MODIFIKASI SILO SEMEN SORONG DENGAN MENGGUNAKAN KOMBINASI STRUKTUR BAJA DAN BETON BERTULANG

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK OMITS Vol. 1, No. 1, (2013) MODIFIKASI SILO SEMEN SORONG DENGAN MENGGUNAKAN KOMBINASI STRUKTUR BAJA DAN BETON BERTULANG Hanif Aji Tirta radana Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan erencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya hanif.tirta@gmail.com Abstrak - Silo merupakan sebuah tempat penyimpanan bahan atau material yang berupa butiran maupun cairan yang berbentuk silinder ataupun persegi panjang. Struktur silo umumnya terbuat dari baja atau beton. Beton merupakan bahan struktur yang paling sering digunakan dalam pembuatan silo, karena beton dapat menawarkan perlindungan yang diperlukan untuk bahan yang disimpan, memerlukan sedikit pemeliharaan, dan relatif bebas dari bahaya struktural tertentu (seperti tekuk atau lekukan) yang mungkin terjadi pada silo. Dalam proyek akhir ini bangunan silo semen milik T. Semen Gresik (ersero) Tbk. di Kabupaten Sorong akan dimodifikasi dimodifikasi ulang khususnya pada struktur penyangga silo semen yang semula adalah struktur rangka bresing konsentrasi akan dimodifikasi menjadi beton bertulang. Sebagai enyangga Silo Semen, dimana struktur akan banyak menerima gaya tekan. Sehingga struktur baja kurang efisien digunakan karena baja tahan terhadap tarik tapi lemah terhadap tekan. Jadi apabila tetap dipakai struktur baja maka akan didapatkan profil-profil yang besar yang berakibat mahalnya biaya konstruksi. Dengan berpegang pada sifat bahan yaitu baja tahan terhadap tarik dan lemah terhadap tekan, sebaliknya beton tahan terhadap tekan dan lemah terhadap tarik. Maka didapat suatu gagasan untuk memodifikasi struktur penyangga silo. Jadi struktur penyangga silo mungkin akan lebih efisien jika menggunakan struktur beton dari segi struktural dan biaya. erhitungan ulang yang dilakukan dalam proyek Akhir ini mengacu pada peraturan yang ada pada SNI mengenai tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung, SNI mengenai tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung, SNI tentang standar perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung, dan eraturan embebanan Indonesia Untuk Gedung (IUG 1983). Sedangkan untuk analisis strukturnya digunakan program komputer SA2000. Dimana setiap langkah perhitungan akan dijabarkan sejelas mungkin sesuai dengan peraturan standar pendesainan struktur bangunan silo. Dimulai dari pendesainan seluruh struktur, dilanjutkan dengan analisis gempa respon spektrum kemudian memasukkan input perhitungan pada program SA2000. Merencanakan tulangan yang kemudian dibutuhkan pengecekan dengan semua ketentuan yang ada dan mengambarkan bangunan dalam gambar rencana. Kata Kunci : Silo, Silo Semen, Modifikasi Silo Semen I. ENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Struktur bangunan Silo ini merupakan bangunan struktur baja yang terdiri dari 2 bagian yaitu struktur penyangga silo yang merupakan struktur rangka bresing konsentris dan silo yang terbuat dari pelat baja dengan ketinggian + 37 meter dimana akan direncanakan untuk memikul gayagaya dalam yang terjadi akibat gempa dan akibat pembebanan itu sendiri, baik itu beban mati ataupun beban hidup. Mengingat lokasi bangunan silo ini akan dibangun di kabupaten sorong apua, maka sebaiknya beban gempa direncanakan terletak di zona gempa tinggi wilayah 4. ada Tugas Akhir ini silo semen sorong dimodifikasi ulang khususnya pada struktur penyangga silo semen yang semula adalah struktur rangka bresing konsentrasi akan dimodifikasi menjadi beton bertulang. Sebagai enyangga Silo Semen, dimana struktur akan banyak menerima gaya tekan. Sehingga struktur baja kurang efisien digunakan karena baja tahan terhadap tarik tapi lemah terhadap tekan. Jadi apabila tetap dipakai struktur baja maka akan didapatkan profil-profil yang besar yang berakibat mahalnya biaya konstruksi. Dengan berpegang pada sifat bahan yaitu baja tahan terhadap tarik dan lemah terhadap tekan, sebaliknya beton tahan terhadap tekan dan lemah terhadap tarik. Maka didapat suatu gagasan untuk memodifikasi struktur penyangga silo. Jadi struktur

2 JURNAL TEKNIK OMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 penyangga silo mungkin akan lebih efisien jika menggunakan struktur beton dari segi struktural dan biaya. Hooper dari bahan baja dengan kemiringan 100 terhadap dinding Struktur penyangga dari baja Hooper diganti dengan pelat beton dengan pengaku balok dan di beri penambahan beton cyclop dengan kemiringan 100 terhadap dinding Struktur penyangga dari baja 1.2 Rumusan Masalah Dalam perencanaan Silo Semen Kabupaten Sorong perlu adanya suatu perhitungan khusus sehingga didapatkan suatu desain silo semen beserta pile cap yang baik serta memenuhi standar yang telah disyaratkan dalam peraturan yang berlaku. Sehingga akan timbul suatu pertanyaan, bagaimana perencanaan suatu bangunan silo semen yang baik serta memenuhi persyaratan yang ditentukan? ada perencanaan silo semen perlu adanya desain yang baik. Hal tersebut meliputi : 1. Bagaimana perencanaan bangunan atas silo semen? 2. Bagaimana perencanaan bangunan penyangga silo semen? 3. Bagaimana perencanaan bangunan bawah silo semen? 4. Bagaimana menghitung volume struktur silo semen? 5. Bagaimana menghitung rencana anggaran biaya struktur silo semen? 6. Bagaimana membandingkan rencana anggaran biaya struktur silo semen modifikasi dengan struktur silo eksisting? 1.3 Batasan Masalah ada perencanaan ulang silo semen sorong ini memodifikasi struktur penyangga dan hooper silo semen dari yang semula baja di modifikasi menjadi beton : 1. erencanaan dimensi dan analisis struktur bangunan atas silo beton (dinding silo, hooper, dan cone), penyangga silo semen (dinding,balok dan kolom), dan bangunan bawah silo semen (pile cap dan pondasi). 2. Daftar harga satuan memakai daftar harga satuan kabupaten sorong yang disesuaikan dengan T. Semen Gersik. 3. erencanaan yang dilaksanakan tidak membahas tentang metode pelaksanaan pembangunan silo semen II. TINJAUAN USTAKA a. Umum Silo merupakan sebuah tempat penyimpanan bahan atau material yang berupa butiran maupun cairan yang berbentuk silinder maupun persegi panjang. Struktur silo terbuat dari baja atau beton. Beton bertulang merupakan bahan struktur yang paling sering digunakan dalam pembuatan silo, karena beton dapat menawarkan perlindungan yang diperlukan untuk bahan yang disimpan, memerlukan sedikit pemeliharaan, dan relatif bebas dari bahaya struktural tertentu (seperti tekuk atau lekukan) yang mungkin terjadi pada silo. Fungsi silo pada saat ini memiliki perbedaan fungsi dengan pendahulunya, dimana saat ini silo tidak hanya digunakan sebagai sarana penyimpanan semata, akan tetapi memiliki peranan yang lebih besar yaitu untuk manufakturing dan proses distribusi. Selain itu silo dimanfaatkan dalam proses produksi seperti proses mixing, blending dan proporsioning. Dewasa ini pendistribusian bahanbahan yang disimpan di dalam silo oleh pabrikpabrik industri menyebabkan banyaknya permintaan akan silo dengan kapasitas yang lebih besar dengan diameter atau ketinggian yang lebih besar. Meskipun saat ini disain dan metode pelaksanaan pembangunan silo memiliki kemajuan yang signifikan, keruntuhan silo masih sering terjadi di berbagai Negara yang menyebabkan kerugian di sektor ekonomi yang besar dan tidak jarang menimbulkan korban jiwa. Secara garis besar penyebab keruntuhan silo dapat diklasifikasikan sbb: (1) kesalahan dalam perencanaan, (2) kesalahan dalam pelaksanaan, dan (3) kesalahan pemakaian atau penggunaan. Kesalahan dalam perencanaan biasanya meliputi: prediksi kekuatan rencana yang terlalu rendah, pengabaian tekukan (buckling), pendetailan yang tidak benar dan tidak cukup lengkapnya pendetailan oleh perencana maupun pelaksana. Kesalahan pada konstruksi meliputi: kesalahan dalam tata letak, kesalahan penulangan, sumber daya yang kurang terampil dan penggunaan bahan 2

3 JURNAL TEKNIK OMITS Vol. 1, No. 1, (2013) dengan kualitas yang tidak baik. Sedangkan kesalahan penggunaan atau pemakaian meliputi: tidak sesuainya bahan pengisi silo dengan bahan yang direncanakan dan cara untuk mengganti gaya atau kecepatan pada saat pengisian maupun pengosongan silo. Untuk membantu memastikan keamanan dan kualitas struktur silo yang lebih baik, beberapa Negara telah membuat peraturan dan standar untuk perencanaan konstruksi silo. eraturan tersebut meliputi: eraturan Silo DIN 1055 (Jerman), eraturan Silo CH 302 (Uni Soviet), eraturan Silo erancis, dan ACI 313 (Amerika Serikat). b. Fasilitas enyimpanan dalam Silo Sebagian besar bahan-bahan yang disimpan di dalam silo adalah hasil pertanian, hasil tambang, pengolahan mineral, bahan-bahan kimia dan bahanbahan industri lainnya. Biasanya silo digunakan untuk penyimpanan jangka pendek, namun demikian silo juga dapat digunakan untuk penyimpanan jangka panjang. emakaian silo tidak terbatas hanya untuk bahan-bahan jadi, namun juga untuk bahan mentah dan setengah jadi. enggunaan silo baik dalam kelompok ataupun tunggal, terkadang difungsikan sebagai terminal barang untuk menerima dan pengapalan barang. Terminal seperti ini biasanya meliputi mode-mode transportasi rangkap. Contoh penggunan silo sebagai terminal adalah sbb: material didatangkan dengan kapal kemudian disimpan di terminal untuk beberapa saat, setelah itu disalurkan melalui truk, kereta api atau kapal laut lainnya untuk pengiriman ke berbagai tempat. Gambar 1. Diagram alur perancangan IV. HASIL & EMBAHASAN 4.1 embebanan ata Beban ada Dinding Silo III. METODOLOGI Janssen's Method Static vertical pressure q y = γs. R /(υ'. k). (1-e -υ '.k.y/r ) * k = (1 - sin ρ) / (1 + sin ρ) = Static lateral pressure on silo wall y = q y. K d = y. Cd Friction force on silo wall V y = R. (γs. Y - 0,8. q y ) Vd = V y. Cd * Cd = Overpressure factor H/D = 1.43

4 JURNAL TEKNIK OMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 Data Beban ada Cone Janssen's Method Static pressure on inclined silo hopper β q α = p. Sin 2 β + q Cos 2 β β = 60 sin 2 β = 0.75 cos 2 β = 0.25 Static vertical pressure q y = γs. R /(υ'. k). (1-e -υ '.k.y/r ) * k = (1 - sin ρ) / (1 + sin ρ) = Static lateral pressure on silo wall Data Beban ada Hooper α y = q y. K d = y. Cd Janssen's Method Static pressure on inclined silo hopper q α = p. Sin 2 α + q Cos 2 α α = 10 sin 2 α = 0.03 cos 2 α = 0.97 q α V = q α. Cosα q α H = q α. sinα Static vertical pressure q y = γs. R /(υ'. k). (1-e -υ '.k.y/r ) * k = (1 - sin ρ) / (1 + sin ρ) = Static lateral pressure on silo wall Beban Angin α y = q y. K d = y. Cd /2 /2 UBC Method Tekanan Angin = Ce. Cq. qs. Iw 2 = Desain Tekanan Angin (kg/m2) Ce = Kombinasi ketinggian, bukaan dan koefisien faktor hembusan angin Cq = Koefisien tekanan untuk struktur atau bagian struktur yang dipertimbangkan = 0.8 qs = Stagnasi (keadaan berhenti) tekanan angin pada ketinggian standar 33 feet (10000 mm) = 70 kg/m2 (120 km/jam) Iw = Faktor keutamaan = 1.15 D = m R = 7.50 m 4.1 Resume Balok dan Kolom Table 4.1 Resume penulangan balok No Nama Balok Kebutuhan Luas Tulangan Tulangan Terpasang Elevasi Output SA200 Luas Tulangan jml Ø Jarak 1 B 30x Tul. Atas 340 mm mm Tul. Bawah 340 mm mm Tul. Tengah 0 mm2 0 mm2 Sengkang 0.25 mm2/mm mm2/mm B 40x Tul. Atas mm mm Tul. Bawah mm mm Tul. Tengah mm mm Sengkang mm2/mm mm2/mm B 60x Tul. Atas mm mm Tul. Bawah mm mm Tul. Tengah mm mm Sengkang mm2/mm mm2/mm B 80x Tul. Atas mm mm Tul. Bawah mm mm Tul. Tengah mm mm Sengkang mm2/mm mm2/mm B 80x Tul. Atas mm mm Tul. Bawah mm mm Tul. Tengah mm mm Sengkang mm2/mm mm2/mm B 80x Tul. Atas mm mm Tul. Bawah mm mm Tul. Tengah mm mm Sengkang mm2/mm mm2/mm Nama Balok Table 4.2 Resume penulangan kolom OUTUT SA 2000LANGAN LENTUR TERASAN TULANGAN GESER TERASANG As Geser Max. As Jumlah Rasio Terpasang φ lentur φ geser Jarak (mm2/mm) terpasang Kaki (mm2/mm) 1 Kolom 750x D Ø Kolom Diameter D Ø Kolom enyangga Hoop 1 D Ø /2 /2 /2 /2 /2 /2 Table 4.3 Resume penulangan horisontal Dinding geser ASt1 Tul Terpasang Tebal Elv. Akibat kombinasi As diperlukan As terpasang Ø S Dinding (m) (mm2) (mm2) (mm) (mm) 50 cm 0-1 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 1-2 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 2-3 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 3-4 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 4-5 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 5-6 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 6-7 1,2DL+1,6LL+1,6C cm 7-8 1,2DL+1,6LL+1,6C Gambar tampak atas permodelan gaya angin arah X & arah Y

5 JURNAL TEKNIK OMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 Table 4.4 Resume penulangan Vertikal Dinding geser ASt2 Tul Terpasang Tebal Elv. Akibat kombinasi As diperlukan As terpasang Ø S Dinding (m) (mm2) (mm2) (mm) (mm) 50 cm 0-1 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 1-2 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 2-3 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 3-4 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 4-5 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 5-6 1,2DL+1,6LL+1,6C Tul Min cm 6-7 1,2DL+1,6LL+1,6C cm 7-8 1,2DL+1,6LL+1,6C Analisa Data Tanah Table 4.4 Resume tiang pancang Reaksi Reaksi Daya Dukung Daya Dukung Tiang ancang Tanah Bahan CEK Beban Tetap tekan < < OK cabut 0 0 < 48 OK M crack < 29 OK Beban Sementara tekan < < OK cabut < 72 OK M crack < 29 OK 6.1 KESIMULAN Dari pembahasan yang telah diuraikan dalam Laporan royek Akhir ini diperoleh hasil sebagai berikut : 5 a. Struktur Sekunder 1. Cone elat cone tebal 16 mm struktur penyusun terdiri dari HB 400 x 400 x 13 x 21 dan HB 250 x 250 x 9 x Hopper tebal pelat hopper 50 cm balok hopper = 80 cm x 60 cm Reference : Daya Dukung Tiang ondasi Berdasarkan Hasil Standard enetration Test (ST) dengan Metode Luciano Decourt (1996) Wika ile Classification Diameter Tiang ancang Dp = 0.6 m Kelas = C Keliling Tiang Up = π x D = m Berat tiang = kg/m' Tebal dinding tiang = 100 mm Mutu beton spun pile (fc') = 49.8 Mpa K-600 Modulus elastisitas beton (E) = kg/cm2 Momen inersia tiang (I) = π/64 D^4) = cm^4 fpe = kg/cm2 Allowable axial = T Bending moment crack = 29 Tm Bending momen ultimate = 58 Tm Daya Dukung Aksial ondasi Tiang Qu = k Np Ap + (Ns/3 + 1 ) As = T dimana : k = 12 t/m2 (untuk lempung) k = 20 t/m2 (untuk lempung - lanau) k = 25 t/m2 (untuk pasir - lanau) k = 40 t/m2 (untuk pasir) Np = (nilai N di dasar tiang) Ns = (nilai rata-rata N sepanjang tiang) Ap = m2 (luas penampang dasar tiang) As = m2 (luas selimut tiang) Qa = Qu / Sf = T Sf = 3 b. Struktur imer 1. Atap pelat baja tebal 12 mm balok ring UN 400x110x14x18 balok induk wf 400 x 200 x 8 x 13 balok anak wf 300 x 150 x 6,5 x 9 2. Dinding tebal dinding silo elv ± adalah dinding geser t =50 cm tebal dinding silo elv adalah pelat baja t = 16 mm tebal dinding silo elv adalah pelat baja t = 12 mm 3. Kolom kolom K-1 ukuran 0.75m x 1.25m kolom K-2 ukuran Diameter 1 m 4. Balok balok elv ukuran 0.4m x 0.6m dan 0.3m x 0.4m balok elv ukuran 0.8m x 0.8m, 0.8m x 0.6m, 0.6m x 0.8m. balok elv ukuran 0.8 m x 0.6 m balok untuk penyangga hooper ukuran 0.6mx 0.6m

6 JURNAL TEKNIK OMITS Vol. 1, No. 1, (2013) c. Struktur Bawah Dimensi poer segi delapan dengan Tebal poer 2 m Dimensi tiang pancang Ø 60 cm Jumlah T. 97 buah dengan L = 28 m d. Rencana Anggaran Biaya Diperoleh biaya total struktur silo semen sebesar Rp e. erbandingan Rencana Anggaran Biaya Dari data eksisting biaya total struktur silo semen eksisting sebesar Rp ,00 + Rp ,00 =Rp ,00 Diperoleh selisih biaya struktur silo semen lama dengan yang telah di modifikasi sebesar Rp ,00. DAFTAR USTAKA Departemen ekerjaan Umum, Tata Cara erhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI ), Bandung: Yayasan Badan enerbit U, Departemen ekerjaan Umum, Tata Cara erencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI ), Bandung: Yayasan Badan enerbit U, Departemen ekerjaan Umum, Standar erencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI ), Jakarta: Yayasan Badan enerbit U, Departemen ekerjaan Umum, eraturan embebanan Indonesia untuk Gedung (IUG 1983), Bandung: Yayasan Lembaga enyelidikan Masalah Bangunan, Safarian, S. S., and Harris, E. C., Design and Construction of Silos and Bunkers, New York: Van Nostrand Reinhold, International Conference of Building Officials, Uniform Building Code 1997 (UBC 1997), California: International Conference of Building Officials, American Concrete Institute Committee, Standard ractice for Design and Construction of Concrete Silos and Stacking Tubes for Storing Granular Materials (ACI ), Farmington Hills: American Concrete Institute,1997.