Contoh Tugas akhir Sheet pile
TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan Pendidikan Program Studi Strata 1 ( S – 1 ) Pada Program Studi Teknik sipil Fakultas Teknik
Universitas Katolik Soegijapranata Semarang
Disusun oleh :
Roy Klavert Sumarwono NIM : 03.12.0037 NIM : 03.12.0050
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009
Perpustakaan Unika
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG
Disusun oleh :
Roy Klavert Sumarwono NIM : 03.12.0037 NIM : 03.12.0050
Disetujui oleh : Semarang, Februari 2009
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
( Ir. Budi santosa , MT. ) ( Daniel Hartanto ST,MT.)
Disahkan Oleh : Dekan Fakultas Teknik
( Dr.M.I. Retno Susilorini, ST, MT. )
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009
ii
Perpustakaan Unika
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI
( GRAVING DOCK )
PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG
Disusun oleh :
Roy Klavert Sumarwono NIM : 03.12.0037 NIM : 03.12.0050
Disetujui oleh : Semarang, Februari 2009
Dosen Penguji I Dosen Penguji II
( Ir. Budi santosa , MT. ) ( Ir. Widija Seseno , MT.)
Dosen Penguji III
( Daniel Hartanto ST , MT.)
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009
iii
Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan anugerah dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penulisan
Tugas Akhir. Tugas Akhir dengan judul “ PERENCANAAN STRUKTUR BETON
DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG “ ini disusun dalam rangka memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana
(S-1) pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Katolik Soegijapranata. Dalam pelaksanaan maupun pembuatan tugas akhir ini, penulis memperoleh banyak bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ir. Budi Santosa, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing kami dalam menyusun tugas akhir dan yang sekaligus sebagai dosen penguji,
2. Daniel Hartanto, ST.MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing kami dalam menyusun tugas akhir,
3. Ir. Widija Suseno, MT, selaku dosen penguji dalam penulisan tugas akhir ini,
4. Dr.M.I. Retno Susilorini, ST.MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil,
5. Kedua orang tua yang selalu memberikan doa dan dorongan semangat dalam kegiatan yang kami lakukan sehari-hari,
6. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan secara materiil maupun spiritual selama penyusunan tugas akhir.
Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan kasih karunia-Nya kepada semua pihak yang telah banyak memberikan bantuan dan bimbingan.Kami berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Januari 2009
Penulis
iv
Perpustakaan Unika
DAFTAR TABEL
Hal Tabel 2.1 Dimensi Kapal Pada pelabuhan Tanjung Emas .......................................... 9 Tabel 2.2 Karakteristik Kapal ...................................................................................... 9 Tabel 2.3 Koefisien Daya Dukung Tanah Dari Terzaghi ............................................ 24 Tabel 4.1 Nilai dari m, Sf, dan H/B untuk variasi Ф ................................................... 40 Tabel 4.2 Nilai untuk rasio penetrasi, kekuatan tanah undrained, dan faktor adhesi .. 56 Tabel 4.3 Kontribusi Tahanan Gesek Antara Selimut Tiang dan Tanah ..................... 58
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Tinjauan Umum
Struktur Beton Dock Gali atau Graving Dock atau Docking Kapal adalah suatu bangunan yang didirikan untuk mempermudah perbaikan badan kapal secara menyeluruh terutama sebagai repair bawah atau badan kapal bagian bawah. Suatu bangunan dock kapal terdiri atas bagian bawah dan bagian atas. Bagian bawah memikul atau mendukung bagian atas dock dan meneruskan beban bagian atas beserta beban lalu-lintasnya kepada dasar tanah. Bagian bawah terdiri dari pondasi dan lantai beton dock. Sedangkan bagian atas terdiri dari dinding dock berupa struktur sheet pile beton dengan type angkur atau deadman dan tierod.
Mengingat arti penting dan tujuannya, maka perencanaan docking kapal harus direncanakan dengan baik. Kerusakan pada struktur dock dapat menimbulkan gangguan terhadap kekuatan, kualitas, keamanan, serta kelancaran perbaikan kapal itu sendiri. Sungguhpun demikian tidak berarti bahwa dock kapal harus dibuat lebih kokoh dan lebih kuat secara berlebihan. Diusahakan perencanaan menggunakan konstruksi yang paling ekonomis, baik mengenai kekuatannya, bahan-bahannya maupun pembuatannya.
1.2 Latar Belakang
Pelabuhan Tanjung Emas Semarang merupakan salah satu aset daerah penting untuk masuk dan berkembangnya sektor perindustrian dan perdagangan. Disamping fungsi utama Pelabuhan Tanjung Emas Semarang Sebagai pelabuhan terbuka tempat berlabuhnya kapal-kapal baik berukuran besar atau kecil, Pelabuhan Tanjung Emas juga menyediakan jasa pembuatan dan perbaikan kapal terpadu oleh beberapa perusahaan terkait. Dalam hal ini perusahaan yang dimaksud adalah JMI ( Jasa Marina Indah ).
JMI atau lebih dikenal dengan Jasa Marina Shipyard I & II adalah salah satu perusahaan yang bergerak di bidang pembuatan dan perbaikan kapal. Seiring dengan perkembangan perindustrian dan perdagangan era global,persaingan,serta JMI atau lebih dikenal dengan Jasa Marina Shipyard I & II adalah salah satu perusahaan yang bergerak di bidang pembuatan dan perbaikan kapal. Seiring dengan perkembangan perindustrian dan perdagangan era global,persaingan,serta
1.3 Tujuan Tugas Akhir
Tujuan tugas akhir ini adalah merencanakan docking kapal yang meliputi: perhitungan struktur, dan gambar – gambar rencana. .
1.4 Pembatasan Masalah
Untuk mempermudah perhitungan maka ada beberapa batasan yang diambil dalam perencanaan struktur ini antara lain:
a. Ada bermacam – macam jenis dock, tetapi dalam penulisan tugas akhir ini hanya didetail mengenai graving dock / dock gali saja.
b. Dock gali berada di lokasi PT.Jasa Marina Indah unit II Pelabuhan Tanjung Emas Semarang
c. Perhitungan kondisi cuaca, pasang surut muka air laut, dan lain – lain di daerah setempat, yang diperoleh dari Syah Bandar Pelabuhan Tanjung Emas Semarang dan PT. Jasa Marina Indah Semarang.
d. Perhitungan pembebanan dock diambil dari beban terberat kapal terbesar saja yang dapat masuk di Pelabuhan Tanjung Emas Semarang sebagai contoh adalah kapal tanker Pertamina 1023 class BKI / LR.
1.5 Sistematika Penulisan
Pada dasarnya penulisan tugas akhir ini dibagi dalam lima bab, yaitu: BAB I
: Pendahuluan Pada bab pendahuluan meliputi penjelasan mengenai : tinjauan umum, latar belakang, tujuan penyusunan tugas akhir, uraian singkat, lokasi, dan sistematika penulisan. BAB II : Tinjauan Pustaka Pada bab perencanaan ini meliputi tinjauan umum, keadaan tanah, pradesain konstruksi dock, spesifikasi dock, pembebanan dock, dasar perencanaan dock, rumus perhitungan. BAB III : Metodologi Perencanaan Pada bab perhitungan konstruksi meliputi metodologi perencanaan graving dock dan metodoogi perhitungan. BAB IV : Perhitungan Struktur Pada bab perhitungan konstruksi meliputi :
1. Perhitungan Struktur Atas
a. Perhitungan dinding dock,
b. Perhitungan lantai dock,
c. Perhitungan deadman,
d. Perhitungan sheet pile pada saat pelaksanaan.
2. Perhitungan Struktur Bawah
a. Perhitungan pondasi tiang pancang.
b. Perhitungan efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency )
BAB V : Kesimpulan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum
Awetnya suatu bangunan ditentukan oleh syarat – syarat tentang konstruksinya, mutu bahan dan pengaruh – pengaruh dari luar yang dapat merusak bangunan, misalnya air.Pada umumnya bangunan yang tidak dipengaruhi oleh air lebih awet dibandingkan dengan bangunan yang selalu berhubungan dengan air.Lebih – lebih lagi dengan air yang bergerak, seperti air selokan, air sungai, dan air laut yang mengandung garam ( Sudarminto, 1972 ).
Dalam suatu proses pembangunan dock melewati beberapa tahapan di mana tiap tahapan memiliki aspek penting. Tahapan-tahapan suatu pembangunan dock sebagai berikut : rencana awal, pradesain, desain akhir (analisis, Gambar,dan Spesifikasi), Perjanjian kontrak dan administrasi, pembuatan dan pekerjaan konstruksi, terakhir adalah penggunaan, pemeliharaan dan perbaikan. Dalam tugas akhir ini akan dibahas tahapan rencana awal sampai desain akhir saja. Perencanaan tersebut harus memenuhi syarat-syarat keamanan, kekuatan, ekonomis dan kualitas serta mempertimbangkan kondisi yang akan datang.
Dengan konstruksi sheet pile beton pada dock, diharapkan dock tersebut nantinya dapat dikerjakan dengan waktu konstruksi (schedule) yang lebih singkat, serta pemasangan konstruksi yang lebih mudah pemeriksaan dan perbaikannya.
Letak lokasi perencanaan ditunjukkan dalam gambar 2.1 dan gambar 2.2.
Gambar 2.1 Peta Lokasi Perencanaan
Sumber: Google Earth (2007)
Pos I pelabuhan Mercusuar
Jl. Arteri
Dock Unit I
Yos JMI I Sudarso
Sriboga Ratu ray a
Rencana dock unit II
Gambar 2.2 Peta Lokasi Perencanaan terhadap jalan kota.
Sumber: Google Earth (2007)
2.2 Konstruksi Dock
Faktor – faktor teknis dan ekonomis pada pengoperasian kapal ( kecepatan, pemakaian bahan bakar, biaya eksploitasi, dan lain – lain.), pada dasarnya tergantung dari keadaan kondisi badan kapal dibawah garis air. Oleh karena itu Biro Klasifikasi dan kesyahbandaran serta Direktorat Jenderal Perhubungan Laut menentukan periode pengedokan kapal atau perbaikan kapal diatas dock yang semuanya tergantung dari umur kapal, kelas kapal, keadaan, dan kebutuhan kapal.
Untuk keperluan pembersihan badan kapal dibawah garis air, memeriksa kerusakan, memperbaiki kerusakan, serta merawat badan kapal dibawah garis air diperlukan suatu peralatan khusus beserta perlalatan pendukungnya dan tempat ini dinamakan dock.
Ada bermacam – macam jenis dock yang melengkapi suatu galangan kapal yaitu :
1. Dock Apung ( Floating Dock ). Dock Apung atau floating adalah sebuah pontoon yang dilengkapi dengan kran – kran ( crane ) pengangkat, pompa – pompa air dan perlengkapan reparasi lainnya. Yang mana konstruksi ini dapat ditenggelamkan atau diapungkan dalam arah vertikal.
Gambar 2.3 Dock Apung ( Floating Dock ).
( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )
2. Dock Tarik ( Slip Way ). Dock Tarik atau Slip Way adalah fasilitas pengedokan kapal dengan cara mendudukan kapal diatas kereta yang disebut trolley dan menarik kapal tersebut dari permukaan air dengan mesin derek dan tali baja melalui suatu 2. Dock Tarik ( Slip Way ). Dock Tarik atau Slip Way adalah fasilitas pengedokan kapal dengan cara mendudukan kapal diatas kereta yang disebut trolley dan menarik kapal tersebut dari permukaan air dengan mesin derek dan tali baja melalui suatu
Gambar 2.4 Dock Tarik ( Slip Way ).
( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )
3. Dock Angkat ( Syncrolife Dry Dock ). Dock Angkat atau Syncrolife Dry Dock adalah suatau fasilitas pengedokan kapal dengan menggunakan lift. Peralatan ( plat form ) dari dock angkat ini diturunkan dengan pertolongan pengantar lift. Dari beberapa mesin derek listrik yang terletak disebelah kanan dan kiri dari peralatan dock ini. Setelah peralatan mencapai kedudukan tertentu kemudian kapal dimasukkan tepat diatas ganjal – ganjal ( blok lurus ataupun balok samping ) yang sudah disiapkan sebelumnya. Kemudian peralatan ini diangkat ke permukaan air.
Gambar 2.5 Dock Angkat ( Syncrolife Dry Dock ).
( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )
4. Dock Gali / Dock Kolam ( Graving Dock ). Dock Gali / Dock Kolam atau Graving Dock yaitu dock yang berbentuk kolam yang mana air didalamnya dapat dikuras habis dengan pompa perlengkapan dock tersebut dengan tujuan untuk mempermudah perbaikan badan kapal secara menyeluruh terutama sebagai repair bawah atau badan kapal bagian bawah.
Gambar 2.6 Dock Gali ( Graving Dock ).
( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )
2.3 Pradesain Konstruksi Dock.
Untuk mempermudah proses pada awal perencanaan, terlebih dahulu harus ditetapkan besarnya ukuran dock yang diinginkan sesuai dengan dimensi kapal pada kapasitas Pelabuhan Tanjung Emas. ( Tabel 2.1 dan tabel 2.2 ).
Tabel 2.1. Dimensi kapal pada pelabuhan Tanjung Emas Semarang
Panjang
dermaga Tipe Pelabuhan
Dimensi Kapal
Collector Port
Kapal barang
150 b. Dari pelabuhan cabang
a. Dari pelabuhan pengumpul
110 ( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )
Tabel 2.2. Karakteristik Kapal
Draft Bobot
Panjang Loa
( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )
Dari tabel – tabel diatas, maka ditetapkan digunakan ukuran dock sebesar 150 x
28 x 8,5 meter.
150 meter ( Panjang )
28 meter ( Lebar )
8,5 meter ( Kedalaman )
Gambar 2.7 Pradesain dock
( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )
2.4 Spesifikasi Graving Dock.
Dock kolam yang sering juga disebut dock gali adalah suatu bangunan dock berbentuk kolam yang terletak ditepi laut atau sungai. Dock kolam mempunyai dinding yang kokoh, karena pada saat kosong dock akan menerima tekanan tanah dari sekitarnya. Sedangkan pada saat ada kapal yang akan dimasukkan kedalam atau dikeluarkan dari dalam dock tersebut, beban berat air dan kapal akan diterima oleh dinding dan lantai dock tersebut.
Gambar 2.8 Tampak dock
( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )
Untuk keluar masuknya kapal dari dock kolam, maka dock kolam memerlukan sebuah pintu. Pintu dock kolam berbentuk seperti sebuah pontoon, terbuat dari suatu konstruksi baja, dimana pada pintu tersebut terdapat rongga – rongga yang dapat diisi air ataupun dikosongkan, sehingga pintu itu bisa terapung diatas air ataupun dipindahkan apabila rongga – rongga tersebut telah dalam keadaan kosong. Selain itu pintu juga dilengkapi dengan dengan katup – katup yang dapat dibuka guna mengisi rongga – rongga tersebut dengan air supaya pintu dapat tenggelam. Untuk melengkapi air baik baik dari rongga – rongga pada pintu maupun air yang berada pada kolam maka dock kolam dilengkapi dengan pompa air. Urutan kerja mengoperasikan dock kolam / dock gali / graving dock untuk memasukkan kapal adalah sebagai berikut :
1. Keel block ( tempat dudukan kapal diatas dock ) dipersiapkan, diperiksa semua peralatan, tidak boleh ada yang nantinya mengapung apabila didalam air.
2. Katup – katup air pada dock kolam dibuka sehingga sehingga air masuk kedalam dock sampai permukaan air didalam dan diluar dock sama elevasinya.
3. Air didalam rongga – rongga pintu dikeluarkan sampai pintu dapat terapung ( pintu terbuka ) dan digeser atau dipindahkan.
4. Kapal masuk kedalam dock diatur agar tepat duduk diatas keel block sesuai metode yang digunakan.
5. Pintu ditarik, digerakkan ke posisi menutup.
6. Katup – katup air pada pintu dibuka sehingga air masuk kedalam pintu dan pintu mulai tenggelam untuk menutup dock kolam tersebut.
7. Air didalam dock kolam dipompa keluar dan bersamaan dengan surutnya air, kapal diatur supaya tepat duduk diatas keel block.
8. Karena kolam dalam kondisi kosong maka pintu akan mendapat tekanan dari air diluar kolam sehingga pintu akan menutup rapat walaupun ada sedikit air yang masuk dan akan dipompa keluar terus.
9. Sarana dan Prasarana dock
a. Fender ( Gambar 2.11 )
b. Bolder ( Gambar 2.10 )
c. Capstan and houling winch ( Gambar 2.13 )
d. Anchoor hook and pulling eyes on the floor
e. Pintu dock
f. Water level gauge
g. Cable and pipe culvert
h. Penerangan atas dock dan bawah dock ( flood lighting )
KAPAL ( SHIP )
KADE / DERMAGA
Gambar 2.9 Metode pengikatan kapal pada dermaga / dock
( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )
Keterangan gambar : 1.Bolder 2.Fender 3.Bitt 4.Tali Penambat
Bolder Tali penambat
Gambar 2.10 Bolder
( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )
Fender Detail 1
Muka air
Kapal terkecil Kapal terbesar
Gambar 2.11 Fender
( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )
Bitt
Gambar 2.12 Detail 3 ( Bentuk alat penambat )
( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )
Gambar 2.13 Capstan & Houling winch
( Sumber : www.towboatjoe.com, 2009 )
2.5 Pembebanan Dock.
Beban - beban yang mempengaruhi pembebanan dock adalah sebagai berikut:
2.5.1 Beban Primer
Adalah beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada perencanaan dock. Menurut Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970, muatan primer terdiri dari:
1. Beban primer / Beban tetap, disebabkan oleh berat sendiri konstruksi
2. Beban bergerak / hidup. Menurut Bambang Triatmodjo, 1996, data kapal yang masuk pada Pelabuhan Tanjung Emas Semarang ( Regional Collector Port ) dapat diklasifikasikan seperti pada tabel 2.1 dan tabel 2.2. Sesuai dengan penggolongan pada tabel – tabel tersebut, maka untuk penetapan besar beban diambil berdasarkan berat kapal barang yaitu 20.000 DWT ( Dead Weight Tonnage ). Dead Weight Tonnage adalah berat total muatan dimana kapal dapat mengangkut dalam keadaan pelayaran optimal ( draft maksimum ).Data kapal yang digunakan dalam perencanaan dock adalah sebagai berikut :
a. Loa ( l )
: ± 150 m,
b. Breadth ( b )
: ± 25,8 m,
c. Height ( h )
: ± 10, 92 m,
d. Draft kapal masuk dock : ± 6,2 m,
e. Berat kapal masuk dock : ± 16.500 ton,
f. Kapasits kapal docking : ± 20.000 DWT,
g. Nama kapal : pelita / pertamina 1023,
h. Register kapal
i. Class
: BKI / LR.
H eight ( h ) ( Tinggi )
D raft ( d )
Loa ( l )
B readth ( b )
( Panjang )
( Lebar )
Gambar 2.14 Sketsa melintang kapal
2.5.2 Beban Sekunder
Adalah beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan..Beban sekunder terdiri dari:
1. Beban angin. Beban angin, disebabkan oleh tekanan angin pada sisi dalam dock yang langsung berhadapan dengan datangnya angin. Pengaruh beban
dinyatakan dalam kg/m 2 pada dock ditinjau berdasarkan bekerjanya beban angin horizontal terbagi rata pada bidang vertikal dock dalam
arah tegak lurus sumbu memanjang dock. Jumlah luas bidang vertikal bangunan dock yang dianggap terkena oleh angin ditetapkan sebesar suatu presentase tertentu terhadap luas bagian-bagian sisi dock dan luas bidang vertikal beban hidup. Luas bagian-bagian sisi dock yang terkena angin dapat menggunakan ketentuan dalam Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970, sebagai berikut:
a. Keadaan tanpa beban hidup Untuk keadaan dock tanpa beban hidup atau dock dalam keadaan kosong maka diasumsikan gaya angin yang bekerja kecil dengan kata lain dianggap 0 kg.
b. Keadaan dengan beban hidup Angin yang berhembus ke badan kapal yang ditambatkan akan menyebabkan gaya pada penambat / bolder.Besar gaya angin b. Keadaan dengan beban hidup Angin yang berhembus ke badan kapal yang ditambatkan akan menyebabkan gaya pada penambat / bolder.Besar gaya angin
Angin
Rw
Gambar 2.15 Tiupan angin pada kapal
R w = cQ a A w ………………………………………. (2.1)
dimana, R w
: Gaya akibat angin ( kg ),
c : Koefisien, 0,42 : apabila angin datang dari arah haluan ( α = 90° ), 0,5 : apabila angin datang dari arah buritan ( α = 180° ), 1,1 : apabila angin dating dari arah lebar ( α = 90° ).
Q a : Tekanan angin ( kg/m² ),
: Proyeksi bidang yang tertiup angin ( m² )
Besarnya gaya angin yang bekerja pada dock diukur sesuai skala beaufort, arah angin yang bekerja pada dock tersebut.Bila pada dock terdapat kapal yang sedang bertambat maka yang diperhitungkan adalah luas muka kapal di atas permukaan air, kemudian dikalikan dengan factor 1,3 yaitu sebagai ganti ukuran bentuk kapal sebenarnya.
2. Beban akibat benturan kapal. Energi kinetis akibat benturan ( The kinetic energie of impact ) dari kapal saat akan bertambat ( Gambar...) dihitung sebagai berikut :
E 2 = 1 Mv
KAPAL ( SHIP ) KADE / DERMAGA
Gambar 2.16 Benturan kapal pada dinding / fender
( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )
dimana,
E : Energi kinetis, M : Massa kapal W : Berat kapal
g : Percepatan gravitasi, v : Kecepatan kapal pada saat bertambat.
Energi kritis ini biasanya 50% ( atau ) siterima oleh sistem fender
dan sisanya dipikul oleh bolder. Untuk kapal besar biasanya dihitung v = ( 7,5 – 15 ) cm/detik.
2.5.3 Beban Khusus
Adalah beban yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan dock Beban khusus tersebut terdiri dari :
1. Kombinasi pembebanan pertama. Dock gali 20.000 DWT ini diperhitungkan untuk kondisi pembebanan dimana dock dalam keadaan kosong. Beban hidup lantai dock adalah 0 kg/m² dengan permukaan air tertinggi sebagai acuan pembebanan ditepi dock. Kombinasi pembebanan pertama dapat dilihat pada gambar 2.17 dibawah ini.
II. MUATAN BLOK / SURCHARGE LOAD ( c )
I. SATURATED SOIL (a)
III. UPLIFT ( d )
Gambar 2.17 Kombinasi pembebanan pertama
Kombinasi Pembebanan I : Beban I + Beban II + Beban III, dimana beban I adalah beban saturated soil, beban II adalah beban muatan block ( Surcharge load ), beban III adalah beban uplift tanah. Keterangan gambar :
a : tekanan tanah,
b : tekanan air
c : tekanan tanah akibat beban muatan blok,
d : uplift
2. Kombinasi pembebanan kedua.
Kondisi ini menggambarkan keadaan kapal pada saat masuk ke dalam dock. Untuk amannya ketinggian air dalam dock diambil + 50 cm dan pada dinding dock terdapat gaya tarikan bolder. Keadaan ini untuk memperhitungkan kekuatan dinding dock pada saat menarik kapal masuk.Kombinasi pembebanan kedua dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini.
V. Tarikan II. MUATAN BLOK / SURCHARGE LOAD ( c )
Bolder ( f )
? muka air + 50
( garis air )
IV. TEKANAN I. SATURATED SOIL (a)
HIDROSTATIS (b)
Gambar 2.18 Kombinasi pembebanan kedua
Kombinasi Pembebanan kedua : Beban I + Beban II + Beban IV + Beban V, dimana Beban IV adalah beban tekanan hidrostatis air dalam dock, dan beban V adalah beban akibat tarikan bolder oleh kapal dalam dock. Keterangan gambar :
a : tekanan tanah,
b : tekanan air,
c : tekanan tanah akibat beban muatan blok,
d : tekanan air dalam dock,
f : tarikan bolder ke dinding dock.
3. Kondisi pembebanan ketiga. Pada kondisi pembebanan ketiga, kapal di dalam dock diasumsikan terapung.Kombinasi pembebanan ketiga dapat dilihat pada gambar
2.10 dibawah ini.
II. MUATAN BLOK / SURCHARGE LOAD ( c )
I. SATURATED SOIL (a)
Keel Block
Beban pada Lantai
Gambar 2.19 Kombinasi pembebanan ketiga
Kombinasi Pembebanan Ketiga : Beban I + Beban II + Beban Keel block + Beban pada lantai dock. Keterangan gambar :
a : tekanan tanah,
b : tekanan air ,
c : tekanan tanah akibat beban muatan blok. Untuk kondisi pembebanan ketiga ini tidak memperhitungkan beban uplift pada lantai melainkan beban keel block dan beban pada lantai dock. Keadaan ini digunakan untuk memperhitungkan besarnya beban tekan pada tiang pancang dan besarnya kekuatan pada lantai dock.
2.6 Perhitungan Struktur
2.6.1 Perhitungan Struktur Atas
1. Dinding Dock Untuk Modulus Elastisitas semua material dianggap sama yaitu 200.000 kg/cm² dan struktur dinding dihitung dengan beban – beban sebagai berikut :
a. Beban struktur akibat menerima tekanan saturated soil ( tanah jenuh ), dengan menggunakan berat jenis tanah.
b. Beban struktur akibat menerima beban muatan blok dipunggung dinding dock.
c. Beban uplift.
d. Beban struktur akibat menerima tekanan air dari dalam dinding dock, dengan menggunakan berat jenis air laut.
e. Beban struktur akibat menerima tarikan bolder. Output perhitungan momen menggunakan progran SAP 2000.10 non linear
2. Lantai dock. Untuk menghitung beban yang diterima pada lantai dock, digunakan kombinasi pembebanan ketiga yang terdiri dari penjumlahan antara beban saturated soil, beban tanah, beban keel block, dan beban pada lantai dock.Output perhitungan momen menggunakan progran SAP 2000.10 non linear ( perhitungan diluar beban uplift ).
3. Perhitungan sheet pile / turap pada saat pelaksanaan.
a. Menentukan kedalaman penetrasi turap / sheet pile ( Deep of Cut Off ). - Perhitungan koefisien tekanan tanah, Koefisien tekanan tanah aktif Ka = Tan ( 45 ° - ) ....................................................... ( 2.4 )
Koefisien tekanan tanah pasif Kp = Tan ( 45 ° + ) ......................................................( 2.5 ) K’ = Kp – Ka
..............................................................( 2.6 ) - Perhitungan tekanan tanah / besaran gaya lateral sebagai akibat dari suatu muatan tambahan ( surcharged load ),
= ( γ h + q ) Ka – 2 c √Ka .................................... ( 2.7 ) = ( γ h + q ) Kp – 2 c Kp .................................... ( 2.8 )
- Pehitungan tekanan tanah yang terjadi,
b. Menentukan letak angker - Menentukan garis kerja gaya angker,
ΣP z = P 1(y ) + P 2(y )+ ...................................... ( 2.9 ) P
: Gaya dinding akibat tekanan tanah aktif y : Titik berat - Menentukan dalamnya pemancangan turap / sheet pile, ΣP z
= P ( X + X +..)............................................ ( 2.10 )
D = a + X........................................................................... ( 2.11 ) Pp : Gaya dinding akibat tekanan tanah pasif
D : Dalam pemancangan Turap
c. Menentukan momen terbesar pada turap / sheet pile.
4. Deadman / angkur / jangkar.
a. Tekanan tanah pasif.
p P = γ`H tan² ⎜ 45 + ⎟ +2c tan ⎜ 45 + ⎟ .................................. ( 2.12)
b. Titik tangkap gaya angker. P 1 xh 1 + P 2 xh 2
Z= ........................................................................( 2.13 ) P p
Dimana : Z : Titik tangkap gaya angker p : tekanan tanah Pp : Gaya dinding akibat tekanan tanah pasif
2.6.2 Perhitungan struktur bawah
1. Untuk mengetahui besarnya daya dukung tanah yang diizinkan, maka digunakan perhitungan menurut Terzaghi. Pada lapisan tanah yang lunak atau kurang padat akibat desakan pondasi bangunan pada tanah, akan tampak adanya keruntuhan pada keseimbangan tanah di bawah pondasi. Kondisi ini disebut dengan ” Local Shear Failure ” . Untuk kondisi ini maka rumus daya dukung Terzaghi harus diberi reduksi yaitu : 1. Untuk mengetahui besarnya daya dukung tanah yang diizinkan, maka digunakan perhitungan menurut Terzaghi. Pada lapisan tanah yang lunak atau kurang padat akibat desakan pondasi bangunan pada tanah, akan tampak adanya keruntuhan pada keseimbangan tanah di bawah pondasi. Kondisi ini disebut dengan ” Local Shear Failure ” . Untuk kondisi ini maka rumus daya dukung Terzaghi harus diberi reduksi yaitu :
= 2 3c tan Ф’ = 2 3tan Ф
Tabel 2.3 Koefisien daya dukung tanah dari Terzaghi
q = 2 3.c.N + q.N + 0,5γ.B.N ............................................ ( 2.14 ) q = 1 FS.q .............................................................................. ( 2.15 )
Dimana : q
: Daya dukung tanah ultimit, q
: Daya dukung tanah yang diizinkan,
B : Lebar pondasi,
D : Diameter tiang pancang, q
: Surcharged Load ,
c : Kohesi tanah, Φ
: Sudut geser tanah.
2. Perencanaan daya dukung pondasi tiang pancang tekan (Q ult ) menggunakan rumus :
Q ult =Q bu +Q su ......................................................................... ( 2.16 )
Dimana : Q bu : daya dukung ujung tiang ( end bearing ),
Q su : daya dukung pada selimut tiang akibat gesekan selubung ( friction ),
Q bu =A c .q bu ............................................................................. ( 2.17 )
Dimana : q bu : tahanan ujung tiang ( kg/cm² ),
A c : luas penampang tiang ( cm² ). Q su = ∑A si f si ............................................................................. ( 2.18 ) Dimana :
A si : luas segmen selimut tiang pancang ( cm² ),
f si : tahanan gesek selimut tiang per segmen ( kg/cm² ). Besar daya dukung tiang akibat gesekan selubung tergantung dari bentuk
dan besar penampang tiang dan panjang tiang yang terselubung oleh tanah ( embedded area ), maka untuk tiang pancang dengan penampang bulat menggunakan rumus :
f = f . 1 γ L f . K p . D . 2 L ( f ) ............................................................ ( 2.19 )
dimana : P f =Q su ,
K p = koefisien tegangan pasif ( Rankine ),
f = koefisien tegangan tanah, umtuk tiang beton diambil 1,75 γ = berat jenis tanah,
L f = panjang tiang yang masuk ke dalam tanah ( panjang selubung ),
D = diameter tiang pancang
3. Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) Pada perancangan sistem konstruksi pondasi tiang pancang, maka perencana dihadapkan pada masalah jarak antar tiang pancang ( s ). Makin besar jarak s berarti makin besar daya pikul tiang. Demikian juga sebaliknya, apabila makin kecil jarak s berarti daerah tegangan masing – masing tiang saling menutupi sehingga berakibat mengurangi daya pikul tiang secara keseluruhan, terutama berlaku bagi tanah dengan karakteristik kurang baik ( lumpur ). Pada tanah berpasir, suatu kumpulan tiang menjadikan daya dukung yang lebih besar dari jumlah daya – daya dukung tiang secara individual. Hal ini disebabkan memadatnya tanah pasir tersebut, sehingga menambah besar tegangan geser selubungnya (
E ) / parameter kumpulan tiang lebih dari 100 %.
Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah dinding.
Pada dareah dinding dock direncanakan menggunakan kumpulan tiang tipe single row for wall seperti pada gambar 2.20 di bawah ini.
Single row for a wall
jumlah kolom, m
Baris w
D/2
L 1 =(m-1)s
L=L 1 +D
Gambar 2.20 Single row for a wall
( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 ) ( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )
dipengaruhi tek. geser 3 buah tiang dipengaruhi tek. geser 2 buah tiang
Gambar 2.21 Daerah tekanan pada tiang
( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )
Maka perimeter kumpulan tiang adalah : =1– θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn. .........................( 2.20 ) dimana : m = jumlah kolom n = jumlah baris
= perbandingan perlawanan geser perimeter kumpulan tiang total terhadap perlawanan geser tiang individual. θ = sudut geser tanah
Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah kantilever.
Pada dareah dinding dock direncanakan menggunakan kumpulan tiang tipe single row for wall seperti pada gambar 2.22 di bawah ini.
Double row for a wall
jumlah kolom, m
Baris, n s
w Baris, n
D/2 s
L 1 =(m-1)s
L=L 1 +D
Gambar 2.22 Double row for a wall
( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )
Maka perimeter kumpulan tiang adalah : =1– θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn
dimana : m = jumlah kolom n = jumlah baris
= perbandingan perlawanan geser perimeter kumpulan tiang total terhadap perlawanan geser tiang individual. θ = sudut geser tanah
Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah dalam.
Pada dareah dinding dock direncanakan menggunakan kumpulan tiang tipe single row for wall seperti pada gambar 2.23 di bawah ini.
Triple row for a wall
Gambar 2.23 Triple row for a wall
( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )
Maka perimeter kumpulan tiang adalah : p =2(m–1)s+(n–1)s+8
= 2 ( m + n – 2 ) s + 4D.............................................................. ( 2.21 ) = /D
= 2 ( m + n – 2 ) s + 4D / m n. D................................................ ( 2.22 ) Misal diambil
= 1,57 D m n / m + n – 2............................................................ ( 2.23 ) dimana : = jarak antar masing – masing tiang m = jumlah kolom n = jumlah baris
= perbandingan perlawanan geser perimeter kumpulan tiang total terhadap perlawanan geser tiang individual.
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN
3.1 Metodologi Perencanaan Graving Dock
Metodologi perencanaan graving dock / dock kapal diperlukan agar dalam pelaksanaan perancangan dapat dilakukan secara urut dan runtut. Berikut ini metodologi perencanaan graving dock yang berada di Pelabuhan Tanjung Emas Semarang :
MULAI
Data Dock
Struktur Atas
Struktur Bawah
Gambar Dock
SELESAI
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Struktur Dock Gali
MULAI
Pengumpulan
Data Dock
Perhitungan Beban
Perhitungan Beban Perhitungan Beban
Beban Primer
Beban Sekunder
Beban Khusus
• Beban Mati
• Kombinasi pembebanan ( Berat sendiri dock )
• Beban Angin
• Beban akibat benturan pertama ( Comb 1 )
• Beban Hidup
kapal pada dock • Kombinasi pembebanan
( Displacement kapal
kedua ( Comb 2 )
docking )
• Kombinasi pembebanan ketiga ( Comb 3 )
Analisa Struktur dengan SAP
2000.v10
Diagram gaya lintang ( Shear 2-2 ) Diagram momen ( Momen 3-3 ) Diagram reaksi ( Joint Reaction ) Diagram beban keel block Momen plat arah melintang Momen plat arah memanjang
Perhitungan Struktur Atas
Gambar 3.2.a Diagram Alir Tahap Perencanaan
Penulangan Dinding Dock Penulangan Lantai Dock
Tidak
Cek Tulangan
As min – As p 5%
Ya
Perhitungan Struktur Bawah
Kedalaman Pemancangan
Tiang Efisiensi Kumpulan Tiang
Cek
P P ijin
Tidak
Ya
Perhitungan sheet pile ( turap )
Kestabilan Sheet Pile Terhadap sliding
Cek
Far T Tidak
Ya
Penyusunan laporan &
gambar desain
SELESAI
Gambar 3.2.b Diagram Alir Tahap Perencanaan ( lanjutan )
3.2 Dasar Perencanaan
Uraian dalam perencanaan yang dilakukan, antara lain:
1. Perencanaan awal, merupakan studi awal mengenai perencanaan dock. Pada tahap ini termasuk studi kelayakan, penyelidikan dan survey awal.
2. Perencanaan desain awal ( pradesain gambar dan ukuran ) Perencanaan desain awal merupakan asumsi–asumsi (anggapan) yang mungkin digunakan, namun bila setelah dicek kestabilan, kekokohan, keamanan, dan kelayakan konstruksinya tidak memenuhi maka pradesain ini harus diubah.
3. Data-data yang diperlukan dalam perencanaan dock adalah data topografi dan geometri, elevasi muka air pasang surut, data kapal dan data tanah serta data – data lain pendukung perencanaan yang berasal dari PT. JMI.
4. Muatan–muatan yang mempengaruhi pembebanan dock Untuk merencanakan muatan-muatan pada dock menggunakan acuan Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970.
5. Pehitungan mekanika (struktur) dengan menggunakan Structural Analysis Program (SAP) 2000. Versi 10.
6. Gambar design graving dock Merupakan gambar–gambar hasil perhitungan dimana sebagai acuan dan pedoman untuk masuk ketahapan konstruksi agar didapatkan suatu bangunan fisik yang sesuai dengan perencanaan
3.3 Metode Perhitungan
1. Perhitungan analisa struktur menggunakan SAP 2000.v10
2. Perhitungan struktur dock bagian atas, meliputi :
a. Perhitungan dinding dock,
b. Perhitungan lantai dock,
c. Perhitungan deadman,
d. Perhitungan sheet pile pada saat pelaksanaan.
3. Perhitungan struktur dock bagian bawah, meliputi perhitungan pondasi tiang pancang dan efisiensi kumpulan tiang pancang ( Pile Group Efficiency ) .
BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR
4.1 Perhitungan Beban – beban Aksial yang bekerja
4.1.1 Beban Primer
1. Beban Mati
Untuk beban mati aksial yang bekerja pada dock kapal yang direncanakan dengan dimensi 150 x 28 meter dan kedalaman 8,5 meter, beban yang diperhitungkan adalah sebagai berikut :
Berat sendiri dock = 2400 kg/m³
2. Beban Hidup
Berdasarkan Data – data yang ada serta peraturan / pedoman yang diisyaratkan, maka beban atau muatan hidup yang ada dalam perencanaan dock kapal adalah sebagai berikut :
Berat / Kapasitas kapal docking
: 20.000 ton
4.1.2 Beban Sekunder
1. Muatan Angin :
Gaya horisontal yang ditimbulkan oleh tiupan angin atau benturan kapal dipilih yang terbesar diantara keduanya. Gaya yang bekerja dalam arah tegak lurus sisi memanjang dolphin ( Bollder ).Gaya – gaya tersebut dengan cara sebagai berikut : Diketahui data – data : Karakteristik kapal :
a. Luas sisi kapal yang tertiup angin : 2.071 m²
b. Berat kapal ( displacement ) : 20.000 ton
c. Kecepatan merapat kapal : 0,15 m/s Kondisi Iklin & Cuaca : Kec. Angin maksimum ( Sangat kuat )
: 34 knot = 17,5 m/s
Maka, Tekanan Angin :
2 Qa = 0 , 063 . V
` = 0,063 x 17,5² = 19,293 kg/m²
Gaya total terhadap sisi kapal :
R w = 1 , 1 . Q a . A w = 1,1 x 19,293 x 2.071
= 43.951 kg = 43,9 ton
Kapal ditahan oleh dua buah dolphin,sehingga tiap dolphin menahan :
43 , 9 R = w 1
2 = 21,95 ton
2. Muatan Akibat Benturan Kapal
Energi benturan kapal dengan menganggap C m xC e =1:
20 2 . 000 x 0 , 15
2 x 9 , 81 = 22,94 tm
= 22940 kg m
setengah dari energi akan diredam oleh sistem fender, sehingga
E fender =
2 = 11470 kg m
Diusahakan gaya benturan kapal tidak melebihi gaya akibat angin, untuk itu diatasi dengan menggunakan peredam energi. Digunakan fender Diusahakan gaya benturan kapal tidak melebihi gaya akibat angin, untuk itu diatasi dengan menggunakan peredam energi. Digunakan fender
E diserap = 3.000 lb /ft’ apabila dikonversi dalam satuan MKS, maka didapat :
E diserap = 3.000 x 0,4537 = 1361,1 kg/m’
jadi panjang / jarak dolphin yang diperlukan : 11470
L dolphin = 1361 , 1
= 8,42 meter = 8,5 meter
4.1.3 Beban Khusus
Untuk merencanakan suatu dock kapal diperlukan suatu perhitungan yang akurat yang didasarkan pada sistem atau pola kerja dari dock kapal itu sendiri. Yang dimaksud dengan pola kerja itu sendiri adalah adanya beberapa kombinasi pembebanan yang bekerja pada docking kapal. Beban – beban yang akan tergabung dalam kombinasi pembebanan diuraikan sebagai berikut :
1. Beban I ( Beban Saturated Soil ).
Pada beban ini yaitu beban tanah jenuh, perhitungan diasumsikan sebagai berat beban air laut yang bekerja di luar dinding dock / tekanan hidrostatis luar dinding dock.Asumsi perhitungan ini didasarkan pada anggapan bahwa beban tekan air lebih besar daripada beban tanah. Diketahui data – data sebagai berikut : Berat volume tanah jenuh,
γ = 1,80 ton/m³ sat
h 1 = 2,0 m
h 2 = 6,45 m
Angker B I.1
I. SATURATED SOIL (a)
Gambar 4.1 Diagram beban saturated soil
p A = h x γ sat
= 0 x 1,80 ton/m³
p B = h 1 x γ sat
= 2 x 1,8 ton/m³
= 3,6 ton/m²
p = C h 2 x γ sat
=6,45 x 1,8 ton/m³
= 11,61 ton/m²
2. Beban Muatan Block.
Besarnya beban muatan block diasumsikan sebesar 3,75 ton /m.Beban ini dianggap sebagai beban merata yang bekerja disekitar dock baik pada saat pelaksanaan atau pada saat dock kapal ini selesai dibuat dan sudah beroperasi / digunakan.
Angker I.1 I.1
Gambar 4.2 Diagram beban muatan block
3. Beban uplift.
Angker I.1
I.2 I.3 I.4
Gambar 4.3 Diagram beban uplift
Diketahui data – data sebagai berikut : Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ = 1,8 ton / m³, sat
Sudut geser dalam tanah, Ф = 35° Kohesi tanah dalam keadaan undrained, u c = 4,0 ton / m²
Ukuran Plat untuk mempermudah perhitungan diambil 1 x 1 x 1 meter, dengan pondasi tiang pancang diletakan pada kedalaman 8,5 meter di bawah permukaan tanah. Diambil ( F ) = 2,5
Tabel 4.1 Nilai dari m, , dan H/B untuk variasi Ф Ф
25 30 35 40 45 48 Batas H/B 2,5 3 4 5 7 9 11 m
= 1,25 Kp = ° Tan ( 45 + )
= 3,69 K = K tan ( 2 Ф / 3 )
= 3,69 tan ( )
= 1,591 W
= Berat beton ( W ) + Berat tanah = (( 1 x 1 x 1 ) x 2,4 ) + 1,80 = 2,4 + 1,80
= 4,2 ton / m³
= 2,0 ton / m² = 2 cD(B+L)+ γD 2 B L – B K tan Ф + W
= ( 2 x 2 x 1 x 2) + (1,8 ) x ( 2 x 1,25 x 1) x 1,591 x tan 35 ° + 4,2
= ( 8 ) + ( 1,8 ) x ( 2,5 ) x 1,114 ) + 4,2 = 31,493 ton / m = 31,493 / 2,5 = 12,597 ton / m
4. Beban tekanan hidrostatis air.
Struktur diasumsikan menerima beban tekan hidrostatis yang bekerja di dalam dinding dock dengan perhitungan sebagai berikut: Diketahui data – data sebagai berikut : Berat jenis air laut,
= 1,03 ton / m³
h = 8,1 m
Angker I.1
I.2
I.3 I.4 - 6,80 B
Gambar 4.4 Diagram beban tekanan hidrostatis air laut
p A = h x γ sat
= 0 x 1,80 ton/m³
p B = h 1 x γ sat
= 8,1 x 1,03 ton/m³ = 8,24 ton/m²
5. Beban tarikan bolder.
Beban akibat tarikan bolder oleh kapal diasumsikan hanya sebesar 2,5 ton
Angker I.1
Gambar 4.5 Diagram beban tarikan bolder
4.2. Perhitungan Dinding Dock
1. Kombinasi Pembebanan Pertama
Kombinasi beban I = Beban I + Beban II + Beban III Struktur dihitung dengan menggunakan progran SAP 2000.10 non linear Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut :
M max ( dinding )
= 31,35 tonm M max ( SP ) = 31,35 tonm
Gaya Angker (T) = 17,35 ton / m
2. Kombinasi Pembebanan Kedua
Kombinasi beban II = Beban I + Beban II + Beban IV + Beban V
Struktur dihitung dengan menggunakan program SAP 2000.10 non linear Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut :
M max ( dinding )
= 8,14 tonm
M max ( SP ) = 8,14 tonm
Gaya Angker (T) = 17,87 ton / m Hasil perhitungan yang dilakukan dapat dilihat pada grafik output perhitungan SAP terlampir.
3. Struktur Dinding Sheet Pile
Dari hasil perhitungan menggunakan program SAP 2000.10 non linear, maka dock kapal dengan kapasitas docking 20.000 DWT ( Dead Weight Tonnage / Tonase Berat Mati ) direncanakan menggunakan Concrete Sheet Pile ( CSP ) corrugated tipe W500 B1000 dengan cracking momen capacity adalah 40 ton - m. Gambar penampang profil CSP terlampir yang diambil dari produksi pt . PPI ( Pasific Prestressed Indonesia ) sebagai referensi perencanaan.
Lubang Pengangkat
Concrete Sheet Pile type W500 B1000
Sheet Pile Beton Tipe W500 B 1000
Gambar 4.6. Sheet pile / turap
Dinding Dock
Diketahui bahwa pada dinding adalah sebesar 31,35 tonm dan tampang melintang dinding yang direncanakan adalah 1,20 x 1,00meter. ( Gambar 4.7 )
Gambar 4.7 Tampang melintang rencana dinding
Digunakan f’c = 30 Mpa
fy = 420 Mpa
= 31,35 / 0,8 = 39,1875 ton – m = 39,1875 x
10 Nmm
M = 0,85 x f’c x a x b x ( d - ) 39,1875 x 10 = 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 1200 - ) 39,1875 x 10 = ( 30,6 x
10 )a – 12750 a
a = 12,81 mm
= 0,85 x f’c x a x b = 0,85 x 30 x 12,81 x 1000 = 326677,29 Nmm
As , =
= , = 4000 mm
As ’ =
= 1221,64 mm As
= T / fy = 326677,29 / 420 = 777,80 mm
As < As = 777,80 mm
4000 mm
Misal digunakan tulangan D25 Jarak antar tulangan
Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 12,5 = 8 D 25
Cek =(8x14πxd ) = ( 8 x 0,25 π x 25
= 3927 mm ( Selisih 5 % )......................OK! Jadi digunakan tulangan D25 – 12,5 Tulangan pembagi
= 0,25 % x 1000 x 1200 = 3000 mm Misal digunakan tulangan D16 Jarak antar tulangan
= 50,2 mm
5 cm
Jadi digunakan tulangan D16 – 5
Gambar 4.8 Penulangan dinding
Hasil perhitungan struktur dinding dock diatas berlaku untuk keseluruhan dinding yang mengelilingi dock 150 x 28 meter ini.
4.3 Perhitungan Lantai Dock
1. Kombinasi Pembebanan Ketiga
Kombinasi beban II = Beban I + Beban II + Beban Keel Block + Beban pada lantai Dock
= 11,61 ton/m² + 3,75 ton/m + Beban Keel Block
+ 0,5 ton/m²
Untuk beban Keel Block adalah sebesar : Beban Keel Block tengah
50 ton/m²
Beban Keel Block samping :
50 ton/m²
Output perhitungan momen menggunakan program SAP 2000.10 non linear Perhitungan diluar beban uplift q sebesar 12,597 ton / m . Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut :
Daerah Tengah ( As Tengah )
Pada daerah kantilever Momen arah memanjang
: M max + = 15,240 tonm : M max − =- 4,179 tonm
Momen arah melintang : M max + = 3,194 tonm : M max − =- 2,527 tonm
Pada daerah dalam Momen arah memanjang
21,256 tonm : M max − = -21,629 tonm Momen arah melintang : M max + =
: M max + =
4,120 tonm : M max − =- 4,726 tonm
Daerah Tepi ( As Tepi )
Pada daerah kantilever Momen arah memanjang
34,711 tonm : M max − =- 9,417 tonm Momen arah melintang : M max + =
: M max + =
27,312 tonm : M max − =- 2,804 tonm Pada daerah dalam
21,404 tonm : M max − =- 52,315 tonm Momen arah melintang : M max + =
Momen arah memanjang
: M max + =
19,563 tonm : M max − = -24,328 tonm Agar mempermudah analisa perhitungan dilakukan suatu upaya
pendekatan dengan mengambil momen terbesar yaitu pada daerah tengah ( as tengah ) :
Pada daerah kantilever Momen arah memanjang
15,240 tonm : M max − =- 4,179 tonm Momen arah melintang : M max + =
: M max + =
3,194 tonm : M max − =- 2,527 tonm Pada daerah dalam
Momen arah memanjang
: M max + =
21,256 tonm
: M max − = -21,629 tonm Momen arah melintang : M max + =
4,120 tonm : M max − =- 4,726 tonm
Diketahui bahwa M pada lantai daerah kantilever adalah sebesar 15,240 ton - m dan tampang melintang lantai yang direncanakan diambil 1,00 x 1,00 meter.
Gambar 4.9 Tampang melintang rencana lantai kantilever
Digunakan f’c = 30 Mpa
fy = 420 Mpa
= 15,240 / 0,8 = 19,05 tonm = 19,05 x
10 Nmm
= 0,85 x f’c x a x b x ( d - )
19,05 x
10 = 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 1000 - )
19,05 x
10 = 10,965 x 10 a– 54825 a
a = 7,44 mm
= 0,85 x f’c x a x b = 0,85 x 30 x 7,44 x 1000 = 189720 Nmm
As = , = , = 3333,33 mm
As = ’
= 1752,8 mm As
= T / fy = 189720 / 420 = 451,71 mm
As < As = 451,71 mm
3333,33 mm Misal digunakan tulangan D25 Jarak antar tulangan
= 147,26 mm = 150 mm
15 cm
Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 15 = 7 D 25
Cek =(7x14πxd ) = ( 7 x 0,25 π x 25
= 3436 mm ( Selisih 5 % )......................OK! Jadi digunakan tulangan D25 - 15 Tulangan pembagi
= 0,25 % x 1000 x 1000 = 2500 mm
Misal digunakan tulangan D19 Jarak antar tulangan
= 113 mm = 100 mm
10 cm
jadi digunakan tulangan D19 – 10
Gambar 4.10 Penulangan lantai kantilever ( melintang )
Gambar 4.11 Penulangan lantai kantilever ( Tampak Atas )
Hasil perhitungan struktur diatas berlaku untuk keseluruhan lantai kantilever yang mengelilingi dock 150 x 28 meter ini.
Diketahui bahwa M pada lantai daerah dalam adalah sebesar 21,256 ton - m dan tampang melintang lantai yang direncanakan diambil 1,00 x 0,80 meter.
Gambar 4.12 Tampang melintang rencana lantai dalam
Digunakan f’c = 30 Mpa
fy = 420 Mpa
= 21,256 / 0,8 = 26,57 tonm = 26,57 x
10 Nmm
M = 0,85 x f’c x a x b x ( d - ) 19,05 x
10 = 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 800 - ) 19,05 x
10 = 20,4 x 10 a – 12750 a
a = 12,92 mm T
= 0,85 x f’c x a x b = 0,85 x 30 x 12,92 x 1000 = 329460 Nmm
= 807,5 mm As
= T / fy = 329460 / 420 = 784,4 mm
As < As = 451,71 mm
2666,67 mm Misal digunakan tulangan D19 Jarak antar tulangan
= 106,32 mm = 100 mm
10 cm
Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 10 = 10 D 19
Cek = ( 10 x 1 4 π x d ) = ( 10 x 0,25 π x 19
= 2835 mm ( Selisih 5 % )......................OK! Jadi digunakan tulangan D19 - 10 Tulangan pembagi
= 0,25 % x 1000 x 800 = 2000 mm Misal digunakan tulangan D19 Jarak antar tulangan
= 151 mm ( dibulatkan ke bawah ) = 150 mm
15 cm
jadi digunakan tulangan D19 – 15
Gambar 4.13 Penulangan lantai dalam ( melintang )
Gambar 4.14 Penulangan lantai dalam ( tampak atas )
4.4 Perhitungan Pondasi ( Tiang Pancang )
4.4.1 Menentukan Daya Dukung Tanah
Diketahui data – data sebagai berikut : Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ = 1,8 ton / m³ sat
Berat volume tanah efektif ( γ ) = 0,70 ton / m³ Kohesi tanah dalam keadaan undrained, u c = 4,0 ton / m²
Dipakai safety factor ( FS ) 2,5 sudut geser dalam tanah adalah Ф = 35°, didapat dari tabel data – data sebagai berikut :
N = 16,80 N = 12,80
N = 9,60 q = 2 3.c.N + q.N + 0,5γ.B.N
= ( 2 3 x 4 x 16,80 ) + ( 1,80 x 12,80 ) + ( 0,5 x 1,80 x 1 x 9,60 ) = 44,80 + 23,04 + 8,64
= 76,48 ton/ m
Daya dukung tanah yang diizinkan q = 1 FS.q = 1 2,5 x 76,48 `
= 30,592 ton/ m = 3,05 kg/ cm
4.4.2 Menentukan panjang tiang pancang.
Untuk mempermudah perhitungan, dilakukan analisa 1 buah tiang pancang dengan luas yang diwakili oleh 1 buah tiang pancang yaitu 2,8 x 2,5 x 1,0 meter. Diasumsikan diameter tiang pancang adalah 40 cm, maka gaya dukung tiang dihitung terhadap gesekan dan lekatan tiang.
Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ = 1,8 ton / m³ sat
Berat volume tanah efektif ( γ ) = 0,70 ton / m³ Kohesi tanah dalam keadaan undrained, u c = 4,0 ton / m²
Sudut geser dalam tanah, Ф = 35°
=1+ tan φ =1+ tan 35 = 0,2997
= k γ tan φ = x( π x 0,4 x x x 1,8 x 0,2997 x tan 35 = 0,0791
Gaya dukung tiang terhadap gesekan adalah sebesar 0,0791 , dimana : k
: keliling tiang pancang bulat z
; panjang tiang dalam tanah menghitung lekatan tiang dengan kohesi tanah undrained sebesar u c = 4,0
ton / m² ton / m²
Gaya dukung tiang total ( gesekan dan lekatan ) adalah : = 0,0791
+ 1,6755 z
Gaya berat plat lantai dock ( platform ) : = (2,8 x 2,5 x 1,0 ) x 2,4 = 16,8 ton ( berat sendiri plat lantai dock )
Beban hidup pada lantai dock q = 500 kg / m Q
= 500 x 2,8 = 1400 kg
= 1,4 ton
Sehingga besar gaya yang harus dipikul oleh satu buah tiang pancang adalah : P
= +Q = 16,8 + 1,4 = 18,2 ton
Dengan menyamakan gaya dukung tiang total dengan gaya maksimum yang bekerja pada satu tiang, maka akan didapat panjang tiang yang harus dipancang.
+ 1,6755 z - 18,2
z=
= 30 meter
4.4.3 Menentukan ultimate pile capacity (
Dengan menggunakan metode Tomlinson α coefficient, maka :
Rasio penetrasi
20 ( Tabel 4.2 ) diambil α 1 soft clay
Tabel 4.2 Nilai untuk rasio penetrasi, kekuatan tanah undrained, dan faktor adhesi
Faktor Adhesi Rasio Penetrasi L/B
Kekuatan tanah undarained
= 0,125 m p
= πxd = π x 0,4 = 1,256 m
= = 2,0 ton / m²
= berat jenis beton x
xL
= 2,4 x 0,125 x 30
Q =9c +
αcpL
= ( 9 x 2,0 x 0,125 ) + ( 1 x 2,0 x 1,256 ) x 30 = 2,25 + 75,36 = 77,61 ton
Q = Q x FS = 77,61 ton x 2,5 = 194,025 ton
Q = = 0,0791 = 0,0791 x (
= 71,19 ton Q = Q +Q
194,025= Q + 71,19 Q = 122,835 ton
Dimana, : Luas penampang tiang bulat, P
: Keliling penampang tiang bulat,
c : Kohesi tanah average, : Berat tiang,
Q : Kapasitas / daya dukung ultimate tiang, Q : daya dukung pada selimut tiang akibat gesekan selubung
( friction ), Q : daya dukung ujung tiang ( end bearing ). Sedangkan kontribusi tahanan gesek antara selimut tiang dan tanah
disekitarnya ditabelkan pada tabel di bawah ini.
Tabel 4.3 Kontribusi tahanan gesek antara selimut tiang dan tanah
Kedalaman Panjang
Kohesi c
gesek /
Adhesi
Gesek, f