5.4 Beban selama banjir
5.4.4 Beban gelombang
Beban gelombang harus ditentukan dengan salah satu dari tiga metode berikut: (1) dengan menggunakan prosedur analitis yang tertera dalam pasal ini, (2) dengan lebih dahulu melakukan prosedur model numerik, atau (3) dengan prosedur uji laboratorium (model fisik).
Beban-beban gelombang adalah beban-beban yang disebabkan dari memperbanyak gelombang air di atas permukaan air dan menyerang/menghantam suatu gedung atau struktur lainnya. Desain dan konstruksi bangunan gedung dan struktur lainnya yang diakibatkan oleh beban gelombang seharusnya diperhitungkan untuk beban berikut:
gelombang pecah pada bagian bangunan gedung atau struktur; kekuatan mengangkat/up-lift yang diakibatkan oleh gelombang dangkal di bawah suatu bangunan gedung atau struktur, atau bagiannya; gelombang naik yang menyerang/menghantam bagian bangunan gedung atau struktur; tarikan yang disebabkan gelombang dan kekuatan inersia; dan gerusan yang disebabkan gelombang menjelajah pada dasar suatu bangunan atau struktur, atau fondasinya. Beban gelombang harus dimasukkan pada zona-V dan zona-A. Pada zona-V, gelombang berketinggian 3 ft (0,91 m), atau lebih; di pesisir daratan banjir dari zona-V, gelombang berketinggian lebih kecil dari 3 ft (0,91 m). Beban gelombang yang tidak pecah dan gelombang air pecah harus dihitung sesuai dengan prosedur yang ditetapkan dalam 5.4.2 dan 5.4.3 yang memperlihatkan bagaimana menghitung beban hidrostatis dan beban hidrodinamis.
ta Badan Standardisasi Nasional, Copy s tan dar ini dibuat untuk penayangan di www.bsn.go.id dan tidak untuk di komersialkan”
Beban-beban akibat gelombang pecah harus dihitung sesuai dengan prosedur yang ditetapkan dalam 5.4.4.1 sampai 5.4.4.4. Tinggi gelombang air pecah sesuai dengan prosedur 5.4.4.1 sampai 5.4.4.4 harus dihitung untuk Zona-V dan Zona-A di sepanjang pantai dihitung sesuai dengan Persamaan (5-2) dan Persamaan (5-3).s
b d
H 0,78 (5.4-2) di mana
Hb = tinggi gelombang pecah dalam ft (m)
ds = tinggi air diam setempat dalam ft (m)
Kecuali dilakukan lebih dahulu prosedur-prosedur atau pengujian-pengujian labotorium yang ditetapkan dalam pasal ini, tinggi air diam setempat harus dihitung menggunakan Persamaan (5-3).
-G
ds 0,65BFE (5.4-3) di mana
BFE = BFE dalam ft (m)
G = ketinggian tanah dalam ft (m)
5.4.4.1 Beban akibat gelombang pecah pada tiang pancang vertikal dan kolomvertikal Gaya neto yang diperoleh dari gelombang air pecah yang bekerja padatiang pancang atau kolom vertikal kaku harus diasumsikan bekerja pada ketinggian air diam dan harus dihitung dengan menggunakan Persamaan (5-4) berikut ini.
0,5
F
D .wCDDHb2 (5.4-4) di manaF
D = gaya gelombang neto, dalam lb (kN)
w = berat jenis air = 62,4 pcf (9,80 kN/m3) untuk air tawar dan = 64,0 pcf (10,05 kN/m3) untuk air asinC
D = koefisien gelombang air pecah yang bergerak perlahan, = 1,75 untuk tiang pancang bulat/bundar atau kolom bulat, dan = 2,25 untuk tiang pancang persegi panjang atau kolom persegi panjangD
= diameter tiang pancang atau diameter kolom, dinyatakan dalam ft (m) untuk penampang bundar, atau untuk tiang pancang persegi empat atau kolom persegi empat, 1,4 kali lebar tiang pancang atau 1,4 kali lebar kolom, dinyatakan dalam ft (m)Hb = tinggi gelombang air pecah, dinyatakan dalam ft (m)
5.4.4.2 Beban akibat gelombang pecah pada dinding-dinding vertikal
Tekanan maksimum dan gaya neto akibat gelombang pecah secara normal (batasan ketinggian, sebesar Hb 0,78ds) yang bekerja pada suatu dinding vertikal kaku, harus dihitung sesuai Persamaan (5.4-5) dan Persamaan (5.4-6) berikut ini.
ta Badan Standardisasi Nasional, Copy s tan dar ini dibuat untuk penayangan di www.bsn.go.id dan tidak untuk di komersialkan”
s w s
w p
max C d d
P 1,2 (5.4-5) dan
2 2
s w s
w p
t C d d
F 1,1 2,4 (5.4-6) di mana
Pmax = tekanan gelombang maksimum, kombinasi dinamik diambil sebesar
Cpwds
dan statis diambil sebesar
1,2
wds
, juga dianggap untuk tekanan tiba-tiba dalam lb/ft2 (kN/m2)Ft = gaya neto gelombang air pecah per satuan panjang struktur, juga dianggap untuk gaya tiba- tiba, dorongan/impuls, atau gaya pukulan gelombang air dalam kN/m (lb/ft), bekerja dekat ketinggian/elevasi air diam
Cp = koefisien tekanan dinamis
1,6Cp 3,5
(lihat Tabel 5.4-1)
w = berat jenis air, dalam lb per ft3 (kN/m3) = 62,4 pcf (9,80 kN/m3) untuk air tawar, dan 64,0 pcf (10,05 kN/m3) untuk air asinds = tinggi air tenang pada dasar gedung atau struktur lain di mana gelombang air pecah dalam ft (m)
Prosedur ini memberi asumsi bahwa dinding vertikal yang mengakibatkan pantulan atau gelombang yang bergerak melawan sisi dinding waterward dengan gelombang lebih tinggi, pada ketinggian
1,2ds
di atas level air tenang. Distribusi tekanan dinamisstatis dan distribusi tekanan total yang menahan dinding sesuai dengan Gambar 5.4-1.Prosedur ini juga memberikan asumsi bahwa ruangan dibelakang dinding vertikal adalah kering, tanpa ada cairan yang menyeimbangkan komponen statis dari gaya gelombang pada dinding bagian luar. Apabila air bebas berada di belakang dinding, bagian dari komponen hidrostatis pada tekanan gelombang dan gaya gelombang menghilang (lihat Gambar 5.4-2) dan gaya neto harus dihitung dengan Persamaan 5.4-7 (kombinasi tekanan gelombang yang maksimum masih tetap dihitung dengan menggunakan Persamaan 5.4-5).
2 2
1,1 1,9
t p w s w s
F C d d (5.4-7) di mana
Ft = gaya gelombang air pecah neto per satuan panjang struktur, juga dianggap untuk gaya tiba- tiba, dorongan/impuls, atau gaya pukulan gelombang air yang bekerja dekat ketinggian/elevasi air diam dalam lb/ft (kN/m)
Cp = koefisien tekanan dinamis
1,6Cp 3,5
(lihat Tabel 5.4-1)
w = berat jenis air, dalam lb per ft3 (kN/m3), untuk air tawar = 62,4 pcf (9,80 kN/m3) dan untuk air asin 64,0 pcf (10,05 kN/m3)ds = ketinggian air dalam keadaan diam/tenang dalam meter pada dasar bangunan/gedung atau struktur lain dimana gelombang pecah
Tabel 5.4-1 - Nilai koefisien tekanan dinamis, Cp
Kategori risiko bangunana Cp
ta Badan Standardisasi Nasional, Copy s tan dar ini dibuat untuk penayangan di www.bsn.go.id dan tidak untuk di komersialkan”
I 1,6 II 2,8 III 3,2 IV 3,5
a Untuk kategori risiko bangunan, lihat tabel 1.5-1.
Gambar 5.4-1 Tekanan gelombang pecah pada dinding vertikal (ruang di belakang dinding vertikal kering)
ta Badan Standardisasi Nasional, Copy s tan dar ini dibuat untuk penayangan di www.bsn.go.id dan tidak untuk di komersialkan”
Gambar 5.4-2 Tekanan gelombang pecah pada dinding vertikal (level air tenang dikedua sisi dinding sama)
5.4.4.3 Beban gelombang pecah pada dinding-dinding nonvertikal
Gaya gelombang pecah yang ditetapkan dalam Persamaan 5.4-6 dan Persamaan 5.4-7 harus dimodifikasi pada keadaan di mana dinding-dinding atau permukaan-permukaan gelombang air bekerja nonvertikal. Komponen horizontal dari gaya gelombang air pecah harus dihitung sesuai Persamaan 5.4-8.
Fsin2
Fn t (5.4-8) di mana
Fn = komponen horizontalgaya gelombang air pecah dalam lb/ft (kN/m)
Ft = gaya gelombang air pecah neto yang bekerja pada permukaan vertikal dalam lb/ft (kN/m)
= sudut vertikal antara permukaan nonvertikal dan horizontal5.4.4.4 Beban gelombang pecah dari gelombang yang tidak tegak lurus
Gaya gelombang pecah yang ditetapkan dalam Persamaan 5.4-6 dan Persamaan 5.4-7 harus dimodifikasi untuk gelombang yang tidak tegak lurus. Gaya gelombang pecah akibat gelombang yang tidak tegak lurus harus dihitung sesuai Persamaan 5.4-9.
sin2
F
Foi t (5.4-9)
ta Badan Standardisasi Nasional, Copy s tan dar ini dibuat untuk penayangan di www.bsn.go.id dan tidak untuk di komersialkan”
di mana
Foi = komponen horizontal dari gaya gelombang air secara tidak langsung dalam lb/ft (kN/m)
Ft = gaya gelombang air neto (gelombang air yang normal) yang bekerja pada permukaan vertikal dalam lb/ft (kN/m)