PERENCANAAN DETAIL STRUKTUR DERMAGA TUKS PT. PETROKIMIA GRESIK (PERSERO)
JURNAL ILMIAH
Diajukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh : MUHAMMAD FAKHRY ARIF NIM. 0910643024
UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 2016
LEMBAR PERSETUJUAN PERENCANAAN DETAIL STRUKTUR DERMAGA TUKS PT. PETROKIMIA GRESIK (PERSERO) JURNAL ILMIAH Diajukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
MUHAMMAD FAKHRY ARIF NIM. 0910643024 Menyetujui : Dosen Pembimbing I
Dr. Eng. Andre Primantyo H, ST.,MT. NIP. 19710312 200112 1 002
Dosen Pembimbing II
Prima HadiWicaksono, ST. MT. NIP. 19750722 200012 1 001
PERENCANAAN DETAIL STRUKTUR DERMAGA TUKS PT. PETROKIMIA GRESIK (PERSERO) Muhammad Fakhry Arif, Andre Primantyo Hendrawan, Prima HadiWicaksono 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 2 Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya E-mail:
[email protected] ABSTRAK PT. Petrokimia Gresik (Persero) adalah pabrik pupuk yang terletak di Kabupaten Gresik, Jawa Timur. Perusahaan ini memiliki fasilitas pelabuhan sendiri, atau pelabuhan TUKS (Terminal Untuk Kepentingan Sendiri). Perencanaan Detail Struktur Dermaga TUKS Baru PT. Petrokimia Gresik (Persero) dimulai dengan analisis gaya gaya yang terjadi pada dermaga. Gaya beban dibedakan menjadi dua yaitu vertikal dan lateral (horisontal), setiap beban gaya akan menghasilkan momen gaya pada setiap penampang, momen yang diapat akan dilanjutkan dengan perhitungan struktur beton yaitu pelat, balok, kepala tiang dan tiang pancang. Untuk data tanah, yaitu berupa Uji SPT digunakan data hipotetik yaitu data dari Tanjung Pakis, Lamongan, Jawa Timur. Dari perhitungan gaya gaya tersebut bisa didesain pondasi yang digunakan pada dermaga. Yaitu pondasi tiang pancang dengan diameter 80cm, dengan jarak 6 m memanjang dermaga, 7,5 m dan 7 m pada sisi pendek dermaga, dan berjumlah total 504 tiang pancang. Dipancang hingga mencapai batuan keras Lime stone yang memiliki nilai N SPT > 80 dengan kedalaman 17.5 m. Untuk. Pondasi menggunakan pondasi tiang pancang yang dipancang pada kedalaman tersebut hingga menyentuh Limestone dengan ukuran pondasi 80 x 80cm. Untuk struktur beton yaitu pelat ketebalan 30 cm,balok 80 x 100 cm, kepala tiang 130 x 100cm dan 260 x 100 cm. Kata kunci: dermaga TUKS, detail struktur dermaga, uji SPT, pondasi tiang pancang ABSTRACT PT. Petrokimia Gresik (Persero) is a fertilizer factory which is located in Gresik Regency, East Java. This factory has their own private pier, also known as TUKS pier. Detail engineering design of the newest PT. Petrokimia Gresik (Persero)’s TUKS pier starts with the forces analysis. The load is divided into two kinds of load called the vertical and lateral load (horizontal load). Moments as the result for the load analysis on each section can be calculated into the next concrete structure, such as concrete slab, beams, head pile and Concrete Spun Pile. Standard Penetration Test (SPT) for soil measurement is located in Tanjung Pakis, Lamongan, East Java. 80 cm diameters of Concrete Spun Pile that is used in this study is based of the forces calculation, with specification, 6 m of distance along pier, 7,5 m and 7 m on the short side of pier, and 504 Piles were embedded into the lime stone hard rock with SPT value upper than 80. The size of foundation is 80 x 80cm and 30 cm thicks of concrete slab, 80 x 100 cm beams, and for the head pile are 130 x 100cm and 260 x 100 cm. Keywords: TUKS pier, detail engineering design, Standard Penetration Test, Concrete Spun Pile. 1. PENDAHULUAN
PT. Petrokimia Gresik (Persero) adalah pabrik pupuk berstatus Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang terletak di Kabupaten Gresik Provinsi Jawa Timur. Perusahaan ini mempunyai fasilitas berupa pelabuhan khusus agar yang dikelola sendiri atau biasa disebut TUKS (Terminal Untuk Kepentingan Sendiri). Dermaga baru yang telah direncanakan memliki panjang 430 meter dan lebar 40 meter, pada sisi dermaga dapat disandari oleh 2 buah kapal dan kapal yang akan menggunakan dermaga yang baru memiliki kapasitas 25.000 DWT dengan memiliki spesifikasi panjang 181 meter, lebar 25,5 meter, dapat dilihat pada Gambar 1. Untuk mendukung perencanaan dermaga yang baru, diperlukan analisa detail struktur, yang mencakup analisa bangunan bagian atas dan bangunan bagian bawah dermaga. Penelitian Diharapkan bisa menjadi rekomendasi atau acuan dalam pelaksanaan perhitungan perencanaan dermaga baru, Sehingga proses pembangunan bisa lebih cepat dan tepat sesuai dengan kebutuhan.
TUKS (Terminal Untuk Kepentingan Sendiri), PT. Petrokimia Gresik (Persero). Dimana jenis data yang digunakan pada dasarnya menggambarkan karakteristik dari perairan Gresik, tempat direncanakannya dermaga TUKS baru itu sendiri. Dalam penyelesaian studi ini digunakan metode pengerjaan dengan cara analisis perhitungan secara analitik untuk perhitungan dimensi struktur penampang pelat, balok, kepala, dan pondasi tiang pancang dermaga TUKS baru PT. Petrokimia Gresik (Persero). 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Dimensi Dermaga Bentuk dermaga yang digunakan adalah bentuk L sesuai dengan kebutuhan dan kondisi lapangan. Dermaga direncanakan dapat disandari dua kapal secara bersamaan. Dari kapal terbesar yang sandar dapat ditentukan dimensi dermaga yaitu : Panjang = 430 m Lebar = 40 m Tebal plat = 30 cm balok melintang = 80 x 100 cm balok memanjang = 80 x 100 cm balok fender = 50 x 100 cm D tiang pancang beton = 80 cm Kepala tiang tunggal = 130 x 100 cm Kepala tiang ganda = 260 x 100 cm Gambar dimensi penampang pada dermaga dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 1. Layout Eksisting Dermaga dan Rencana Dermaga Baru Sumber: Proyek Rencana Pengembangan Reklamasi dan Pelabuhan PT. Petrokimia Gresik (Persero)
2. BAHAN DAN METODE Pada studi ini menggunakan bahan berupa data yaitu berupa peta lokasi, peta bathimetri, pasang surut, data kapal, nilai uji N SPT dan data teknis Dermaga
Gambar 2. Desain Penampang Dermaga Beban vertikal tarikan kapal adalah Untuk beton bertulang pada bangunan setengah dari beban horisontal tarikan yang dianalisis pada studi ini kapal 150 ton. Maka untuk beban menggunakan: vertikalnya adalah: (150 x 0.5) = 75 ton f’c = 35 MPa Ec= 1.2 x 105 kg/cm2 fy = 400 MPa β1= 0,85 Beban Horisontal Beban Vertikal • berat plat : 0,3 x 2,4 = 0,72 t/m2 • berat balok memanjang = 1,92 t/m2 • berat balok melintang = 1,92 t/m2 • berat balok fender = 6.53 t/m2 Beban hidup (life Load) yaitu : • beban merata akibat muatan (beban pangkalan), diambil : - untuk keadaan normal, qp = 3 t/m2 Diambil dari : Berat petikemas 2 tumpukan Berat w = 30,4 t Lebar = 2,438 m Panjang = 12,2 m = 60,8 t / 12,2 x 2,438 m = 2,044 t/m2 diambil 3 t/m2 dengan asumsi penambahan aktifitas pangkalan di atas dermaga pada Gambar 3. • beban air hujan = 1 t/m3 x 0.03 = 0.03 t/m2
Gambar 3. Dimensi Peti Kemas Beban Terpusat • Beban Roda Truk : Truk rencana adalah berkapasitas 6 ton setiap roda pada Gambar 4..
untuk kapal dengan DWT 25.000 ton, maka W = 42.000 ton, serta v = 0.15 m/s. Energi tumbukan dapat dihitung dengan persamaan berikut ini : W = displacement kapal = 42.000 ton CH = koefisien massa = 1,654 CE = koefisien eksentrisitas = 1 +
L ( L (l / r )2 ) CE = 0,434 CC = koefisien konfigurasi = 1 CS = koefisien softness = 1 (kapal baja) V = kecepatan saat merapat = 0,15 m/s Jadi nilai Ef = 34.599 tm Maka menggunakan Rubber Fender Bridgestone Super-Arch Tipe FV005-5Ef = energi x panjang fender = 12 x 3,2 = 38,4 tm Ef fender > Ef benturan kapal = 38,4 > 34,599 OK R = Ef benturan kapal/panjang fender x gaya reaksi fender = (34,599/3,20) x 90 = 973,097 ton Untuk dapat melayani kapal 25.000 DWT akan dipakai bollard dengan 150 ton. Dengan jarak 35 m maka dipilih 10 buah agar tidak menggangu kegiatan dermaga. Maka menurut OCDI (1991), Kedalaman kolam = 11,5 m Gaya Akibat Arus Perhitungan seperti di bawah ini: 2
Gambar 4. Ilustrasi Pembebanan Roda Truk
V PC C C . C . AC . C 2g
Maka PC = 1,25 x 1,025 x 1828,1 x 0,137 2 ( ) = 2,396 t 2 x9,81 Gaya Akibat Angin Pada lokasi, frekuensi angin tertinggi yang berhembus adalah 40 knot atau 17,867 m/s menggunakan rumus di bawah ini: Rw = 1,1 Qa Aw Rw = 1,1 x 20,111 x 2045,3 = 45245,87 kg = 45,24587 ton Pemilihan Boulder Besarnya gaya tarik boulder sendiri ditentukan menurut Standard Design Criteria for Port in Japan,1991. Untuk kapal 20.001 – 50.000 GRT, maka gaya boulder (Pa) yang bekerja adalah 150 ton. = gaya arus + gaya angin = 2,396 ton + 45,24587 ton = 47.64187 ton < 150 ton Beban Gempa
Gambar 5. Respon Spektrum Gempa Rencana Untuk Wilayah Gempa 2 (Sumber : SNI-1726-2002) Kabupaten Gresik Provinsi Jawa Timur termasuk dalam zona gempa 2. 𝐶𝑖 𝑉 = 𝑊𝑡 𝑅 Ci = koefisien gempa R = faktor daktalitas = 8.5 Wt = total beban sendiri I = faktor keutamaan = 1 Perhitungan getar alami dimana T = 0.06 H¾ diamana H = Zf + kedalaman dasar laut. Perhitungan letak titik jepit tanah terhadap tiang pancang untuk tanah normally consolidated clay dan granular
soil, dipergunakan Zf = 1.8T, dimana T EI 5 = nh , dengan: E = modulus elastisitas beton = 2.531 x 105 kg/cm2 Ф = 80 cm , t = 12 cm I, momen inersia = 1/64 x x (d4 – (d – t)4) = 1/64 x x (804 – (80 – 2x10)4) = 960576.24 cm4 nh = 350 – 700 kN/m3, untuk soft normally consolodated clay (lempung) diambil 500 kN/m3 = 0.05 kg/cm3.
2.531x10 5 x960576.24 0.05 344.64
5
T = m Jadi Zf = 1.8 x 344.64 = 620.36 cm ≈ 6.2 m dilihat pada Gambar 6. Kedalaman dermaga adalah elevasi dermaga + kedalaman perairan = 11.5 m H = Zf + kedalaman dasar laut = 6.2 + 11.5 = 17.70 m TX = TY = 0.06 x (17.70)3/4 = 0.73 detik.
Gambar 6. Posisi titik jepit Beban merata akibat muatan (beban pangkalan), diambil : q = 3000 kg/m2, maka Berat pangkalan = 3 x 430 = 1290 ton Berat hujan = 0.05 x 430 x 40 = 860 ton Beban Hidup (WL) = 2150 ton Total berat kontruksi (Wt) = WD + WL = 25041.98 + 2150 = 27191.98 ton perhitungan nilai koefisien gempa : C= 𝑉=
0.23 T 𝐶𝑖 𝑅
C=
𝑊𝑡 V=
V = 991.71 ton
0.23 0.73
C = 0.31
0,31 x1 27191.98 8,5
Untuk portal memanjang, Fiy – (6/430) x 991.71 = 13.84 ton, dan melintang, Fix – (6/40) x 991.71 = 148.76 ton Gaya Gelombang Pada Tiang Gaya yang diakibatkan gelombang yaitu gaya inersia dan gaya drag. Dengan diketahuinya gaya inersia dan gaya drag maka momen maksimum akibat gaya tersebut dapat diketahui Harga Kim, Kdm, Sim, dan Sdm dapat diperoleh dengan menggunakan grafik pada lampiran. Kim = 0.5 Sim = 0.53 KDm = 0.12 SDm = 0.55 Fim
= CM
γ π D2
= 1.5 x
4
HKim
1025,182 x 3,14 x 0.82
4 x 4,349 x 0,5 = 1679,67 kg 1 Fdm = Cd γDH2Kdm 2 1 = 0,7 x x 1025,182 x 0.82 x 0,12 2 = 651,391 kg Mim = Fim d Sim Mdm = Fdm d SDm= 1679,67 x 16 x 0.53 = 651,391 x 16 x 0.55 = 14243.6082= 5732.2435 Dimana : d = jarak antara still water level terhadap mud line Fim = Total gaya inersia horisontal maksimum pada tiang Fdm = Total gaya drag horisontal maksimum pada tiang pancang Mim = Momen maksimum pada mud line akibat komponen inersia MDm = Momen maksimum pada mud line komponen gaya drag KDm = Parameter nondimensionel untuk total gaya drag Sim = Parameter nondimensionel untuk momen gaya inersia SDm = Parameter nondimensionel untuk momen gaya drag Perencanaan Penulangan Pelat Lantai Beban Mati : Berat pelat sendiri = 0.72 t/m2 Beban hidup : Pangkalan = 3 t/m2
Beban hidup terpusat : Beban roda truk w = 6 t/m2 Pada perhitungan plat dermaga akan dibagi menjadi 6 tipe pelat, yaitu pelat tipe A,B,C,D,E,F sesuai dengan ukuran dan letak masing masing lantai pelat dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Pembagian tipe plat Perhitungan momen akibat beban terbagi rata dapat dilihat pada Tabel 1. : Mlx = Mtx = + 0.001 . q . lx2 . x Mly = Mty = + 0.001 . q . lx2 . x dimana : Mlx, Mly = momen lentur platdi lapangan arah bentang lx, ly (tm). Mtx, Mty = momen lentur plat di tumpuan arah bentang lx, ly (tm). q = beban total terbagi rata (t/m1). Lx = ukuran bentang terkecil plat, bentang yang memikul plat dalam satu arah (m). X =koefisien pada tabel 13.3.2 PBI 1971 Perhitungan momen akibat beban bx by a1 a2 a3 lx ly terpusat : M x.w bx by a4 lx ly w = beban terpusat (ton) a1, a2, a3, a4 = koefisien yang tergantung dari lx/ly dan derajat jepit masing- masing sisi (Balok dan Pelat Beton Bertulang ‘Ali Asroni 2010 : 267) Tabel 1. Harga Koefisien Momen Koefisien Momen a1 a2 A3 a4 Mlx -0.062 -0.017 0.130 0.390 Mly -0.017 -0.062 0.130 0.390 Mtx 0.062 0.136 -0.355 1.065 Mty 0.136 0.062 -0.355 1.065 Sumber : Balok dan Pelat Beton Bertulang ‘Ali Asroni 2010 : 267
Menentukan koefisien tahanan K= Mu / . b . d² dimana : b = panjang penulangan plat d = tinggi manfaat untuk penulangan Mu = momen ultimate menetukan ρperlu untuk menghitung luas tulangan yang diperlukan : 0.85 f’ c
ρperlu=
(1√1-
2xk
ρmax =
diamana : ρmin =
600
fy 600+fy β1 = 0,85 jika f’c ≤ 30 Mpa f' c-30 β1 = 0,85 – 8 ( ) jika f’c > 30 Mpa 1000 β1 tidak boleh diambil kurang dari 0,65 Menentukan As perlu = ρperlu x b x d luas tulangan D 13 AS1= ¼ πx d2 jarak tulang (s) = AS1 b / Asperlu Asaktual = D x 1000 / (s) Menentukan jumlah dan diameter tulangan (Ø) dimana : As terpasang ≥ As perlu (Mt) a = Asaktual x fy / 0.85 f’c x b Menghitung momen nominal (Mn) = Asaktual x fy ( d – a/2) Mt = ɸ. Mn (MT ≥ MU) Hasil Pada tabel 2.
)
0.85 f’ c ρ : yaitu perbandingan luas penampang baja tulangan yang digunakan tehadap luas penampang beton. dengan syarat : ρmin < ρperlu < ρmax fy
β1 0,85 f' c
√f'c 4 x fy
Tabel 2. Hasil perhitungan penulangan plat beton Tipe Pelat Pelat A Pelat B Pelat C Pelat D Pelat E Pelat F
Momen Mux Muy Mux Muy Mux Muy Mux Muy Mux Muy Mux Muy
88.705 249.050 82.549 192.606 39.457 284.319 31.477 43.323 39.095 418.475 39.457 376.944
rmin rperlu rmak 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037
0.0061 0.0216 0.0056 0.0160 0.0026 0.0254 0.0021 0.0033 0.0026 0.0440 0.0026 0.0372
0.028 0.028 0.028 0.028 0.028 0.028 0.028 0.028 0.028 0.028 0.028 0.028
As perlu
S
Mn
Mt
Tulangan yang dipakai
100.315 4428.964 1226.944 3281.108 807.915 5212.384 807.915 759.846 807.915 9032.902 807.915 7643.215
100.315 29.954 108.126 40.433 164.207 25.452 164.207 174.594 164.207 14.687 164.207 17.357
111.216 310.916 111.216 243.047 49.518 360.478 40.807 59.123 49.518 537.465 40.807 477.710
88.973 248.733 88.973 194.437 39.614 288.383 32.645 47.298 39.614 429.972 32.645 382.168
13 - 100 13 - 30 13 - 100 13 - 40 13 -230 13 - 25 13 - 280 13 - 180 13 - 230 13 - 14 13 - 280 13 - 17
Sumber : Perhitungan,2015 Perhitungan Balok Distribusi Beban Pelat Pada Balok Dermaga a. Akibat Beban Mati (qDL) Perhitungan beban equivalen mengikuti perumusan distribusi sebgai berikut : qDLsegitiga= qeq
1 2 1 1 .P . .q.lx .q.lx 2 3 2 3
qDLtrapesium = 1 lx 2 1 1 lx 2 qeq P.1 . 2 .q.lx.1 . 2 3 ly 2 3 ly
Gambar 8. Beban Bentuk Segitiga dan Trapesium
Dimana lx dan ly adalah bentang bersih. Beban mati terdiri dari : Berat sendiri pelat =720 kg/m2 Denah pembagian tipe pelat dapat dilihat pada gambar 8, yaitu pelat tipe A, B, C, D, E dan F Contoh Perhitungan : Beban oleh pelat tipe A Ly = 7.5 – 0.4 = 7.1 m Lx =6 – 0.4 = 5.6 m qDLsegitiga = ⅓ x 720 x 5.6 = 4.928 t/m qDLtrapesium = ½ x 720 x (1-1/3 x Lx2 / Ly2) = ½ x 720 x (1 – 1/3 x 5.62 / 7.12) = 1.6 t/m b. Akibat Beban Hidup (qLL) Beban hidup yang diterima oleh pelat adalah = 3 t/m2 Contoh Perhitungan : Beban oleh pelat type A Ly =7.5 – 0.4 = 7.1 m Lx = 6 – 0.4 = 5.6 m qDLsegitiga = ⅓ x 3 x 5.6 = 5.6 t/m qDLtrapesium = ½ x 3 x (1-1/3 x Lx2 / Ly2) = ½ x 3 x (1 – 1/3 x 5.62 / 7.12) = 6.658 t/m Distribusi penyebaran beban diatur sesuai dengan penampang balok yang terbebani oleh beban merata dari pelat contoh penyebaran beban ke balok adalah. Lihat Tabel 3. balok memanjang 2 beban mati = qsegitiga pelat A + qsegitiga pelat A = 4.928 + 4.928= 9.856 t/m balok memanjang 2 beban hidup = qsegitiga pelat A + qsegitiga pelat A = 5.2 + 5.2= 11.2 t/m Tabel 3. Penyebaran Beban Pelat Sesuai dengan Balok Terbeban Penyebaran Beban
Balok Memanjang
Balok Melintang 7.5 Balok Melintang 7 Memanjang Tepi
No 1 2 3 4 5 6 A1 A2 A1 A2
Beban Mati t/m 5.488 9.856 9.856 9.856 9.856 5.488 2.164 3.196 2.097 3.064 1.792
Beban Hidup t/m 7.935 11.2 11.2 11.2 11.2 7.935 9.017 13.316 8.737 12.768 3.2
Penyebaran Beban
No
Beban Mati t/m
Melintang Tepi 1.792 Balok melintang A1 = A72 Balok Melintang A2 - A71 Balok memanjang crane 13.189
Beban Hidup t/m 3.2
11.2
Sumber : Perhitungan,2015 Apabila balok beton di cor monolit dengan lantai / pelat maka dianggap sebagai balok “ T ” bm< bo + lo/5 = 80 + 750/5 = 230 cm bm < bo + lo/10 + bk/2 = 80 + 750/10 + 750/2 = 530 cm bm < b = 750 cm Sehinga nilai bm adalah 230 cm pada SNI 03-2847-2002 tata cara struktur beton konstruksi balok T : 1. Pada konstruksi balok-T , bagian sayap dan badan balok harus dibuat menyatu (monolit) atau harus dilekatkan secara efektif sehingga menjadi kesatuan. 2. Lebar pelat efektif sebagai bagian sayap balok-T tidak boleh melebihi seperempat bentang balok, dan lebar efektif sayap dari masing masing sisi badan balok tidak boleh melebihi – delapan kali tebal plat, dan setengah jarak bersih antara balok-balok yang besebelahan . 3. Untuk plat yang hanya mempunyai satu sisi, lebar efektif sayap dari ssi badan tidak boleh lebih dari - seperduabelas dari bentang balok - enam kali tebal pelat dan - setengah jarak bersih antara balok-balok yang bersebelahan. Perhitungan Elemen Struktur Menggunakan program aplikasi SAP2000, dengan input sebagai berikut : Beban gempa : o Beban gempa tepi fiy = 13.84 tm o Beban gempa tepi fix = 148.76 tm Gaya boulder = 47.64 tm Gaya fender = 34,59 tm Dengan dimensi rangka : o Balok Memanjang 80 cm x 10 cm o Balok melintang 80 cm x 100 cm
o Tiang pancang beton Ф 80 cm o Pelat beton t = 30 cm Kombinasi pembebanan : o 1.2D + 1.6L o 1.2D + 1L + 1EQ(gempa) o 1.2D+1.6L+ 1Fender + 1 Boulder o 1.2D+1.6L+ 1Fender + 1 Boulder + 1gempa o 1.2D + 1L + 1Gelombang Perhitungan Penulangan Balok Melintang Analisa Struktur balok digunakan Sofware Sap2000 dengan hasil sebagai berikut MU+ = 125.28 tm MU- = 166.71 tm VU+ = 121.25 tm Perhitungan Tulangan Pokok Lapangan Data – data : - MU = 1252.766 KNm - H = 1000 mm - B = 800 mm - f’c = 35 Mpa - fy = 400 Mp - βDtulangan= 25 mm - Selimut beton = 50 mm - d efektif = h - selimut beton = 1000 – 50 = 950 mm a. Menghitung koefisien tahanan K = Mu / x b x d2 1252.766 x 106 = 0.8 x 800 x 9502 = 2.169 Mpa b. Menghitung rasio tulangan perlu ρperlu =
=
0.85 f' c fy
0.85 x 35 400
2xk
(1-√1 0.85 x f'c) 2 x2.169
(1-√1 0.85 x 35)
= 0.00564 ρmak = 0.75 x ρ b = 0.75 x β1 x
0.85 f'c
600
x
fy
600+fy
0.85 35
= 0.75 x 0.85 x
400
x
600 600 + 400
= 0.0284 ρmin
=
1.4 fy
=
1.4 400
= 0.0035
ρmin ≤ ρperlu ≤ ρmak 0.0035 ≤ 0.00564 ≤ 0.0284 c. luas tulangan perlu (As perlu) As = ρ x b x d = 0.00564 x 800 x 950 = 4283.22 mm2 direncanakan dengan tulangan (D) D 25 As1 = ¼ p x d2 = 490.86 mm2 jumlah tulangan yang diperlukan : n = As / As1 4283.22 = = 8.73 dipilih 10 490.86 Asaktual = As1 x n = 490.86 x 10 = 4908.594 mm2 Asaktual 4908.594 ρaktual = = b x d 800 x 950 = 0.0065 >> ρmin ……..oke << ρmak……..oke d. Kontrol momen tersedia (Mt) Asaktual x fy 4908.59 x 400 a = = 0.85 f’c x b 0.85 x 35 x 800 = 82.497 mm Mn = Asaktual x fy ( d – a/2) = 4908.6 x 400 ( 950 – 82.497 / 2) = 1784276406 x 10-6 Nmm = 1784.28 KNm Mt = . Mn = 0.8 x 1784.28 = 1427.42 KNm > 1262.604(oke) Perhitungan Tulangan Geser Tumpuan a. menghitung gaya geser berdasarkan beban yang bekerja Vu = 121.2498 x 10 = 1212.498 kN b. menghitung kekuatan/kemampuan beton untuk menhan gaya geser tanpa tulangan geser (Vc) Vc = 1/6 √F'c x b x d = 1/6 √35 x 800 x 950 = 749370.1 x 10-3 = 749.37 kN ½ Vc = 0.5 x 0.6 x 749.37 = 224.81 kN 224.81 kN < Vu, diperlukan sengkang c. Menghitung gaya geser (Vs). Vs perlu =
Vu Ф
– Vc =
1212.5 0.6
– 749.37
= 1271.459 KN d. menghitung jarak sengkang dengan menggunkan tulangan D 13 As = ¼ x π x D2
= 132.67 mm2 Av x fy x defektif Sperlu = Vsperlu (265.33 x 400 x 950) x 10-3 = 1271.460 = 79.299 mm Digunakan jarak spasi 80 mm Perhitungan Tulangan Geser Lapangan Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4. a. menghitung gaya geser berdasarkan beban yang bekerja Vu = 121.2498 x 10 = 1212.498 x 2/3 = 808.332kN
Vc = 1/6 √F'c x b x d = 1/6 √35 x 800 x 950 = 749370.1 x 10-3 = 749.37 kN ½ Vc = 0.5 x 0.6 x 749.37 = 224.81 kN 224.81 kN < Vu, diperlukan sengkang c. Menghitung gaya geser yang di (Vs). Vu
= b. menghitung kekuatan menahan gaya geser tanpa tulangan geser (Vc) Tabel 4. Rekapitulasi Penulangan Balok Tipe Balok Balok Melintang
rmak
Momen
As
803.3
Vs perlu = - Vc= – 749.37 Ф 0.6 = 597.849 KN d. menghitung jarak sengkang dengan menggunkan D 13 As = ¼ x π x D2 = 132.67 mm2 Av x fy x defektif Sperlu = Vsperlu (265.33 x 400 x 950) x 10-3 597.850
= 168.65 mm
Asakt
rakt
n
Mn
Mt
As bagi
jumlah n
D
Lapangan 1252.766 0.028 4283.223 4908.594 0.0065
10
1784.276 1427.421 981.7188
3
25
Tumpuan 1667.123 0.028 5779.416 5890.313 0.0078
12
2121.694 1697.355 1178.063
4
25
7 11 7 12
1266.001 1953.795 1266.001 2121.694
3 4 3 4
25 25 25 25
Lapangan Balok memanjang Tumpuan Lapangan Balok Crane Tumpuan
548.742 1448.484 712.826 1694.747
0.028 0.028 0.028 0.028
2660.000 4984.522 2660.000 5880.733
3436.016 5399.453 3436.016 5890.313
0.0045 0.0071 0.0045 0.0078
1012.801 1563.036 1012.801 1697.355
687.2031 1079.891 687.2031 1178.063
Sumber : Perhitungan,2015 Perhitungang sama dengan perhitungan balok. Dimana tidak ada perbedaan dalam analisa perhitungan. Hasil rekapitulasi perhitungan pada Tabel 5.
Perencanaan kepala Tiang Kepala Tiang Pancang Ukuran = 130 cm x 130 cm 100 cm Kepala Tiang Pancang ganda Ukuran:260cm x 130 cm x 100 cm. Tabel 5. kepala tiang Tunggal Ganda
Rekapitulasi Kepala Tiang Momen Arah Y Arah X Arah Y Arah X
1667.123 1448.484 1667.123 1448.484
As
Asakt
rakt
n
Mn
Mt
D
5658.233 4895.190 8645.000 8645.000
5890.313 4908.594 8835.469 8835.469
0.0048 0.0040 0.0036 0.0036
12 10 18 18
2166.550 1815.426 3276.738 3276.738
1733.240 1452.341 2621.390 2621.390
25 25 25 25
Sumber : Perhitungan,2015 Analisis Terhadap Kekuatan Bahan Tiang Kemampuan tiang dapat dianalisis dengan mempertimbangkan kekuatan bahan tiang. Adapun perhitungan kekuatan bahan tiang sebagai berikut (sesuai spesifikasi yang
dikeluarkan oleh waskita beton precast) pada Gambat 9.: Dipakai tiang pancang pondasi dengan kriteria untuk dermaga :
Gambar 9. Spesifikasi Tiang Pancang (sumber: PT waskita beton) Syarat, Pmax < Ptiang. maka 390.5553 < 412.00 ...........OK Perhitungan Kapasitas Dukung Tanah terhadap tiang tunggal Karena digunakan point bearing pile maka daya dukung friksi sangat kecil (Qs). Jadi Qu = Qp Kapasitas ultimit tiang dapat dihitung secara empiris dari nilai N hasil uji SPT. Digunakan rumus Meyerhof (1956) sebagai berikut: Daya dukung ultimit tanah (Qu) Qu = 4 Nb Ab + 1/50 N As dengan: Nb = Nilai N dari uji SPT pada tanah di sekitar dasar tiang N = Nilai N rata-rata uji SPT di sepanjang tiang As = Luas selimut tiang (m2) Ab = Luas dasar tiang (m2) maka: Qu = (4 x 80 x 5.024) + (1/50 x 37.67 x 2.512) = 1609.4047 ton Dengan menggunakan faktor aman F = 3, diperoleh kapasitas dukung ijin tiang: Qu = 1609.4047/3 = 536.468 ton Oleh karena QU > QPtiang, yaitu 536.468ton > 412.00 ton maka AMAN. Gaya Tarik (Pull Out Force) Gaya tarik (Pull Out Force) didapat dari penjumlahan antara gaya geser dinding tiang dengan berat tiang. Qs= U li fi dengan: U = keliling tiang (m) Fi = intensitas gaya geser dinding tiang. Digunakan N/5 dengan N adalah harga rata-rata N sepanjang tiang. Li = ketebalan lapisan tanah (m) fi = N/5 = 37.67/5 = 7.53 U = 2πr = 2 x 3,14 x 0,4 = 2.512 m Li = 9.28 m Qs = 2.512 x 9.28 x 7.53 = 175.534 ton
Kapasitas tarik ijin tiang dengan mengambil faktor aman F=3: Qt = (Qs+Wp)/3 = (175.534+11.84)/3 = 62.458 ton < 67.50 ton ( Qu ultimate pile ) Perhitungan Defleksi Tiang Perhitungan defleksi tiang diberikan dalam Metode Broms. Ep = Kontrol Tekuk Fixed headed pile : Hu = 2 Mu / (e + Zf) , untuk single pile Mu = 60 tm (Waskita Pile classification) Dimana : e = panjang tiang pondasi diatas seabed Zf = 6.2 m Gaya horisontal H = 0.909 ton Hu = 62 / 17.7 = 6.78 Hu = 6.78 : 2 (SF) = 3.38 > H = 0.909…ok! Untuk tiang miring Daya dukung tiang miring = Qu x sin α = 536.468 x 0.985 = 528.420 ton .. aman Daya dukung tarik = Qt x sin α = 62.458 x 0.985= 61.521 ton .. aman Daya dukung lateral = Hu x sin α = 3.38 x 0.985= 3.33 ton .. aman 4. KESIMPULAN Dari hasil analisa data dan perhitungan didapat hal- hal sebagai berikut: 1. Gaya-gaya yang terjadi pada dermaga dibagi menjadi 2 yaitu gaya lateral dan vertikal : a. Letaral gaya dari arah horizontal atau dari arah samping dermaga yang terjadi dikarenakan tumbukan kapal, ombak (arus), angin, dan gempa. b. Vertikal terjadi karena beban dari atas dermaga yang terjadi dikarenakan beban mati (beban sendiri) dan beban hidup (beban manuasia, beban aktifitas mobilitas dermaga. 2. Pembangunan dermaga TUKS baru PT. Petrokimia Gresik (Persero) adalah jenis dermaga open pier berbentuk L dengan spesifikasi :
Panjang = 430 m Lebar = 40 m Luas = 17200 m Tinggi jagaan = +6.137 m Struktur dermaga dengan dimensi akhir sebagai berikut : Tebal plat = 30 cm Balok melintang = 80 cm x 100 cm Balok memanjang = 80 cm x 100 cm Balok crane = 80 cm x 100 cm Mutu beton = K350 Selimut beton = 7 cm Kepala tiang tunggal = 130 cm x 130 cm x 100 cm Kepala tiang ganda = 260 cm x 130 cm x 100 cm 3. Desain struktur bawah tiang pancang a. Dari hasil perhitungan didapat: - Pmax 390.5553 ton < PTiang: 412.00 ton - Gaya Tarik (Pull Out Force): 62.458 < ton 67.50 ton ( Qu ultimate pile ) - Daya Dukung Ultimate (Qu): 536.468 ton Qutanah > PTiang = 536.468 t > 412.00 t aman. - Defleksi tiang tunggal sebesar 0,001423 mm b. Untuk data tanah, yaitu berupa Uji SPT digunakan data hipotetik yaitu data dari Tanjung Pakis, Lamongan, Jawa Timur. Yaitu pondasi tiang pancang diameter 80cm, dengan jarak 6 memanjang dermaga, 7,5 dan 7 m pada sisi pendek dermaga, dan berjumlah total 504 tiang pancang. Dipancang hingga mencapai batuan keras yang memiliki nilai N SPT > 80. 4. Fender dengan spesifikasi : Jenis Rubber Fender Bridgestone Super-Arch Tipe FV005-5-2 Jumlah fender = 20 buah Panjang = 3,2 m Tebal = 0,8 m Dengan Boulder Standard Design Criteria for Port in Japan,1991. Untuk kapal 20.001 – 50.000 GRT, maka gaya
boulder (Pa) yang bekerja adalah 150 ton DAFTAR PUSTAKA Asroni, Ali. 2010. Balok dan Pelat Beton Bertulang. Yogyakarta: Graha Ilmu. Hardiyatmo, Hary Christady. 2008. Teknik Fondasi II. Yogyakarta: Beta Offset. Pratiko, Widi dkk. 1996. "Perencanaan Fasilitas Pantai dan Laut" . Yogyakarta : BPFE Setiawan, Tito Ikrar. 2014. Perencanaan Dermaga TUKS Baru PT. Petrokimia Gresik (Persero). Malang: Skripsi Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. SNI 1726-2002. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung . Jakarta : Badan Standardisasi Nasional Triatmodjo, Bambang. 2008. Teknik Pantai. Yogyakarta: Beta Offset. Triatmodjo, Bambang. 2003. Pelabuhan. Yogyakarta: Beta Offset. Vis,
W.C. dan Gideon H. Kusuma.1993.Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang. Jakarta: Erlangga.
Waskita Precast. 2015. Precast Concrete Products Brochure. Jakarta: PT. Waskita Beton Precast
