Analisis Kekuatan Shoring System
4.4 Analisis Kekuatan Shoring System
Pada kerja praktik ini, penulis mencoba untuk menganalisis kekuatan dari sistem shoring yang digunakan pada Proyek Pengembangan Simpang Susun Semanggi. Analisis dilakukan terhadap sistem shoring pada span P3-P4 Ramp
1 dengan batasan berupa:
1. Beban yang bekerja hanya beban segment box girder sebesar 60 ton/segmen
2. Analisis dilakukan terhadap posisi saat erection tahap 1
3. Berat shimming block dan transverse beam diasumsikan sebagai beban tambahan sebesar 0.6 ton
4. Rotation block diasumsikan memiliki penampang sama dengan kolom dari shoring tower
4.4.1 Pemodelan SAP2000
Pemodelan span P3-P4 Ramp 1 dilakukan dengan menggunakan software SAP2000 v.14 (Gambar 4-55) berdasarkan gambar shop drawing yang ditampilkan pada gambar di bawah ini (Gambar 4-54; Lampiran 3). Material yang digunakan dalam pemodelan ini adalah baja BJ41. Profil-profil yang digunakan dapat dilihat pada tabel di bawah (Tabel 4-1).
Gambar 4-54 Shop Drawing Span P3-P4 Ramp 1
Tabel 4-1 Profil Baja Shoring Tower
Tipe
Profil
Long Beam 2IWF 300.588.12.20 Kolom Shoring Tower
IWF 300.300.10.15 Balok Shoring Tower
Bracing Shoring Tower
L 100.100.7.7
Gambar 4-55 Model 3D Shoring System
4.4.2 Analisis Kekuatan
Untuk melakukan analisis, diambil sampel yaitu shoring tower 2 dengan panjang long beam sebelah kiri sepanjang 10 m dan long beam sebelah kanan sepanjang 8 m (Gambar 4-56). Berikut adalah analisis kekuatan sistem shoring yang telah dilakukan penulis.
Gambar 4-56 Sampel Shoring Tower
a. Input Beban
Beban segmen
= 60 t/4
= 150 kN
Beban tambahan
= 0.6 t
= 6 kN
Sehingga beban totalnya sebesar 156 kN. Hasil transfer beban dari long beam ke shoring tower sebesar 587,84 kN yang berasal dari long beam sebelah kiri dan sebesar 486,36 kN yang berasal dari long beam sebelah kanan (Gambar 4-57).
Gambar 4-57 Beban yang Bekerja Akibat Beban dari Long Beam
b. Joint Reactions
Gambar 4-58 Label Joint Model
Tabel 4-2 Hasil Reaksi Tumpuan
Text KN
KN-m KN-m S2-1
1.78 0.44 -4.81E-04 S2-2
2.60 -3.68
1.40 2.09 -1.24E-04 S2-3
2.09 1.24E-04 S2-4
c. Joint Deflections
Gambar 4-59 Defleksi yang Terjadi
Tabel 4-3 Nilai Defleksi di Setiap Joint
Joint U1
Radians Radians S2-1
Text M
Radians
0 0 0 0 0 0 S2-2
0 0 0 0 0 0 S2-3
0 0 0 0 0 0 S2-4
0 0 0 0 0 0 S2-5
5.10E-06 5.07E-06 S2-6
-6.00E-05 1.31E-06 S2-7
-6.00E-05 -1.31E-06 S2-8
5.10E-06 -5.07E-06 S2-12
-4.81E-04 -6.50E-05 -4.81E-04 -6.50E-05
Gambar 4-60 Label Frame Model
Tabel 4-4 Gaya-gaya Dalam yang Terjadi
Frame Joint
F1 F2 F3 M1
M2 M3
Text Text KN
KN-m KN-m S2-C1
-6.98E-02 1.90E-03 S2-C1
S2-5 -1.12E+00
9.40E-03 1.50E-03 S2-C2
S2-6 1.12E+00
4.13E-19 1.57E-04 S2-C2
S2-6 0.00E+00
-4.13E-19 -1.57E-04 S2-C3
S2-7 0.00E+00 -3.94E+00
1.56E-01
0.00E+00
-6.98E-02 -1.90E-03 S2-C3
S2-8 -1.12E+00
9.40E-03 -1.50E-03 S2-C4
S2-7 1.12E+00
3.42E-19 6.06E-04 S2-C4
S2-5 5.95E-18
-3.42E-19 -6.06E-04 S2-C5
S2-8 -5.95E-18 -5.02E+00
1.56E-01
0.00E+00
0.00E+00 -1.47E-02 S2-C5
S2-9 1.96E+01
0.00E+00 -7.30E-03 S2-C6
S2-10 -1.96E+01
1.42E-18 -3.49E-04 S2-C6
S2-10 1.14E-16
-1.42E-18 3.49E-04 S2-C7
S2-11 -1.14E-16 -8.80E+00
1.56E-01
0.00E+00
0.00E+00 1.47E-02 S2-C7
S2-12 1.96E+01
0.00E+00 7.30E-03 S2-C8
S2-11 -1.96E+01
4.47E-19 -7.70E-03 S2-C8
S2-9 5.75E-17
-4.47E-19 7.70E-03 S2-L1
S2-12 -5.75E-17 -1.09E+01
1.56E-01
0.00E+00
2.91E-05 3.70E-03 S2-L1
S2-5 -1.58E+00
-2.91E-05 2.70E-03 S2-L2
S2-7 1.58E+00 -1.58E+00
1.76E-01
2.91E-05
-2.91E-05 -2.70E-03 S2-L2
S2-6 1.58E+00
2.91E-05 -3.70E-03 S2-L3
S2-8 -1.58E+00 -1.58E+00
1.76E-01
2.91E-05
S2-10 -2.66E+01
-2.16E-03 -1.54E+01
-6.09E-04
0.00E+00 1.10E-03
Frame Joint
F1 F2 F3 M1
M2 M3
KN-m KN-m S2-L3
Text Text KN
0.00E+00 4.10E-03 S2-L4
S2-5 2.66E+01
0.00E+00 -1.69E-02 S2-L4
S2-9 9.42E+00
-1.10E-02 -5.35E+00
-9.80E-03
0.00E+00 -8.90E-03 S2-L5
S2-6 -9.42E+00
-4.00E-03 -6.60E-03 S2-L5
S2-11 -1.25E-03
8.60E+00 -4.87E+00
0.00E+00
5.70E-03 9.60E-03 S2-L6
S2-6 1.25E-03 -8.60E+00
5.16E+00
0.00E+00
-4.00E-03 6.60E-03 S2-L6
S2-10 -1.25E-03 -8.60E+00 -4.87E+00
0.00E+00
5.70E-03 -9.60E-03 S2-L7
S2-7 1.25E-03
0.00E+00 1.69E-02 S2-L7
S2-12 9.42E+00
1.10E-02 -5.35E+00
9.80E-03
0.00E+00 8.90E-03 S2-L8
S2-7 -9.42E+00
0.00E+00 -1.10E-03 S2-L8
S2-11 -2.66E+01
2.16E-03 -1.54E+01
6.09E-04
0.00E+00 -4.10E-03 S2-L9
S2-8 2.66E+01
-2.66E-02 -4.50E-02 S2-L9
S2-12 2.40E-02
1.06E+01 -6.02E+00
0.00E+00
-7.60E-03 -1.36E-02 S2-T1
S2-5 -2.40E-02 -1.06E+01
6.31E+00
0.00E+00
4.42E-01 -4.81E-04 S2-T1
S2-1 2.60E+00 -3.68E+00
6.02E+02
1.78E+00
1.12E+00 4.81E-04 S2-T1
S2-5 -2.60E+00
3.68E+00 -6.02E+02
4.25E-01
-4.22E-01 -1.04E+00 2.80E-03 S2-T1
S2-5 -2.13E+01
2.93E-01
5.79E+02
1.22E-02 -2.87E+01 -2.80E-03 S2-T1
S2-9 2.13E+01
-2.93E-01 -5.78E+02
2.88E+01 -2.90E-03 S2-T1
S2-9 -5.03E+01
1.70E-03 -9.45E+01 2.90E-03 S2-T2
S2-13 5.03E+01
-5.05E-04 -5.88E+02
2.09E+00 -1.24E-04 S2-T2
S2-2 -6.43E+00 -2.86E+00
4.81E+02
1.40E+00
3.20E-01 -5.94E+00 1.24E-04 S2-T2
S2-6 6.43E+00
2.86E+00 -4.81E+02
5.93E+00 1.72E-04 S2-T2
S2-6 2.97E-01
2.06E-02 -5.51E+00 -1.72E-04 S2-T2
S2-10 -2.97E-01
-2.10E-01 -4.68E+02
5.52E+00 1.36E-04 S2-T2
S2-10 4.65E+01
6.89E+01 -1.36E-04 S2-T3
S2-14 -4.65E+01
-7.59E-05 -4.87E+02
1.99E-02
2.09E+00 1.24E-04 S2-T3
S2-3 -6.43E+00
2.86E+00
4.81E+02 -1.40E+00
S2-7 6.43E+00 -2.86E+00 -4.81E+02 -3.20E-01 -5.94E+00 -1.24E-04 S2-T3
5.93E+00 -1.72E-04 S2-T3
S2-7 2.97E-01
-2.06E-02 -5.51E+00 1.72E-04 S2-T3
S2-11 -2.97E-01
2.10E-01 -4.68E+02
5.52E+00 -1.36E-04 S2-T3
S2-11 4.65E+01
6.89E+01 1.36E-04 S2-T4
S2-15 -4.65E+01
7.59E-05 -4.87E+02
-1.99E-02
4.42E-01 4.81E-04 S2-T4
S2-4 2.60E+00
3.68E+00
6.02E+02 -1.78E+00
1.12E+00 -4.81E-04 S2-T4
S2-8 -2.60E+00 -3.68E+00 -6.02E+02
-4.25E-01
4.22E-01 -1.04E+00 -2.80E-03 S2-T4
S2-8 -2.13E+01
-2.93E-01
5.79E+02
-1.22E-02 -2.87E+01 2.80E-03 S2-T4
S2-12 2.13E+01
2.93E-01 -5.78E+02
2.88E+01 2.90E-03 S2-T4
S2-12 -5.03E+01
-1.70E-03 -9.45E+01 -2.90E-03 S2-L10 S2-9
S2-16 5.03E+01
5.05E-04 -5.88E+02
-2.66E-02 4.50E-02 S2-L10 S2-8
2.40E-02 -1.06E+01 -6.02E+00
-7.60E-03 1.36E-02
e. Kontrol Kekuatan
Dilakukan kontrol kekuatan terhadap tekan untuk masing-masing elemen struktur shoring tower dengan menggunakan gaya aksial terbesar.
1. Kolom Digunakan frame S2-T1, dengan rincian sebagai berikut
N u = 602,152
kN
L = 3306,7
mm
Profil = IWF 300.300.10.15
r x = 130,5
Gambar 4-61 Baja Profil IWF r y = 75,1
mm
mm
A g = 11980
mm 2
Periksa Kelangsingan Penampang
𝑡 𝑤 < 𝜆 𝑟 Kondisi tumpuan jepit-bebas, k = 2,1. Arah sumbu kuat (sumbu x):
Arah sumbu lemah (sumbu y)
𝜙 250 𝑐 𝑁 𝑛 = 0,85 ∙ 𝐴 𝑔 ∙ 𝜔 𝑥 = 0,85×11980× 1,583 = 1608,181 𝑘𝑁 𝑁 𝑢 ≤𝜙 𝑐 𝑁 𝑛 → 𝑂𝐾! Jadi profil IWF 300.300.10.15 cukup untuk memikul beban tekan terfaktor
sebesar 602,152 kN.
2. Balok Digunakan frame S2-C5, dengan rincian sebagai berikut
N u = 19,57
Gambar 4-62 Baja Profil C
r x = 49,8
A g = 1711 2 mm Periksa Kelangsingan Penampang
Flens 𝑡 𝑓 = 8 = 8,125
𝑟 Kondisi tumpuan sendi-sendi, k = 1.
Arah sumbu kuat (sumbu x):
𝑁 𝑢 ≤𝜙 𝑐 𝑁 𝑛 → 𝑂𝐾! Arah sumbu lemah (sumbu y)
𝑁 𝑢 ≤𝜙 𝑐 𝑁 𝑛 → 𝑂𝐾! Jadi profil [ 125.65.6.8 cukup untuk memikul beban tekan terfaktor sebesar
19,57 kN.
3. Bracing Digunakan frame S2-L10, dengan rincian sebagai berikut N u = 12,304
kN
L = 2778,49
mm
Profil = L 100.100.7.7
r x =r y = 30,8
mm
Gambar 4-63 Baja Profil L
A 2 g = 1362 mm Periksa Kelangsingan Penampang
𝑡 < 𝜆 𝑟 Kondisi tumpuan sendi-sendi, k = 1.
Arah sumbu lemah (sumbu y)
Jadi profil L 100.100.7.7 cukup untuk memikul beban tekan terfaktor sebesar 12,304 kN.
Tabel 4-5 Resume Hasil Kontrol Kekuatan
ϕ c N nx (kN) ϕ c N ny (kN) N u < ϕ c N n Kolom
Elemen Frame
N u (kN)
1608,181 OK Balok
S2-T1
S2-C5
164,74 OK Bracing S2-L10
186,245 OK