![Tugas Akhir Hendra Aryadin [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/tugas-akhir-hendra-aryadin.jpg)
16 0 9 MB
SKRIPSI
PEMODELAN TIANG PANCANG PILAR DERMAGA SEBAGAI SISTEM INTERAKSI STRUKTUR DENGAN TANAH MENGGUNAKAN SOFTWARE SAP2000
HENDRA ARYADIN 1621042008
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2021
SKRIPSI
PEMODELAN TIANG PANCANG PILAR DERMAGA SEBAGAI SISTEM INTERAKSI STRUKTUR DENGAN TANAH MENGGUNAKAN SOFTWARE SAP2000
Diajukan untuk memnuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana pada Jurusan Pendidikan Teknik Sipil dan Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Negeri Makassar
HENDRA ARYADIN 1621042008
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2021
i
ABSTRAK HENDRA ARYADIN. 2021. “Pemodelan Tiang Pancang Pilar Dermaga sebagai Sistem Interaksi antara Tanah dengan Struktur menggunakan Software SAP2000”. Skripsi. Pendidikan Teknik Sipil dan Perencanaan. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Makassar. Jenis penelitian ini merupakan penelitian survei yang bertujuan untuk membandingkan persamaan dan perbedaan dua atau lebih fakta dan sifat objek yang diteliti berdasarkan kerangka pikir tertentu. Objek yang diteliti adalah bagian struktur bawah dermaga khususnya pondasi Tiang Pancang dengan menghitung modulus of subgrade reactions tanah menurut persamaan Bowles, Nakazawa dkk, dan Smith and Pole pada pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang. Struktur dermaga pada Pelabuhan Laut Banggae memiliki tipe yaitu dermaga tipe jetty yang direncanakan memiliki sistem deck on pile dengan Panjang 70 m dan lebar 10 m. Teknik pengambilan data dilakukan dengan mengumpulkan data-data proyek berupa data penyelidikan tanah (Bore Hole dan N-SPT) dan gambar kerja. Teknik analisis data dilakukan dengan cara memodelkan kembali struktur dermaga dengan metode tiga dimensi (3D) menggunakan Software SAP2000. Berdasarkan hasil analisis diperoleh nilai daya dukung pondasi tiang pancang tegak BH-01 dan BH-02 adalah 226.93 ton dan 218.81 ton, sedangkan tiang pancang miring BH-01 dan BH-02 adalah 227.33 ton dan 219.19 ton. Nilai deformasi, momen, lintang, normal, dan penurunan dari ketiga pemodelan struktur dermaga menurut Bowles adalah 26.55 mm, 123.64 kN.m, 30.50 kN, 184.34 kN, dan 42.16 mm, menurut Nakazawa dkk adalah 20.04 mm, 131.39 kN.m, 33.65 kN, 189.09 kN, dan 5.40 mm, dan pemodelan menurut Smith and Pole adalah 21.05 mm, 121.16 kN.m, 28.78 kN, 188.09 kN, dan 4.58 mm.
Kata kunci: Pondasi Tiang Pancang, SAP2000, Modulus Kekakuan Tanah
ii
ABSTRACT HENDRA ARYADIN. 2021."Modeling of Pier Piles as a System for Interaction between Soil and Structure using SAP2000 Software". Essay. Civil Engineering and Planning Education. Faculty of Engineering. Makassar public university. This type of research is a survey research that aims to compare the similarities and differences between two or more facts and the nature of the object under study based on a certain frame of mind. The object studied was the part of the structure under the pier, especially the pile foundation by calculating the modulus of subgrade reactions to the soil according to the equations of Bowles, Nakazawa et al, and Smith and Pole in modeling pile foundations. The structure of the pier at Banggae Sea Port is a type of jetty which is planned to have a deck on pile system with a length of 70 m and a width of 10 m. The data collection technique is carried out by collecting project data in the form of soil investigation data (Bore Hole and N-SPT) and work drawings. The data analysis technique is done by remodeling the dock structure with the three-dimensional (3D) method using SAP2000 software. Based on the results of the analysis, the bearing capacity values of the BH-01 and BH-02 vertical piles were 226.93 tons and 218.81 tons, while the BH-O1 and BH-02 inclined piles were 227.33 tons and 219.19 tons. The deformation, moment, latitude, normal, and settlement values of the three wharf structure models according to Bowles are 26.55 mm, 123.64 kN.m, 30.50 kN, 184.34 kN, and 42.16 mm, according to Nakazawa et al. Are 20.04 mm, 131.39 kN.m, 33.65 kN, 189.09 kN, and 5.40 mm, and the modeling according to Smith and Pole is 21.05 mm, 121.16 kN.m, 28.78 kN, 188.09 kN, and 4.58 mm.
Keywords: Pile Foundation, SAP2000, Soil Modulus of Subgrade Reactions
iii
MOTTO
“JIKA MEMULAI SELESAIKAN DENGAN PENUH TANGGUNG JAWAB “
“Make your Parents and Family Proud of You”
iv
KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat serta hidayah-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan akademik guna memperoleh gelar sarjana Pendidikan Teknik Sipil dan Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Negeri Makassar. Salawat dan salam penulis kirimkan kepada Rasulullah SAW, berkat perjuangannya sampai pada hari ini masih tertoreh keberhasilannya memperjuangkan dan mengangkat harkat dan martabat manusia. Kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih sebayakbanyaknya kepada Ayahanda Baharuddin dan Ibunda Andi Raja atas doa, pengorbanan yang tulus dan ikhlas yang telah mendidik, mengasuh, dan membesarkan saya dengan penuh kasih sayang dan semoga Allah SWT memberikan rahmat, berkah, dan hidayah-Nya serta meninggikan derajatnya. Ucapan terimakasih pula kepada koordinator Lab. Uji Bahan (LUB) PTSP FT UNM Bapak Ir. Silvether Tandy, S.Pd., M.Pd. dan Kak Apri, crew Lab. Uji Bahan (LUB) PTSP FT UNM (Robi Samboja, David Pasalli, Tomy Syamsul, Yoel Tandy, Febrialdi Loda Parando, Kasim), teman-teman satu Angkatan PRISMA 2016 PTSP FT-UNM, teman-teman ENZIM SMAN 1 Bontomatene, teman-teman KKN-PPM Desa Bontomanai, serta ketiga sahabat saya, Deni Dessagala, Bahtiar, dan Ari Angraini yang telah memberi dukungan dan bantuan selama penulis menjalani perkuliahan baik secara langsung maupun tidak langsung. Semoga Allah SWT memberikan imbalan yang berlipat ganda atas bantuan kepada penulis.
v
Penyelesaian skripsi ini tidak akan berjalan sebagaimana mestinya tanpa ada keterlibatan berbagai pihak yang dengan tulus ikhlas memberikan bantuannya. Untuk itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada Bapak Muh. Idhil Maming, ST., MT. dan Bapak Dr. Mithen Lululangi, MT. selaku pembimbing yang selalu memberikan dorongan, semangat dan membuka wawasan berfikir dalam memecahkan masalah sejak awal penulisan hingga selesainya Skripsi. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Ibu Dr. Irma Aswani Ahmad, ST., MT. dan Bapak Dr. Ir. Moh. Junaedy R, ST., MT. selaku penanggap yang banyak memberikan masukan, saran, dan nasehat selama penyusunan skripsi. Selanjutnya penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada: Bapak Rektor Universitas Negeri Makassar Prof. Dr. H. Husain Syam, M.TP, Bapak Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Makassar Prof. Dr. Muhammad Yahya, M.Kes., M.Eng, Bapak Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Sipil & Perencanaan Drs. Taufiq Natsir, M.Pd. Ketua Program Studi S1 Pendidikan Teknik Bangunan Ibu Reany Tenriola Idrus, ST., M.Si. Bapak Kepala Lab. Pendidikan Teknik Sipil & Perencanaan Dr. Moh. Junaedy R, ST., MT. Seluruh dosen dan staf admininstrasi dalam lingkup Fakultas Teknik pada umumunya dan Jurusan Pendidikan Teknik Sipil & Perencanaan pada khususnya yang telah mendidik penulis selama dalam proses perkuliahan, serta semua pihak yang telah membantu yang tidak sempat penulis menuliskan namanya masingmasing, baik bantuan secara langsung maupun tidak langsung.
vi
Semoga Allah SWT memberikan imbalan yang berlipat ganda atas bantuan kepada penulis. Akhirnya penulis memohon kepada Allah SWT agar apa yang dilakukan selama ini diridhoi dan bernilai ibadah di sisi-Nya yang dapat memberikan manfaat kepada orang lain terlebih kepada penulis. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, maka sangat diharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun sebagai bahan perbaikan kearah yang lebih baik. Makassar, Januari 2021
Penulis
DAFTAR ISI
vii
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i KATA PENGANTAR ....................................................................................... ii DAFTAR ISI ...................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... iv DAFTAR TABEL ............................................................................................. v BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1 A. Latar Belakang ........................................................................................ 1 B. Rumusan Masalah ................................................................................... 4 C. Tujuan Penelitian..................................................................................... 5 D. Batasan Masalah ...................................................................................... 5 E. Manfaat Penelitian................................................................................... 6 BAB II LANDASAN TEORI .......................................................................... 7 A. Pelabuhan ................................................................................................ 7 B. Dermaga .................................................................................................. 8 C. Perencanaan Dermaga ............................................................................. 12 D. Perencanaan Pembebanan Dermaga........................................................ 20 E. Pondasi .................................................................................................... 36 F. Pondasi Tiang .......................................................................................... 37 G. Kegunaan Pondasi Tiang ......................................................................... 38 H. Pembagian Pondasi Tiang ....................................................................... 39 I. Daya Dukung Tiang ................................................................................ 54 J. Pemodelan Tanah sebagai Tumpuan Elastis ........................................... 58 K. Pemodelan Tanah dan Struktur ............................................................... 66
viii
L. Pemodelan Dermaga dengan Software SAP2000 versi 14...................... 69 M. Kajian Penelitian yang Relevan .............................................................. 79 N. Kerangka Pikir......................................................................................... 81 BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 83 A. Jenis Penelitian ....................................................................................... 83 B. Waktu dan Tempat Perancangan ............................................................. 83 C. Subjek dan Objek Penelitian ................................................................... 84 D. Variabel Penelitian .................................................................................. 85 E. Defenisi Operasional Variabel ................................................................ 85 F. Data dan Sumber Data............................................................................. 86 G. Teknik Pengumpulan Data ...................................................................... 86 H. Tahap-tahap Penelitian ............................................................................ 87 I. Teknik Analisis Data ............................................................................... 89 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 98 A. Hasil ........................................................................................................ 98 B. Pembahasan ............................................................................................ 174 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 187 A. Kesimpulan ............................................................................................ 187 B. Saran ....................................................................................................... 188 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................
DAFTAR GAMBAR
ix
No.
Nama Gambar
Halaman
2.1
Tipe Dermaga....................................................................................
10
2.2
Dermaga tipe a) wharf, b) pier, c) jetty .............................................
12
2.3
Panjang Dermaga ..............................................................................
15
2.4
Elevasi Lantai Dermaga ....................................................................
15
2.5
Jarak Sandar Kapal ke Pusat Berat Kapal .........................................
18
2.6
Grafik Koefisien Blok .......................................................................
18
2.7
Beban Lajur “D” ...............................................................................
25
2.8
Alternatif Penempatan Beban “D” dalam arah Memanjang .............
26
2.9
Pembebanan Truk “T” (500 kN) .......................................................
27
2.10
Peta Zona Gempa Indonesia .............................................................
33
2.11
Spektrum Respon Gempa untuk masing-masing Zona .....................
34
2.12
Tiang Pancang Kayu .........................................................................
42
2.13
Tiang Pancang Beton Precast Concrete Pile ....................................
44
2.14
Tiang Pancang Beton Precast Prestressed Concrete Pile ................
45
2.15
Tiang Pancang Beton Cast in Place ..................................................
46
2.16
Tiang Pancang Baja...........................................................................
47
2.17
Tiang Pancang Water Proofed Steel Pipe and Wood Pile ................
49
2.18
Tiang Pancang Composite Dropped-Shell and Pipe Pile .................
52
2.19
Tahanan Ujung Tiang ........................................................................
58
2.20
Penentuan Modulus Reaksi Tanah Dasar .........................................
61
2.21
Pemodelan Tanah dan Struktur .........................................................
67
2.22
Cara untuk menentukan Permukaan Tanah Rencana untuk Tiang ...
x
2.23
Tahanan Pemodelan Struktur Dermaga dengan SAP2000 versi 14 ..
70
2.24
Tata cara Define Material .................................................................
72
2.25
Tata cara Define Material Beton .......................................................
72
2.26
Tata cara Define Material Baja .........................................................
72
2.27
Tata cara Define Frame .....................................................................
74
2.28
Tata cara Define Frame Balok ..........................................................
74
2.29
Tata cara Define Frame Tiang Pancang ............................................
75
2.30
Tata cara Define Area........................................................................
76
2.31
Tata cara Define Area Section Pelat ..................................................
76
2.32
Kerangka Pikir ..................................................................................
82
3.1
Peta Lokas Pelabuhan Laut Banggae ................................................
83
3.2
Bagan Alur Penelitian .......................................................................
88
3.3
Contoh Metode Pemodelan 3 Dimensi .............................................
89
3.4
Contoh Metode Pemodelan 2 Dimensi .............................................
90
3.5
Niilai N-SPT dan model Tupuan Elastis Tiang Pancang ..................
91
3.6
Model Struktur dan Unit Satuan pada SAP2000...............................
93
3.7
Define Grid Data ..............................................................................
93
3.8
Penentuan Properti & Penampang Material ......................................
95
3.9
Static Load Case ...............................................................................
96
3.10
Kombinasi Pembebanan ....................................................................
96
3.11
Derajat Kebebasan Struktur ..............................................................
97
4.1
Kapal yang Merapat ke Dermaga ......................................................
99
4.2
Boring LOG dan SPT Test BH-01 ...................................................
99
xi
4.3
Boring LOG dan SPT Test BH-01 ....................................................
99
4.4
Boring LOG dan SPT Test BH-02 ....................................................
99
4.5
Boring LOG dan SPT Test BH-02 ....................................................
99
4.6
Gambar Rencana Pemodelan Struktur Dermaga...............................
99
4.7
Gambar Rencana Balok pada Dermaga ............................................
99
4.8
Gambar Layout Pondasi Tiang dan Tampak Samping .....................
99
4.9
Tahap Pemodelan Grid Line .............................................................
111
4.10
Gambar Pola Grid Line Pembentuk Struktur ....................................
111
4.11
Langkah Pemodelan Material ...........................................................
113
4.12
Langkah Pemodelan Element Frame ................................................
114
4.13
Langkah Pemodelan Element Area ...................................................
115
4.14
Gambar Langkah penerapan profil pada struktur Dermaga ..............
116
4.15
Pemodelan Element Frame ...............................................................
116
4.16
Pemodelan Element Area ..................................................................
117
4.17
Langkah Pemodelan modulus subgrade of reaction .........................
127
4.18
Pemodelan modulus subgrade of reaction menurut Bowles .............
127
4.19
Pemodelan modulus subgrade of reaction menurut Nakazawa dkk .
137
4.20
Pemodelan modulus subgrade of reaction menurut Pole and Smith
140
4.21
Jenis-jenis beban yang bekerja ..........................................................
141
4.22
Element Struktural Dermaga .............................................................
142
4.23
Pemodelan Beban Tumbukan Kapal pada Dermaga .........................
145
4.24
Penerapan Beban Tumbukan Kapal pada Dermaga ..........................
146
4.25
Pemodelan Beban Akibat Tarikan pada Dermaga ............................
147
xii
4.26
Penerapan Beban Akibat Tarikan pada Dermaga .............................
147
4.27
Pemodelan Beban Arus pada Dermaga .............................................
148
4.28
Penerapan Beban Arus pada Dermaga ..............................................
149
4.29
Pemodelan Beban Mati Tambahan Fender pada Dermaga ...............
150
4.30
Penerapan Beban Mati Tambahan Fender pada Dermaga ................
151
4.31
Pemodelan Beban Mati Tambahan Lampu Jalan pada Dermaga......
152
4.32
Penerapan Beban Mati Tambahan Lampu Jalan pada Dermaga .......
152
4.33
Gambar Beban Lajur “D” ..................................................................
153
4.34
Pemodelan Beban TD .......................................................................
155
4.35
Penerapan Beban TD.........................................................................
155
4.36
Pemodelan Beban Rem pada Kendaraan ..........................................
157
4.37
Penerapan Beban TB .........................................................................
157
4.38
Langkah Pemodelan Beban Angin pada struktur ..............................
159
4.39
Pemodelan Beban EWS ....................................................................
159
4.40
Simulasi Beban Angin pada Kendaraan ............................................
160
4.41
Langkah Pemodelan Beban Angin pada Kendaraan .........................
161
4.42
Penerapan Beban LWS .....................................................................
161
4.43
Langkah Pemodelan Gaya Apung pada Dermaga ............................
161
4.44
Penerapan Beban FA pada Dermaga .................................................
161
4.45
Kurva Spektrum Respon Desain Kecamatan Banggae untuk Kondisi Tanah Sedang ......................................................................
166
4.46
Langkah Pengimputan Beban Kombinasi .........................................
168
4.47
Langkah Setting Desain Load Combination .....................................
169
xiii
4.48
Langkah Set Analysis Options...........................................................
170
4.49
Langkah Menampilkan Nilai Reaksi Perletakan ...............................
171
4.50
Hasil Nilai Reaksi Perletakan ...........................................................
171
4.51
Langkah Menampilkan Hasil Momen dan Gaya ..............................
172
4.52
Hasil Nilai Reaksi Perletakan ...........................................................
173
4.53
Langkah menampilkan Hasil Lendutan Statis...................................
174
4.54
Hasil Analisis Software SAP2000.....................................................
174
4.55
Hasil Analisis Software SAP2000 (Deformasi) ................................
174
4.56
Penurunan Maksimal Pondasi Tiang Pancang akibat Kombinasi Beban ..............................................................................
175
4.57
Momen 3-3 pada Struktur Dermaga ..................................................
174
4.58
Momen 2-2 pada Struktur Dermaga ..................................................
174
4.59
Lintang 3-3 pada Struktur Dermaga ..................................................
174
4.60
Lintang 2-2 pada Struktur Dermaga ..................................................
174
4.61
Gaya Normal pada Struktur Dermaga ...............................................
174
4.62
Deformasi akibat Kombinasi Pembebanan menggunakan Permasamaan Bowles........................................................................
4.63
Deformasi akibat Kombinasi Pembebanan menggunakan Permasamaan Nakazawa dkk ............................................................
4.64
180
Deformasi akibat Kombinasi Pembebanan menggunakan Permasamaan Smith and Pole ...........................................................
4.65
180
180
Deformasi akibat Kombinasi Pembebanan menggunakan Permasamaan Hukum Hooke ............................................................
xiv
180
4.66
Simpangan Horizontal pada Struktrur di Pelat δa = 2.655 cm (Bowles, Daya Layan IA) .................................................................
4.67
184
Simpangan Horizontal pada Struktrur di Permukaan Tanah δb = 0.484 cm (Bowles, Kuat I A) ....................................................
DAFTAR TABEL
xv
184
No
Nama Tabel
Halaman
2.1
Berat Isi untuk Beban Mati ...............................................................
20
2.2
Faktor Beban untuk Berat Sendiri .....................................................
22
2.3
Beban Mati Tambahan/Utilitas .........................................................
23
2.4
Faktor Beban untuk Beban Lajur “D” ...............................................
24
2.5
Faktor Beban untuk Beban Lajur “T” ...............................................
27
2.6
Kecepatan Kapal ...............................................................................
29
2.7
Gaya Tarik Boulder ...........................................................................
31
2.8
Penambat Bitt ....................................................................................
31
2.9
Jenis Tanah berdasarkan SNI 1726:2012 ..........................................
35
2.10
Hubungan Kepadatan Relatif, Sudut Geser Tanah dan nilai N .........
54
2.11
Nilai Koefisien tergantung dari Jenis Tanah .....................................
56
2.12
Nilai Es berdasarkan Jenis Tanah .....................................................
59
2.13
Nilai Es berdasarkan nilai SPT dan Sondir .......................................
59
2.14
Nilai Poisson untuk berbagai Jenis Tanah ........................................
60
2.15
Harga perkiraan Modulus of Subgrade Reaction (ks) .......................
66
3.1
Waktu dan Perencanaan Penelitian ...................................................
84
4.1
Nilai N-SPT Tanah ............................................................................
100
4.2
Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang Tegak menurut Luciano Decourt BH-01 ....................................................................
4.3
Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang Tegak menurut Luciano Decourt BH-02 ....................................................................
4.4
104
Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang Miring menurut
xvi
105
Luciano Decourt BH-01 .................................................................... 4.5
106
Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang Miring menurut Luciano Decourt BH-02 ....................................................................
108
4.6
Data Struktur dan Dimensi pada Dermaga........................................
100
4.7
Perhitungan modulus subgrade of reaction arah vertikal (ksv) dan arah horisontal (ksh) Tiang Pancang Tegak BH-01 ...................
4.8
Perhitungan konstanta pegas arah horizontal (ksh) Tiang Pancang Tegak BH-01 .....................................................................................
4.9
123
Perhitungan Konstanta Pegas arah Vertikal (ksv) Tiang Pancang Miring BH-01 .....................................................................
4.15
123
Perhitungan konstanta pegas arah horizontal (ksh) Tiang Pancang Miring BH-01 .....................................................................
4.14
122
Perhitungan Konstanta Pegas arah Vertikal (ksv) Tiang Pancang Tegak BH-02 ......................................................................
4.13
121
Perhitungan konstanta pegas arah horizontal (ksh) Tiang Pancang Tegak BH-02 ......................................................................
4.12
121
Perhitungan Konstanta Pegas arah Horisontal (ksh) Tiang Pancang Tegak BH-02 ......................................................................
4.11
120
Perhitungan Konstanta Pegas arah Vertikal (ksv) Tiang Pancang Tegak BH-01 .....................................................................................
4.10
119
124
Perhitungan konstanta pegas arah horizontal (ksh) Tiang Pancang Miring BH-02 .....................................................................
xvii
125
4.16
Perhitungan Konstanta Pegas arah Vertikal (ksv) Tiang Pancang Miring BH-02 .....................................................................
4.17
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-01 Tiang Pancang Tegak ........................................................................
4.18
136
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Horizontal (KH) BH-01 dan BH-02 Tiang Pancang Tegak .....................................................
4.26
135
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-02 Tiang Pancang Miring .......................................................................
4.25
134
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-02 Tiang Pancang Miring .......................................................................
4.24
133
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-01 Tiang Pancang Miring .......................................................................
4.23
132
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-01 Tiang Pancang Miring .......................................................................
4.22
131
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-01 Tiang Pancang Tegak ........................................................................
4.21
130
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-02 Tiang Pancang Tegak ........................................................................
4.20
129
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-01 Tiang Pancang Tegak ........................................................................
4.19
126
138
Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Horizontal (KH) BH-01 dan BH-02 Tiang Pancang Miring ....................................................
xviii
139
4.27
Gaya Tarik Bollard ............................................................................
146
4.28
Perhitungan N-SPT rata-rata untuk Penentuan Kelas Situs ..............
162
4.29
Klasifikasi Kelas Situs ......................................................................
164
4.30
Parameter Seismik Respon Desain Kecamatan Banggae untuk Kondisi Tanah Sedang ......................................................................
165
4.31
Data Kombinasi Beban .....................................................................
167
4.32
Output Penurunan Pondasi Tiang Pancang .......................................
167
4.33
Nilai maksimum deformasi, momen, lintang, dan normal pada Tiang Pancang ...................................................................................
4.34
Nilai maksimum penurunan, deformasi, momen, lintang, dan normal pada Tiang Pancang ..........................................................................
4.35
177
178
Simpangan yang terjadi pada setiap Pemodelan Tumpuan pada struktur Dermaga ......................................................................
xix
179
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Pembangunan infrastruktur merupakan salah satu aspek yang sangat penting dalam rangka mempercepat proses pembangunan Nasional. Infrastruktur juga memegang peranan penting sebagai salah-satu roda penggerak pertumbuhan ekonomi dan kegiatan sosial. Ini dikarenakan kemajuan dan pertumbuhan ekonomi suatu negara tidak dapat dipisahkan dengan ketersediaan infrastruktur seperti pengembangan transportasi, telekomunikasi, sanitasi, dan energi. Pengembangan transportasi diarahkan untuk menjembatani kesenjangan antar wilayah dan mendorong pemerataan hasil pembangunan. Transportasi laut memegang peranan penting dalam kelancaran perdagangan karena memiliki nilai ekonomis yang tinggi antara lain daya angkut banyak, dan biaya relative murah. Guna menunjang perdagangan dan lalulintas muatan, pelabuhan diciptakan sebagai titik simpul perpindahan muatan barang dimana kapal dapat berlabuh, bersandar, melakukan bongkar muat barang dan penerusan ke daerah lainnya (Putra & Djalante, 2016). Pelabuhan Laut Banggae merupakan Pelabuhan yang diselenggarakan untuk kepentingan pelayanan masyarakat umum dan melayani kegiatan angkutan laut. Pelabuhan Laut Banggae terletak di Provinsi Sulawesi Barat, Kabupaten Majene. Salah-satu bagian dari Pelabuhan Laut Banggae adalah Struktur Dermaga.
1
2
Dermaga adalah sebuah struktur bangunan yang dibuat di laut untuk menghubungkan bagian darat dan Pelabuhan yang berfungsi sebagai tempat merapat atau menambatkan kapal yang akan melakukan kegiatan bongkar muat barang dan orang dari dan ke atas kpal. Dermaga terdiri atas dua struktur yaitu struktur atas (upper structure) berupa balok dan plat lantai dan struktur bawah (sub structure) berupa Pile Cap dan Pondasi Tiang Pancang. Pondasi adalah suatu bagian dari dermaga yang tertanam atau berhubungan dengan tanah. Sebagai akibat dari perkembangan pembangunan infrastruktur maka kebutuhan lahan untuk pembangunan akan terus bertambah dan meningkat sehingga dapat menyebabkan pembangunan infrastruktur tersebut mau tidak mau harus dilaksanakan di atas tanah yang sangat lunak bahkan terkadang harus mereklamasi pantai ataupun sungai. Lapisan tanah lunak (soft clay) maupun yang sangat lunak (very soft clay) memiliki sifat-sifat antara lain permeabilitas yang rendah, cenderung sangat compressible (mudah memampat), tahanan geser tanah rendah, dan daya dukung tanah yang rendah. Sifat-sifat inilah yang menjadi permasalahan utama perencana dalam merencanakan suatu pondasi dari suatu struktur bangunan konstruksi. Didalam proyek suatu konstruksi, salah-satu hal yang sangat penting adalah perencanaan pondasi yang berfungsi meneruskan beban struktur diatasnya ke lapisan tanah dibawahnya. Penyaluran beban oleh pondasi tiang dapat dilakukan melalui lekatan antara sisi tiang dengan tanah (tahanan samping) dan dukungan tiang oleh ujung tiang (end bearing). Menurut Suyono dan Nakazawa (2000) bahwa setiap pondasi harus mampu mendukung beban sampai batas keamanan yang telah
3
ditentukan, termasuk mendukung beban maksimun yang mungkin terjadi. Jenis pondasi yang sesuai dengan tanah pendukung yang terletak pada kedalaman 10 meter di bawah permukaan tanah adalah pondasi tiang. Salah satu jenis pondasi tiang yang biasa digunakan dalam perencanaan untuk mengatasi permasalahan pada karakteristik tanah dan umum digunakan dalam perencanaan Dermaga adalah Pondasi Tiang Pancang. Menurut Sardjono HS (1988), Penggunaan pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang berada di bawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung (bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan beban yang bekerja padanya. Sedangkan Bowles (1991) mengatakan, penggunaan pondasi tiang pancang apabila tanah yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman > 8 m. Penggunaan tiang pancang ini umum digunakan untuk mengatasi ketidakmungkinan penggunaan pondasi dangkal dan mengatasi penurunan tanah (settlement). Selain itu alasan lain penggunaan tiang pancang adalah persediaan di pabrik banyak, pengerjaan yang mudah, dan perumusan daya dukung dapat diperkirakan dengan rumus-rumus yang ada. Ditinjau dari segi pelaksanaan, ada beberapa keadaan dimana kondisi lingkungan tidak memungkinkan adanya pekerjaan yang baik dan sesuai dengan kondisi yang diasumsikan dalam perencanaan yang memadai, serta struktur pondasi yang telah dipilih itu dilengkapi dengan pertimbangan mengenai kondisi tanah pondasi dan batasan-batasan struktur.
4
Perkembangan yang pesat dalam rekayasa struktur telah memungkinkan kita untuk merencanakan bangunan-bangunan teknik berskala besar dengan tingkat kerumitan yang tinggi. Dengan kemajuan rekayasa struktur dan pengaruh pembebanan apapun yang bekerja pada struktur bangunan seperti beban gempa, angin, gelombang dan lain-lain dapat dianalisis dengan seksama menggunakan program komputer yaitu SAP2000. Pemodelan struktur dapat dianalisis secara 2D dan 3D, mempercepat hasil dari analisis, dan perilaku struktur mendekati kondisi yang sebenarnya. Hal inilah yang melatarbelakangi penggunaan software SAP2000 untuk analisis pada Pemodelan Tiang Pancang Pilar Dermaga. Setelah memperhatikan alasan-alasan tertentu seperti karakteristik tanah, beban struktur atas, lingkungan sekitar proyek, penggunaan program komputer maka pada pembangunan Pelabuhan Laut Banggae, Provinsi Sulawesi Barat, Kabupaten Majene menggunakan Pondasi Tiang Pancang. Atas dasar itu, saya mengambil judul penelitian tentang “Pemodelan Tiang Pancang Pilar Dermaga sebagai Sistem Interaksi Struktur dengan Tanah menggunakan Software SAP 2000”.
B. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1. Berapakah Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Pembangunan Struktur Dermaga Pelabuhan Laut Banggae?
5
2. Berapakah penurunan (immediate settlement) yang terjadi pada Pondasi Tiang Pancang dengan interaksi antara tanah dan tiang pada Pembangunan Struktur Dermaga Pelabuhan Laut Banggae? 3. Berapakah pergeseran horizontal yang terjadi pada Pondasi Tiang Pancang dengan interaksi antara tanah dan tiang pada Pembangunan Struktur Dermaga Pelabuhan Laut Banggae?
C. Tujuan Tujuan dilaksanakan penelitian ini adalah untuk: 1. Untuk mengetahui Daya Dukung Pondasi Tiang Pancang pada Pembangunan Struktur Dermaga Pelabuhan Laut Banggae. 2. Untuk mengetahui penurunan (immediate settlement) yang terjadi pada Pondasi Tiang Pancang dengan interaksi antara tanah dan tiang pada Pembangunan Struktur Dermaga Pelabuhan Laut Banggae. 3. Untuk mengetahui pergeseran horizontal yang terjadi pada Pondasi Tiang Pancang dengan interaksi antara tanah dan tiang pada Pembangunan Struktur Dermaga Pelabuhan Laut Banggae,
D. Batasan Masalah Batasan masalah penelitian ini adalah 1. Data yang digunakan adalah data yang berkaitan dengan “Proyek Pembangunan Pelabuhan Laut Banggae, Provinsi Sulawesi Barat, Kabupaten Majene. 2. Perhitungan struktur dititik beratkan pada struktur Dermaga.
6
3. Perhitungan Daya Dukung Tiang Pancang menggunakan data Bore Hole dan N-SPT (Standard Penetration Test). 4. Tiang Pancang yang digunakan dalam perencanaan adalah Tiang Pancang Baja.
E. Manfaat Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat antara lain : 1. Bagi Mahasiswa Pelaksanaan penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan pengetahuan mahasiswa mengenai pemodelan tiang pancang pilar jembatan sebagai sistem interaksi struktur dengan tanah menggunakan software SAP 2000. 2. Bagi Peneliti Pelaksanaan penelitian ini diharapkan dapat menambah dan meningkatkan wawasan, pengetahuan sebagai latihan dalam menerapkan teori-teori yang diperoleh di bangku perkuliahan. 3. Bagi Universitas Negeri Makassar Pelaksanaan penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan kajian maupun referensi ilmiah bidang Pendidikan bagi mahasiswa ataupun dosen Universitas Negeri Makassar. Disamping itu, hasil penelitian ini diharapkan juga dapat menjadi referensi penelitian untuk penelitian lanjutan mengenai permasalahan sejenis.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Pelabuhan 1. Defenisi Pelabuhan Pelabuhan (port) adalah daerah perairan yang terlindung terhadap gelombang, yang dilengkapi dengan fasilitas terminal laut meliputi dermaga di mana kapal dapat bertambat untuk bongkar muat barang, kran-kran (crane) untuk bongkar muat barang, gudang laut (transito) dan tempat-tempat penyimpanan dimana kapal membongkar muatannya, dan gudang-gudang di mana barang-barang dapat disimpan dalam waktu yang lebih lama selama menunggu pengiriman ke daerah tujuan atau pengapalan (Triatmodjo, 2009).
2. Bagian-bagian Pelabuhan Heatubun (2005), Untuk dapat menjalankan fungsinya, maka Pelabuhan dilengkapi dengan sarana seperti : a. Alur masuk Pelabuhan dan sistem sarana bantu navigasi pelayaran. b. Kolam Pelabuhan c. Pemecah Gelombang d. Dermaga e. Kapal tunda, kapal pandu, kapal jepit, dan sebagainya Dan untuk pelayanan penumpang dan barang, seperti : a. Apron dermaga
7
8
b. Gudang c. Gedung terminal penumpang, lapangan parkirr d. Area bongkar muat moda angkutan darat e. Akses ke sistem pengangkutan darat f. Sarana debarkasi dan embarkasi penumpang g. Alat bongkar muat, seperti kran, derek, forklift, dan sebagainya.
B. Dermaga 1. Pengertian Dermaga Dermaga merupakan salah-satu bagian dari Pelabuhan. Menurut Triatmodjo (2009), Dermaga adalah suatu bangunan Pelabuhan yang digunakan untuk merapat dan menambatkan kapal yang melakukan bongkar muat barang dan menaikturunkan penumpang. Bentuk dan dimensi dermaga tergantung pada jenis dan ukuran kapal yang bertambat pada dermaga tersebut. Dermaga harus direncanakan sedemikian rupa sehingga kapal dapat merapat dan bertambat serta melakukan kegiatan di Pelabuhan dengan aman, cepat, dan lancar.
2. Bagian-Bagian Dermaga Menurut Nugraha & Syaputri (2014), Pada umumnya konstruksi dermaga terdiri dari beberapa bangunan, yaitu:
9
a. Dolphin Dolphin dalah bagian dari konstruksi dermaga yang merupakan tempat untuk mengikatkan tambatan kapal sehingga kapal tidak bisa bergerak bebas di perairan dan konstruksi ini menerima gaya tarikan dari kapal. b. Fender Fender adalah bagian konstruksi yang berfungsi sebagai penahan benturan ketika kapal bertambat. Konstruksi ini dapat dibuat bergandeng dengan dermaga ataupun terpisah, dan sistem fender ini menerima gaya horizontal dari benturan kapal. c. Jembatan (bridge) Konstruksi ini dapat dibangun atau setidaknya sesuai dengan kebutuhan dari dermaga itu sendiri, dan konstruksi jembatan ini ada yang bergerak (moveable bridge) dan ada yang tidak bergerak (steady bridge). Jembatan berfungsi sebagai penghubung antara kapal dan dermaga. d. Landing Deck Landing Deck adalah konstruksi utama dari dermaga yang merupakan landasan kendaraan yang turun dari kapal untuk bongkar muat barang dan penumpang. e. Bolder/Bollard Bolder/Bollard adalah alat penambat yang ditanam di bagian tepi dermaga yang berfungsi untuk menambat kapal-kapal yang berlabuh, supaya tidak terjadi suatu penggeseran atau penggoyanganyang besar.
10
3. Tipe Dermaga Dermaga dapat dibedakan menjadi tiga tipe yaitu wharf atau quai, pier, dan jetty. Struktur wharf dan pier bisa berupa struktur tertutup atau struktur terbuka, sementara jetty pada umumnya berupa struktur terbuka. Struktur tertutup bisa berupa dinding gravitas dan dinding turap, sedang struktur terbuka berupa dermaga yang didukung oleh tiang pancang. Dinding gravitas berupa blok beton, kaison, sel turap baja atau dinding penahan tanah (Triatmodjo, 2009). Struktur Dermaga
Struktur Terbuka
Struktur Tertutup
Dinding Gravitasi
Blok Beton
Jetty
Pier
Wharf
Dinding Turap
Sel Turap Baja
Tiang Pancang
Dinding Penahan Tanah
Gambar 2.1. Tipe Dermaga Sumber: (Triatmodjo B, 2009)
Kaison
11
a. Dermaga Tipe Wharf Wharf adalah dermaga yang parallel dengan pantai dan biasanya berimpit dengan garis pantai. Wharf juga dapat berfungsi sebagai penahan tanah yang ada dibelakangnya. b. Dermaga Tipe Pier Pier adalah dermaga yang berada pada garis pantai dan posisinya tegak lurus dengan garis pantai (berbentuk jari). Berbeda dengan wharf yang digunakan untuk merapat pada satu sisinya, pier bisa digunakan pada satu sisi atau dua sisinya sehingga dapat digunakan untuk merapat lebih banyak kapal c. Dermaga Tipe Jetty Jetty adalah dermaga yang menjorok ke laut sedemikian sehingga sisi depannya beerada pada kedalaman yang cukup untuk merapat kapal. Jetty digunakan untuk merapat kapal tanker atau kapal pengangkut gas alam, yang mempunyai ukuran sangat besar. Sisi muka jetty ini biasanya sejajar dengan pantai dan dihubungkan dengan daratan oleh jembatan yang membentuk sudut tegak lurus dengan jetty.
12
Gambar 2.2. Dermaga tipe a) wharf, b) pier, c) jetty Suumber: (Triatmodjo B., 2009)
C. Perencanaan Dermaga Menurut Ngainuni’mah & Zakia (2006), Pada perencanaan harus dipertimbangkan semua aspek yang mungkin akan berpengaruh baik pada saat pelaksanaan konstruksi maupun pada saat pengoperasian dermaga. Penggunaan peraturan dan persyaratan-persyaratan dimaksudkan untuk memperoleh desain yang memenuhi syarat keamanan, fungsi dan biaya konstruksi. Persyaratan dari desain dermaga pada umumnya mempertimbangkan lingkungan, pelayanan konstruksi, sifat-sifat material dan persyaratan-persyaratan sosial. Elemen-elemen yang dipertimbangkan dalam perencanaan dermaga antara lain : fungsi, tingkat kepentingan, umur (life time), kondisi lingkungan, beban yang bekerja, material yang digunakan, faktor keamanan, periode konstruksi, biaya konstruksi, biaya perawatan.
13
1. Pemilihan Tipe Dermaga Menurut Ngainuni’mah & Zakia (2006), Dalam perencanaan dermaga pertimbangan-pertimbangan pokok yang diperlukan pada pemilihan tipe dermaga secara umum adalah a. Tinjauan topografi daerah pantai Tinjauan topografi daerah pantai yang akan dibangun dermaga sangat penting dilakukan karena berkaitan dengan keamanan, efektifitas, kemudahan proses pengerjaan dan faktor ekonomis. b. Jenis kapal yang dilayani Jenis kapal yang dilayani berkaitan dengan dimensi dermaga yang direncanakan. Selain itu juga aktifitas yang mungkin harus dilakukan pada proses bongkar muat dan peruntukan dermaga akan mempengaruhi pertimbangan pemilihan tipe dermaga. c. Daya dukung tanah Kondisi tanah sangat menentukan dalam pemilihan tipe dermaga. Pada umumnya tanah di dekat dataran memiliki daya dukung yang lebih besar daripada tanah di dasar laut. Dasar laut umumnya terdiri dari endapan lumpur yang padat.
2. Perencanaan Dimensi Dermaga Menurut Ngainuni’mah & Zakia (2006), perencanaan dimensi dermaga meliputi perencanaan panjang dan lebar dermaga
14
a. Panjang Dermaga Untuk menentukan panjang dermaga yang akan dibangun digunakan persamaan sebagai berikut : Lp
= n Loa + (n-1) 15.00 + (2 x 25.00)
d
= Lp – 2e
b
= 3A / (d – 2e)
Dimana : Lp
: Panjang dermaga (m)
A
: Luas Gudang (m2)
N
: Jumlah kapal yang bertambat
Loa : Panjang kapal (m) b
: Lebar gudang (m)
a
: Lebar apron (m)
e
: Lebar jalan (m)
d
: Panjang gudang (m) Pada perencanaan dermaga pada pelabuhan Laut Banggae hanya
didesain panjang dermaga dan kapal yang menggunakan fasilitas dermaga ini memiliki ukuran 1000 DWT.
15
Gambar 2.3. Panjang Dermaga Sumber: (Ngainuni’mah & Ni’mah Z., 2006) b. Lebar Dermaga Lebar dermaga direncanakan sesuai dengan kebutuhan dermaga dilakukan dengan memperhitungkan jarak tepi, jarak kaki crane, dan kebutuhan manouver peralatan yang berada diatas dermaga.
3. Elevasi Dermaga Tinggi lantai dermaga dihitung dalam keadaan air pasang.
Gambar 2.4. Elevasi lantai Dermaga Sumber: (Ngainuni’mah & Ni’mah Z., 2006) Menurut Triatmodjo (2009), Pelabuhan didapat dari elevasi hasil perhitungan pasang surut (HHWL) ditambah tinggi gelombang yang terjadi akibat
16
angin/fetch didalam kolam Pelabuhan maksimum dalam Pelabuhan 0.5 m dan tinggi jagaan 1 m.
4. Gaya-gaya yang bekerja pada Dermaga Menurut Ngainuni’mah & Zakia (2006), gaya-gaya yang bekerja pada bangunan dermaga adalah : a. Gaya Benturan Kapal Pada waktu merapat ke dermaga, kapal masih mempunyai kecepatan sehingga terjadi benturan antara dermaga dengan kapal. Dalam perencanaan, dianggap bahwa benturan maksimum terjadi apabila kapal bermuatan penuh menghantam dermaga dengan sudut 10 derajat terhadap sisi depan dermaga. Besarnya energi benturan yang diberikan oleh kapal adalah sesuai dengan rumus berikut : E=
WV2 2g
x Cm x Ce x Cs x Cc
Dimana : E
: Energi kinetik yang timbul akibat benturan kapal (ton meter)
V
: Kecepatan kapal saat merapat (m/det)
W
: Displacement tonage (ton) W = 1.3 x DWTk x
L
: Panjang kapal (ft)
B
: Lebar kapal (ft)
D
: Draft (ft)
LxBxD 35
17
α
: Sudut penambatan kapal terhadap garis luar dermaga (10º)
g
: Gaya gravitasi bumi = 9.81 m/det2
Cm
: Koefisien massa
Ce
: Koefisien eksentrisitas
Cs
: Koefisien kekerasan (diambil 1)
Cc
: Koefisien bentuk dari tambatan (diambil 1) Koefisien masssa tergantung pada gerakan air disekililing kapal yang
dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Cm = 1 + Cb =
πd 2xCbxB W
Lpp x B x d x γ
Dimana : Cb
: Koefisien blok kapal
d
: Draft kapal (m)
B
: Lebar kapal (m)
Lpp : Panjang garis air (m) 𝛾
: Berat jenis air laut (t/m3) Koefisien eksentrisitas adalah perbandingan antara energi sisa dan
energi kinetik kapal yang merapat, dan dapat dihitung dengan rumus :
18
Gambar 2.5. Jarak sandar kapal ke pusat berat kapal Sumber: (Ngainuni’mah & Ni’mah Z., 2006)
Gambar 2.6. Grafik koefisien blok Sumber: (Ngainuni’mah & Ni’mah Z., 2006) Ce = 1 +
1 1+ (𝐼/ 𝑟)2
Dimana : I
: Jarak sepanjang permukaan air dari pusat berat kapal sampai titik sandar kapal (m) Dermaga
: I = ¼ Loa (m)
19
Dolphin r
: I = 1/6 Loa (m)
: Jari-jari putaran disekeliling pusat berat kapal pada permukaan air (m)
b. Gaya Akibat Angin Angin yang berhembus ke arah badan kapal yang ditambatkan akan menyebabkan gerakan pada kapal yang bisa menimbulkan gaya terhadap dermaga. Apabila arah angin menuju ke dermaga, maka gaya tersebut akan berupa benturan kepada dermaga. Sedangkan apabila arah angin meninggalkan dermaga, maka gaya tersebut akan mengakibatkan gaya tarikan kepada alat penambat Gaya akibat angin maksimum terjadi pada saat berhembus angin dari arah lebar : Rumus menurut Quinn 1972 : E = Cw x 𝛾w x Aw x
Vw2 2g
Dimana : Fw
: Gaya akibat angin arah tegak lurus kapal (kgf)
𝛾w : Berat jenis udara = 1.225 kg/m3 g
: Percepatan gravitasi = 9.81 m/dt2
Aw
: Proyeksi bidang yang tertiup angin (m2)
Vw
: Kecepatan angin di Pelabuhan (m/dt)
Cw
: Koefisiien angin = 1.1
20
D. Perencanaan Pembebanan Dermaga Pembebanan pada Dermaga hampir sama dengan Pembebanan pada Jembatan, namun pada dermaga terdapat beban-beban tambahan seperti gaya fender, gaya boulder, gaya benturan kapal, dan lain-lain. Menurut Ngainuni’mah & Zakia (2006), dermaga menerima beban yang bekerja pada struktur terdiiri dari beban vertikal dan beban horizontal. 1. Pembebanan arah vertikal a. Beban Isi untuk Beban Mati Massa setiap bagian bangunan harus dihitung berdasarkan dimensi yang tertera dalam gambar dan berat jenis bahan yang digunakan. Berat dari bagianbagian bangunan tersebut adalah massa dikalikan dengan percepatan gravitasi (g). Percepatan gravitasi yang digunakan dalam standar ini adalah 9,81 m/detik2. Besarnya kerapatan massa dan berat isi untuk berbagai macam bahan diberikan dalam Tabel 2.1. Tabel 2.1. Berat Isi untuk Beban Mati
No
Berat isi
Kerapatan massa
(kN/m3)
(kg/m3)
Bahan
1
Lapisan permukaan beraspal (bituminous wearing surfaces)
22
2245
2
Besi tuang (cast iron)
71
7240
3
Timbunan tanah dipadatkan (compacted sand, silt or clay)
17.2
1755
4
Kerikil dipadatkan (rolled gravel, macadam or ballast)
18.8 - 22.7
1920 - 2315
5
Beton aspal (asphalt concrete)
22
2245
6
Beton ringan (low density)
12.25 - 19.6
1250 - 2000
21
Beton Fc < 35 MPa
7
35 < Fc < 105 MPa
22.0 - 25.0
2320
22 + 0.022 Fc
2240 + 2.29 Fc
8
Baja (steel)
78.5
7850
9
Kayu (ringan)
7.8
800
10
Kayu keras (hard wood)
11
1125
Sumber : SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan
Beban mati dermaga merupakan kumpulan berat setiap komponen struktural dan non-struktural. Setiap komponen ini harus dianggap sebagai suatu kesatuan aksi yang tidak terpisahkan. Pada waktu menerapkan faktor beban normal dan faktor beban terkurangi. Perencana dermaga harus menggunakan keahliannya di dalam menentukan komponen- komponen tersebut. b. Berat Sendiri (MS) Berat sendiri adalah berat bagian tersebut dan elemen-elemen struktural lain yang dipikulnya, termasuk dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian jembatan yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non struktural yang dianggap tetap. Adapun faktor beban yang digunakan untuk berat sendiri dapat dilihat pada Tabel 2.2.
22
Tabel 2.2. Faktor beban untuk Berat Sendiri 𝑆 Faktor beban ( 𝛾𝑀𝑆 )
Tipe Beban
𝑆 Keadaan Batas Layan ( 𝛾𝑀𝑆 )
Bahan
Tetap
𝑈 Keadaan Batas Ultimit ( 𝛾𝑀𝑆 )
Faktor
Biasa
Terkurangi
Baja
1.00
1.10
0.90
Aluminium
1.00
1.10
0.90
Beton Pracetak
1.00
1.20
0.85
Beton dicor di tempat
1.00
1.30
0.75
Kayu
1.00
1.40
0.70
Sumber: SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan
c. Beban Mati Tambahan/Utilitas (MA) Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu beban pada jembatan yang merupakan elemen non struktural, dan besarnya dapat berubah selama umur jembatan. Dalam hal tertentu, nilai faktor beban mati tambahan yang berbeda dengan ketentuan pada Tabel 2.3. boleh digunakan dengan persetujuan instansi yang berwenang. Hal ini bisa dilakukan apabila instansi tersebut melakukan pengawasan terhadap beban mati tambahan pada jembatan, sehingga tidak dilampaui selama umur jembatan.
23
Tabel 2.3. Beban Mati Tambahan/Utilitas Faktor Beban ( 𝛾𝑀𝐴 ) Tipe Bahan
Keadaan Batas Layan ( 𝛾𝑆𝑀𝐴 ) Keadaan
Tetap
𝑈 Keeadaan Batas Ultimit ( 𝛾𝑀𝐴 )
Faktor
Biasa
Terkurangi
Umum
1.00
2.00
0.70
Khusus (terawasi)
1.00
1.40
0.80
Catatan (1) : Faktor beban layan sebesar 1,3 digunakan untuk berat utilitas
Sumber: SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan
d. Ketebalan yang diizinkan untuk pelapisan kembali permukaan Semua jembatan harus direncanakan untuk bisa memikul beban tambahan yang berupa aspal beton setebal 50 mm untuk pelapisan kembali di kemudian hari kecuali ditentukan lain oleh instansi yang berwenang. Lapisan ini harus ditambahkan pada lapisan permukaan yang tercantum dalam gambar rencana. e. Beban Lajur “D” (TD) Beban lajur "D" bekerja pada seluruh lebar jalur kendaraan dan menimbulkan pengaruh pada jembatan yang ekuivalen dengan suatu iringiringan kendaraan yang sebenarnya. Jumlah total beban lajur "D" yang bekerja tergantung pada lebar jalur kendaraan itu sendiri. Secara umum, beban "D" akan menjadi beban penentu dalam perhitungan jembatan yang mempunyai bentang sedang sampai panjang. Beban lajur "D" terdiri atas beban terbagi rata (BTR) yang digabung dengan beban garis (BGT) seperti terlihat dalam Gambar 2.7.
24
Adapun faktor beban yang digunakan untuk beban lajur "D" seperti pada Tabel 2.4. Tabel 2.4. Faktor Beban Lajur “D” Faktor Beban ( 𝛾𝑇𝐷 ) Tipe Bahan
Jembatan
Transien
Keadaan Batas Layan
Keadaan Batas Ultimit
𝑠 ( 𝛾𝑇𝐷 )
𝑢 (𝛾𝑇𝐷 )
Beton
1.00
1.80
Boks Girder Baja
1.00
2.00
Sumber: SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan 1) Intensitas Beban “D” Beban terbagi rata (BTR) mempunyai intensitas q kPa dengan besaran q tergantung pada Panjang total yang dibebani L yaitu seperti berikut : Jika L ≤ 30 m : q = 9,0 kPa Jika L > 30 m : q = 9,0 (0,5 +
15 𝐿
) kPa
Keterangan : q
: adalah intesitas beban tinggi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan (kPa)
L
: adalah panjang total jembatan yang di bebani (meter)
25
Gambar 2.7. Bebal Lajur “D” SNI 1725 : 2016 Pembebanan untuk Jembatan Beban garis terpusat (BGT) dengan intensitas p harus ditrmpatkan tegak lurus terhadapa arah lalu lintas pada jembatan. Besarnya intensitas p adalah 49,0 kN/m. Untuk mendapatan momen lentur negatif maksimum pada jembatan menerus, BGT kedua yang identik harus ditempatkan pada posisi dalam arah melintang jembatan pada bentang lainnya. 2) Distribusi beban “D” Beban D harus disusun pada arah melintang sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen maksimum. Penyususnan komponenkomponen BTR dan BGT dari beban “D’ secara umum dapat dilihat pada gambar diatas. Kemudian untuk alternatif penempatan dalam arah memanjang dapat dilihat pada gambar 2.23.
26
Gambar 2.8. Alternatif penempatan beban “D” dalam arah memanjang 3) Respons terhadap beban lajur “D” Distribusi beban hidup dalam arah melintang digunakan untuk memperoleh
momen dan geser dalam arah longitudinal pada gelagar
jembatan. Hal ini dilakukan dengan mempertimbangkan beban lajur “D” tersebar pada seluruh lebar balok (tidak termasuk parapet, kerb dan trotoar) dengan intensitas 100% untuk panjang terbebani yang sesuai.
27
f. Beban Truk “T” (TT) Beban truk dapat digunakan untuk perhitungan struktur lantai. Beban truk “T” tidak dapat digunakan bersamaan dengan beban “D”. Adapun faktor beban untuk beban “T” seperti terlihat pada tabel 2.5. Tabel 2.5. Faktor beban untuk Beban “T” Faktor Beban ( 𝛾𝑇𝐷 ) Tipe Beban
Transien
Jembatan
Keadaan Batas Layan
Keadaan Batas Ultimit
𝑠 (𝛾𝑇𝐷 )
𝑢 (𝛾𝑇𝐷 )
Beton
1.00
1.80
Boks Girder Baja
1.00
2.00
Sumber: SNI 1725:2016 Pembebanan untuk Jembatan 1) Besarnya pembebanan truk “T”
Gambar 2.9. Pembebana truk “T” (500 kN)
28
Pembebanan truk “T’ terdiri atas kendaraan truk semi-triler yang mempunyai susunan dan berat gandar seperti terlihat dalam gambar 2.9. Berat dari tiap-tiap gandar disebarkan menjadi 2 beban merata sama besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak antara 2 gandar tersebut bias diubah-ubah dari 4,0 m sampai dengan 9,0 m untuk mendapatkan pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan. 2) Posisi dan penyebaran pembebanan truk “T” dalam arah melintang Kendaraan truk “T” ini harus ditempatkan di tengah-tengah lajur lalu lintas rencana seperti terlihat pada Gambar 2.9. terlepas dari panjang jembatan atau susunan bentang, umumnya hanya ada satu kendaraan truk “T” yang bisa ditempatkan pada satu lajur lalu lintas rencana. Untuk jembatan sangat Panjang dapat ditempatkan lebih dari satu truk pada satu lajur lalu lintas rencana. 3) Kondisi faktor kepadatan lajur Jika perencana menggunakan faktor distribusi beban kedaraan untuk satu lajur, maka pengaruh beban truk harus direduksi dengan faktor 1,20. Tetapi jika perencana menggunakan level rule atau metode statika lainnya untuk mendapatkan faktor distribusi beban kendaraan, maka pengaruh beban truk tidak perlu direduksi. Gaya rem harus diambil terbesar dari : a) 25% dari berat gandar truk desain atau b) 5% dari berat truk rencana ditambah beban lajur terbagi rata BTR
29
Gaya rem tersebut harus ditempatkan disemua lajur rencana. Gaya ini harus diasumsikan untuk bekerja secara horizontal pada jarak 1800 mm diatas permukaan jalan pada masing-masing arah longitudinal dan dipilih yang paling menentukan. g. Gaya Apung (Buoyancy) Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang tenggelam seluruhnya ataupun sebagian dalam suatu fluida, benda itu akan mendapat gaya apung atau Bouyance force sebesat berat fluida yang dipindahkan. Secara matematis hukum Archimedes dapat diformulasikan dengan rumus sebagai berikut: FA = ρ v g Dimana: FA
: Gaya angkat (N)
ρ
: Massa jenis air laut (kg/m3)
v
: Volume benda yang terendam (m3)
g
: Percepatan gravitasi (m/s2)
h. Beban Hidup Beban yang diakibatkan oleh beban hidup yang ada diatas dermaga, dipengaruhi oleh beban orang, beban truk, beban hujan, beban conveyor dan beban crane.
30
2. Pembebanan arah horizontal a. Gaya Fender Gaya fender yang terjadi saat kapal sedang merapat berupa gaya pukul kapal pada fender akibat kecepatan pada saat merapat, serta akibat pergoyangan kapal oleh gelombang dan angin. Tabel 2.6. Kecepatan Kapal Ukuran Kapal
Kecepatan Merapat Pelabuhan
Laut Terbuka
GT
m/dt
m/dt
Sampai 500
0.25
0.30
500 - 10000
0.15
0.20
10000 - 30000
0.15
0.15
> 30000
0.12
0.15
Sumber : Ngainuni'mah & Ni'mah Z., 2006 Gaya benturan kapal yang bekerja secara horizontal dapat dihitung berdasarkan energi benturan kapal terhadap dermaga. Hasil perhitungan energi akibat benturan kapal kemudian dikalikan dengan dua untuk mendapatkan beban impak abnormal. Kemudian beban impak abnormal dikalikan dengan faktor reduksi produk fender yang ditentukan oleh supplier fender, dengan harga faktor reduksi ± 10% dari beban impak abnormal. Jarak fender diatur sedemikian rupa sehingga kontak langsung antara kapal dan dinding dermaga dapat dihindari. Persamaan yang digunakan untuk menentukan jarak maksimum antara fender adalah : L = 2√𝑟 2 – (r – h)2
31
Dimana : L
: Jarak maksimum antar fender (m)
r
: Jari-jari kelengkungan sisi haluan kapal (m)
h
: Tinggi fender
b. Gaya Boulder Fungsi dari boulder adalah untuk penambat kapal agar tidak mengalami pergerakan yang dapat mengganggu baik pada aktivitas bongkar muat maupun lalu-lintas kapal yang lainnya. Boulder yang digunakan pada dermaga biasanya menggunakan bahan dari baja cor karena lebih tahan cuaca dan cukup kuat untuk menahan gaya-gaya yang bekerja, tinggi boulder tidak lebih dari 50 cm dengan ujung tertutup dan lebih besar untuk mencegah terlepasnya tali kapal yang diikat untuk jarak boulder dipakai. Tabel 2.7. Gaya Tarik Boulder Bobot Kapal
Gaya Tarik pada Boulder
Gaya Tarik pada Bitt
GRT
ton
ton
200 - 500
15
15
501 - 1000
25
25
1001 - 2000
35
25
2001 - 3000
35
35
3001 - 5000
50
35
5001 - 10000
70
50(25)
10001 - 15000
100
70(25)
15001 - 20000
100
70(35)
20001 - 50000
150
100(35)
50000 - 100000
200
100(50)
Sumber : Ngainuni'mah & Ni'mah Z.,2006
32
Catatan : Nilai dalam kurung adalah untuk gaya pada tambatan yang dipasang disekitar tengah kapal yangmempunyai tidak lebih dari 2 tali penambat. Tabel 2.8. Penambat Bitt Ukuran kapal
Jarak Maksimum
Jumlah Minimum
< 2000
10 - 15
4
2001 - 5000
20
6
5001 - 20000
25
6
20001 - 50000
35
8
50001 - 100000
45
8
GRT
Sumber : Ngainuni'mah & Ni'mah Z.,2006
c. Gaya Gempa Analisis pembebanan gempa yang digunakan adalah analisis dinamik yaitu menggunakan respon spektrum yang dihitung secara tiga dimensi dengan menggunakan program SAP 2000 versi 14.0. Menurut SNI Gempa 1726 : 2012, faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya beban gempa antara lain : 1) Faktor keutamaan struktur (I) Faktor keutamaan struktur (I) digunakan untuk memperbesar beban gempa rencana, agar sistem struktur mampu untuk memikul beban gempa dengan periode ulang yang lebih panjang. Faktor I adalah suatu koefisien yang diadakan untuk memperpanjang waktu ulang dari kerusakan bangunan yang lebih penting, untuk mengamankan penanaman modal.
33
Bangunan dermaga adalah bangunan penting yang harus tetap berfungsi setelah terjadi gempa, jadi faktor keutamaan struktur bangunan dermaga yaitu 1.4. 2) Faktorr reduksi gempa (R) Sistem struktur dermaga ini pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap, dimana beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. Biasanya untuk sistem rangka pemikul momen biasa dari beton bertulang harga Faktor Daktilitas Maksimum µm = 2,1 dan Faktor Reduksi Gempa Maksimum Rm = 3.5. 3) Faktor respon gempa (C ) Faktor respon gempa ditentukan berdasarkan zona gempa dan jenis tanah. Koefisien spektrum respon gempa (C) digunakan untuk menjamin agar struktur bangunan mampu untuk memikul beban gempa yang dapat menyebabkan kerusakan pada sistem struktur. Besarnya faktor respon gempa didapat dari diagram spektrum respon gempa. Pemilihan dan penggunaan diagram spektrum respon gempa didasarkan pada zona gempa dan jenis tanah.
34
4) Penentuan Zona Gempa Faktor wilayah kegempaan dimaksudkan untuk memperhitungkan pengaruh dari beban gempa pada suatu wilayah tertentu.
Gambar 2.10. Peta Zona Gempa Indonesia Sumber: (SNI 1726:2012)
35
Gambar 2.11. Spektrum respon gempa untuk masisng-masing zona Sumber: (SNI 1726:2012)
36
5) Penentuan Jenis Tanah Gelombang gempa merambat melalui batuan dasar dibawah permukaan tanah dari kedalaman batuan dasar ini celombang gempa merambat ke permukaan tanah sambil mengalami pembesaran atau amplifikasi bergantung pada jenis lapisan tanah yang berada di atas batuan dasar tersebut. Ada tiga kriteria yang dipakai untuk mendefinisikan batuan dasar yaltu: a) Standard Penetrasi Test (N) b) Kecepatan rambat gelombang geser (Vs) c) Kekuatan geser tanah (Su) Defenisi dari jenis-jenis tanah tersebut ditenttukan atas tiga kriteria, yaitu Vs, N, dan kekuatan geser tanah (Su). UUntuk menetapkan jenis tanah minimal tersedia 2 dari 3 kriteria, dimana kriteria yang menghasilkan jenis tanah yang lebih lunak adalah yang menentukan. Tabel 2.9. Jenis Tanah berdasarkan SNI 1726 : 2012 Jenis Tanah
Vs (m/dt)
N
Su
Keras
Vs ≥ 150
N ≥ 50
Vs ≥ 100
Sedang
175 ≤ Vs Joint > Spring dan kemudian input nilai spring sesuai perhitungan, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 4.17. dan hasil pemodelan seperti pada gambar 4.18.
135
Gambar 4.17. Langkah Pemodelan modulus subgrade of reaction Sumber: Software SAP200
TUMPUAN
Gambar 4.18. Pemodelan modulus subgrade of reaction menurut Bowles Sumber: Software SAP200
136
2) Pemodelan Tumpuan Pondasi Tiang Pancang menurut Nakazawa dkk Pada pondasi tiang pancang bekerja beberapa gaya luar seperti beban vertikal, beban mendatar dan momen guling. Faktor-faktor penahan pada tanah pondasi yang bekerja melawan gaya luar adalah intensitas reaksi vertikal tanah dan gaya penahan geser dari tanah di bawah dasar tiang pancang, intensitas reaksi mendatar tanah dari tanah di muka tiang pancang, gaya penahan geser mendatar dan vertikal pada tanah di samping tiang pancang. •
Koefisien reaksi tanah dalam arah mendatar (KH) KH = 0.512EO.BH -3/4 (kg/cm3) Diameter Tiang Pancang Tegak = 0.4572 m Diameter Tiang Pancang Miring = 0.5080 m SPT-N
= 2 (kedalaman 7 m HWS BH-01)
Modulus Deformasi (EO)
= 28 N = 28 x 2 = 56 (7 m HWS BH-01)
Luas Permukaan Pondasi (AH)
= 167.84 cm2
Lebar Pembebanan (BH)
= √𝐴ℎ = √167.84 = 12.955 cm
Luas Bidang Kontak (A)
= Tinggi Bidang x D = 200 x 45.72 = 9144 cm2
137
Reaksi tanah arah mendatar (KH) = 0.512EO.BH -3/4 = (0.512 x 56 x 12.955-3/4) x 9144 = 38393.87 kg/cm (7 m HWS BH-01) •
Koefisien reaksi tanah dalam arah vertikal (KV) KH = 0.512EO.BH -3/4 (kg/cm3) Diameter Tiang Pancang Tegak = 0.4572 m Diameter Tiang Pancang Miring = 0.5080 m SPT-N
= 2 (kedalaman 7 m HWS BH-01)
Modulus Deformasi (EO)
= 56
Luas Dasar Pondasi (AV)
= 167.84 cm2
Lebar Pembebanan (BV)
= 12.955 cm
Luas Bidang Kontak
= 9144 cm2
Reaksi tanah arah mendatar (KV) = 0.512EO.BV -3/4 = (0.422 x 56 x 12.955-3/4) x 9144 = 31644.94 kg/cm Tabel 4.17. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-01 Tiang Pancang Tegak
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-01
0 2 4 6 8 10 12
5 7 9 11 13 15 17
0 2 12 8 7 7 15
EO
0.00 56.00 336.00 224.00 196.00 196.00 420.00
BH
Luas Bidang Kontak
Kh
(cm)
(cm2)
(kg/cm)
12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144
0.00 38393.87 230363.20 153575.47 134378.53 134378.53 287954.00
138
14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 49 50
19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 54 55
12 10 11 12 12 14 12 20 17 10 15 28 22 27 32 37 30 35 35 35
336.00 280.00 308.00 336.00 336.00 392.00 336.00 560.00 476.00 280.00 420.00 784.00 616.00 756.00 896.00 1036.00 840.00 980.00 980.00 980.00
12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144
230363.20 191969.33 211166.27 230363.20 230363.20 268757.07 230363.20 383938.67 326347.87 191969.33 287954.00 537514.13 422332.53 518317.20 614301.87 710286.53 575908.00 671892.67 671892.67 671892.67
Sumber: Formula Nakazawa dkk Tabel 4.18. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-01 Tiang Pancang Tegak
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-02
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
0 2 12 8 7 7 15 12 10 11 12 12
EO
0.00 56.00 336.00 224.00 196.00 196.00 420.00 336.00 280.00 308.00 336.00 336.00
BV
Luas Bidang Kontak
Kv
(cm2)
(cm2)
(kg/cm)
12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144
0.00 31644.94 189869.67 126579.78 110757.31 110757.31 237337.09 189869.67 158224.72 174047.20 189869.67 189869.67
139
24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 49 50
29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 54 55
14 12 20 17 10 15 28 22 27 32 37 30 35 35 35
392.00 336.00 560.00 476.00 280.00 420.00 784.00 616.00 756.00 896.00 1036.00 840.00 980.00 980.00 980.00
12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144
221514.61 189869.67 316449.45 268982.03 158224.72 237337.09 443029.23 348094.39 427206.75 506319.12 585431.48 474674.17 553786.53 553786.53 553786.53
Sumber: Formula Nakazawa dkk Tabel 4.19. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-02 Tiang Pancang Tegak
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-02
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
0 9 15 10 17 19 15 10 13 10 24 10 20 16 25 13 20
EO
0.00 252.00 420.00 280.00 476.00 532.00 420.00 280.00 364.00 280.00 672.00 280.00 560.00 448.00 700.00 364.00 560.00
BH
Luas Bidang Kontak
Kh
(cm2)
(cm2)
(kg/cm)
0.000 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144
0.00 172772.40 287954.00 191969.33 326347.87 364741.73 287954.00 191969.33 249560.13 191969.33 460726.40 191969.33 383938.67 307150.93 479923.33 249560.13 383938.67
140
34 36 38 40 42 44 46 48 49 50
39 41 43 45 47 49 51 53 54 55
29 15 19 16 19 27 21 30 33 36
812.00 420.00 532.00 448.00 532.00 756.00 588.00 840.00 924.00 1008.00
12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144
556711.07 287954.00 364741.73 307150.93 364741.73 518317.20 403135.60 575908.00 633498.80 691089.60
Sumber: Formula Nakazawa dkk Tabel 4.20. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-01 Tiang Pancang Tegak
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-02
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47
0 9 15 10 17 19 15 10 13 10 24 10 20 16 25 13 20 29 15 19 16 19
EO
0.00 252.00 420.00 280.00 476.00 532.00 420.00 280.00 364.00 280.00 672.00 280.00 560.00 448.00 700.00 364.00 560.00 812.00 420.00 532.00 448.00 532.00
BV
Luas Bidang Kontak
Kv
(cm2)
(cm2)
(kg/cm)
12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144 9144
0.00 142402.25 237337.09 158224.72 268982.03 300626.98 237337.09 158224.72 205692.14 158224.72 379739.34 158224.72 316449.45 253159.56 395561.81 205692.14 316449.45 458851.70 237337.09 300626.98 253159.56 300626.98
141
44 46 48 49 50
49 51 53 54 55
27 21 30 33 36
756.00 588.00 840.00 924.00 1008.00
12.955 12.955 12.955 12.955 12.955
9144 9144 9144 9144 9144
427206.75 332271.92 474674.17 522141.59 569609.01
Sumber: Formula Nakazawa dkk
Tabel 4.21. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-01 Tiang Pancang Miring
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-01
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53
0 2 12 8 7 7 15 12 10 11 12 12 14 12 20 17 10 15 28 22 27 32 37 30 35
EO
0.00 56.00 336.00 224.00 196.00 196.00 420.00 336.00 280.00 308.00 336.00 336.00 392.00 336.00 560.00 476.00 280.00 420.00 784.00 616.00 756.00 896.00 1036.00 840.00 980.00
BH
Luas Bidang Kontak
Kh
(cm2)
(cm2)
(kg/cm)
13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674
10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160
0.00 40965.84 245795.06 163863.37 143380.45 143380.45 307243.82 245795.06 204829.22 225312.14 245795.06 245795.06 286760.90 245795.06 409658.43 348209.67 204829.22 307243.82 573521.80 450624.27 553038.88 655453.49 757868.10 614487.65 716902.25
142
49 50
54 55
35 35
980.00 980.00
13.674 13.674
10160 10160
716902.25 716902.25
Sumber: Formula Nakazawa dkk Tabel 4.22. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-01 Tiang Pancang Miring
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-01
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 49 50
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 54 55
0 2 12 8 7 7 15 12 10 11 12 12 14 12 20 17 10 15 28 22 27 32 37 30 35 35 35
EO
0.00 56.00 336.00 224.00 196.00 196.00 420.00 336.00 280.00 308.00 336.00 336.00 392.00 336.00 560.00 476.00 280.00 420.00 784.00 616.00 756.00 896.00 1036.00 840.00 980.00 980.00 980.00
Sumber: Formula Nakazawa dkk
BV
Luas Bidang Kontak
Kv
(cm2)
(cm2)
(kg/cm)
13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674
10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160
0.00 33764.82 202588.90 135059.26 118176.86 118176.86 253236.12 202588.90 168824.08 185706.49 202588.90 202588.90 236353.71 202588.90 337648.16 287000.94 168824.08 253236.12 472707.42 371412.98 455825.02 540237.06 624649.10 506472.24 590884.28 590884.28 590884.28
143
Tabel 4.23. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Mendatar (KH) BH-02 Tiang Pancang Miring
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-02
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 49 50
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 54 55
0 9 15 10 17 19 15 10 13 10 24 10 20 16 25 13 20 29 15 19 16 19 27 21 30 33 36
EO
0.00 252.00 420.00 280.00 476.00 532.00 420.00 280.00 364.00 280.00 672.00 280.00 560.00 448.00 700.00 364.00 560.00 812.00 420.00 532.00 448.00 532.00 756.00 588.00 840.00 924.00 1008.00
Sumber: Formula Nakazawa dkk
BH
Luas Bidang Kontak
Kh
(cm2)
(cm2)
(kg/cm)
13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674
10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160
0.00 184346.29 307243.82 204829.22 348209.67 389175.51 307243.82 204829.22 266277.98 204829.22 491590.12 204829.22 409658.43 327726.75 512073.04 266277.98 409658.43 594004.73 307243.82 389175.51 327726.75 389175.51 553038.88 430141.35 614487.65 675936.41 737385.18
144
Tabel 4.24. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Vertikal (KV) BH-02 Tiang Pancang Miring
Kedalaman
SPT-N
(m)
BH-02
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 49 50
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 54 55
0 9 15 10 17 19 15 10 13 10 24 10 20 16 25 13 20 29 15 19 16 19 27 21 30 33 36
EO
0.00 252.00 420.00 280.00 476.00 532.00 420.00 280.00 364.00 280.00 672.00 280.00 560.00 448.00 700.00 364.00 560.00 812.00 420.00 532.00 448.00 532.00 756.00 588.00 840.00 924.00 1008.00
Sumber: Formula Nakazawa dkk
BV
Luas Bidang Kontak
Kv
(cm2)
(cm2)
(kg/cm)
13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674 13.674
10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160 10160
0.00 151941.67 253236.12 168824.08 287000.94 320765.75 253236.12 168824.08 219471.30 168824.08 405177.79 168824.08 337648.16 270118.53 422060.20 219471.30 337648.16 489589.83 253236.12 320765.75 270118.53 320765.75 455825.02 354530.57 506472.24 557119.46 607766.69
145
TUMPUAN
Gambar 4.19. Pemodelan modulus subgrade of reaction menurut Nakazawa dkk Sumber: Software SAP2000 3) Pemodelan Tumpuan Pondasi Tiang Pancang menurut Smith dan Pole Pada pondasi tiang pancang bekerja beberapa gaya luar seperti beban vertikal, beban mendatar dan momen guling. Pada bagian bawah tiang dapat bergeser dan dapat mengalami rotasi, tetapi untuk semua tujuan praktis, dapat diasumsikan bahwa tidak ada momen yang akan berkembang. Menurut Smith dan Pole dalam Element of Foundations Design perhitungan untuk modulus subgrade of reactions arah horisontal untuk tanah pasir adalah : 𝑧
KH = 0.305 nh 𝐵 (MN/m3) Diameter Tiang Pancang Tegak (B1) = 0.4572 m Diameter Tiang Pancang Miring (B2) = 0.5080 m SPT-N
= 2 (kedalaman 7 m HWS BH-01)
Kedalaman N-SPT (z)
=5m
146
Luas Bidang Kontak
= 0.91 m2
Reaksi tanah arah mendatar (KH)
= 0.305 nh 𝐵
𝑧
= 0.305 x 6.6 x (5 / 0.4572) = 22.014 MN/m3 = 20.13 MN/m Tabel 4.25. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Horizontal (KH) BH-01 dan BH-02 Tiang Pancang Tegak
Kedalaman
SPT-N
SPT-N
(m)
BH-01
BH-02
0
5
0
0
2
7
2
9
4
9
12
15
6
11
8
10
8
13
7
17
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
7 15 12 10 11 12 12 14 12 20 17 10
19 15 10 13 10 24 10 20 16 25 13 20
34 36
39 41
15 28
29 15
38
43
22
19
40
45
27
16
42
47
32
19
44
49
37
27
Soil Descriptions
Pasir Lepas campur Bunga Karang dan Karang Pasir Halus sampai sedang sedikit Lanau sisipan Karang, Sangat Lepas Pasing Sedang sampai kasar sisipan Kerang dan Batu Karang,
Ksh
L. Bidang Kontak
Ksh
(MN/m3)
(m2)
(MN/m)
22.014
0.91
20.13
30.820
0.91
28.18
39.626
0.91
36.23
48.432 57.238
0.91 0.91
44.29 52.34
66.043 74.849 83.655 92.461 101.266 110.072 118.878 127.684 136.490 145.295 154.101 162.907
0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91
60.39 68.44 76.49 84.55 92.60 100.65 108.70 116.75 124.81 132.86 140.91 148.96
171.713
0.91
157.01
180.518
0.91
165.07
189.324
0.91
173.12
198.130
0.91
181.17
206.936 215.741
0.91 0.91
189.22 197.27
147
46
51
30
21
48
53
35
30
49
54
35
50
55
35
Sangat Lepas
224.547
0.91
205.33
233.353
0.91
213.38
33
237.756
0.91
217.40
36
242.159
0.91
221.43
Sumber: Formula Smith and Pole Tabel 4.26. Koefisien Reaksi Tanah dalam arah Horizontal (KH) BH-01 dan BH-02 Tiang Pancang Miring
Kedalaman
SPT-N
SPT-N
(m)
BH-01
BH-02
0
5
0
0
2
7
2
9
4
9
12
15
6
11
8
10
8
13
7
17
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
7 15 12 10 11 12 12 14 12 20 17 10 15
19 15 10 13 10 24 10 20 16 25 13 20 29
36
41
28
15
38
43
22
19
40 42
45 47
27 32
16 19
44
49
37
27
46
51
30
21
48
53
35
30
Soil Descriptions
Pasir Lepas campur Bunga Karang dan Karang Pasir Halus sampai sedang sedikit Lanau sisipan Karang, Sangat Lepas Pasing Sedang sampai kasar sisipan Kerang dan Batu Karang, Sangat Lepas
Ksh
Luas Bidang Kontak
Ksh
(MN/m3)
(m2)
(MN/m)
22.014
1.02
22.37
30.820
1.02
31.31
39.626
1.02
40.26
48.432
1.02
49.21
57.238
1.02
58.15
66.043 74.849 83.655 92.461 101.266 110.072 118.878 127.684 136.490 145.295 154.101 162.907
1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02 1.02
67.10 76.05 84.99 93.94 102.89 111.83 120.78 129.73 138.67 147.62 156.57 165.51
171.713
1.02
174.46
180.518
1.02
183.41
189.324
1.02
192.35
198.130 206.936
1.02 1.02
201.30 210.25
215.741
1.02
219.19
224.547
1.02
228.14
233.353
1.02
237.09
148
49
54
35
33
237.756
1.02
241.56
50
55
35
36
242.159
1.02
246.03
Sumber: Formula Smith and Pole
TUMPUAN
Gambar 4.20. Pemodelan modulus subgrade of reaction menurut Pole and Smith Sumber: Software SAP2000
4. Pemodelan Beban pada Struktur a) Pemodelan dan input beban-beban statis pada SAP2000 1) Spesifikasi Pembebanan •
Berat isi beton struktur
= 24.00 kN/m3 (SNI T-02 2005)
•
Kuat isi baja struktur
= 7850 MPa
(SNI T-02 2005)
2) Mendefenisikan Tipe Beban Jenis beban yang bekerja pada struktur jembatan diinput dengan cara define>load patterns yang sesuai pada gambar 4.21. sebagai berikut :
149
Gambar 4.21. Jenis-jenis beban yang bekerja Sumber: Software SAP2000 3) Penerapan Berat Sendiri (MS) Berat sendiri (self weight) adalah berat bahan dan bagian yang merupakan elemen struktural, ditambah dengan elemen non-struktural yang dipikulnya dan bersifat tetap. Berat sendiri elemen struktural dihitung secara otomatis oleh software SAP2000. Elemen struktural terdiri dari Pondasi Tiang Pancang, Balok, dan Pelat seperti pada Gambar 4.22.
Gambar 4.22. Element Struktural Dermaga Sumber: Software SAP2000
150
4) Beban Tumbukan Kapal (E) Pada waktu merapat ke dermaga, kapal masih mempunyai kecepatan sehingga terjadi benturan antara dermaga dengan kapal. Dalam perencanaan, dianggap bahwa benturan meksimum terjadi apabila kapal bermuatan penuh menghantam dermaga dengan sudut 10 derajat terhadap sisi depan dermaga. Besarnya energi benturan yang diberikan oleh kapal sesuai dengan rumus berikut : E= •
WV2 2g
x Cm x Ce x Cs x Cc
Displacement Tonage Kapal (W) log W
= 0.404 + 0.932 log DWT = 0.404 + 0.932 log 1000
•
log W
= 3.2
W
= 1585 Ton
Kecepatan kapal merapat dan membentur fender v
•
= 0.2 m/dtk
Percepatan Gravitasi (g) Percepatan gravitasi (g) = 9.81 m/s2
•
Menentukan Virtual Mass Factor (Cm) Koefisien masssa tergantung pada gerakan air disekililing kapal yang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : Cm = 1 +
πd 2xCbxB
151
Koefisien blok kapal
Cb =
Cb =
W Lpp x B x d x γ
Displacement Tonnage (W)
= 1585 Ton
Panjang kapal dari muka air (LOA)
= 64 m
Panjang kapal (LPP)
= 58.67 m
Lebar kapal (B)
= 10 m
Tinggi bagian kapal Terendam (d)
= 4.1 m
Berat jenis air laut (o)
= 1.024
W Lpp x B x d x γ
=
1585 58.67 𝑥 10 𝑥 4.1 𝑥 1.024
= 0.64 Cm = 1 +
πd 2xCbxB 3.14 𝑥 4.1
= 1 + 2 𝑥 0.64 𝑥 10 = 1.41 •
Menentukan Eccentricity Factor (Ce) Ce = 1 +
1 1+ (𝐿/ 𝑟)2
Jarak yang diukut sejajar dengan fasilitas tambat dari titik kontak ke pusat gravitsi Radius putar longitudinal kapal Ce = 1 +
1 1+ (𝐿/ 𝑟)2
= 16 m = 14.84 m
152
=1+
1 1+ (16/14.84)
2
= 0.462 •
Menentukan Softness Coefficient (Cs) Faktor kelembutan Cs adalah perbandingan antara energi bertumbuknya kapal dan energi yang diserap oleh deformasi badan kapal. Biasanya energi yang diserap oleh badan kapal adalah kecil, maka diambil Cs = 1.
•
Menentukan Berth Configuration Factor (Cc) Pergerakan kapal merapat ke dermaga, air yang berada diantara kapal dan fasilitas dermaga menimbulkan efek bantalan yang mengakibatkan energi yang diserap fender menjadi berkurang sehingga faktor bentur tempat berlabuh (Cc) lebih kecil dari satu. Namun untuk keamanan nilai Cc = 1. Jadi besarnya energi benturan yang diberikan oleh kapal adalah
E=
E=
WV2 2g
x Cm x Ce x Cs x Cc
1585 x (0.2)2 2 x 9.81
E = 2.11 Ton m
x 1.41 x 0.462 x 1.00 x 1.00
153
Gambar 4.23. Pemodelan Beban Tumbukan Kapal pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
Gambar 4.24. Penerapan Beban Tumbukan Kapal pada Dermaga Sumber: Software SAP2000 5) Beban akibat tarikan kapal pada Dermaga Gaya tarik yang bekerja pada Bitt/Bollard diperhitungkan sebesar 25 Ton sesuai tabel 4.26. Bahan yang digunakan baja dengan kuat izin yang sama, yaitu fy = 320 MPa. Jarak dan jumlah Bitt minimum untuk beberapa ukuran kapal yang diisyaratkan sesuai tabel 4.26.
154
Tabel 4.27. Gaya Tarik Bollard
DWT
Tractive Force on Bollard (Ton)
Tractive Force on Bitt (Ton)
200
-
500
15
10
510
-
1000
25
15
1001
-
2000
35
15
2001
-
3000
35
25
3001
-
5000
50
35
5001
-
1000
70
50(25)
Sumber: Perhitungan Perencanaan Dermaga Kapal
= 1000 DWT
HB
= 25 Ton
HMAX
= 3.077 Ton
Gambar 4.25. Pemodelan beban akibat tarikan pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
155
Gambar 4.26. Penerapan beban akibat tarikan pada dermaga Sumber: Software SAP2000 6) Beban akibat Arus Penerapan beban akibat arus pada Dermaga dapat dihitung sesuai dengan rumus: Hc = (γo/2g) x v2 x LOA x d Berat Jenis Air Laut (γo)
= 1.024
Kecepatan Arus (v)
= 0.33 m/detik
Panjang Kapal dari muka air (LOA)
= 64 m
Full Load Draft (d)
= 4.1 m
Jadi besarnya beban arus pada dermaga adalah Hc = (γo/2g) x v2 x LOA x d = (1.024 / 2 x 9.81) x (0.33)2 x 64 x 4.1 = 1.491 Ton = 0.298 Ton/m
156
Gambar 4.27. Pemodelan beban arus pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
BEBAN
Gambar 4.28. Penerapan beban arus pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
157
7) Penerapan Beban Mati Tambahan (MA) Beban mati tambahan (superimposed dead load), adalah berat seluruh bahan yang menimbulkan suatu beban pada dermaga yang merupakan elemen non-struktural, dan mungkin besarnya berubah selama umur dermaga. Dermaga direncanakan mampu memikul beban tambahan sebagai berikut: a) Beban mati tambahan fender Tipe V Energi yang disebabkan oleh benturan kapal pada saat merapat ke Dermaga maka dapat ditentukan fender yang akan digunakan. Fender yang digunakan adalah Fender Karet (Bridgestone Super Arch Tipe V 300H x 1500L dengan data sebagai berikut : Kapasitas (R)
= 22.5 Ton
Energi (E)
= 2.25 Ton m
Luas Kontak
= 0.45 m2
Berat
= 184 kg
Jumlah Fender
= 25
Jadi Beban Mati Tambahan pada Fender adalah MA Fender
= Jumlah x Berat = 25 x 184 = 4600 kg
158
Gambar 4.29. Pemodelan beban mati tambahan Fender pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
BEBAN MA FENDER
Gambar 4.30. Penerapan beban mati tambahan Fender pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
159
b) Beban mati tambahan Lampu Jalan Pengimputan beban mati tambahan pada lampu jalan diasumsikan sebagai beban titik yang ditempatkan pada koordinat tertentu pada permukaan deck. Lampu jalan yang digunakan pada perencanaan memiliki data-data sebagai berikut : Tinggi
= 6 meter
Tebal
= 0.0036 meter
Berat (w)
= 0.1255 kN/m3
Jumlah Lampu Jalan
= 9 Buah
Gambar 4.31. Pemodelan beban mati tambahan Lampu Jalan pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
160
Gambar 4.32. Penerapan beban mati tambahan Lampu Jalan pada Dermaga Sumber: Software SAP2000 8) Pemodelan Beban Lajur “D” (TD) Beban lajur "D" terdiri dari beban terbagi merata (BTR) dan beban garis terpusat (BGT) seperti terlihat pada gambar 4.33. BTR mempunyai intensitas q kPa yang dengan besaran q tergantung pada panjang total yang dibebani L yaitu sebagai berikut : Jika L ≤ 30 m : q = 9.0 kPa
kPa Untuk L ≤ 30 m 15
Jika L ≤ 30 m : q = 9.0 x (0.5 + 𝐿 )
kPa Untuk L > 30 m
Beban garis terpusat (BGT) mempunyai intensitas, = 49.0 kN/m Faktor beban dinamis (Dinamic Load Allowamce) DLA = 0.4
untuk L ≤ 50 m
161
DLA = 0.4 – 0.0025 x (L – 50)
untuk 50 < L < 90 m
DLA = 0.3
untuk L ≥ 90 m
Gambar 4.33. Gambar Beban Lajur “D” Sumber: SNI 1725:2016 Lebar Dermaga tanpa Trotoar
=8m
Panjang Dermaga
=4m
Dinamic Load Allowamce
= 1.4
•
Beban Terbagi Rata (BTR) pada lantai Dermaga : Untuk L ≤ 30 m : 100% q BTR 50% q BTR
= 9.0 kN/m2 = 50% x 9.0 = 4.5 kN/m2
•
Beban Garis Terpusat (BGT) pada lantai Dermaga : Faktor Beban Dinamis
= 1.4
Intensitas BGT
= 49 kN/m
100% p BGT
= Intensitas BGT x FBD = 49 x 1.4 = 68.6 kN/m
162
50% p BGT
= 50 % x 68.6 kN/m = 34.3 kN/m
Beban “D” disusun pada arah melintang sedemikian rupa sehingga menimbulkan momen maksimum. Langka pengimputan beban lajur “D” pada dermaga di software SAP2000 dapat dlihat pada gambar 4.34. dan penyusunan komponen-komponen BTR dan BGT dari beban “D” dapat dilihat pada Gambar 4.35.
Gambar 4.34. Pemodelan Beban TD Sumber: Software SAP2000
163
BEBAN
Gambar 4.35. Penerapan Beban TD Sumber: Software SAP2000 9) Pemodelan Beban akibat Rem (TB) Pengaruh pengereman dari lalu-lintas diperhitungkan sebagai gaya dalam arah memanjang, dan dianggap bekerja pada permukaan latai dermaga. Besarnya gaya memanjang jembatan tergantung panjang total jembatan sebagai berikut : Gaya rem, TTB = 250 kN
untuk L ≤ 80 m
Gaya rem, TTB = 250 + 2.5 x (L – 80 ) kN
untuk 80 < L < 180 m
Gaya rem, TTB = 500 kN Untuk L ≥ 180 m
untuk L ≥ 180 m
Panjang total Dermaga
= 70 m
Jumlah titik pada lajur
= 81
Untuk L ≤ 70 m maka : Besarnya gaya rem yang bekerja
= 250 kN
164
Besarnya gaya rem yang bekerja di tiap titik
= 250 / 81 = 3.086 kN
Pada pemodelan beban akibat gaya rem di aplikasikan diatas permukan plat dengan ketinggian 1.8 m. pengimputan beban rem pada software SAP2000 dilakukan dengan membuat sebuah titik joint dia atas permukaan deck kemudain di constrain setelah itu masuk pada menu Assign > Join load > Force lalu input nilai beban sesuai perhitungan, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 4.36. dan untuk hasil pemodelan beban rem berikut gambar 4.37.
Gambar. 4.36. Pemodelan Beban Rem pada Kendaraan Sumber: Software SAP2000
165
BEBAN TB
Gambar 4.37. Penerapan Beban TB Sumber: Software SAP2000 10) Pemodelan Beban Angin •
Beban angin pada Struktur (EWS) Gaya nominal ultimit dan daya layan dermaga akibat angin tergantung kecepatan angin rencana. Pada kondisi layan, kecepatan angin rencana adalah 30 m/s apabila lokasi perencanaan sampai 5 km dari pantai dan 25 m/s apabila lokasi perencanaan memiliki jarak melebihi 5 km. Sedangkan pada kondisi ultimit, kecepatan angin rencana adalah 35 m/s apabila lokasi perencanaan sampai 5 km dari pantai dan 30 m/s apabila lokasi perencanaan memiliki jarak melebihi 5 km, dengan rumus sebagai berikut: TEW = 0.0006 x CW x (VW) 2 x AB Dengan kecepatan angin rencana (VW)
= 30 km/jam
166
Panjang dermaga
= 70 m
Lebar dermaga ( b )
= 10 m
Tebal ( d )
= 1.23 m
(b/d)
= 8.13 m
Dengan koefisien seret (CW)
= 1.25
Luas koefisien Samping (AB)
= Panjang Dermaga x d = 70 x 1.23 = 86.10 m2
Jadi kecepatan angin pada struktur adalah TEW = 0.0006 CW x (VW) 2 x AB = 0.0006 x 1.25 x (30)2 x 86.10 = 58.12 kN = 0.83 kN/m (Beban Terbagi Rata)
Gambar 4.38. Langkah pemodelan beban angin pada struktur Sumber: Software SAP2000
167
BEBAN EWS
Gambar 4.39. Pemodelan beban EWS Sumber: Software SAP2000 •
Beban angin akibat kendaraan
Gambar 4.40. Simulasi beban angin pada kendaraan Sumber: SNI 1725:2016 Apabila suatu kendaraan sedang berada diatas dermaga, beban garis merata tambahan arah horisontal harus diterapkan pada permukaan lantai seperti diberikan dengan rumus: TEW = 0.0012 x CW x (VW) 2 x AB
168
Dengan kecepatan angin rencana (VW)
= 30 km/jam
Dengan koefisien seret (CW)
= 1.2
Luas koefisien Samping (AB)
= Panjang Dermaga x d = 70 x 1.23 = 86.10 m2
Jadi kecepatan angin akibat beban kendaraan adalah TEW = 0.0012 CW x (VW) 2 x AB = 0.0012 x 1.2 x (30)2 x 86.10 = 111.59 kN TEW’= (TEW x 2)/1.75 = (111.59 x 2)/1.75 = 127.53 kN = 1.822 kN/m (Beban Terbagi Rata)
Gambar 4.41. Langkah pemodelan beban angin pada Kendaraan Sumber: Software SAP2000
169
BEBAN LWS
Gambar 4.42. Penerapan beban LWS Sumber: Software SAP2000 11) Pemodelan Gaya Apung (Buoyancy) FA = ρ v Berat jenis air laut (ρ)
= 1030 kg/m3
Volume tiang pancang yang terendam Tiang pancang tegak
= 0.906 m3
Tiang pancang miring
= 1.010 m3
Gaya angkat (Buoyancy) Tiang pancang tegak
= 933.18 kg
Tiang pancang miring
= 1040.03 kg
170
Gambar 4.43. Langkah pemodelan gaya apung pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
BEBAN FA
Gambar 4.44. Penerapan beban FA pada Dermaga Sumber: Software SAP2000
171
b) Pemodelan dan input beban dinamis (Beban Gempa) pada SAP2000 Analisis struktur Dermaga terhadap beban gempa mengacu pada standar Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726-2012). 1) Penentuan Kelas Situs Berdasarkan hasil penyelidikan tanah dilokasi, profil tanah mempunyai nilai N-SPT yang berbeda. Untuk penentuan kelas situs, perlu dihitung nilai N-SPT rata-rata yang dianggap mewakilii kondisi tanah dilokasi tersebut. Perhitungan N-SPT rata-rata untuk penentuan kelas situs, dicantumkan pada tabel 4.27. Tabel 4.28. Perhitungan N-SPT rata-rata untuk Penentuan Kelas Situs
Kedalaman
SPT-N
SPT-N
(m)
BH-01
BH-02
SPT-N Average
Tebal Lapisan (d)
d x N-SPT
(m)
0
5
0
0
0
0
0
2
7
2
9
5.5
2
11
4
9
12
15
13.5
2
27
6
11
8
10
9
2
18
8
13
7
17
12
2
24
10
15
7
19
13
2
26
12
17
15
15
15
2
30
14
19
12
10
11
2
22
16
21
10
13
11.5
2
23
18
23
11
10
10.5
2
21
20
25
12
24
18
2
36
22
27
12
10
11
2
22
24
29
14
20
17
2
34
26
31
12
16
14
2
28
28
33
20
25
22.5
2
45
172
30
35
17
13
15
2
30
32
37
10
20
15
2
30
34
39
15
29
22
2
44
36
41
28
15
21.5
2
43
38
43
22
19
20.5
2
41
40
45
27
16
21.5
2
43
42
47
32
19
25.5
2
51
44
49
37
27
32
2
64
46
51
30
21
25.5
2
51
48
53
35
30
32.5
2
65
50
55
35
36
35.5
2
71
50
900
Jumlah
Sumber: SNI 1726:2012 Besarnya nilai N-SPT rata-rata (NR) tanah dasar dilokasi proyek adalah : NR =
∑𝑑 𝑥 𝑁−𝑆𝑃𝑇 ∑𝑑
= 900/50 = 18 Untuk nilai N-SPT = 18, maka berdasarkan perhitungan pada tabel 4.19. dapat disimpulkan bahwa klasifikasi situs pada lokasi proyek dimana struktur dermaga didirikan, termasuk kedalam kelas situs SD (Tanah Sedang) dengan nilai 15 ≥ NR = 18 ≤ 50.
173
Tabel 4.29. Klasifikasi Kelas Situs KELAS SITUS
SC (Tanah keras, sangat padat, dan batuan lunak) SD (Tanah sedang) SE (Tanah lunak)
N-SPT
> 15 15 sampai 50 < 15
Sumber : Tabel 3 (SNI 1726-2012)
2) Respon Spektrum Design Untuk perhitungan beban gempa pada struktur Dermaga, perlu dibuat kurva Respon Spektra desain untuk lokasi dimana bangunan akan didirikan dan koordinatnya adalah : Latitude
: -3.0297251
Longitude
:118.9062790000002
Dari perhitungan Respon Spektrum Design, didapat parameterparameter seismik pada tanah sedang (Kelas Situs SD) sebagai berikut : •
Percepatan spectrum respon desain pada periode pendek (SDS) adalah SDS = 1.339 g
•
Percepatan spectrum respon desain pada periode 1 detik (SD1) adalah SDS = 0.6 g
174
Tabel 4.30. Parameter Seismik Respon Desain Kecamatan Banggae untuk Kondisi Tanah Sedang Tanah Sedang Variabel Nilai PGA (g) 0.768 SS (g) 2.008 S1 (g) 0.6 CRS 1.647 CR1 1.057 FPGA 1 FA 1 FV 1.5 PSA (g) 0.768 SMS (g) 2.008 SM1 (g) 0.9 SDS (g) 1.339 SD1 (g) 0.6 T0 (detik) 0.09 TS (detik) 0.448
T (detik) 0 0.09 0.448 0.498 0.548 0.648 0.748 0.848 0.948 1.048 1.148 1.248 1.348 1.448 1.548 1.648 1.748 1.848 1.948 2.048
Tanah Sedang SA (g) T (detik) 0.536 2.148 1.339 2.248 1.339 2.348 1.094 2.448 0.926 2.548 0.802 2.648 0.707 2.748 0.633 2.848 0.572 2.948 0.523 3.048 0.481 3.148 0.445 3.248 0.414 3.348 0.388 3.448 0.364 3.548 0.343 3.648 0.325 3.748 0.308 3.848 0.293 4 0.279
SA (g) 0.267 0.256 0.245 0.235 0.227 0.218 0.211 0.204 0.197 0.191 0.185 0.179 0.174 0.169 0.164 0.16 0.156 0.152 0.15
175
Respon spektrum gempa Banggae SNI 03 1726-201x (http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/)
Spektrum percepatan, SA (g)
1.6
1.4
Tanah Sedang
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
1
2
3
4
5
Periode, T (det)
Gambar 4.45. Kurva Spektrum Respon Desain Kecamatan Banggae untuk Kondisi Tanah Sedang Sumber: Desain Spektra Indonesia (Puskim PU)
5. Kombinasi Pembebanan Kombinasi Beban pada dermaga dilaksanakan berdasarkan aturan SNI 1725:2016 yang telah dipilih sedemikian rupa untuk menghasilkan kondisi ekstrem akibat beban yang bekerja. Untuk setiap kombinasi pembebanan harus diselidiki kondisi ekstrem maksimum dan minimum. Dalam kombinasi pembebanan dimana efek salah satu gaya mengurangi efek gaya yang lain, maka harus digunakan faktor beban terkurangi untuk gaya yang mengurangi tersebut. Berikut faktor kombinasi beban yang digunakan sesuai SNI 1726:2016
176
Tabel 4.31. Data Kombinasi Beban Keadaan Batas
MS
MA
TD1
TB
TP
EWS
EWL
EQ-x
EQ-y
E
HC
HB
FA
Kuat I A Kuat I B
0.75 0.75
0.7 0.7
1.8 1.8
1.8 1.8
1.8 1.8
-
-
0.3 1
1 0.3
1 1
1 1
1 1
1 1
Kuat II A Kuat II B
0.75 0.75
0.7 0.7
1.4 1.4
1.4 1.4
1.4 1.4
-
-
0.3 1
1 0.3
1 1
1 1
1 1
1 1
Daya Layan IA Daya Layan IB
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
0.3 0.3
1 1
0.3 1
1 0.3
1 1
1 1
1 1
1 1
Daya Layan IIA Daya Layan IIB
1 1
1 1
1.3 1.3
1.3 1.3
1.3 1.3
-
-
0.3 1
1 0.3
1 1
1 1
1 1
1 1
Sumber: SNI 1726:2016
177
Setelah selesai membuat suatu kombinasi beban sesuai dengan standar SNI maka akan dilanjutkan untuk mengimput ke dalam software SAP2000 untuk melakukan analisis data. Untuk melakukan proses tersebut dapat dilakukan seperti langkah pada gambar 4.37.
Gambar.4.46. Langkah pengimputan beban kombinasi Sumber: Software SAP2000
6. Analisa Struktur a. Langkah Analisa Struktur Sebelum melakukan analisis struktur terlebih dahulu mendefeinisikan kombinasi beban yang telah dibuat sebelumnya untuk analisis struktur, pilih design lalu pilih Concrete lalu pilih select design combo kemudian akan muncul kotak dialog design load combinations selections seperti pada Gambar 4.49.
178
Pada kotak list of load combinations pilih semua kombinasi beban yang akan digunakan lalu pilih Add untuk memindahkan ke kotak design load combinations, setelah itu menghapus centang pada Automatically generate code-based designe load combinations, lalu pilih Ok.
Gambar 4.47. Langkah Setting Desain Load Combination Sumber: Software SAP2000 Langkah selanjutnya adalah proses Analisis Struktur, namun terlebih dahulu mengatur tipe analisis struktur pada menu bar pilih Set Analysis Options. Untuk analisis struktur 3D pilih Space Frame lalu pilih OK, seperti pada Gambar 4.48.
179
Gambar 4.48. Langkah Set Analysis Options Sumber: Software SAP2000 Jika kedua langkah tersebut telah selesai makan analisis struktur dapat dilakukan pada menu bar pilih Analyze kemudian Run Analysis. b. Hasil Analisa Struktur 1) Reaksi Perletakan Dari hasil perhitungan struktur Dermaga menggunakan software SAP2000 di ambil nilai reaksi perletakan pada tumpuan. Untuk menampilkan nilai tersebut dapat di lakukan dengan masuk pada menu home>show join reactions> kemudian centang join reactions. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 4.49. dan untuk nilai reaksi perletakan dapat dilihat pada gambar 4.50.
180
Gambar 4.49. Langkah Menampilkan Nilai Reaksi Perletakan Sumber: Software SAP2000
Gambar 4.50. Hasil Nilai Reaksi Perletakan Sumber: Software SAP2000
181
2) Momen dan Gaya Lintang Dalam menampilkan hasil analisa struktur berupa momen dan gaya lintang yang terjadi pada struktur jembatan menggunakan software SAP2000 dapat di lakukan dengan masuk pada menu home>add tabel> pada menu edit cetang pada frame output kemudian setting load case sesuai dengan kombinasi beban yang di tentukan. Untuk lebih jelasnya berikut pada gambar 4.51. dan hasil momen dan gaya lintang dapat dilihat pada gambar 4.52.
Gambar 4.51. Langkah Menampilkan Hasil Momen dan Gaya Sumber: Software SAP2000
182
Gambar 4.52. Hasil Nilai Reaksi Perletakan Sumber: Software SAP2000
3) Lendutan Statis Dalam menampilkan nilai lendutan statis terlebih dahulu menentukan sebuah titik di tengah bentang untuk di tinjau kemudian masuk pada menu display > pilih show deformed shape > kemudian sesuiakan jenis beban yang ingin ditampilakan hasilnya. Untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada gambar 4.53.
183
Gambar 4.53. Langkah menampilkan hasil lendutan statis Sumber: Software SAP2000
B. Pembahasan 1. Kontrol Daya Dukung Vertikal Tiang Pancang
Gambar 4.54. Hasil Analisis Software SAP2000 Sumber: Software SAP2000
184
Setelah melakukan analisis struktur pada Dermaga menggunakan software SAP2000 maka diperoleh nilai output reactions maksimal yang telah di eksport. Berikut hasil output reactions terbesar yang kemudian digunakan untuk mengontrol daya dukung vertikal pondasi tiang pancang: •
Gaya aksial akibat beban terfaktor,
(Puk)
•
Momen arah x akibat beban terfaktor,
(Mux) = 16.56 Ton
•
Momen arah y akibat beban terfakktor,
(Muy) = 13.94 Ton
•
Gaya lateral arah x akibat beban terfaktor,
(Hux) = 5.71 Ton
•
Gaya lateral arah Y akibat beban terfaktor,
(Hux) = 6.73 Ton
= 49.30 Ton
Syarat stabilitas daya dukung arah vertikal = Puk < QL Gaya aksial akibat beban terfaktor,
(Puk)
= 49.30 Ton
Daya dukung tiang pancang,
(QL)
= 194.74 Ton
= Puk < QL = 49.30 Ton < 194.74 Ton (Aman)
2. Penurunan Pondasi Tiang Pancang Analisis penurunan pondasi tiang pancang pada struktur atas dermaga dilakukan dengan beberapa kombinasi beban diataranya: a. Kombinasi Kuat 1 pada kombinasi ini merupakan pembebanan yang memperhitungkan semua beban yang bekerja pada jembatan mulai dari beban mati tambahan , beban hidup dan beban angin pada struktur. b. Kombinasi Kuat 2 pada kombinasi ini beban yang diperhitungkan hanya beban mati tambahan dan beban angin pada struktur dan kendaraan.
185
c. Kombinasi Layan 1 pada kombinasi ini semua beban di perhitungkan mulai dari beban mati tambahan, beban hidup, dan beban angin pada struktur dan ken daraan. d. Kombinasi Layan 2 pada kombinasi ini beban yang di perhitungkan hanya beban mati tambahan dan beban angin pada struktur.
Gambar 4.55. Hasil Analisis Software SAP2000 (Deformasi) Sumber: Software SAP2000 Dari hasil analisis struktur dermaga menggunakan software SAP2000 diperoleh penurunan maksimal tiang pancang dari ketiga pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang menurut Bowles, Nakazawa dkk, dan Smith and Pole seperti tabel 4.52. berikut ini.
186
Tabel 4.32. Ouput Penurunan Pondasi Tiang Pancang TABLE: Joint Displacements No
Joint
1
2286
2 3
Metode
Failure Unit Ket. Foundations
OutputCase
Penurunan
Bowles
Daya Layan 2A
42.16
50
mm
OK
2287
Nakazawa dkk
Daya Layan 2A
5.40
50
mm
OK
2287
Smith and Pole
Daya Layan 2A
4.58
40
mm
OK
Sumber: Output Software SAP2000 Berikut grafik penurunan pondasi tiang pancang dari hasil analisis struktur dermaga dengan menggunakan persamaan menurut Bowles, Nakazawa dkk, dan Smith and Pole dalam penentuan modulus subgrade of reactions pada Tiang Pancang.
Penurunan Max. Pondasi Tiang Pancang 0 -5
Penurunan (mm)
-10
Smith dan Pole
Nakazawa dkk
-4.58
-5.40
Bowles
-15 -20 -25 -30 -35
-40 -45
-42.16
Pemodelan Tumpuan menurut Ahli
Gambar 4.56. Penurunan Maksimal Pondasi Tiang Pancang akibat kombinasi Beban
187
3. Momen, Lintang, dan Normal Maksimal Tiang Pancang Dari hasil analisis struktur dermaga menggunakan pondasi tiang pancang diperoleh nilai momen, lintang, dan normal pada tiang pancang akibat berbagai kombinasi pembebanan. Berikut nilai momen, lintang dan normal dari hasil analisis struktur dermaga, seperti ditampilkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 4.57. Momen 3-3 pada Struktur Dermaga Sumber: Software SAP2000
Gambar 4.58. Momen 2-2 pada Struktur Dermaga Sumber: Software SAP2000
188
Gambar 4.59. Lintang 3-3 pada Struktur Dermaga Sumber: Software SAP2000
Gambar 4.60. Lintang 2-2 pada Struktur Dermaga Sumber: Software SAP2000
189
Gambar 4.61. Gaya Normal pada Struktur Dermaga Sumber: Software SAP2000 Berikut hasil output analisis struktur dermaga yang terdiri dari deformasi, momen, lintang, normal maksimal yang terjadi pada tiang pancang akibat kombinasi beban, dapat dilihat pada tabel 4.53 dibawah ini. Tabel 4.33. Nilai maksimum deformasi, momen, lintang, dan normal pada tiang pancang Bowles
Nakazawa dkk
Smith and Pole
Uraian
Unit
Keterangan
4.39
mm
Daya Layan 1A
61.34
9.43
kN.m
Kuat I B
46.10
121.16
32.26
kN.m
Kuat I B
33.65
33.65
28.78
28.78
kN
Kuat I B
10.47
13.38
13.38
14.46
14.46
kN
Kuat I B
178.53
189.09
183.29
188.09
182.28
kN
Kuat I B
Ujung
6m
Ujung
6m
Ujung
6m
26.55
4.84
20.04
2.61
21.05
M 2-2
46.57
2.21
55.87
6.89
M 3-3
123.64
33.91
131.39
L 2-2
30.50
30.50
L 3-3
10.47
Normal
184.34
Deformasi Momen Max.
Lintang Max.
Sumber: Output SAP2000
190
4. Deformasi Tiang Pancang Dari hasil analisis struktur, maka diperoleh deformasi yang terjadi pada pondasi tiang pancang. Berikut deformasi yang terjadi dari ujung tiang ke dasar pondasi tiang pancang dari pemodelan tumpuan menurut Bowles, Nakazawa dkk, Smoth and Pole.
Deformasi Tiang Pancang
Kedalaman Tiang (m)
(Bowles) 0 -5 0 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50
Deformasi Tiang (mm) 5
10
15
20
25
30
Gambar 4.62. Deformasi akibat kombinasi pembebanan menggunakan persamaan Bowles Sumber: Output SAP2000
191
Deformasi Tiang Pancang (Nakazawa dkk)
Kedalaman Tiang (m)
Deformasi Tiang (mm) 0 -5 0 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50
5
10
15
20
25
Gambar 4.63. Deformasi akibat kombinasi pembebanan menggunakan persamaan Nakazawa dkk Sumber: Output SAP2000
Deformasi Tiang Pancang (Smith and Pole)
Kedalaman Tiang (m)
Deformasi Tiang (mm) 0 -5 0 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50
5
10
15
20
25
Gambar 4.64. Deformasi akibat kombinasi pembebanan menggunakan persamaan Smith and Pole Sumber: Output SAP2000
Dari hasil deformasi tiang pancang yang terjadi pada analisis struktur dermaga diatas maka dapat diperoleh nilai kekakuan yang diperoleh dari daya
192
dukung tanah berdasarkan data N-SPT dan deformasi yang terjadi sehingga diperoleh nilai kekakuan berdasarkan hukum hooke dimana F = k yang kemudian dimodelkan menjadi tumpuan pada tiang pancang sehingga diperoleh nilai momen, lintang, normal, dan deformasi berdasarkan rumus empiris dari hukum hooke tersebut. Tabel 4.34. Nilai maksimum penurunan, deformasi, momen, lintang, dan normal pada tiang pancang Hukum Hooke Uraian Ujung Penurunan Deformasi
Unit
Keterangan
mm
Daya Layan 2A
6m 4.60
22.54
5.26
mm
Daya Layan 1A
M 2-2
22.40
41.67
kN.m
Kuat I B
M 3-3
22.73
117.58
kN.m
Kuat I B
L 2-2
47.79
72.56
kN
Kuat I B
L 3-3
24.09
19.20
kN
Kuat I B
Normal
193.20
187.40
kN
Kuat I B
Momen Max.
Lintang Max.
Sumber: Output SAP2000 Berikut deformasi maksimal dari hasil pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang berdasarkan persamaan hukum hooke, seperti ditampilkan pada Gambar 4.57 dibawah ini.
193
Deformasi Tiang Pancang
Kedalaman Tiang (m)
(Hukum Hooke) 0 -5 0 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 -50
Deformasi Tiang (mm) 5
10
15
20
25
Gambar 4.65. Deformasi akibat kombinasi pembebanan menggunakan persamaan Hukum Hooke Sumber: Output SAP2000 5. Evaluasi Kekakuan Struktur Dermaga Kekakuan struktur Dermaga diperiksa dengan menghitung besarnya simpangan maksimal kearah horizontal dari struktur akibat kombinasi pembebanan yang ditinjau di dalam analisis.
Gambar 4.66. Simpangan Horizontal pada Struktrur di Pelat δa = 2.655 cm (Bowles, Daya Layan IA) Sumber: Software SAP2000
194
Gambar 4.67. Simpangan Horizontal pada Struktrur di Permukaan Tanah δb = 0.484 cm (Bowles, Daya Layan IA) Sumber: Software SAP2000 Simpangan yang terjadi antara permukaan tanah dengan pelat dihitung sebagai berikut: (δa - δb) = (2.655 – 0.484) = 2.171 cm. Tinggi pelat dari permukaan tanah : H = 500 cm, maka besarnya simpangan yang diijinkan untuk struktur slab on pile dengan Kriteria Risiko I sesuai dengan Tabel 16, SNI 1726:2012, adalah : = 0,02 (H) = 0,02 (500) = 10 cm Untuk struktur Dermaga dengan Faktor Pembesaran Defleksi : Cd = 4,5 dan Faktor Keutamaan Gempa : Ie = 1,0, besarnya simpangan yang diperbesar : ∆ = (δa - δb).Cd/Ie = (2.171) x 4.5/1.0 = 9.770 cm Dari hasil perhitungan, didapatkan simpangan terbesar yang dapat terjadi = 9.770 cm. Berikut perbandingan simpangan pada masing-masing pemodelan.
195
Tabel 4.35. Simpangan yang terjadi pada Setiap Pemodelan tumpuan pada Struktur Dermaga Bowles
Nakazawa dkk
Smith and Pole
Unit
δa (Simpangan di Pelat) δb (Simpangan di Permukaan) H (Simpangan Izin)
2.655
2.004
2.105
cm
0.484
0.261
0.439
cm
10
10
10
cm
∆ (Simpangan di Perbesar)
9.770
7.844
7.497
cm
OK
OK
OK
Uraian
Kesimpulan (H < ∆)
Sumber: Output Software & SNI 1726:2012 Dari tabel 4.35. diatas, Simpangan maksimum yang terjadi pada pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang akibat kombinasi pembebanan pada Struktur Dermaga menurut Bowles, Nakazawa dkk, dan Smith and Pole adalah masingmasing 9.770 cm, 7.844 cm, dan 7.497 cm, dimana pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang menurut Bowles memiliki simpangan yang paling besar. Dari ketiga pemodelan tersebut, simpangan yang terjadi lebih kecil dari simpangan yang diijinkan yaitu = 10 cm. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kekakuan dari ketiga pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang akibat kombinasi beban pada struktur dermaga tersebut memenuhi syarat kekakuan. Sedangkan berdasarkan hasil penelitian sebelumnya oleh Kurniadi A. dkk dengan judul Desain Struktur Slab on Pile, simpangan yang terjadi antara permukaan tanah denga pelat/slab adalah 1.03 cm dengan besarnya simpangan yang diijinkan adalah sebesar 7 cm.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan Dari hasil penelitian yang telah dilaksanakan dengan menggunakan software SAP2000 diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Dari hasil analisis geoteknik, daya dukung tiang pancang dihitung berdasarkan soil investigations Boring LOG dan N-SPT dilapangan, kemudian dihitung berdasarkan persamaan Luciano Decourt. Hasil analisis daya dukung tiang pancang tegak BH-01 dan BH-02 adalah 226.93 ton dan 218.81 ton sedangkan daya dukung tiang pancang miring BH-01 dan BH-02 adalah 227.33 ton dan 219.19 ton. 2. Dari ketiga pemodelan struktur dermaga menggunakan tumpuan pondasi tiang pancang (modulus of subgrade reactions) menurut persamaan empiris Bowles, Nakazawa dkk, dan Smith and Pole, maka tumpuan pada pemodelan struktur dermaga menurut Bowles lebih konservatif (hati-hati) dibadingkan persamaan menurut Nakazawa dkk, dan Smith and Pole. 3. Dari hasil analisis struktur mengakibatkan terjadinya deformasi, momen, lintang, normal dan penurunan pada pondasi tiang pancang. Pemodelan tumpuan pada pondasi tiang pancang menurut Bowles diperoleh nilai maksimal pada deformasi, momen, lintang, normal, dan penurunan masing-masing adalah 26.55 mm, 123.64 kN.m, 30.50 kN, 184.34 kN, dan 42.16 mm, pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang menurut Nakazawa dkk masing-masing adalah
196
197
20.04 mm, 131.39 kN.m, 33.65 kN, 189.09 kN, dan 5.40 mm sedangkan pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang menurut Smith and Pole masingmasing adalah 21.05 mm, 121.16 kN.m, 28.78 kN, 188.09 kN, dan 4.58 mm. 4. Simpangan horisontal yang terjadi pada struktur dermaga akibat kombinasi pembebanan menurut SNI 1726:2012 masih dalam batas simpangan yang diizinkan. Simpangan horisontal maksimum yang terjadi pada masing-masing pemodelan tumpuan pondasi tiang pancang pada struktur dermaga menurut Bowles, Nakazawa dkk, dan Smith and Pole adalah 9.266 cm, 7.416 cm, dan 6.890 cm sedangkan simpangan yang diizinkan adalah 10 cm. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa konfigurasi struktur dermaga ini cukup kaku, sehingga struktur dermaga tidak memerlukan rangka pengaku (bracing).
B. Saran 1. Peraturan dan pedoman-pedoman standar yang berkaitan dengan perencanaan struktur harus selalu diikuti perkembangannya, sehingga bangunan yang dihasilkan nantinya selalu memenuhi persyaratan yang terbaru, seperti dalam perencanaan struktur beton dan sebagainya. 2. Dalam perencanaan struktur bangunan dengan software SAP2000 diperlukan pemahaman yang baik tentang koefisien atau faktor pengali yang digunakan dalam software SAP2000, pengetahuan tentang ilmu mekanika, ilmu bahan bangunan, serta ilmu lainnya yang berkaitan dengan perencanaan struktur bangunan.
198
3. Penggunaan software SAP2000 tergantung “users” salah dalam mengimput data-datanya maka akan berdampak pada kesalahan analisa struktur sehingga diperlukan pengalaman dan keahlian dalam bidang tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Arizona, F. & Mulyanto, H. (2006). Pengaruh Interaksi Struktur dan Tanah pada Analisis Dinamik Respons Spektrum. Fakultas Teknik. Universitas Diponegoro. Bowles, J.E. 1991. Analisa Dan Desain Pondasi Jilid 1 dan 2. Jakarta: Penerbit Erlangga. Hardiyatmo, H. C. 2010. Teknik Pondasi II. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Hardiyatmo H C. 2011. Analisis dan Perancangan Pondasi II. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Heatubun, M. (2005). Karya Tulis Mengenai Pelabuhan. Unpublished undergraduate thesis. Universitas Atma Jaya, Yogyakarta. Ismail, M.A. (2014). Analisa Daya Dukung Tiang Statis dan Dinamis pada Pembangunan Pelabuhan Batubara PT. Semen Tonasa Kabupaten Pangkep. Fakultas Teknik. Universitas Hasanuddin. Kurniadi, A., Rosyidin, I.F., & Indarto, H. (2015). Desain Struktur Slab on Pile. Jurnal Karya Teknik Sipil, VoL. (4), No. (4), hal. 57-68. Nakazawa, K., & Sosrodarsono, S. (1983). Mekanika Tanah & Teknik Pondasi. Jakarta: P.T. Pradnya Paramita.
xx
Nuryanto, & Wulandari, S. (2013). Perencanaan Pondasi Tiang Pada Tanah Lempung, 5, 8-9. Pangestu, A. (2017). Tinjauan Struktur Pondasi Sumuran Gedung Prodi Gizi Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro. Undergraduate Thesis, Undip. Putra, A. A. dan Djalante, S. (2016). Pengembangan Infrastruktur Pelabuhan dalam Mendukung
Pembangunan
Berkelanjutan.
Jurnal
Ilmiah
Media
Engineering. 6(1), 433-443. Putra, W. R. (2017). Pemodelan Pondasi Telapak pada Struktur Gedung dengan dan Tanpa Interaksi Tanah-Struktur. Universitas Kristen Maranatha. Panji Nugraga, A. dan Syaputri, I. (2014). Perencanaan Pembangunan Struktur Dermaga Sungai di Pelabuhan dalam Ogan Ilir (PhD Thesis). Politeknik Negeri Sriwijaya. Smith, G.N., & Pole, E.L. (1978). Elements of Foundations Design Sardjono, H.S., 1988. Pondasi Tiang Pancang Jilid 1,Penerbit: Sinar Jaya Wijaya, Surabaya. Simatupang, M., Kimsan, M., & Filzah, N.A. (2019). Perilaku Pondasi Tiang Pancang dengan Mempertimbangkan Interaksi Tanah-Tiangg-Struktur pada Gedung Bertingkat menggunakan SAP200. Jurnal Stabila. Vol. (7), No. (1).
xxi
SNI 1726 : 2012 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan non Gedung. Triatmodjo, B. 2009. Perencanaan Pelabuhan, Beta Offset. Yogyakarta. Wiryanto, D. (2007). Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP2000 Edisi Baru. Jakarta : PT Elex Media Komputindo.
xxii
RIWAYAT HIDUP HENDRA ARYADIN lahir di Selayar pada tanggal 24 April 1998, merupakan anak pertama dari pasangan Ayahanda Baharuddin dan Ibunda Andi Raja. Penulis memulai Pendidikan di SD Inpres Todakke pada tahun 2004 sampai tahun 2010, kemudian penulis melanjukan pendidikan di SMP Negeri 5 Bontomatene pada tahun 2010 dan selesai pada tahun 2013. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 1 Bontomatene pada tahun 2013 sampai tahun 2016. Pada tahun 2016 terdaftar sebagai mahasiswa di jurusan Pendidikan Teknik Sipil dan Perencanaan, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Makassar.
xxiii
