OPTIMASI PERENCANAAN DERMAGA SISTEM PRACETAK DENGAN BERBAGAI MODUL DIMENSI PELAT LANTAI (STUDI KASUS LANTAI DERMAGA PT. PETROKIMIA GRESIK) Oleh : Henis Sugianto, Ir. Djoko Irawan MS dan Data Iranata ST.,MT.,PhD Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected] Dermaga yang terletak di Gresik ini akan dikembangkan dengan membangun Jetty II sepanjang 194 meter dan lebar 36 meter menuju Karang Jamuang dengan menggunakan beton pracetak. Sehingga dibutuhkan perhitungan untuk mengetahui modul pelat pracetak yang paling murah. Secara umum modul pelat pracetak lantai dermaga yang sering digunakan adalah modul pelat pracetak dengan ukuran (4 x 4), (6 x 6), dan (8 x 8) meter, namun dalam pembangunan dermaga PT. Petrokimia Gersik (Persero) ini, modul pelat pracetak direncakan dengan ukuran (10 x 10) meter. Oleh sebab itu perlu adanya optimasi perencanaan dermaga sistem pracetak dengan berbagai modul dimensi pelat lantai. Sehingga diharapkan dapat mengetahui ukuran modul pelat pracetak yang paling murah dan kuat menahan beban dermaga dalam pembangunan dermaga di pelabuhan PT. Petrokimia Gresik (Persero).
Abstrak Seiring dengan meningkatnya kapasitas produksi PT. Petrokimia Gresik (Persero) untuk memenuhi permintaaan konsumsi pupuk di dalam maupun di luar negeri, maka kapasitas Dermaga Untuk Kepentingan Sendiri (DUKS) PT. Petrokimia Gresik (Persero) dirasa masih sangat terbatas dan semakin tidak mencukupi. Oleh sebab itu untuk menunjang kegiatan bongkar muat kapal yang semakin meningkat, mengharuskan PT. Petrokimia Gresik (Persero) untuk meningkatkan sarana infrastruktur dermaga. Struktur dermaga yang akan dibangun direncanakan untuk menampung kapal dengan kapasitas maksimum 60.000 DWT. Dengan tipe struktur dermaga yang berupa open pier dan pembangunannya menggunakan metode precast. Tugas akhir ini membahas mengenai optimasi perencanaan struktur dermaga menggunakan modul pelat lantai dermaga dengan berbagai variasi ukuran, yaitu (4 x 4), (6 x 6), (8 x 8), dan (10 x 10) meter. Yang diharapkan dapat mengetahui ukuran modul pelat yang paling murah dan sesuai dengan dermaga PT. Petrokimia Gersik (persero). Sehingga nanti dapat dijadikan acuan dalam pengerjaan dermaga selanjutnya. Dari hasil analisis perhitungan didapatkan ukuran modul yang paling murah, yaitu modul pelat ukuran 10 x 10 meter untuk kondisi esisting. Namun bila dihitung dengan safety factor 3 (sesuai perhitungan penulis), maka modul pelat yang paling murah dalah modul pelat 8 x 8 meter dengan harga Rp 115,423,844,799.39
RUMUSAN MASALAH Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, permasalahan utama yang perlu diperhatikan adalah bagaimana cara merencanakan ukuran modul pelat pracetak lantai dermaga yang paling murah dan kuat dalam menahan beban dermaga. Secara khusus permasalahan utama ini dapat didetailkan sebagai berikut: 1. Bagaimana menghitung modul pelat pracetak dengan ukuran (4 x 4), (6 x 6), (8 x 8) dan (10 x 10) meter? 2. Bagaimana menghitung kebutuhan tulangan pelat pracetak tiap-tiap dimensi pelat? 3. Bagaimana menghitung kekuatan pelat pracetak akibat pengangkatan saat umur beton 7 hari, akibat overtoping saat umur beton 14 hari dan saat monolit pada tiap-tiap dimensi pelat? 4. Bagaimana merencanakan sambungan pelat pracetak? 5. Bagaimana menghitung balok pracetak, pile cap dan tiang pancang akibat tiap-tiap dimensi pelat? 6. Bagaimana menghitung rencana anggaran biaya?
Kata kunci : Pelabuhan, Struktur, Open pier, Precast,Modul pelat, Daya Dukung Tanah, PT Ptrokimia Gersik. PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Seiring dengan meningkatnya kapasitas produksi PT. Petrokimia Gresik (Persero) untuk memenuhi permintaaan konsumsi pupuk di dalam maupun di luar negeri, maka meningkatan pula jumlah kegiatan bongkar muat kapal di pelabuahan khusus PT Petrokimia Gresik (Persero). Dengan meningkatnya jumlah kegiatan bongkar muat tersebut, kapasitas Dermaga Untuk Kepentingan Sendiri (DUKS) PT. Petrokimia Gresik (Persero) dirasa masih sangat terbatas dan semakin tidak mencukupi. Oleh sebab itu untuk menunjang kegiatan bongkar muat kapal yang semakin meningkat, mengharuskan PT. Petrokimia Gresik (Persero) untuk meningkatkan sarana infrastruktur dermaga.
TUJUAN Pengerjaan Tugas Akhir ini bertujuan untuk merencanakan ukuran modul pelat pracetak lantai dermaga yang paling murah dan kuat dalam menahan beban dermaga di pelabuhan PT. Petrokimia Gresik (Persero). Adapun detail tujuan perencanaan ini adalah menjawab dai rumusan masalah. BATASAN MASALAH Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, agar menjadi terarah dan sesuai dengan yang diinginkan, maka permasalahan yang akan dibahas harus diberi batasan. Adapun batasan masalahnya adalah sebagai berikut:
1
1. Perencanaan demaga menggunakan data-data yang sudah ada. 2. Penggunaan rumus-rumus yang sesuai dengan yang ada di peraturan SNI 2002, peraturan tentang dermaga (OCDI) ataupun literatur yang digunakan. 3. Hanya membahas perencanaan dimensi pelat beton pracetak, balok pracetak, pile cap dan tiang pancang, tidak termasuk bagian struktur dermaga yang lainnya seperti balok fender, dan Mooring dolphin. 4. Hanya merencanakan dimensi pelat pracetak dengan ukuran (4 x 4), (6 x 6), (8 x 8) dan (10 x 10) meter. 5. Hanya menganalisis biaya dan kekuatan dari perencanaan pelat pracetak, balok pracetak, pile cap dan tiang pancan, tidak termasuk struktur dermaga yang lainnya seperti balok fender, dan Mooring dolphin. 6. Menggunakan program bantu SAP 2000
KUALITAS MATERIAL 1. Mutu Beton Digunakan beton dengan fc’ = 35 Mpa untuk komponen struktural. Berikut ini data mutu beton berdasarkan SNI 2002: = 4700 fc' = 27805.575 kg/cm2 Eb 2.
MANFAAT Pengerjaan tugas akhir ini diharapkan dapat menjadi acuan dalam merencanakan modul pelat dermaga PT. Petrokimia Gresik (Persero) yang murah dan mempunyai kekuatan yang cukup untuk menahan beban dermaga. TINJAUAN PUSTAKA
3.
Pembahasan dalam bab ini secara umum meliputi konsep desain yaitu perencanaan pelat pracetak, perencanaan balok pracetak, perencanaan pile cap dan tiang pancang.
4.
KRITERIA DESAIN PERATURAN YANG DIGUNAKAN Dalam tugas akhir ini digunakan beberapa peraturan sebagai landasan perencanaan, diantaranya: • PCI. 1992 Design Handbook 4th Edition and 5th Edition Precast and Prestressed Concrete Chapter5. • Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan. The Overseas Coastal Area Development Institute Of Japan (OCDI). • ACI 318-05.Appendix D. Chapter 5.2. • Badan Standarisasi Nasional. SNI 03-2847-2002 untuk merencanakan struktur beton. • SNI 03 - 1726 – 2002 - Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (1983). Digunakan dalam perhitungan gaya gempa dengan metode dinamis. • Beton Bertulang Edward G. Nawy. • Daya Dukung Tanah, Herman Wahyudi • Ekplorasi Teknologi dalam Proyek Konstruksi, Wulfram Ervianto KRITERIA KAPAL RENCANA Dalam Tugas Akhir ini, kapal jenis barang dan curah yang direncanakan bersandar di dermaga mempunyai data sebagai berikut:
2
Dermaga Sisi Darat Bobot mati : 35.000 DWT Panjang (LOA) : 181 m Sarat penuh : 10.9 m Lebar : 26.4 m
Berthing Velocity : 0.15 m/det Sudut berthing max : 100 Dermaga Sisi Laut Bobot mati : 60.000 DWT Panjang (LOA) : 271 m Sarat penuh : 13.2 m Lebar : 35.2 m Berthing Velocity :0.15 m/det Sudut berthing max :100
Mutu Baja Baja tulangan yang digunakan dalam perencanaan ini adalah baja tulangan U-50. Berikut ini data mutu baja fy = 490MPa Ea = 2,1 x 106 kg/cm2 σa = Tegangan Tarik = 290 MPa Diameter Tulangan = 19mm ( untuk pelat ) = 25 mm (untuk balok ) Selimut Beton Dalam perencanaan ini digunakan tebal selimut beton untuk pelat sebesar 4 cm dan untuk balok sebesar 7 cm. Tiang Pondasi Tiang pancang baja Nipon steel Diameter = 1200 mm Tebal = 20 mm Luas penampang = 741.4 cm2 Berat = 467 kg / m Momen Inersia = 129 x 103 cm4 Section Modulus = 215 x 102 cm3
DESAIN DIMENSI STRUKTUR Berikut ini adalah disain dimensi struktur dermaga untuk modul 8 x 8 meter: Panjang dermaga : 194 m Lebar dermaga : 36 m Tebal Pelat : 40 cm Balok Melintang : 80 x 120 cm Balok Memanjang : 80 x 120 cm Balok Crane : 80 x 120 cm Pile cap :200 x 200 x 80 cm Cover Beton (pelat) : 4 cm (balok) : 7 cm BEBAN LATERAL Pembebanan lateral pada struktur dermaga dapat dikategorikan atara lain: 1) Gaya Gelombang 2) Gaya Akibat Arus 3) Gaya Tumbukan Kapal Dari analisa diperoleh gaya bollard sebagai berikut: Table Rekap Gaya Bollard Gaya Bollard Gaya Tarik (ton) Gaya tarikan kapal 100 Gaya dorong kapal akibat angin 126.36 Gaya dorong kapal akibat arus 82.42
BEBAN GEMPA Beban gempa yang bekerja pada struktur dermaga dihitung secara dinamis dengan menggunakan respon spektra menurut SNI 03-1726-2002. • Input Gaya Gempa Berdasarkan peta gempa, karang jamuan merupakan wilayah yang masuk dalam Zone Gempa 2 dengan jenis Tanah Lunak, sehingga ditetapkan spektrum respons seperti pada Gambar dibawah ini Dan scale factor diisi I .g = 1 x9.81 = 2.1778 R 4.5 Nilai I merupakan factor keutamaan gedung dan R merupakan faktor reduksi berdasarkan SNI 1726-2002.
Dia Tul lentur
= 19 mm = 283.5287 mm2 Dia Tul bagi = 16 mm As = 201.0692 mm2 Tinggi efektif = 346 mm Lebar Pelat = 8000 mm BJ beton pracetak = 2400 kg/m3 BJ beton Cast in place = 2500 kg/m3 mutu baja Fy = 490 Mpa mutu beton Fc = 35 Mpa Perhitungan tulangan lentur pelat Tahapan yang digunakan dalam menentukan tulangan lentur plat adalah sebagai berikut: 1. Menentukan data-data d, fy, f ’c, dan Mu 2. Menentukan batasan harga tulangan dengan menggunakan rasio tulangan yang disyaratkan sebagai berikut : 0.85β 1 fc' 600 ρb = fy 600 + fy SNI 03-2847-2002 pasal 10.4(3) As
ρ max = 0.75 ρb
SNI 03-2847-2002 pasal 12.3(3)
Gambar. Grafik Respon Spektrum dalam SAP 2000 PEMODELAN STRUKTUR MENGGUNAKAN PROGRAM BANTU Pemodelan struktur sebisa mungkin harus mempunyai perilaku yang sama dengan kondisi struktur di lapangan nanti. Hal ini diperlukan agar hasil gaya dalam (momen, lintang dan normal) yang dikeluarkan program bantu akurat. Struktur Jetty dalam tugas akhir ini memiliki beberapa komponen struktur, diantaranya pelat, balok, pile cap dan tiang pancang. Adapun pemodelan keempat komponen tersebut dalam program bantu adalah sebagai berikut. a. Pelat pada model jetty dimodelkan dengan fitur area shell setebal 40 cm. b. Balok pada model jetty dimodelkan dengan fitur frame. c. Pile cap pada model jetty dimodelkan dengan fitur solid. d. Tiang pancang sama seperti balok, tiang pancang pada model jetty dimodelkan dengan fitur frame. Model struktur jetty pada program bantu dapat dilihat pada gambar dibawah ini
ρ min =
1.4 fy
3.
Hitung rasio tulangan yang dibutuhkan : 1 2 xmxRn ρ = 1 − 1 − m fy 4. Menentukan luas tulangan (AS) dari ῤ yang didapat ρ = As bxd Momen yang menentukan : Dari perhitungan SAP 2000 didapatkan: Mu = 198437778 Rn =
ρ=
Mu 0.8 x 1000 x dy 2
=
198437778 0.8 x 1000 x 333 2
2 x m x Rn 1 1− 1− m fy
= 2.237 N / mm2
= 0.00475
ρ > ρ min ρ pakai = 0,00475 =ρbd As perlu = 0,00475 x 1000 x 333 = 1582.076 mm2 Digunakan tulangan lentur: ∅19 - 175 ( As Pasang = 1701.712 mm2 ) Perencanaan Tulangan Susut dan Suhu Pelat Untuk perencanaan tulangan susut dan suhu arah x pelat penulis menggunakan aturan SNI 03-2847-2002 pasal 9.12.2).(1).
PERENCANAAN STRUKTUR DERMAGA PERENCANAAN PELAT Data Perencanaan Pelat Untuk perencanaan dipakai data sebagai berikut: Tebal Pelat rencana = 400 Tebal pelat pracetak = 300 Tebal overtopping = 100 Decking = 70
mm mm mm mm
0,0018 x 400' = 0,00147 490
a.
ρ=
b. c.
As = 0,00147 x 1000 x 350.5 = 515.235 mm2 Tulangan pakai D13 – 200 ( As = 663.325 mm2) per meter lebar pelat.
Kontrol Geser Punch Pelat Pada control geser punch dimabil gaya dari truck trailer karena memiliki beban besar dan bidang sentuh roda dengan pelat yang kecil. Besar beban dan
3
luasan bidang sentuh roda pelat dapat dilihat pada gambar (a) dan (b).
Momen pelat pracetak saat pengangkatan Pelat direncanakan diangkat dengan 4 titik pengangkatan. Momen pelat saat pengangkatan dihitung dengan PCI Design Hand Book Precast and Prestressed Concrete pasal 5.2.4 (b) seperti pada Gambar sebagai berikut :
Gambar Lebar kerja manfaat arah melintang dan memanjang Berdasarkan Peraturan SIN 03-2847-2002, rumus mencari kuat geser nominal pelat adalah = 2111861 N= 211,186 ton Vn c = 2 f ' c ×U × d 1 + β 6 35 × 3100 × 400 = 1222656 N = 122.266 ton 6 Kuat penampang pada geser harus memenuhi : Vc =
Gambar Momen Pengangkatan Pelat Dengan rencana titik pengangkatan seperti pada Gambar di atas sebagai berikut :
i. Vu ≤ ɸVn c = 1,2 x 135 < 0,8 x 211.186 162 ton < 168.9488 ton( OK ) ii.
Vc > Vn c = 345,105 ton > 211.186 ton ( OK )
Jadi => Pelat beton memenuhi kuat geser punch Kontrol Retak
z = f s 3 dc A = 21812.25 N/mm = 21.81 MN/m < 25 MN/m.....OK!
ω = 11 × 10 −6 × β × z = 0,194 < 0,3 mm ...................(OK) Perancanaan Pelat Sebelum Komposit Data perencanaan pelat pracetak. Pelat pracetak berbentuk half slab dengan tebal 30 cm. Tulangan yang dipasang adalah tulangan lentur bagian bawah, dengan diameter tulangan rencana pelat pracetak D 19 dan tulangan bagi D 13. Penentuan lebar bersih pelat pracetak: - Tipe modul pelat = 8 x 8 meter - Lebar balok = 700 mm Lebar Balok tumpuan - Lx = 8-(0.7x2)+(2x0.05) = 7.4 m - Ly = 8-(0.7x2)+(2x0.05) = 7.4 m Dimensi bersih pelat pracetak - Lx = 7.4/4 = 1.85 m - Ly = 7.4 m
Gambar Rencana Titik Pengangkatan Dimensi Pelat : lebar = 1.85 m panjang = 7.4 m dari analisa didapatkan momen dengan faktor kejut akibat pengangkatan 1.5 adalah: Mmax = 2696.093 x 1.5 = 4044.139 kgm Mmin = -1348.047 x 1.5 = -2022.069 kgm Kontrol tegangan precast f’c saat umur beton 7 hari = 65% x 35 = 22.75 MPa fr saat umur beton 7 hari = 0.7*√22.75 = 3.339 MPa Kontrol Tegangan σmax =
40441396 x142.54 = 1.325 4350148484
σmax < fr (1.325 < 3.339) MPa ........OK σmin =
20220698 x157.46 = 0.732 4350148484
σmin < fr (0.732 < 3.339) MPa ........OK 2)
Kontrol pada saat Penumpukan
0 207
0 586
0 207
Gambar Penumpukan pelat pracetak Beban yang bekerja: Berat sendiri = 0.3x2400 = 720 kg/m2 Berat besi tulangan = 0.05x720 = 48 kg/m2 Berat Total = 768 kg/m2 Gambar-Detail peletakan pelat pracetak di atas balok. Perencanaan Tulangan Lentur Digunakan tulangan lentur: ∅19 - 200 ( As Pasang = 1701.1724 mm2 ) Kontrol Tegangan 1) Kontrol pada saat pengangkatan pelat Beban pelat pracetak saat pengangkatan Beban sendiri pelat pracetak = 0,30 x 2400 = 720 kg/m2 Beban total (w) = 9856.8 kg
4
Dari perhitungan menggunakan program bantu SAP 2000 didapatkan momen:
Gambar Momen pelat pracetak akibat penumpukan
Mmax = 1456.559 kgm Mmin = -2551.839 kgm karena pelat pracetak ditumpuk, maka ada faktor kejut ketika proses penumpukan sebesar 1.5, sehingga momen menjadi: Mmax = 1456.559 x 1.5 = 2184.839 kgm Mmin = -2551.839 x 1.5 = -3827.76 kgm Kontrol Tegangan σmax =
21848385 x142.54 = 0.716 4350148484
σmax < fr (0.716 < 3.339) MPa ........OK σmin =
38277585 x157.46 = 1.386 4350148484
σmin < fr (1.386 < 3.339) MPa ........OK 3) Kontrol pada saat menahan beton basah Data Perencanaan : Beban yang bekerja pada saat pengecoran topping beton f’c saat umur beton 14 hari = 88% x 35 = 30.8 MPa fr saat umur beton 14 hari = 0.7*√30.8 = 3.884 MPa Beban sendiri pelat pracetak = 0,30 x 2400 = 720 kg/m2 Beban Beton basah = 0,10 x 2500 = 250 kg/m2 Beban total (q) = 970 kg/m2 Beban Hidup (P) = 100 kg Momen pelat pracetak saat pengecoran Pelat yang diletakkan di antara 2 balok pada saat pengecoran diasumsikan menumpu pada 2 perletakan, dengan analisa program bantu SAP 2000 didapatkan momen sebesar :
Kontrol Tegangan σmax =
73339800 x142.54 = 2.403 4350148484
σmax < fr (2.403 < 3.884) MPa ........OK σmin =
95440035 x157.46 = 3.455 4350148484
σmin < fr (3.455 < 3.884) MPa ........OK PERENCANAAN BALOK Tabel Rekap penulangan lentur balok memanjang Tumpuan Lapangan 2304051000 1845611000Nm Mu Nmm m Tul. Atas 12D25 10D25 As pakai 5890.486 mm2 4908.739 mm2 Tul. Samping 2D16 2D16 As pakai 402,124 mm2 402,124 mm2 Tul.Bawah 4D25 5D32 As pakai 1963.495 mm2 2454.369 mm2 2603844435Nm Mn 3076038244Nm m Penulangan Geser Dari software bantu analisa struktur didapatkan nilai geser maksimum (Vu) = 1651125.4 N Pemasangan Sengkang Daerah Sendi Plastis Direncanakan tulangan geser 4φ12 mm (Av = 452,39 mm2) Penulangan Torsi Balok Dalam perencanaan tulangan torsi pada balok induk, penulis menggunakan peraturan SNI 03-28472002 pasal 13.6. Adapun tahapan – tahapan dalam perencanaan tulangan torsi adalah sebagai berikut A.
Kontrol pengaruh momen torsi berfaktor terhadap balok Tu : 146463816.5 Nmm
Tn = Gambar Momen pelat pracetak akibat penumpukan Mmax = 4889.32 kgm Mmin = -6362.67 kgm karena beton tidak bias langsung merata setebal 10 cm di atas pelat, melainkan ditumpuk dulu kemudian diratakan, maka untuk menahan beban beton sebelum diratakan momen maksimum dikalikan dengan koefisien 1.5 Mmax = 4889.32 x 1.5 = 7333.98 kgm Mmin = -6362.67 x 1.5 = -9544 kgm
Gambar - Momen saat pengecoran
Tn = 1367973 Nmm < Tu = 146463816.5 Nmm Karena Tn < Tu maka perlu tulangan torsi B.
Kontrol dimensi penampang melintang balok
(
)
2
1651125.4 700 x1105.5
+
(
)
146463816.5x3592 2 572269.4 2 35 ≤ 0.75 + 700 x1105.5 3 1.7 x743904 2 2 2
2,209 N/mm < 4.498N /mm
Jadi Penampang melintang balok memenuhi Tulangan longitudinal akibat torsi Dari perhitungan tulangan momen tumpuan didapat As = 5890.486 mm2 dan As’ = 1963.495 mm2 perbandingan penempatan tulangan torsi adalah atas : tengah : bawah = 1 : 2 : 1 maka, - Tulangan longitudinal di atas As = 0,25 x Al pakai + As = 0,25 x 2708.29 + 5890.486 = 6567.558 mm2 Dengan tulangan D25 jumlah tulangan yang diperlukan adalah 14 buah C.
5
Tulangan longitudinal di tengah Av = 0,5 x Al pakai = 0,5 x 2708.29 = 1354.145 mm2 Dengan tulangan D16 jumlah tulangan yang diperlukan adalah 7 buah - Tulangan longitudinal di bawah As’= 0,25 x Al pakai + As’ = 0,25 x 2708.29 + 1963.495 = 2640.568 mm2 Dengan tulangan D25 jumlah tulangan yang diperlukan adalah 6 buah -
Perhitungan Titik Jepit Tiang
Kontrol Desain dan Panjang Penyaluran A. Kontrol Lendutan
h= B.
l 800 = = 38.09 cm < 50 cm ....OK 21 21
Kontrol Retak
z = f s 3 dc A = 24957.36 N/mm = 24.96 MN/m < 25 MN/m OK! ω = 11 × 10 −6 × β × z = 0,233 < 0,3 mm ...(OK) C. Panjang Penyaluran 1. Panjang Penyaluran lurus tulangan tarik Digunakan panjang penyaluran untuk tulangan tarik 1000 mm 2. Panjang Penyaluran Berkait Dipakai 300 mm SNI 03-2847-2002 Ps. 9.1.2 3. Tulangan momen positif Sesuai SNI 03-2847-2002 Ps. 14.11, l dh ≥ 150 mm 4. Tulangan momen negative Sesuai SNI 03-2847-2002 Ps. 14.12, Panjang penyaluran digunakan adalah 500 mm Untuk kondisi sebelum komposit, balok pracetak dikontrol tegangan seperti pada pelat pracetak.
Gambar Pemodelan titik jepit tiang pancang T =5
Zf
= 1,8 x 7.7 = 13.01 m 13 m Dan pemodelan struktur pada software bantu, panjang tiang pancang sampai dengan titik jepit pancang adalah L = e + Zf L = 15 + 13 = 28 m Perhitungan Kapasitas Akasial Maksimum Tiang(Qv) π 2 × 210000 × 0.01413 Qv = = 1108.1MN = 1108ton (1300 + 1500)2 Sedangkan dari analisa menggunakan program bantu SAP 2000 didapatkan P max sebesar : Pmax < Qv 522.965 < 1108 (OK) Qv =
Gambar. Balok Pracetak Tulangan balok pracetak yang dipasang adalah tulangan bagian bawah. Untuk tulangan tumpuan dipasang tulangan tekan (5D-25) sedangkan tulangan lapangan dipasang tulangan tarik (10D-25). PERENCANAAN TIANG PANCANG Data Spesifikasi Tiang Pancang Adapun spesifikasi dari tiang pancang baja ini adalah sebagai berikut: Tabel Dimensi tiang pancang modul pelat 8 x 8 Keterangan
Satuan
BJ 50
-
Diameter (D)
1200
mm
20
mm
Luas Penampang (A)
678.6
cm2
Section Modulus (Z)
18000
cm3
Momen Inersia
990000
cm4
Tebal
6
Nilai
Mutu Baja
210000000x0.01413 = 7.23 m 150
1108 = 2.12 522.965
Perhitungan Kapasitas Lateral Maksimum Tiang(Q H ) Dengan rumus penyederhanaan dari Tomlinson, perhitungan nilai Q H (gaya lateral maksimum) dapat dihitung dengan QH
=
QH
=
Mu
= σu x Z ,
2 x1285 = 91.786 ton 15 + 13
Untuk jarak antar tiang (S) adalah 6m dan diameter tiang (B) adalah 1,2 m, nilai efesiensi kapasitas lateral tiang adalah : S/B = 6 / 1,2 = 5 Ge = 0,5 Q H ijin = 0,5 x 91.786 = 45.89 ton Gaya lateral maksimum yang terjadi pada satu tiang adalah H max
=
1783997 kg = 17839.97 kg = 17.84 ton 100
Sedangkan dari analisa menggunakan program bantu SAP 2000 didapatkan H max sebesar : Hmax < Qv 17.84 < 45.89 (OK)
Qv =
45.89 = 2.57 17.84
Kontrol Defleksi Lateral Tiang (y max) Dengan menggunakan perumusan NAVAC B-67, nilai defleksi lateral tiang didapatkan: y = 0.009401m Kontrol Momen Momen yang terjadi, yaitu momen yang didapat dari analisa SAP 2000 harus lebih kecil dari momen bahan tiang pancang (Mu). My ≤ Mu = Fy . S x atau y My ≤ Mu = Fy . 1,5 Z x atau y Momen yang terjadi : M2 = 233.767 t.m < Mu .....OK! M3 = 228.819 t.m < Mu.....OK! Perencanaan Pile Cap Pada perencanaan ini Pile cap yang direncanakan bukan precetak., adapun data dan tipe pile cap adalah: Data data perencanaan Pile cap: Lebar (b) = lx = 200 cm Tinggi (h) = 80 cm Panjang = ly = 200 cm Selimut beton = 8 cm Mutu Beton f’ c = 35 Mpa Eb = 27805.575 Nmm Mutu Baja fy = 490 Mpa Ea = 2,1 x 105 Nmm Diameter Tulangan = 25 mm (tul. utama) = 22 mm (tul.bagi) Dari perhitungan program SAP 2000 didapat gaya-gaya yang bekerja pada poer. Dengan asumsi pelaksanaan yang sulit maka direncanakan eksentrisitas pada pile cap tunggal.
Beton isi direncanakan 50 cm di bawah muka air terendah sekaligus sebagai pelindung tiang pancang baja dari korosi Jadi panjang beton isi L = 3.1 meter. a) Kekuatan tulangan di dalam steel pile (12 - D13) P nt = As .n . fy. Ø (fy=490 Mpa) = 585 ton > 137ton……OK b) Tegangan geser beton dan pelat, serta kekuatan beton menerima gaya horisontal. Kekuatan beton disekeliling tulangan = n x L x d x fc = 1092000 N > 137200 N......OK c) Kekuatan tulangan angker (18 - D28, fy=490Mpa) P nt = As .n . fy. Ø = 4344747.24 N > 137200 N. ……OK Perhitungan yang dibutuhkan Dari analisa menggunakan program bantu SAP 2000
Gambar – Momen pada 3.1 meter Momen pada ujung tiang tegak Mu = 174836.55 kg.m dengan P max = 263668.32 kg Tumax =
Mu . d max 1662696691 434.475ton = = 22201.4 kg ≤ 18 tulangan ∑ d 2 74891.48
Karena gaya tarik akibat momen yang terjadi pada satu tulangan angker lebih kecil dari kemampuan tulangan menahan tarik, maka tulangan 18-D28 mampu menahan Mu=174836.55 kg.m Tarik ulti = 22.201 ton ≤ Tijin = 24.137 ton . . . . . .(OK) Kontrol Geser punch pile cap Pile cap harusmemenuhi persyaratanbahwa kekuatan gaya gesr nominal harus lebih besar dari geser punch yang terjadi.Kuat geser yang disumbangkan beton diambil nilai terkecil dari: V c = 1 + 2 35 × 4710 × 1000 = 10836286.136 N 1.5 6
Gambar – Beban yang bekerja pada pilecap Dari hasil SAP2000 v.14.2.2 untuk tiang pancang tunggal didapatkan : = -628.228 ton P max(axial load) = -244684,44 kg.m M pada batang tsb Perhitungan Tulangan Arah Y dan X Penulangan Lentur Dipakai D25 (As pakai = 9817.477 mm2) untuk tiap meter dipasang D25 (As = 4908.7385 mm2) Untuk Tulangan bagi dianggap 50% dari tulangan utama, maka: As bagi = 2454.369 mm2 jarak antar tulangan = 150 mm Diameter tulangan bagi D22 (As pakai = 2659.58 mm2 ) Penulangan angker
35 × 4710 × 1000 = 9288245.259 N 3 Diambil Vc terkecil = 9288245.259 N ɸVc = 0.75 x 9288245.259 = 6966183.945 N ɸVc = 6966183.945 N > Pu tiang = 2636683.2N…OK
Vc =
7
KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN 1. Total rencana biaya dermaga yang paling murah ditijau dari perhitungan struktur atas adalah modul pelat lantai ukuran 4 x 4 meter dengan harga RP 6,935,406,555,00
Gambar- Grafik Rekapitulasi Harga Bangunan Atas
adalah modul pelat lantai ukuran 10 x 10 meter dengan harga RP 91,202,236,390,00 untuk SF = 2 (kondisi esisting).
Gambar - Grafik Rekapitulasi Harga Bangunan Bawah 3. Total biaya perencanaan struktur dermaga yang paling murah dengan SF = 3 (sesuai perhitungan penulis) adalah modul pelat 8 x 8 meter dengan harga Rp 115,423,844,799.39
2. Total biaya perencanaan dermaga yang paling murah ditijau dari perhitungan struktur bawah Tabel. Rekapitulasi Rencana Anggaran Biaya No. Uraian Jumlah 1 Bangunan Modul 10 x 10 meter SF 2 (esisting) Rp 101,188,469,312.64 2 Bangunan Modul 10 x 10 meter SF 3 Rp 122,710,377,379.44 3 Bangunan Modul 8 x 8 meter Rp 115,423,844,799.39 4 Bangunan Modul 6 x 6 meter Rp 164,236,314,433.53 5 Bangunan Modul 4 x 4 meter Rp 279,993,293,384.77 4.
SARAN 1. Dalam merencanakan struktur dermaga dengan berbagai variasai modul pelat lantai pracetak, seharusnya mempertimbangkan kondisi tanah. 2. Dalam tugas akhir yang akan datang, perhitungan Rencana Anggaran biaya disarankan mempertimbangakan biaya metode pelaksanaan di lapangan.
7.
UCAPAN TERIMA KASIH
8.
Penulis H.S. mengucapkan terima kasih kepada Allah SWT, Nabi Muhammad SAW, kedua orang tua, pacar (U.H), sahabat, saudara SIPIL 2009, rekanrekan TMB 48, serta semua pihak yang ikut andil dalam pengerjaan tugas akhir ini. Atas semua pertolongan, bantuan, bimbingan baik dalam bentuk iman, keyakinan, doa, materi maupun moril yang telah diberikan kepada penulis sehingga penelitian tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan cukup baik dan mampu penulis tuangkan dalam bentuk jurnal ilmiah ini. Semoga bisa bermanfaat baik bagi penulis secara khusus maupun bagi masyarakat secara umum.
5. 6.
9.
10.
11.
12. DAFTAR PUSTAKA 1. 2.
3.
8
ACI 318-05.Appendix D. Chapter 5.2. Badan Standarisasi Nasional.1971.”Pereturan Beton Bertulang Indonesia”. Bandung, Indonesia. Badan Standarisasi Nasional.2002. “Tentang Beton Pracetak”. Bandung, Indonesia.
13.
Bogazici dan Kocaeli University.2006.” Ductile Connections in Precast Concrete Moment Resisting Frames”. PCI Journal. Dewabroto, Wiryanto.2007. “Precast Hollow Core Slab”. Elliot, Kim.2002.”Precast Concrete Struktures”.Great Britain : ButterworthHeineman. Gibb,A.G.F.John Wiley and Son. 1999.”OffSite fabrication”. New York. USA Abduh, M. 2007.”Inovasi Teknologi dan Sistem Beton Pracetak di Indonesa: Sebuah Analisa Rantai Nilai”. Seminar dan Pameran HAKI. Khakim, Anwar, Hasyim. 2011.”Studi Pemilihan Pengerjaan Beton Antara Pracetak dan konvensional”. Jurnal Rekayasa Sipil Volume 5, No. 2. Malang, Indonesia. PCI. 1992. “PCI Design Handbook - 4th Edition. Precast/Prestressed Concrete”. Institute. Chicago, IL. PCI.“Design Handbook 5th Edition Precast and Prestressed Concrete Chapter 5”. Institute. Chicago, IL. Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan. “The Overseas Coastal Area Development Institut of Japan (OCDI)”. Kasumigaki, Chiyoda-ku, Tokyo, 100-0013, Japan Wahyudi, Herman. 2012. “Daya Dukung Pondasi Dangkal”. Surabaya, ITS Press.
