DESAIN STRUKTUR DAN METODE PELAKSANAAN SILO SEMEN KAPASITAS 6.000 TON DENGAN STRUKTUR BETON PRATEGANG

  PROYEK AKHIR TERAPAN – RC6599

DESAIN STRUKTUR DAN METODE PELAKSANAAN

SILO SEMEN KAPASITAS 6.000 TON DENGAN STRUKTUR BETON PRATEGANG NORMA FATIMAH NAQIBA

  NRP: 3113 041 070 DOSEN PEMBIMBING : Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS. PROGRAM DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017

  PROYEK AKHIR TERAPAN – RC6599

DESAIN STRUKTUR DAN METODE PELAKSANAAN

SILO SEMEN KAPASITAS 6.000 TON DENGAN STRUKTUR BETON PRATEGANG NORMA FATIMAH NAQIBA

  NRP: 3113 041 070 DOSEN PEMBIMBING : Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS. PROGRAM DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017

FINAL PROJECT APPLIED

• – RC 096599

  FINAL PROJECT APPLIED
• – RC6599 STRUCTURAL DESIGN AND COSTRUCTION STRUCTURAL DESIGN AND COSTRUCTION

  

METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH

METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH

PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE NORMA FATIMAH NAQIBA NORMA FATIMAH NAQIBA NRP: 3113 041 070 NRP: 3113 041 070 SUPERVISOR : DOSEN PEMBIMBING : Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS. Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS. DIPLOMA IV OF CIVIL ENGINEERING PROGRAM DIPLOMA IV TEKNIK SIPIL FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017 SURABAYA 2017

  FINAL PROJECT APPLIED – RC6599 STRUCTURAL DESIGN AND COSTRUCTION

METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH

PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE NORMA FATIMAH NAQIBA

  NRP: 3113 041 070 SUPERVISOR : Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS. DIPLOMA IV OF CIVIL ENGINEERING FACULTY OF CIVIL ENGINEERING AND PLANNING SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY SURABAYA 2017

KATA PENGANTAR

  Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas

segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan proyek akhir terapan dengan judul

“Desain Struktur dan Metode Pelaksanaan Silo Semen

Kapasitas 6.000 Ton dengan Struktur Beton Prategang

  ”

sebagai salah satu persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana

Sains Terapan pada program Diploma IV Teknik Sipil, Fakultas

Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya.

  Dalam penyusunan proyek akhir terapan ini, penulis

mendapatkan banyak doa, bantuan, dan dukungan moral serta

materiil. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis

menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:

  

1. Kedua Orang Tua, dan adik yang tak henti-hentinya

memberikan doa, semangat dan dukungan kepada penulis

  

2. Bapak Ir. Ibnu Pudji Rahardjo, MS. selaku dosen

pembimbing

  

3. Teman-teman yang telah membantu dan mendukung

penyelesaian tugas akhir ini Penulis menyadari dalam penyusunan dan penulisan tugas

akhir ini tak lepas dari berbagai kesalahan. Oleh karena itu

penulis mengaharapkan kritik dan saran yang membangun guna

untuk kesempurnaan penulisan selanjutnya.

  Akhir kata, besar harapan penulis semoga laporan proyek akhir ini dapat memberikan faedah dan manfaat bagi pembaca.

  Surabaya, Januari 2017 Penulis

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

  

DESAIN STRUKTUR DAN METODE PELAKSANAAN

SILO SEMEN KAPASITAS 6.000 TON DENGAN

STRUKTUR BETON PRATEGANG

Nama Mahasiswa : Norma Fatimah Naqiba NRP : 3113 041 070 Jurusan : Diploma IV Teknik Sipil FTSP – ITS Dosen Pembimbing : Ir. Ibnu Pudji Raharjo, MS.

  Abstrak

Proyek Desain Struktur Silo merupakan bagian dari proyek

pembangunan Silo di Tuban, Jawa Timur. Struktur Silo dibangun

menggunakan sistem dinding prategang dengan kolom dan balok.

Oleh karena itu, dalam penulisan Proyek Akhir Terapan ini akan

dibuat desain baru sistem strukur silo dengan menggunakan

dinding prategang tanpa struktur kolom. Struktur kolom

digantikan oleh skur yang berfungsi sebagai penyangga balok

kantilever dalam memikul beban. Desain Silo ini sesuai dengan

peraturan Handbook of Concrete Engineering dan SNI

2847:2013. Dari data-data perencanaan kemudian dilakukan

desain awal dengan menentukan dimensi-dimensi utama struktur

silo pratekan. Memasuki tahap awal perencanaan adalah

perhitungan pelat, balok, dan skur. Selanjutnya dilakukan

perhitungan penulangan struktur Silo. Pengecoran Silo

menggunakan metode Slipforming dan pemasangan cone

dilaksanakan setelah pengecoran selesai. Hasil desain struktur

berupa dimensi balok, skur, penempatan tendon, penulangan,

pendetailan struktur dan langkah metode pelaksanaan dituangkan

dalam bentuk tabel-tabel dan gambar-gambar.

  Kata kunci : Silo, Prategang, Skur, Slipforming

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

STRUCTURAL DESIGN AND CONSTRUCTION METHOD OF SILOS CEMENT 6.000 TON WITH PRESTRESS CONCRETE STRUCTURE

  Student : Norma Fatimah Naqiba NRP : 3113 041 070 Department : Diploma IV of Civil Engineering FTSP – ITS Supervisor : Ir. Ibnu Pudji Raharjo, MS.

  Abstract Silos Structure Design Project is part of a construction

Silos project in Tuban, East Java. Silos structure was built using

prestressed wall with columns and beams. Therefore, in the

writing of this Applied Final Project will be created a new design

system structure of the silos using prestressed wall without

structural columns. Structural columns replace with skur that

support cantilever beam in shouldering the loads. Silos design

according to Handbook of Concrete Engineering and SNI

2847:2013. From the data do initial design planning by

determining the main dimensions of prestressed silos structure.

  

The early stages of planning is the calculation of plates, beams,

and skur. Furthermore, the calculation of reinforcement structure

Silo. Silos casting use Slipforming method and installation cone

implemented after casting is completed. Results of dimensional

structure design of beams, skur, tendon placement, reinforcement,

detailing the structure and implementation of construction

method outlined in the form of tables and pictures.

  Keywords : Silos, Prestressed, Skur, Slipforming

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

  

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN

KATA PENGANTAR.................................................................... i

ABSTRAK ................................................................................... iii

ABSTRACT .................................................................................. v

DAFTAR ISI ............................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR..................................................................... x

DAFTAR TABEL ...................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN......................................................... 1

  1.1 Latar Belakang........................................................ 1

  1.2 Rumusan Masalah................................................... 1

  1.3 Tujuan ..................................................................... 2

  1.4 Batasan Masalah ..................................................... 2

  1.5 Manfaat ................................................................... 3

  

BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................ 5

  2.1 Silo.......................................................................... 5

  2.1.1 Pertimbangan Desain .................................... 6

  2.1.2 Sifat Material yang Disimpan ....................... 7

  2.1.3 Beban Silo dari Material Pengisi .................. 9

  2.1.4 Perhitungan Tekanan Statis Lateral dan Vertikal ....................................................... 10

  2.1.5 Perhitungan Tekanan Statis pada Pelat Hooper ........................................................ 14

  2.1.6 Perhitungan Gaya Gesek Semen pada Dinding Silo ................................................ 14

  2.2 Desain Struktur Beton Prategang.......................... 14

  2.2.1 Prinsip Dasar Beton Prategang ....................15

  2.2.2 Teori Load Balancing Pada Struktur Cangkang.....................................................15

  2.2.3 Kehilangan Gaya Prategang ........................16

  2.3 Penggunaan Slipform Pada Dinding..................... 16

  2.4 Pemasangan Cone ................................................ 18

  

BAB III METODOLOGI DESAIN ...........................................19

  3.1 Metode Desain ..................................................... 19

  3.2 Uraian Metode...................................................... 19

  3.2.1 Pengumpulan Data ......................................19

  3.2.2 Preliminary Design......................................19

  3.2.4 Permodelan Struktur....................................22

  3.2.5 Analisis Pembebanan ..................................23

  3.2.6 Kombinasi Pembebanan ..............................24

  3.2.7 Analisa Gaya Dalam dan Perhitungan Struktur........................................................25

  3.2.8 Gambar Rencana .........................................31

  3.3 Diagram Alir ........................................................ 32

  3.3.1 Diagram Alir Desain Silo ............................32

  3.3.2 Diagram Alir Perhitungan Dinding Prategang ...................................................................33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................35

  4.1 Preliminary Design............................................... 35

  4.2 Analisis Pembebanan ........................................... 39

  4.2.1 Beban Mati ..................................................39

  4.2.2 Beban Hidup................................................39

  4.2.3 Beban Peralatan .......................................... 39

  4.2.4 Beban Material Tersimpan (Beban Semen) 39

  4.2.5 Beban Angin ............................................... 47

  4.2.6 Beban Gempa.............................................. 51

  4.3 Analisa Struktur .................................................... 52

  4.3.1 Kontrol Periode Alami Stuktur ................... 52

  4.3.2 Perhitungan Prestress .................................. 54

  4.3.3 Kehilangan Gaya Prategang Tahap Transfer (Awal) ......................................................... 57

  4.3.4 Kontrol Lendutan Pelat akibat gaya Prategang .................................................................. 71

  4.3.5 Kehilangan Gaya Prategang Tahap Service 72

  4.3.6 Kontrol Tegangan Dinding Prategang ........ 88

  4.3.7 Perencanaan Struktur Beton Bertulang ....... 90

  4.3.8 Perencanaan Struktur Baja ........................ 127

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................. 157

  5.1 Kesimpulan ......................................................... 157

  5.2 Saran ................................................................... 157

  

BAB VI REVISI ...................................................................... 159

  6.1 Efek Temperatur Semen pada Dinding .............. 159

  6.2 Detail Opening dan Manhole.............................. 160

  6.2.1 Detail Opening .......................................... 160

  6.2.2 Detail Manhole ......................................... 163

  6.3 Pemberian Gaya Prategang................................. 164

DAFTAR PUSTAKA................................................................ 165

LAMPIRAN .............................................................................. 167

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pembebanan pada Dinding Silo........................... 10Gambar 2.2 Persamaan Reimbert dan Janssen untuk Silo....... 11Gambar 2.3 beban pada pelat hooper ...................................... 14Gambar 2.4 Aplikasi gaya pada dinding lingkaran yang menggunakan prategang (Priestley, 1985) .......... 16Gambar 2.5 Penggunaan Slipform .......................................... 18Gambar 3.1 Permodelan struktur silo eksisting menggunakan SAP2000 .............................................................. 22Gambar 3.2 Permodelan struktur silo desain menggunakan SAP2000 .............................................................. 22Gambar 3.3 Diagram alir desain silo ....................................... 32Gambar 3.4 Diagram alir perhitungan dinding prategang ....... 33Gambar 4.1 Over pressure ....................................................... 42Gambar 4.2 Input lateral surface pressure (dalam satuan kgf, m) ............................................................................. 45Gambar 4.3 Input Beban gesek akibat semen pada dinding .... 47Gambar 4.4 Penyebaran Arah Angin pada Silo....................... 48Gambar 4.5 Input beban angin pada SAP2000........................ 51Gambar 4.6 Respon spektrum beban gempa ........................... 52Gambar 4.7 Input Prestress pada SAP2000 (dalam satuan kN, m)......................................................................... 56Gambar 4.8 Diagram fcir pada elevasi +12.00 (dalam satuan N/mm2)................................................................ 58Gambar 4.9 Diagram fcir pada elevasi +14.00 (dalam satuan N/mm2)................................................................ 59Gambar 4.10 Diagram fcir pada elevasi +16.00 (dalam satuan N/mm2)................................................................ 60Gambar 4.11 Diagram fcir pada elevasi +18.00 (dalam satuan N/mm2)................................................................ 61Gambar 4.12 Diagram fcir pada elevasi +20.00 (dalam satuan N/mm2)................................................................ 62Gambar 4.13 Diagram fcir pada elevasi +22.00 (dalam satuan N/mm2)................................................................ 63Gambar 4.14 Diagram fcir pada elevasi +24.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 64Gambar 4.24 Diagram fcds pada elevasi +18.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 77Gambar 4.30 Diagram fcds pada elevasi +30.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 83Gambar 4.29 Diagram fcds pada elevasi +28.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 82Gambar 4.28 Diagram fcds pada elevasi +26.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 81Gambar 4.27 Diagram fcds pada elevasi +24.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 80Gambar 4.26 Diagram fcds pada elevasi +22.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 79Gambar 4.25 Diagram fcds pada elevasi +20.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 78Gambar 4.23 Diagram fcds pada elevasi +16.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 76Gambar 4.15 Diagram fcir pada elevasi +26.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 65Gambar 4.22 Diagram fcds pada elevasi +14.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 75Gambar 4.21 Diagram fcds pada elevasi +12.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 74Gambar 4.20 Deformasi yang terjadi akibat gaya prategang ..... 72Gambar 4.19 Diagram fcir pada elevasi +34.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 69Gambar 4.18 Diagram fcir pada elevasi +32.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 68Gambar 4.17 Diagram fcir pada elevasi +30.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 67Gambar 4.16 Diagram fcir pada elevasi +28.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 66Gambar 4.31 Diagram fcds pada elevasi +32.00 (dalam satuan N/mm2) ................................................................ 84Gambar 4.32 Diagram fcds pada elevasi +34.00 (dalam satuan N/mm2)................................................................ 85Gambar 4.44 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Pelat Lantai Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 108Gambar 4.49 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Top Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) .......................................................... 111

Gambar 4.48 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Bottom Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) .......................................................... 111

Gambar 4.47 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Top Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) .......................................................... 110

Gambar 4.46 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Bottom Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) .......................................................... 110

Gambar 4.45 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Top face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuanGambar 4.43 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Tumpuan Pelat Lantai Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 108Gambar 4.33 Tegangan pada dinding saat transfer ................... 89Gambar 4.42 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Pelat Lantai Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 107Gambar 4.41 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Tumpuan Pelat Lantai Elevasi +5.50 (dalam satuan mm2/mm) ............ 106Gambar 4.40 Hasil Output SAP2000 Skur 80 x 60 ................. 105Gambar 4.39 Perencanaan Skur .............................................. 104Gambar 4.38 Denah Balok Elevasi +12.00 ............................... 98Gambar 4.37 Denah Balok Elevasi +9.00 ................................. 96Gambar 4.36 Denah Balok Elevasi +5.50 ................................. 91Gambar 4.35 Tegangan pada dinding saat service .................... 90Gambar 4.34 Tegangan pada dinding saat service .................... 89

  mm2/mm) .......................................................... 113

Gambar 4.50 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Lapangan Bottom Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) ........................................................... 113

Gambar 4.51 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Top Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) ........................................................... 114

Gambar 4.52 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Lapangan Bottom Face Pelat Hooper Elevasi +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) ........................................................... 114

Gambar 4.53 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Outer Face Pelat Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) ........................................................... 116

Gambar 4.54 Hasil Output SAP 2000 Ast 1 Inner Face Pelat Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) ........................................................... 116

Gambar 4.55 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Outer Face Pelat Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) ........................................................... 117

Gambar 4.56 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Inner Face Pelat Dinding Elevasi ±0.00 – +12.00 (dalam satuan

  mm2/mm) ........................................................... 117

Gambar 4.57 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi

• 12.00 – +19.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 119

Gambar 4.58 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi

• 12.00
• – +19.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 119

Gambar 4.59 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi

• 19.00
• – +24.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 120

Gambar 4.60 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi

• 19.00
• – +24.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 120

Gambar 4.61 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi

• 24.00 – +29.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 122

Gambar 4.62 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi

• 24.00
• – +29.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 122

Gambar 4.63 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi

• 29.00 – +32.00 (dalam satuan mm2/mm) ........ 123

Gambar 4.64 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi

• 29.00 – +32.00 (dalam satuan mm2/mm)........ 123

Gambar 4.65 Hasil Output SAP2000 Ast 1 Pelat Dinding Elevasi

• 32.00
• – +38.00 (dalam satuan mm2/mm)........ 125

Gambar 4.66 Hasil Output SAP2000 Ast 2 Pelat Dinding Elevasi

• 32.00 – +38.00 (dalam satuan mm2/mm)........ 125

Gambar 4.67 Pembalokan top of silo ...................................... 127Gambar 4.68 Stress ratio tegangan .......................................... 128Gambar 4.69 Sambungan balok HB1 ...................................... 131Gambar 4.70 Sambungan balok WF1 ..................................... 134Gambar 4.71 Denah tangga ..................................................... 138Gambar 4.72 Rasio tegangan tangga baja ............................... 139Gambar 4.73 Detail angkur tangga.......................................... 142Gambar 4.75 Tahapan pemasangan cone ................................ 155Gambar 6.1 Tegangan yang terjadi akibat efek temperatur semen pada dinding prategang silo ............................... 159Gambar 6.2 Tegangan yang terjadi pada dinding silo tanpa adanya efek temperatur semen........................... 160Gambar 6.3 Ilustrasi jacking tendon...................................... 164

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

• – lanjutan 1 ................................ 8

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Tekanan Angin ........................ 49Tabel 4.22 ΔES berdasar fcir pada elevasi +30.00 ................. 67 Tabel 4.23

  ΔES berdasar fcir pada elevasi +26.00 ................. 65 Tabel 4.21 ΔES berdasar fcir pada elevasi +28.00 ................. 66

Tabel 4.19 ΔES berdasar fcir pada elevasi +24.00 ................. 64 Tabel 4.20

  ΔES berdasar fcir pada elevasi +22.00 ................. 63

Tabel 4.17 ΔES berdasar fcir pada elevasi +20.00 ................. 62 Tabel 4.18Tabel 4.16 ΔES berdasar fcir pada elevasi +18.00 ................. 61

  ΔES berdasar fcir pada elevasi +16.00 ................. 60

Tabel 4.14 ΔES berdasar fcir pada elevasi +14.00 ................. 59 Tabel 4.15Tabel 4.13 ΔES berdasar fcir pada elevasi +12.00 ................. 58Tabel 4.12 Input Prategang pada SAP2000 ............................ 56Tabel 4.11 Periode alami struktur........................................... 54Tabel 4.10 Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik, SD1 (SNI 1726-2012).............................. 53Tabel 4.9 Tipe struktur (SNI 1726-2012) ............................. 53Tabel 4.7 Kombinasi Tinggi (Ce) ......................................... 49

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.6 Faktor Keutamaan (Iw) ........................................ 49Tabel 4.5 Koefisien Tekanan (Cq) ....................................... 48Tabel 4.4 Perhitungan gaya gesek pada dinding silo ............ 46Tabel 4.3 Perhitungan tekanan lateral semen ....................... 44Tabel 4.2 Perhitungan tekanan vertikal semen .................... 43Tabel 4.1 Tabel Nilai Faktor “Overpressure” (Cd) .............. 41Tabel 3.5 Nilai C................................................................... 31Tabel 3.4 Nilai-Nilai KRE .................................................... 30Tabel 3.3 Nilai Ksh Untuk Komponen Pasca Tarik ............. 30Tabel 3.2 Nilai Koefisien Kelengkungan (lanjutan) ............. 28Tabel 3.1 Nilai Koefisien Kelengkungan ............................. 27Tabel 2.3 Nilai Faktor Cd (Safarian dan Harris, 1970)......... 13Tabel 2.2 Desain tipikal properti material Granular (Safarian dan Harris, 1970)Tabel 2.1 Desain tipikal properti material Granular (Safarian dan Harris, 1970) .................................................... 7

  ΔES berdasar fcir pada elevasi +32.00 ................. 68

Tabel 4.54 Perhitungan Penulangan Lapangan Pelat Hooper Elevasi +12.00.....................................................115Tabel 4.40 Kontrol tegangan pada dinding .............................90Tabel 4.53 Perhitungan Penulangan Tumpuan Pelat Hooper Elevasi +12.00.....................................................112Tabel 4.52 Perhitungan Penulangan Pelat Lantai ElevasiTabel 4.51 Perhitungan Penulangan Skur .............................105Tabel 4.50 Perhitungan Penulangan Balok B9......................103Tabel 4.49 Perhitungan Penulangan Balok BR8 ...................102Tabel 4.48 Perhitungan Penulangan Balok BR7 ...................101Tabel 4.47 Perhitungan Penulangan Balok BR6 .....................99Tabel 4.46 Perhitungan Penulangan Balok BR5 .....................98Tabel 4.45 Perhitungan Penulangan Balok BR4 .....................96Tabel 4.44 Perhitungan Penulangan Balok BR3 .....................94Tabel 4.43 Perhitungan Penulangan Balok B2........................93Tabel 4.42 Perhitungan Penulangan Balok B1........................92Tabel 4.41 Tipe Balok.............................................................91Tabel 4.39 Batas Tegangan Tarik dan Tekan Dinding............88Tabel 4.24 ΔES berdasar fcir pada elevasi +34.00..................69Tabel 4.38 Kontrol Kehilangan Gaya Prategang Total ...........88Tabel 4.37 Perhitungan kehilangan prategang akibat RE .......87Tabel 4.36 CR berdasar fcds pada elevasi +34.00 ..................85Tabel 4.35 CR berdasar fcds pada elevasi +32.00 ..................84Tabel 4.34 CR berdasar fcds pada elevasi +30.00 ..................83Tabel 4.33 CR berdasar fcds pada elevasi +28.00 ..................82Tabel 4.32 CR berdasar fcds pada elevasi +26.00 ..................81Tabel 4.31 CR berdasar fcds pada elevasi +24.00 ..................80Tabel 4.30 CR berdasar fcds pada elevasi +22.00 ..................79Tabel 4.29 CR berdasar fcds pada elevasi +20.00 ..................78Tabel 4.28 CR berdasar fcds pada elevasi +18.00 ..................77Tabel 4.27 CR berdasar fcds pada elevasi +16.00 ..................76Tabel 4.26 CR berdasar fcds pada elevasi +14.00 ..................75Tabel 4.25 CR berdasar fcds pada elevasi +12.00 ..................74

• 5.50 ...................................................................109

Tabel 4.55 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi ±0.00 - +12.00 .................................................... 118Tabel 4.56 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi

• 12.00 - +24.00 .................................................. 121

Tabel 4.57 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi

• 24.00 - +32.00 .................................................. 124

Tabel 4.58 Perhitungan Penulangan Pelat Dinding Elevasi

• 32.00 - +38.00 .................................................. 126

Tabel 6.1 Perhitungan Penulangan Balok Pintu ................. 160Tabel 6.2 Perhitungan Penulangan Kolom Opening .......... 162Tabel 6.3 Perhitungan Tulangan Tambahan sekitar Manhole ............................................................................ 164

BAB 1 BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang

  Silo dan bunker adalah tempat penyimpanan yang digunakan untuk menyimpan bahan-bahan granular. Dalam Proyek Akhir Terapan ini objek desain berupa Silo 6000T milik PT. Semen Indonesia yang terletak di kota Tuban, Jawa Timur. Struktur Silo ini direncanakan dengan tinggi ±38 meter yang terdiri dari 2 bagian yaitu struktur beton (dinding, balok, hooper dan pelat lantai) dan struktur baja (cone, balok, dan struktur sekunder). Khusus untuk dinding struktur Silo ini akan direncanakan menggunakan konstruksi beton prategang, dan penutup menggunakanan plat beton dan rangka baja. Struktur ini direncanakan menggunakan periode ulang 2500 tahun di daerah Sumber Arum, kecamatan Kerek, kabupaten Tuban, Jawa Timur.

  Desain desain struktur silo ini akan menggunakan beberapa peraturan yaitu, beban minimum untuk perencangan bangunan gedung dan struktur lain (SNI 1727:2013), persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung (SNI 2847:2013), spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural (SNI 1729:2015), tata cara perancangan beton pracetak dan beton prategang untuk bangunan gedung (SNI 7833:2012), dan tata cara desain ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung (SNI 1726:2012).

  Desain Silo dengan struktur beton prategang ini diharapkan dapat memikul gaya-gaya dalam yang terjadi yakni gaya akibat beban material pengisi silo, beban gempa dan beban hidup.

  1.2 Rumusan Masalah

  Permasalahan yang ditinjau dalam desain Bangunan Silo 6000T adalah:

  2. Merancang permodelan struktur silo yang berbentuk cangkang silinder pada perangkat lunak SAP2000.

  3. Merencanakan dan menganalisis struktur silo beton prategang.

  4. Menggambarkan struktur silo, baik struktur primer maupun sekunder.

  5. Mengetahui penggunaan metode slipform untuk pengecoran silo.

  6. Mengetahui metode pemasangan cone pada silo.

1.3 Tujuan

  Adapun tujuan dalam Proyek Akhir Terapan ini adalah : 1.

  Mampu menganalisis beban-beban pada struktur silo.

  2. Mampu merancang permodelan struktur silo yang berbentuk cangkang silinder pada program komputer.

  3. Mampu merencanakan dan menganalisis struktur silo beton prategang.

  4. Mampu menggambarkan struktur silo, baik struktur primer maupun sekunder

  5. Mampu mengetahui penggunaan metode slipform untuk pengecoran silo

  6. Mampu mengetahui metode pemasangan cone pada silo.

1.4 Batasan Masalah

  Dalam penyusunan Proyek Akhir Terapan ini yang menjadi batasan masalah dalam desain Bangunan Silo 6000T ini adalah: 1.

  Desain ini tidak meninjau analisa biaya dan sisi arsitektural.

2. Desain dan perhitungan struktur atas meliputi : a.

  Top of Silo Balok dari baja.

• Penutup dari beton bertulang (komposit dengan
• balok dari baja).

  b.

  Struktur primer :

• Dinding dari beton prategang.
• Pelat lantai dan hopper dari beton bertulang.
• Tangga dari baja.

  4. Analisa metode penggunaan slipform untuk pengecoran silo.

  Dapat memberikan manfaat bagi pembaca yang ingin mendesain struktur silo beton prategang.

  2. Dapat menganalisa metode penggunaan slipform untuk pengecoran silo

  Dapat mendesain struktur silo yang tahan terhadap gaya gempa, gaya angin, serta gaya akibat beban material pengisi silo.

  Manfaat dari Proyek Akhir Terapan ini adalah : 1.

  7. Tidak meliputi perhitungan cone dan struktur bawah.

  6. Perhitungan struktur silo tidak meninjau temperatur atau suhu dari material pengisi pada dinding.

  5. Analisa metode pemasangan cone pada silo.

  Perhitungan struktur silo ini tidak mencakup bangunan pelengkapnya.

  c.

  d.

  Perhitungan gaya – gaya dalam menggunakan perangkat lunak SAP2000 versi 14.2.2.

  c.

  Perhitungan pembebanan rencana gempa menggunakan metode analisis gempa respons spektrum.

  b.

  Perhitungan desain dinding struktur silo ini menggunakan struktur beton prategang.

  3. Analisis struktur : a.

  Struktur sekunder :

1.5 Manfaat

3. Dapat menganalisa metode pemasangan cone pada silo 4.

  “Halaman ini sengaja dikosongkan”

BAB 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Dalam melakukan desain desain struktur silo ini merujuk

  pada beberapa peraturan (code) dan juga pada beberapa referensi khusus yang lazim digunakan. Beberapa acuan yang dimaksud adalah sebagai berikut.

  1. SNI 1727:2013 tentang Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain.

  2. SNI 2847:2013 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung.

  3. SNI 1729:2015 tentang Spesifikasi untuk Bangunan Baja Gedung Struktural.

  4. SNI 7833:2012 tentang Tata Cara Perancangan Beton Pracetak dan Beton Prategang untuk Bangunan Gedung.

  5. SNI 1726:2012 tentang Tata Cara Desain Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.

  6. Design of Prestressed Concrete Structures oleh T.Y. Lin (1981).

  7. Design of Prestressed Concrete Structures Fundamental Approach oleh Edward G. Nawy (2000). _nd

  8. Edition) - Design and Handbook of Concrete Engineering (2 Construction of Silo and Bunkers .

2.1 Silo

  Menurut Safarian dan Harris (1970) tempat penyimpanan untuk bahan

• – bahan granular adalah silo dan bunker. Perbedaan penting dari keduanya adalah dalam perilaku bahan yang disimpan. Perilaku ini dipengaruhi oleh geometri dan karakteristik bahan yang disimpan. Tekanan material yang mengenai dinding dan lantai biasanya ditentukan oleh salah satu metode untuk silo dan bunker.

  Silo dan bunker dibuat dari bermacam-macam material struktur. Namun, beton paling sering dipilih sebagai material struktur karena membutuhkan sedikit perawatan, indah secara estetika dan relatif bebas dari bahaya struktural tertentu seperti tekuk (buckling) atau penyok (denting) yang mungkin terjadi pada silo yang terbuat dari plat yang tipis. Silo dan bunker mempunyai banyak bentuk dan dapat terdiri dari satu atau kelompok. Banyak silo besar mengalami keruntuhan disebabkan oleh beberapa hal berikut ini: a.

  Keruntuhan desain, meliputi penggunaan beban yang salah, kegagalan untuk mempertimbangkan kombinasi kritis dari sel yang dibebani ataupun tidak, dan kesalahan detail; b.

  Keruntuhan konstruksi, seperti kesalahan penempatan atau mengurangi tulangan, keburukan dalam kontrol kualitas beton, dan kesalahan teknik penggunaan slipform; c.

  Keruntuhan operasional, meliputi perubahan dalam nilai pengosongan silo, perubahan tipe material yang disimpan, atau penambahan suatu barang yang menyebabkan beban lateral tak terduga.

2.1.1 Pertimbangan Desain

  Menurut Safarian dan Harris (1970) proses desain untuk silo meliputi segi fungsi dan struktural. Desain fungsi harus berdasarkan pada volum yang cukup, perlindungan yang tepat untuk material yang disimpan dan metode yang digunakan untuk mengisi dan mengosongkan silo. Pertimbangan struktur adalah stabilitas, kekuatan, kontrol dari lebar retak dan lendutan. Beban yang dipertimbangkan meliputi.

  1. Beban mati ialah beban sendiri struktur dan semua yang didukung oleh struktur

2. Beban hidup, meliputi: a.

  Gaya-gaya dari material yang disimpan b. Perubahan akibat pengisian dan pengosongan c.

  Beban Angin d.

  Beban gempa pada struktur dan material yang disimpan

3. Tekanan temperatur akibat material yang disimpan.

2.1.2 Sifat Material yang Disimpan

  Sifat dari material yang disimpan berpengaruh pada intensitas beban tekanan. Sifat material mempengaruhi alirannya dan harus dipertimbangkan dalam pemilihan bentuk dan ukuran outlet dan tipe sistem unloading.

Tabel 2.1 menunjukkan sifat material yang umumnya disimpan di silo. Nilai ini biasa digunakan ketika tidak

  adanya tes terhadap material yang akan disimpan.

Tabel 2.1 Desain tipikal properti material Granular

  (Safarian dan Harris, 1970)

  (Safarian dan Harris, 1970)

Tabel 2.2 Desain tipikal properti material Granular

• – lanjutan 1

2.1.3 Beban Silo dari Material Pengisi

  Menurut Safarian dan Harris (1970) material yang disimpan dalam silo mengakibatkan terjadinya gaya tekanan yang bekerja pada dinding silo diantaranya, (1) gaya lateral pada dinding silo vertikal, dinding miring, dan pelat dasar; (2) gaya vertikal (berupa gesekan) pada dinding samping, gaya vertikal ke dasar horisontal, dan kekuatan normal maupun gesekan pada permukaan miring. Nilai statis dari tekanan ini dihasilkan dari kondisi silo saat penuh (dalam kondisi diam), sedangkan pada saat material bergerak (saat pengisian maupun pengosongan silo) tekanan menjadi meningkat, sehingga beban pada saat bergerak cenderung mengendalikan desain.

  Gaya akibat material yang disimpan juga dapat dipengaruhi oleh perubahan kelembaban, dengan pemadatan, dan dengan pengendapan yang dapat menyertai perluasan alternatif dan penyusutan dinding selama perubahan suhu harian atau musiman. Sebuah pendekatan untuk perhitungan beban silo akan melibatkan kondisi aliran material selama pengisian maupun pengosongan. Persamaan untuk perhitungan diambil dari gaya statis yang dikombinasikan dengan data eksperimen sebgai pendekatan peningkatan tekanan selama proses pengisian tau pengosongan. Prosedur ini melibatkan penentuan tekanan statis kemudian mengalikannya dengan faktor "Overpressure" (Cd) untuk mendapatkan beban desain.

Gambar 2.1 Pembebanan pada Dinding Silo

2.1.4 Perhitungan Tekanan Statis Lateral dan Vertikal

  Dua metode yang digunakan untuk menentukan tekanan statis adalah metode klasik Janssen dan metode

  Reimbert enunjukkan persamaan Janssen dan Reimbert (Safarian dan Harris, 1970) yang digunakan pada

  silo.

Gambar 2.2 Persamaan Reimbert dan Janssen untuk Silo

  Persamaan Janssen (Safarian dan Harris, 1970) untuk menghitung tekanan statik vertikal Metode Janssen pada kedalamam Y dari permukaan adalah :

• ^- μ’kY/R

  q = [1- e ] (2-1) ′

  dimana, ₂

  q = tekanan statis vertikal material (kg/m )

  γ = berat volume material (kg/m3) R = jari-jari hidrolis (0,25 D untuk silo lingkaran) μ' = koefisien friksi (gesek) k = rasio p ke q Y = kedalaman silo yang dikehendaki

  Persamaan Janssen (Safarian dan Harris, 1970) untuk menghitung tekanan lateral / horisontal pada kedalaman Y adalah :

  γR −μ’ Y/R

  (2-2)

  p =

  [1 − ] = qk

  ' μ

  dimana,

  p = tekanan statis horisontal material (kg/m2)

  γ = berat volume material (kg/m3) R = jari-jari hidrolis (0,25 D) μ' = koefisien friksi (gesek) q = tekanan statis vertikal material (kg/m2) k = rasio p ke q dengan asumsi k :

  −

  (2-3) = =

• dimana,

  ρ = sudut geser material (°) Y = kedalaman silo yang dikehendaki (m)

Tabel 2.3 dibawah ini merupakan perumusan

  

Reimbert dan Janssen (Safarian dan Harris, 1970) tentang

  faktor overpressure (Cd). Tampak pada gambar besarnya tekanan pada silo bertambah besar bersamaan dengan bertambahnya kedalaman silo terhadap posisi atap silo. Persamaan 1-5 merupakan persamaan tekanan statik. Selama proses pengisian dan pengosongan pada struktur silo besarnya tekanan kemungkinan akan bertambah. Proses pengosongan menyebabkan tekanan dan gesekan vertikal pada dinding silo menjadi lebih tinggi. Ini akibat runtuhnya material di dalam silo dan juga akibat tumbukan yang terjadi antar material.

Tabel 2.3 Nilai Faktor Cd (Safarian dan Harris, 1970)

  Menurut Safarian dan Harris (1970) perhitungan besarnya tekanan dinamis pada dinding silo menggunakan pendekatan dengan mengalikan faktor Cd dengan tekanan statik.

  q des = C x q (2-4) _d pdes = C d x p (2-5)

  dimana, ₂

  q des = tekanan desain (kg/m )

₂

p des = tekanan desain (kg/m ) Cd = faktor overpressure

  2 q = tekanan statis vertikal material (kg/m ) ₂ p = tekanan statis lateral material (kg/m )

  2.1.5 Perhitungan Tekanan Statis pada Pelat Hooper

  Tekanan statis pada pelat hooper menggunakan rumus pendekatan dari Reimbert dan Janssen sebagai berikut:

  2

  2

  α

  (2-6) q α+q cos α = p sin

Gambar 2.3 beban pada pelat hooper

  2.1.6 Perhitungan Gaya Gesek Semen pada Dinding Silo

  Gaya gesek semen pada dinding berdasar pendekatan

  Janssen sebagai berikut:

  (2-7) v=(γY-0,8q)R