ANALISIS PERBAIKAN STRUKTUR DERMAGA DENGAN TIANG …

ANALISIS PERBAIKAN STRUKTUR DERMAGA DENGAN TIANG

MIRING DAN BRESING

Bonifacius Jovianto

,*

1Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus UI Depok,

Depok, 16424, Jawa Barat

E-mail: [email protected]

Abstrak

Penelitian ini membahas tentang kinerja perbaikan dermaga dengan opsi penambahan tiang miring dan bresing

dari batang prategang. Struktur dermaga dan perbaikannya dimodelkan sesuai dengan data hasil penyelidikan

lapangan dan validasi permodelan tanah berdasarkan simpangan terukur. Penelitian dilakukan dalam dua fase,

terdiri dari penyesuaian simpangan struktur model dengan simpangan terukur pada kondisi sesungguhnya untuk

mendapatkan konstanta kekakuan pegas tanah sebagai validasi struktur model dengan struktur eksisting pada

fase pertama dan permodelan struktur dermaga eksisting dengan penambahan komponen perbaikan untuk

mendapatkan efek penambahan komponen perbaikan yang ditinjau dari beberapa parameter pada fase kedua.

Variasi model perbaikan terdiri dari inklinasi dan dimensi tiang miring, serta bentuk bresing dan gaya prategang.

Parameter desain yang ditinjau berupa karakteristik dinamik struktur dan responnya terhadap beban gravitasi dan

lateral. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan tiang miring dan bresing dalam arah memanjang

dermaga lebih efektif untuk memperkecil simpangan struktur. Inklinasi tiang miring merupakan faktor dominan

yang mempengaruhi simpangan sedangkan dimensi tiang miring dan gaya prategang mempengaruhi rasio

tegangan.

Kata Kunci : bresing, dermaga, tiang miring, fluktuasi gaya dalam, konstanta pegas tanah, perilaku struktur,

rasio tegangan, simpangan

Abstract

This study discussed about performance of pier structural reparation by adding batter piles and bracing of

prestressed bars. Pier structur and it’s repairs was modeled according to the data of field investigation and

validation of earth model according to measured displacement. Study was done in two phase, consisted of

adjustment of displacement measured in structural model with displacement measured in existing structural in

order to get earth spring constant as a validation for structural model with the real structural in first phase and

modeling existing pier structural in addition of repair component to measure the effect of additional repair

component that will be observed from several parameter in second phase. Variation of repairation model

consisted of inclination and dimension of batter pile, bracing shape and it’s prestress force. Reviewed design

parameter was structural dynamic characteristics and structural response due gravitation and lateral load. Study

results showed that addition of batter piles and bracing in the long side of pier was more effective to reduce

structural displacement. Inclination of batter piles was significant factor to affect structural displacement, while

dimension of batter pile and prestress force affecting stress ratio mostly.

Key Words : batter pile, bracing, displacement, earth spring constant , inner force fluctuation, pier, stress ratio,

structural behavior

Analisis perbaikan..., Bonifacius Jovianto, FT UI, 2013

mailto:[email protected]

Pendahuluan

Dalam menunjang fungsinya,

pelabuhan harus didesain kuat dan aman

sehingga dapat digunakan dalam kondisi

layan (servicibility) yang dapat menunjang

segala aktivitas manusia dan peralatan di

atas pelabuhan. Kondisi layan ini dinilai

dari kenyamanan manusia beraktivitas

secara normal di atas pelabuhan, tanpa

harus khawatir akibat adanya goyangan

yang bisa diakibatkan oleh arus, angin dan

bertambatnya kapal pada pelabuhan,

ataupun lendutan pada struktur akibat

pembebanan vertikal. Gaya yang bekerja

pada pelabuhan akan ditahan oleh

komponen struktural pelabuhan.

Komponen struktural utama pelabuhan

adalah dermaga yang merupakan

komponen utama yang menjadi pusat

kegiatan manusia dan bertambatnya kapal

yang beraktivitas pada pelabuhan.

Dermaga dalam menjalankan fungsinya,

memiliki komponen struktural balok, pelat,

dan pondasi, yang dibantu dengan fasilitas

pendukung lainnya seperti mooring

dolphin dan fender. Keseluruhan

komponen harus didesain agar tidak gagal

secara struktural.

Dalam kasus dermaga pada sungai

Siak di Riau, dermaga didesain secara

fungsional sebagai dermaga minyak yang

dapat menjadi tempat bertambat kapal

tanker minyak 3,500 DWT. Namun, pada

masa serah terima sebelum dermaga

difungsikan, dermaga sudah mengalami

gangguan dalam kondisi layan. Mooring

Dolphin yang terhubung dengan dermaga

mengalami pergoyangan sejauh 9 cm

ketika menerima gelombang air sungai

yang disebabkan oleh Speedboat yang

melewati sungai Siak. Maka, diperlukan

analisis perbaikan struktur dermaga untuk

melakukan perkuatan dermaga untuk dapat

menjalankan fungsinya.

Tinjauan Teoritis

Suatu struktur dermaga didesain

untuk dapat berperilaku baik dalam kondisi

dibebani beban lateral berupa gaya gempa,

gaya sandar dan gaya tambat yang

ditimbulkan oleh kapal, arus, dan angin

serta gaya gelombang yang menerpa

struktur dermaga.

a. Gaya yang membebani struktur

dermaga

Gaya Sandar Kapal

Pada saat kapal datang merapat pada

dermaga dengan kecepatan tertentu maka

akan terjadi gaya kontak antara kapal dan

dermaga yang disebut dengan gaya sandar

(berthing forces)

.............. (1)

Dimana :

E = energi benturan (ton meter)


V = komponen tegak lurus sisi dermaga

dari kecepatan kapal pada saat membentur

dermaga (m/detik)

W = displacement (berat) kapal

g = percepatan gravitasi (m/detik2)

Cm = koefisien massa

Ce = koefisien eksentrisitas

Cs = koefisien kekerasan (diambil 1)

Cc = koefisien bentuk dari tambatan

(diambil 1)

Dimana :

................... (2)

Dimana :

....................... (3)

Dimana :

Cb = koefisien blok kapal

d = draft kapal (m)

B = lebar kapal (m)

Lpp = panjang garis air (m)

γo = berat jenis air laut (ton/m3)

Panjang garis air (Lpp) dapat dihitung

dengan rumus :

Sementara itu

..................... (4)

Dimana :

l = jarak sepanjang permukaan air

dari pusat berat kapal sampa titik sandar

kapal (m)

r = jari – jari putaran disekeliling

pusat berat kapal pada permukaan air (m)

dengan titik kontak antara kapal

dengan struktur yang ditumbuk dapat

dihitung dengan rumus :

Dermaga : l = ¼ Loa (m)

Dolphin : l = 1/6 Loa (m)

Gambar 1 Jari-jari putaran di sekeliling

pusat berat kapal (Bambang Triatmodjo,

2009)

Gaya Tambat Kapal

Kapal yang bertambat sementara

diikatkan kepada alat penambat (bollard)

menimbulkan gaya tarik pada dermaga

yang ditimbulkan oleh angin dan arus

1. Gaya Tambat Akibat Angin

.................................. (5)

Dimana :

Qa : tekanan angina (N/m2)

: luas bidang kapal yang diterpa

angina (m2)

2. Gaya Tambat Akibat Arus

(

) ............... (6)

Dimana :


: nilai koefisien tekanan arus

: berat jenis air laut (N/m3)

: luas bidang kapal yang terkena

dampak arus (m2)

: kecepatan arus air (m/detik)

3. Gaya gelombang yang dibangkitkan

kapal

(

)

√

........ (7)

Dimana :

H0 : tinggi gelombang karakteristik

yang dihasilkan oleh kapal yang

bergerak. Dapat berarti tinggi gelombang

yang diobservasi pada jarak 100 meter dari

garis arah layar kapal dalam kondisi terisi

penuh.

Ls : panjang kapal (Lpp) (meter)

VK : kecepatan kapal dengan muatan

penuh (knot)

EHPW : energi pembangkit gelombang

(W)

Energi pembangkit gelombang dapat

ditentukan dengan formulasi sebagai

berikut :

........... (8)

Dengan,

................. (9)

................ (10)

S =2.5∇Ls

CF =0.075logV0Lsv-22

Dimana :

SHPm : continuous maximum shaft power

(W)

ñ : densitas air (kg/m3)

CF : koefisien friksi

V0 : kecepatan kapal dengan

muatan penuh (m/s);

V0=0.514Vk

v : koefisien kinematis dari

viskositas air (v=1.2×10-6m2/s

∇ : volume dalam air dari

bagian kapal dengan muatan penuh

(m3)

Formulasi beban gelombang yang menerpa

bidang adalah sebagai berikut :

o o .......... (11)

Dimana :

: tekanangelombang pada

permukaan air (kN/m2)

: massa jenis air (ton/m3)

: sudut antra garis normal dan

bidang yang diterpa gelombang

:faktor modifikasi tekanan

gelombang (nilai standar yang

digunakan adalah 1.0)

: kedalaman air tepat di depan

bidang yang diterpa gelombang (m)

: kedalaman air dengan acuan

bagian bawah dari bidang yang diterpa

gelombang

: panjang gelombang saat

kedalaman h (m)


{

}

{

}

b. Daya Dukung Tiang

Dalam melakukan analisis

perbaikan struktur dermaga, perlu untuk

mengetahui daya dukung eksisting

komponen struktur dermaga, salah satu nya

adalah tiang pondasi. Daya dukung

meliputi daya dukung aksial untuk

menahan beban vertikal dan daya dukung

terhadap gaya lateral untuk menahan beban

horisontal.

Daya Dukung Ijin Lateral Tiang

Untuk mengetahui daya dukung

lateral tiang, maka dilakukan dengan

pendekatan subgrade reaction. Nilai

modulus subgrade reaction (kh), dapat

ditentukan berdasarkan hasil pengujian N-

SPT di lapangan. Dengan mengetahui nilai

kh, maka dapat ditentukan kekakuan pegas

(ks) dengan persamaan :

ks=khxA ........................................... (12)

Dimana :

ks= kekakuan pegas (kN/m)

kh=modulus subgrade reaction (kN/m3)

A = luas permukaan tiang yang terkena

tanah (m2)

Gambar 5 Nilai kh Berdasarkan

Yokohama (Steel Sheet Piling Design

Manual)

Inklinasi pemasangan tiang miring

Pemasangan tiang miring

dipengaruhi oleh kemampuan mesin dan

peralatan yang dimiliki. Semakin landai

sudut inklinasi pemasangan tiang miring

akan memerlukan peralatan yang lebih

canggih dikarenakan kesulitan dalam

melakukan pemasangan tersebut.

Untuk batas efektif pemasangan

tiang miring pada kondisi yang ada dapat

dilihat dari


Tabel 2 Batas Efektif Pemasangan Tiang

miring

Akhir Bentang dan Abutmen 1:06

Pier Tanpa Benturan Kapal 1:12

Bentang Menengah 1:06

Pier Terkena Benturan Kapal 1:04

c. Bresing pada tiang dermaga

Bresing merupakan secondary

member pada struktur yang memiliki

fungsi utama sebagai pengaku pada elemen

struktur yang memiliki kecenderungan

untuk mengalami buckling. Selain itu,

bresing juga digunakan untuk memberikan

kekakuan pada struktur sehingga nantinya

karakteristik struktur setelah diberi beban

sesuai dengan kriteria desain. Pada

umumnya, bresing digunakan pada

struktur yang mengalami gaya lateral dari

angin, gempa, dan beban hidup.

Pada praktiknya, terdapat

berbagai jenis pola bresing pada struktur

tergantung kebutuhan dan peruntukannya.

Gambar 6 Jenis bresing

Metode Penelitian

Dalam penelitian ini, permodelan

struktur disesuaikan dengan permodelan

struktur dermaga terminal buatan di Siak,

Riau. Data yang didapat berupa hasil

penyelidikan lapangan yang sudah

divalidasi sesuai dengan kondisi struktur

asli. Data tersebut berupa gambar kerja

yang akan dilampirkan pada bagian akhir

penelitian ini, data borehole logs pada 1

titik yang akan diberikan dalam bentuk

olahan nilai konstanta kekakuan tanah,

data pasang surut selama 15 hari

penyelidikan lapangan yang akan diberikan

dalam perhitungan beban gelombang, dan

data hasil penyelidikan lapangan mengenai

gangguan berupa simpangan relatif sebesar

9 cm antara dermaga dengan mooring

dolphin yang diakibatkan oleh gelombang

yang dibangkitkan speedboat berkecepatan

20knot yang melaju sejajar dengan sisi

panjang dermaga. Properti dan konfigurasi

struktur asli terhadap desain rencana sudah

divalidasi dengan pengukuran dan ujicoba

di lapangan untuk komponen balok dan

pelat dan tiang pancang, tetapi belum

dilakukan untuk konfigurasi dan

kedalaman pemasangan tiang pancang

dikarenakan kedalaman arus sungai dan

kondisi air sungai yang deras tidak

memungkinkan dilakukan penyelidikan.

Maka untuk melengkapi data tersebut,

dilakukan perhitungan nilai kekakuan

pegas tanah setempat yang akan divalidasi


dengan kasus simpangan relatif yang

terjadi pada struktur asli. Dengan

mengetahui nilai gaya gelombang yang

ditimbulkan speedboat dan nilai simpangan

relatif yang dihasilkan berdasarkan hasil

penyelidikan, maka akan didapat kekakuan

struktur dan tanah secara keseluruhan. Hal

ini akan dibahas dalam penelitian fase 1.

Fase 2 penelitian akan difokuskan

untuk membahas perbaikan yang akan

dilakukan untuk struktur dermaga agar

struktur dermaga mampu digunakan dalam

kondisi layan dan mampu menahan

pembebanan ultimat.

a. Analisis dan Evaluasi Struktur

Eksisting

Modelisasi Struktur

Berdasarkan latar belakang

penelitian ini, maka modelisasi struktur

akan dilakukan untuk dermaga dan

mooring dolphin Modelisasi struktur

dilakukan mengikuti model asli dermaga

terminal buatan. Berikut sketsa konfigurasi

struktur dermaga asli,

Gambar 7 Konfigurasi Denah Dermaga

Siak

Terdapat dilatasi di antara trestle

dengan dermaga (lingkaran biru), sehingga

tidak ada hubungan kekakuan antara

dermaga dengan trestle. Oleh sebab itu,

permodelan dermaga akan dilakukan hanya

dengan memodelkan dermaga tanpa trestle.

Mooring dolphin yang dimodelkan adalah

2 mooring dolphin yang sejajar dengan

dermaga.

Modelisasi struktur yang dilakukan dalam

analisis adalah sebagai berikut :

1. Pelat : Beton fc’ 37 MPa, tebal

300 mm,penulangan memanjang D16-

250

2. Balok : Beton fc’ 37 MPa,

700x500 mm, penulangan D13

3. Pile Cap : 800x800x800 mm untuk

tiang tegak, 1600x800x800 mm untuk

tiang miring

4. PC Spun Pile : 400mm,

kedalaman 40m.

5. Struktur pendukung berupa mooring

dolphin 4000x3000 mm, didukung

dengan 9 PC Spun pile.

Gambar 8 Permodelan Struktur

Dermaga


Gambar 9 Permodelan Struktur

Mooring Dolphin

Modelisasi Kekakuan Pegas Tanah

Permodelan tiang pondasi

diberikan pegas constant dimulai dari

kedalaman tanah yang tercatat pada

masing-masing titik pondasi dan dilakukan

dengan penambahan kedalaman 1 m.

Tabel 3 Properti Pegas Constant Tanah untuk Tiang

Modelisasi Pembebanan terhadap

dermaga

Pembebanan fase 1 berasal dari gelombang

yang dibangkitkan oleh kapal.

Nama Kapal : Legacy 34

Sedan

Kapasitas Mesin : 447420

Watt ( )

Draft : 1,0638 m

Beam : 3,7 m

Kecepatan rata-rata : 20 knot =

10,28 m/s

Kecepatan saat terisi penuh : 5,1 m/s

Berdasarkan data tersebut dapat

dihitung tekanan gelombang yang

menerpa bidang

8,1 kN/m2

Dalam keadaan nyata di lapangan,

gelombang tersebut tidak mengenai tiang

pondasi melainkan dinding beton penahan

gelombang dengan tinggi 2.5m dari elevasi

pelat dermaga. Hasil penyelidikan

simpangan didapat pada tanggal 15

Oktober 2009 sekitar jam 14.00-15.00,

dengan ketinggian muka air berada pada

elevasi -1m dari pelat lantai dermaga.

Maka, bagian dinding penahan yang

terkena gelombang adalah sedalam 1.5m.

Dalam permodelan, dinding

penahan tersebut tidak dimodelkan,

sehingga letak beban dipindahkan ke frame

balok dengan elevasi setara dengan pelat

lantai dermaga. Akibat pemindahan beban

garis tersebut, maka ditimbulkan momen

terhadap sumbu x sebesar

M = p x (elevasi muka air + titik

pusat beban garis dari elevasi muka air)

= 12,11 kN/m’ x 1.75 m =

21.26 kNm/m’

b. Analisis dan Evaluasi Perkuatan

Struktur


Pada fase 2, struktur ditinjau

dengan pembebanan standar yang

diperhitungkan terhadap permodelan

struktur kondisi eksisting dengan

modifikasi sesuai dengan hasil analisis

fase 1.

Modelisasi Struktur Perbaikan

1. Tiang Miring

Dalam permodelan komponen

perbaikan struktur, tiang miring

divariasikan dari segi dimensi dan

konfigurasi pemasangan. Tiang

miring yang digunakan memiliki

properti sebagai berikut

Material : BajaA36

Penampang : Hollow

Pipe

Variasi Dimensi :

1) diameter luar 610 mm, tebal

dinding 16 mm


dinding 12.5 mm


dinding 14.2 mm


dinding 12.5 mm

Variasi Inklinasi : 1 : 12, 1 :

10, 1 : 08

2. Bresing

Permodelan bresing divariasikan dari

segi bentuk dan prestress. Properti

yang digunakan adalah sebagai

berikut

Material : PrestressBar, Fu= 1030 MPa

Penampang : Bar

Dimensi : D40

Variasi Prestress : 30% dan 40%

Variasi Bentuk : Bresing Silang (X),

Bresing Tunggal Diagonal (/)

Khusus untuk permodelan bresing

diperlukan penambahan komponen baja

lain untuk menyokong bresing. Profil

dipilih berdasarkan pada kemampuan

profil untuk menahan tegangan awal akibat

prestress dan tidak runtuh ketika struktur

dermaga dibebani dalam kondisi ultimate.

Material : Baja A36, Fy= 240MPa

Penampang : WF 350x350

Gambar 12 Konfigurasi Pemasangan

Komponen Struktur Perbaikan


Tabel 4 Variasi Pemasangan Komponen

Perbaikan Tiang Miring dan Bresing

Modelisasi Pembebanan

Pembebanan pada dermaga sesuai

dengan standar yang tersusun dari

bermacam kombinasi.Kombinasi

pembebanan pada struktur dermaga

menurut daya layan

Komb 1: Beban mati + benturan kapal +

tekan arus + angin

Komb 2: Beban mati + tarik bollard

Komb 3:Beban mati + beban hidup +

tarik bollard

Komb 4:Beban gempa searah memanjang

dermaga

Komb 5: Beban gempa searah melintang

dermaga

Kombinasi pembebanan pada struktur

dermaga menurut daya dukung ultimate

Komb 1 : 1.2 Beban mati + 1.3 benturan

kapal + 1.3 tekan arus + 1.3 angin

Komb 2 : 1.2 Beban mati + 1.3 tarik

bollard

Komb 3 : 1.2 Beban mati + 1.6 beban

hidup + 1.3 tarik bollard

Komb 4 : (1.2+0.2 Sds) Beban mati + 1

Beban Gempa I, searah memanjang

dermaga

Komb 5 :(1.2+0.2 Sds) Beban mati + 1

beban gempa II, searah melintang dermaga

Komb 6 :(1.2+0.2 Sds) Beban mati ± 1

beban gempa I ± 0.3 beban Gempa II

Komb 7: (1.2+0.2 Sds) Beban mati ± 0.3

beban gempa I ± 1 beban Gempa II

1. Beban Mati

2. Beban Hidup LL = 500 kg/m2

3. Gaya Sandar Kapal

4. Gaya Tambat Kapal

5. Gaya Tambat Kapal

6. Gaya Gempa

Perhitungan gaya gempa pada

dermaga didasarkan pada SNI 1726 2012

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa

Untuk Struktur Bangunan Gedung dan

Non Gedung. Gaya geser statik dapat

dihitung menggunakan rumus

................................................. (14)


Dimana :

C1: Faktor respons gempa dari

spektrum respons gempa rencana

untuk waktu getar alami pertama T1

I : Faktor keutamaan gedung

R : faktor reduksi gempa

Wt: berat gedung

Data Awal perhitungan gaya gempa

Gaya Geser dinamik dihitung

menggunakan metode spektrum desain

berdasarkan data awal gempa.

Gambar 13 Respons Spektrum

Tabel 5 Periode Getar dan Faktor Skala

Beban Gempa Spektrum Desain Struktur

dengan Permodelan SAP

7. Gaya Prestress

Prestress Bar 30% prestressing

Tegangan (σ) = 0.3 * 1030 = 309 MPa

Regangan (ε) = σ/E = 309/200000 =

0.001545 mm

Koefisien muai panjang Baja = 1.170E-05

mm/ ˚ C

Beban temperature = ε/Koef muai = 132˚

C

Prestress Bar 40% prestressing

Tegangan (σ) = 0.4 * 1030 = 412 MPa

Regangan (ε) = σ/E = 412/200000 =

0.00206 mm

Koefisien muai panjang Baja = 1.170E-05

mm/ ˚ C

Beban temperature = ε/Koef muai = 176˚

C

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 2 4

Grafik Respon Spektrum

SDS

Cs

Cs Limit


Hasil Penelitian


Eksisting

Tabel 6 Hasil Iterasi dengan SAP


Struktur

Simpangan yang ditinjau merupakan

simpangan pada titik pusat massa dermaga.

Tabel 7 Simpangan Struktur Dermaga hasil

permodelan dengan SAP

Gaya Dalam yang ditinjau adalah

gaya dalam pada struktur komponen tiang

tegak dan tiang miring pada struktur

eksisting.

Gambar 14 Fluktuasi Gaya Dalam Aksial

Komponen Struktur Eksisting Dermaga

Gambar 15 Fluktuasi Gaya Dalam Momen

Komponen Struktur Eksisting Dermaga

Tabel 8 Rasio Tegangan Komponen

Struktur Perbaikan Hasil Permodelan SAP


Pembahasan


Eksisting

Dari hasil iterasi, didapat nilai

faktor kekakuan pegas sebesar 0.05<1,

yang menyatakan bahwa terjadi

ketidaksesuaian dengan indikasi terjadi

pengecilan kekakuan struktur

sesungguhnya dari perencanaan. Faktor

pengecilan ini dihubungkan dengan

pendekatan pengambilan nilai kekakuan

pegas tanah yang berasal dari nilai kh yang

didapat dari grafik, dengan kisaran variasi

nilai yang cukup besar berdasarkan

kerapatan tanah. Namun, jauhnya

perbandingan antara kekakuan pegas tanah

kondisi eksisting dengan pendekatan

kekakuan pegas tanah hasil uji boring log,

dipengaruhi oleh tidak samanya properti

dan konfigurasi struktur kondisi eksisting

dengan perencanaan, sambungan struktur

yang tidak diperhitungkan dengan baik,

ataupun ketidaksempurnaan proses

konstruksi. Konstanta kekakuan pegas

tanah ini merupakan validasi permodelan

kekakuan tanah sesuai dengan kondisi

eksisting di lapangan


Struktur

Simpangan Struktur

Nilai simpangan izin antar tingkat

diambil dari SNI 1726 – 2012 Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non

Gedung. Struktur dermaga termasuk ke

dalam semua struktur lainnya, dan untuk

struktur dermaga ini termasuk ke dalam

kategori desain bangunan B, sehingga

tidak perlu membagi nilai simpangan antar

lantai izin dengan nilai redundansi.

Simpangan antar lantai izin = 0.02 x hsx

Hsx = 13 m (diambil berdasarkan elevasi

permukaan tanah di bawah dermaga)

Simpangan antar lantai izin = 0.02 x 13m

= 0.26 m (untuk kondisi daya dukung

ultimat

Simpangan antar lantai izin (menurut

kondisi daya layan = 0.26 m /Cd = 0.26/2

= 0.13 m

Hasil penelitian menunjukan

bahwa perkuatan menggunakan tiang

miring dan bresing mengurangi nilai

simpangan yang cukup signifikan terutama

pada arah panjang dermaga. Dermaga

mampu berperilaku dengan baik dalam

kondisi dibebani oleh gaya sandar dan

tambat oleh kapal, angin, dan arus. Namun,

simpangan akibat beban gempa pada arah

panjang dermaga masih melebihi

simpangan ijin. Maka diperlukan

perkuatan yang lebih untuk dapat

mengurangi nilai simpangan untuk

mencapai nilai di bawah simpangan izin.


Tabel 9 Efektivitas Perubahan

Variasi Perbaikan Terhadap Simpangan

Simpangan U1 Simpangan U2

Variasi % %

Inklinasi (-1.22%) - 0.94% (-1.59%) – 3.36%

Dimensi (-0.78%) - 0.20% (-1%) - 0.92%

Prestress (-0.01%) - 0% (-0.17%) - 0%

Bentuk (-0.13) – (-0.12)% (-1%)- (-0.25%)

Berdasarkan data nilai simpangan

dermaga, dapat ditinjau pengaruh variasi

komponen perbaikan terhadap nilai

simpangan yang dihasilkan.

Fluktuasi Gaya Dalam Komponen

Struktur Eksisting

Terjadi distribusi gaya dalam dari

komponen struktur eksisting kepada

komponen struktur perbaikan sehingga

terjadi penurunan gaya dalam pada

komponen struktur eksisting. Terjadi

penurunan gaya dalam momen pada

komponen struktur eksisting, tetapi terjadi

kenaikan gaya dalam aksial pada tiang

tegak komponen struktur eksisting. Hal ini

disebabkan oleh beban prestress yang

digunakan pada bresing yang dipasang

pada tiang tegak.

Rasio Tegangan Komponen struktur

perbaikan

Penambahan komponen perbaikan

menyebabkan penyebaran gaya dalam dari

komponen eksisting kepada komponen

perbaikan. Berdasarkan hasil penelitian,

komponen perbaikan mampu menahan

tegangan yang terjadi, kecuali komponen

tiang miring pada sisi panjang dermaga

yang melebihi batas kemampuannya. Oleh

sebab itu bisa dilakukan penggunaan baja

mutu tinggi untuk meningkatan kapasitas

tiang miring. Berdasarkan data nilai rasio

tegangan, dapat ditinjau pengaruh variasi

komponen perbaikan terhadap nilai rasio

tegangan yang dimiliki.

Tabel 10 Efektivitas Perubahan Variasi

Perbaikan Terhadap rasio tegangan

Kesimpulan

Perbaikan struktur dengan

menggunakan tiang miring dan bresing

dapat memperbaiki perilaku struktur yang

ditinjau berdasarkan parameter periode

getar dan mode getar struktur, simpangan

struktur, fluktuasi gaya dalam komponen

struktur eksisting, dan rasio tegangan

komponen struktur perbaikan. Hasil

penelitian menunjukan,

Nilai konstanta pegas tanah yang

didapat sebesar 0.05 hasil permodelan

pada fase 1 sebagai validasi model

dengan struktur asli.

Perbaikan optimum terjadi dengan

penambahan komponen perbaikan

struktur pada sisi panjang dan sisi lebar

dermaga. Nilai simpanan akibat angin,

arus, dan kapal untuk struktur dermaga

dengan perbaikan memenuhi batas

simpangan izin, tetapi belum


memenuhi untuk simpangan pada arah

panjang dermaga akibat gempa.

Perbaikan pada sisi panjang dermaga

lebih efektif untuk struktur dermaga

pada penelitian ini. Efektivitas

perbaikan dermaga sebesar ± 67.42%

terhadap simpangan arah panjang

dermaga dan ±5.87 % arah lebar

dermaga.

Komponen perbaikan tiang miring

lebih efektif dibandingkan dengan

komponen perbaikan bresing. Tiang

miring mampu meningkatkan

kekakuan struktur secara signifikan dan

mengurangi periode struktur secara

efektif. Tiang miring mampu menyerap

gaya dalam aksial, geser, dan momen

dari struktur eksisting yang berasal dari

gaya gempa.

Perbaikan struktur mengakibatkan

perubahan fluktuasi gaya dalam pada

komponen struktur. Diperlukan

perbaikan tambahan pada komponen

struktur yang berada pada sudut luar

untuk mengatasi pemusatan

penyebaran gaya dalam.

Efektivitas kinerja komponen

perbaikan untuk menurunkan

simpangan dan meningkatkan

kekakuan struktur dipengaruhi secara

dominan oleh faktor inklinasi tiang

miring. Secara rata-rata efektivitas

variasi inklinasi tiang miring pada sisi

lebar dermaga berkisar -1.23% hingga

0.95% terhadap simpangan sisi

panjang dermaga dan -1.59 % hingga

3.36 % terhadap sisi lebar dermaga.

Nilai rasio tegangan komponen struktur

perbaikan dipengaruhi secara dominan

oleh faktor dimensi penampang tiang

miring dan gaya prategang bresing.

Secara rata-rata efektivitas variasi

dimensi penampang tiang miring

berkisar (-2.84%) hingga 2.07%

terhadap rasio tegangan tiang miring

pada sisi panjang dan (11.04%) hingga

42.95 % terhadap rasio tegangan tiang

miring sisi lebar. Efektivitas variasi

gaya prategang bresing berkisar 19.3%

hingga 25.58% terhadap rasio tegangan

bresing pada sisi lebar dermaga.

Saran

Penelitian ini dapat

dikembangkan lebih luas dan dianalisa

lebih dalam dengan menggunakan aspek

yang berada di luar batas penelitian. Hal

tersebut antara lain,

Opsi perbaikan bresing bisa

menggunakan profil baja umum seperti

WF

Opsi pebaikan tiang miring bisa

dilakukan dengan konfigurasi yang

berbeda, seperti pemasangan dalam 2

baris pada sisi panjang atau lebar

dermaga


Variasi perbaikan dermaga dapat

dilakukan terhadap komponen

perbaikan pada sisi panjang dermaga.

Daftar Referensi

Atkinson, P. J. (n.d.). Soil Shear Capacity

Based on Part of the

GeotechniCAL Reference Package.

Retrieved from

http://www.uwe.ac.uk/geocal/ ;

http://fbe.uwe.ac.uk/

Departemen Pekerjaan Umum. (2013).

Tata cara perencanaan ketahanan

gempa untuk struktur bangunan

gedung dan non gedung. Jakarta:

Badan Standarisasi Nasional.

Japanese Unified Soil Classification

System. (n.d.).

Port Technology Group ASEAN-Japan

Transport Partnership. (n.d.).

Guidelines on Strategic

Maintenance for Port Structures.

Sorum, A. (2006). Northern Harbors &

Small Ports Operation and

Maintenance. Fairbanks, Alaska:

Alaska Sea Grant College Program

University of Alaska Fairbanks.

Standar Nasional Indonesia. (1989).

Standar Perencanaan Pembebanan

Untuk Rumah dan Gedung (SNI-

1727-1989). Jakarta: Badan

Standarisasi Nasional.

Standar Nasional Indonesia. (2002).

Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Struktur Bangunan

Gedung (SNI-1726-2002. Jakarta:

Badan Standarisasi Nasional.

Steel Sheet Piling Design Manual. (n.d.).

Triatmodjo, Bambang. (2009).

Perencanaan Pelabuhan.

Yogyakarta: Beta Offset

Yogyakarta.

The Overseas Coastal Area Development

Institute of Japan. (2002).

Technical Standards and

Commentaries for Port and

Harbour Facilities in Japan. Japan:

Daikousha Printing Co., Ltd.


ANALISIS PERBAIKAN STRUKTUR DERMAGA DENGAN TIANG …

Documents

Transcript of ANALISIS PERBAIKAN STRUKTUR DERMAGA DENGAN TIANG …