Gambar 4.40 Koefisien gaya akibat arus

Transkripsi

1 Gambar 4.40 Koeisien gaa akibat arus BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-44

2 Gambar 4.41 Koeisien koreksi kedalaman akibat arus BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-45

3 Gaa Mooring Total Gaa Mooring sejajar as kapal (longitudinal) FL FLW + FCW Gaa Mooring tegak lurus as kapal (transversal) FT FTW + FTC Laout Mooring Line Untuk dermaga ini sistem mooring line terdiri dari: Stern Line Ater Breast Line Spring Line Head Line Karakteristik Mooring Line tersebut dapat diuraikan sebagai berikut: Stern/Head Line dan Spring Line akan menahan beban angin/arus ang datangna dari depan maupun belakang kapal. Breast Line akan menahan beban angin/arus ang datangna dari samping kapal. Berdasarkan karakteristik di atas dapat disimpulkan bahwa Stern/Head Line berungsi memikul beban angin/arus baik arah melintang maupun memanjang. Oleh karena itu sudut pemasangan Stern Line dan Head Line dianjurkan sedemikian rupa sehingga dapat memberikan tahanan 50% arah memanjang serta 50% arah melintang. Berdasarkan BS 6349, part 4, dapat ditentukan posisi titik tambat kapal (Bollard) sebagai berikut: Stern Line dan Head Line membentuk sudut 45 terhadap axis memanjang dermaga. Spring Line membentuk sudut maksimum 15 terhadap axis memanjang dermaga. Ater dan Forward Breast Line membentuk sudut tegak lurus terhadap axis memanjang dermaga. Kemudian hasil perhitungan tersebut diatas dianalisa untuk memperoleh beban maksimum ang bekerja pada bollard sebagai berikut Beban arah melintang akan dipikul oleh: a) 1 Head line dan 1 Stern Line, ang masing-masing membentuk sudut maksimum 45 terhadap axis memanjang dermaga. b) Breast Line (ater dan orward), ang masing-masing membentuk sudut tegak lurus terhadap axis memanjang dermaga. beban arah memanjang akan dipikul oleh: a) Spring Line, ang masing-masing membentuk sudut maksimum 15 terhadap axis memanjang dermaga. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-46

4 Gambar 4.4 Sketsa mooring line Agar tali dapat menahan beban dengan eekti maka sudut vertikal juga dibuat sedatar mungkin, dan maksimum besar sudutna adalah 5. Oleh karena itu perlu diperhatikan posisi tali pada saat terjadina perubahan muka air akibat pasang seperti pada Gambar 4.43 dibawah ini: Gambar 4.43 Sketsa perubahan mooring line akibat perubahan muka air pasang BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-47

5 Gambar 4.44 Posisi mooring line akibat perubahan muka air pasang Untuk menghitung sudut vertikal pada tali tambat, terlebih dahulu harus diketahui perbedaan ketinggian muka air laut akibat pasang surut terhadap lantai dermaga. 4.4 Perhitungan Pembebanan Pada Struktur Struktur Dermaga Seperti telah disebutkan sebelumna, pembangunan dermaga ini akan dilaksanakan per tahap dengan panjang masing-masing modul adalah 40 m, sehingga perhitungan pembebanan berdasarkan panjang modul tersebut. Berikut adalah data-data umum ang menjadi auan dalam perhitungan pembebanan: Ukuran Dermaga Ukuran dermaga Satuan Panjang dermaga 40 m Lebar Dermaga 11 m Elevasi Dermaga 3,6 m Parameter Gelombang (Joseph W. Tedeso: Strutural Dnami) Tinggi gelombang renana untuk perhitungan struktur, dengan perioda ulang 50 tahunan: 5,1 m. (Sumber : Per Bruun, Port Engineering Volume 1 Chapter, Hal 48) Perioda gelombang renana (OCDI, hal. 44) T 3,86 H 1 3,86 5,1 8,8 dt BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-48

6 Bilangan gelombang (k), didapat dengan ara trial dan error menggunakan persamaan dispersi: ω gk Dimana: tanh ( kh ) ω h g T π T kedalaman perairan + HWS 4,1 + 1,6 5,7 m perepatan gravitasi 9,81 m/dt perioda gelombang 8,8 detik Dengan memasukkan variabel-variabel di atas, didapat nilai k sebesar 0,1 1/m. Panjang gelombang (L), didapat dengan menggunakan persamaan berikut ini (Sumber: Joseph W Tedeso, Strutural Dnami, Hal 714) 1 ( ) π h L π hlo 1 3 Lo Dimana: gt Lo π L panjang gelombang di laut dalam L o 11, m. Sehingga L bernilai 6,7 m. Parameter Material Berat jenis beton ρ beton 400 kg/m 3 Berat jenis baja ρ baja 7850 kg/m 3 a. Beban Mati (keseluruhan) 1) Pelat Panjang (l) Dimensi Pelat 40 m Lebar (b) 11 m Tebal (t) 0,35 m q pelat ρ beton * l * b * t 400 * 40 * 11 * 0,35 369,6 ton BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-49

7 ) Balok Dimensi Balok Panjang (l) 30 m Lebar (b) 0,5 m Tebal (t) 0,8 m q balok ρ beton * l * b * t 400 *30 * 0,5 * 0,8 0,8 ton 3) Pile Cap Tipe 1 Pile Cap adalah pileap pada struktur dermaga dan trestle ang menahan tiang tunggal. Dimensi Pile Cap Tinggi (h) 1,5 m Panjang (l) 1, m Lebar (b) 1, m Jumlah buah Volume 1 Pile Cap W pile ap ((b * h) Luas Penampang Balok) * l ((1, * 1,5) (0,8 * 0,5) * 1, 1,3 m 3 ρ beton * volume * n 400 * 1,3 * 69,69 ton 4) Pile Cap Tipe Pile Cap adalah pada struktur dermaga ang menahan tiang miring. Dimensi Pile Cap Tinggi (h) 1,5 m Panjang (l) m Lebar (b) 1, m Jumlah 8 buah Volume 1 Pile Cap ((l * h) Luas Penampang Balok) * b BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-50

8 (( * 1,5) (0,8 * 0,5) * 1,,5 m 3 W pile ap ρ beton * volume * n 5) Tiang a. Tiang tegak 400 *,5 * 8 5,85 ton Dimensi Tiang Diameter (d) 0,457 m Tebal(t) 0,01 m Jumlah buah 1 * * 4 π d d t Luas 1 tiang (A) ( ) ( ) m Panjang 1 tiang (L) kedalaman + elevasi dermaga + ixit point 4,1 + 3,6 +,5 10, m Perhitungan ixit point adalah sebagai berikut : Diameter 45,7 m E,1 *10 6 kg/m 3 I 4161,33 m 4 N-SPT 13 (Merupakan nilai N-SPT dari permukaan tanah sampai dengan kedalaman 1 ). β Kh 0,015 * 13 1,95 kg /m 3 β k 4 h D 4 EI BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-51

9 β 0, Letak jepitan tiang (ixit point) ditentukan berdasarkan persamaan berikut ini : (Sumber : OCDI Hal 14 dan Tomlinson, Pile Design and Constrution Pratie, Hal 4 ) 1 Zr β Zr,5 m Diambil Fixit Point,5 meter. W tiang ρ baja * L* n * A b. Tiang miring 7850 * 10, * * ,011 ton Dimensi Tiang Diameter (d) 0,457 m Tebal(t) 0,01 m Jumlah 16 buah 1 * π * d d t 4 Luas 1 tiang (A) ( ) ( ) m Panjang 1 tiang (L) kedalaman + elevasi dermaga + ixit point 10,9 m W tiang ρ baja * L* n * A 7850 * 10, * 16* ,9 ton b. Beban Hidup Beban hidup ang bekerja pada dermaga adalah beban UDL maksimum, aitu beban truk 7,8 ton. UDL 1,4 t/m Lebar Dermaga (b) 11 m BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-5

10 Panjang Dermaga (l) 40 m q LL UDL * b * l 1,4 * 11 * ton. Beban Gelombang i. Gelombang Pada Tiang Gaa gelombang ini hana bekerja dari seabed hingga HWS. Gambar 4.45 Gaa gelombang pada tiang ρ air laut 105 kg/m 3 BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-53

11 g 9,81 m/dt h tinggi muka air kedalaman + HWS 4,1 + 1,6 5,7 m k bilangan gelombang 0,1 D H diameter tiang panang dermaga 0,457 m tinggi gelombang renana 50 tahunan 5,1 m C D koeisien drag ( C D 1 ) C M koeisien inersia ( C M 1,7 ) Gaa Drag Maksimum F d max ( kh) + ( kh) 1 sinh kh ρgcd DH 16 sinh F d max 1, 4 ton Gaa Inersia Maksimum π ρ 8 tanh ( ) Fi max gc m D H kh F i max 0,34 ton Total gaa horizontal ang terjadi pada struktur tiang adalah : F x F d max osωt osωt F i max sinωt Gaa gelombang pada tiang panang akan maksimum jika nilai besar gaa gelombang per tiang panang adalah Fx 1,4 ton ω t 0 sehingga ii. Gelombang Pada Tepi Dermaga Gaa ini hana bekerja pada elevasi atas tepi dermaga ang terkena gelombang. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-54

12 S Gambar 4.46 Gaa gelombang pada tepi dermaga Gaa gelombang pada tepi dermaga diturunkan dari OCDI (hal 35): ρ g H P k h + s + t k h + s k osh kh P 1,0 ton/m Dimana : ρ air laut 105 kg/m 3 g 9,81 m/dt ( sinh ( ) sinh ( )) h H tinggi muka air kedalaman + HWS 4,1 + 1,6 5,7 m tinggi gelombang renana 50 tahunan 5,1 m k bilangan gelombang 0,1 t tebal pelat dermaga 0,35 m S Elevasi atas HWS t 3,6 1,6 0,35 1,65 m BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-55

13 d. Beban Arus Gaa arus bekerja dari seabed hingga HWS. Drag Fores Gambar 4.47 Gaa arus F D 1 C D ρ AU 0 1 *1*1,05*(5,7*0, 457)*1,7 0,39 ton BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-56

14 Lit Fores F L 1 C L ρ A U 0 L 1 **1,05*(5,7*0,457)*1,7 0,79 ton Beban arus merata arah horizontal F D h 0,39 0,068 5,7 ton/m Dimana : A luas penampang ang kena arus (kedalaman + HWS) * Diameter tiang panang,61 m U keepatan arus 1,7 m/s ρ berat jenis air laut 1,05 t/m 3 C D koeisien Drag (C d 1 untuk tiang panang silinder) C L koeisien Lit ( C L untuk tiang panang silinder ) e. Beban Gempa Faktor keutamaan (I) 1 Faktor respons gempa (C i ) 0,38 Faktor daktalitas (R) 5,6 W t berat total struktur total beban mati + 50% beban hidup (berat pelat + berat balok + berat pile ap + berat tiang) + 50% beban hidup (739 ton) + (50% * 616 ton) 1046,9 ton Ci V Wt R V 71 ton Beban gempa ini akan terbagi rata pada setiap portal. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-57

15 . Beban Berthing dan Pemilihan Fender General Cargo 1000 DWT Uraian Satuan General argo Ships DWT / GRT ton 1000 LOA m 67 BEAM m 10,9 DRAFT m 3,9 Keepatan merapat m/dt 0,08 Sudut merapat derajat 10 Perhitungan Beban Berthing Metode perhitungan beban berthing pada perenanaan dermaga ini diambil dari OCDI. Koeisien Eksentrisitas (C e ) C e 1 1+ l r Diambil nilai C e maksimum 1 Koeisien Masa Semu (C m ) C m 1+ π d x C B b C b L Bd pp Dimana: volume air ang dipindahkan kapal log ( ) log ( DWT ) 1766 ton BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-58

16 L pp panjang garis air (m) log ( Lpp) log ( DWT ) 63 m B d lebar kapal 10,9 m drat kapal 3,9 m Dengan memasukkan nilai-nilai variabel ang ada, maka diperoleh besar: C b 0,66 dan C m 1,85 Koeisien Sotness (C S ) Nilai koeisien sotness diambil sebesar 1 (OCDI). Koeisien Konigurasi penambatan (C C ) C 1 untuk jenis struktur dermaga dengan pondasi tiang. Sehingga besar energi berthing adalah: E M sv C C C C e m s 1766*0, 08 *1*1,85*0, 66*1 10,7 knm Energi ang diserap ender 10,7 5,35 knm Gaa Berthing adalah : F Berthing MsV t 1766*0, ,3 ton Pemilihan Fender Hasil perhitungan energi berthing di atas akan menentukan jenis ender ang akan digunakan. Dalam pemilihan ini, akan menggunakan rumus dari Fentek Marine Fendering Sstem. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-59

17 Dari hasil analisa energi berthing, maka diperoleh energi berthing maksimum sebesar E E *SF, di mana SF diambil sebesar, sehingga E A adalah 1.07 ton-m. Dengan A energi sebesar itu, maka dipilih ender V-shaped tipe SV 50H V4, dengan spesiikasi sebagai berikut: Tabel 4.11 Energi ender V-shaped tipe SV 50H V4 Vendor Shibata Tipe V-Shaped SV 50H V4 Energi (E) knm 6.8 Reaksi (R) kn 3 Gambar 4.48 Dimensi ender. Gambar 4.49 Kurva energi BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-60

18 Jarak Antar Fender Gambar 4.50 Ilustrasi jarak antar ender. ( δ ) S R R P + + C B B U F R B 1 B L OA + 8* B Dimana: S jarak antar ender R B radius bow kapal P U proeksi ender δ F deleksi ender 0,45 * P U C ruang kebebasan ( 5%-15% Pu) Tabel 4.1 Jarak antar ender Jenis Jenis Rb Pu δφ C Smaks Kapal Fender (m) (m) (m) (m) (m) 1000 DWT V-Shaped SV 50H V4 8,5 0,5 0,115 0,075 5 Dari hasil perhitungan di atas, maka jarak antar ender ang diambil dan memenuhi kriteria adalah 4,5 m. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-61

19 Hull Pressure Untuk perenanaan rontal rame, tekanan izin lambung kapal diambil dengan mengau kepada BS 6349 Part 4, aitu: Tabel 4.13 Hull pressure Hull Pressures dapat dihitung dengan menggunakan rumus: R P W H P p Dimana: P hull pressure (kn/m ) ΣR total reaksi ender (N/m) W lebar panel (m) H tinggi panel (m) P p permissible hull pressure/tekanan kontak izin (kn/m ) Tabel 4.14 Perhitungan hull pressure Jenis Jenis Pp Rmax W H Areq P Kapal Fender kn/m kn m m m kn/m 1000 DWT V-Shaped SV 50 V 600,00 3 0,5 3,5 1, Elevasi Pemasangan Fender Untuk mengantisipasi bervariasina ukuran kapal ang bersandar maka perlu diperhitungkan elevasi renana pemasangan ender rame terhadap kapal ang terkeil pada saat air surut. Elevasi rame juga akan menentukan elevasi pemasangan ender sehingga titik kontak pada saat air terendah untuk kapal dengan reeboard keil tidak merusak sistem ender ang dipasang. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-6

20 Gambar 4.51 Ilustrasi pemasangan ender General Cargo Ship 1000 DWT kondisi pasang Gambar 4.5 Ilustrasi pemasangan ender General Cargo Ship 1000 DWT kondisi surut BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-63

21 g. Beban Mooring dan Pemilihan Bollard Data Untuk Perhitungan Beban Mooring Data Kapal Uraian Satuan General argo Ships DWT / GRT ton 1000 LOA m 67 BEAM m 10,9 DRAFT m 3,9 Freeboard m 1,8 LPP m 63 ρ UDARA 1,5 kg/m 3 ρ AIR LAUT 105 kg/m 3 Perhitungan Beban Mooring Akibat Gaa Angin Arah Transversal F C * ρ * A * V *10 4 TW TW U L W Dimana: C TW A L koeisien gaa angin transversal, diambil maksimum dari Gambar 4.39, akni sebesar 3. luas bidang proeksi longitudinal lambung kapal di atas air, akni L OA * Freeboard V W keepatan angin renana, diambil keepatan angin maksimum 1 tahunan, akni 1,36 m/dt. Sehingga besar gaa angin transversal / F TW ang terjadi adalah: ( ) ( ) 4 F TW 3*1, 5* 67 *1,8 * 1,36 *10 F TW 6,9 kn 0,7 ton Arah Longitudinal F C * ρ * A * V *10 4 LW LW U T W Dimana: C LW koeisien gaa angin longitudinal, diambil maksimum dari Gambar 4.39, akni sebesar 0,8. A T luas bidang proeksi transversal lambung kapal di atas air, akni Beam * Freeboard V W keepatan angin renana, diambil keepatan angin maksimum 1 tahunan, akni 1,36 m/dt. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-64

22 Sehingga besar gaa angin transversal / F LW ang terjadi adalah: ( ) ( ) 4 F LW 0,8*1,5* 10,9*1,8 * 1,36 *10 F LW 0,9 kn 0,03 ton Perhitungan Beban Mooring Akibat Gaa Arus Arah Transversal F C * C * ρ * A * V *10 4 TC TC CT A L C Dimana: C TC koeisien gaa arus transversal, diambil dari Gambar 4.40, akni sebesar 1. C CT aktor koreksi kedalaman, diambil dari Gambar 4.41, akni sebesar. A L luas bidang proeksi longitudinal lambung kapal di bawah air, akni L PP * Drat keepatan arus renana pada hasil survei didapat sebesar 1,17 m/dt V Sehingga besar gaa arus transversal / F TC ang terjadi adalah: ( ) ( ) 4 F TC 1* *104 * 63*3,9 * 1,17 *10 F 68,8 kn 6,9 ton TC Arah Longitudinal F C * C * ρ * A * V *10 4 LC LC CL U T C Dimana: C LC koeisien gaa arus transversal, diambil maksimum dari Gambar 4.40, akni sebesar 0,4. C CL aktor koreksi kedalaman, diambil dari Gambar 4.41, akni sebesar 0,5. A T luas bidang proeksi longitudinal lambung kapal di bawah air, akni Beam * Drat keepatan arus renana pada hasil survei didapat sebesar 1,17 m/dt V C Sehingga besar gaa angin transversal / F LC ang terjadi adalah: ( ) ( ) 4 F LC 0,4 * 0,5*104 * 10,9 *3,9 * 1,17 *10 F LC 3,6 kn 0,36 ton Sehingga beban tambat untuk masing-masing arah adalah: Arah Longitudinal : FL FLC + FLW F L 0,36 + 0,03 F L 0,39 ton Arah Transversal : FT FTC + FTW F T 6,9 + 0,7 F 7,6 ton T BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-65

23 Pemilihan Bollard Kemudian hasil perhitungan tersebut di atas dianalisis untuk memperoleh beban maksimum ang bekerja pada bollard sebagai berikut: Beban arah melintang / transversal akan dipikul oleh: 1 Head Line dan 1 Stern Line, ang masing-masing membentuk sudut maksimum 45 0 terhadap axis memanjang dermaga Breast Line (ater dan orward), ang masing-masing membentuk sudut tegak lurus terhadap axis memanjang dermaga Sehingga beban pada titik tambat adalah: 7,6 ( *0,707) + ( *1 ), ton Beban arah memanjang / longitudinal akan dipikul oleh: Spring Line, masing-masing membentuk sudut maksimum 15 0 terhadap axis memanjang dermaga. Sehingga beban pada titik tambat adalah: 7,6 (*0,966) 3,9 ton Sehingga berdasarkan perhitungan di atas, pemasangan bollard 5 ton untuk dermaga Pulau Kalukalukuang ukup memadai. Menurut Tabel..1 dalam OCDI untuk kapal dengan gross tonnage 500< GT 1000 ton memiliki beban tambat 5 ton, sehingga untuk dermaga ini dipakai bollard dengan kapasitas 5 ton. Tabel 4.15 Tabel beban mooring BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-66

24 4.4. Struktur Trestle Struktur trestle berungsi sebagai penghubung antara dermaga dengan daratan. Trestle direnanakan sepanjang 160 m. Seperti telah disebutkan sebelumna, pembangunan trestle ini akan dilaksanakan per tahap dengan panjang modul adalah 80 m. Berikut adalah data-data umum ang menjadi auan dalam perhitungan pembebanan: Dimensi Trestle Ukuran dermaga Satuan Panjang trestle 80 m Lebar trestle 6 m Elevasi trestle 3,6 m Parameter Gelombang (Joseph W. Tedeso: Strutural Dnami) Tinggi gelombang renana untuk perhitungan struktur, dengan perioda ulang 50 tahunan: 5,1 m. (Sumber : Per Bruun, Port Engineering Volume 1 Chapter, Hal 48). Perioda gelombang renana (OCDI, hal. 44) T 3,86 H 1 3,86 5,1 8,8 dt Bilangan gelombang (k), didapat dengan ara trial dan error menggunakan persamaan dispersi: ω Dimana: gk tanh ( kh) ω π T BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-67

25 h g T kedalaman perairan + HWS 3,8 + 1,6 5,4 m perepatan gravitasi 9,81 m/dt perioda gelombang 8,8 detik Dengan memasukkan variabel-variabel di atas, didapat nilai k sebesar 0,10 Panjang gelombang (L), didapat dengan menggunakan persamaan: 1 ( ) π h L π hlo 1 3 Lo Dimana : gt Lo π L o panjang gelombang di laut dalam L o 11, m. Sehingga L ( panjang gelombang di laut dangkal ) bernilai 61, m. Parameter Material Berat jenis beton ρ beton 400 kg/m 3 Berat jenis baja ρ baja 7800 kg/m 3 a. Beban Mati (keseluruhan) 1) Pelat Dimensi Pelat Panjang (l) 80 m Lebar (b) 6 m Tebal (t) 0,35 m W pelat ) Balok ρ beton * l * b * t 400 * 80 * 6 * 0,35 403, ton Dimensi Balok Panjang (l) 74 m Lebar (b) 0,5 m BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-68

26 Tebal (t) 0,8 m W balok ρ beton * l * b * t 400 *74 * 0,5 * 0,8 63,04 ton 3) Pile Cap Pile Cap pada trestle menahan tiang tunggal. Dimensi Pile Cap Tinggi (h) 1,5 m Lebar (b) 1, m Jumlah 38 buah Volume 1 Pile Cap ((b * h) Luas Penampang Balok) * b ((1, * 1,5) (0,8 * 0,5) * 1 1,3 m 3 W pile ap 4) Tiang ρ beton * volume * n 400 * 1, *38 10,38 ton Dimensi Tiang Diameter (d) 0,457 m Tebal(t) 0,01 m Jumlah 38 buah 1 * π * d d t 4 Luas 1 tiang (A) ( ) ( ) 0,0085 m Panjang 1 tiang (L) q tiang kedalaman + elevasi trestle + ixit point 3,8 + 3,6 +,5 9,9 m ρ baja * L* n * A 7850 * 9,9 * 38 * BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-69

27 b. Beban Hidup 5,007 ton. Beban hidup ang bekerja pada trestle adalah beban UDL maksimum, berupa truk 7,8 ton. UDL 1,4 t/m Lebar Trestle (b) 6 m Panjang Trestle (l) 80 m W LL UDL * b * l 1,4 * 6 *80 67 ton. Beban Gelombang i. Gelombang Pada Tiang Gaa gelombang ini hana bekerja dari seabed hingga HWS. Gaa Drag Maksimum F d max ( kh) + ( kh) 1 sinh kh ρgcd DH 16 sinh F d max 1,4 ton Gaa Inersia Maksimum π ρ 8 tanh ( ) Fi max gc m D H kh F i max 0,37 ton Total gaa horizontal ang terjadi pada struktur tiang adalah : F F x d max osωt osωt F i max sinωt BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-70

28 Gaa gelombang pada tiang panang akan maksimum jika nilai besar gaa gelombang per tiang panang adalah F x 1,4 ton. ω t 0 sehingga Dimana : ρ air laut 105 kg/m 3 g 9,81 m/dt h tinggi muka air kedalaman + HWS 3,8 + 1,6 5,4 m k bilangan gelombang 0,10 D diameter tiang panang dermaga 0,457 m H tinggi gelombang renana 50 tahunan 5,1 m C D koeisien drag ( C D 1 ) C M koeisien inersia ( C M 1,7 ) Gambar 4.53 Gaa gelombang pada tiang BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-71

29 ii. Gaa Gelombang Pada Tepi Gaa ini hana bekerja pada elevasi atas tepi trestle ang terkena gelombang. S Gambar 4.54 Gaa gelombang pada tepi trestle Gaa gelombang pada tepi dermaga diturunkan dari OCDI (hal 35): ρ g H P k h + s + t k h + s k osh kh ( sinh ( ) sinh ( )) P 1,04 ton/m Dimana : ρ air laut 105 kg/m 3 g 9,81 m/dt h H tinggi muka air kedalaman + HWS 3,8 + 1,6 5,4 m tinggi gelombang renana 50 tahunan 5,1 m k bilangan gelombang 0,10 t tebal pelat dermaga 0,35 m S Elevasi atas HWS t 3,6 1,6 0,35 1,65 m BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-7

30 d. Beban Arus Gaa arus bekerja dari seabed hingga HWS. Drag Fores Gambar 4.55 Gaa arus F D 1 C D ρ AU 0 1 *1*1,05*(5, 4*0,457)*1,7 0,37 ton Lit Fores F L 1 C L ρ A U 0 L 1 **1,05*(5, 4*0, 457)*1,7 BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-73

31 0,74 ton Beban arus merata arah horizontal F D h 0,37 0,068 5,4 ton/m Dimana : A luas penampang ang kena arus (kedalaman + HWS) * Diameter tiang panang,48 m U keepatan arus 1,7 m/s ρ berat jenis air laut 1,05 t/m 3 C D koeisien Drag (C d 1 untuk tiang panang silinder) C L koeisien Lit ( C L untuk tiang panang silinder ) e. Beban Gempa Faktor keutamaan (I) 1 Faktor respons gempa (C i ) 0,38 Faktor daktalitas (R) 5,6 W t berat total struktur total beban mati + 50% beban hidup (berat pelat + berat balok + berat pile ap + berat tiang) + 50% beban hidup (81 ton) + 50% * 67 ton 1147,63 ton Ci V W R V 77,9 ton Beban gempa ini akan terbagi rata pada setiap portal. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-74

32 4.5 Analisis Struktur Material Material ang digunakan dalam perenanaan ditetapkan sebagai berikut: a. Beton Beton dalam hal ini merupakan beton bertulang biasa, or di tempat. 1) Karakteristik material beton untuk dermaga adalah sebagai berikut: Jenis Pelat Balok Pile Cap Mutu K300 K300 K300 ) Kekuatan Tarik Kekuatan beton di dalam tarik adalah suatu siat ang penting ang mempengaruhi perambatan dan ukuran dari retak di dalam struktur. Kekuatan tarik adalah suatu siat ang lebih bervariasi dibanding kekuatan tekan, dan besarna berkisar antara 10 sampai 15 % dari kekuatan tekan. Kekuatan tarik ( t )dari perobaan pembelahan silinder telah ditemukan sebanding dengan ( ) '. Dalam SI, dengan ' 3) Modulus Elastisitas dan t dalam Mpa. t 0,5 ' sampai 0,6 ' untuk beton berbobot biasa t 0,4 ' sampai 0,5 ' untuk beton berbobot ringan Modulus elastisitas beton berubah-rubah menurut kekuatan. Modulus elastisitas juga bergantung pada umur beton,siat-siat dari agregat dan semen, keepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji. Rumus empiris ang diberikan oleh ACI M: E 4700 untuk beton biasa ' BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-75

33 Dimana: E modulus elastisitas beton w berat jenis beton (kg/m 3 ) 4) Kekuatan Lentur Kekuatan lentur (M n ) dapat diperoleh dengan menggunakan tegangan persegi ekivalen sebagai berikut : ' C 0,85 ba T A s Di mana pemakaian dari memisalkan bahwa tulangan meleleh sebelum kehanuran beton. Penamaan C T menghasilkan: As a ' 0,85 b M n A s ( d a / ) Dimana: C a b ' gaa tekan (N) tinggi distribusi tegangan persegi (mm) lebar penampang beton (mm) kekuatan tekan (MPa) A s luas tulangan tarik (mm ) d tegangan tarik leleh (MPa) ketinggian eekti (mm) 5) Perbandingan Tulangan ( ρ ) Perbandingan tulangan ( ρ ) digunakan untuk menatakan jumlah relati dari tulangan tarik di dalam suatu balok seara lebih mudah. ρ 6) Perbandingan Tulangan Maksimum A s bd BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-76

34 Untuk menjamin pola keruntuhan ang daktail di dalam lentur, maka aat peraturan ACI membatasi jumlah tulangan tarik untuk tidak melebihi 75 % dari tulangan keadaan regangan berimbang, aitu: maksimum ρ 0,75ρ b ρ b 0,85 ' β ρ b perbandingan tulangan dalam keadaan berimbang. Dengan ' dan dalam Mpa, β 1 0,85 untuk ' 30 MPa. Rasio dari tulangan spiral persamaan: ρ s tidak boleh kurang dari nilai ang diberikan oleh A ρ s 0,45 A g 1 ' dimana: A luas penampang bruto (tanpa tulangan) (mm ) g A s luas inti dari batang tekan bertulangan spiral, diukur dari sisi luar garis tengah spiral (mm ) 7) Perbandingan Tulangan Minimum Bila baja tulangan di dalam suatu unsur ang mengalami lentur dengan Mu ang keil hana sedikit jumlahna, balok kemungkinan akan berungsi di dalam keadaan tidak retak. 8) Penaluran dari Penulangan 1,4 ρ min Di dalam perenanaan ang berdasarkan metoda kekuatan, tujuanna adalah menapai tegangan leleh di dalam tulangan. Tegangan lekat u adalah satuan tegangan nominal di ambang pintu keruntuhan aitu, kapasitas tegangan lekat batas u. Dengan demikian panjang penaluran u L ang dibutuhkan d untuk pengangkeran batang tulangan ang bekerja dengan tegangan leleh adalah: L d d b 4 u u Di mana: BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-77

35 L d d b u u panjang penaluran (mm) garis tengah tulangan (mm) kapasitas tegangan lekat ultimit 9) Panjang Penaluran Dasar Untuk Tulangan Tarik Untuk SI dan ACI M, dengan L db dan d b dalam mm, A b dalam mm, dan ' dalam Mpa panjang penaluran dasar untuk tulangan tarik: 1) Untuk #35 M atau lebih keil Ab d L db ' atau b ) Untuk #45 M L db 6 ' 3) Untuk #55 M L db 0,36d b ' 4) Untuk kawat berproil 0,36d L db b ' 10) Panjang Penaluran Untuk Tulangan Tekan Rumus panjang penaluran untuk penulangan tekan dapat diperoleh dari persamaan berikut, dengan L L : d db L db 0,4 d b ' L 0, 44 Seara umum panjang penaluran untuk tulangan tekan: db d b BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-78

36 L As perlu 0, 44 d [ 0,75untuk penutup spiral] 00mm As ada d b 11) Kekuatan Geser Kekuatan Geser dari Beton Tidak Bertulangan Geser Kekuatan pada saat terjadina retak miring umumna sebagai retak lentur geser) diambil sebagai kekuatan geser dari suatu balok ang tidak bertulangan geser sesuai dengan peraturan ACI. Dengan mendeinisikan V sebagai kekuatan nominal dari balok dan memakai lebar web ( w b ) untuk b memberikan persamaan: V 1 6 ' ρ wvg d bwd 0,3 M u Kekuatan Geser dari Beton Bertulangan Geser ' b w d Cara tradisional dari ACI di dalam perenanaan kekuatan geser adalah dengan jalan meninjau kekuatan geser nominal V n sebagai jumlah dari dua bagian: V V + V n s Dimana: V n kekuatan geser nominal (knm) V kekuatan geser dari balok ang dikerahkan oleh beton (knm) V s kekuatan geser dari penulangan geser (knm) Dimana: V ( 1+ otα ) Av ( sinα + osα ) d A sinα s s v A v luas tulangan geser dengan jarak (mm ) s tegangan tarik leleh untuk tulangan geser s BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-79

37 Bila α 90 0 maka V s 1) Jumlah Penulangan Geser A v s d Jumlah penulangan geser tidak boleh terlalu sedikit atau terlalu banak untuk menjamin melelehna tulangan sewaktu kekuatan runtuh geser diapai. Peraturan ACI mensaratkan luas tulangan geser minimum A v sebesar : bws Av min 3 V s 1 MPa b 3 w d dimana: b w lebar penampang beton (mm) Untuk komponen struktur ang hana dibebani oleh geser dan lentur maka kekuatan geser adalah: V 1 6 ' b w d V ' ( 0,07 + 8,3ρ ) b d w w Jarak antar sengkang d s max 1 4 inhi Untuk penulangan geser minimum dilakukan berdasarkan ketentuan ang dimuat dalam SK SNI , akni sebagai berikut: Bila dipasang sengkang pengikat untuk memindahkan geser, maka luas sengkang tidak boleh diambil kurang dari ang diperlukan oleh aat 13.5 butir 5 sub 3, dan spasi sengkang pengikat tidak boleh melebihi empat kali dimensi terkeil dari elemen ang didukung atau 600 mm. Sengkang pengikat untuk geser horizontal boleh terdiri dari batangan tulangan tunggal atau kawat, sengkang berkaki banak, atau kaki vertikal dari jarring kawat-las. Semua sengkang pengikat harus dijangkarkan sepenuhna ke dalam elemenelemen ang saling dihubungkan dengan aat BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-80

38 Masing-masing aat ang telah disebutkan di atas dapat dilihat pada buku SK SNI ) Selimut Beton Selimut beton pada pekerjaan ini sebesar 8 m untuk pelat, 8m untuk balok dan 8 m untuk pile ap. Selimut beton ini penting untuk dipenuhi mengingat kebutuhan penulangan sangat dipengaruhi oleh jarak antara titik pusat tulangan utama terhadap sisi depan. Selimut ini juga diperhitungkan sebagai perlindungan terhadap korosi akibat air laut. b. Baja Tulangan Baja tulangan ang digunakan, memiliki karakteristik sebagai berikut : Yield Stress ( ) Modulus Elastisitas 350 MPa MPa. Tiang Panang Baja Tiang panang dalam perenanaan mengau kepada spesiikasi ASTM A5 atau STK-41. Tiang panang baja pada daerah splash zone akan dipasang selimut beton tebal 150 mm atau material lain. 1) Karakteristik Karakteristik tiang panang ang digunakan adalah sebagai berikut: Yield Stress ( ) Modulus Elastisitas 400 MPa MPa ) Tegangan Ijin (Allowable Stress) Tegangan ijin pada tiang panang diperhitungkan berdasarkan prosedur AISC sebagai berikut: i. Tegangan Aksial - Tegangan ijin aksial tekan diperhitungkan sebagai berikut: BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-81

39 a kl r 1.0 C kl kl 5 3 r r C 8C 3 3 * F dimana: kl kl kl nilai terbesar dari dan r r r x x C π / E F - Tegangan ijin aksial tarik diperhitungkan sebagai berikut: F a 0.6F ii. Tegangan Lentur 3) Geser Tegangan ijin lentur untuk penampang pipa diperhitungkan sebagai berikut: Fb 0.60F Fb 340 kg/m Fb F Fb kg/m Tegangan ijin geser diperhitungkan sebagai berikut: F 0.40F v Untuk tegangan geser luas penampang tiang panang adalah menapai 0.6IA. Hal ini berkaitan dengan eek beban lentur ang terjadi pada tiang pada saat bersamaan. d. Pelindung Korosi Perlindungan korosi tiang panang adalah beton or dimulai dari 100 m di bawah LWS hingga ujung tiang panang bagian atas. Tingkat korosi dari baja akan tergantung dari kondisi lingkungan tempat struktur dibangun karena laju korosi tergantung dari kondisi lokasi ang korosi. Laju korosi pada material baja dapat dilihat pada Tabel 4.16 BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-8

40 Laut Darat Tabel 4.16 Laju korosi material baja (OCDI 17) Lingkungan Korosi Laju Korosi (mm/tahun) HWS ~ Diatas 0,3 HWS ~ LWS -1m 0,1 ~ 0,3 LWS -1m ~ seabed 0,1 ~ 0, Dibawah seabed 0,03 Diatas tanah dan terekspos udara 0,1 Dibawah tanah (diatas lapisan air tanah) 0,03 Dibawah tanah (dibawah lapisan air tanah) 0,0 Dari tabel diatas kita dapat menghitung laju korosi untuk tiang panang dermaga dan trestle setelah 5 tahun. Tiang panang dermaga 0,3 x 5 tahun 7,5 mm. Tiang panang trestle 0,3 x 5 tahun 7,5 mm. Dari hitungan tersebut, dapat diperkirakan setelah 5 tahun tebal tiang panang dermaga dan trestle akan berkurang sekitar 7,5 mm. Oleh karena itu, dibutuhkan proteksi untuk mengurangi laju korosi dari tiang panang ini. BAB 4 KRITERIA DESAIN 4-83