Contoh Tugas akhir Sheet pile

Perpustakaan Unika

TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan Pendidikan Program Studi Strata 1 ( S – 1 ) Pada Program Studi Teknik sipil Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang

Disusun oleh : Roy Klavert NIM : 03.12.0037

Sumarwono NIM : 03.12.0050

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009

i

Perpustakaan Unika

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG Disusun oleh : Roy Klavert NIM : 03.12.0037


Disetujui oleh : Semarang, Februari 2009

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

( Ir. Budi santosa , MT. )

( Daniel Hartanto ST,MT.)

Disahkan Oleh : Dekan Fakultas Teknik

( Dr.M.I. Retno Susilorini, ST, MT. )


ii

Perpustakaan Unika

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG

Disusun oleh : Roy Klavert NIM : 03.12.0037


Disetujui oleh : Semarang, Februari 2009

Dosen Penguji I

Dosen Penguji II

( Ir. Budi santosa , MT. )

( Ir. Widija Seseno , MT.)

Dosen Penguji III

( Daniel Hartanto ST , MT.)


iii

Perpustakaan Unika

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan anugerah dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir. Tugas Akhir dengan judul “PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG“ ini

disusun dalam rangka memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana (S-1) pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Katolik Soegijapranata. Dalam pelaksanaan maupun pembuatan tugas akhir ini, penulis memperoleh banyak bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. Budi Santosa, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing kami dalam menyusun tugas akhir dan yang sekaligus sebagai dosen penguji, 2. Daniel Hartanto, ST.MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing kami dalam menyusun tugas akhir, 3. Ir. Widija Suseno, MT, selaku dosen penguji dalam penulisan tugas akhir ini, 4. Dr.M.I. Retno Susilorini, ST.MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Sipil, 5. Kedua orang tua yang selalu memberikan doa dan dorongan semangat dalam kegiatan yang kami lakukan sehari-hari, 6. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan

satu persatu yang telah

memberikan bantuan secara materiil maupun spiritual selama penyusunan tugas akhir. Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan kasih karunia-Nya kepada semua pihak yang telah banyak memberikan bantuan dan bimbingan.Kami berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkan. Januari 2009 Penulis iv

Perpustakaan Unika

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL..................................................................................................... ....................

i

LEMBAR PENGESAHAN .........................................................................................

ii

KARTU ASISTENSI ...................................................................................................

iv

KATA PENGANTAR .................................................................................................

vi

DAFTAR ISI ................................................................................................................

vii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................

ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................................

xi

DAFTAR NOTASI/SIMBOL ......................................................................................

xii

Bab I Pendahuluan .....................................................................................................

1

1.1

Tinjauan Umum ...........................................................................................

1

1.2

Latar Belakang .............................................................................................

1

1.3

Tujuan Tugas Akhir .....................................................................................

2

1.4

Pembatasan Masalah ....................................................................................

2

1.5

Sistematika Penulisan ...................................................................................

3

Bab II Tinjauan Pustaka ..............................................................................................

4

2.1

Tinjauan Umum ...........................................................................................

4

2.2

Konstruksi Dock ...........................................................................................

6

2.3 Pradesain Konstruksi Dock ..........................................................................

9

2.4

Spesifikasi Graving Dock .............................................................................

10

2.5

Pembebanan Dock .........................................................................................

15

2.5.1 Beban Primer.........................................................................................

15

2.5.2 Beban sekunder .....................................................................................

16

2.5.3 Beban Khusus .......................................................................................

19

Perhitungan Struktur .....................................................................................

21

2.6.1 Perhitungan Struktur Atas .....................................................................

21

2.6.2 Perhitungan Struktur Bawah .................................................................

23

2.6

Bab III Metodologi Perencanaan ................................................................................... 30 vii

Perpustakaan Unika

3.1 Metodologi Perencanaan Graving Dock ..........................................................

30

3.2

Dasar Perencanaan ........................................................................................... 33

3.3

Metode Perhitungan ......................................................................................... 34

Bab IV Perhitungan Struktur........................................................................................ 4.1

35

Perhitungan Beban-beban aksial yang bekerja ..............................................

35

4.1.1 Beban Primer.........................................................................................

35

4.1.2 Beban Sekunder ....................................................................................

35

4.1.3 Beban Khusus .......................................................................................

37

4.2

Perhitungan Dinding Dock .............................................................................

42

4.3

Perhitungan Lantai Dock ................................................................................

46

4.4

Perhitungan Pondasi (Tiang Panjang) ............................................................

53

4.4.1 Menentukan Daya Dukung Tanah ........................................................

53

4.4.2 Menenntukan Panjang Tiang Pancang ..................................................

54

4.4.3 Menentukan Ultimate Pile Capacity (Qult) .........................................

56

4.4.4 Menentukan Efisiensi Kumpulan Tiang (Pile Group Efficiency) .........

59

4.5 Perhitungan Sheet Pile Pada Saat Pelaksanaan ...............................................

61

4.5.1 Menentukan Tekanan Tanah Yang Bekerja .........................................

61

4.5.2 Menentukan Letak Angker...................................................................

65

4.5.3 Menentukan Kedalaman Penetrasi Sheet Pile (Deep of cut off) ..........

66

4.5.3 Menentukan Momen Terbesar Pada Turap / Sheet Pile .......................

67

Perhitungan Deadman / Angker / Jangkar .....................................................

67

4.6.1 Menentukan Dimensi Satng Angker / Deadman .................................

67

4.6.2 Menentukan Besar Diameter Tierod ....................................................

68

4.6.3 Menentukan Dimensi Angker / Deadman ...........................................

68

Kesimpulan .....................................................................................................

72

4.6

Bab V

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... xiv GLOSARI ....................................................................................................................... xv LAMPIRAN

viii

Perpustakaan Unika

DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1 Peta Lokasi Perencanaan ......................................................................

5

Gambar 2.2 Peta Lokasi Perencanaan Terhadap Jalan Kota ....................................

5

Gambar 2.3 Dock Apung ( Floating Dock ). ............................................................

6

Gambar 2.4 Dock Tarik ( Slip Way ). .......................................................................

7

Gambar 2.5 Dock Angkat ( Syncrolife Dry Dock ) ..................................................

8

Gambar 2.6 Dock Gali ( Graving Dock ) .................................................................

8

Gambar 2.7 Pradesain Dock ..................................................................................... 10 Gambar 2.8 Tampak Dock ...................................................................................... 11 Gambar 2.9 Metode Pengikatan Kapal Pada Dermaga / Dock ................................ 13 Gambar 2.10 Detail 1 ( Bentuk alat penambat ) ....................................................... 13 Gambar 2.11 Detail 2 Posisi Kapal Terhadap Fender .............................................. 14 Gambar 2.12 Detail 3 ( Bentuk alat penambat )........................................................ 14 Gambar 2.13 Capstan & Houling Winch .................................................................. 14 Gambar 2.14 Sketsa Melintang Kapal ...................................................................... 16 Gambar 2.15 Tiupan Angin Pada Kapal ................................................................... 17 Gambar 2.16 Benturan Kapal Pada Dinding / Fender .............................................. 18 Gambar 2.17 Kombinasi Pembebanan Pertama ........................................................ 19 Gambar 2.18 Kombinasi Pembebanan Kedua .......................................................... 20 Gambar 2.19 Kombinasi Pembebanan Ketiga .......................................................... 21 Gambar 2.20 Single Row for a Wall.......................................................................... 26 Gambar 2.21 Daerah Tekanan Pada Tiang ............................................................... 27 Gambar 2.22 Double Row for a Wall ........................................................................ 28 Gambar 2.23 Triple Row for a Wall .......................................................................... 29 Gambar 3.1 Diagram Alir Struktur Dock Gali ......................................................... 30 Gambar 3.2.a Diagram Alir Tahap Perencanaan ....................................................... 31 Gambar 3.2.b Diagram Alir Tahap Perencanaan ( Lanjutan ) ................................... 32 Gambar 4.1 Diagram Beban Saturated Soil .............................................................. 38 Gambar 4.2 Diagram Beban Muatan Block .............................................................. 39 ix

Perpustakaan Unika

Gambar 4.3 Diagram Beban Uplift ........................................................................... 39 Gambar 4.4 Diagram Beban Tekanan Hidrostatis Air Laut ..................................... 41 Gambar 4.5 Diagram Beban Tarikan Bolder ............................................................ 42 Gambar 4.6 Sheet Pile / Turap .................................................................................. 43 Gambar 4.7 Tampang Melintang Rencana Dinding ................................................. 44 Gambar 4.8 Penulangan Dinding .............................................................................. 46 Gambar 4.9 Tampang Melintang Rencana Lantai Kantilever .................................. 48 Gambar 4.10 Penulangan Lantai Kantilever ( melintang ) ........................................ 50 Gambar 4.11 Penulangan Lantai Kantilever ( Tampak atas ) .................................... 50 Gambar 4.12 Tampang Melintang Rencana Lantai Dalam........................................ 50 Gambar 4.13 Penulangan Lantai Dalam ( melintang )............................................... 52 Gambar 4.14 Penulangan Lantai Dalam ( Tampak atas ) .......................................... 53 Gambar 4.15 Pile Group Effeciency Daerah Dinding ................................................ 59 Gambar 4.16 Pile Group Effeciency Daerah kantilever ............................................. 59 Gambar 4.17 Pile Group Effeciency Daerah Dalam .................................................. 60 Gambar 4.18 Sketsa Penampang rencana turap ......................................................... 62 Gambar 4.19 Diagram Tekanan Tanah Pada Turap ................................................... 62 Gambar 4.20 Letak Garis Kerja Pa ............................................................................ 65 Gambar 4.21 Diagram Tekanan Tanah Pada Deadman ............................................. 69 Gambar 4.22 Sketsa Posisi Jarak Deadman Terhadap Turap .................................... 71

x

Perpustakaan Unika

DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1 Dimensi Kapal Pada pelabuhan Tanjung Emas ..........................................

9

Tabel 2.2 Karakteristik Kapal ......................................................................................

9

Tabel 2.3 Koefisien Daya Dukung Tanah Dari Terzaghi ............................................ 24 Tabel 4.1 Nilai dari m, Sf, dan H/B untuk variasi Ф ................................................... 40 Tabel 4.2 Nilai untuk rasio penetrasi, kekuatan tanah undrained, dan faktor adhesi .. 56 Tabel 4.3 Kontribusi Tahanan Gesek Antara Selimut Tiang dan Tanah ..................... 58

xi

Perpustakaan Unika

`

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Tinjauan Umum Struktur Beton Dock Gali atau Graving Dock atau Docking Kapal adalah

suatu bangunan yang didirikan untuk mempermudah perbaikan badan kapal secara menyeluruh terutama sebagai repair bawah atau badan kapal bagian bawah. Suatu bangunan dock kapal terdiri atas bagian bawah dan bagian atas. Bagian bawah memikul atau mendukung bagian atas dock dan meneruskan beban bagian atas beserta beban lalu-lintasnya kepada dasar tanah. Bagian bawah terdiri dari pondasi dan lantai beton dock. Sedangkan bagian atas terdiri dari dinding dock berupa struktur sheet pile beton dengan type angkur atau deadman dan tierod. Mengingat arti penting dan tujuannya, maka perencanaan docking kapal harus direncanakan dengan baik. Kerusakan pada struktur dock dapat menimbulkan gangguan terhadap kekuatan, kualitas, keamanan, serta kelancaran perbaikan kapal itu sendiri. Sungguhpun demikian tidak berarti bahwa dock kapal harus dibuat lebih kokoh dan lebih kuat secara berlebihan. Diusahakan perencanaan menggunakan konstruksi yang paling ekonomis, baik mengenai kekuatannya, bahan-bahannya maupun pembuatannya.

1.2

Latar Belakang Pelabuhan Tanjung Emas Semarang merupakan salah satu aset daerah

penting untuk masuk dan berkembangnya sektor perindustrian dan perdagangan. Disamping fungsi utama Pelabuhan Tanjung Emas Semarang Sebagai pelabuhan terbuka tempat berlabuhnya kapal-kapal baik berukuran besar atau kecil, Pelabuhan Tanjung Emas juga menyediakan jasa pembuatan dan perbaikan kapal terpadu oleh beberapa perusahaan terkait. Dalam hal ini perusahaan yang dimaksud adalah JMI ( Jasa Marina Indah ). JMI atau lebih dikenal dengan Jasa Marina Shipyard I & II adalah salah satu perusahaan yang bergerak di bidang pembuatan dan perbaikan kapal. Seiring dengan perkembangan perindustrian dan perdagangan era global,persaingan,serta

PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG

2 Perpustakaan Unika

peningkatkan kualitas jasa pelayanan, diperlukan suatu fasilitas galangan kapal baru yang cukup luas dan memadai untuk menampung jumlah kapal repair yang masuk. Pada JMI, sebelumnya sudah terdapat dock gali tetapi dengan ukuran kecil yang hanya dapat menampung kapal – kapal dengan berukuran kecil saja. Maka dari itu dibutuhkan fasilitas dock kapal dengan ukuran lebih besar untuk dapat menampung kapal yang lebih besar sebagai salah satu upaya untuk mengembangkan dan memajukan JMI. 1.3

Tujuan Tugas Akhir Tujuan tugas akhir ini adalah merencanakan docking kapal yang meliputi:

perhitungan struktur, dan gambar – gambar rencana. . 1.4

Pembatasan Masalah Untuk mempermudah perhitungan maka ada beberapa batasan yang diambil

dalam perencanaan struktur ini antara lain: a. Ada bermacam – macam jenis dock, tetapi dalam penulisan tugas akhir ini hanya didetail mengenai graving dock / dock gali saja. b. Dock gali berada di lokasi PT.Jasa Marina Indah unit II Pelabuhan Tanjung Emas Semarang c. Perhitungan kondisi cuaca, pasang surut muka air laut, dan lain – lain di daerah setempat, yang diperoleh dari Syah Bandar Pelabuhan Tanjung Emas Semarang dan PT. Jasa Marina Indah Semarang. d. Perhitungan pembebanan dock diambil dari beban terberat kapal terbesar saja yang dapat masuk di Pelabuhan Tanjung Emas Semarang sebagai contoh adalah kapal tanker Pertamina 1023 class BKI / LR.



1.5

Sistematika Penulisan Pada dasarnya penulisan tugas akhir ini dibagi dalam lima bab, yaitu:

BAB I

: Pendahuluan

Pada bab pendahuluan meliputi penjelasan mengenai : tinjauan umum, latar belakang, tujuan penyusunan tugas akhir, uraian singkat, lokasi, dan sistematika penulisan. BAB II

: Tinjauan Pustaka

Pada bab perencanaan ini meliputi tinjauan umum, keadaan tanah, pradesain konstruksi dock, spesifikasi dock, pembebanan dock, dasar perencanaan dock, rumus perhitungan. BAB III

: Metodologi Perencanaan

Pada bab perhitungan konstruksi meliputi metodologi perencanaan graving dock dan metodoogi perhitungan. BAB IV

: Perhitungan Struktur

Pada bab perhitungan konstruksi meliputi : 1.

2.

Perhitungan Struktur Atas a.

Perhitungan dinding dock,

b.

Perhitungan lantai dock,

c.

Perhitungan deadman,

d.

Perhitungan sheet pile pada saat pelaksanaan.

Perhitungan Struktur Bawah a.

Perhitungan pondasi tiang pancang.

b.

Perhitungan efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency )

BAB V

: Kesimpulan



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Tinjauan Umum Awetnya suatu bangunan ditentukan oleh syarat – syarat tentang

konstruksinya, mutu bahan dan pengaruh – pengaruh dari luar yang dapat merusak bangunan, misalnya air.Pada umumnya bangunan yang tidak dipengaruhi oleh air lebih awet dibandingkan dengan bangunan yang selalu berhubungan dengan air.Lebih – lebih lagi dengan air yang bergerak, seperti air selokan, air sungai, dan air laut yang mengandung garam ( Sudarminto, 1972 ). Dalam suatu proses pembangunan dock melewati beberapa tahapan di mana tiap tahapan memiliki aspek penting. Tahapan-tahapan suatu pembangunan dock sebagai berikut : rencana awal, pradesain, desain akhir (analisis, Gambar,dan Spesifikasi), Perjanjian kontrak dan administrasi, pembuatan dan pekerjaan konstruksi, terakhir adalah penggunaan, pemeliharaan dan perbaikan. Dalam tugas akhir ini akan dibahas tahapan rencana awal sampai desain akhir saja. Perencanaan tersebut harus memenuhi syarat-syarat keamanan, kekuatan, ekonomis dan kualitas serta mempertimbangkan kondisi yang akan datang. Dengan konstruksi sheet pile beton pada dock, diharapkan dock tersebut nantinya dapat dikerjakan dengan waktu konstruksi (schedule) yang lebih singkat, serta pemasangan konstruksi yang lebih mudah pemeriksaan dan perbaikannya.



Letak lokasi perencanaan ditunjukkan dalam gambar 2.1 dan gambar 2.2.

Gambar 2.1 Peta Lokasi Perencanaan Sumber: Google Earth (2007)

Pos I pelabuhan Mercusuar

Jl. Arteri Yos Sudarso

Dock Unit I JMI I

Sriboga Ratu ray a

Rencana dock unit II

Gambar 2.2 Peta Lokasi Perencanaan terhadap jalan kota. Sumber: Google Earth (2007)



2.2

Konstruksi Dock Faktor – faktor teknis dan ekonomis pada pengoperasian kapal ( kecepatan,

pemakaian bahan bakar, biaya eksploitasi, dan lain – lain.), pada dasarnya tergantung dari keadaan kondisi badan kapal dibawah garis air. Oleh karena itu Biro Klasifikasi dan kesyahbandaran serta Direktorat Jenderal Perhubungan Laut menentukan periode pengedokan kapal atau perbaikan kapal diatas dock yang semuanya tergantung dari umur kapal, kelas kapal, keadaan, dan kebutuhan kapal. Untuk keperluan pembersihan badan kapal dibawah garis air, memeriksa kerusakan, memperbaiki kerusakan, serta merawat badan kapal dibawah garis air diperlukan suatu peralatan khusus beserta perlalatan pendukungnya dan tempat ini dinamakan dock. Ada bermacam – macam jenis dock yang melengkapi suatu galangan kapal yaitu : 1. Dock Apung ( Floating Dock ). Dock Apung atau floating adalah sebuah pontoon yang dilengkapi dengan kran – kran ( crane ) pengangkat, pompa – pompa air dan perlengkapan reparasi lainnya. Yang mana konstruksi ini dapat ditenggelamkan atau diapungkan dalam arah vertikal.

Gambar 2.3 Dock Apung ( Floating Dock ). ( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )

2. Dock Tarik ( Slip Way ). Dock Tarik atau Slip Way adalah fasilitas pengedokan kapal dengan cara mendudukan kapal diatas kereta yang disebut trolley dan menarik kapal tersebut dari permukaan air dengan mesin derek dan tali baja melalui suatu



rel yang menjorok masuk kedalam perairan dengan kecondongan tertentu sampai ketepi perairan yang tidak terganggu oleh pasang surut air laut.

Gambar 2.4 Dock Tarik ( Slip Way ). ( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )

3. Dock Angkat ( Syncrolife Dry Dock ). Dock Angkat atau Syncrolife Dry Dock adalah suatau fasilitas pengedokan kapal dengan menggunakan lift. Peralatan ( plat form ) dari dock angkat ini diturunkan dengan pertolongan pengantar lift. Dari beberapa mesin derek listrik yang terletak disebelah kanan dan kiri dari peralatan dock ini. Setelah

peralatan

mencapai

kedudukan

tertentu

kemudian

kapal

dimasukkan tepat diatas ganjal – ganjal ( blok lurus ataupun balok samping ) yang sudah disiapkan sebelumnya. Kemudian peralatan ini diangkat ke permukaan air.



Gambar 2.5 Dock Angkat ( Syncrolife Dry Dock ). ( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )

4. Dock Gali / Dock Kolam ( Graving Dock ). Dock Gali / Dock Kolam atau Graving Dock yaitu dock yang berbentuk kolam yang mana air didalamnya dapat dikuras habis dengan pompa perlengkapan dock tersebut dengan tujuan untuk mempermudah perbaikan badan kapal secara menyeluruh terutama sebagai repair bawah atau badan kapal bagian bawah.

Gambar 2.6 Dock Gali ( Graving Dock ). ( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )



2.3

Pradesain Konstruksi Dock. Untuk mempermudah proses pada awal perencanaan, terlebih dahulu harus ditetapkan besarnya ukuran dock

yang diinginkan sesuai

dengan dimensi kapal pada kapasitas Pelabuhan Tanjung Emas. ( Tabel 2.1 dan tabel 2.2 ). Tabel 2.1. Dimensi kapal pada pelabuhan Tanjung Emas Semarang Panjang Dimensi Kapal

dermaga

Tipe Pelabuhan

(m) Bobot

Draft

Panjang

( DWT )

(m)

(m)

Collector Port Kapal barang a.

Dari pelabuhan pengumpul

5.000-7.000

7,5

100-130

150

b.

Dari pelabuhan cabang

500 – 3.000

4,0-6,0

50-90

110

( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )

Tabel 2.2. Karakteristik Kapal Panjang Loa

Lebar

Draft

(m)

(m)

(m)

700

58

9,7

3,7

1.000

64

10,4

4,2

2.000

81

12,7

4,9

3.000

92

14,2

5,7

5.000

109

16,4

6,8

8.000

126

18,7

8,0

10.000

137

19,9

8,5

15.000

153

22,3

9,3

20.000

177

23,4

10,0

30.000

186

27,1

10,9

40.000

201

29,4

11,7

50.000

216

31,5

12,4

Bobot

( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )



Dari tabel – tabel diatas, maka ditetapkan digunakan ukuran dock sebesar 150 x 28 x 8,5 meter.

150 meter ( Panjang ) 28 meter ( Lebar )

8,5 meter ( Kedalaman )

Gambar 2.7 Pradesain dock ( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )

2.4 Spesifikasi Graving Dock. Dock kolam yang sering juga disebut dock gali adalah suatu bangunan dock berbentuk kolam yang terletak ditepi laut atau sungai. Dock kolam mempunyai dinding yang kokoh, karena pada saat kosong

dock akan

menerima tekanan tanah dari sekitarnya. Sedangkan pada saat ada kapal yang akan dimasukkan kedalam atau dikeluarkan dari dalam dock tersebut, beban berat air dan kapal akan diterima oleh dinding dan lantai dock tersebut.



Gambar 2.8 Tampak dock ( Sumber : Jasa Marina Indah, 2008 )

Untuk keluar masuknya kapal dari dock kolam, maka dock kolam memerlukan sebuah pintu. Pintu dock kolam berbentuk seperti sebuah pontoon, terbuat dari suatu konstruksi baja, dimana pada pintu tersebut terdapat rongga – rongga yang dapat diisi air ataupun dikosongkan, sehingga pintu itu bisa terapung diatas air ataupun dipindahkan apabila rongga – rongga tersebut telah dalam keadaan kosong. Selain itu pintu juga dilengkapi dengan dengan katup – katup yang dapat dibuka guna mengisi rongga – rongga tersebut dengan air supaya pintu dapat tenggelam. Untuk melengkapi air baik baik dari rongga – rongga pada pintu maupun air yang berada pada kolam maka dock kolam dilengkapi dengan pompa air. Urutan kerja mengoperasikan dock kolam / dock gali / graving dock untuk memasukkan kapal adalah sebagai berikut : 1. Keel block ( tempat dudukan kapal diatas dock ) dipersiapkan, diperiksa semua peralatan, tidak boleh ada yang nantinya mengapung apabila didalam air. 2. Katup – katup air pada dock kolam dibuka sehingga sehingga air masuk kedalam dock sampai permukaan air didalam dan diluar dock sama elevasinya.



3. Air didalam rongga – rongga pintu dikeluarkan sampai pintu dapat terapung ( pintu terbuka ) dan digeser atau dipindahkan. 4. Kapal masuk kedalam dock diatur agar tepat duduk diatas keel block sesuai metode yang digunakan. 5. Pintu ditarik, digerakkan ke posisi menutup. 6. Katup – katup air pada pintu dibuka sehingga air masuk kedalam pintu dan pintu mulai tenggelam untuk menutup dock kolam tersebut. 7. Air didalam dock kolam dipompa keluar dan bersamaan dengan surutnya air, kapal diatur supaya tepat duduk diatas keel block. 8. Karena kolam dalam kondisi kosong maka pintu akan mendapat tekanan dari air diluar kolam sehingga pintu akan menutup rapat walaupun ada sedikit air yang masuk dan akan dipompa keluar terus. 9. Sarana dan Prasarana dock a. Fender ( Gambar 2.11 ) b. Bolder ( Gambar 2.10 ) c. Capstan and houling winch ( Gambar 2.13 ) d. Anchoor hook and pulling eyes on the floor e. Pintu dock f. Water level gauge g. Cable and pipe culvert h. Penerangan atas dock dan bawah dock ( flood lighting )



KAPAL ( SHIP ) 2 1

4

Detail 2

3

Detail 3

Detail 1

KADE / DERMAGA

Gambar 2.9 Metode pengikatan kapal pada dermaga / dock ( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )

Keterangan gambar : 1.Bolder 2.Fender 3.Bitt 4.Tali Penambat

Bolder Tali penambat

Gambar 2.10 Bolder ( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )



Fender Detail 1

Muka air Kapal terkecil Kapal terbesar

Gambar 2.11 Fender ( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )

Bitt

Gambar 2.12 Detail 3 ( Bentuk alat penambat ) ( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )

Gambar 2.13 Capstan & Houling winch ( Sumber : www.towboatjoe.com, 2009 )



2.5 Pembebanan Dock. Beban - beban yang mempengaruhi pembebanan dock adalah sebagai berikut:

2.5.1 Beban Primer Adalah beban yang merupakan beban utama dalam perhitungan tegangan pada perencanaan dock. Menurut Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970, muatan primer terdiri dari: 1.

Beban primer / Beban tetap, disebabkan oleh berat sendiri konstruksi

2.

Beban bergerak / hidup. Menurut Bambang Triatmodjo, 1996, data kapal yang masuk pada Pelabuhan Tanjung Emas Semarang ( Regional Collector Port ) dapat diklasifikasikan seperti pada tabel 2.1 dan tabel 2.2. Sesuai dengan penggolongan pada tabel – tabel tersebut, maka untuk penetapan besar beban diambil berdasarkan berat kapal barang yaitu 20.000 DWT ( Dead Weight Tonnage ). Dead Weight Tonnage adalah berat total muatan dimana kapal dapat mengangkut dalam keadaan pelayaran optimal ( draft maksimum ).Data kapal yang digunakan dalam perencanaan dock adalah sebagai berikut : a. Loa ( l )

: ± 150 m,

b. Breadth ( b )

: ± 25,8 m,

c. Height ( h )

: ± 10, 92 m,

d. Draft kapal masuk dock : ± 6,2 m, e. Berat kapal masuk dock : ± 16.500 ton, f. Kapasits kapal docking

: ± 20.000 DWT,

g. Nama kapal

: pelita / pertamina 1023,

h. Register kapal

: 4043,

i. Class

: BKI / LR.



Height ( h ) ( Tinggi ) D raft ( d )

Loa ( l ) ( Panjang )

Breadth ( b ) ( Lebar )

Gambar 2.14 Sketsa melintang kapal

2.5.2 Beban Sekunder Adalah beban yang merupakan beban sementara yang selalu diperhitungkan dalam perhitungan tegangan pada setiap perencanaan..Beban sekunder terdiri dari: 1.

Beban angin. Beban angin, disebabkan oleh tekanan angin pada sisi dalam dock yang langsung berhadapan dengan datangnya angin. Pengaruh beban dinyatakan dalam kg/m2 pada dock ditinjau berdasarkan bekerjanya beban angin horizontal terbagi rata pada bidang vertikal dock dalam arah tegak lurus sumbu memanjang dock. Jumlah luas bidang vertikal bangunan dock yang dianggap terkena oleh angin ditetapkan sebesar suatu presentase tertentu terhadap luas bagian-bagian sisi dock dan luas bidang vertikal beban hidup. Luas bagian-bagian sisi dock yang terkena angin dapat menggunakan ketentuan dalam Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970, sebagai berikut: a. Keadaan tanpa beban hidup Untuk keadaan dock tanpa beban hidup atau dock dalam keadaan kosong maka diasumsikan gaya angin yang bekerja kecil dengan kata lain dianggap 0 kg. b. Keadaan dengan beban hidup Angin yang berhembus ke badan kapal yang ditambatkan akan menyebabkan gaya pada penambat / bolder.Besar gaya angin



tergantung pada arah hembus angin, dan dapat dihitung dengan rumus berikut ini ( Gambar 2.14 ) :

Angin

Rw

Gambar 2.15 Tiupan angin pada kapal

R w = cQ a Aw ………………………………………. (2.1) dimana, Rw

: Gaya akibat angin ( kg ),

c

: Koefisien, 0,42 : apabila angin datang dari arah haluan ( α = 90° ), 0,5

: apabila angin datang dari arah buritan ( α = 180° ),

1,1

: apabila angin dating dari arah lebar ( α = 90° ).

Qa

: Tekanan angin ( kg/m² ),

Aw

: Proyeksi bidang yang tertiup angin ( m² )

Besarnya gaya angin yang bekerja pada dock diukur sesuai skala beaufort, arah angin yang bekerja pada dock tersebut.Bila pada dock terdapat kapal yang sedang bertambat maka yang diperhitungkan adalah luas muka kapal di atas permukaan air, kemudian dikalikan dengan factor 1,3 yaitu sebagai ganti ukuran bentuk kapal sebenarnya.



2.

Beban akibat benturan kapal. Energi kinetis akibat benturan ( The kinetic energie of impact ) dari kapal saat akan bertambat ( Gambar...) dihitung sebagai berikut :

E = 1 Mv2 ................................................ ( 2.2 ) 2 ⎛W = 1 ⎜⎜ 2 g ⎝

⎞ 2 ⎟⎟v .............................................. ( 2.3 ) ⎠

E

KAPAL (

SHIP )

KADE / DERMAGA

Gambar 2.16 Benturan kapal pada dinding / fender ( Sumber : Bambang triatmodjo, 1996 )

dimana, E : Energi kinetis, M : Massa kapal

W : Berat kapal g : Percepatan gravitasi,

v : Kecepatan kapal pada saat bertambat. Energi kritis ini biasanya 50% ( atau

E ) siterima oleh sistem fender 2

dan sisanya dipikul oleh bolder. Untuk kapal besar biasanya dihitung

v = ( 7,5 – 15 ) cm/detik.



2.5.3 Beban Khusus Adalah beban yang merupakan beban-beban khusus untuk perhitungan tegangan pada perencanaan dock Beban khusus tersebut terdiri dari : 1. Kombinasi pembebanan pertama. Dock gali 20.000 DWT ini diperhitungkan untuk kondisi pembebanan dimana dock dalam keadaan kosong. Beban hidup lantai dock adalah 0 kg/m² dengan permukaan air tertinggi sebagai acuan pembebanan ditepi dock. Kombinasi pembebanan pertama dapat dilihat pada gambar 2.17 dibawah ini. II. MUATAN BLOK / SURCHARGE LOAD ( c )

I. SATURATED SOIL (a)

III. UPLIFT ( d )

Gambar 2.17 Kombinasi pembebanan pertama Kombinasi Pembebanan I : Beban I + Beban II + Beban III, dimana beban I adalah beban saturated soil, beban II adalah beban muatan block ( Surcharge load ), beban III adalah beban uplift tanah. Keterangan gambar : a : tekanan tanah, b : tekanan air c : tekanan tanah akibat beban muatan blok, d : uplift 2. Kombinasi pembebanan kedua.



Kondisi ini menggambarkan keadaan kapal pada saat masuk ke dalam dock. Untuk amannya ketinggian air dalam dock diambil + 50 cm dan pada dinding dock terdapat gaya tarikan bolder. Keadaan ini untuk memperhitungkan kekuatan dinding dock pada saat menarik kapal masuk.Kombinasi pembebanan kedua dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini.

II. MUATAN BLOK / SURCHARGE LOAD ( c )

V. Tarikan Bolder ( f )

muka air + 50 ( garis air )

? IV. TEKANAN HIDROSTATIS ( b)

I. SATURATED SOIL ( a)

Gambar 2.18 Kombinasi pembebanan kedua Kombinasi Pembebanan kedua : Beban I + Beban II + Beban IV + Beban V, dimana Beban IV adalah beban tekanan hidrostatis air dalam dock, dan beban V adalah beban akibat tarikan bolder oleh kapal dalam dock. Keterangan gambar : a : tekanan tanah, b : tekanan air, c : tekanan tanah akibat beban muatan blok, d : tekanan air dalam dock, f : tarikan bolder ke dinding dock. 3. Kondisi pembebanan ketiga. Pada kondisi pembebanan ketiga, kapal di dalam dock diasumsikan terapung.Kombinasi pembebanan ketiga dapat dilihat pada gambar 2.10 dibawah ini.



II. MUATAN BLOK / SURCHARGE LOAD ( c )

I. SATURATED SOIL ( a)

Keel Block

Beban pada Lantai

Gambar 2.19 Kombinasi pembebanan ketiga Kombinasi Pembebanan Ketiga : Beban I + Beban II + Beban Keel block + Beban pada lantai dock. Keterangan gambar : a : tekanan tanah, b : tekanan air , c : tekanan tanah akibat beban muatan blok. Untuk kondisi pembebanan ketiga ini tidak memperhitungkan beban uplift pada lantai melainkan beban keel block dan beban pada lantai dock. Keadaan ini digunakan untuk memperhitungkan besarnya beban tekan pada tiang pancang dan besarnya kekuatan pada lantai dock.

2.6

Perhitungan Struktur

2.6.1 Perhitungan Struktur Atas 1. Dinding Dock Untuk Modulus Elastisitas semua material dianggap sama yaitu 200.000 kg/cm² dan struktur dinding dihitung dengan beban – beban sebagai berikut : a. Beban struktur akibat menerima tekanan saturated soil ( tanah jenuh ), dengan menggunakan berat jenis tanah.



b. Beban struktur akibat menerima beban muatan blok dipunggung dinding dock. c. Beban uplift. d. Beban struktur akibat menerima tekanan air dari dalam dinding dock, dengan menggunakan berat jenis air laut. e. Beban struktur akibat menerima tarikan bolder. Output perhitungan momen menggunakan progran SAP 2000.10 non linear 2. Lantai dock. Untuk menghitung beban yang diterima pada lantai dock, digunakan kombinasi pembebanan ketiga yang terdiri dari penjumlahan antara beban saturated soil, beban tanah, beban keel block, dan beban pada lantai dock.Output perhitungan momen menggunakan progran SAP 2000.10 non linear ( perhitungan diluar beban uplift ). 3. Perhitungan sheet pile / turap pada saat pelaksanaan. a. Menentukan kedalaman penetrasi turap / sheet pile ( Deep of Cut Off ). - Perhitungan koefisien tekanan tanah, Koefisien tekanan tanah aktif Ka = Tan ( 45° - ) ....................................................... ( 2.4 ) Koefisien tekanan tanah pasif Kp = Tan ( 45° + ) ......................................................( 2.5 ) K’ = Kp – Ka

..............................................................( 2.6 )

- Perhitungan tekanan tanah / besaran gaya lateral sebagai akibat dari suatu muatan tambahan ( surcharged load ), = ( γ h + q ) Ka – 2 c √Ka .................................... ( 2.7 ) = ( γ h + q ) Kp – 2 c Kp .................................... ( 2.8 ) - Pehitungan tekanan tanah yang terjadi, b. Menentukan letak angker - Menentukan garis kerja gaya angker,



ΣP z P

= P 1(y ) + P 2(y )+ ...................................... ( 2.9 )

: Gaya dinding akibat tekanan tanah aktif

y : Titik berat - Menentukan dalamnya pemancangan turap / sheet pile, =P

ΣP z D

(

X+X

+..)............................................ ( 2.10 )

= a + X........................................................................... ( 2.11 )

Pp : Gaya dinding akibat tekanan tanah pasif D : Dalam pemancangan Turap

:

c. Menentukan momen terbesar pada turap / sheet pile. 4. Deadman / angkur / jangkar. a. Tekanan tanah pasif.

φ⎞ φ⎞ ⎛ ⎛ p P = γ`H tan² ⎜ 45 + ⎟ +2c tan ⎜ 45 + ⎟ .................................. ( 2.12) 2⎠ 2⎠ ⎝ ⎝ b. Titik tangkap gaya angker. Z=

P1 xh1 + P2 xh2 ........................................................................( 2.13 ) Pp

Dimana : Z : Titik tangkap gaya angker p : tekanan tanah Pp : Gaya dinding akibat tekanan tanah pasif

2.6.2 Perhitungan struktur bawah 1. Untuk mengetahui besarnya daya dukung tanah yang diizinkan, maka digunakan perhitungan menurut Terzaghi. Pada lapisan tanah yang lunak atau kurang padat akibat desakan pondasi bangunan pada tanah, akan tampak adanya keruntuhan pada keseimbangan tanah di bawah pondasi. Kondisi ini disebut dengan ” Local Shear Failure ” . Untuk kondisi ini maka rumus daya dukung Terzaghi harus diberi reduksi yaitu :



= 2 3c tan Ф’ = 2 3tan Ф c’

Tabel 2.3 Koefisien daya dukung tanah dari Terzaghi Ф °

N

N

N

0

5,71

1,00

5

7,32

10

q q

N

N

N

0,00

3,81

1,00

0,00

1,64

0,00

4,48

1,39

0,00

9,64

2,70

1,20

5.34

1,94

0,00

15

12,80

4,44

2,40

6,46

2,73

1,20

20

17,70

7,43

4,60

7,90

3,88

2,00

25

25,10

12,70

9,20

9,86

5,60

3,30

30

37,20

22,50

20,00

12,70

8,32

5,40

35

57,80

41,40

44,00

16,80

12,80

9,60

40

95,60

81,20

114,0

23,20

20,50

19,10

45

172,0

173,0

320,0

34,10

35,10

27,0

= 2 3.c.N + q.N + 0,5γ.B.N ............................................ ( 2.14 ) = 1 FS.q .............................................................................. ( 2.15 )

Dimana : q

: Daya dukung tanah ultimit,

q

: Daya dukung tanah yang diizinkan,

B

: Lebar pondasi,

D

: Diameter tiang pancang,

q

: Surcharged Load ,

c

: Kohesi tanah,

Φ

: Sudut geser tanah.

2. Perencanaan

daya

dukung

pondasi

tiang

pancang

tekan

(Q ult )

menggunakan rumus : Q ult = Q bu + Q su ......................................................................... ( 2.16 )



Dimana : Q bu : daya dukung ujung tiang ( end bearing ), Q su : daya dukung pada selimut tiang akibat gesekan selubung ( friction ), Q bu = A c . q bu ............................................................................. ( 2.17 )

Dimana : q bu : tahanan ujung tiang ( kg/cm² ), A c : luas penampang tiang ( cm² ). Q su = ∑ A si f si ............................................................................. ( 2.18 ) Dimana : A si : luas segmen selimut tiang pancang ( cm² ), f si : tahanan gesek selimut tiang per segmen ( kg/cm² ). Besar daya dukung tiang akibat gesekan selubung tergantung dari bentuk dan besar penampang tiang dan panjang tiang yang terselubung oleh tanah ( embedded area ), maka untuk tiang pancang dengan penampang bulat menggunakan rumus : Pf = f . 1 γL2 f .K p .(D.L f ) ............................................................ ( 2.19 ) 2 dimana : Pf = Q su ,

K p = koefisien tegangan pasif ( Rankine ),

f = koefisien tegangan tanah, umtuk tiang beton diambil 1,75

γ = berat jenis tanah, L f = panjang tiang yang masuk ke dalam tanah ( panjang selubung ),

D = diameter tiang pancang



3. Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) Pada perancangan sistem konstruksi pondasi tiang pancang, maka perencana dihadapkan pada masalah jarak antar tiang pancang ( s ). Makin besar jarak s berarti makin besar daya pikul tiang. Demikian juga sebaliknya, apabila makin kecil jarak s berarti daerah tegangan masing – masing tiang saling menutupi sehingga berakibat mengurangi daya pikul tiang secara keseluruhan, terutama berlaku bagi tanah dengan karakteristik kurang baik ( lumpur ). Pada tanah berpasir, suatu kumpulan tiang menjadikan daya dukung yang lebih besar dari jumlah daya – daya dukung tiang secara individual. Hal ini disebabkan memadatnya tanah pasir tersebut, sehingga menambah besar tegangan geser selubungnya ( E ) / parameter kumpulan tiang lebih dari 100 %. Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah dinding. Pada dareah dinding dock direncanakan menggunakan kumpulan tiang tipe single row for wall seperti pada gambar 2.20 di bawah ini.

Single row for a wall jumlah kolom, m w

Baris D/2

s

s

s

s

s

s

L1 = ( m - 1 ) s L = L1 + D

Gambar 2.20 Single row for a wall ( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )



P

dipengaruhi tek. geser 4 buah tiang dipengaruhi tek. geser 3 buah tiang

s

dipengaruhi tek. geser 2 buah tiang

s

Gambar 2.21 Daerah tekanan pada tiang ( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )

Maka perimeter kumpulan tiang adalah : = 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn. .........................( 2.20 ) dimana : m = jumlah kolom n

= jumlah baris = perbandingan perlawanan geser perimeter kumpulan tiang total terhadap perlawanan geser tiang individual.

θ

= sudut geser tanah



Efisiensi kumpulan

tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah

kantilever. Pada dareah dinding dock direncanakan menggunakan kumpulan tiang tipe single row for wall seperti pada gambar 2.22 di bawah ini. Double row for a wall jumlah kolom, m Baris, n s

w

Baris, n D/2

s

s

s

s

s

s

L1 = ( m - 1 ) s L = L1 + D

Gambar 2.22 Double row for a wall ( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )

Maka perimeter kumpulan tiang adalah : = 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn dimana : m = jumlah kolom n


θ

= sudut geser tanah



Efisiensi kumpulan tiang ( Pile Group Efficiency ) pada daerah dalam. Pada dareah dinding dock direncanakan menggunakan kumpulan tiang tipe single row for wall seperti pada gambar 2.23 di bawah ini. Triple row for a wall s

s

s

s

s

s

s

s

s

Gambar 2.23 Triple row for a wall ( Sumber : Joseph E. Bowles, 1977 )

Maka perimeter kumpulan tiang adalah : p

=2(m–1)s+(n–1)s+8 = 2 ( m + n – 2 ) s + 4D.............................................................. ( 2.21 ) =

/D

=

= 2 ( m + n – 2 ) s + 4D / m n. D................................................ ( 2.22 ) Misal diambil

= 100 %

= 1,57 D m n / m + n – 2............................................................ ( 2.23 ) dimana : = jarak antar masing – masing tiang m = jumlah kolom n




BAB III METODOLOGI PERENCANAAN

3.1

Metodologi Perencanaan Graving Dock Metodologi perencanaan graving dock / dock kapal diperlukan agar dalam

pelaksanaan perancangan dapat dilakukan secara urut dan runtut. Berikut ini metodologi perencanaan graving dock yang berada di Pelabuhan Tanjung Emas Semarang :

MULAI

Data Dock

Struktur Atas

Struktur Bawah

Gambar Dock

SELESAI

Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan Struktur Dock Gali



MULAI

Pengumpulan Data Dock

Perhitungan Beban Beban Primer

• Beban Mati ( Berat sendiri dock ) • Beban Hidup ( Displacement kapal docking )

Perhitungan Beban Beban Sekunder

• Beban Angin • Beban akibat benturan kapal pada dock

Perhitungan Beban Beban Khusus

• Kombinasi pembebanan pertama ( Comb 1 ) • Kombinasi pembebanan kedua ( Comb 2 ) • Kombinasi pembebanan ketiga ( Comb 3 )

Analisa Struktur dengan SAP 2000.v10

Diagram gaya lintang ( Shear 2-2 ) Diagram momen ( Momen 3-3 ) Diagram reaksi ( Joint Reaction ) Diagram beban keel block Momen plat arah melintang Momen plat arah memanjang

Perhitungan Struktur Atas

A A

Gambar 3.2.a Diagram Alir Tahap Perencanaan



A

A

Penulangan Dinding Dock

Penulangan Lantai Dock

Tidak Cek Tulangan As min – As p 5%

Ya

Perhitungan Struktur Bawah

Kedalaman Pemancangan Tiang

Efisiensi Kumpulan Tiang

P

Cek P ijin Tidak Ya

Perhitungan sheet pile ( turap )

Kestabilan Sheet Pile Terhadap sliding

Cek Far T

Tidak

Ya

Penyusunan laporan & gambar desain

SELESAI

Gambar 3.2.b Diagram Alir Tahap Perencanaan ( lanjutan ) PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG


3.2 Dasar Perencanaan Uraian dalam perencanaan yang dilakukan, antara lain: 1. Perencanaan awal, merupakan studi awal mengenai perencanaan dock. Pada tahap ini termasuk studi kelayakan, penyelidikan dan survey awal. 2. Perencanaan desain awal ( pradesain gambar dan ukuran ) Perencanaan desain awal merupakan asumsi–asumsi (anggapan) yang mungkin digunakan, namun bila setelah dicek kestabilan, kekokohan, keamanan, dan kelayakan konstruksinya tidak memenuhi maka pradesain ini harus diubah. 3. Data-data yang diperlukan dalam perencanaan dock adalah data topografi dan geometri, elevasi muka air pasang surut, data kapal dan data tanah serta data – data lain pendukung perencanaan yang berasal dari PT. JMI. 4. Muatan–muatan yang mempengaruhi pembebanan dock Untuk merencanakan muatan-muatan pada dock menggunakan acuan Peraturan Muatan Indonesia N.I -18, 1970. 5. Pehitungan mekanika (struktur) dengan menggunakan Structural Analysis Program (SAP) 2000. Versi 10. 6. Gambar design graving dock Merupakan gambar–gambar hasil perhitungan dimana sebagai acuan dan pedoman untuk masuk ketahapan konstruksi agar didapatkan suatu bangunan fisik yang sesuai dengan perencanaan



3.3 Metode Perhitungan 1. Perhitungan analisa struktur menggunakan SAP 2000.v10 2. Perhitungan struktur dock bagian atas, meliputi : a. Perhitungan dinding dock, b. Perhitungan lantai dock, c. Perhitungan deadman, d. Perhitungan sheet pile pada saat pelaksanaan. 3. Perhitungan struktur dock bagian bawah, meliputi perhitungan pondasi tiang pancang dan efisiensi kumpulan tiang pancang ( Pile Group Efficiency ) .



BAB IV PERHITUNGAN STRUKTUR 4.1 Perhitungan Beban – beban Aksial yang bekerja 4.1.1 Beban Primer 1. Beban Mati Untuk beban mati aksial yang bekerja pada dock kapal yang direncanakan dengan dimensi 150 x 28 meter dan kedalaman 8,5 meter, beban yang diperhitungkan adalah sebagai berikut : Berat sendiri dock = 2400 kg/m³

2. Beban Hidup Berdasarkan Data – data yang ada serta peraturan / pedoman yang diisyaratkan, maka beban atau muatan hidup yang ada dalam perencanaan dock kapal adalah sebagai berikut : Berat / Kapasitas kapal docking

: 20.000 ton

4.1.2 Beban Sekunder 1. Muatan Angin : Gaya horisontal yang ditimbulkan oleh tiupan angin atau benturan kapal dipilih yang terbesar diantara keduanya. Gaya yang bekerja dalam arah tegak lurus sisi memanjang dolphin ( Bollder ).Gaya – gaya tersebut dengan cara sebagai berikut : Diketahui data – data : Karakteristik kapal : a. Luas sisi kapal yang tertiup angin

: 2.071 m²

b. Berat kapal ( displacement )

: 20.000 ton

c. Kecepatan merapat kapal

: 0,15 m/s

Kondisi Iklin & Cuaca : Kec. Angin maksimum ( Sangat kuat )

: 34 knot = 17,5 m/s



Maka, Tekanan Angin :

Qa = 0,063 .V 2 `

= 0,063 x 17,5² = 19,293 kg/m² Gaya total terhadap sisi kapal : Rw = 1,1.Qa . Aw = 1,1 x 19,293 x 2.071 = 43.951 kg

= 43,9 ton

Kapal ditahan oleh dua buah dolphin,sehingga tiap dolphin menahan : Rw1

=

43,9 2

= 21,95 ton

2. Muatan Akibat Benturan Kapal Energi benturan kapal dengan menganggap Cm xCe = 1 :

W .V 2 E= 2g =

20.000 x0,152 2 x9,81

= 22,94 tm

= 22940 kg m

setengah dari energi akan diredam oleh sistem fender, sehingga

E fender =

22940 2

= 11470 kg m Diusahakan gaya benturan kapal tidak melebihi gaya akibat angin, untuk itu diatasi dengan menggunakan peredam energi. Digunakan fender



karet silinder ukuran 15 x 7,5 inchi dengan defleksi maksimum 7,5 inchi. Ediserap = 3.000 lb /ft’

apabila dikonversi dalam satuan MKS, maka didapat : Ediserap = 3.000 x 0,4537

= 1361,1 kg/m’ jadi panjang / jarak dolphin yang diperlukan : Ldolphin =

11470 1361,1

= 8,42 meter = 8,5 meter 4.1.3 Beban Khusus Untuk

merencanakan

suatu

dock

kapal

diperlukan

suatu

perhitungan yang akurat yang didasarkan pada sistem atau pola kerja dari dock kapal itu sendiri. Yang dimaksud dengan pola kerja itu sendiri adalah adanya beberapa kombinasi pembebanan yang bekerja pada docking kapal. Beban – beban yang akan tergabung dalam kombinasi pembebanan diuraikan sebagai berikut : 1. Beban I ( Beban Saturated Soil ). Pada beban ini yaitu beban tanah jenuh, perhitungan diasumsikan sebagai berat beban air laut yang bekerja di luar dinding dock / tekanan hidrostatis luar dinding dock.Asumsi perhitungan ini didasarkan pada anggapan bahwa beban tekan air lebih besar daripada beban tanah. Diketahui data – data sebagai berikut : Berat volume tanah jenuh,

γ sat

= 1,80 ton/m³

h1

= 2,0 m

h2

= 6,45 m



+ 1,65 A 200

Angker B

I. SATURATED SOIL (a)

I.1

845

845

645

I.2 - 6,80

I.3

I.4

C 300

165

Gambar 4.1 Diagram beban saturated soil pA

= h x γ sat = 0 x 1,80 ton/m³

pB

= h1 x γ sat = 2 x 1,8 ton/m³

pC

=0

= 3,6 ton/m²

= h2 x γ sat =6,45 x 1,8 ton/m³

= 11,61 ton/m²

2. Beban Muatan Block. Besarnya beban muatan block diasumsikan sebesar 3,75 ton /m.Beban ini dianggap sebagai beban merata yang bekerja disekitar dock baik pada saat pelaksanaan atau pada saat dock kapal ini selesai dibuat dan sudah beroperasi / digunakan.



200

300

300 Angker

Angker

I.1

I.1

200

845

I.2

845

I.2 I.3

I.3

I.4

300

300

165

Gambar 4.2 Diagram beban muatan block

3. Beban uplift.

Angker I.1

845

I.2 I.3

I.4

Gambar 4.3 Diagram beban uplift Diketahui data – data sebagai berikut : Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ sat = 1,8 ton / m³, Sudut geser dalam tanah, Ф = 35° Kohesi tanah dalam keadaan undrained, cu = 4,0 ton / m²


I.4

165


Ukuran Plat untuk mempermudah perhitungan diambil 1 x 1 x 1 meter, dengan pondasi tiang pancang diletakan pada kedalaman 8,5 meter di bawah permukaan tanah. Diambil ( F ) = 2,5 , dan H/B untuk variasi Ф

Tabel 4.1 Nilai dari m,

Batas

Ф

20°

25

30

35

40

45

48

H/B

2,5

3

4

5

7

9

11

m

0,05

0,10

0,15

0,25

0,35

0,50

0,60

1,12

1,30

1,60

2,25

3,45

5,50

7,60

Max

=1+ =1+

D B ,

= 1,25 Kp

= Tan ( 45° +

)

= 3,69 K

= K tan ( 2 Ф / 3 ) = 3,69 tan (

)

= 1,591 W

= Berat beton ( W ) + Berat tanah = (( 1 x 1 x 1 ) x 2,4 ) + 1,80 = 2,4 + 1,80 = 4,2 ton / m³

c

= =

,

= 2,0 ton / m² = 2 c D ( B + L ) + γD 2 B L – B K tan Ф + W



= ( 2 x 2 x 1 x 2) + (1,8 ) x ( 2 x 1,25 x 1) x 1,591 x tan 35° + 4,2 = ( 8 ) + ( 1,8 ) x ( 2,5 ) x 1,114 ) + 4,2 = 31,493 ton / m = 31,493 / 2,5 = 12,597 ton / m

4. Beban tekanan hidrostatis air. Struktur diasumsikan menerima beban tekan hidrostatis yang bekerja di dalam dinding dock dengan perhitungan sebagai berikut: Diketahui data – data sebagai berikut : Berat jenis air laut,

γ

= 1,03 ton / m³

h

= 8,1 m + 1,30 A

Angker I.1

845

810

I.2 - 6,80 I.3

I.4

B

Gambar 4.4 Diagram beban tekanan hidrostatis air laut pA

= h x γ sat = 0 x 1,80 ton/m³

pB

=0

= h1 x γ sat = 8,1 x 1,03 ton/m³

= 8,24 ton/m²



5. Beban tarikan bolder. Beban akibat tarikan bolder oleh kapal diasumsikan hanya sebesar 2,5 ton F

Angker I.1

845

I.2 I.3

300

I.4

165

Gambar 4.5 Diagram beban tarikan bolder

4.2.

Perhitungan Dinding Dock 1. Kombinasi Pembebanan Pertama Kombinasi beban I = Beban I + Beban II + Beban III Struktur dihitung dengan menggunakan progran SAP 2000.10 non linear Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut : M max ( dinding )

= 31,35 tonm

M max ( SP )

= 31,35 tonm

Gaya Angker ( T )

= 17,35 ton / m

2. Kombinasi Pembebanan Kedua Kombinasi beban II = Beban I + Beban II + Beban IV + Beban V Struktur dihitung dengan menggunakan program SAP 2000.10 non linear Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut : M max ( dinding )

= 8,14 tonm



M max ( SP )

= 8,14 tonm

Gaya Angker ( T )

= 17,87 ton / m

Hasil perhitungan yang dilakukan dapat dilihat pada grafik output perhitungan SAP terlampir. 3. Struktur Dinding Sheet Pile Dari hasil perhitungan menggunakan program SAP 2000.10 non linear, maka dock kapal dengan kapasitas docking 20.000 DWT ( Dead Weight Tonnage / Tonase Berat Mati ) direncanakan menggunakan Concrete Sheet Pile ( CSP ) corrugated momen capacity adalah

tipe W500 B1000 dengan cracking

40 ton - m. Gambar penampang profil CSP

terlampir yang diambil dari produksi pt . PPI ( Pasific Prestressed Indonesia ) sebagai referensi perencanaan.

1000

500

Lubang Pengangkat

Concrete Sheet Pile type W500 B1000 Sheet Pile Beton Tipe W500 B 1000

Gambar 4.6. Sheet pile / turap



Dinding Dock Diketahui bahwa

pada dinding adalah sebesar 31,35 tonm dan

tampang melintang dinding yang direncanakan adalah 1,20 x 1,00meter. ( Gambar 4.7 )

120 ( h )

100 (b)

Gambar 4.7 Tampang melintang rencana dinding Digunakan f’c = 30 Mpa M

=

fy = 420 Mpa

M ,

= 31,35 / 0,8 = 39,1875 ton – m = 39,1875 x 10 Nmm M

= 0,85 x f’c x a x b x ( d - )

39,1875 x 10

= 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 1200 - )

39,1875 x 10

= ( 30,6 x 10 )a – 12750 a

a

= 12,81 mm

T

= 0,85 x f’c x a x b = 0,85 x 30 x 12,81 x 1000 = 326677,29 Nmm

As

= =

, ,

= 4000 mm As

=

’



=

,

√

= 1221,64 mm As

= T / fy = 326677,29 / 420 = 777,80 mm

As < As

= 777,80 mm

<

4000 mm

=

12,5 cm

Misal digunakan tulangan D25 Jarak antar tulangan = =

,

A ,

= 122,27 mm = 125 mm Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 12,5 = 8 D 25 Cek

=(8x1 4πxd ) = ( 8 x 0,25 π x 25 = 3927 mm

( Selisih

5 % )......................OK!

Jadi digunakan tulangan D25 – 12,5 Tulangan pembagi = 0,25 % x 1000 x 1200 = 3000 mm Misal digunakan tulangan D16 Jarak antar tulangan = =

,

A ,

= 50,2 mm

=

5 cm

Jadi digunakan tulangan D16 – 5



D 25 - 125 D 16 - 50

120 ( h )

100 (b)

Gambar 4.8 Penulangan dinding Hasil perhitungan struktur dinding dock diatas berlaku untuk keseluruhan dinding yang mengelilingi dock 150 x 28 meter ini.

4.3

Perhitungan Lantai Dock 1. Kombinasi Pembebanan Ketiga Kombinasi beban II

= Beban I + Beban II + Beban Keel Block +

Beban pada lantai Dock = 11,61 ton/m² + 3,75 ton/m + Beban Keel Block + 0,5 ton/m² Untuk beban Keel Block adalah sebesar : Beban Keel Block tengah

:

50 ton/m²

Beban Keel Block samping

:

50 ton/m²

Output perhitungan momen menggunakan program SAP 2000.10 non linear Perhitungan diluar beban uplift q sebesar 12,597 ton / m . Dari hasil perhitungan didapatkan hasil sebagai berikut : Daerah Tengah ( As Tengah ) Pada daerah kantilever Momen arah memanjang

Momen arah melintang

: M max + =

15,240

tonm

: M max − =

- 4,179

tonm

: M max + =

3,194

tonm

: M max − =

- 2,527

tonm



Pada daerah dalam Momen arah memanjang


: M max + =

21,256

tonm

: M max − =

-21,629

tonm

: M max + =

4,120

tonm

: M max − =

- 4,726

tonm

: M max + =

34,711

tonm

: M max − =

- 9,417

tonm

: M max + =

27,312

tonm

: M max − =

- 2,804

tonm

: M max + =

21,404

tonm

: M max − =

- 52,315

tonm

: M max + =

19,563

tonm

: M max − =

-24,328

tonm

Daerah Tepi ( As Tepi ) Pada daerah kantilever Momen arah memanjang




Agar

mempermudah

analisa

perhitungan

dilakukan

suatu

upaya

pendekatan dengan mengambil momen terbesar yaitu pada daerah tengah ( as tengah ) : Pada daerah kantilever Momen arah memanjang


: M max + =

15,240

tonm

: M max − =

- 4,179

tonm

: M max + =

3,194

tonm

: M max − =

- 2,527

tonm

: M max + =

21,256

tonm





Diketahui bahwa M

: M max − =

-21,629

tonm

: M max + =

4,120

tonm

: M max − =

- 4,726

tonm

pada lantai daerah kantilever adalah sebesar

15,240 ton - m dan tampang melintang lantai yang direncanakan diambil 1,00 x 1,00 meter.

100

100

Gambar 4.9 Tampang melintang rencana lantai kantilever Digunakan f’c = 30 Mpa M

=

fy = 420 Mpa

M ,

= 15,240 / 0,8 = 19,05 tonm = 19,05 x 10 Nmm M

= 0,85 x f’c x a x b x ( d - )

19,05 x 10 = 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 1000 - ) 19,05 x 10 = 10,965 x 10 a– 54825 a a

= 7,44 mm

T

= 0,85 x f’c x a x b = 0,85 x 30 x 7,44 x 1000 = 189720 Nmm

As

= =

, ,

= 3333,33 mm



As

=

’

=

,

√

= 1752,8 mm As

= T / fy = 189720 / 420 = 451,71 mm

As < As

= 451,71 mm

<

3333,33 mm

=

15 cm


,

A ,

,

= 147,26 mm = 150 mm Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 15 = 7 D 25 Cek

=(7x1 4πxd ) = ( 7 x 0,25 π x 25 = 3436 mm

( Selisih

5 % )......................OK!

Jadi digunakan tulangan D25 - 15 Tulangan pembagi = 0,25 % x 1000 x 1000 = 2500 mm Misal digunakan tulangan D19 Jarak antar tulangan = =

,

A ,



= 113 mm = 100 mm

=

10 cm

jadi digunakan tulangan D19 – 10 D 25 - 150

100

D 19 - 100 100

Gambar 4.10 Penulangan lantai kantilever ( melintang )

D 25 - 150

D 19 - 100

100

100

Gambar 4.11 Penulangan lantai kantilever ( Tampak Atas ) Hasil perhitungan struktur diatas berlaku untuk keseluruhan lantai kantilever yang mengelilingi dock 150 x 28 meter ini. Diketahui bahwa M

pada lantai daerah dalam adalah sebesar

21,256 ton - m dan tampang melintang lantai yang direncanakan diambil 1,00 x 0,80 meter.

80

100

Gambar 4.12 Tampang melintang rencana lantai dalam



Digunakan f’c = 30 Mpa M

=

fy = 420 Mpa

M ,

= 21,256 / 0,8 = 26,57 tonm = 26,57 x 10 Nmm M

= 0,85 x f’c x a x b x ( d - )

19,05 x 10 = 0,85 x 30 x a x 1000 x ( 800 - ) 19,05 x 10 = 20,4 x 10 a – 12750 a a

= 12,92 mm

T

= 0,85 x f’c x a x b = 0,85 x 30 x 12,92 x 1000 = 329460 Nmm

As

= =

, ,

= 2666,67 mm As

=

’

=

,

√

= 807,5 mm As

= T / fy = 329460 / 420 = 784,4 mm

As < As

= 451,71 mm

<

2666,67 mm


,

A ,

,



= 106,32 mm = 100 mm

=

10 cm

Jumlah tulangan yang dibutuhkan : = 100 / 10 = 10 D 19 Cek

= ( 10 x 1 4 π x d ) = ( 10 x 0,25 π x 19 = 2835 mm

( Selisih

5 % )......................OK!

Jadi digunakan tulangan D19 - 10 Tulangan pembagi = 0,25 % x 1000 x 800 = 2000 mm Misal digunakan tulangan D19 Jarak antar tulangan = =

,

A ,

= 151 mm ( dibulatkan ke bawah ) = 150 mm

=

15 cm

jadi digunakan tulangan D19 – 15

D 19 - 100 80 D 19 - 150 100

Gambar 4.13 Penulangan lantai dalam ( melintang )



D 19 - 100 D 19 - 150

80

100

Gambar 4.14 Penulangan lantai dalam ( tampak atas )

4.4

Perhitungan Pondasi ( Tiang Pancang )

4.4.1

Menentukan Daya Dukung Tanah Diketahui data – data sebagai berikut : Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ sat = 1,8 ton / m³ Berat volume tanah efektif ( γ ) = 0,70 ton / m³ Kohesi tanah dalam keadaan undrained, cu = 4,0 ton / m² Dipakai safety factor ( FS ) 2,5 sudut geser dalam tanah adalah Ф = 35°, didapat dari tabel data – data sebagai berikut :

q

N

=

16,80

N

=

12,80

N

=

9,60

= 2 3.c.N + q.N + 0,5γ.B.N = ( 2 3 x 4 x 16,80 ) + ( 1,80 x 12,80 ) + ( 0,5 x 1,80 x 1 x 9,60 ) = 44,80 + 23,04 + 8,64 = 76,48 ton/m



Daya dukung tanah yang diizinkan q

= 1 FS.q = 1 2,5 x 76,48

`

= 30,592 ton/m = 3,05 kg/cm

4.4.2

Menentukan panjang tiang pancang. Untuk mempermudah perhitungan, dilakukan analisa 1 buah tiang pancang dengan luas yang diwakili oleh 1 buah tiang pancang yaitu 2,8 x 2,5 x 1,0 meter. Diasumsikan diameter tiang pancang adalah 40 cm, maka gaya dukung tiang dihitung terhadap gesekan dan lekatan tiang. Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ sat = 1,8 ton / m³ Berat volume tanah efektif ( γ ) = 0,70 ton / m³ Kohesi tanah dalam keadaan undrained, cu = 4,0 ton / m² Sudut geser dalam tanah, Ф = 35° = 1 + tan φ = 1 + tan 35 = 0,2997 = k

γ

tan φ

= x ( π x 0,4 x x x 1,8 x 0,2997 x tan 35 = 0,0791 Gaya dukung tiang terhadap gesekan adalah sebesar 0,0791 k

: keliling tiang pancang bulat

z

; panjang tiang dalam tanah

, dimana :

menghitung lekatan tiang dengan kohesi tanah undrained sebesar cu = 4,0 ton / m²



p

= kzC = x ( π x 0,4 x z x 4 = 1,6755 z

Gaya dukung tiang total ( gesekan dan lekatan ) adalah : = 0,0791

+ 1,6755 z

Gaya berat plat lantai dock ( platform ) : = (2,8 x 2,5 x 1,0 ) x 2,4 = 16,8 ton ( berat sendiri plat lantai dock ) Beban hidup pada lantai dock q = 500 kg / m Q

= 500 x 2,8 = 1400 kg

= 1,4 ton

Sehingga besar gaya yang harus dipikul oleh satu buah tiang pancang adalah : P

=

+Q

= 16,8 + 1,4 = 18,2 ton Dengan menyamakan gaya dukung tiang total dengan gaya maksimum yang bekerja pada satu tiang, maka akan didapat panjang tiang yang harus dipancang.

z

= 0,0791

+ 1,6755 z

= 0,0791

+ 1,6755 z = 18,2

0,0791

+ 1,6755 z - 18,2

=

,

= 29,09

,

,

=0 ,

,

= 30 meter



4.4.3

Menentukan ultimate pile capacity (

)

Dengan menggunakan metode Tomlinson α coefficient, maka : Rasio penetrasi

= =

,

= 75

>

20

( Tabel 4.2 )

diambil α 1 soft clay Tabel 4.2 Nilai untuk rasio penetrasi, kekuatan tanah undrained, dan faktor adhesi Rasio Penetrasi L/B

Kekuatan tanah undarained

Faktor Adhesi

C ksf

α

<3

1,2 – ( 0,3 C )

>3

0,25

0,0 – 1,5

1,0

1,5 – 4,0

1,5 – ( 0,3 C )

>4

0,3

< 20 > 20

= xπxd = x π x 0,4 = 0,125 m p

=πxd = π x 0,4

= 1,256 m

c

= =

,

= 2,0 ton / m² = berat jenis beton x

xL

= 2,4 x 0,125 x 30



Q

=9c

+

αcpL

= ( 9 x 2,0 x 0,125 ) + ( 1 x 2,0 x 1,256 ) x 30 = 2,25 + 75,36 = 77,61 ton Q

=Q

x FS

= 77,61 ton x 2,5 = 194,025 ton Q

= = 0,0791 = 0,0791 x ( 30 ) = 71,19 ton

Q

=Q

194,025= Q Q

+Q + 71,19

= 122,835 ton

Dimana, : Luas penampang tiang bulat, P

: Keliling penampang tiang bulat,

c

: Kohesi tanah average, : Berat tiang,

Q

: Kapasitas / daya dukung ultimate tiang,

Q

: daya dukung pada selimut tiang akibat gesekan selubung ( friction ),

Q

: daya dukung ujung tiang ( end bearing ).

Sedangkan kontribusi tahanan gesek antara selimut tiang dan tanah disekitarnya ditabelkan pada tabel di bawah ini.



Tabel 4.3 Kontribusi tahanan gesek antara selimut tiang dan tanah Kedalaman

Panjang

Kohesi c

(m)

( m)

( Kg/cm )

Faktor

Tahanan

Adhesi

Gesek, f

α

( Kg/cm )

Gaya gesek / segmen ( Kg )

7,00 – 23,50

16,50

0,13

1,00

0,13

26,954

23,50 - 27,50

4,00

0,25

1,00

0,25

12,566

27,50 – 32,00

4,50

1,00

0,90

0,90

50,894

32,00 – 35,50

3,50

1,50

0,60

0,90

39,584

35,50 – 37,00

1,50

1,75

0,45

0,79

24,818

30

154,817

Sebagai catatan, bahwa tiang dipancang dari dasar galian ( dredged line ) sehingga level kepala tiang ( pile head ) berada pada kedalaman sekitar 7 meter dari permukaan tanah. Oleh karena jarak antar tiang sekitar 2,8 x 2,5 m² maka tanah pada lantai dock sudah pernah menerima beban ( overconsolidated ) sebesar 34,3 ton / m², yang diperoleh dari : = Berat volume tanah efektif ( γ ) x kedalaman galian x luasan 1 tiang = 0,7 x 7 x 7 = 34,3 ton / m² Oleh karena itu beban yang akan bekerja pada tiang dapat direduksi / dikurangi dengan 34,3 ton / m² akibat compensated pressure. Daya dukung terhadap gaya tarik diasumsikan hanya diterima sebesar 67 % dari gesekan antara selimut tiang dengan tanah di sekelilingnya. Hal ini disebabkan oleh karena diameter mengecil saat tertarik, sehingga daya dukung 1 buah tiang pancang terhadap gaya tarik hanya 2/3 dari kapasitas gesek.



4.4.4

Menentukan efisiensi kumpulan tiang ( pile group efficiency ).

Untuk daerah dinding dock menggunakan perhitungan Single row for a wall Dengan perhitungan sebagai berikut :

1,25

1,25

Gambar 4.15 Pile group efficiency daerah dinding Diketahui data – data sebagai berikut ( gambar 4.15 ) : Jumlah kolom, m

:3

Jumlah baris, n

:1

Jark antar tiang, s

: 1,25meter

D

: 0,4 meter

Eg

= 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn

= 1 – 30 {( 1 – 1 ) 3 + ( 3 – 1 )1 } / 90 x 3 x 1 = 0,78

<

1

…………………………OK!

Untuk daerah kantilever dock menggunakan perhitungan Double row for a wall Dengan perhitungan sebagai berikut :

1,25

1,25

Gambar 4.16 Pile group efficiency daerah kantilever



Diketahui data – data sebagai berikut ( gambar 4.16 ) : Jumlah kolom, m

:5

Jumlah baris, n

:2

Jark antar tiang, s

: 1,25meter

D

: 0,4 meter

Eg

= 1 – θ {( n – 1 ) m + ( m – 1 ) n } / 90mn

= 1 – 30 {( 2 – 1 ) 5 + ( 5 – 1 )2 } / 90 x 5 x 2 = 0,60

<

1

…………………………OK!

Untuk daerah dalam dock menggunakan perhitungan Triple row for a wall Dengan perhitungan sebagai berikut :

125

125

125

Gambar 4.17 Pile group efficiency daerah dalam Diketahui data – data sebagai berikut ( gambar 4.17 ) : Jumlah kolom, m

:5

Jumlah baris, n

:3

Jark antar tiang, s

: 1,25meter

K

: (m x n) = ( 5 x 3 ) = 15

D

: 0,4 meter

Eg

D

K D

,

. ,

,



=

, ,

= 0,88

<

1

…………………………OK!

4.5 Perhitungan Sheet Pile pada saat pelaksanaan 4.5.1 Menentukan tekanan tanah yang bekerja pada dinding Dalam memecahkan persoalan ini maka dimisalkan bahwa tanah di belakang turap / sheet pile bekerja aktif sampai dengan garis keruk ( dredged line ). Sebagai pengaruh dari tekanan aktif ini, maka dinding turap akan berputar ( titik rotasi / pivot ), yang tekanan pasif di belakang dinding turap dibawah garis keruk. Dalam perancangan kedalaman turap dibawah garis keruk adalah persoalan persamaan tingkat empat, maka untuk mempermudah permasalahanya, pemecahannya dilaksanakan berdasarkan asumsi – asumsi serta data – data sebagai berikut : Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ sat = 1,8 ton / m³ Berat volume tanah efektif ( γ ) = 0,70 ton / m³ Kohesi tanah dalam keadaan undrained, cu = 4,0 ton / m² Sudut geser dalam tanah, Ф = 35° Digunakan faktor aman ( Safety Factor ) F = 2,0 untuk gaya pasif Koefisien tekanan tanah aktif K = k = 0,270 Koefisien tekanan tanah pasif K = k = 3,69 dimana δ = 0



q = 3,75 t/m

Kasus 1 = Dock Penuh air A 30 B Muka Air

170 C

T

845

645

Kasus 2 = Dock Kosong ( Prinsip Bendung Elak ) D

E

Gambar 4.18 Sketsa penampang rencana turap Pada gambar diatas, untuk tekanan hidrostatik pada kedua sisi turap dianggap nol ( 0 ) atau saling meniadakan.Perhitungan tekanan – tekanan berikut ini diperlihatkan pada gambar 4.19

pa1 pa2

pa3

pa4

pa5 a D

X pp1

Gambar 4.19 Diagram tekanan tanah pada turap PERENCANAAN STRUKTUR BETON DOCK GALI ( GRAVING DOCK ) PELABUHAN TANJUNG EMAS SEMARANG


Perhitungan Koefisen tekanan tanah a. Koefisien Tekanan tanah aktif Ka

= Tan ( 45° -

)

= 0,270 b. Koefisien Tekanan tanah pasif Kp

= Tan ( 45° +

)

= 3,69 K’

= Kp – Ka = 3,69 – 0,270 = 3,42

Perhitungan tekanan tanah / besaran gaya lateral sebagai akibat dari suatu muatan tambahan ( surcharge load ) : = ( γ x h + q ) x Ka – 2 x c x √Ka = ( 3,75 x 0,270 ) - 2 x 4 x √0,270 = 3,144 t/m = ( γ x h x Ka ) = 1,8 x 0,3 x 0,270 = 0,1458 t/m = ( γ x h ) x Ka – 2 x c x √Ka = ( 1,8 x 8,15 ) x 0,270 - 2 x 4 x √0,270 = 0,1879 t/m = ( γ x h x Ka ) = 1,8 x 8,15 x 0,270 = 3,96 t/m =

+

= 1,879 + 3,96 = 4,1479 t/m = γ x a x K’



4,1479 = 1,8 x a x 3,42 a

= 0,6738 m

Perhitungan tekanan tanah aktif yang terjadi Pa

= pa x h = 3,144 x 0,3 = 0,9432 t/m

Pa

= x pa x h = 0,5 x 0,1458 x 0,3 = 0,0218 t/m

Pa

= pa x h = 0,1879 x 8,15 = 1,531 t/m

Pa

=

x pa x h

= 0,5 x 3,96 x 8,15 = 16,137 t/m Pa

=

x pa x a

= 0,5 x 4,1479 x 0,6738 = 1,397 t/m

Perhitungan tekanan pasif yang terjadi

= γ x X x K’ = 1,8X x 3,42 = 6,156X t/m

Pp

= x pp x X = 3,076

t/m



4.5.2

Menentukan letak angker MB = 0 R A x 0,3 + p RA

=

,

x 0,15 + p ,

,

x 0,1 = 0 ,

,

= 0,4788 t ′

= p ′

=

,

= 10,48y

, ′

= ,

p ′

=

M

= - R A y + 0,5 y p ′ y + 0,5p ′ y x y

= 0,486y

,

= - 0,4788y + 5,24

+ 0,081

= - 0,4788y + 5,321 M

MM

=

0

= - 0,4788y + 15,963

=0

= 0,02999 = 0,173 = 0,17 meter Misal

terletak z meter dari angker

pa4 pa5

pa2 pa1

z

pp1

Pa

a

pa3

Gambar 4.20 Letak garis kerja



Σ MA

=0

Σ P z = P ( 0,17 – 0,15 ) + P ( 0,13 – 0,1 ) + P ( x 8,15 + 0,13 ) + P ( x 8,15 + 0,13 ) + P ( x 0,6738 + 0,13 + 8,15 ) = 0,9432 ( 0,02 ) + 0,2187 ( 0,03 ) + 1,531 ( 4,205 ) + 16,137 ( 5,563 ) + 1,397 ( 8,5046 ) = 0,018864 + 0,00656 + 6,437 + 89,77 + 11,88 = 108,11236 z

=

, ,

=5,39 meter

5,5 meter

Jadi garis kerja P terletak pada 5,5 meter dibawah angker.

4.5.3 Menentukan Kedalaman penetrasi turap / sheet pille ( Deep of Cut Off ) Σ MA

=0

ΣP z

=P

( Gambar 4.19 ) (

X + 0,6738 + 8,15 + 0,13 )

= 3,076

x ( y + 8,9538 ) + 27,542

108,11236 = 2,05 ( 2,05X + 27,542 ) X D

= 108,11236

= 1,85 meter =a+X = 0,6738 + 1,85 meter = 2,60 meter

Diambil angka keamanan 100 %, jadi : D

= 2,60 + ( 100 % x 2,60 ) = 5,2

≈

5,5 meter

Jadi dalamnya pemancangan sheet pile adalah 5,5 meter dengan panjang total turap / sheet pile yang dibutuhkan adalah 14 meter Cek kestabilan sheet pile / turap pancang



D

>

5,5

>

1 H 3 1 x 14 3

5,5

>

4,66 meter...............................................OK!

4.5.4 Menentukan Momen Terbesar pada Turap / Sheet Pille MM

= - 0,4788y + 5,321 = - 0,4788 ( 0,17 ) + 5,321 ( 0,17 ) = - 0,081396 + 0,02614 = - 0,055 tm

Diketahui bahwa momen lentur terbesar terjadi di dekat permukaan garis galian ( dredged line ) antara titik C dan titik D. Momen terbesar terjadi dimana tegangan geser adalah nol. 4.6 Perhitungan Deadman / Angker / Jangkar 4.6.1 Mentukan dimensi stang angker / deadman W

=

, dimana b = t

= σ

= 1500 t/m

σ

=

1500

=

t

=

t

= 0,00022

t

= 0,0603 m

M W ,

,

≈

t = 6 cm

maka didapat dimensi stang angker adalah 6 / 6 cm.



4.6.2 Menentukan besar diameter tierod Tahanan yang diberikan oleh kepala jangkar adalah selisih tekanan tanah pasif yang bekerja pada bagian muka dan tekanan aktif yang bekerja pada sisi yang lain.Besarnya gaya angker ( F F

) adalah :

=ΣP –ΣP = 20,03 – ( 3,076

)

= 20,03 – ( 3,076 x ( 1,85 )) = 20,03 – 10,52761 = 9,5 t/m Cek terhadap kestabilan gaya tarik angker sheet pile ( F

) pada

pelaksanaan tidak melebihi gaya tarik angker kombinasi ( T ) yaitu : F

<

(T)

9,5 t/m

<

17,87 t/m

...................... ( OK )

besarnya diameter tierod yang dibutuhkan adalah : σ besi untuk U22

= 11000 t/m

T

= 17,87 t/m

Luas penampang kabel tierod, A σ besi = 11000 =

= πd

F A ,

d

= 2,0684 x 10

d

= 0,045 m

d = 4,5 cm

atau digunakan strand 5

1

2 ”.

4.6.3 Menentukan dimensi angker / deadman. Diketahui data – data sebagai berikut : F

= 9,5 t/m

Berat volume tanah urug dalam keadaan jenuh γ sat = 1,8 ton / m³ Sudut geser dalam tanah, Ф = 35° Ka

= 0,270

Kp

= 3,42

,dimana a = b



Muka Tanah

a Far

b

Deadman

pp1

Pp

pp2

Detail

Gambar 4.21 Diagram tekanan tanah pada deadman

P

= xax = x( b)x(γx = x ( b ) x ( 1,8 x

bxK ) b x 0,270 )

= 0,54675 b P

= x(a–b)x(γx(a-b)xK ) = x b x ( 1,8 x b x 0,270 ) = 0,06075 b

ΣP

=P -P = 0,54675 b - 0,06075 b = 0,486 b

P

= xax = x( b)x(γx = x ( b ) x ( 1,8 x

bxK ) b x 3,42 )

= 6,9255 b



P

= x(a–b)x(γx(a-b)xK ) = x b x ( 1,8 x b x 3,42 ) = 0,7695 b

ΣP

=P

-P

= 6,9255 b - 0,7695 b = 6,156 b F

=ΣP -ΣP

F

= 6,156 b - 0,486 b

9,5

= 5,67 b

b

= 1,6755

b

= 1,2944

a

= b

1,3 meter

= x 1,2944 = 1,9416 L

2,0 meter

= ( H + D ) x tan ( 45° = ( H + D ) x tan ( 45° -

Ф

) + a x tan (45° +

Ф

) + a x tan (45° +

) )

= ( 8,45 + 5,5 ) x tan 27,5° + 2 tan 62,5° = ( 13,95 x 0,52 ) + ( 2 x 1,921 ) = 11,096

11,1 meter



130 ( b )

200 ( a )

1110 ( L )

C o n c re te S h e e t P ile ( C S P ) S h e e t P ile B e to n L = 1 4 m

D re d g e d L in e / g a ris k e ru k

550

Gambar 4.22 Sketsa posisi jarak deadman terhadap turap Dengan perhitungan konstruksi yang akurat maka perencanaan struktur dock yang telah direncanakan akan menghasilkan sebuah desain konstruksi yang akan diaplikasikan pada lapangan, Sehingga dalam pelaksanaan pekerjaan kecil sekali kemungkinan perubahan desain maupun struktur yang disebabkan ketidak akuratan data maupun perhitungan struktur.



BAB V KESIMPULAN Hasil perhitungan konstruksi dock dengan ukuran 150 x 28 x 8,5 meter adalah sebagai berikut : 1. Dinding Dock Tebal ( t )

: 100 cm / 1 m

Mutu beton ( f’c )

: 30 Mpa

Tulangan pokok

: D25 – 125

f 390 Mpa

Tulangan pembagi

: D16 - 50

f 390 Mpa

2. Lantai Dock Tebal ( t ) kantilver

: 100 cm / 1 m


: 30 Mpa

Tulangan pokok

: D25 – 150

f 390 Mpa

Tulangan pembagi

: D19 - 100

f 390 Mpa

Tebal ( t ) dalam

: 80 cm / 0,8 m


: 30 Mpa

Tulangan pokok

: D19 – 100

f 390 Mpa

Tulangan pembagi

: D19 - 150

f 390 Mpa

3. Tiang Pancang Diameter (

)

: 40 cm / 0,4 m

Panjang penetrasi total

: 30 meter

( Lower )

: 15 meter

( Middle )

: 15 meter

Bahan

: Beton bertulang



4. Sheet pile / Turap Tipe

: W500 B1000

Lebar penampang ( b )

: 500 mm / 0,5 m

Panjang penampang ( h )

: 1000 mm / 1 m

Panjang ( l )

: 14 meter

Kedalaman penetrasi

: 5,5 meter dari garis keruk ( dredged line )

Bahan

: Beton bertulang

5. Deadman / angker Dimensi ( b )

: 2,0 m

Tierod

: strand 5

Dimensi stang angker

: 60 x 60

Panjang letak ( l )

: 11,1 meter

1

2 ”.


Perpustakaan Unika

DAFTAR PUSTAKA Bambang Triatmodjo, ( 1996 ), Pelabuhan , Betta Offset, Yogyakarta. Departemen Pekerjaan Umum, ( 1971 ), Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971, Yayasan badan Penerbit Pekerjan Umum, Bandung. Masyhur Irsyam, ( 2000 ), Tegangan Lateral dan Dinding Penahan Tanah ( ppt ) , Teknik Sipil, Insitut Teknologi Bandung. Jack C. McCormac ( 2004 ), Desain Beton Bertulang I, Erlangga, Jakarta Jack C. McCormac ( 2004 ), Desain Beton Bertulang II, Erlangga, Jakarta Joseph E. Bowles ( 1986 ), Analisa Dan Desain Pondasi, Erlangga, Jakarta Guy Sanglerat dkk ( 1989 ), Soal – Soal Praktis Dalam Mekanika Tanah Dan Teknik Pondasi, Erlangga Jakarta Soedjono Kramadibrata ( 1985 ), Perencanaan Pelabuhan, Ganeca Exatc Bandung, Bandung Kiki Saptono ( 1999 ), Materi Kuliah Struktur Beton I Kiki Saptono ( 1999 ), Materi Kuliah Struktur Beton II Modern Surya Jaya ( 2007 ), Perencanaan Dock Gali PT Jasa Marina Indah, Modern Surya Jaya, Surabaya Jasa Marina Indah ( 2008 ), Galangan Kapal, Semarang. Mulyono, T., ( 2003 ), Teknologi Beton, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta Www. towboatjoe.com (2009), Harbour Hardware And Instalation, diakses pada tanggal 11 Januari 2009.

xii

Perpustakaan Unika

DAFTAR SIMBOL / NOTASI A

: Luas atau dipakai sebagai koefisien, dapat ditempatkan pada garis bawah. ( m ; cm ; inci , dsb)

B

: Ukuran alas lateral terkecil ( adakalanya dinyatakan sebagai 2B ). ( m ; cm ; inci , dsb )

C

: Indeks kompresi

C

: Indeks kompresi sekunder

c

: Kohesi tanah ( ° )

D

: Kedalaman alas telapak, tiang pancang, atau turap ( sheet pile ). ( m ; cm Feet , dsb )

D

: Kedalaman efektif dari suatu plat dasar beton ( menurut c.g.s. dari tulangan ). ( m ; cm ; Feet , dsb )

E

: Lambang koefisien energi ( tonm ; KNm ; Nm , dsb )

E

: Modulus elastisitas beton ( Mpa )

F

: Gaya – gaya dinamik ( ton ; KN ; N , dsb ) : Gaya tarik pada angker / deadman ( t/m ; KN/m , dsb )

f’c

: Kekuatan kompresi beton pada umur 28 hari ( Mpa ) : Kekuatan luluh pada tulangan baja ( Mpa )

H

: Kedalaman pengaruh pada telapak ; ketebalan lapisan ; juga dipakai untuk ketinggian dinding ; dan untuk tinggi energi ( head ) hidrolik ( m ; cm ; Feet , dsb )

K

: Rasio lateral terhadap tegangan vertikal : Koefisien tekanan tanah aktif : Koefisien tekanan tanah pasif

L

: Panjang alas atau telapak ; juga panjang tiang pancang dan turap ( m ; cm Feet , dsb )

m

: Jumlah kolom dalam efisiensi kumpulan tiang ( pile group efficiency ) xiii

Perpustakaan Unika

n

: Jumlah baris dalam efisiensi kumpulan tiang ( pile group efficiency )

p

: Gaya tekan lateral ( oleh tanah maupun hidro ) ( ton ; KN ; N , dsb ) : Gaya dinding yang disebabkan oleh tekanan tanah aktif ( ton/m² ; Kn/m² ; N/m² ) : Gaya dinding yang disebabkan oleh tekanan tanah pasif ( ton/m² ; Kn/m² ; N/m² , dsb )

Q

: Gaya vertikal ( terkadang disimbolkan V atau P ) ( ton ; KN ; N , dsb ) : Tekanan tumpuan yang dihitung akhir ( ton ; KN ; N , dsb ) : Gaya resultan biasanya terhadap dinding( ton ; KN ; N , dsb )

T

: Gaya tarik angker kombinasi ( t/m ; KN/m , dsb )

y’

: Lokasi gaya resultan R ; sifat eksentrisitas suatu massa berputar ( m ; cm Feet , dsb )

Z

: Kedalaman yang diminati dari permukaan tanah ( m ; cm ; Feet , dsb ) : Sudut yang dipakai ; faktor reduksi kohesi : Sudut kemiringan tanah atau urugan ; faktor tahanan kulit : satuan berat bahan ( ton/m² ; Kn/m² ; N/m² , dsb )

’

: Berat satuan efektif ( ton/m² ; Kn/m² ; N/m² , dsb ) : Sudut gesekan dalam / sudut geser ( ° )

xiv

Perpustakaan Unika

GLOSARI a. DWT ( DEAD WEIGHT TON ) : Satuan bobot mati untuk kapal barang dan kapal minyak b. GT ( GROSS TON ) : Satuan berat kotor untuk kapal penumpang c. HHWL ( HIGHEST HIGH WATER LEVEL ) : Elevasi muka air tertinggi pada saat pasang bulan purnama. d. HWL ( HIGH WATER LEVEL ) : Elevasi muka air tinggi untuk satuan harian. e. LWL ( LOW WATER LEVEL ) : Elevasi muka air rendah untuk satuan harian. f. LLWL ( LOWEST LOW WATER LEVEL ) : Elevasi muka air terendah pada saat surut. g. MWL ( MEAN WATER LEVEL ) : Muka air rerata antara muka air tertinggi rerata dan muka air terendah rerata. Elevasi ini digunakan sebagai referensi untuk elevasi di daratan. h. FENDER : Media untuk menghindari kerusakan pada kapal dan dermaga akibat benturan, yang dipasang di depan dermaga berupa bantalan – bantalan baik dari karet atau kayu yang berfungsi sebagai penyerap energi benturan. i. BOLDER ( alat pengikat / penambat kapal ) : j. Bitt : untuk mengikat kapal pada kondisi cuaca normal, dipasang di sepanjang sisi dermaga. xv

Perpustakaan Unika

k. Bollard : Bitt dengan ukuran yang lebih besar, untuk mengikat kapal pada kondisi cuaca yang normal / badai, juga dapat digunakan untuk mengarahkan kapal merapat / membelok / memutar terhadap ujung dermaga. l. Jasa Marina Shipyard : Perusahaan / Perseroan Terbatas ( PT ) yang bergerak dibidang perbaikan dan pembuatan kapal.Lebih dikenal dengan JMI ( Jasa Marina Indah ) yang terdiri dari JMI I & JMI II.Lokasi keduanya berada di dalam area Pelabuhan Tanjung Emas Semarang. m. Floating Quay : Kolam apung yang berfungsi untuk perbaikan kapal diats air / repair atas.kolam apung yang ada disebelah utara proyek graving dock unit II JMI II dapat menampung ± 3 kapal besar dan 2 kapal sedang. n. Building berth :terjemahan dari bangunan peluncur kapal yang sudah selesai dibuat.bangunan peluncur ini terletak pada sebelah selatan proyek dan dibuat dengan kemiringan tertentu hingga ujung pintu bangunan yang berada pada laut terbuka. o. Length Over All ( LOA ) : Panjang kapal dihitung dari ujung depan ( haluan ) sampai jung belakang ( buritan ). p. Breadth ( b ) : Jarak maksimum antara 2 sisi kapal. q. Draft kapal : r. Bagian kapal yang terendam air pada keadaan muatan maksimum. s. keel block : Tempat dudukan kapal yang terbuat dari beton / kayu. t. Capstan dan houling winch : Penambat kapal semacam bolder yang dapat berputar untuk menggulung tali penambat. u. Anchor Hook & pulling eyes on the floor : Pengait tali penambat. xvi

Perpustakaan Unika

v. Cable & Pipe Culvert Flood Lighting : Bagian dock yang berfungsi untuk meletakkan perlengkapan repair kapal seperti kabel las. w. Water level gauge : Alat pengukur ketinggian air.

xvii

Contoh Tugas akhir Sheet pile

Recommend Documents