Bab 6 DESAIN PENULANGAN

Bab 6 DESAIN PENULANGAN Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0) Desain Dermaga General Cargo dan Trestle Tipe Deck On Pile di Pulau Kalukalukuang Provinsi Sulawesi Selatan

6.1

Teori Dasar Perhitungan Kapasitas Lentur

6.1.1 Asumsi Dasar Dalam Teori Tegangan Lentur Berdasarkan SNI Pasal 12.2 dijelaskan asumsi -asumsi yang dipakai dalam teori lentur sebagai berikut : Plane sections remain plane . Regangan baja sama dengan regangan beton pada level yang sama

( kompatibilitas) , εs = εc pada level yang sama.

Tegangan pada beton dan baja dapat ditentukan dari diagram tegangan regangan σ−ε yang berlaku.

Peraturan Tambahan Berdasarkan SNI 12.2.6 Tegangan tarik beton diabaikan dalam perhitungan kuat lentur. Beton diasumsikan mencapai tegangan batas bila εc (regangan beton) = εcu (regangan ultimit) = 0.003. Hubungan tegangan-regangan beton dapat diasumsikan berbentuk parabola, persegi, trapesium atau bentuk lainnya asalkan memberikan prediksi kekuatan yang sama. Apabila kita tinjau Gambar 6.1 (a) dan (b) dan mengasumsikan batang-batang tulangan tarik dinaikkan tegangannya hingga mencapai titik leleh sebelum beton pada sisi tekan balok mengalami kehancuran maka setelah tegangan tekan beton mencapai 0,50 fc’, tegangan ini tidak lagi berbanding lurus dengan jarak dari sumbu netral atau sebagai garis lurus. Sebaliknya tegangan bervariasi seperti ditunjukkan Gambar 6.1 (c) dan (d) .Diagram tekan yang berbentuk lengkung ini digantikan dengan diagram persegi dengan tegangan rata-rata 0.852 fc’. Diagram persegi dengan ketinggian a, jarak a = β1c dimana β1 diperoleh dari pengujian. Diagram persegi dengan ketinggian a ini diasumsikan mempunyai titik berat yang sama dan besar yang sama dengan diagram lengkung. Asumsi ini akan mempermudah dalam melakukan perhitungan kuat lentur secara teoritis atau kuat lentur nominal balok beton bertulang . Berdasarkan Peraturan SNI 03-2847 pasal 12.2(7), nilai β1 ditentukan sebagai berikut :

BAB 6 DESAIN PENULANGAN

6- 1

Untuk fc’ ≤ 30 Mpa

β1 = 0.85 untuk fc` ≤ 30 MPa Untuk fc’ > 30 Mpa

⎡ f c − 30 ⎣ 7

β1 = 0.85 − 0.05 * ⎢

⎤ ⎥ ≥ 0.65 ⎦

Gambar 6.1 Distribusi tegangan-regangan pada penampang balok Zona tekan dapat dimodelkan dengan blok tegangan ekivalen seperti Gambar berikut ini

Gambar 6.2 Pemodelan zona tekan dengan blok tegangan ekivalen


6- 2

6.1.2

Perhitungan Kuat Lentur Balok Beton Bertulang

6.1.2.1 Persyaratan Analisis Balok Beton Bertulang 1. Hubungan regangan-regangan Tegangan pada suatu titik harus bersesuaian dengan regangan yang terjadi menurut diagram tegangan-regangan yang berlaku. 2. Keseimbangan Gaya dalam harus seimbang dengan gaya luar (eksternal forces). Dengan meninjau kopel tekan dan tarik Gambar 6.3 pada penampang balok beton bertulang maka bisa dihitung kuat lentur nominal.

Gambar 6.3 Kopel tekan dan tarik yang menghasilkan momen nominal Dari Gambar di atas, pada kondisi keseimbangan terdapat gaya-gaya sebagai berikut :

∑F

x

=0 ⇒

T=C

As f y = 0.85 f c ab

∑M =0

a⎞ ⎛ ⇒ T⎜ d − ⎟ = M n 2⎠ ⎝


6- 3

Perhitungan kuat lentur nominal (tulangan leleh) adalah sebagai berikut :

T = As f y C = 0.85 f c ' ab a=

As f y 0.85 f cb

a⎞ ⎛ M n = As f y ⎜ d − ⎟ 2⎠ ⎝ Keterangan : As fy fc’ Mn

= = = =

Luas tulangan Kuat leleh spesifikasi dari tulangan Tegangan tekan spesifikasi dari beton Momen nominal

Metode perhitungan kuat lentur nominal dijabarkan secara sederhana dengan langkahlangkah sebagai berikut : 1. Menghitung gaya tarik total T = As f y . 2. Menyamakan gaya tekan total C = 0.85 fc ' ab dengan As f y sehingga bisa dihitung nilai a. Dalam persamaan ini ab adalah luas daerah yang diasumsikan menerima tekan sebesar 0,85 fc ' . Gaya tekan C dan gaya tarik T harus sama besar untuk mempertahankan keseimbangan gaya pada penampang. 3. Menghitung jarak antara titik berat T dan C. Untuk penampang persegi, jarak ini sama dengan d − a . 2 4. Menghitung Mn yang besarnya sama dengan T atau C dikalikan jarak antara pusat pusat titik beratnya.

6.1.2.2

Prosedur Desain Penulangan Lentur

Prosedur perencanaan penulangan lentur adalah sebagai berikut :


6- 4

Data – data: f’c (MPa), fy (MPa), b (mm), d (mm), Mu (Nmm)

Tentukan ρmax tulangan tunggal & ρmin

0, 00255 * β 1* f ' c

ρ1 = ρ max = 0, 75 *

fy * ( 0, 003 + fy / 200000 )

1, 4

ρ min =

fy

Tentukan ρ untuk memikul MU

ρ=

fy −

( fy2 −2 Ru / φ*m* fy ) m * fy

Tidak

ρ > ρ min

Perbesar Penampang

Ya Tidak

ρ < ρ max

Tulangan Tunggal As = ρ * b *d

Ya SELESAI

Tulangan rangkap Tentukan Mu1 yg dpt dipikul oleh ρ

1

dan tentukan As1 & Mu sisa

Mu1 = φ * ρ1 * b * d * d * fy (1 − 0,5 ρ1m )

dimana m = fy / (0,85 * f’c) As1 = ρ1 * b * d Mu sisa = Mu – Mu1

Cek tulangan tekan sudah / belum leleh:

K=

0, 85 * f ' c * β 1* d fy * d


*

600 600− fy

6- 5

Tulangan tekan sudah leleh f’s = fy

Ya

ρ - ρ’ atau ρ1 ≥ K Tidak Tulangan tekan belum leleh

⎛ ⎜ ⎝

ε ' s = 0, 003 ⎜ 1 −

0, 85 * f ' c * β 1* d

ρ1 * fy * d

⎞ ⎟⎟ ⎠

f ' s = ε ' s * 200000

Tentukan A’s = As2

A's =

Mu − Mu1

φ * f ' s ( d − d ')

cek thd ρmax

Tidak

ρ ≤ 0, 75 × ρb + ρ '× f ' s / fy

Penampang diperbesar

ρ ≥ 1, 4 / fy Ya

Tidak

Penampang diperkecil

Cek thd Mu yg dipikul tulangan terpasang

Mu = φ

(( As * fy − A ' s * f ' s )( d − a / 2) + A ' s * f ' s ( d − d ')) Mu bekerja < Mu

Tidak

jumlah tulangan diperbanyak

Ya SELESAI

Gambar 6.4 Flowchart desain penulangan lentur


6- 6

6.2

Teori Dasar Perencanaan Penulangan Geser Dalam desain penulangan geser perlu diperhatikan bahwa gaya geser nominal pada penampang harus lebih besar daripada gaya geser ultimate akibat bebanbeban terfaktor. Berdasarkan SNI Pasal 13.1 persyaratan kuat geser ini dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

φVn ≥ Vu Keterangan :

Vn

= kuat geser nominal penampang

Vu

= gaya geser ultimate pada penampang akibat beban terfaktor

φ

= faktor reduksi untuk kuat geser yang bernilai 0,6.

Kuat geser penampang berdasarkan SNI Pasal 13.1 terdiri atas komponenkomponen sebagai berikut :

Vn = Vc + Vs Keterangan :

Vn

= kuat geser nominal penampang

Vc

= kuat geser nominal dari beton

Vs

= kuat geser nominal dari tulangan sengkang

Prosedur perencanaan geser adalah sebagai berikut : Apabila pada balok hanya bekerja gaya geser maka balok memikul geser murni. Besarnya gaya geser terfaktor = Vu. dimana Vu

= 1,2 Vd + 1,6 Vl

Vd

= gaya geser akibat beban mati

Vl

= gaya geser akibat beban hidup

Gaya geser yang dapat dipikul beton (Vc) dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:

Vc =

1 6

f ' c * bw * d (satuan N), SKSNI T-15-1991 ps.3.4.3 ayat 1

Keterangan : satuan f’c adalah MPa satuan bw adalah mm (Æ lebar badan balok) satuan d adalah mm (Æ tinggi efektif balok – h – d’, dimana d’= selimut beton)


6- 7

Apabila Vu ≥ φ.Vc maka penampang harus diberi tulangan faktor reduksi kekuatan yang bernilai 0,6 (untuk geser).

geser dengan φ =

Menurut SKSNI T-15-1991 pasal 3.4.3 ayat 2: Nilai Vc yang lebih teliti dapat ditentukan dengan persamaan:

Vc =

1⎛ ⎜ 7⎝

f ' c + 120 ρ w .

Vu * d ⎞ ⎟ * bw * d Mu ⎠

dan Vc ≤ 0,3 f ' c * bw * d dan

Vu * d ≤1 Mu

Keterangan: Mu

= momen terfaktor yang bekerja pada lokasi gaya geser Vu

Vu

= gaya geser terfaktor

ρw

= As/(bw.d)

Apabila Vu < φ.Vc dan Vu ≥ ½. φ. Vc maka penampang ditulangi dengan tulangan geser minimum berupa sengkang dengan luas = Av.

Av =

bw .s 3 fy

(SKSNI T-15-1991, persamaan 3.4-14) Keterangan : s

= jarak sengkang (mm)

fy

= tegangan leleh baja tulangan (MPa)

Av

= luas sengkang (mm2)

bw

= lebar badan balok

Sengkang dapat dipasang 2 penampang (Av = 2 * 0,25 * 22/7 * DS * DS) dimana DS = diameter sengkang atau 3 penampang (Av = 3 * 0,25 * 22/7 * DS * DS) seperti pada ilustrasi berikut ini. Tulangan sengkang 2 penampang

Tulangan sengkang 3 penampang

Jenis tulangan geser pada balok ada 2 yaitu: a. Tulangan sengkang b. Tulangan miring


6- 8

6.2.1 Kriteria Tulangan Sengkang 1. Luas Tulangan Sengkang (Av)

Luas Tulangan Sengkang Av =

Vs × s fy × d

dimana:

Vs =

Vu

φ

− Vc (satuan N)

s = jarak sengkang (mm) d = h – d’ d’ = selimut beton (mm) Diameter sengkang yang biasa digunakan adalah 6 mm, 8 mm, 13 mm di mana mutu baja untuk φ < 13 mm adalah BJTP24 dan φ > 13 mm adalah BJTD40. SKSNI T-15-1991 membatasi kuat leleh rencana untuk sengkang = 400 MPa (psl 3.4.5 ayat 2). 2. Jarak Antar Tulangan Sengkang (s) Jika Vs ≤ 1/3 (√f’c) . bw .d maka jarak antar sengkang adalah nilai terkecil antara d/2 dan 600 mm. Jika Vs > 1/3 (√f’c) . bw .d maka jarak antar sengkang adalah nilai terkecil antara d/4 dan 300 mm. Biasanya jarak sengkang dibatasi 75 mm ≤ s ≤ 300 mm dan jika s <75 mm maka sengkang dapat dipasang 3 penampang atau 4 penampang dan jika s > 300 mm maka diameter sengkang dapat diperkecil atau diambil saja 300 mm. Jika Vs > 2/3 (√f’c) . bw .d maka tinggi penampang diperbesar. (SKSNI T15-1991 ps. 3.4.5 ayat 6 point 8)


6- 9

Data – data: b (mm), h (mm), selimut beton DD (mm), gaya geser terfaktor (Vu, N), diameter sengkang DS (mm), mutu beton f’c (MPa), mutu baja (fy, MPa), φ = 0,6

Vc =

1 6

* f 'c *b*d

Vs = Vu

Vs ≥ 2 / 3

/ φ − Vc

Ya

f 'c *b * d

Tinggi penampang diperbesar

Tidak Tidak

Tidak

Vu ≥ φVc

Vu ≥ 1/ 2φVc

Ya

tdk perlu tul. geser

Ya

A * fy*d s= v

Tulangan geser minimum

Vs

V dimana V = u − V s c φ

Av = 2 ( 0.25 × π × DS 2 )

Av = 2 ( 0.25 × π × DS 2 )

s=

3* Av * fy b

Cek thd s maksimum

Vs ≤ 1 / 3 f ' c * b * d


Ya

6-10

Tidak s max pilih terkecil antara d/2 dan 600 s max pilih terkecil antara d/4 dan 300

s = s max atau diameter sengkang diperkecil

s ≥ s max Tidak

Ya

penampang sengkang dijadikan 3 atau 4 penampang

Tidak

diameter sengkang diperkecil

s < 75

Tidak

s ≤ 300

Ya

SELESAI

Gambar 6.5 Flowchart desain penulangan geser


6-11

6.3

Desain Penulangan

6.3.1 Penulangan Pelat Dermaga 1) Pengecekan Ketebalan Pelat Agar lendutan tidak perlu diperhitungkan maka tebal pelat minimum harus memenuhi persyaratan (SKSNI T-15-1991) berikut :

Gambar 6.6 Persyaratan tebal pelat minimum Dalam perhitungan ini, diambil asumsi pelat satu ujung menerus. Diketahui L pelat tebal minimum

= 4,5 = 4,5 / 24 = 0,1875 m

Pada perhitungan digunakan tebal pelat 0,35m (> 0,1875 m Î OK!) 2) Punching Shear Tipe keruntuhan geser yang perlu dicek dalam desain pelat yaitu geser dua arah (punching shear). Punching shear yang dicek adalah terhadap roda truk 7,8 ton. Beban roda truk 7,8 ton yang diambil adalah yang terbesar yaitu 23,5 kN dengan luas area 500 mm x 200 mm. Geser dua arah diasumsikan kritis pada penampang vertikal berjarak d/2 dari sekeliling muka kolom (Gambar 6.7)

Gambar 6.7 Tributari area geser


6-12

Desain geser dua arah untuk kondisi tanpa transfer momen adalah sebagai berikut :

Vu ≤ Vn Dimana Vu dihitung sesuai luas tributari geser yang ditinjau

Vn = Vc + Vs Pada desain pelat, Vs umumnya 0. Sedangkan Vc diambil sebagai nilai terkecil dari :

⎛1

a. Vc = ⎜

⎝6

+

1 ⎞ ' ⎟ fc b0 d 3βc ⎠

⎛ α sd 1 ⎞ ' + ⎟ fc b0 d ⎝ 12bo 6 ⎠

b. Vc = ⎜

Vc =

c.

1 ' fc b0 d 3

Dimana :

βc = rasio sisi terpanjang dan sisi terpendek kolom αs = 40 untuk kolom interior = 30 untuk kolom tepi = 20 untuk kolom sudut b0 = panjang/keliling penampang kritis d

= tinggi efektif penampang

Perhitungan punching shear pada pelat dapat dilihat seperti berikut Beton

K 300

f'c

25 Mpa

fy

240 Mpa

Tebal PELAT

350 mm

Selimut beton

75 mm

d d/2


275 mm 137,5 mm

6-13

137,5 mm 137,5 mm

500 mm

200 mm Gambar 6.8 Penampang kritis akibat beban roda truk 7,8 ton lebar

475 mm

panjang

775 mm

βc

1,63 mm

bo

2500 mm

αs yang diambil adalah untuk kolom interior =40 Perhitungan Vc Vc1

1272,65 kN

Vc2

1829,66 kN

Vc3

1143,54

Vc terkecil = 1143,54 kN Φ

= 0.6

ΦVc

= 686,124 kN

Vu

= 1,6 * 23,5 kN = 37,6 kN

Vu < ΦVc Karena Vu < ΦVc, pelat yang didesain kuat terhadap beban roda truk 7,8 ton.


6-14

• Punching Shear Terhadap Pile Cap

Punching shear pelat juga perlu dicek terhadap pile cap.

d/2

d/2

Drop panel

d/2

Gambar 6.9 Tributari area geser

Punching Shear Terhadap Pile Cap Tipe 1 Beton f'c Tebal Pelat Lebar Pile cap Selimut beton d d/2 Penampang kritis

K 300 25 350 1200 75 275 137,5

Mpa mm mm mm mm mm

lebar

1475 mm

panjang

1475 mm

βc

1

bo αs interior

5900 mm 40

Perhitungan Vc Vc1

4048,13 kN

Vc2

2607,27 kN

Vc3

2698,75 kN

Vc terkecil 2607,27 kN Φ

= 0.6

ΦVc

= 1564,36 kN

Vu

= 454 kN


6-15

Nilai Vu diambil dari gaya aksial maksimum pilecap tunggal pada pemodelan SAP2000. Vu < ΦVc Karena Vu < ΦVc, pelat yang didesain kuat terhadap beban pile cap tipe 1.

Punching Shear Terhadap Pile Cap Tipe 2 Beton f'c Tebal Pelat Panjang Pile cap Lebar Pile cap Selimut beton d d/2

K 300 25 350 2000 1200 75 275 137,5

Mpa mm mm mm mm mm mm

Penampang kritis lebar

1475 mm

panjang

2275 mm

βc

1,54

bo αs interior

7500 mm 40

Perhitungan Vc Vc1

5145,93

kN

Vc2

2973,2

kN

Vc3

3430,62

kN


= 0.6

ΦVc

= 1783,92 kN

Vu

= 871,9 kN

Vu < ΦVc Karena Vu < ΦVc, pelat yang didesain kuat terhadap beban pile cap tipe 2. 3) Penulangan Pelat Dermaga Perhitungan penulangan menggunakan asumsi pelat di atas 2 tumpuan sederhana.


6-16

Panjang pelat (p) = Lebar pelat (l) = Tebal pelat (t) = ρbeton = beban hidup = Beban Mati qDL = ρbeton * l * t = 2,4 * 1 * 0,35 = 0,84 ton/m

4,5 m 1m 0,35 m 2,4 t/m3 truk 7,8 ton = 1,4 ton/m2

Beban Hidup qLL = 1,4 ton/m2 * 1 m = 1,4 ton/m Beban Ultimate qU = (1,2 * qDL) + (1,6 *qLL) = 3,25 ton/m Momen MU = (1/8) * qU * l2 = (1/8) * qU * (panjang pelat)2 = 8,23 ton-m/m Penulangannya dibantu dengan software CONCAD.


6-17


6-18

Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , pelat diberi tulangan diameter 19 mm dengan jarak 150 mm. Ilustrasi tulangan untuk pelat dermaga dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.10 Ilustrasi tulangan pelat dermaga

6.3.2 Penulangan Pelat Trestle 1) Pengecekan Ketebalan Pelat Agar lendutan tidak perlu diperhitungkan maka tebal pelat minimum harus memenuhi persyaratan (SKSNI T-15-1991) berikut :

Gambar 6.11 Persyaratan tebal pelat minimum


6-19

Dalam perhitungan ini, diambil asumsi pelat satu ujung menerus. Diketahui L pelat tebal minimum

= 4,5 = 4,5 / 24 = 0,1875 m

Pada perhitungan digunakan tebal pelat 0,35 m (> 0,1875 m Î OK!) 2) Punching Shear • Punching Shear Terhadap Roda Truk 7,8 ton Tipe keruntuhan geser yang perlu dicek dalam desain pelat yaitu geser dua arah (punching shear). Punching shear yang dicek adalah terhadap roda truk 7,8 ton. Beban roda truk 7,8 ton yang diambil adalah yang terbesar yaitu 23,5 kN dengan luas area 500 mm x 200 mm. Geser dua arah diasumsikan kritis pada penampang vertikal berjarak d/2 dari sekeliling muka kolom (Gambar 6.12)

Gambar 6.12 Tributari area geser Desain geser dua arah untuk kondisi tanpa transfer momen adalah sebagai berikut :

Vu ≤ Vn Dimana Vu dihitung sesuai luas tributari geser yang ditinjau

Vn = Vc + Vs Pada desain pelat, Vs umumnya 0. Sedangkan Vc diambil sebagai nilai terkecil dari :

⎛1

a. Vc = ⎜

⎝6

+

1 ⎞ ' ⎟ fc b0 d 3βc ⎠


6-20

⎛ α sd 1 ⎞ ' + ⎟ fc b0 d 12b 6⎠ o ⎝

b. Vc = ⎜

Vc =

c.

1 ' fc b0 d 3

Dimana :

βc = rasio sisi terpanjang dan sisi terpendek kolom

αs = 40 untuk kolom interior = 30 untuk kolom tepi = 20 untuk kolom sudut b0 = panjang/keliling penampang kritis d

= tinggi efektif penanmpang

Perhitungan punching shear pada pelat dapat dilihat seperti berikut : Beton

K 300

f'c

24.9 Mpa

fy

240 Mpa

Tebal PELAT

350 mm

Selimut beton

75 mm

d d/2


275 mm 137,5 mm

6-21

137,5 mm 137,5 mm

500 mm

200 mm Gambar 6.13 Penampang kritis akibat beban roda truk 7,8 ton lebar

475 mm

panjang

775 mm

βc

1,63 mm

bo

2500 mm

αs yang diambil adalah untuk kolom interior =40 Perhitungan Vc Vc1

1272,65 kN

Vc2

1829,66 kN

Vc3

1143,54


= 0.6

ΦVc

= 686,12 kN

Vu

= 1,6 * 23,5 kN = 37,6 kN

Vu < ΦVc Karena Vu < ΦVc, pelat yang didesain kuat terhadap beban roda truk 7,8 ton.


6-22

• Punching Shear Terhadap Pile Cap

Punching shear pelat juga perlu dicek terhadap pile cap.

d/2

d/2

Drop panel

d/2

Gambar 6.14 Tributari area geser Beton f'c Tebal Pelat Lebar Pile cap Selimut beton d d/2

K 300 24.9 350 1200 75 275 137,5

Mpa mm mm mm mm mm

Penampang kritis lebar

1475 mm

panjang

1475 mm

βc

1

bo αs interior

5900 mm 40

Perhitungan Vc Vc1

4048,13 kN

Vc2

2607,27 kN

Vc3

2698,75 kN


= 0.6

ΦVc

= 1564,36 kN

Vu

= 668,06 kN


6-23

Vu < ΦVc Karena Vu < ΦVc, pelat yang didesain kuat terhadap beban pile cap. 3) Penulangan Pelat Trestle Perhitungan penulangan menggunakan asumsi pelat di atas 2 tumpuan sederhana.

Panjang pelat (p) Lebar pelat (l) Tebal pelat (t) ρbeton beban hidup Beban qDL = = =

= = = = =

4,5 m 1m 0,35 m 2,4 t/m3 truk 7,8 ton = 1,4 ton/m2

Mati ρbeton * l * t 2,4 * 1 * 0,35 0,84 ton/m

Beban Hidup qLL = 1,4 ton/m2 * 1 m = 1,4 ton/m Beban Ultimate qU = (1,2 * qDL) + (1,6 *qLL) = 3,25 ton/m Momen MU = (1/8) * qU * l2 = (1/8) * qU * (4,5)2 = 8,23 ton-m/m Penulangannya dibantu dengan software CONCAD.


6-24


6-25

Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , pelat diberi tulangan diameter 19 mm dengan jarak 150 mm. Ilustrasi tulangan pada pelat trestle dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.15 Ilustrasi pemasangan tulangan pelat trestle

6.3.3 Penulangan Balok Dermaga 1) Penulangan Balok Arah Memanjang Tulangan Lentur Penulangan balok melintang dermaga menggunakan momen ultimate (Mu) sebesar 45,11 ton-m yang diperoleh dari hasil analisis 2D dermaga melintang pada SAP2000, yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan menggunakan software CONCAD. Ilustrasi dimensi penampang balok melintang dapat dilihat pada gambar berikut ini.


6-26

Gambar 6.16 Gambar Ilustrasi penampang balok melintang dermaga Menghitung rasio penulangan minimum ( ρmin )

ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350

Dari nilai rasio penulangan minimum ini kemudian dilakukan perhitungan penulangan tunggal dengan bantuan program CONCAD untuk mengecek apakah dengan tulangan tunggal telah memberikan kapasitas lentur yang lebih besar daripada momen ultimate (Mu). Berikut ini adalah perhitungan penulangan tunggal dengan menggunakan software CONCAD.


6-27


6-28

Menghitung As perlu Dari perhitungan didapat nilai ρ = 0,01

As perlu = ρ × b × d As perlu = 0, 01× 500 × 720 As perlu = 3600 mm 2 Menghitung jumlah tulangan yang diperlukan Tulangan yang dipakai adalah tulangan diameter 25 mm dengan fy= 350 Mpa dan fc’=25 Mpa. Luas satu buah tulangan diameter 25 mm adalah sebagai berikut :

As =

π

( 25 )

2

4 As = 490, 625 mm 2

Jumlah tulangan yang diperlukan (n) adalah sebagai berikut :

n=

As perlu As

=

3600 = 7,337 490, 625

Jadi untuk penulangan balok arah memanjang dermaga digunakan 8D25. Pengecekan jarak antar tulangan

b- 2c -(n × d) ≥ 25 mm n-1 a 118, 588 c= = = 139, 515 mm 0,85 β 1 b- 2c -(n × d) 500 − 2 (139, 515 ) − ( 8 × 25 ) = = 2, 99 mm n-1 8 −1 2, 99 mm < 25 mm sehingga tulangan dipasang 2 lapis


6-29

Pengecekan Kapasitas Penampang ØMn

= 74,92 ton-m

Mu

= 45,11 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 8D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang balok melintang dermaga. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD, balok diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 8 buah. Ilustrasi pemasangan tulangan dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.17 Ilustrasi pemasangan tulangan balok arah memanjang dermaga Sengkang Penulangan geser balok melintang menggunakan besar gaya geser maksimum yang diperoleh dari hasil analisis 2D dermaga melintang pada SAP2000, yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan program CONCAD.


6-30

Tulangan sengkang yang digunakan adalah D13 dengan jarak 15 cm .


6-31

2) Penulangan Balok Arah Melintang Tulangan Lentur Penulangan balok memanjang dermaga menggunakan besar momen ultimate yang diperoleh dari hasil analisis 2D dermaga memanjang pada SAP yaitu sebesar 19,6 tonm, yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan menggunakan software CONCAD. Ilustrasi dimensi balok memanjang dermaga dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.18 Ilustrasi dimensi balok memanjang dermaga Menghitung rasio penulangan minimum ( ρmin )

ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-32


6-33


As perlu = ρ × b × d As perlu = 0, 007 × 500 × 720 = 2520 mm2 Menghitung jumlah tulangan yang diperlukan Tulangan yang dipakai adalah tulangan diameter 25 mm dengan fy= 350 Mpa dan fc’=25 Mpa. Luas satu buah tulangan diameter 25 mm adalah sebagai berikut :

n=

As perlu As

As =

π

( 25 )

2

4 As = 490, 625 mm 2 Jumlah tulangan yang diperlukan (n) adalah sebagai berikut :

n=

As perlu As

=

2520 = 5,136 490, 625

Jadi untuk penulangan balok arah melintang dermaga digunakan 6D25.


6-34

Pengecekan jarak antar tulangan

b- 2c -(n × d) ≥ 25 mm n-1 a 83, 0188 c= = = 97, 66 mm 0,85 β 1 b- 2c -(n × d) 500 − 2 ( 97, 66 ) − ( 6 × 25 ) = = 30, 939 mm n-1 6 −1 30, 939 mm > 25 mm sehingga tulangan bisa dipasang 1 lapis Pengecekan Kapasitas Penampang ØMn Mu

= 53,86 ton-m = 19,6 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 6D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang balok dermaga. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD, balok diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 6 buah. Ilustrasi pemasangan tulangan dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.19 Ilustrasi pemasangan tulangan balok memanjang dermaga Sengkang Penulangan geser balok memanjang menggunakan besar gaya geser maksimum yang diperoleh dari hasil analisis 2D dermaga memanjang pada SAP, yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan program CONCAD.


6-35

Tulangan sengkang yang digunakan adalah D13 dengan jarak setiap 15 cm.


6-36

6.3.4 Penulangan Balok Trestle 1) Balok Arah Memanjang Trestle Tulangan Lentur Penulangan balok melintang trestle menggunakan besar momen yang diperoleh dari hasil analisis 2D trestle melintang pada SAP, yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan menggunakan software CONCAD. Ilustrasi dimensi penampang balok melintang dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.20 Ilustrasi dimensi balok melintang trestle Menghitung rasio penulangan minimum ( ρmin )

ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-37


6-38


As perlu = ρ × b × d As perlu = 0, 007 × 500 × 720 As perlu = 2520 mm 2 Menghitung jumlah tulangan yang diperlukan Tulangan yang dipakai adalah tulangan diameter 25 mm dengan fy= 350 Mpa dan fc’=25 Mpa. Luas satu buah tulangan diameter 25 mm adalah sebagai berikut :

As =

π

( 25)

2


n=

As perlu As

=

2520 = 5,136 490, 625

Jadi untuk penulangan balok arah memanjang trestle digunakan 6D25. Pengecekan jarak antar tulangan

b- 2c -(n × d) ≥ 25 mm n-1 a 83, 0188 c= = = 97, 66 mm 0,85 β 1 b- 2c -(n × d) 500 − 2 ( 97, 66 ) − ( 6 × 25 ) = = 30, 939 mm n-1 6 −1 30, 939 mm > 25 mm sehingga tulangan bisa dipasang 1 lapis


6-39


= 53,86 ton-m

Mu

= 32,99 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 6D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang balok melintang trestle. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , balok diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 6 buah. Ilustrasi pemasangan tulangan dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.21 Ilustrasi pemasangan tulangan balok trestle Sengkang Penulangan geser balok melintang menggunakan besar gaya geser maksimum yang diperoleh dari hasil analisis 2D trestle melintang pada SAP2000 yaitu sebesar 31,44 ton, yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan program CONCAD.


6-40

Tulangan sengkang yang digunakan adalah D13 dengan jarak setiap 15 cm .


6-41

2) Balok Arah Melintang Tulangan Lentur Penulangan balok memanjang trestle menggunakan besar momen yang diperoleh dari hasil analisis 2D trestle memanjang pada SAP2000 yaitu sebesar 21,6 ton-m, yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan menggunakan software CONCAD. Ilustrasi dimensi penampang balok melintang dapat dilihat pada gambar berikut ini.

0,8 m

0,5 m

Gambar 6.22 Ilustrasi dimensi balok memanjang trestle

Menghitung rasio penulangan minimum ( ρmin )

ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-42


6-43



As =

π

( 25)

2


n=

As perlu As

=

2520 = 5,136 490, 625

Jadi untuk penulangan balok trestle digunakan 6D25. Pengecekan jarak antar tulangan



6-44

Pengecekan Kapasitas Penampang ØMn Mu

= 53,86 ton-m = 21,6 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 6D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang balok memanjang trestle. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , balok diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 6 buah. Ilustrasi pemasangan tulangan dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.23 Ilustrasi pemasangan tulangan balok trestle Sengkang Penulangan geser balok melintang menggunakan besar gaya geser maksimum yang diperoleh dari hasil analisis 2D trestle memanjang pada SAP2000 yaitu sebesar 20,98 ton, yang telah dilakukan sebelumnya.


6-45

Jadi tulangan sengkang yang digunakan adalah D13 dengan jarak setiap 15 cm.

6.3.5 Penulangan Pilecap dan Pengecekan Punching Shear pile terhadap pilecap 6.3.5.1 Dermaga a. Pengecekan Punching Shear Pile Cap Tipe 1 Gaya tekan terbesar pada pilecap berasal dari tiang pancang. P = 676,4 kN Geser dua arah diasumsikan kritis pada penampang vertikal berjarak d/2 dari sekeliling muka kolom (Gambar 6.24)


6-46

d/2

Gambar 6.24 Tributari area geser Beton

K 300

f'c

24.9 Mpa

diameter pile tebal pile cap

457,2 mm 700 mm

selimut beton

80 mm

d

620 mm

d/2

310 mm

Diameter Penampang Kritis = 457,2 +620 =1077,2 mm b0

= π*Diameter Penampang Kritis

b0

= 3384,124 mm

βc lingkaran adalah 1 αs =40 (untuk kolom interior) Perhitungan Vc Vc1

5234,89 kN

Vc2

6393,84 kN

Vc3

3489,927 kN


= 0.6

ΦVc = 2093,58 kN P = 676,4 kN P < ΦVc Karena P < ΦVc, pile cap kuat terhadap gaya tekan dari pile.


6-47

b. Pengecekan Punching Shear Pile Cap Tipe 2 (Untuk Tiang Ganda) Gaya tekan terbesar pada Pile cap berasal dari tiang pancang. P = 1227,2 kN Geser dua arah diasumsikan kritis pada penampang vertikal berjarak d/2 dari sekeliling muka kolom (Gambar 6.25)


K 300

f'c

24.9 Mpa

diameter pile (Ф) tebal pile cap

457,2 mm 700 mm

selimut beton

80 mm

d

620 mm

d/2

310 mm

Keliling Penampang Kritis (b0) = π*2 (457,2 +620) b0 = 6768,25 mm

βc lingkaran adalah 1

αs = 40 (untuk kolom interior) Perhitungan Vc Vc1

9903,59 kN

Vc2

10960,64 kN

Vc3

6993,86 kN


= 0,6

ΦVc = 4196,32 kN


6-48

P = 1227,2 kN P < ΦVc Karena P < ΦVc, pile cap kuat terhadap gaya tekan dari pile. c. Penulangan Pilecap Tipe 1

Penulangan arah melintang Untuk perhitungan penulangan pile cap digunakan momen maksimum balok di atas pilecap tipe 1 dari hasil analisis 2D dermaga memanjang yaitu 7,88 ton-m. Perhitungan dibantu dengan software CONCAD. Ilustrasi dimensi pilecap tipe 1 dapat dilihat pada gambar berikut ini. PILECAP TIPE 1 DERMAGA

1,5 m

1,2 m

Gambar 6.26 Ilustrasi dimensi pilecap tipe 1 dermaga Menghitung rasio penulangan minimum ( ρmin )

ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-49


6-50


As perlu = ρ × b × d As perlu = 0, 005 ×1200 × 620 As perlu = 3720 mm 2 Menghitung jumlah tulangan yang diperlukan Tulangan yang dipakai adalah tulangan diameter 25 mm dengan fy= 350 Mpa dan fc’=25 Mpa. Luas satu buah tulangan diameter 25 mm adalah sebagai berikut :

As =

π

( 25)

2


n=

As perlu As

=

3720 = 7,58 490, 625

Jadi untuk penulangan pilecap dermaga tipe 1 digunakan 8D25. Pengecekan jarak antar tulangan



6-51

Pengecekan Kapasitas Penampang ØMn Mu

= 69,66 ton-m = 7,88 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 8D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang pilecap tipe 1 dermaga. Penulangan arah memanjang Untuk perhitungan penulangan pile cap digunakan momen balok di atas pilecap tipe 1 terbesar dari hasil analisis 2D dermaga memanjang yaitu 15,77 ton-m. Perhitungan dibantu dengan software CONCAD. Ilustrasi dimensi pilecap tipe 1 dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.27 Ilustrasi dimensi pilecap tipe 1 dermaga


ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-52


6-53



As =

π

( 25)

2


n=

As perlu As

=

3720 = 7,58 490, 625

Jadi untuk penulangan pilecap dermaga tipe 1 digunakan 8D25. Pengecekan jarak antar tulangan



6-54


= 69,66 ton-m

Mu

= 15,77 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 8D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang pilecap dermaga. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , balok diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 8 buah. Untuk menulangi pile cap tipe 1 digunakan tulangan diameter 25 mm sebanyak 8 buah baik untuk arah memanjang maupun melintang. Sketsa pemasangan tulangan untuk pilecap tipe 1 dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.28 Ilustrasi pemasangan tulangan pilecap tipe 1 dermaga d. Penulangan Pile Cap Tipe 2 Penulangan arah melintang Untuk perhitungan penulangan pile cap digunakan besar momen balok maksimum di atas pilecap tipe 2 dari hasil analisis 2D dermaga arah memanjang yaitu sebesar 28,97 ton-m. Perhitungan dibantu dengan software CONCAD. Ilustrasi dimensi pilecap tipe 2 dapat dilihat pada gambar berikut ini.


6-55


ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-56


6-57



As =

π

( 25)

2

4 As = 490, 625 mm 2


n=

As perlu As

=

3720 = 7,58 490, 625

Jadi untuk penulangan pilecap dermaga tipe 2 arah melintang digunakan 8D25. Pengecekan jarak antar tulangan

b- 2c -(n × d) ≥ 25 mm n-1 a 51, 0588 c= = = 60, 069 mm 0,85 β 1 b- 2c -(n × d) 1200 − 2 ( 51, 0588 ) − ( 8 × 25 ) = = 43,15 mm n-1 8 −1 43,15 mm > 25 mm sehingga tulangan bisa dipasang 1 lapis


6-58


= 69,66 ton-m

Mu

= 28,97ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 8D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang pilecap dermaga. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , balok diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 8 buah. Sketsa pemasangan tulangan untuk pilecap tipe 2 dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.30 Ilustrasi pemasangan tulangan arah melintang pilecap tipe 2 dermaga Penulangan arah memanjang Untuk perhitungan penulangan pile cap digunakan momen balok maksimum yang ada di atas pilecap 2 dari hasil analisis 2D dermaga arah melintang yaitu sebesar 57,24 ton-m. Perhitungan dibantu dengan software CONCAD. Ilustrasi dimensi pilecap tipe 2 dapat dilihat pada gambar berikut ini.


6-59


ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-60


6-61



As =

π

( 25)

2

4 As = 490, 625 mm 2


n=

As perlu As

=

4960 = 10,1 490, 625

Jadi untuk penulangan pilecap dermaga tipe 2 arah memanjang digunakan 11D25. Pengecekan jarak antar tulangan

b- 2c -(n × d) ≥ 25 mm n-1 a 40,85 c= = = 48, 06 mm 0,85 β 1 b- 2c -(n × d) 2000 − 2 ( 48, 06 ) − (11× 25 ) = = 162,89 mm n-1 11 − 1 162,89 mm > 25 mm sehingga tulangan bisa dipasang 1 lapis


6-62


= 93,68 ton-m

Mu

= 57,24 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 11D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang pilecap dermaga. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , balok diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 11 buah. Sketsa pemasangan tulangan untuk pilecap tipe 2 dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.32 Ilustrasi pemasangan tulangan memanjang pilecap tipe 2 dermaga

e. Penulangan Kantilever Fender V-Shaped Ilustrasi balok kantilever fender adalah sebagai berikut :

Gambar 6.33 Balok kantilever fender

Gaya berthing = 14,3 ton Panjang balok fender = 4,6 m Lebar balok = 1200 mm Tinggi balok = 500 mm


6-63

w

4,6 m

∑M

diA

=0

−( Fberthing )(4, 6 m) − ( w × 0,85 m) − M A M A = − Fberthing (4, 6 m) − 0,85w = −14,3 ton(4, 6 m) − 0,85 m(1, 2 × 0,5 × 4, 6 × 2, 4)ton = −71,3 ton.m M u = 1,5 × −71,3 ton.m = 107,1 ton.m

∑V

diA

=0

VA = w = (1, 2 × 0,5 × 4, 6 × 2, 4)ton = 6, 6 ton Vu = 1, 6 × 6, 6 ton = 11ton Mb Vb

F Berthing


6-64

∑M

diB

=0

−( Fberthing )(4, 6 m) − M B = 0 M B = − Fberthing (4, 6 m) = −14,3 ton(4, 6 m) = −65, 78 ton.m M u = 1,5 × 65, 78 = 98, 67 ton.m

∑V

diB

=0

VB = Fberthing = (14,3)ton Vu = 1, 6 ×14,3 ton 22,88ton Dengan=menggunakan bantuan software CONCAD diperoleh tulangan sebagai berikut.


6-65


6-66

Dari hasil perhitungan CONCAD diperoleh tulangan sebanyak 21 buah dengan diameter 25 mm. Menghitung As perlu Dari perhitungan didapat nilai

ρ = 0,02

As perlu = ρ.b.d As perlu = 0, 02 ×1200 × 420 As perlu = 10080 mm 2 Menghitung jumlah tulangan yang diperlukan Tulangan yang dipakai adalah tulangan diameter 25 mm dengan fy= 350 Mpa dan fc’=25 Mpa. Luas satu buah tulangan diameter 25 mm adalah sebagai berikut :

As =

π

( 25)

2

4 As = 490, 625 mm 2

Jumlah tulangan yang diperlukan (n) adalah sebagai berikut : 10080 = 20, 5 490.625 Jadi untuk penulangan balok kantilever dermaga digunakan 21 D25. n=

Pengecekan jarak antar tulangan

b - 2c - (n × d) ³ 25mm n -1 a 138, 35 c= = = 162, 76mm β1 0,85 b - 2c - (n × d) 1200 - 2(162, 76) - (8 × 25) = = 33, 7 n -1 21 -1 33, 7 > 25mm sehingga tulangan dipasang satu lapis


6-67


= 113,6 ton-m

Mu

= 98,67 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 21 D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang balok kantilever dermaga. Sengkang Penulangan geser balok memanjang menggunakan besar gaya geser maksimum yang diperoleh dari perhitungan yang telah dilakukan sebelumnya. Perhitungannya dibantu dengan software CONCAD.


6-68

Tulangan sengkang yang digunakan adalah D13 dengan jarak setiap 15 cm.

6.3.5.2 Trestle a. Pengecekan Punching Shear Gaya tekan terbesar pada pilecap berasal dari tiang pancang. P = 742,4 kN Geser dua arah diasumsikan kritis pada penampang vertikal berjarak d/2 dari sekeliling muka kolom (Gambar 6.34)

d/2


K 300

f'c

24.9 Mpa

diameter pile tebal pile cap

457,2 mm 700 mm

selimut beton

80 mm

d

620 mm

d/2

310 mm

Diameter Penampang Kritis = 457,2 +620 =1077,2 mm b0

= π*Diameter Penampang Kritis

b0

= 3384,124 mm

βc lingkaran adalah 1 αs =40 (untuk kolom interior) BAB 6 DESAIN PENULANGAN

6-69

Perhitungan Vc Vc1

5234,89 kN

Vc2

6393,84 kN

Vc3

3489,927 kN


= 0.6

ΦVc = 2093,58 kN P

= 742,4 kN

P < ΦVc Karena P < ΦVc, pile cap kuat terhadap gaya tekan dari pile. b. Penulangan Pilecap Trestle

Penulangan arah melintang

Untuk perhitungan penulangan pile cap arah melintang digunakan momen balok di atas pilecap maksimum dari hasil analisis 2D trestle arah memanjang yaitu sebesar 24,45 ton-m. Perhitungan dibantu dengan software CONCAD. Ilustrasi dimensi pilecap yang digunakan pada struktur trestle dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.35 Ilustrasi dimensi pilecap trestle BAB 6 DESAIN PENULANGAN

6-70


ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-71


6-72



As =

π

( 25)

2

4 As = 490, 625 mm 2


n=

As perlu As

=

3720 = 7,58 490, 625

Jadi untuk penulangan balok arah melintang trestle digunakan 8D25. Pengecekan jarak antar tulangan



6-73


= 69,66 ton-m

Mu

= 24,45 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 8D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang pilecap trestle. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , pilecap diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 8 buah. Sketsa pemasangan tulangan untuk pilecap trestle dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.36 Ilustrasi pemasangan tulangan pilecap trestle Penulangan arah memanjang Untuk perhitungan penulangan pile cap arah memanjang digunakan momen balok di atas pilecap maksimum dari hasil analisis 2D trestle arah melintang yaitu sebesar 39,42 ton-m. Perhitungan dibantu dengan software CONCAD. Ilustrasi dimensi pilecap yang digunakan pada struktur trestle dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.37 Ilustrasi dimensi pilecap trestle BAB 6 DESAIN PENULANGAN

6-74


ρ min =

1, 4 1, 4 = = 0, 004 fy 350



6-75


6-76



As =

π

( 25)

2

4 As = 490, 625 mm 2


n=

As perlu As

=

3720 = 7,58 490, 625

Jadi untuk penulangan pilecap trestle arah memanjang digunakan 8D25. Pengecekan jarak antar tulangan



6-77


= 39,42 ton-m

Mu

= 69,66 ton-m

Karena ØMn > Mu maka dengan pemasangan tulangan 8D25 sudah mampu menahan momen ultimate yang terjadi di penampang pilecap trestle. Dari hasil perhitungan dengan CONCAD , pilecap trestle diberi tulangan diameter 25 mm sebanyak 8 buah. Sketsa pemasangan tulangan untuk pilecap trestle dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 6.38 Ilustrasi pemasangan tulangan pilecap trestle


6-78

Bab 6 DESAIN PENULANGAN

Recommend Documents