Loa) = 64 m
- Lebar Kapal (B) = 10,4 m
- Full draft = 4,2 m
- Displacepement (w) = Kapal Barang 1000 DWT
Log W = 0,404 + 0,932 Log DWT
Log W = 0,404 + 0,932 Log 1000
Log W = 10 3,2
W = 1585 Ton
4.1.4 Data–data Perencanaan yang lain
a. Level Lantai Pelat Dermaga
Level lantai pelat dermaga direncanakan + 3,20 m (dari LWS). Hal
ini ditentukan berdasarkan data pasang surut yang disajikan pada bab 3
dengan acuang level lantai dermaga harus lebih tinggi dari HAT (Highest
IV - 4
sesuai nilai HAT (Highest Astronomical Tide) lantai dermaga tidak
terendam.
b. Kedalaman Elevasi Bathimetri
Perencanaan kedalaman bathimeteri yang digunakan adalah dengan
acuan draft kapal ditambah area clearance agar kapal tidak karam. Dari
data kapal diperoleh draft untuk kapal 1000 DWT adalah
- 4,2 m, ditambah area clearance kapal diambil - 0,8 m. Elevasi bathimetri
yang digunakan untuk perencanaan dermaga adalah
(– 5 m) dari LWS.
c. N-SPT
Nilai N-SPT didapat dari hasil pengujian dilapangan, nilai ini
digunakan untuk menentukan kedalaman tiang yang akan dipancang di
titik-titik yang telah ditentukan. Dalam perencanaan ini nilai N-SPT yang
digunakan berada pada kedalaman - 16 m (dari LAT).
d. Kecepatan Tambat
Kecepatan tambat adalah kecepatan yang dimiliki kapal saat
sedang bertambat, kecepatan ini diklasifikasikan berdasarkan ukuran kapal
dan letak dermaga sesuai uraian pada bab 2 point 2.5.1. nilai kecepatan
tambat kapal telah diklasifikasikan berdasarkan tabel 2.1. pada
perencanaan dermaga Tanjung Batu – Bangkabelitung ini dilihat dari
lokasi dan desain kapal rencana maka ditetapkan kecepatan tambat kapal
IV - 5
e. Berat jenis air Laut
Berat jenis air laut merupakan kerapatan dari air laut dengan nilai
g/cm3 .
f. Percepatan gravitasi (g)
Percepatan gravitasi suatu obyek yang berada pada permukaan laut
dikatakan ekuivalen dengan 1 g, yang didefinisikan memiliki nilai 9,80665
m/s2. Percepatan di tempat lain seharusnya dikoreksi dari nilai ini sesuai
dengan ketinggian dan juga pengaruh benda-benda bermassa besar di
sekitarnya. Umumnya digunakan nilai 9,81 m/s2 untuk mudahnya. = 9,81
m/det2
g. Kecepatan Arus (v)
Kecepatan arus didapat dari hasil survey PT. Perdana Cipta
Khatulistiwa yang nilainya didapat 0,15 m/det
h. Tekanan Angin (Qa)
Nilai tekanan angin didapat dari pembacaan mawar angin yang
terdapat pada lampiran yang grafiknya didapat dari Stasiun Meteorologi
dan Geofisika Tanjung Pandan dengan periode dari 2006 sampai dengan
2010. Dari pembacaan grafik maka ditentukan nilai tekanan rencana yang
digunakan adalah 50 kg/m2
i. Panjang Garis Air (Lpp)
Nilai panjang garis air digolongkan berdasarkan type kapal. Yang
penentuan nilainya didapat dari rumus sebagai berikut :
Kapal barang : Lpp =0,846 Loa1,0193
IV - 6
1) Tarikan Kapal
Beban tarikan kapal adalah beban yang terjadi karna adanya gaya
tarik kapal yang bisa terjadi akibat angin dan arus, gaya tarik kapal telah
diklasifikasikan berdasarkan ukuran kapal seperti yang terdapat pada bab 2
tabel 2:
Dalam tugas akhir ini direncanakan dermaga dengan ukuran
kapasitas kapal terbesar adalah 1000 DWT (deadwight tonnage), dari
tabel 2 didapat gaya tarikan untuk perencanaan dermaga
Tanjung Batu – Bangkabelitung adalah sebesar 25 T.
2) Beban Lain-Lain
Beban lain yang diperhitungkan adalah beban yang timbul karena
keadaan alam seperti angin, arus dan gelombang dan tumbukan. Gaya –
gaya ini akan masuk kedalam sub bab 4.2 sebagai perencanaan gaya
hidrostatis.
4.2 Analisa Gaya Lateral pada Dermaga
Gaya hidrostatis adalah gaya yang membebani demaga karna ada
pengaruh dari arus, angin dan gelombang. Dalam analisa gaya ini
digunakan data sekunder yang didapat dari SID (survei investigasi and
design) PT. Perdana Cipta Khatulistiwa tahun 2012.
Data yang digunakan adalah data pasang surut, kecepatan arus,
kecepatan angin, gelombang, survei investigasi soil dan bathimetri. Dari
IV - 7 4.2.1 Analisa Gaya Akibat Angin
Angin yang bertiup di lokasi dermaga bisa menimbuklan 2 gaya
pada dermga. Gaya yang ditimbulkan angin adalah menaikan nilai arus
yang menghantam pada dermaga dan menimbulkan gaya benturan kapal
pada dermaga.
Dalam perencanaan karna gaya arus telah memiliki nilai sendiri
yang didapat dari hasil survei maka angin hanya diperhitungkan sebagai
penyebab gaya bentur pada dermaga akibat kapal yang sedang bersandar.
Dalam perhitungannya, gaya akibat angin dibagi menjadi 3 yang dihitung
berdasarkan sudut datangnya, yang dijabarkan pada rumus berikut :
- (angin datang dari arah haluan = α = 00) Rw = 0,42 . Qa . Aw
- (angin datang dari arah buritan α = 1800) Rw = 0,5 . Qa . Aw
- (angin dating dari arah lebar α = 900) Rw = 1,1 . Qa . Aw
Rw = gaya akibat angin
Qa = tekanan angin
Aw = proyeksi bidang yang tertiup angin
Dari ketiga rumus diatas, koefisien pengali dengan = 900 adalah paling besar. Hal ini dikarnakan angin yang menghantam kapal tegak lurus
dengan kapal sehingga akan minimbulkan gaya lebih besar dibandingkan
IV - 8
Dalam perencanaan akan diperhitungkan gaya akibat angin dengan
sudut tegak lurus. Dengan rincian perhitungan sebagai berikut :
Aw = Tinggi x Loa
Tinggi bagian yang terkena angin di asumsikan 5 m
Aw = 5 m x 64 m = 320 m2
Qa = didapat dari grafik mawar angin Tahun 2006 sampai 2010,
didapat kecepatan angin maksimal yang tertinggi adalah 50
Rw = 1,1 . Qa . Aw
= 1,1 . 50 . 320 m2 = 17600 kg
4.2.2 Analisa Gaya Akibat Arus
Dermaga merupakan banguna yang berinteraksi langsung dengan
arus laut. Arus yang terjadi di lautan dapat memberikan gaya atau ikut
membebani dermaga secara lateral.
Jadi, dalam perencanaan dermaga arus laut perlu di analisa
mengenai gaya yang ditimbulkannya.
Analisa gaya akibat arus dapat dihitung dengan rumus:
= g x Loa x d dimana :
= masa jenis air laut (1,042 Hc = Gaya akibat arus
g = Gaya gravitasi
v = Kecepatan arus
IV - 9
d = Draft (bagian kapal yang tenggelam)
4.2.3 Akibat Tumbukan Kapal
Tumbukan kapal merupakan gaya yang timbul saat kapal mulai
bertambat. Saat itu kapal masih memiliki kecepatan merapat yang telah
disebutkan pada bab 2 tabel 4.1 dengan nilai yang diklasifikasi
berdasarkan lokasi dermaga dan jenis kapal.
Pada tugas akhir ini, lokasi dermaga Tanjung Batu –
Bangkabelitung termasuk dalam klasifikasi pelabuhan dengan rencana
kapasitas kapal 1000 DWT (deadwight tonnage).
=
g e
E = energy benturan (ton meter)
V = komponen tegak lurus sisi dermaga dari kecepatan kapal pada
saat membentur dermaga (0,15 m/d)
W = displacement (berat) kapal
g = percepatan gravitasi
Cm = koefisien massa
Ce = koefisien eksentrisitas
Cs = koefisien kekerasan (diambil 1)
Cc = koefisien bentuk dari tambatan (diambil 1)
Pergerakan kapal merapat ke dermaga mengakibatkan air yang
IV - 10
yang mengakibatkan energi diserap fender menjadi berkurang sehingga
faktor bentur tempat berlabuh (Cc) lebih kecil dari satu. Namun untuk
keamanan diambil CCc = 1 Kapal Barang 1000 DWT Log W = 0,404 + 0,932 Log DWT Log W = 0,404 + 0,932 Log 1000 Log W = 10 3,2 W = 1585 Ton
Pergerakan kapal merapat ke dermaga, air yang berada diantara
kapal dan fasilitas dermaga menimbulkan efek bantalan yang
mengakibatkan energi yang diserap fender menjadi berkurang sehingga
faktor bentur tempat berlabuh (Cc) lebih kecil dari satu. Namun untuk
keamanan diambil nilai Cc = 1
Faktor eksentrisitas
dimana:
l = jarak sepanjang permukaan air dermaga dari pusat berat kapal
sampai titik sandar
= 0,25 x Loa = 0,25 x 64 = 16 m
r = jari-jari putaran di sekeliling pusat berat kapal pada permukaan air
(fungsi dari Loa dan Cb) 14,8
IV - 11
Faktor massa semu
=1 d dimana :
Cm = koefisien massa
= 3,14
= koefisien blok kapal d = draft
B = lebar kapal
dimana :
Cb = koefisien blok kapal
d = draft kapal (m)
B = lebar kapal (m)
Lpp = panjang garis air (m)
= 0,846 x Loa1,0193 = 58,66 m 59 m = berat jenis air laut (
Faktor kelembutan Cs adalah perbandingan antara energi
bertumbuknya kapal dan energi yang diserap oleh deformasi badan kapal.
Biasanya energi yang diserap oleh badan kapal adalah kecil maka Cs
IV - 12
Dari setiap nilai yang dipertimbangkan dalam perhitungan gaya tumbukan
akibat kapal, maka didapat gaya tumbukan kapal adalah sebagai berikut :
t – m
4.2.4 Akibat Tarikan Kapal pada Dermaga
Gaya yang disebabkan oleh tarikan kapal saat merapat dapat
diklasifikasikan berdasarkan ukuran kapal, seperti yang digambarkan
pada tabelyaitu untuk kapal 1000 DWT yaitu = 25 ton
4.2.5 Resume Gaya Lateral
Resume gaya hidrostatis ini akan digunakan dalam perencanaan struktru
dermaga yang nilainya akan di input sebagai gaya vertikal yang bekerja
pada dermaga, resume gaya hidrostatis adalah sebagai berikut
a. Akibat angin (Rw) = 17,6 ton
b. Akibat arus (Hc) = c. Akibat tarikan kapal (Hb) = 25 Ton
d. Akibat enturan € = 1,12 Ton-m
Hasil dari perhitungan gaya hidrostatis menjadi beban pada dermaga.
4.3 Analisa Beban Kerja
Dalam perencanaan bangunan tentunya tidak akan luput dari
IV - 13
dimulai dari analisa beban yang akan bekerja pada bangunan hingga
respon dari bangunan yang menerima beban tersebut.
Beban bangunan diklasifikasikan menjadi 3 (tua) yaitu beban
vertikal, horizontal dan gempa. Pada bangunan dermaga beban horizontal
adalah beban yang timbul akibat gaya angin, tarikan dan tumbukan kapal,
arus serta gelombang. Gaya ini telah dijabarkan pada sub bab sebelumnya.
4.3.1 Beban Mati Bangunan
Beban mati adalah beban yang timbul akibat elemen-elemen struktur dan
non struktur yang di instal pada bangunan itu sendiri (beban sendiri). Dalam tugas
akhir ini, beban mati pada dermaga terdiri dari berat sendiri pelat, balok
memanjang dan melintang serta beban terbagi rata.
a. Berat Sendiri Pelat Lantai
Berat sendiri pelat lantai dihitung berdasarkan ketebalan dan massa
jenis material dengan rincian sebagai berikut :
Tebal pelat = 300 mm
berat jenis meterial (beton bertulan) = 2,4 t/m3
Lapisan pelat (aspalt) = 0,07 m
berat jenis material (aslapt) = 1,4 t/m3
Berat pelat lantai = (0,3 x 2,4) + (0,07 x 1,4)
= 0,818 t/m2
b. Berat Sendiri Balok
Pada struktur dermaga balok dibagi menjadi 2 arah; melintang dan
IV - 14
dimensi balok melintang dan memanjang adalah sama sesuai perincian
data perencanaan yang telah diuraikan pada sub bab sebelumnya. Berat
sendiri balok adalah sebagai berikut :
1) Berat balok melintang = 0,70 0,45 ,4 = 0,67 t/ ’ 2) Berat balok memanjang = 0,70 0,45 ,4 = 0,67 t/ ’
c. Beban Merata
Beban merata rencana pada tugas akhir ini adalah beban yang
diasumsikan sebagai beban dari barang yang diletakan pada dermaga
(petik kemas) saat kapal melakukan bongkar muat. Beban ini ditetapkan
sebesar 2,0 t/m2 (Kramadibrata; 2002).
4.3.2 Baban Hidup
Beban hidup adalah beban yang bekerja pada bangunan akibat
adanya aktifitas pada bangunan ini. Beban hidup rencana pada tugas akhir
ini adalah beban akibat forklift yang beroperasi diatas dermaga. Besarnya
beban roda pada forklift adalah 10 t.
4.3.3 Akibat Beban Gempa
Analisis struktur terhadap beban gempa mengacu pada Standar
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (SNI
03-1726-2002). Analisis struktru terhadap beban gempa pada gedung dilakukan
dengan metode Analisis Dinamik Spektrum Respon. Besarnya beban
gempa nominal pada struktur bangunan dihitung dengan rumus:
IV - 15
dimana :
V = Beban gempa
W = Berat bangunan
I = Faktor keutamaan struktur
R = Faktor reduksi gempa
C = Koefisien respon gempa
a. Faktor keutamaan struktur
Dari tabel faktor keutamaan bangunan pada SNI 03-1726-2002,
besarnya faktor keutamaan untuk bangunan umum seperti kantor,
perniagaan dan bangunan dengan penghuni diambil sebesar 1.
b. Faktor Reduksi Gempa
Dari tabel Faktor Reduksi Gempa (SNI 03-1726-2002), Struktur
bangunan ini alan direncanakan sebagai bangunan dengan kinerja elastik
penuh, besarnya nilai faktor reduksigempa R= 1,6.
c. Penentuan Jenis Tanah
Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, tanah sedang dan tanah
lunak apabila untuk lapisan setebal maksimum 30 meter paling atas
IV - 16 Tabel 23 Tabel Jenis Tanah (sumber : SNI 03-1726-2002)
Dari data hasil penyelidikan tanah di lokasi, didapat nilai sebagai berikut:
Tabel 24 Tabel Hasil Soil Investigasi (sumber : PT. Perdana Cipta
Khatulistiwa)
Nomor Titik Bor
Kedalaman ( meter ) Nilai N - SPT Pukulan Keterangan Dasar laut/seabed LWS. DB – I - 30,00 - 32,25 5 ~ > 50 Lempung,Lanau.Pasir DB – II - 30,00 - 36,85 7 ~ > 50 Lempung,Lanau.Pasir DB – III - 30,00 - 37,15 5 ~ > 50 Lempung,Lanau.Pasir
Dari tabel 24 dapat disimpulkan tanah yang berada dilokasi termasuk
IV - 17
d. Zonasi Wilayah Gempa
Berdasarkan Peta Wilayah Gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002),
Gedung diasumsikan berlokasi di wilayah gempa 1 dari zona gempa
Indonesia. Diagram Respon Spektrum Gempa Rencana untuk wilayah
gempa 1, diperlihatkan pada gambar berikut.
Gambar 28 Respon Spectrum Gempa Rencana (Sumber : SNI 03-1726-2002) Berdasarkan SNI Gempa 2002, struktur bangunan dermaga ini
termasuk pada klasifikasi bangunan beraturan, karena tinggi struktur
gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau
40 m.
Akan tetapi, bangunan ini berlokasi didaerah pantai yang
berinteraksi langsung terhadap arus laut, yang jika terjadi gempa gerak
bangunan akibat gaya gempa juga dipengaruhi oleh arus yang bergerak
akibat gempa itu sendiri sehingga dermaga ini tidak dapat dianalisa hanya
IV - 18
dihitung dengan metode analisis dinamis ragam spektrum respon dengan
bantuan software SAP2000.
Gambar 29 Input Respon Spectrum Gempa Rencana Wilayah 1
IV - 19 4.3.4 Kombinasi beban terfaktor
Beban-beban yang telah dijabarkan sebelumnya akan dimodelkan
oleh suatu kombinasi beban dan dikalikan dengan koefisien faktor
a. 1,2 DL + 1,6 LL b. 1,2 DL +1,6 HS c. 1,2 DL + 30 % LL + HS d. 0,75 (1,2 DL + 1,6 LL + 1,6 HB) e. 0,9 DL + 1,3 HB f. 0,75 (1,2 DL + 1,6 LL + 1,6 (HW + HC) MAX) g. 0,9 DL + 1,3 (HW + HC) Max (triatmodjo, 2010) dimana : DL = Beban Mati LL = Beban Hidup
HS = Gaya Tumbukan Kapal
HB = Gaya Tarikan Kapal (bollard)
HC = Gaya Arus
HW = Gaya Angin
Hg = Beban Gempa Respon Spectrum Wilayah 1 (satu)
4.4 Analisa Struktur Dermaga
Analisa struktur yang dilakukan pada tugas akhir ini meliputi
IV - 20 4.4.1 Perencanaan Pelat Lantai Dermaga
Pelat merupakan bagian dari bangunan yang berfungsi sebagai
penyalur beban yang bekerja pada bangunan ke balok yang diteruskan
kembali ke tiang dan disalurkan ke tanah.
Dalam perencanaannya, pelat lantai demaga akan diasumsikan dengan tebal
300 mm dengan denah bangunan sebagai berikut :
Gambar 31 Denah As Dermaga
Dari denah diatas akan dilakukan perhitungan rencana pelat dengan
mengambil sampel area seperti pada gambar. Adapun detail perencanaan
sebagai berikut :
a. Perhitungan Area 1
Gambar 32 Potongan Balok T (pelat) 1) Untuk α1 = A u i Tebal Plat 300
IV - 21 Kriteria balok dengan 1 ujung menerus dan Kantilever
ht ≥ 18,5=300018,5=16 ,16 00 bo = 0,65. Ht = 0,65 x 200 = 130 mm
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 750 mm
be = ¼ . L = ¼ . 3000 = 750 mm
be ≤ b (4000-130 1500-130) =130 6 0= 065 mm C1 dengan rumus di bawah
1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (beb 1)h ht ] 1= 1 1 [1 ( 750 130 1) ( 300 00) 3 3( 750 130 1) (1 300 00) 300 00 1 (750130 1)300 00 ] =1,48 b1= 1 b ht3=1,48 130 003=1539 00000 4 1= 1 1 4000 1500 3003=6187500000 4 = b1 1= 1539 00000 6187500000= 0, 4
2) Untuk α = A u i Tebal Plat 300 mm
Kriteria balok dengan 1 ujung menerus dan Kantilever
ht ≥ 18,5=400018,5= 16, 1 50
bo = 0,65. Ht = 0,65 x 250 = 162,5 mm 180
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 1000 mm
be = ¼ . L = ¼ . 4000 = 1000 mm
IV - 22
C1 dengan rumus di bawah
1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (beb 1)h ht ] 1= 1 1 [1 ( 1000 180 1) ( 300 50) 3 3( 1000 180 1) (1 300 50) 300 50 1 (1000180 1)300 50 ] =0,75 b1= 1 b ht3=0,75 180 503= 109375000 4 1= 1 1 3000 3000 3003= 6750000000 4 = b1 1= 109375000 6750000000=0,31
3) Untuk α3 = A u i Tebal Plat 300 mm
Kriteria balok dengan 1 ujung menerus dan Kantilever ht ≥ 18,5=300018,5=16 ,16 00
bo = 0,65. Ht = 0,65 x 200 = 130 mm
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 750 mm be = ¼ . L = ¼ . 3000 = 750 mm
be ≤ ( ) C1 dengan rumus di bawah
1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (b 1)be h ht ] 1= 1 1 [1 ( 750 130 1) ( 300 00) 3 3( 750 130 1) (1 300 00) 300 00 1 (750130 1)300 00 ] =1,48 b1= 1 b ht3=1,48 130 003= 1539 00000 4
IV - 23 1= 1 1 4000 4000 3003=13500000000 4 = b1 1= 1539 00000 13500000000=0,11
4) Untuk α4 = A u i Tebal Plat 300 mm
Kriteria balok dengan 1 ujung menerus dan Kantilever
ht ≥ 18,5=
4000
18,5= 16, 1 50
bo = 0,65. Ht = 0,65 x 250 = 162,5 mm 180
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 1000 mm
be = ¼ . L = ¼ . 4000 = 1000 mm
be ≤ ( ) C1 dengan rumus di bawah
1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (beb 1)h ht ] 1= 1 1 [1 ( 1000 180 1) ( 300 50) 3 3( 1000 180 1) (1 300 50) 300 50 1 (1000180 1)300 50 ] =0,75 b1= 1 b ht3=0,75 180 503= 109375000 4 1= 1 1 3000 1000 3003= 4500000000 4 α = b1 1= 109375000 4500000000=0,46
α rata rata area 1= 0, 4 0,31 0,11 0,466
4 =0, 8
asumsi Fy = 400 Mpa
IV - 24
=4000 3000=1,4
α rata rata area = 0, 8
( ) ( ) = 4000(0,8 400 1500) 36 5 1,4(0, 8- 0,1 (1 1,41)= 4 66,7
36,5 =116,83 digunakan asumsi awal b. b. Perhitungan Area 2
1) Untuk α5 = A u i Tebal Plat 300 mm
Kriteria balok dengan 1 ujung menerus dan Kantilever
ht ≥ 18,5=300018,5=16 ,16 00 bo = 0,65. Ht = 0,65 x 200 = 130 mm
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 750 mm
be = ¼ . L = ¼ . 3000 = 750 mm
be ≤ ( ) C1 dengan rumus di bawah
1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (beb 1)h ht ] 1= 1 1 [1 ( 750 130 1) ( 300 00) 3 3( 750 130 1) (1 00) 300 00 1 (750130 1)300 00 ] =1,48 b1= 1 b ht3=1,48 130 003= 1539 00000 4 1= 1 1 4000 4000 3003= 9000000000 4
IV - 25
= b1 1=
1539 00000 900000000 =0,17
2) Untuk α6 = A u i Tebal Plat 300 mm
Kriteria balok dengan 2 ujung menerus
ht ≥ 1=
4000
1 =190,47 00
bo = 0,65. Ht = 0,65 x 200 = 130 mm
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 1000 mm
be = ¼ . L = ¼ . 4000 = 1000 mm
be ≤ ( ) C1 dengan rumus di bawah
1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (beb 1)h ht ] 1= 1 1 [1 ( 1000 130 1) ( 300 00) 3 3( 1000 130 1) (1 300 00) 300 00 1 (1000130 1)300 00 ] = ,0 b1= 1 b ht3= ,0 130 003= 100800000 4 1= 1 1 3000 3000 3003= 6750000000 4 = b1 1= 100800000 6750000000=0,31
3) Untuk α7 = A u i Tebal Plat 300 mm
Kriteria balok dengan 1 ujung menerus dan Kantilever
ht ≥ 18,5=
3000
IV - 26
bo = 0,65. Ht = 0,65 x 200 = 130 mm
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 750 mm
be = ¼ . L = ¼ . 3000 = 750 mm
be ≤ ( ) C1 dengan rumus di bawah
1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (beb 1)h ht ] 1= 1 1 [1 ( 750 130 1) ( 300 00) 3 3( 750 130 1) (1 300 00) 300 00 1 (750130 1)300 00 ] =1,48 b1= 1 b ht3= 1,48 130 003 = 1539 00000 4 1= 1 1 4000 4000 3003= 9000000000 4 = b1 1= 1539 00000 9000000000= 0,17
4) Untuk α8 = A u i Tebal Plat 300 mm
Kriteria balok dengan 2 ujung menerus
ht ≥ 1=4000 1 =190,47 00
bo = 0,65. Ht = 0,65 x 200 = 130 mm
be diambil yang terkecil dari rumus dibawah = 1000 mm
be = ¼ . L = ¼ . 4000 = 1000 mm
be ≤ ( ) C1 dengan rumus di bawah
IV - 27 1= 1 1 [1 ( be b 1) ( h ht) 3 3( be b 1) (1 h ht ) h ht 1 (beb 1)h ht ] 1= 1 1 [1 ( 1000 130 1) ( 300 00) 3 3( 1000 130 1) (1 300 00) 300 00 1 (1000130 1)300 00 ] = ,0 b1= 1 b ht3= ,0 130 003= 100800000 4 1= 1 1 3000 1000 3003= 4500000000 4 = b1 1= 100800000 4500000000=0,46
α rata rata area = 0,17 0,31 0,17 0,468
4 =0, 8
asumsi Fy = 400 Mpa
ln =bentang ter an ang lat = 4000 =4000
3000=1,4
α rata rata area = 0, 8
ln(0,8 1500) 36 5 (α rata rata 0,1 (1 1 ) = 4000(0,8 400 1500) 36 5 1,4(0, 8-0,1 (1 1 1,4) =4 67
36,5 =117 digunakan tebal pelat 300 mm c. Perhitungan Momen Pada Pelat
Momen pada pelat terjadi akibat adanya beban yang bekerja pada pelat,
dalam perhitungannya tentunya beban yang akan bekerja pada pelat harus
terlebih dahulu dapat di asumsikan, dalam tugas akhir ini beban yang
IV - 28
- Berat sendiri = 0,818 t/m2
- Beban tergagi rata = 2,0 t/m2 - Beban roda forklift = 10,0 t/m2
Untuk perhitungan lantai dermaga dianggap terjepit pada keempat sisi.
Lx = 3,0 ’ Ly = 4,0 ’
Untuk Ly/Lx = 4/3 = 1,33 < 2 (Plat 2 Arah)
Didapat dari tabel CUR:
Xlx = 31,9
Xly = 21,3
Xtx = 70,5
Xty = 57,3
1) Momen Akibat berat sendiri dimana berat sendiri = 0,818 t/m2
Mlx = 0,001 x 0,72 t/m2 x 32 x 31,9 = 0,2422 t-m
Mly = 0,001 x 0,72 t/m2 x 32 x 21,3 = 0,1516 t-m
Mtx = -0,001 x 0,72 t/m2 x 32 x 70,5 = -0,538 t-m
Mty = -0,001 x 0,72 t/m2 x 32 x 57,3 = -0,445 t-m
2) Momen Akibat beban merata dimana beban merata = 2,0 t/m2
Mlx = 0,001 x 2,0 t/m2 x 32 x 31,9 = 0,5742 t-m
Mly = 0,001 x 2,0 t/m2 x 32 x 21,3 = 0,3834 t-m
Mtx = -0,001 x 2,0 t/m2 x 32 x 70,5 = -1,269 t-m
IV - 29
3) Akibat beban roda forklift = 10 t
Untuk perhitungan ini dipakai tabel dari buku Konstruksi Beton
Indonesia karangan SUTAMI 1971.
= a1 b a b a3 b a4b
Untuk Ly/Lx = 1,33 didapat
Tabel 25 Koefisien Momen Lantai Dermaga (Sutami, 1971)
Tekanan gandar = 10 t
Tekanan roda = 10 t
Luas bidang kontak = (0,2 x 0,5) m2
Gambar 32 Distribusi Beban Roda Lantai Dermaga
a = 50 cm+ 2 x 0,5 (30) = 80 cm
b = 20 cm + 2 x 0,5 (30) = 50cm
Luas bidang penyebaran tekanan = 50 x 80 = 4000 cm2
1 (satu) roda di tengah plat
IV - 30
by = 50 cm
Lx = 300 cm
Ly = 400 cm
W = 10 t
Tabel 26 Perhitungan Momen Beban 1 (Satu) Roda pada Lantai Dermaga
Momen
Koefisien Momen Perhitungan Momen
a1 a2 a3 a4 bx/lx by/ly a1(bx/lx) a2(by/ly) M
( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 10 ) MLx -0,062 -0,017 0,13 0,39 0,267 0,125 -0,017 -0,002 1,424 MLy -0,017 -0,062 0,13 0,39 0,267 0,125 -0,005 -0,008 1,506 Mtx 0,062 0,136 -0,355 1,065 0,267 0,125 0,017 0,017 -2,207 Mty 0,136 0,062 -0,355 1,065 0,267 0,125 0,036 0,008 -2,135
1 (satu) kendaraan pada 1 (satu) plat
Gambar 33 Jarak Antar Roda
Keadaan I :
Bx = 80 + 95 + 80 =255 cm
’ = 80 cm
IV - 31 ’ =50 cm Lx = 300 cm Ly = 400 cm = 10= 55 50 80 50 10 t=31,875 dimana :
Bx = Jarak yang ditinjau dari bentuk keadaan
’ = Panjang 1 (satu) roda = ’ = Lebar roda
Lx = Panjang plat arah X
Ly = Panjang Plat arah Y
Tabel 27 Perhitungan Momen Beban 1 (Satu) Kendaraan Keadaan I
Pada Lantai Dermaga
Momen
Koefisien Momen Perhitungan Momen
a1 a2 a3 a4 bx/lx by/ly a1(bx/lx) a2(by/ly) M
( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 10 ) MLx -0,062 -0,017 0,13 0,39 0,850 0,125 -0,053 -0,002 1,755 MLy -0,017 -0,062 0,13 0,39 0,850 0,125 -0,014 -0,008 2,517 Mtx 0,062 0,136 -0,355 1,065 0,850 0,125 0,053 0,017 -4,458 Mty 0,136 0,062 -0,355 1,065 0,850 0,125 0,116 0,008 -3,620 Keadaan I I: Bx = 95 cm ’ = 80 cm By = 50 cm
IV - 32 ’ =50 cm Lx = 300 cm Ly = 400 cm = 10= 95 50 80 50 10 t= 11,875 dimana :
Bx = Jarak yang ditinjau dari bentuk keadaan
’ = Panjang 1 (satu) roda = ’ = Lebar roda
Lx = Panjang plat arah X
Ly = Panjang Plat arah Y
Tabel 28 Perhitungan Momen Beban 1 (Satu) Kendaraan Keadaan II
Pada Lantai Dermaga
Momen
Koefisien Momen Perhitungan Momen
a1 a2 a3 a4 bx/lx by/ly a1(bx/lx) a2(by/ly) M
( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 10 ) MLx -0,062 -0,017 0,13 0,39 0,317 0,125 -0,020 -0,002 1,546 MLy -0,017 -0,062 0,13 0,39 0,317 0,125 -0,005 -0,008 1,669 Mtx 0,062 0,136 -0,355 1,065 0,317 0,125 0,020 0,017 -2,509 Mty 0,136 0,062 -0,355 1,065 0,317 0,125 0,043 0,008 -2,397
IV - 33
Momen yang terjadi akibat keadaan I dan II
MLx = MLx 1 – MLx 2 =1,755 - 1,546=0,210
MLy = MLy 1 – Mly 2 = 2,517 - 1,669= 0,849
Mtx = Mtx 1 – Mtx 2 = (-4,458) – (-2,509) = -1,949
Mty = Mty 1 – Mty 2 = (-3,620) – (-2,397) = -1,222
2 (dua) kendaraan pada 1 (satu) plat dengan jarak as minimum
Gambar 33 Jarak Antar Roda dengan As Minimum
Keadaan I : Bx = 180 cm ’ = 80 cm By = 50 cm ’ =50 cm Lx = 300 cm Ly = 400 cm = 10= 180 50 80 50 10 t= ,5
IV - 34 Tabel 29 Perhitungan Momen Beban 2 (Dua) Kendaraan Keadaan I Pada
Lantai Dermaga
Momen
Koefisien Momen Perhitungan Momen
a1 a2 a3 a4 bx/lx by/ly a1*bx/lx a2*by/ly M
( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 10 ) MLx -0,062 -0,017 0,13 0,39 0,600 0,125 -0,037 -0,002 1,830 MLy -0,017 -0,062 0,13 0,39 0,600 0,125 -0,010 -0,008 2,261 Mtx 0,062 0,136 -0,355 1,065 0,600 0,125 0,037 0,017 -3,781 Mty 0,136 0,062 -0,355 1,065 0,600 0,125 0,082 0,008 -3,339 Keadaan II : Bx = 20 cm ’ = 80 cm By = 50 cm ’ =50 cm Lx = 300 cm Ly = 400 cm = 10= 180 50 80 50 10 t= ,5
IV - 35 Tabel 30 Perhitungan Momen Beban 2 (Dua) Kendaraan Keadaan II
Pada Lantai Dermaga
Momen
Koefisien Momen Perhitungan Momen
a1 a2 a3 a4 bx/lx by/ly a1*bx/lx a2*by/ly M
( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 10 ) MLx -0,062 -0,017 0,13 0,39 0,067 0,125 -0,004 -0,002 0,532 MLy -0,017 -0,062 0,13 0,39 0,067 0,125 -0,001 -0,008 0,521 Mtx 0,062 0,136 -0,355 1,065 0,067 0,125 0,004 0,017 -0,664 Mty 0,136 0,062 -0,355 1,065 0,067 0,125 0,009 0,008 -0,673
Momen yang terjadi akibat keadaan I dan II
MLx = MLx 1 – MLx 2 =1,830- 0,532=1,298 t-m
MLy = MLy 1 – Mly 2 = 2,261- 0,521= 1,741 t-m
Mtx = Mtx 1 – Mtx 2 = (-3,781) – (-0,664) = -3,117 t-m
Mty = Mty 1 – Mty 2 = (-3,339) – (-0,673) = -2,666 t-m
Tabel 31 Perhitungan Kombinasi Pembebanan 1,2 MD + 1,6 ML Pada
Lantai Dermaga Momen Berat Sendiri Beban Merata Truck Beban Rencana MLx 0,2422 0,5742 1,2979 3,2944 MLy 0,1516 0,3834 1,7405 3,5598 Mtx -0,538 -1,2690 -3,1168 -7,6782 Mty -0,455 -1,0314 -2,6664 -6,4536
IV - 36
Kombinasi beban untuk lantai dermaga
MLx = 3,2944 t-m MLy = 3,5598 t-m Mtx = -7,6782 t-m Mty = -6,4536 t-m d. Perhitungan Tulangan Data-data rencana F ’ = 30 Mpa Fy = 240 Mpa B = 300 cm L = 400 cm = 0,85 Asumsi tulangan D – 16 d = 300 – 40 –(16/2) = 252 mm = 25,2 cm in=1,4 = 1,4 400=0,0035 b=0,85 F F ( 600 600 F ) ( ) a =0,75 b=0,75 0,035=0,0 44
Tulangan lapangan Arah X dan Y
MLx = 3,2435 t-m u
bd = (1 0,59 F F
IV - 37 3, 435 10 n 1 ( 5, 100 ) = 0,8 400 ( 1 (0,59 400 30 498,8=3 0 508,8 0,498=3 0 508,8 =3 0 (10 40 4 508,8 0,498 0,5 508,8 =0,001578 in ak in =digunakan in As = in b d 0,0035 100 5, =8,9 Per m plat = 8,92 cm2
Digunakan diameter 13 jarak 150 cm
MLy = 3,5639 t-m u bd = (1 0,59 F F 10 n 1 ( 5, 100 ) = 0,8 400 ( 1 (0,59 400 30 548,08=3 0 508,8 0,548=3 0 508,8 =3 0 (10 40 4 508,8 0,548 0,5 508,8 =0,001736 in ak in =digunakan in As = in b d 0,0035 100 5, =8,9 Per m plat = 8,92 cm2
Digunakan diameter 13 jarak 150 cm
Tulangan Tumpuan Arah X dan Y
IV - 38 u bd = (1 0,59 F F 10 n 1 ( 5, 100 ) = 0,8 400 ( 1 (0,59 400 30 1163,5=3 0 508,8 1,1635=3 0 508,8 =3 0 (10 40 4 508,8 1,1635 0,5 508,8 =0,0037 in ak As = b d 0,0037 100 5, =9,55 0 Per m plat = 9,552 cm2
Digunakan diameter 13 jarak 150 cm
MTy = 6,3620 t-m u bd = (1 0,59 F F 10 n 1 ( 5, 100 ) = 0,8 400 ( 1 (0,59 400 30 978,4=3 0 508,8 0,978=3 0 508,8 =3 0 (10 40 4 508,8 0,978 0,5 508,8 =0,0031 in ak in =digunakan in As = b d 0,0035 100 5, =8,9 5 Per m plat = 8,925 cm2
IV - 39 4.4.2 Perencanaan Balok Dermaga
Balok merupakan bagian struktur bangunan yang berfungsi untuk
menopang lantai diatasnya, balok juga berfungsi sebagai penyalur momen
menuju kolom-kolom. Dalam tugas akhir ini balok akan direncanakan
dengan asumsi ukuran sesuai dengan yang tercantum di sub bab
sebelumnya dengan mengambil sampel balok dengan nilai momen
maksimal yang didapat dari pemodelan SAP 2000 dengan analisis sebagai
berikut :
IV - 40 Gambar 35 Momen Arah Memanjang Pada SAP 2000
Gambar 36 Momen Arah Melintang Pada SAP 2000
IV - 41
Dari gambar diatas maka momen yang digunakan dalam perencanaan adalah
momen terbesar arah memanjang dan melintang .
4.3.3.1 Perencanaan Balok Melintang
Dalam perencanaan balok melintang, digunakan momen maksimum hasil
out put SAP 2000 yang dilihat dari gambar 4.3, gambar 4.4 dan gambar
4.5 yang menampilkan letak momen maksimum terhadap kombinasi 1.
Tabel 32 Momen Max Arah Memanjang
AS frame Momen Max (t-m) Combo
2 103 -22,89353 1 104 -23,19561 1 111 -23,19561 1 112 -22,89353 1 3 113 -22,71039 1 114 -23,35875 1 121 -23,35875 1 122 -21,96015 1 4 123 -21,96015 1 124 -23,07618 1 131 -23,07618 1 132 -21,96015 1
Dari 3 (tiga) as yang terdapat pada model dermaga. Akan digunakan as
dengan momen terbesar dalam perencanaan balok dermaga, yaitu as 3.
a. Penulangan Balok Ukuran 60/35 cm
Data :
Momen Maksimal = 23,36 t-m
IV - 42 Fc = 30 Mpa b = 350 mm h = 600 mm = 0,85 (faktor reduksi) = 0,8 d (tulangan 2 lapis) = h – 90 = 600 – 90 = 510 mm
j. Rasio tulangan minimum ( in = 1,4
F
k. Rasio tulangan balance balan e/ b b=0,85 ( ) [ 600 600 ] =0,85 0,85 ( 30 400) [ 600 600 400] =0,033 l. Rasio tulangan maksimal ak
ak = 0,75 b = 0,75 0,033 m. Mn (momen nominal)
n= u = 33600000
IV - 43 0,100 0,004 0,0003 2,100 0,093 0,0069 4,100 0,193 0,0145 6,100 0,311 0,0234 0,200 0,008 0,0006 2,200 0,097 0,0073 4,200 0,198 0,0149 6,200 0,318 0,0238 0,300 0,013 0,0009 2,300 0,102 0,0076 4,300 0,204 0,0153 6,300 0,325 0,0244 0,400 0,017 0,0013 2,400 0,107 0,0080 4,400 0,209 0,0157 0,500 0,021 0,0016 2,500 0,112 0,0084 4,500 0,215 0,0161 0,600 0,025 0,0019 2,600 0,116 0,0087 4,600 0,220 0,0165 0,700 0,030 0,0022 2,700 0,121 0,0091 4,700 0,226 0,0169 0,800 0,034 0,0026 2,800 0,126 0,0095 4,800 0,232 0,0174 0,900 0,038 0,0029 2,900 0,131 0,0098 4,900 0,237 0,0178 1,000 0,043 0,0032 3,000 0,136 0,0102 5,000 0,243 0,0182 1,100 0,047 0,0035 3,100 0,141 0,0106 5,100 0,249 0,0187 1,200 0,052 0,0039 3,200 0,146 0,0109 5,200 0,255 0,0191 1,300 0,056 0,0042 3,300 0,151 0,0113 5,300 0,261 0,0196 1,400 0,060 0,0045 3,400 0,156 0,0117 5,400 0,267 0,0200 1,500 0,065 0,0049 3,500 0,161 0,0121 5,500 0,273 0,0205 1,600 0,070 0,0052 3,600 0,166 0,0125 5,600 0,279 0,0210 1,700 0,074 0,0056 3,700 0,172 0,0129 5,700 0,286 0,0214 1,800 0,079 0,0059 3,800 0,177 0,0133 5,800 0,292 0,0219 1,900 0,083 0,0062 3,900 0,182 0,0137 5,900 0,298 0,0224 2,000 0,088 0,0066 4,000 0,187 0,0141 6,000 0,305 0,0229
n. Untuk nilai dengan nilai fc 30 dan fy 400 didapat dari tabel dibawah:
Tabel 33 Tabel Nilai dan hasil formulasi program Ms Exel
Jika u b d = 33600000 350 510 = ,5 Maka ; dan = 0,0084 in ak As = b d =0,084 350 510=1499,4
Digunakan tulangan 8 D 16 (penulangan seluruh balok dapat dillihat
IV - 44
b. Penulangan Geser
√F b d dimana :
Vc = Gaya geser yang dapat dipikul beton
Fc = Mutu Beton b = Lebar balok d = h – 90 = 600 – 90 = 510 mm = 1 6√30 350 510=16 947,46 Check : Vu > Vc. dimana :
Vu = Gaya geser terfaktor
Vc = Gaya geser yang dipikul beton
= faktor reduksi geser (0,75) Vu > Vc.
15,2854 t > 162947,46 N . 0,75
152854 N > 122210,25 N (memerlukan tulangan geser)
Asumsi sengkang diameter 10 mm
Av =
4 = 10
4 =157 dengan s (jarak antar sengkang)
≤d=510= 55 50
IV - 45 4.4 Analisa Poer Dermaga
Struktur poer berfungsi sebagai penyambung antara ujung atas
tiang pancang dengan balok memanjang maupun melintang. Dalam
perencanaanya akan ditentukan kebutuhan tulangan pada poer yang
dianalisis berdasarkan gaya-gaya maksimum pada balok yang tertumpu
pada poer. Analisis poer : Momen ultimate = 23,36 t-m Fy = 400 Mpa Fc = 30 Mpa b = 1000 mm h = 1000 mm t = 800 mm ts (selimut beton) = 80 mm = 0,85 (faktor reduksi) = 0,8 Data tiang baja:
(diameter tiang) = 47,5 cm t (tebal baja) = 1,27 cm
IV - 46 Gambar 38 Gaya yang Bekerja Pada Poer
a. Analisa momen ultimate dan nominal
Momen ultimate = 23,36 t-m Momen nominal = u= 3,36 0,8 = 9, t- Asumsi; Tulangan arah X = D - 22 Tulangan arah Y = D – 22
d = h – ts – tulangan arah X – 0,5 tulangan arah Y
= 800 – 80 -22 – 0,5 . 22 = 687 mm u b d = 33600000 1000 687 =0,49 Maka ; dan = 0,0016 b. Rasio tulangan minimum (
in = 1,4 F
IV - 47
c. Rasio tulangan balance balan e/ b b=0,85 ( ) [ 600 600 ] =0,85 0,85 ( 30 400) [ 600 600 400] =0,033 d. Rasio tulangan maksimal ak
ak = 0,75 b = 0,75 0,033 e. Penentuan tulangan (digunakan ) As = b d =0,035 1000 687= 004,5 Digunakan tulangan 7 D 22 f. Penulangan geser √F b d dimana :
Vc = Gaya geser yang dapat dipikul beton
Fc = Mutu Beton b = Lebar balok d = 687 mm = 1 6√30 1000 910=6 714 ,3 Check : Vu > Vc. dimana :
Vu = Gaya geser terfaktor
IV - 48
= faktor reduksi geser (0,75) Vu > Vc.
152854 N > 6 7143 N . 0,75
152854 N > 470357 N (memerlukan tulangan geser)
Asumsi sengkang diameter 10 mm
Av =
4 = 10
4 =157 dengan s (jarak antar sengkang)
≤d=678=339 300
g. sengkang yang digunakan adalah D10 – 300.
4.5 Analisis Tiang Pancang Baja
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.
Dalam analisa perhitungan pondasi tiang pada tugas akhir ini akan
dilakukan dengan kriteria sebagai berikut:
4.5.1 Kriteria desain
a. Tiang pancang baja 457 mm
Tebal = 12,7 mm
Modulus penampang, W = 1918 cm3
IV - 49
b. Tegangan leleh baja = 240000 Kn./m2 = 2448 Kg/cm2
c. Tegangan aksial ijin = 1600 Kg/cm2
d. Modulus elastisitas = 1,999 x 108 Kn/m2 = 2,04 x 106 Kg/cm2
e. Kedalaman tiang direncanakan – 16 m (dari statigrafi laporan survey
tanah)
Dalam perencanaan tiang, akan digunakan metode Luciano
Decourt 1982 karna bersifat representative dan dapat berlaku umum
untuk jenis tanah apapun. Besarnya daya dukung tanah maksimum
adalah:
QL = QP + QS = (qP . AP) + (qS . AS)
= (Np.K.Ap) + [(Ns/3 + 1).As]
dimana :
Np = harga rata-rata SPT di sekitar 4B di atas hingga 4B di bawah
dasar tiang pondasi.
D = diameter pondasi
K = koefisien karakteristik tanah untuk
a. lempung, K = 12 t/m2
b. lanau berlempung, K = 20 t/m2
c. lanau berpasir, K = 25 t/m2
d. Pasir, K = 40 t/m2
Ap = luas penampang dasar tiang
Ns = harga rata-rata SPT sepanjang tiang yang tertanam (D),
IV - 50
As = luas selimut tertanam = keliling x panjang tiang yang
terbenam (m2)
Harga N di lapangan yang berada di bawah muka air harus
dikoreksi dahulu untuk menjadi N design (N1) dengan persamaan
Terzaghi dan Peck : N1 = 15 + 0,5 (N-15).
4.5.2 Analisis Mekanika Teknik
Analisis mekanika diambil dari titik jepit (point of fix) ke elevasi
tertinggi dari struktur (pelat lantai).
Perhitungan letak titik jepit tanah terhadap tiang pancang untuk
tanah normally consolidated digunakan persamaan :
Zf = 1,8 T
dimana :
T = √
E = modulus elastisitas
I = inertia tiang pancang
nh = 350 – 700 Kn/m3, untuk soft normally consolidated clay
= 1386 Kn/m3, untuk pasir tak padat terendam air.
Untuk tugas akhir ini diambil nilai nh = 1386 Kn/m3
Letak titik jepit terhadap tanah dengan tiang pancang diameter 475 mm,
nilai Zf = 4,1 m
Perhitungan letak titik jepit tanah terhadap tiang pancang berdasarkan
IV - 51 D = 45,7 cm d = 43,2 cm E = 2,04 x 106 Kg/cm2 I = 1 64 d 4 = 43836,3 cm4 N = 9 Kh = 0,15 N = 9 x 0,15 = 1,35 = ( ) ( ) = 0,004451128
1/ = 2,25 m (dari dasar laut)
Berdasarkan hasil pemodelan pada program SAP 2000, diperoleh
gaya aksial, gaya tarik maksimum, gaya geser maksimum dan momen
maksimum pada tiang pancang. Hasil analisis dapat dilihat pada tabel
IV - 52 Tabel 34 Hasil Analisis Tiang Pancang
Tabel 35 Rekapitulasi Gaya Aksial Maksimum, Gaya Geser Maksimum Dan Momen Maksumum Pada Tiang
No Struktur Fondasi Tiang
Gaya Aksial Gaya Geser Momen
Tekan
ton Comb
Tarik
ton Comb ton Comb tm Comb
1 Dermaga 220,967 0,00156 0,3285 0,88
TABLE: Element Forces - Frames
Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 T M2 M3
Text m Text Text Tonf Tonf Tonf Tonf-m Tonf-m Tonf-m
133 8,2 COMB1 Combination -198,329 -0,255 0,0765 -0,001 -0,23826 0,68858 134 8,2 COMB1 Combination -194,957 0,0935 0,1124 -0,00156 -0,33249 -0,25291 135 8,2 COMB1 Combination -209,939 0,033 0,1369 -0,0013 -0,39569 -0,08941 136 8,2 COMB1 Combination -212,523 -0,0011 0,1415 -0,00066 -0,40625 0,00278 137 8,2 COMB1 Combination -212,151 1,33E-14 0,1392 3,17E-15 -0,39926 -3,3E-14 138 8,2 COMB1 Combination -212,523 0,0011 0,1415 0,00066 -0,40625 -0,00278 139 8,2 COMB1 Combination -209,939 -0,033 0,1369 0,0013 -0,39569 0,08941 140 8,2 COMB1 Combination -194,957 -0,0935 0,1124 0,00156 -0,33249 0,25291 141 8,2 COMB1 Combination -198,329 0,255 0,0765 0,001 -0,23826 -0,68858 142 8,2 COMB1 Combination -204,116 -0,2907 -0,0458 -0,00051 0,09215 0,78519 143 8,2 COMB1 Combination -193,418 0,0651 0,000699 -0,00096 -0,03067 -0,17593 144 8,2 COMB1 Combination -204,749 0,027 0,0182 -0,0008 -0,07488 -0,07308 145 8,2 COMB1 Combination -206,946 0,000337 0,017 -0,00042 -0,06987 -0,00096 146 8,2 COMB1 Combination -206,766 2,21E-15 0,0166 3,11E-15 -0,06817 -5,9E-15 147 8,2 COMB1 Combination -206,946 -0,00034 0,017 0,00042 -0,06987 0,00096 148 8,2 COMB1 Combination -204,749 -0,027 0,0182 0,0008 -0,07488 0,07308 149 8,2 COMB1 Combination -193,418 -0,0651 0,000699 0,00096 -0,03067 0,17593 150 8,2 COMB1 Combination -204,116 0,2907 -0,0458 0,00051 0,09215 -0,78519 151 8,2 COMB1 Combination -220,967 -0,3285 -0,1546 -0,001 0,38628 0,88734 152 8,2 COMB1 Combination -202,048 0,0364 -0,117 -0,00156 0,2872 -0,09856 153 8,2 COMB1 Combination -210,185 0,0285 -0,1036 -0,0013 0,25414 -0,07717 154 8,2 COMB1 Combination -212,422 -0,00022 -0,1068 -0,00066 0,26475 0,00058 155 8,2 COMB1 Combination -212,161 8,89E-16 -0,1067 3,21E-15 0,26507 -5,2E-15 156 8,2 COMB1 Combination -212,422 0,00022 -0,1068 0,00066 0,26475 -0,00058 157 8,2 COMB1 Combination -210,185 -0,0285 -0,1036 0,0013 0,25414 0,07717 158 8,2 COMB1 Combination -202,048 -0,0364 -0,117 0,00156 0,2872 0,09856 159 8,2 COMB1 Combination -220,967 0,3285 -0,1546 0,001 0,38628 -0,88734
IV - 53 4.5.3 Kontrol Daya Dukung Tiang Menahan Gaya Aksial Tekan dan Tarik
Tabel 36 Daya Dukung Tiang Pancang (Referensi Titik BH 3)
Diameter tiang : 457 mm Gaya aksial : 220,967 t Elevasi muka tanah : - 5, 0 m
Berat tiang : 0,7 t/m Gaya aksial (SF 3) : 662,9 t Elevasi dermaga : + 3,20 m
Depth N N' NP' K qP AP QP Ns' NS qS AS QS QL L Wtiang Qtekan Qtarik
m m LWS SPT SPT SPT t/m2 t/m2 m2 ton SPT
SP
T t/m2 m2 ton ton m ton ton ton
3,5 -2,25 9 12 8 40 306,7 0,16 50,3 12 6 3,00 5,03 15,1 65,4 5,5 0,38234 65,0 15,5 5,5 -4,25 7 11 11 40 440,0 0,16 72,2 11 12 4,83 7,90 38,2 110,4 7,5 0,52264 109,9 38,7 7,5 -6,3 5 10 11 40 453,3 0,16 74,4 10 11 4,67 10,77 50,3 124,7 9,5 0,66295 124,0 50,9 9,5 -8,3 11 13 13 12 152,0 0,164 25,0 13 12 4,83 13,6 66,0 90,9 11,5 0,80326 90,1 66,8 11,5 -10 15 15 18 12 218,0 0,16 35,8 15 12 5,07 16,5 83,7 119,5 13,5 0,94357 118,5 84,6 13,5 -12 38 27 23 12 276,0 0,164 45,3 27 15 5,86 19,39 113,7 159,0 15,5 1,08387 157,9 114,7 15,5 -14 40 28 29 12 346,0 0,164 56,8 28 16 6,48 22,26 144,2 201,0 17,5 1,22418 199,8 145,4 17,5 -16 50 33 23 20 466,7 0,164 76,6 33 18 7,15 25,14 179,6 256,2 19,5 1,36449 254,9 181,0
IV - 54 4.5.4 Kontrol Kekuatan Tiang
Defleksi lateral ujung maksimum tiang dengan ujung jepit dimana
muka tanah dianggap posisi jepit tiang dan tiang dianggap sebagai
struktur kantilever yang dijepit pada kedalaman Z
Y maks = u (e
3
1 dimana :
Hu = gaya horizontal maksimum yang mampu dipikul tiang (Kn)
= u e
Mu = momen ultimate pada tiang (Kn-m)
= . W
= tegangan leleh baja (BJ 37) = 2448 Kg/cm2
W = modulus section tiang baja
= dimana : D = diameter tiang t = tebal tiang
e = jarak antar tiang, gaya horizontal dan elevasi muka tanah
= elevasi muka tanah – 1 + elevasi dermaga
Z = jarak antara titik jepit dengan seebed
E = modulus tiang = 2,0 x 108
IV - 55
Tabel 37 Kontrol Terhadap Defleksi
No
Pondasi Struktur
D t W I Zf e Mult Hult ymaks yyad
Cek
cm cm cm3 cm4 m m kN m kN cm cm
1 Dermaga 45,7 1,27 1918 43836 4,1 8,2 46,0 49,7 8,9 3,4 OK
4.5.5 Kontrol terhadap momen tahanan tiang
Pengontrolan terhadap Momen Tahanan Tiang perlu dilakukan
dengan maksud agar momen yang terjadi pada tiang tidak melebihi
kapasitas momen yang dapat dipikul tiang. Mult > M aktual tiang.
Pada perencanaan ini, dapat kita lihat momen ultimate tiang pada
tabel 37 dan momen aktual tiang pada tabel 37, dimana momen aktual
terbesar tidak melebihi momen ultimate, maka tiang masih dalam
keadaan kuat memikul momen.
4.5.6 Kontrol terhadap tekuk
Gaya aksial yang mampu dipikul tiang pancang dengan
memperhatikan tekuk tiang, dihitung dengan memperhatiakan tipe jepitan
kepala tiang dapat mempergunakan formula berikut ini.
P r= (e
IV - 56 4.5.7 Kontrol terhadap gaya horisontal ultimate
Gaya horisontal ultimate (Hu) harus lebih besar dari gaya
horisontal aktual struktur.
4.5.8 Kontrol terhadap kekuatan bahan
Kontrol terhadap kekuatan bahan adalah kontrol terhadap
teganngan aktual yang terjadi dengan tegangan yang diijinkan tiang.
Perumusan kontrol kekuatan bahan adalah sebagai berikut ini.
aktual= P A dimana :
aktual = tegangan aktual
P = gaya aksial
A = luas penampang
M = momen aktual
W = modulus section tiang baja
Tegangan aksial ijin i in harus lebih besar dari tegangan aktual
ad dimana tegangan aksial ijin untuk BJ 37 adalah 1600 kg/cm2.
Tabel 38 Kontrol terhadap Tekuk, Momen Tahanan Tiang, Gaya Horisontal Ultimate, dan Kekuatan Bahan
No
Pondasi Struktur
D t A Zf + e Pcr Paksial SF Mult Maktual SF Hult Haktual SF yad SF
cm cm cm2 m ton ton Pcr/P t m t m Mu/Ma ton ton Hu/Ha kg/cm2 ai/ yad
1 Dermaga 45,7 1,27 1642 12,3 579 220,967 2,6 4,6 0,888 5,23 7,5 0,32 22,7 180 9,1
Dari Tabel 38 seluruh kontrol yang dilakukan masih dalam batas aman,
