Harbour Mobile Crane Pad (HMC Pad) adalah lokasi yang digunakan untuk landasan dan olah gerak HMC (Harbour Mobile Crane) dalam kegiatan bongkar muat dari kapal ke dermaga atau sebaliknya. Pada tugas ini, direncanakan balok untuk HMC Pad dengan tebal 60 cm. HMC pad ini harus memiliki kekuatan untuk menahan beban akibat crane dan container di atasnya. Selanjutnya diperlukan juga cek terhadap kebutuhan tulangan yang telah direncanakan apakah sudah sesuai dan kuat menahan beban yang terjadi. Gambar yang digunakan untuk pemodelan yaitu seperti pada Gambar 5.21.
Gambar 5. 21 HMC Pad dan dimensi-dimensi untuk pemodelan Analisis dilakukan dengan data-data sebagai berikut:
HMC Pad Type 4406, yang dimensinya dapat dilihat pada gambar 5.22.
• Panjang = 4,5 m
• Lebar = 2 m
• Tebal Pad = 0,6 m
• Luas Pad = 9 m2
• Jumlah Pad = 4 unit
54
• Mutu Tulangan = 420 MPa (Ulir)
• Mutu Beton = K430 (f’c = 430 kg/cm2)
• Diameter tulangan rencana = D19 – 150 Beban yang terjadi pada pad yaitu:
• Beban Crane operasional = 370 ton
• Counterweight = 87,5 ton
• Container = 8,3 ton
• Total beban = 465,8 ton
• Jumlah Pad yang digunakan = 4 unit
• Beban per pad = 465,8 / 4 = 116 ton
Gambar 5. 22 Ilustrasi dimensi HMC Pad
Karena pemodelan struktur akan dilakukan dengan metode 2 dimensi, maka beban merata yang diterima setiap pad harus ditransformasikan sebagai beban garis sepanjang 2 meter dari ujung. Sehingga perhitungannya menjadi:
P = 116 ton / 4,5 meter
= 25,88 ton/m
Gambar 5. 23 Sketsa pembebanan 25,88 ton sepanjang 2 meter
Setelah itu dianalisis dan mengecek hasil momen yang terjadi dengan memunculkan table analisis design forces for beams seperti di Gambar 5.24.
55 Gambar 5. 24 Tabel hasil momen dan gaya geser untuk tujuan desain.
Cek Kebutuhan Tulangan
P = 3500 mm
L = 4500 mm
Tebal pelat = 60 cm = 600 mm Tebal selimut beton = 40 mm
Tulangan Rencana = D19 -150 = 19 mm Tinggi efektif :
Dx = hf – selimut beton – (1/2 D19)
= 600 – 40 – (1/2 x 19)
= 550,5 mm
Dy = hf – selimut beton – stirrups – (1/2 D19)
= 600 – 40 – 19 - (1/2 x 19)
= 531,5 mm
Momen desain maks = -24967,65 kgm (momen negative)
= 10199,43 kgm (momen positif)
• Penulangan Arah Y (Momen Negatif)
Mu = 24967,65 kgm
= 0,9 (Tension controlled)
Mn = Mu /
= 1946,37 kgm / 0,9 = 27741,83 kgm
Rn = Mn / b d
= 2774183 kgcm / 0,9 x 100 x 53,152
= 9,82 kg/cm2
= 0,982 MPa
m = fy / 0,85 f’c
= 420 / 0,85 x 43 = 11,49 MPa
Perlu = = 0,00237
min = 1,4 / fy = 1,4 / 420 = 0,00333 (menentukan)
− −
= fy
Rn x m x m
1 2 1 1
56
min = f’c / (4*fy) = 43 / (4*420) = 0,025595 Karena perlu < min maka dipakai rasio tulangan = 0,00333 Cek jumlah tulangan:
As perlu = b d = 0,00562 . 1000 . 531,5 = 1771,667 mm2 As tulangan min = ¼ d2 = ¼ . 3,14. 192 = 283,6429 mm2 n = As perlu / As min
= 1771,667 / 283,6429
= 6,24 7 tulangan (tiap 1 meter) n (1 bentang) = 7 x 3,5 = 24,5 25 tulangan Jarak tulangan = 1000/7= 142,85 mm
Kontrol jarak tulangan (thd. SNI 2847:2019 pasal 7.7.2.3)
S max = 450 mm
S max = 3h = 3 x 600 = 1800 mm
Maka dipakai tulangan D19 dengan jarak < 142,85 mm agar memenuhi persyaratan.
Sehingga dapat digunakan tulangan D13-125 mm Cek Kapasitas Penampang
a = As. Fy / (0,85 f’c b)
= (283,6429 . 7) . 420 / (0,85. 43. 1000)
= 22,815 mm
Mn = As. Fy (d- a/2)
= 0,85. (283,6429 . 7). 420 (531,5 – (22,815 /2))
= 368653575,3 Nmm
Mu = 24967,65 kgm x 9806,65
= 244849004,9 Nmm
Mn > Mu (OK, Penampang Kuat)
• Penulangan Arah Y (Momen Positif)
Mu = 10199,43 kgm
= 0,9 (Tension controlled)
Mn = Mu /
= 10199,43 kgm / 0,9 = 11332,7 kgm
Rn = Mn / b d
= 1133270 kgcm / 0,9 x 100 x 53,152
= 4,011 kg/cm2
= 0,4011 MPa
m = fy / 0,85 f’c
= 420 / 0,85 x 43 = 11,49 MPa
57
Perlu = = 0,00096
min = 1,4 / fy = 1,4 / 420 = 0,00333 (menentukan)
min = f’c / (4*fy) = 43 / (4*420) = 0,025595 Karena perlu < min maka dipakai rasio tulangan = 0,00333 Cek jumlah tulangan:
As perlu = b d = 0,005436. 1000 . 531,5 = 1771,667 mm2 As tulangan min = ¼ d2 = ¼ . 3,14. 192 = 283,6429 mm2 n = As perlu / As min
= 1771,667 / 283,6429
= 6,24 7 tulangan (tiap 1 meter) n (1 bentang) = 7 x 3,5 = 24,5 25 tulangan Jarak tulangan = 1000/7 = 142,85 mm
Kontrol jarak tulangan (thd. SNI 2847:2019 pasal 7.7.2.3)
S max = 450 mm
S max = 3h = 3 x 600 = 1800 mm
Maka dipakai tulangan D19 dengan jarak < 142,85 mm agar memenuhi persyaratan.
Sehingga dapat digunakan tulangan D13-125 mm Cek Kapasitas Penampang
a = As. Fy / (0,85 f’c b)
= (283,6429 . 7) . 420 / (0,85. 43. 1000)
= 22,815 mm
Mn = As. Fy (d- a/2)
= 0,85. (283,6429 . 7). 420 (531,5 – (22,815 /2))
= 368653575,3 Nmm
Mu = 10199,43 kgm x 9806,65
= 100022240,2 Nmm
Mn > Mu (OK, Penampang Kuat)
Pada penerapannya dan berdasarkan tulangan yang direncanakan, saat ini digunakan tulangan D13-150 mm. Sedangkan dari hasil analisis yang dilakukan ternyata tulangannya harus terpasang dengan jarak 125 mm. Sehingga, setelah hasil berikut disampaikan, kesimpulan yang dapat ditarik adalah tulangan yang digunakan diperbesar menjadi D25 dengan jarak tetap yaitu 150 mm.
− −
= fy
Rn x m x m
1 2 1 1
58 5.5 Analisis Daya Dukung Tiang Pancang akibat HMC Pad
Analisis ini melanjutkan dari perhitungan HMC Pad sebelumnya, dimana HMC akan dimodelkan sebagai struktur 2 dimensi tanpa assign frame (ditampilkan pada
Gambar 5.25.) karena bertujuan untuk mengetahui reaksi perletakan yang terjadi.
Setelah didapat reaksi perletakan, selanjutnya reaksi tersebut akan digunakan untuk menghitung daya dukung tiang pancang steel pipe sheet pile. Analisis dilakukan menggunakan 2 opsi yaitu opsi perletakan sendi-sendi dan jepit-sendi.
Analisis dilakukan dengan data-data sebagai berikut:
• Frame : not assigned
• Pile selfweight : 11 ton
• Jarak as pile ke HMC Pad : 2,5 m
• HMC Pad : 3,5 m
• Beban pada HMC Pad : 240 Kn/m2 x 1 m = 240 kN/m = 24 t/m
Gambar 5. 25 Pemodelan menggunakan SAP 2000
Setelah itu dilakukan proses running dan didapat hasil reaksi perletakan dan defleksi untuk masing-masing opsi seperti pada Gambar 5.26. hingga 5.29
Gambar 5. 26 Reaksi perletakan dengan kondisi sendi-sendi
Didapat reaksi perletakan di tiang pancang sebesar 24,6 ton. Apabila ditambah dengan berat sendiri pancang 11 ton, maka menjadi 35,6 ton.
59 Gambar 5. 27 Besar defleksi yang terjadi pada kondisi sendi-sendi
Gambar 5. 28 Reaksi perletakan dengan kondisi jepit-sendi
Didapat reaksi perletakan di tiang pancang sebesar 34,72 ton. Apabila ditambah dengan berat sendiri pancang 11 ton, maka menjadi 45,72 ton.
Gambar 5. 29 Besar defleksi yang terjadi pada kondisi jepit-sendi
Hasil defleksi yang terjadi di kedua kondisi selanjutnya dikontrol apakah telah memenuhi lendutan ijin yang disyaratkan.
Δijin = l/360
= 600/360
= 1,67 cm Lendutan yang terjadi:
Kondisi perletakan Sendi-Sendi = 4,9 cm Kondisi perletakan Jepit Sendi = 2,4 cm
Setelah didapat hasil lendutan yang terjadi di masing-masing kondisi, didapat bahwa lendutan di kedua kondisi baik sendi-sendi maupun jepit-sendi tenyata melebihi 1,67 cm, sehingga tidak memenuhi kontrol desain.
Hal ini dikarenakan pemodelan dilakukan secara sederhana, karena pada awalnya hanya bertujuan untuk mengetahui reaksi perletakan di ujung-ujung untuk perhitungan daya dukung tiang. Sebaiknya, untuk kontrol lendutan pada HMC pad, pemodelan HMC pad harus disertakan assign material dan dimensi-dimensinya agar hasil lendutan yang
60 didapatkan lebih spesifik. Apabila masih belum OK, dapat dilakukan opsi yaitu mempertebal HMC pad atau menggunakan mutu beton lebih tinggi untuk HMC Pad.
Kemudian perlu dilakukan perhitungan daya dukung tiang pancang untuk menentukan apakah tiang kuat menahan reaksi perletakan yang terjadi. Perhitungan daya dukung tiang ini menggunakan metode Luciano DeCourt dengan rumus:
𝑄𝐿 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑠 𝑄𝑝 = [𝑁𝑝. 𝐾. 𝐴𝑝] 𝑄𝑠 = 𝛽 [(𝑁𝑠
3 + 1) 𝐴𝑠] QL = Daya dukung tanah maksimum pada pondasi
QP = Daya dukung dari unsur point bearing/ resistance ultimate di dasar pondasi QS = Daya dukung dari unsur skin friction / resistance ultimate akibat lekatan lateral qp = Tegangan di ujung tiang
qs = Tegangan akibat lekatan lateral dalam t/m2
NP = Harga rata-rata SPT di sekitar 4B di atas dan 4B di bawah dasar pondasi (B = diameter tiang pondasi)
NS = harga rata-rata SPT di sepanjang tiang yang terbenam (D), dengan batasan : 3 ≤ N ≤ 50.
AP = luas penampang dasar tiang (m2) AS = luas selimut tiang = x B x D (m2) K = koefisien karakteristik tanah :
12 t/m2 , lempung
20 t/m2 , lanau berlempung 25 t/m2 , lanau berpasir 40 t/m2 , pasir
Berikut merupakan hasil perhitungan daya dukung tiang pancang :
61 Tabel 5. 1 Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang
Berikut merupakan hasil grafik antara daya dukung dengan kedalaman :
Diameter: 1,016 m
Depth(m) Elevation (m) N N' Np' K Ap Qp Ns1 Ns qs As Qs QL ( ton ) Qall ( ton )
2,00 -2,000 1 1 1,3 20 0,81106 21,6 3,0 3,0 2,0 6,38 12,8 34,4 11,5 4,00 -4,000 1 1 1,8 20 0,81106 28,4 3,0 3,0 2,0 12,77 25,5 53,9 18,0 6,00 -6,000 2 2 2,2 25 0,81106 44,6 3,0 3,0 2,0 19,15 38,3 82,9 27,6 8,00 -8,000 3 3 2,8 25 0,81106 56,8 3,0 3,0 2,0 25,53 51,1 107,8 35,9 10,00 -10,000 4 4 3,4 25 0,81106 68,9 4,0 3,2 2,1 31,92 66,0 134,9 45,0 12,00 -12,000 4 4 4,4 25 0,81106 89,2 4,0 3,3 2,1 38,30 80,9 170,1 56,7 14,00 -14,000 4 4 5,2 25 0,81106 105,4 4,0 3,4 2,1 44,69 95,8 201,2 67,1 15,00 -16,000 5 5 5,4 25 0,81106 109,5 5,0 3,6 2,2 47,88 105,7 215,2 71,7 16,00 -16,000 7 7 5,8 25 0,81106 117,6 7,0 4,0 2,3 51,07 119,2 236,8 78,9 18,00 -18,000 7 7 6,4 25 0,81106 129,8 7,0 4,3 2,4 57,45 139,8 269,6 89,9 20,00 -20,000 7 7 7,2 25 0,81106 146,0 7,0 4,5 2,5 63,84 160,6 306,6 102,2 22,00 -22,000 7 7 8,6 25 0,81106 174,4 7,0 4,8 2,6 70,22 181,4 355,8 118,6 24,00 -24,000 8 8 10,0 25 0,81106 202,8 8,0 5,0 2,7 76,60 204,3 407,0 135,7 26,00 -26,000 14 14 9,4 25 0,81106 190,6 14,0 5,6 2,9 82,99 239,1 429,7 143,2 28,00 -28,000 14 14 10,0 25 0,81106 202,8 14,0 6,2 3,1 89,37 274,1 476,8 158,9 30,00 -30,000 4 4 10,7 25 0,81106 216,3 4,0 6,1 3,0 95,76 289,3 505,5 168,5
62 Gambar 5. 30 Grafik Daya Dukung Tanah vs Kedalaman
-32,00 -30,00 -28,00 -26,00 -24,00 -22,00 -20,00 -18,00 -16,00 -14,00 -12,00 -10,00 -8,00 -6,00 -4,00 -2,00 0,00
0 100 200 300 400 500 600
Depth (m)
Daya Dukung Tanah (Ton)
63 5.6 Perhitungan Saluran Drainase
Pada proyek perkuatan struktur dermaga ini direncanakan akan dibuat sebuah system saluran drainase untuk menampung debit limpasan yang terjadi akibat air hujan.
Sebagian akan dibuang langsung ke laut dan sebagian lagi akan mengalir melalui saluran drainase yang akan dibuat. Berikut merupakan layout catchment area saluran drainase Dermaga Berlian dan gambar detail ditampilkan pada lampiran.
Gambar 5. 31 Layout Catchment Area Drainase pada Dermaga Berlian Data saluran yang akan direncanakan dimensinya yaitu sebagai berikut : 1. Saluran kade 0-100 :
Panjang = 54,748 meter Catchment area = 4045,829 𝑚2 2. Saluran kade 100-200 :
Panjang = 99,374 meter Catchment area = 9010,491 𝑚2 3. Saluran kade 200-300 :
Panjang = 100,467 meter Catchment area = 14008,508 𝑚2 4. Saluran kade 300-400 :
Panjang = 100,243 meter Catchment area = 18998,163 𝑚2 5. Saluran kade 400-500 :
Panjang = 99,977 meter Catchment area = 23967,812 𝑚2 6. Saluran kade 500-600 :
Panjang = 102,697 meter Catchment area = 29049,202 𝑚2 7. Saluran kade 600-700 :
Panjang = 127,660 meter Catchment area = 38618,658 𝑚2
Dengan curah hujan rata-rata harian pada Dermaga Berlian = 102 mm
Langkah awal yang dilakukan yaitu perhitungan analisis hidrologi yang berfungsi untuk mengetahui besarnya debit air yang harus ditampung oleh system drainase yang
64 akan dirancang. Perhitungan debit pada analisis hidrologi menggunakan rumus rasional sebagai berikut :
Q = 0,278 C I A (m3/detik) Dimana :
Q = debit (m3/detik) C = koefisien pengaliran
I = intensitas hujan untuk periode ulang tertentu (mm/jam) A = luas area (km2)
Koefisien C untuk suatu wilayah bagian daerah yang ditinjau dimana jenis permukaannya lebih dari satu macam, diambil rata-ratanya dengan rumus:
𝐶𝑔𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 =𝐶𝑖 𝑥 𝐴𝑖 𝐴𝑖 Dimana :
Ci = Koefisien pengaliran untuk lapisan daerah yang ditinjau dengan satu jenis permukaan
Ai = Luas area (m2)
Berikut ini adalah nilai koefisien pengaliran C untuk hujan dengan periode ulang 5 sampai 10 tahun:
Tabel 5. 2 Koefisien Pengaliran (C)
Dalam dermaga ini, permukaan jalan menggunakan perkerasan paving, sehingga diambil nilai C sebesar 0,5.
65 Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus :
tc = to + tf Dimana :
tc = waktu yang diperlukan oleh titik air untuk mengalir dari tempat hidrolis yang terjauh di daerah aliran ke titik yang ditinjau
to = waktu yang dibutuhkan untuk mengalir di permukaan untuk mencapai inlet tf = waktu yang diperlukan untuk mengalir di sepanjang saluran
Perumusan yang umum digunakan untuk menghitung to : 𝑡𝑜 = 1,44 (𝑛𝑑 × 𝑙
√𝑠)0,467 Dimana :
l = jarak dari titik terjauh ke inlet (m) = 70 m nd = koefisien hambatan setara koefisien kekasaran s = kemiringan medan
Berikut ini adalah nilai koefisien hambatan (nd)
Tabel 5. 3 Koefisien hambatan (nd) berdasarkan kondisi permukaan
Koefisien hambatan (nd) yang diambil dalam perencanaan drainase dermaga kali ini menggunakan lapisan permukaan kedap air = 0,02.
Intensitas hujan adalah ketinggian curah hujan yang terjadi pada suatu kurun waktu dimana air tersebut terkonsentrasi, dengan satuan mm/jam. Besarnya intensitas curah hujan sangat diperlukan dalam perhitungan debit banjir rencana berdasar metode rasional durasi adalah lamanya suatu kejadian hujan. Intensitas hujan yang tinggi pada umumnya berlagsung dengan durasi pendek dan meliputi daerah yang tidak sangat luas.
Dalam perencanaan drainase ini menggunakan rumusan yang dirumuskan oleh Mononobe :
𝐼 = 𝑅24 24 × (24
𝑡𝑐)
2/3
𝑚𝑚/𝑗𝑎𝑚 Dimana :
I = intensitas hujan untuk periode ulang tertentu (mm/jam) R24 = tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (mm)
tc = lamanya curah hujan (jam)
66 Tinggi hujan maksimum dalam 24 jam (R24) pada Proyek Dermaga Berlian didapatkan nilai sebesar 102 mm.
Setelah itu dilakukan perhitungan analisis hidrolika untuk mengetahui kemampuan penampang saluran dalam menampung debit yang terjadi. Dalam menentukan dimensi saluran drainase, debit analisis hidrolika harus minimal sama dengan debit analisis hidrologi. Perhitungan analisis hidrolika menggunakan rumus manning sebagai berikut:
𝑣 = 1
𝑛 × 𝑅 2/3 × 𝑆 1/2
Persamaan kecepatan (v) disubstitusikan ke dalam persamaan debit aliran (Q), sehingga didapat :
𝑄 = 1
𝑛× 𝑅 2/3 × 𝑆 1/2 × 𝐴 Dimana :
v = kecepatan air di saluran A = luas penampang saluran R = A/P
P = keliling basah penampang saluran S = kemiringan saluran
n = koefisien kekasaran
Berikut ini merupakan hasil perhitungan perencanaan saluran drainase di Dermaga Berlian :
Tabel 5. 4 Perhitungan Koefisien Pengaliran (C)
KADE
Panjang Saluran L (m)
A (m2) C Ʃ Ci x
Ai Ʃ Ai C
gabungan
0-100 54,748 4045,8286 0,5 2023 4046 0,500
100-200 99,374 9010,491 0,5 4505 9010 0,500
200-300 100,467 14008,5083 0,5 7004 14009 0,500 300-400 100,243 18998,1628 0,5 9499 18998 0,500 400-500 99,977 23967,8119 0,5 11984 23968 0,500 500-600 102,697 29049,2023 0,5 14525 29049 0,500 600-700 127,660 38618,6575 0,5 19309 38619 0,500
67 Tabel 5. 5 Perhitungan Intensitas Hujan (I)
KADE nd L (m) s (%) to
(menit)
Panjang Saluran L (m)
v saluran (m/s)
tf (detik)
tf
(menit) tc (menit) tc (jam) I (mm/jam)
0-100 0,02 45 0,2222 5,708 55 0,361 151,832 2,531 8,239 0,14 132,856
100-200 0,02 45 0,2222 5,708 99 0,417 238,142 3,969 12,208 0,20 102,220
200-300 0,02 45 0,2222 5,708 100 0,445 225,791 3,763 15,971 0,27 85,455
300-400 0,02 45 0,2222 5,708 100 0,462 216,795 3,613 19,584 0,33 74,592
400-500 0,02 45 0,2222 5,708 100 0,475 210,546 3,509 23,094 0,38 66,830
500-600 0,02 45 0,2222 5,708 103 0,485 211,922 3,532 26,626 0,44 60,781
600-700 0,02 45 0,2222 5,708 128 0,503 253,910 4,232 30,857 0,51 55,088
Tabel 5. 6 Perhitungan Dimensi Saluran
KADE n b/h h air
(m)
h box (m)
Lebar dasar b
(m)
A
(m2) P (m) R (m) S V
(m/det)
Q (hidrolika)
(m3/det)
Q (hidrologi)
(m3/det)
Q (m3/det)
Tinggi Jagaan (m) 0-100 0,014 3,084 0,259 0,300 0,8 0,208 1,319 0,157 0,0003 0,361 0,07482 0,07471 0,00011 0,041 100-200 0,014 2,084 0,384 0,400 0,8 0,307 1,568 0,196 0,0003 0,417 0,12815 0,12803 0,00012 0,016 200-300 0,014 1,709 0,468 0,500 0,8 0,374 1,736 0,216 0,0003 0,445 0,16663 0,16640 0,00023 0,032 300-400 0,014 1,501 0,533 0,600 0,8 0,426 1,866 0,228 0,0003 0,462 0,19711 0,19698 0,00013 0,067 400-500 0,014 1,364 0,586 0,600 0,8 0,469 1,973 0,238 0,0003 0,475 0,22273 0,22265 0,00009 0,014 500-600 0,014 1,263 0,633 0,700 0,8 0,507 2,066 0,245 0,0003 0,485 0,24548 0,24542 0,00006 0,067 600-700 0,014 1,088 0,735 0,800 0,8 0,588 2,271 0,259 0,0003 0,503 0,29575 0,29571 0,00004 0,065
68 5.7 Evaluasi Kekuatan Struktur Drainase dan Box Culvert
Setelah direncanakan sebuah system drainase yang dapat menampung limpasan air hujan yang terjadi, maka diperlukan control kekuatan struktur drainase itu sendiri dimana menggunakan U-ditch dan box culvert. Dikarenakan di atas system drainase ini akan digunakan sebagai lalu lintas ala berat, seperti truck, crane, dll maka dari itu perlunya control kekuatan apakah struktur ini kuat menahan beban yang terjadi.
Diasumsikan beban truk yang lewat sebesar 30 ton/m. Berikut merupakan spesifikasi dimensi box culvert :
Dimensi saluran u-ditch = 60 x 120 x 120 cm
Material = Beton
Mutu Beton = 29,18 MPa
Mutu Baja = 420 MPa (Ulir)
Tebal box culvert (kondisi 1) = 15 cm Tebal box culvert (kondisi 2) = 25 cm Diameter tulangan rencana = D13
Beban yang terjadi = 30 ton akibat truck
Untuk kondisi pertama yaitu box culvert dengan ketebalan 15 cm didapatkan hasil momen akibat beban truck sebagai berikut:
Gambar 5. 32 Momen yang dihasilkan akibat beban truk 30 ton, satuan dalam kg dan m (ketebalan 15 cm)
69
Gambar 5. 33 Hasil Momen Maksimum pada sisi Atas, Samping, dan Bawah (ketebalan 15 cm)
Cek kebutuhan tulangan pada box culvert dengan ketebalan 15 cm :
Mutu Baja = 420 MPa (Ulir)
Diameter tulangan rencana = D13
Tulangan yang dibutuhkan pada seluruh sisi box culvert yaitu didapatkan seperti berikut ini :
Tabel 5. 7 Kebutuhan Tulangan Box Culvert tebal 15 cm
Contoh perhitungan kebutuhan tulangan pada sisi bawah box culvert yaitu sebagai berikut:
Direncanakan:
P = 900 mm
L = 1200 mm
Tebal pelat = 15 cm = 150 mm Tebal selimut beton = 40 mm
Tulangan Rencana = 13 mm Tinggi efektif :
Dx = hf – selimut beton – (1/2 D13)
= 150 – 40 – (1/2 x 13)
= 103,5 mm
Dy = hf – selimut beton – stirrups – (1/2 D13)
= 150 – 40 – 13 - (1/2 x 13)
= 90,5 mm
Momen maks = 2053,24 kgm (momen negative)
• Penulangan Arah X Mu = 2053,24 kgm
Box Culvert Momen (-) Arah X Arah Y S (jarak) Sisi Atas 1519,55 kgm 5 tulangan 4 tulangan 250 mm Sisi Samping 975,59 kgm 4 tulangan 5 tulangan 300 mm Sisi Bawah 2053,24 kgm 6 tulangan 5 tulangan 200 mm
70
= 0,9 (Tension controlled) Mn = Mu /
= 2053,24 kgm / 0,9 = 2281,378 kgm Rn = Mn / b d
= 2281,378 kgcm / 0,9 x 100 x 10,352 = 23,663 kg/cm2
= 2,366 MPa m = fy / 0,85 f’c
= 420 / 0,85 x 29,18 = 16,933 MPa
Perlu = = 0,00593
min = 1,4 / fy = 1,4 / 420 = 0,00333 (menentukan)
min = f’c / (4*fy) = 29,18 / (4*420) = 0,017369 Karena perlu > min maka dipakai rasio tulangan = 0,00593 Cek jumlah tulangan:
As perlu = b d = 0,00593 . 1000 . 103,5 = 613,966 mm2 As tulangan min= ¼ d2 = ¼ . 3,14. 132 = 132,786 mm2
n = As perlu / As min = 613,966 / 132,786
= 4,62 5 tulangan (tiap 1 meter) n (1 bentang) = 5 x 1,2 = 6 tulangan
Jarak tulangan = 1000/5 = 200 mm
Kontrol jarak tulangan (thd. SNI 2847:2019 pasal 7.7.2.3) S max = 450 mm
S max = 3h = 3 x 150 = 450 mm
Maka tulangan D13 dengan jarak 200 mm memenuhi persyaratan Sehingga dapat digunakan tulangan 6D13-200 mm
Cek Kapasitas Penampang
a = As. Fy / (0,85 f’c b)
= (132,786 . 5) . 420 / (0,85. 29,18. 1000)
= 11,243 mm
Mn = As. Fy (d- a/2)
= 0,85. (132,786 . 5). 420 (103,5 – (11,243/2))
= 23199455,16 Nmm
Mu = 2053,24 kgm x 9806,65
= 20135406,05 Nmm
− −
= fy
Rn x m x m
1 2 1 1
71
Mn > Mu (OK, Penampang Kuat)
• Penulangan Arah Y Mu = 2053,24 kgm
= 0,9 (Tension controlled) Mn = Mu /
= 2053,24 kgm / 0,9 = 2281,378 kgm Rn = Mn / b d
= 2281,378 kgcm / 0,9 x 100 x 10,352 = 23,663 kg/cm2
= 2,366 MPa m = fy / 0,85 f’c
= 420 / 0,85 x 29,18 = 16,933 MPa
Perlu = = 0,00593
min = 1,4 / fy = 1,4 / 420 = 0,00333 (menentukan)
min = f’c / (4*fy) = 29,18 / (4*420) = 0,017369 Karena perlu > min maka dipakai rasio tulangan = 0,00593 Cek jumlah tulangan:
As perlu = b d = 0,00593 . 1000 . 103,5 = 613,966 mm2 As tulangan min= ¼ d2 = ¼ . 3,14. 132 = 132,786 mm2
n = As perlu / As min = 613,966 / 132,786
= 4,62 5 tulangan (tiap 1 meter) n (1 bentang) = 5 x 0,9 = 4,5 5 tulangan Jarak tulangan = 1000/5 = 200 mm
Kontrol jarak tulangan (thd. SNI 2847:2019 pasal 7.7.2.3) S max = 450 mm
S max = 3h = 3 x 150 = 450 mm
Maka tulangan D13 dengan jarak 200 mm memenuhi persyaratan Sehingga dapat digunakan tulangan 5D13-200 mm
Cek Kapasitas Penampang
a = As. Fy / (0,85 f’c b)
= (132,786 . 5) . 420 / (0,85. 29,18. 1000)
= 11,243 mm
Mn = As. Fy (d- a/2)
− −
= fy
Rn x m x m
1 2 1 1
72 = 0,85. (132,786 . 5). 420 (103,5 – (11,243/2))
= 23199455,16 Nmm
Mu = 2053,24 kgm x 9806,65
= 20135406,05 Nmm
Mn > Mu (OK, Penampang Kuat)
Untuk kondisi yang kedua yaitu box culvert dengan ketebalan 25 cm didapatkan hasil momen akibat beban truck sebagai berikut:
Gambar 5. 34 Momen yang dihasilkan akibat beban truk 30 ton, satuan dalam kg dan m (ketebalan 25 cm)
Gambar 5. 35 Hasil Momen Maksimum pada sisi Atas, Samping, dan Bawah (ketebalan 25 cm)
Cek kebutuhan tulangan pada box culvert dengan ketebalan 25 cm :
Mutu Baja = 420 MPa (Ulir)
Diameter tulangan rencana = D13
73 Dengan cara perhitungan yang sama seperti kondisi saat box culvert memiliki ketebalan 15 cm, tulangan yang dibutuhkan pada seluruh sisi box culvert dengan tebal 25 cm yaitu didapatkan seperti berikut ini :
Tabel 5. 8 Kebutuhan Tulangan Box culvert tebal 25 cm