Mooring

(1)

LAPORAN PERENCANAAN STRUKTUR MOORING DOLPHIN STRUKTUR DERMAGA

TAUFIQ HIDAYAT 3114041056

DOSEN PENGAMPU Ir. Chomaedhi, CES ., Geo. NIP. 19550319 198403 1 001

DEPARTEMEN TEKNIK INFRASTRUKTUR SIPIL FAKULTAS VOKASI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

(2)

ii

DAFTAR ISI HALAMAN MUKA

DAFTAR ISI ... ii

BAB 1 KRITERIA DESAIN & PEMBEBANAN ... 1

1.1 Peraturan yang Digunakan ... 1

1.2 Kriteria Desain ... 1

1.3 Pembebanan ... 2

1.3.1 Beban bertambat kapal (Mooring Force) ... 2

1.3.2 Pembebanan pada bolard ... 4

1.3.3 Pembebanan Gempa... 5

BAB 2 ANALISA STRUKTUR ... 10

BAB 3 PERENCANAAN MOORING DOLPHIN ... 12

3.1 Data Perencanaan ... 12

3.2 Perhitungan tulangan arah X (M11) ... 12

3.3 Perhitungan tulangan arah Y (M22) ... 13

3.4 Kontrol Geser Pons ... 13

BAB 4 PERHITUNGAN PONDASI TIANG ... 15

4.1 Perhitungan Daya Dukung Tanah ... 15

4.2 Perhitungan Gaya Spring Vertikal ... 15

4.3 Perhitungan Gaya Spring Horizontal ... 15

4.4 Perhitungan Kapasitas Tiang Pancang ... 18

(3)

1

BAB 1 KRITERIA DESAIN & PEMBEBANAN 1.1 Peraturan yang Digunakan

Dalam perencanaan Struktur Dermaga ini, peraturan yang digunakan sebagai acuan sebagai berikut :

1. RSNI T-02 2005, Standar Pembebanan Untuk Jembatan

2. RSNI T-12-2004, Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan

3. RSNI 02 2388-2013, Perencanaan Jembatan Terhadap Beban Gempa

4. Bridgestones manual fender design

5. Standart Design Criteria for Port in Indonesia 1984

6. Perencanaan Beton Bertulang Indonesia 1971

1.2 Kriteria Desain

Dermaga ini direncanaan untuk ditambati kapal LPG 3500 DWT dengan spesifikasi sesuai Bridgestone Marine Fender Design Manual adalah sebagai berikut :

 Spesifikasi Kapal

- Jenis Kapal = Kapal LPG 3500 DWT

- Panjang Kapal (Loa) = 93.11 m

- Panjang garis air (Lpp) = 86.65 m

- Lebar (B) = 14.5 m - Draft (d) = 5.5 m - Displacement = 4958.2 ton - Tinggi kapal = 7.2 m  Data Perencanaan - Kedalaman laut = 13.3 m - Kecepatan arus = 11.5 cm/s - Tinggi gelombang = 10.6 cm

- Periode gelombang = 4.2 detik

- Keceptan angina maks = 25 m/s

- Elevasi pasang surut = Maksimum : 2.1 m

Minimum : 0.38 m

- Bj air laut = 1.025 t/m3

- Zona gempa (wilayah Lombok) = 0.6 g

 Data Struktur

(4)

2

- Tebal pelat rencana = 1,2 meter

- Digunakan tiang pancang baja dengan diameter 500 mm, tebal 12 mm

- Jumlah tiang pancang = 3 buah

- Kemiringan tiang 1:8 1.3 Pembebanan

1.3.1 Beban bertambat kapal (Mooring Force) Gaya akibat angin

1. Kondisi kapal penuh (D') = Tinggi kapal – Draft

= 7.2 m – 5.5 m = 1.7 meter

2. Kondisi kapal kosong (D") = Tinggi kapal - (1/3 x Draft)

= 7.2 m – (1/3 x 5.5 m ) = 5.37 meter A = Luas bagian depan kapal diatas permukaan (m2)

B = Luas bagian samping kapal diatas permukaan (m2)

1. Kapal Penuh

Arah tegak lurus (90 derajat)

B = D' x Loa

= 1.7 m x 93.11 m = 158.3 m2

Rw =

=

Arah sejajar (0 derajat)

A = D' x Lebar

(5)

3

=

2. Kapal Kosong

B = D" x Loa

= 5.37 m x 93.11 m = 499.69 m2

=

Arah sejajar (0 derajat ) A = D" x Lebar

= 5.37 m x 93.11 m = 499.69 m2

=

Gaya akibat arus

Pengaruh arus pada saat kapal penuh Arah arus sejajar (0 derajat)

Dianggap arah arus datang menuju haluan kapal

S = Draft x Lebar kapal

= 5.5 m x 14.5 m = 79.75 m2

Rc =

(6)

4

= 1/3 x 5.5 m x 93.11 m = 170.7 m2

Ccr = 4.7 (dari grafik)

Rc =

1.3.2 Pembebanan pada bolard Beban tarikan kapal

Beban tarikan kapal direfleksikan terhadap sumbu horizontal dan

vertikal seperti pada gambar dibawah. Untuk perhitungan gaya kritis, diambil angka perumpamaan sudut tali adalah 50 derajat

(7)

5  V = P Sin a = 25 Sin 50 = 19.151 Ton  H = P Cos a = 25 Cos 50 = 16.070 Ton  T = H Cos B = 16.070 Cos 50 = 10.329 Ton  N = H Sin B = 16.070 Sin 50 = 12.310 Ton 1.3.3 Pembebanan Gempa

Lokasi dermaga Lombok, diketahui nilai N-SPT sebagai berikut:

Lapisan ke-i

Tebal

lapisan (di) Deskripsi Tanah

Nilai N-SPT di/Ni (m) 1 1 Lempung lunak 2 0,500 2 1 Lempung berpasir 3 0,333 3 6 Pasir lempung 6 1,000

4 2 Pasir lempung disertai karang 8,5 0,235

5 7 Pasir lempung 12 0,583

6 3 Pasir lempung disertai batu karang 21 0,143

7 6 Pasir lempung 22 0,273

8 4 Lempung berpasir 28 0,143

(8)

6

Menentukan Kelas Situs (SA-SF)

Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan tanah dan/atau batuan yang nyata berbeda, harus dibagi menjadi lapisan - lapisan yang diberi nomor ke-1 sampai ke-n dari atas kebawah, sehingga ada total n- lapisan tanah yang berbeda pada lapisan 30m paling atas tersebut.

1. Tahapan Penyelesaian Standart Lapangan Rata-rata SNI 2833:2013 Psl. 5.3.1

Dari tabel diatas, termasuk kategori Tanah Lunak dikarenakan nilai N<15 2. Nilai PGA, Ss da S1 (periode ulang 1000 tahun) berdasarkan Peta Hazard Gempa

Ss = 1g

(9)

7

S1 = 0,3g

Gb. Peta S1 untuk daerah Lombok

PGA = 0,4g

Gb. Peta PGA untuk daerah Lombok

Sumber : SNI 2833:2013 tabel 3 dan 4

FPGA = 0,9

Fa = 0,9

Fv = 2,8

3. Nilai As (RSNI2 2833:201X Persamaan (8) halaman 20)

(10)

8

= 0,9 x 0,4 = 0,36g

4. Nilai SDs dan SD1 (RSNI2 2833:201X Persamaan (9) dan (10) halaman 20) SDs = Fs x Ss

= 0,9 x 1g = 0,9g SD1 = Fv x S1

= 2,8 x 0,3g = 0,84g 5. Pembuatan Kurva Spektrum Respon Desain

= Ketentuan :

1. Untuk T<T0, nilai Csm sebagai berikut: SNI 2833:2013 Pers. 11

2. Untuk T ≥T0 dan T≤Ts Csm sebagai berikut: SNI 2833:2013 Pasal.5.4 point 2.

Csm = SDs

3. Untuk nilai T>Ts, nilai Csm sebagai berikut: SNI 2833:2013 Pers. 12

 Grafik Respon Spektrum

T (detik) T (detik) Csm (g) 0 0 0,36 T0 0,187 0,90 Ts 0,933 0,90 Ts+0.1 1,033 0,813 Ts+0.2 1,133 0,741 Ts+0.3 1,233 0,681 Ts+0.4 1,333 0,630

(11)

9 Ts+0.5 1,433 0,586 Ts+0.6 1,533 0,548 Ts+0.7 1,633 0,514 Ts+0.8 1,733 0,485 Ts+0.9 1,833 0,458 Ts+1.0 1,933 0,434 Ts+1.1 2,033 0,413 Ts+1.2 2,133 0,394 Ts+1.3 2,233 0,376 Ts+1.4 2,333 0,360 Ts+1.5 2,433 0,345 Ts+1.6 2,533 0,332 Ts+1.7 2,633 0,319 Ts+1.8 2,733 0,307 Ts+1.9 2,833 0,296 Ts+2.0 2,933 0,286 Ts+2.1 3,033 0,277 Ts+2.2 3,133 0,268 Ts+2.3 3,233 0,260 Ts+2.4 3,333 0,252 Ts+2.5 3,433 0,245 Ts+2.6 3,533 0,238 Ts+2.7 3,633 0,231 Ts+2.8 3,733 0,225 Ts+2.9 3,833 0,219 4 4 0,210

(12)

10

BAB 2 ANALISA STRUKTUR

Struktur berthing dolphin dimodelkan pada SAP2000 sebagai berikut :

Permodelan mooring dolphin

Dalam analisa struktur digunakan beberapa kombinasi beban diantaranya : a. Kondisi operasi

1. 1,4DL

2. 1,2DL + 1,6LL b. Kondisi kapal sandar

1. 1,2DL + 1,6LL + 1,2BL 2. 1,2DL + 1,6LL +1,2ML c. Kondisi gempa 1. 1,2DL + 0,9LL + 1GX + 0,3GY 2. 1,2DL + 0,9LL – 1GX – 0,3GY Di mana :

DL = Deal Load (beban mati)

LL = Live Load (beban hidup)

ML = Mooring Load (beban tambat)

BL = Berthing Load (beban benturan)

GX = beban gempa yang bekerja pada arah X

(13)

11

Berdasarkan analisa yang telah dilakukan, di dapatkan momen pada berthing dolphin seperti yang disajikan pada gambar dibawah :

1. Momen M11 akibat kombinasi beban 1,2DL + 0,9LL + 1GX + 0,3GY

2. Momen M22 akibat kombinasi beban 1,2DL + 0,9LL + 1GX + 0,3GY

Dari semua kombinasi pembebanan diatas dipakai kombinasi dengan hasil momen terbesar yakni akibat kombinasi beban gempa 1,2DL + 0,9LL + 1GX + 0,3GY

Arah Besar Momen

X 9,562 Tm

(14)

12

BAB 3 PERENCANAAN MOORING DOLPHIN 3.1 Data Perencanaan - fc’ = 35 Mpa - fyl = 400 Mpa - tp = 1200 mm - b = 1000 mm - selimut beton = 100 mm - β1 = 0.80 (Fc’>30 Mpa) - Ø = 25 mm - As tulangan = 291 mm2 - Panjang = 4000 mm - Lebar = 4000 mm

dx = tebal pelat (h) - cover - (0.5 diameter tulangan rencana bawah) = 1088 mm

dy = tebal pelat (h) - cover - (diameter tulangan atas) - (0.5 diameter tulangan rencana atas)

= 1063 mm

3.2 Perhitungan tulangan arah X (M11)

Mu = 9,56 Tm (dari SAP 2000) = 95600000 Nmm Mn = Rn = ρb = = 0.03793125 ρmax =0.75 ρb = 0.028448438 ρmin = = 0.0035 m = ρ = ρ pakai = 0.0035 As perlu = ρpakai b d = 3806.25 mm2 S maks = 128,9 mm Dipakai tulangan = D25 – 120 mm As = 4088.5 mm2

(15)

13

3.3 Perhitungan tulangan arah Y (M22)

Mu = 10,661 Tm (dari SAP 2000) = 106610000 Nmm Mn = Rn = ρb = = 0.03793125 ρmax =0.75 ρb = 0.028448438 ρmin = = 0.0035 m = ρ = ρ pakai = 0.0035 As perlu = ρpakai b d = 3718.75 mm2 S maks =131.932 mm Dipakai tulangan = D25 – 120 mm As = 4088.5 mm2

As pasang > As perlu = 4088.5 mm2 > 3718,75 mm2 (OKE) 3.4 Kontrol Geser Pons

P = 38 Ton = 38000 kg D tiang = 500 mm d’ = h – p – 0.5D = 1200 – 100 – 12.5 = 1087,5 mm

bo = keliling dari penampang kritis

= 4 (0.5d + D tiang + 0.5d) = 4( 543.75 + 500 + 543.75) = 6350 mm

Gaya geser penampang kritis σu =

=

= 7378.640 kg/m2

(16)

14

= 7378.64 (51500 – 2520156.25) = 182000 kg

Cek kuat geser pons

Dimana Bc adalah rasio sisi Panjang terhadap sisi pendek kolom Sehingga

Vc = 20427114.23 N ᵩVc = 12256268.54 N ᵩVc < Vc (tidak perlu geser) Kontrol Dimensi

Vn = 16926561.6 N = 169265616 kg

(17)

15

BAB 4 PERHITUNGAN PONDASI TIANG 4.1 Perhitungan Daya Dukung Tanah

Perhitungan daya dukung struktur bawah menggunakan metode perhitungan spring elastis linier. Pada analisa tahanan tanah lateral yang bersifat liner elastis, tanah dimodelkan sebagai spring dengan dilakukan peninjauan pada tiap meter kedalaman tanah sebagai gaya spring horizontal dan peninjauan pada ujung tiang sebagai gaya spring vertikal. Kedalaman tanah hingga mencapai lapisan keras adalah 30 meter yang diukur dari seabed dan besar pergeseran (y) diambil = 1.

4.2 Perhitungan Gaya Spring Vertikal

Perhitungan gaya spring yang terjadi pada ujung tiang dihitung dengan memperhitungkan kV yang dihitung dengan rumus :

kV = Af . k0 Dengan

Af = ¼ π.(Ø2 – (Ø – (2.y/10))2) k0 = 0,2 . E . (Ø)-3/4

Di mana: kV = gaya spring vertical Af = lebar efektif

k0 = harga perkiraan koefisien dari reaksi tanah

jika pergeseran pada permukaan dibuat sebesar 1 cm

Ø = Diameter tiang pancang

E = Modulus elastisitas tanah pada kedalaman yang ditinjau. Dihitung dengan:

E = N.Dt

N = nilai N SPT pada kedalaman yang ditinjau Dt = kedalaman ujung tiang pancang

4.3 Perhitungan Gaya Spring Horizontal

Perhitungan kH dilakukan dengan dengan rumus : kH = koef.K . Ø (a – b)

(18)

16

Adapun rekapitulasi perhitungan kV dan kH untuk tiang pancang diameter 500 akan ditampilkan pada tabel dibawah ini :

Tabel Rekapitulasi perhitungan Kv dank H tiang diameter 500 mm

Untuk perhitungan Daya Dukung tiang pancang digunakan bantuan dengan bantuan program SAP2000. Dari hasil analisa didapat besar reaksi pada ujung tiang sebesar 42.348 Ton

(19)

17

Dari hasil analisa tersebut dilakukan perbandingan dengan hasil perhitungan Daya Dukung Tanah pada kedalaman 30 m dan memiliki Daya dukung ijin tanah sebesar 169 Ton (nilai SF = 2,5).Dari sini maka dapat disimpulkan bahwa Daya Dukung Tanah pada kedalaman tersebut mampu memikul/menahan reaksi dari ujung tiang sebesar 42.348 Ton.

(20)

18

4.4 Perhitungan Kapasitas Tiang Pancang

Perhitungan Kapasitas tiang pancang dilakukan dengan analisa program bantu SAP2000 dari perhitungan tersebut maka dapat diketahui bahwa kapasitas tiang berada pada kondisi aman untuk menahan beban dari berthing dolphin (0,742 < 0,95 = AMAN)

(21)

19