Dermaga - digilib.polban.ac.iddigilib.polban.ac.id/files/disk1/68/jbptppolban-gdl-abizaralgi... ·...

D3 TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

Abizar Algifari, Hafidh Baequnie, Perencanaan Pada Struktur......

8

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Dermaga

Dermaga adalah suatu bangunan pelabuhan yang digunakan untuk

merapatnya dan menembatkan kapal yang melakukan bongkar muat barang

dan menaik turunkan penumpang. Dimensi dermaga didasarkan pada jenis

ukuran kapal yang merapat dan bertambat pada dermaga tersebut.

Dibelakang dermaga terdapat halaman yang cukup luas. Di halaman ini

terdapat apron, gudang transit, tempat bongkar muat barang dan jalan.

Apron adalah daerah yang terletak diantara sisi dermaga dan sisi depan

gudang di mana terdapat pengalihan kegiatan angkutan laut (kapal) ke

kegiatan angkutan darat. Gudang transit digunakan untuk menyimpan

barang sebelum bisa diangkut oleh kapal atau setelah dibongkar dari kapal

dan menunggu pengangkutan barang ke daerah yang dituju.

Dermaga dapat dibedakan menjadi 2 tipe yaitu wharf atau quai dan

jetty atau pier atau jembatan.

Wharf adalah dermaga yang parallel dengan pantai dan biasanya

berimpit dengan garis pantai. Wharf juga berfunsi sebagai penahan tanah

yang ada dibelakangnya. Jetty dan pier adalah dermaga yang menonjol ke

laut. (Bambang Triatmodjo, 1996)

2.2 Pemilihan Tipe Dermaga

Dermaga dibangun untuk melanyani kebutuhan tertentu. Pemilihan

tipe dermaga sangat dipengaruhi oleh kebutuhan yang akan dilayani, ukuran

kapal, arah gelombang dan arah angin, kondisi topografi dan tanah dasar

laut, dan paling penting adalah tinjauan ekonomi untuk memdapatkan

bangunan yang lebih ekonomis. Pemilihan tipe di dasarkan pada tinjauan

berikut:



9

1. Tinjauan Topografi daerah pantai

Di perairan yang dangkal sehingga kedalaman yang cukup agak

jauh dari darat, penggunaan jetty akan lebih ekonomis karena tidak

diperlukan pengerukan yang besar. Sedangkan di lokasi dimana

kemiringan dasar cukup curam, pembuatan pier dengan menggunakan

pemancangan tiang di perairan yang dalam menjadi tidak praktis dan

sangat mahal.

2. Jenis kapal yang dilayani

Dermaga yang melayani kapal minyak dan kapal barang curah

mempunyai konstruksi yang ringan disbanding dengan dermaga

barang potongan (general cargo), karena dermaga tersebut tidak

membutuhkan peralatan bongkar muat barang yang besar (kran), jalan

kereta api, gudang-gudang dan yang lainnya. Untuk melayani kapal

tersebut penggunaan pier akan lebih ekonomis. Dermaga yang

melayani barang potongan dan peti kemas menerima beban yang besar

di atasnya, seperti kran, barang yang dibongkar-muat, peralatan

transportasi (kereta api,truk). Untuk keperluan tersebut dermaga tipe

wharf akan lebih cocok. (Bambang Triatmodjo, 1996)

2.3 Pier dan Jetty

Pier adalah dermaga yang dibangun dengan membentuk sudut

terhadap garis pantai. Pier dapat digunakan untuk merapat kapal pada suatu

sisi atau kedua sisinya. Pier berbentuk jari lebih efisien karena dapat

digunakan untuk meraoat kapal pada kedua sisinya untuk panjang dermaga

yang sama. Perairan di antara dua pier yang berdampingan disebut slip.

(Bambang Triatmodjo, 1996)



10

Gambar 2.1 : Pier berbentuk T

Gambar 2.2 : Pier berbentuk L

2.4 Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Dermaga

Gaya-gaya yang bekerja pada dermaga dapat dibedakan menjadi gaya

lateral dan vertikal. Gaya lateral meliputi gaya benturan kapal pada

dermaga, gaya tarikan kapal dan gaya gempa, sedangkan gaya vertical

adalah berat sendiri bangunan dan beban hidup. (Bambang Triatmodjo, 1996)

2.4.1 Gaya Benturan Kapal

Pada waktu merapat ke dermaga kapal masih mempunyai

kecepatan sehingga akan terjadi benturan antar kapal dan dermaga.

Dalam perencanaan dianggap bahwa benturan maksimum terjadi

apabila kapal bermuatan penuh menghantam dermaga pada 10°

terhadap sisi depan dermaga.



11

Gaya benturan kapal yang harus ditahan dermaga tergantung pada

energy benturan yang diserap oleh system fender yang dipasang pada

dermaga. Gaya benturan bekerja secara horizontal dan dapt dihitung sesuai

dengan energy benturan. Hubungan antar gaya dan energi benturan

tergantung pda tipe fender yang digunakan.(Bambang Triatmodjo, 1996).

2.4.2 Gaya Akibat Angin

Angin yang berhembus ke badan kapal yang ditambatkan akan

mnyebabkan gerakan kapal yang bisa menimbulkan gaya pada dermaga ,

apabila arah angin menuju ke dermaga, maka gaya tersebut berupa gaya

benturan ke dermaga sedangkan jika arahnya meninggalkan dermaga akan

menyebabkan gaya tarikan kapal pada alat penambat. (Bambang Triatmodjo,

1996)

2.4.3 Gaya Akibat Arus

Seperti halnya angin, arus yang bekerja pada bagian kapal yang

terendam air juga akan menyebabkan terjadinya gaya pada kapal yang

kemudian diteruskan pada dermaga dan alat penambat. (Bambang Triatmodjo,

1996)

2.5 Alat Penambat

Alat penambat adalah suatu konstruksi yang digunakan untuk

keperluan berikut ini:

1. Mengikat kapal pada waktu berlabuh agar tidak terjadi pergeseran

atau gerak kapal yang disebabkan oleh gelombang , arus dan angin.

2. Menolongnya berputarnya kapal.

Alat penambat ini bisa diletakkan di darat (dermaga) atau di dalam air.

menurut macam konstruksinya alat penambat terdiri dari tiga macam

(Bambang Triatmodjo, 1996):



12

1. Bolder pengikat

2. Pelampung penambat

3. Dolphin (Mooring dolphin dan Breasting dolphin)

Gambar 2.3 : Konstruksi dolphin (Mooring dolphin)

Gambar 2.4 : Konstruksi Dolphin (Breasthing dolphin)



13

2.6 Pondasi Tiang Pancang

Pondasi tiang adalah suatu konstruksi pondasi yang mampu menahan

gaya orthogonal ke sumbu tiang dengan cara menyerap lenturan. Pondasi

tiang dibuat menjadi satu kesatuan yang monolit dengan menyatukan

pangkal tiang yang terdapat di bawah konstruksi, dengan tumpuan pondasi

(K. Nakazawa, 1983).

Penggunaan pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila

tanah yang berada sibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung

(bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban

yang bekerja padanya (Sardjono HS,1988). Atau apabila tanah yang

mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan

seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari

permukaan tanah kedalaman > 8 m (Bowles,1991).

Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya pondasi

dipancangkan tegak lurus dalam tanah, tetapi ada juga yang dipancangkan

miring (battle pile) untuk dapat menahan gaya – gaya horizontal yang

bekerja. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung dari alat

yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya.

Dalam kenyataannya, fungsi tiang pancang sangat banyak, dan

penerapannya untuk masalah – masalah lain cukup banyak diantaranya:

Untuk mengangkat beban – beban konstruksi diatas tanah kedalam

atau melalui sebuah stratum / lapisan tanah. Didalam hal ini beban

vertikal dan beban lateral boleh jadi terlibat.

Untuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk

telapak ruangan bawah tanah dibawah bidang batas air jenuh atau

untuk menopang kaki – kaki menara terhadap guling.

Memampatkan endapan – endapan tak berkohesi yang bebas lepas

melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan getaran

dorongan. Tiang pancang ini dapat ditarik keluar kemudian.



14

Mengontrol lendutan / penurunan bila kaki – kaki yang tersebar atau

telapak berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang

kemampatannya tinggi.

Sebagai faktor keamanan tambahan dibawah tumpuan jembatan dan

atau pier, khususnya jika erosi merupakan persoalan yang potensial.

Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan beban – beban diatas

permukaan air melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air

tersebut. Hal seperti ini adalah mengenai tiang pancang yang

ditanamkan sebagian dan yang terpengaruh oleh beban vertikal

maupun beban lateral (Bowles,1991).

2.6.1 Klasifikasi Pondasi Tiang

Berdasarkan metoda instalasinya, pondasi tiang dapat

diklasifikasikan menjadi:

A. Tiang Pancang

Pondasi tiang pancang merupakan pondasi tiang yang

dibuat terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam tanah hingga

mencapai kedalaman tertentu. Metoda yang paling umum untuk

memasukkan tiang ke dalam tanah adalah dengan memukul kepala

tiang berulang kali dengan sebuah palu khusus yang disebut

sebagai pemancangan tiang. Namun demikian istilah

“pemancangan” tidak hanya terbatas pada pemukulan kepala tiang

dengan palu saja, tetapi juga meliputi metode penggetaran tiang

dan penekanan tiang secara hidrolis. Pondasi tiang yang dipancang

umumnya menyebabkan desakan dalam tanah sehingga mencapai

tegangan kontak antara selimut tiang dengan tanah yang relatif

lebih besar dibandingkan dengan tiang bor.

B. Tiang Bor

Sebuah tiang bor dikonstruksikan dengan cara membuat

sebuah lubang bor dengan diameter tertentu hingga kedalaman

yang diinginkan. Umumnya tulangan yang telah dirangkai



15

kemudian dimasukkan ke dalam lubang tersebut dan diikuti dengan

pengisian material beton ke dalam lubang bor tersebut.

Kedua jenis tiang di atas dibedakan karena mekanisme

pemikulan beban yang relatif berbeda, sehingga secara empirik

menghasilkan daya dukung yang berbeda, pengendalian mutu yang

berbeda, dan cara evaluasi yang berbeda pula untuk masing –

masing jenis tiang tersebut.

2.6.2 Pondasi Tiang Pancang menurut Pemakaian Bahan dan

karakteristik Strukturnya

Tiang pancang dapat dibagi kedalam beberapa kategori (Bowles,

1991),tetapi yang sering digunakan sekarang antara lain:

a. Tiang Pancang Beton

Tiang pancang jenis ini terbuat dari beton seperti

biasanya. Tiang pancang ini dapat dibagi dalam 3 macam

berdasarkan cara pembuatannya (Bowles, 1991), yaitu:

1) Precast Reinforced Concrete Pile

Precast Reinforced Concrete Pile adalah tiang

pancang beton bertulang yang dicetak dan dicor dalam

acuan beton (bekisting) yang telah cukup keras kemudian

diangkat dan dipancangkan. Karena tegangan tarik beton

kecil dan praktis dianggap sama dengan nol, sedangkan

berat sendiri beton besar, maka tiang pancang ini harus

diberikan penulangan yang cukup kuat untuk menahan

momen lentur yang akan timbul pada waktu pengangkatan

dan pemancangan.

Tiang pancang ini dapat memikul beban yang lebih

besar dari 50 ton untuk setiap tiang, hal ini tergantung pada

jenis beton dan dimensinya. Precast Reinforced Concrete

Pile penampangnya dapat berupa lingkaran, segi empat,

segi delapan.



16

2) Precast Prestressed Concrete Pile

Tiang pancang Precast Prestressed Concrete Pile

adalah tiang pancang beton yang dalam pelaksanaan

pencetakannya sama seperti pembuatan beton prestress,

yaitu dengan menarik besi tulangannya ketika dicor dan

dilepaskan setelah beton mengeras. Untuk tiang pancang

jenis ini biasanya dibuat oleh pabrik yang khusus membuat

tiang pancang, untuk ukuran dan panjangnya dapat dipesan

langsung sesuai dengan yang diperlukan.

3) Cast in Place

Cast in Place merupakan tiang pancang yang dicor

ditempat dengan cara membuat lubang ditanah terlebih

dahulu dengan cara melakukan pengeboran. Pada Cast in

Place ini dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu:

Dengan pipa baja yang dipancangkan ke dalam tanah,

kemudian diisi dengan beton dan ditumbuk sambil pipa

baja tersebut ditarik keatas

Dengan pipa baja yang dipancang ke dalam tanah,

kemudian diisi dengan beton sedangkan pipa baja

tersebut tetap tinggal di dalam tanah.

b. Tiang pancang baja

Jenis-jenis tiang pancang baja ini biasanya

berbentuk H yang didigiling atau merupakan tiang pancang

pipa. Balok yang mempunyai flens lebar (wise-flange

beam) atau balok I dapat juga digunakan, tapi balok H

khususnya dibuat sebanding untuk menahan tegangan

pemancangan yang keras yang mungkin dialami oleh tiang-

tiang tersebut. Dalam tiang pancang H, flens dan badan

mempunyai tebal yang sama, benruk WF yang standar dan

bentuk H biasanya mepunyai badan yang tipis dari flens.



17

Tiang pancang pipa adalah tiang pancang yang terpatri

maupun yang tidak mempunyai sambungan lipat yang dapat

dirancang, baik dengan ujung terbuka maupun ujung yang

tertutup. Tiang pancang pipa sering kali diisi dengan beton

setelah pemancangan, walaupun dalam beberapa hal

pengisian tidak perlu.

Pipa yang pada ujungnya terbuka dan tiang pancang H

melibatkan perpindahan volume yang relatif kecil selama

pemancangan. Mengenai tiang pancang pipa, jika dijumpai

batu-batu kecil, maka batu tersebut dipecahkan dengan mata

bor pemotong (choping bit), atau dengan peledakan dan

dikeluarkan melalui pipa. Jika dijumpai batu-batu besar,

maka kemungkinan untuk mengakhiri tiang pancang pada

batu-batu tersebut harus diselidiki.

c. Tiang pancang komposit

Tiang pancang komposit adalah tiang pancang yang

terbuat dari dua macam bahan yang berbeda yang bekerja

secara bersama-sama, sehingga merupakan satu kesatuan

tiang.

2.7 Daya Dukung Axial Tiang Pancang

Kapasitas aksial pondasi tiang pancang ditentukan oleh

kemampuan material tiang untuk menahan beban (kapasitas

struktural) atau daya dukung tanah, dengan daya dukung terkecil yang

lebih menentukan. Untuk menentukan berapa kedalaman tiang

pancang yang dibutuhkan dapat dihitung dengan menggunakan acuan

yaitu besarnya beban aksial yang terjadi. Data yang dibutuhkan dalam

perancangan tersebut yaitu data nilai SPT dan data laboratorium. Hasil

dari perhitungan daya dukung tersebut tidak boleh kurang dari nilai



18

reaksi vertikal yang terjadi akibat gaya-gaya luar yang bekerja.

(M.Shouman, 2010)

2.7.1 Persamaan umum daya dukung tiang pancang

Tiang pancang yang dipancangkan masuk sampai lapisan tanah

keras, sehingga daya dukung tanah untuk pondasi ini lebih

ditekankan untuk tahanan ujungnya. Tiang pancang ini disebut end

bearing piles. Yang perlu diperhatikan pada lapisan tanah keras.

Apabila tiang tidak mencapai lapisan tanah keras, maka untuk

menahan beban yang diterima tiang, mobilisasi tahanan sebagian

besar ditimbulkan oleh gesekan tiang dengan tanah (skin friction).

Tiang pancang seperti ini disebut friction piles.

Qult = Qe + Qs (2.1)

Qall =

(2.2)

dimana:

Qult = daya dukung maksimum tiang pancang

Qe = daya dukung ujung

Qs = daya dukung friksi

Qal l= daya dukung ijin

SF = faktor keamanan = 2,5 – 4,0

Gambar 2.5 : a) End Bearing Pile ; b) Friction Pile



19

2.7.2 Daya Dukung Tiang Pancang Berdasarkan Data Lapangan

A. Berdasarkan Hasil Sondir

Diantara perbedaan tes dilapangan, sondir atau Cone

Penetration Test (CPT) seringkali sangat dipertimbangkan

berperan cukup penting dari geoteknik. CPT atau sondir ini tes

yang sangat cepat, sederhana, ekonomis dan tes tersebut dapat

dipercaya dilapangan dengan pengukuran terus menerus dari

permukaan tanah-tanah dasar. CPT atau sondir ini dapat juga

mengklasifikasikan lapisan tanah dan dapat memperkirakan

kekuatan dan karakteristik tanah. didalam perencanaan pondasi

tiang pancang, data tanah sangat diperlukan dalam

merencanakan kapasitas daya dukung dari tiang pancang.

Kapasitas daya dukung tiang dibedakan menjadi dua, yaitu daya

dukung ujung dan daya dukung geser/friksi (M.Shouman, 2010):

Daya Dukung Ujung

Qe = 10 . Ckd . Ae [Ton] (2.3)

dimana:

Qe = Daya dukung ujung (Ton)

Ae = Luas tiang (m2)

Ckd = nilai tahanan konus qc rata-rata yang diambil dari

kedalaman 1 d dibawah dan 3 d diatas level ujung

tiang

Daya Dukung Friksi

Qs = 0,05 . qc . As [Tanah Homogen] (2.4)

Qs =

∑

[Tanah Berlapis] (2.5)

B. Berdasarkan Hasil SPT

Penentuan daya pondasi tiang dengan menggunakan data SPT

antara lain diberikan oleh Mayerhof dan Schmertmann.



20

Metode Meyerhof

Untuk jenis tanah dan jenis tiang yang berbeda, Mayerhof

(1956) menganjurkan formula daya dukung untuk ting pancang

sebagai berikut:

(2.6)

dengan:

= Daya dukung ultimit pondasi tiang (ton)

= Nilai NSPT pada elevasi dasar tiang

= Luas penampang dasar tiang (m2)

= Luas selimut tiang (m2)

= Nilai NSPT rata-rata sepanjang tiang

Untuk tiang dengan desakan tanah yang kecil seperti tiang

bordan tiang baja H, maka daya dukung selimut hanya diambil

separuh dari formula di atas, sehingga menjadi:

(2.7)

Nilai Nb disarankan untuk dibatasi sebesar 40 sedangkan fs

(yaitu 0,2.N) disarankan untuk tidak melebihi 10 ton/m2. Tabel 2.1 : Nilai gesekan selimut dan tahanan ujung untuk desain pondasi tiang pancang

(Sumber:Schmertmann, 1967)

Jenis Tanah

Deskripsi

Gesekan

Selimut

(kg/cm2)

Tahanan

Ujung

(kg/cm2)

Pasir bersiha GW ,GP ,GM ,SW

,SP, SM

0,019.NSPT 3,2.NSPT

Lempung lanau bercampur

pasir, pasir kelanauan, lanau

GC, SC, ML CL 0.04.NSPT** 1,6.NSPT

Lempung plastis CH, OH 0.05.NSPT** 0,7.NSPT



21

Batu gamping rapuh, pasir

berkarang

- 0,01.NSPT 3,6.NSPT

keterangan:

a : Berlaku untuk di atas maupun di bawah muka air

* : Untuk N > 60, diambil N=60

** :Dianjurkan untuk memberikan reduksi nada lempung teguh

dan lempung pasiran.

Metode Schmertmann

Schmertmann menggunakan korelasi Nspt dengan tahanan

ujung sondir (qc). Untuk menentukan daya dukung gesekan dan

daya dukung ujung pondasi tiang. Tabel 2.2 memberikan

ikhtisar usulan Schmertmann tersebut. Tabel ini berlaku untuk

pondasi tiang pancang dengan penampang tetap.

Berdasarkan Kapasitas Tiang Pancang Tekan

Qu = Qsc + Qe (2.8)

dimana:

Qu = Daya dukung maksimum tiang pancang

Qsc = Daya dukung friksi

Qsc = α . cu . perimeter . I (untuk jenis tanah c-soil)

Qsc = 2 . Nspt . perimeter . I (untuk jenis tanah ф-soil)

Qe = Daya dukung ujung

Qp = 9 . cu . area (untuk jenis tanah c-soil)

Qp = 40 . Nspt . I/D (untuk jenis tanah ф-soil)

≤ 400 . Nspt . area

cu = nilai tahanan konus

Qp = 6,67 x Nspt

I = kedalaman tanah

Berdasarkan Kapasitas Tiang Pancang Tarik

Qu = Qs + Wp (2.9)

dimana:



22

Qu = Daya dukung maksimum tiang pancang

Qs = Daya dukung friksi

Qs = 0,7 . Qsc

Wp = Berat tiang pancang

Wp = Area pile x berat pipa x I

2.7.3 Metoda Perhitungan Tahanan Lateral

A. Persamaan Kedalaman Titik Jepit (zf)

Akibat dari kombinasi beban yang bekerja pada tiang pondasi

vertikal yang tertanam sebagian, tiang bisa mengalami lentur dan

tekuk. Kombinasi beban yang dimaksud adalah:

Gaya aksial

Gaya horisontal H

Gaya Momen M

Berikut ini adalah ilustrasi dari beban dan mekanisme lentur

serta tekuk yang ditunjukan pada gambar 2.8

Gambar 2.6 : Tekuk pada kepala tiang akibat beban vertikal dan lateral

a. Jepit sebagian b. Kedalaman jepit ekivalen



23

Dalam merencanakan pondasi dermaga, struktur bangunan

diasumsikan sebagai portal tiga dimensi yang mempunyai kedalaman

titik jepit (Zf). faktor yang menentukan untuk mendapatkan panjang

ekivalen tiang yang dianggap berdiri bebas dengan terjepit di dasarnya

adalah modulus elastisitas tanah (E), serta harga faktor-faktor

kekakuan R dan T. Panjang kedalaman jepit ekivalen dapat dihitung

dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Le = zf + e (2.10)

dimana:

Le = panjang ekivalen

Zf = jarak dari muka tanah ke titik jepit dasar

Zf = 1,4 R (untuk tanah dengan harga modulus konstan)

Zf = 1,8 T (untuk tanah dengan harga modulus naik linear)

e = jarak dari posisi kerja gaya luar dengan muka tanah

Dalam menentukan harga faktor-faktor kekakuan R dan T dapat

ditentukan dengan melihat jenis tanah yang akan digunakan, apabila

tanah bersifat lempung teguh yang terkonsolidasi secara berlebih,

modulus subgrade tanah (coefficient of horizontal subgrade reaction

atau Ks) umumnya diasumsikan konstan terhadap kedalaman tanah.

Dalam hal ini digunakan faktor kekakuan R untuk menentukan

perilaku tiang sebagai berikut:

R = √

(2.11)

dimana:

E = modulus elastisitas tiang (kN/m2)

I = momen inersia tiang (m4)

K = ks/1,5

Ks = modulus of subgrade reaction didapat dari uji beban lapangan

dengan plat bujur sangkar 30 x 30 cm



24

ks =

D = diameter tiang (m)

Untuk nilai ks berhubungan dengan kuat geser tak terdrainase

dari tanah lempung seperti diberikan pada tabel 2.2:

Tabel 2.2 : Hubungan antara ks dan cu

Konsistensi Kuat geser tak terdrainase, cu

(kN/m2)

Rentang ks

(MN/m3)

Teguh 100 – 200 18 - 36

Sangat teguh 200 – 400 36 – 72

Keras > 400 > 72

Sedangakan pada tanah lempung lunak yang terkonsolidasi

normal dan tanah berbutir kasar, nilai modulus subgrade tanah

umumnya meningkat secara linear terhadap kedalaman, sehingga

digunakan kriteria lain, yaitu faktor kekakuan T sebagai berikut:

T = √

(dalam satuan panjang) (2.12)

Dimana ηh adalah konstanta modulus subgrade tanah atau

constant of horizontal subgrade reaction. Nilai ηh mempunyai

hubungan dengan modulus subgrade horisontal sebagai berikut:

ks =

(2.13)

dimana x adalah kedalaman yang ditinjau. Untuk tanah lempung

lunak yang terkonsolidasi normal, nilai ηh = 350 – 700 kN/m3

sedangkan untuk tanah lanau organik lunak, ηh = 150 kN/m3. Untuk

tanah nonkohesif nilai ηh dalam (MN/m3) dapat dilihat pada tabel

berikut:

Tabel 2.3 : Harga ηh pada tanah nonkohesif (MN/m3)



25

Relative density Loose Med. dense Dense

Tanah kering / lembap 2,5 7,5 20

Tanah jenuh 1,4 5 12

B. Penentuan Kriteria Tiang Pendek dan Panjang

Dalam perhitungan pondasi tiang yang menerima beban

lateral, disamping kondisi kepala tiang umumnya tiang juga perlu

dibedakan berdasarkan perilakunya sebagai pondasi tiang pendek

(tiang kaku) atau pondasi tiang panjang (tiang elastis).

Pada pondasi tiang pendek, sumbu tiang masih tetap lurus

pada kondisi terbebani secara lateral. Kriteria penentuan tiang

pendek dan tiang panjang didasarkan pada kekakuan relatif antara

pondasi tiang dengan tanah.

Untuk menentukan apakah tiang yang dibebani secara lateral

sebagai tiang pendek (kaku) atau tiang panjang (elastis) dapat

ditentukan berdasarkan harga faktor-faktor kekakuan R dan T yang

telah dibahas pada bahasan sebelumnya. Berikut ini adalah tabel

kriteria jenis perilaku tiang:

Tabel 2.4 : kriteria jenis perilaku tiang

Jenis perilaku tiang Kriteria

Pendek (kaku) L ≤ 2.T L ≤ 2.R

Panjang (elastis) L ≥ 4.T L ≥ 3,5.R

C. Defleksi Tiang Vertikal Akibat Beban Lateral

Terdapat beberapa macam cara untuk menghitung lendutan

(defleksi) tiang akibat beban lateral. Salah satu cara yang paling

sederhana adalah seperti formula di bawah ini:

Y=

(untuk free head pile) (2.14)



26

Y=

(untuk fixed head pile) (2.15)

Beban dan mekanisme defleksi ditunjukan pada gambar 2.7:

Gambar 2.7 : Model kantilever sederhana untuk tiang dengan beban lateral

Broms memberikan cara yang sedikit lebih teliti untuk

menghitung defleksi tiang, dan dijelaskan sebagai berikut:

a. Pada Tanah Berbutir Halus

Faktor yang diperlukan untuk mengetahui perilaku

defleksi tiang disebut β (flexibility factor), dan dihitung dengan

formula:

β = √

(2.16)

Short/Rigid pile



27

Free head pile dengan harga βL < 1,5 mempunyai defleksi

sebesar:

Y0 =

(2.17)

Fixed head pile dengan harga βL < 0,5 mempunyai defleksi

sebesar:

Y0 =

(2.18)

Dimana kh adalah modulus of subgrade reaction yang

menurut Broms diambil sebesar k1.

Long Pile atau Finite Pile

Free head pile dengan harga βL > 2,5 mempunyai defleksi

sebesar:

Y0 =

(2.19)

Fixed head pile dengan harga βL < 0,5 mempunyai defleksi

sebesar:

Y0 =

(2.20)

Dimana K: modulus of subgrade untuk long pile

K dihitung berdasarkan rumus:

K =

Dimana: α = √

(2.21)

K0 diambil = Kh = K1

Untuk keperluan praktis Broms menyarankan harga α:

α = (2.22) dan menurut Broms harga-harga η1 dan η2 ditampilkan pada

tabel di bawah:



28

Tabel 2.5 : nilai η1 dan η2

Shearing strength (kN/m2)

< 27 0,32

27 - 107 0,36

> 107 0,40

Material forming (pile)

Baja 1,00

Beton 1,15

Kayu 1,30

Apabila harga K0 didapat dari hasil percobaan pembebanan

(horizontal subgrade reaction) maka K0 dihitung:

K0 = 1,67 E50 (2.23)

Dimana E50 adalah modulus sekan dari kurva tegangan-

regangan tanah pada 50% tegangan leleh.

b. Tanah Granular (c=0)

Pada tanah granular perilaku tiang dilihat dari harga η

yang diturunkan oleh Broms.

η = √

(2.24)

dimana harga nh bisa dilihat pada tabel di bawah:

Tabel 2.6 : koefisien modulus tanah nh menurut Reese

Relative density Loose Med. Dense Dense

Tanah kering atau lembab

(Terzaghi) kN/m3

2,50 7,50 20

Tanah jenuh (Terzaghi) MN/m3 1,40 5 12

Tanah jenuh (Reese) MN/m3 5,30 16,30 34



29

Defleksi tiang akibat beban lateral bisa dihitung dengan cara

sebagai berikut:

Short Pile (ηL < 2)

Y0 =

free head pile (2.25)

Y0 =

fixed head pile (2.26)

Long Pile (ηL > 4)

Y0 =

free head pile (2.27)

Y0 =

fixed head pile (2.28)

2.8 Load and Resistance Factor Design

SNI 03-1729-2002 mengkombinasikan perhitungan kekuatan batas

(ultimate) dengan kemampuan layan dan teori kemungkinan untuk

keamanan yang disebut juga metode Load and Resistance Factor Design –

LRFD. Dalam metoda LRFD terdapat beberapa prosedur perencanaan dan

biasa disebut perancangan kekuatan batas, perancangan plastis, perancangan

limit, atau perancangan keruntuhan (collapse design).

LRFD didasarkan pada filosofi kondisi batas (limit state). Istilah

kondisi batas digunakan untuk menjelaskan kondisi dari suatu struktur atau

bagian dari suatu struktur tidak lagi melakukan fungsinya. Ada dua kategori

dalam kondisi batas, yaitu batas kekuatan dan batas layan (serviceability).

Kondisi kekuatan batas (strength limit state) didasarkan pada

keamanan atau kapasitas daya dukung beban dari struktur termasuk

kekuatan plastis, tekuk (buckling), hancur, fatik, guling, dll.

Kondisi batas layan (serviceability limit state) berhubungan dengan

performansi (unjuk kerja) struktur dibawah beban normal dan berhubungan



30

dengan hunian struktur yaitu defleksi yang berlebihan, gelincir, vibrasi,

retak, dan deteriorasi.

Struktur tidak hanya harus mampu mendukung beban rencana atau

beban ultimate, tetapi juga beban servis/layan sebagaimana yang

disyaratkan pemakai gedung. Misalnya suatu gedung tinggi harus dirancang

sehingga goyangan akibat angin tidak terlalu besar yang dapat menyebabkan

ketidaknyamanan, takut, atau sakit. Dari sisi kondisi batas kekuatan, rangka

gedung tersebut harus dirancang supaya aman menahan beban ultimate yang

terjadi akibat adanya angin besar 50-tahunan, meskipun boleh terjadi

kerusakan kecil pada bangunan dan pengguna merasakan ketidaknyamanan.

Metode LRFD mengkonsentrasikan pada persyaratan khusus dalam

kondisi batas kekuatan dan memberikan keluasaan pada perancang teknik

untuk menentukan sendiri batas layannya. Ini tidak berarti bahwa kondisi

batas layan tidak penting, tetapi selama ini hal yang paling penting

(sebagaimana halnya pada semua peraturan untuk gedung) adalah nyawa

dan harta benda publik. Akibatnya keamanan publik tidak dapat diserahkan

kepada perancang teknik sendiri.

Dalam LRFD, beban kerja atau beban layan (Qi) dikalikan dengan

faktor beban atau faktor keamanan (i) hampir selalu lebih besar dari 1,0

dan dalam perancangan digunakan “beban terfaktor“. Besar faktor bervariasi

tergantung tipe dan kombinasi pembebanan.

Struktur direncanakan mempunyai cukup kekuatan ultimate untuk

mendukung beban terfaktor. Kekuatan ini dianggap sama dengan kekuatan

nominal atau kekuatan teoritis dari elemen struktur (Rn) yang dikalikan

dengan suatu faktor resistansi atau faktor overcapacity () yang umumnya

lebih kecil dari 1,0. Faktor resistansi ini dipakai untuk memperhitungkan

ketidakpastian dalam kekuatan material, dimensi, dan pelaksanaan. Faktor

resistansi juga telah disesuaikan untuk memastikan keseragaman reliabilitas

dalam perancangan.

Sebagaimana disebutkan dalam pasal 6.3 SNI 03-1729-2002, untuk

suatu elemen, penjelasan paragraf diatas dapat diringkas menjadi: (jumlah



31

faktor perkalian beban dan faktor beban) ≤ (faktor resistansi)

(kekuatan/resistansi nominal).

∑ (2.29)

Ruas sebelah kiri dari pers. Diatas menyatakan pengaruh beban pada

struktur sedangkan ruas sebelah kanan menyatakan ketahanan atau kapasitas

dari elemen struktur. (Sumargo, 2010)

2.9 Profil Baja

Sejarah profil baja struktur tidak lepas dari perkembangan rancangan

struktur di amerika serikat yang kemudian diikuti oleh negara lain. Bentuk

profil yang pertama kali dibuat di Amerika Serikat adalah besi siku pada

tahun 1819. Baja I pertama kali dibuat di AS pada tahun 1884 dan struktur

rangka yang pertama (Home Insurance Company Building of Chicago)

dibangun pada tahun yang sama. William LeBaron Jenny adalah orang

pertama yang merancang gedung pencakar langit dimana sebelumnya

gedung dibangun dengan dinding batu.

Untuk dinding luar dari gedung 10 lantai Jenny menggunakan kolom

cast iron dibungkus batu. Balok lantai 1 s.d. 6 terbuat dari wrought iron, dan

untuk lantai diatasnya digunakan balok baja struktur. Gedung yang seluruh

rangkanya dibuat dari baja struktur adalah Gedung Rand-McNally kedua di

Chicago dan selesai dibangun pada tahun 1890.

Menara Eiffel yang dibangun pada tahun 1889 dengan tinggi 985 ft

dibuat dari wrought iron dan dilengkapi dengan elevator mekanik.

Penggabungan konsep mesin elevator mekanik. Penggabungan konsep

mesin elevator dan ide dari Jenny membuat perkembangan konstruksi

gedung tinggi meningkat hingga sekarang.

Sejak itu berbagai produsen baja membuat bentuk profil berikut

katalog yang menyediakan dimensi, berat, dan properti penampang lainnya.

Pada tahun 1896, Associatoin of American Stell Manufacturers (sekarang

American Iron and Stell Institute, AISI) membuat bentuk standar. Sekarang



32

ini profil struktur baja telah distandarisasi, meskipun dimensi eksaknya agak

berbeda sedikit tergantung produsennya.

Baja struktur dapat dibuat menjadi berbagai bentuk dan ukuran tanpa

banyak merubah sifat fisiknya. Pada umumnya yang diinginkan dari suatu

elemen adalah momen inersia yang besar selain luasnya. Termasuk

didalamnya adalah bentuk I, T, dan C..

Balok S adalah balok profil pertama yang diproduksi di AS,

mempunyai kemiringan flens sisi dalam 1;6. Perhatikan bahwa tebal flens

profil W yang hampir konstan dibandingkan profil S dapat mempermudah

penyambungan. Sekarang ini produksi wide-flange hampir 50% dari seluruh

berat bentuk profil yang diproduksi di AS, sedangkan di Indonesia hampir

seluruh balok menggunakan profil W. Gambar 2.7 memperlihatkan profil W

dan S serta profil lainnya.

Tentu saja dalam proses manufaktur baja akan terjadi variasi sehingga

besaran penampang yang ada tidak sepenuhnya sesuai dengan yang tersedia

dalam tabel manual tersebut. Untuk mengatasi variasi tersebut, toleransi

maksimum telah ditentukan dalam peraturan. Sebagai konsekuensi dari

toleransi tersebut, perhitungan tegangan dapat dilakukan berdasarkan

properti penampang yang diberikan dalam tabel.

Dari tahun ke tahun terjadi perubahan dalam penampang baja. Hal ini

disebabkan tidak cukup banyaknya permintaan baja profil tertentu, atau

sebagai akibat dari perkembangan profil yang lebih efisien, dll. (Sumargo,

2010)



33

Gambar 2.8 Beberapa Bentuk Profil Baja

2.9.1 Kelebihan Baja sebagai Material Struktur

Jika kita menyimak bangunan sekitar kita baik berupa jembatan,

gedung, pemancar, papan iklan, dan lainnya akan sependapat bahwa baja

merupakan material struktur yang baik.

Kelebihan dari baja terlihat dari kekuatan, relatif ringan, kemudahan

pemasangan, dan sifat baja lainnya. Kelebihan material baja diantaranya

adalah:

Kekuatan Tinggi

Kekuatan yang tinggidari baja per satuan berat mempunyai

konsekuensi bahwa beban mati akan kecil. Hal ini sangat penting untuk

jembatan bentang panjang, bangunan tinggi, dan bangunan dengan

kondisi tanah yang buruk.

Keseragaman

Sifat baja tidak berubah banyak terhadap waktu, tidak seperti

halnya pada struktur beton bertulang.

Elastisitas

Baja berperilaku mendekati asumsi perancang teknik dibandingkan

dengan material lain karena baja mengikuti hukum Hooke hingga

mencapai tegangan yang cukup tinggi. Momen inersia untuk penampang



34

baja dapat ditentukan dengan pasti dibandingkan dengan penampang

beton bertulang.

Permanen

Portal baja yang mendapat perawatan baik akan berumur sangat

panjang, bahkan hasil penelitian menunjukan bahwa pada kondisi

tertentu baja tidak memerlukan perawatan pengecatan sama sekali.

Daktilitas

Daktilitas didefinisikan sebagai sifat material untuk menahan

deformasi yang besar tanpa keruntuhan terhadap beban tarik. Suatu

elemen baja yang diuji terhadap tarik akan mengalami pengurangan luas

penampang dan akan terjadi perpanjangan sebelum terjadi keruntuhan.

Sebaliknya pada material keras dan getas (brittle) akan hancur terhadap

beban kejut. SNI 03-1729-2002 mendefinisikan daktilitas sebagai

kemampuan struktur atau komponennya untuk melakukan deformasi

inelastis bolak-balik berulang (siklis) di luar batas titik leleh pertama,

sambil mempertahankan sejumlah besar kemampuan daya dukung

bebannya.

Beban normal yang bekerja pada suatu elemen struktur akan

mengakibatkan terjadinya konsentrasi tegangan yang tinggi pada

beberapa titik. Sifat daktil baja memungkinkan terjadinya leleh lokal

pada titik-titik tersebut sehingga dapat mencegah keruntuhan prematur.

Keuntungan lain dari material daktil adalah jika elemen struktur baja

mendapat beban cukup maka akan terjadi defleksi yang cukup jelas

sehingga dapat digunakan sebagai tanda keruntuhan.

Liat (Thougness)

Baja struktur merupakan material yang liat artinya memiliki

kekuatan dan daktilitas. Suatu elemen baja masih dapat terus memikul

beban dengan deformasi yang cukup besar. Ini merupakan sifat material

yang penting karena dengan sifat ini elemen baja bisa menerima

deformasi yang besar selama fabrikasi, pengangkutan, dan pelaksanaan

tanpa menimbulkan kehancuran. Dengan demikian pada baja struktur



35

dapat diberikan lenturan, diberikan beban kejut, geser, dan dilubangi

tanpa memperlihatkan kerusakan. Kemampuan materila untuk menyerap

energi dalam jumlah yang cukup besar disebut toughness.

Tambahan pada Struktur yang Telah Ada

Struktur baja sangat sesuai untuk penambahan struktur. Baik

sebagian bentang baru maupun seluruh sayap dapat ditambahkan pada

portal yang telah ada, bahkan jembatan baja seringkali diperlebar.

Lain-lain

Kelebihan lain dari material baja adalah:

Kemudahan penyambungan baik dengan baut, paku keling, maupun

las

Cepat dalam pemasangan

Dapat dibentuk menjadi profil yang diinginkan

Kekuatan terhadap fatik

Kemungkinan untuk penggunaan kembali setelah pembongkaran

Masih bernilai meskipun tidak digunakan kembali sebagai elemen

struktur

Adaptif terhadap prefabrikasi

2.9.2 Kelemahan Baja sebagai Material Struktur

Kekurangan material baja diantaranya adalah:

Biaya Pemeliharaan

Umumnya material baja sangat rentan terhadap korosi jika

dibiarkan terjadi kontak dengan udara dan air sehingga perlu dicat secara

periodik.

Biaya Perlindungan Terhadap Kebakaran

Meskipun baja tidak mudah terbakar tetapi kekuatannya menurun

drastis jika terjadi kebakaran. Selain itu baja juga merupakan konduktor

panas yang baik sehingga dapat menjadi pemicu kebakaran pada

komponen lain. Akibatnya, portal dengan kemungkinan kebakaran tinggi



36

perlu diberi pelindung. Ketahanan material baja terhadap api

dipersyaratkan dalam Pasal 14 SNI 03-1729-2002.

Rentan Terhadap Buckling

Semakin langsing suatu elemen tekan, semakin besar pula bahaya

terhadap buckling (tekuk). Sebagaimana telah disebutkan bahwa baja

mempunyai kekuatan yang tinggi per satuan berat dan jika digunakan

sebagai kolom seringkali tidak ekonomis karena banyak material yang

perlu digunakan untuk memperkuat kolom terhadap buckling.

Fatik

Kekuatan baja akan menurun jika mendapat beban siklis. Dalam

perancangan perlu dilakukan pengurangan kekuatan jika pada elemen

struktur akan terjadi beban siklis.

Keruntuhan Getas

Pada kondisi tertentu baja akan kehilangan daktilitasnya dan

keruntuhan getas dapat terjadi pada tempat dengan konsentrasi tegangan

tinggi. Jenis beban fatik dan temperatur yang sangat rendah akan

memperbesar kemungkinan keruntuhan getas (ini yang terjadi pada kapal

Titanic). (Sumargo, 2010)

2.10 Elemen Mengalami Lentur dan tarik Aksial

Beberapa jenis elemen yang mengalami lentur dan tarik aksial

diberikan dalam Gambar 2.8 Dalam spesifikasi LRFD Section H1 diberikan

persamaan interaksi untuk profil simetris yang mendapat beban lentur dan

aksial tarik. Persamaan interaksi ini juga berlaku untuk elemen dengan

beban lentur dan aksial tekan. Persamaan tersebut adalah (Sumargo, 2010):

a) Jika 2,0n

u

PP

, maka 0,198

nyb

uy

nxb

ux

n

u

MM

MM

PP

(2.30)

b) Jika 2,0n

u

PP

, maka 0,12

nyb

uy

nxb

ux

n

u

MM

MM

PP

(2.31)



37

dengan :

nxM = adalah kuat lentur nominal terhadap sumbu-x

nyM = adalah kuat lentur nominal terhadap sumbu-y

uxM = adalah kuat lentur perlu terhadap sumbu-x

uyM = adalah kuat lentur perlu terhadap sumbu-y

nP = adalah kuat aksial nominal

uP = adalah kuat aksial perlu

Gambar 2.9 Beberapa Elemen Dengan Beban Lentur dan Tarik Aksial

2.11 Perencanaan Sambungan

Pada konstruksi baja, sambungan merupakan bagian yang sangat

penting, sebab sambungan berfungsi merangkaikan komponen-komponen

batang menjadi sebuah struktur yang kaku dan kuat. Sambungan juga

berfungsi mentransfer gaya yang bekerja pada satu elemen ke elemen yang



38

lain. Pada perancangan ini, tipe sambungan yang digunakan yaitu tipe

sambungan baut. (Sumargo, 2010)

2.11.1 Jenis Baut

Ada beberapa jenis baut yang dapat digunakan sebagai sambungan

dalam struktur baja. Beberapa jenis baut tersebut antara lain adalah

„unfinished bolt‟ atau baut biasa. Baut ini dikelompokkan oleh ASTM

dalam A307 yang terbuat dari baja karbon dengan sifat tegangan-

regangan yang hampir sama dengan baja A36. Diameter dari baut ini

bervariasi antara 5/8 s.d. 1½ in dengan interval diameter 1/8 in.

Baut A307 umumnya mempunyai kepala persegi dan „nuts‟ untuk

mengurangi harga, tetapi kepala berbentuk heksagonal juga sering

digunakan karena penampilannya lebih menarik, mudah diputar dan

mudah digenggam dengan alat putar, serta memerlukan lebih sedikit

ruang putar. Baut jenis ini mempunyai toleransi yang cukup besar dalam

dimensi leher dan ulirnya, oleh karena itu kuat rencana baut ini jauh lebih

rendah dari pada baut mutu tinggi. Baut A307 umumnya digunakan pada

struktur ringan dengan beban static dan untuk elemen sekunder seperti

gording, girt, pengaku, platform, rangka kecil, dll.

Perencana umumnya akan menggunakan baut biasa untuk

sambungan dan bukan baut mutu tinggi. Kekuatan dan kelebihan dari

baut biasa telah sejak lama tidak diperhatikan. Analisa dan perencanaan

sambungan dengan baut A307 diperlakukan sama seperti sambungan

rivet kecuali dalam hal tegangan ijin.

Baut mutu tinggi dibuat dari karbon medium baja yang dipanaskan

dan dari baja alloy dengan kekuatan tarik dua kali atau lebih dari baut

biasa. Pada dasarnya ada dua jenis baut mutu tinggi, baut A325 (dari baja

karbon medium yang dipanaskan) dan baut A490 dengan kekuatan yang

lebih tinggi (dari baja alloy yang dipanaskan). Baut mutu tinggi

digunakan pada seluruh jenis bangunan mulai dari bangunan kecil hingga

bangunan tingkat tinggi serta jembatan. Baut jenis ini dikembangkan



39

akibat kelemahan tarik pada leher baut biasa setelah proses pendinginan.

Gaya tarik yang dihasilkan tidak cukup kuat untuk membuat baut dalam

posisi semua/diam akibat beban getaran. Baut mutu tinggi harus

dikencangkan lebih kuat hingga mempunyai tegangan tarik bagian yang

disambung terikat kuat antara kepala baut dan „nuts‟, dan beban

ditransfer oleh gesekan.

Kadang-kadang baut mutu tinggi dibuat dari baja A449 untuk

ukuran yang lebih besar dari 1½ in diameter baut A325 dan A490. Baut

dengan ukuran lebih besar digunakan pula sebagai baut angkur mutu

tinggi dan batang berulir dengan diameter yang bervariasi. (Sumargo,

2010)

2.11.2 Macam-macam Sambungan Baut

Sambugan baut dibagi menjadi tiga macam, yaitu:

Sambungan Kaku, yaitu sambungan yang kekakuannya cukup

untuk mempertahankan sudut-sudut antara elemen yang disambung

terhadap beban kerja

Sambungan Semi Kaku, yaitu sambungan yang tidak memiliki

kekakuan yang cukup, tetapi memiliki kapasitas yang cukup untuk

memberikan kekangan yang dapat diukur terhadap besarnya

perubahan sudut-sudut antara elemen struktur.

Sambungan Sederhana, yaitu sambungan yang tidak memiliki

kekakuan untuk mempertahankan perubahan sudut-sudut elemen

struktur. (Sumargo, 2010)

2.11.3 Kelebihan Baut

Kelebihan dari baut adalah:

Pekerja lebih sedikit dibandingkan dalam pemasangan sambungan

dengan rivet.



40

Dibandingkan sambungan rivet, untuk memberikan kekuatan yang

sama diperlukan baut mutu tinggi lebih sedikit

Sambungan yang baik dengan baut mutu tinggi tidak memerlukan

tenaga yang dilatih terlalu tinggi dibandingkan dengan sambungan

baut atau rivet dengan mutu sambungan yang sama. Cara

pemasangan baut mutu tinggi yang baik dapat dipelajari hanya

dalam beberapa jam.

Tidak diperlukan baut bantu pelaksanaan (erection bolt) dan harus

dilepaskan kembali (tergantung peraturan yang digunakan)

dibandingkan pada sambungan las.

Kebisingan yang ditimbulkan tidak seperti pada sambungan rivet.

Peralatan yang diperlukan untuk membuat sambungan baut lebih

murah.

Tidak menimbulkan bahaya kebakaran atau terlemparnya rivet

yang masih panas.

Sambungan dengan baut mutu tinggi memberikan kekuatan fatik

yang lebih tinggi dibandingkan sambungan rivet dan las.

Jika perlu perubahan bentuk struktur akan lebih mudah hanya

dengan membuat baut dibandingkan dengan sambungan las dan

rivet. (Sumargo, 2010)

2.11.4 Jarak Antara dan Jarak Sisi Baut

Pitch adalah jarak dari pusat-ke-pusat baut dalam arah sejajar

sumbu elemen. Gage adalah jarak dari pusat-ke-pusat baut tegak lurus

terhadap sumbu elemen. Jarak sisi adalah jarak dari pusat baut ke sisi

elemen. Jarak antar baut adalah jarak terpendek antara baut pada gage

yang sama atau berlainan. (Sumargo, 2010)



41

Gambar 2.10 Notasi Dalam sambungan Baut

2.11.5 Jarak Antara Minimum

Baut harus dipasang pada jarak tertentu untuk mendapatkan

pemasangan yang efisien dan mencegah keruntuhan tumpu dari elemen

diantara bautnya. Spesifikasi LRFD J3.3 memberikan jarak minimum

pusat-ke-pusat untuk lubang standar, lubang diperbesar, atau lubang slot

yaitu diameternya tidak boleh kurang dari 22/3 (dan lebih disarankan

diameter 3 in.). Hasil uji menunjukkan bahwa kekuatan tumpu

berbanding lurus dengan 3d pusat ke pusat hingga mencapai mencapai

maksimum 3d.

Tabel 2.7 (Tabel J3.7 Spesifikasi LRFD) menunjukkan nilai

pertambahan yang harus dijumlahkan pada nilai 3d untuk

memperhitungkan peningkatan dimensi lubang (yaitu lubang besar dan

lubang slot) sejajar dengan garis kerja gaya. (Sumargo, 2010)

Tabel 2.7 : Nilai Pertambahan Jarak Antara C1 untuk menentukan Jarak Antara Minimum dari Lubang yang diperbesar

*Jika panjang slot lebih kecil dari maksimum yang diijinkan dalam Tabel 8.2, C1 boleh dikurangi dengan perbedaan antara panjang slot maksimum dan aktual. Sumber: American Institute of Steel Construction, Manual of Steel Construction Load & Resistance Factor Design, 2nd Ed. (Chicago: AISC, 1994), Table J3.7, p.6-86.



42

2.11.6 Jarak Sisi Minimum

Baut tidak boleh ditempatkan terlalu dekat dengan sisi elemen

dengan dua alasan. Pertama, membuat lubang terlalu dekat dengan sisi

akan menyebabkan baja melentur keluar bahkan retak. Kedua, pada

ujung elemen akan terjadi tarikan baut yang menyebabkan sobeknya

baja. Dalam praktek diambil jarak minimum 1,5 – 2,0 dari diameter baut

sehingga baja mempunyai kekuatan geser yang cukup setidaknya sama

dengan kekuatan geser dari baut. Untuk mendapatkan informasi yang

lebih pasti harus mengacu pada spesifikasi yang digunakan. LRFD J3.4

menyatakan bahwa jarak dari pusat lubang standar ke sisi bagian yang

disambung tidak boleh kurang dari nilai yang diberikan dalam Tabel 2.9

(dari Tabel J3.4 manual LRFD).

Pengurangan jarak sisi minimum diijinkan (1¼ in) menurut LRFD

untuk ujung sambungan yang dibaut pada web balok dan direncanakan

hanya terhadap reaksi geser balok saja. Informasi ini diberikan dalam

catatan kaki dari Tabel 2.8.

Jarak sisi minimum dari pusat lubang-besar (oversized hole) atau

lubang slot ke sisi dari bagian yang disambung harus sama dengan jarak

minimum yang disyaratkan untuk lubang standar ditambah suatu

pertambahan C2, dimana nilai C2 diberikan dalam Tabel 2.10 (dari Tabel

J3.8 spesifikasi LRFD). Pada paragraf berikut akan dijelaskan bahwa

kekuatan tumpu dari sambungan harus direduksi jika persyaratan ini

tidak dipenuhi. (Sumargo, 2010)

Tabel 2.8 : Jarak Sisi Minimum



43

[a] Diijinkan untuk menggunakan jarak yang lebih kecil yang disesuaikan sebagaimana Spesifikasi LRFD J3.10. [b] Untuk lubang oversize atau lubang dengan slot, lihat Tabel 8.5.

[c] Semua jarak sisi dalam tabel ini dapat dikurangi 1/8 in jika lubang berada pada titik dengan tegangan tidak lebih dari 25% kuat rencana maksimum dalam elemen. [d] Nilai ini mungkin 1 ¼ in pada ujung sambungan balok, siku dan geser pada ujung pelat. Sumber: American Institute of Steel Construction, Manual of Steel Construction Load & Resistance Factor Design, 2nd Ed. (Chicago: AISC, 1994), Table J3.4, p.6-82.

2.11.7 Jarak Maksimum Antar Baut dan Jarak Sisi

Spesifikasi baja struktur mensyaratkan jarak sisi maksimum untuk

sambungan baut. Tujuan dari persyaratan ini adalah untuk mengurangi

kemungkinan terperangkapnya air diantara bagian yang disambung. Jika

baut terlalu jauh dari elemen yang disambung, sisi elemen dapat terpisah

sehingga air dapat masuk. Jika hal ini terjadi maka korosi akan

terakumulasi sehingga menambah separasi. LRFD memberikan jarak sisi

maksimum yang diijinkan (J3.5) yaitu 12 kali tebal bagian yang

disambung, tetapi tidak lebih dari 6 in.

Jarak sisi maksimum dan jarak antar baut yang digunakan pada

baja terkena udara luar harus lebih kecil dari baja yang dicat secara

teratur untuk mencegah korosi. Salah satu persyaratan untuk

menggunakan baja untuk udara luar adalah kontak antara baja dan air

secara kontinu. Oleh karena itu spesifikasi LRFD mensyaratkan bahwa

bagian dari baja built-up yang kontak dengan udara luar (weathering

steel) harus tersambung dengan kuat dengan interval cukup dekat untuk

mencegah terjadinya kantung air. Spesifikasi LRFD J3.5 menyatakan

bahwa jarak maksimum antar baut pusat-ke-pusat untuk elemen yang

dicat atau elemen tanpa cat yang tidak akan mengalami korosi adalah 24

kali tebal pelat paling tipis, dan tidak melebihi 12 in. Untuk elemen yang

terdiri dari baja yang ada kontak dengan udara luar dan tidak

memungkinkan terjadi korosi, jarak maksimum adalah 14 kali tebal pelat

paling tipis dan tidak boleh lebih dari 7 in.

Lubang tidak boleh dibuat terlalu dekat dengan pertemuan flens

dan web dari suatu balok atau pertemuan kaki dari profil siku. Lubang



44

dapat dibor, tetapi cara ini terlalu mahal dan hanya perlu dilakukan

kecuali pada kondisi khusus. Meskipun lubang dibor, akan sulit untuk

menempatkan dan mengencangkan baut dengan keterbatasan ruang yang

ada. (Sumargo, 2010)

Tabel 2.9 : Nilai Pertambahan Jarak Sisi C2

[a] Jika panjang slot kurang dari maksimum yang diijinkan (lihat Tabel 8.2), C2 dapat dikurangi separuh dari beda antara jarak slot maksimum dan aktual. Sumber: American Institute of Steel Construction, Manual of Steel Construction Load & Resistance Factor Design, 2nd Ed. (Chicago: AISC, 1994), Table J3.8, p.6-86.

2.11.8 Kekuatan Geser Baut

Pada sambungan tipe tumpu diasumsikan bahwa beban yang

ditransfer lebih besar dari pada tahanan geser yang ditimbulkan oleh

pengencangan baut, dimana elemen akan saling bergeser sedikit dan baut

akan menerima gaya geser dan tumpu. Kuat rencana baut dalam geser

tunggal sama dengan dikalikan dengan kuat geser nominal baut dalam

ksi dan dikalikan kembali dengan luas penampang. Menurut LRFD, nilai

untuk geser pada baut mutu tinggi, rivet dan baut biasa A307 adalah

0,75.

Kuat geser nominal untuk baut dan rivet diberikan dalam Tabel

2.11 (dari Tabel J3.2 spesifikasi LRFD). Untuk baut A325 besar kuat

gesernya adalah 48 ksi jika ulir termasuk dalam bidang geser dan 60 ksi

jika ulir tidak termasuk bidang geser. (Untuk baut A490, nilainya adalah

60 ksi dan 75 ksi). Jika baut menerima geser ganda, kekuatan gesernya

adalah dua kali geser tunggal. (Sumargo, 2010)



45

2.11.9 Kekuatan Tumpu Baut

Kekuatan tumpu sambungan baut bukan ditentukan dari kekuatan

baut sendiri melainkan didasarkan pada kekuatan bagian yang disambung

dan susunan baut. Secara detail, kekuatan yang dihitung tergantung pada

jarak antar baut dan jarak baut ke sisi elemen, kekuatan tarik Fu elemen

yang disambung, dan tebal elemen.

Kekuatan rencana tumpu dari suatu baut sama dengan (sama

dengan 0,75) dikali dengan kuat tumpu nominal dari bagian yang

disambung (Rn). Rumus untuk Rn diberikan dalam Spesifikasi LRFD

Section J3.10. Dalam rumus tersebut melibatkan diameter baut (d) dan

tebal elemen yang disambung dengan baut (t). Rumus lainnya

mengandung jarak pusat-ke-pusat lubang standar dalam arah kerja gaya.

Jika terdapat lubang slot pendek dan slot panjang dengan slot tegak lurus

pada garis kerja gaya, s adalah jarak dari pusat-ke-pusat lubang. Untuk

lubang ukuran besar (oversized hole) dan untuk lubang slot sejajar garis

kerja gaya, s dijumlahkan dengan pertambahan jarak C1 dalam Tabel 2.9

(dari Tabel J3.7). (Sumargo, 2010)

Tabel 2.10 : Kuat Rencana Penyambung



46

[a] Beban statik saja [b] Diijinkan ulir dalam bidang geser [c] Kuat tarik nominal bagian ulir dari batang „upset‟, didasarkan pada luas penampang pada diameter ulir terbesar, AD harus lebih besar dari luas nominal batang sebelum dilakukan „upsetting‟ dikalikan dengan Fy. [d] Untuk baut A325 dan A409 dengan beban tarik fatik, lihat Apendik K3. [e] Jika digunakan sambungan tipe tumpu untuk menyambung batang tarik dengan susunan alat penyambung (baut, rivet,dll) yang panjangnya diukur sejajar garis kerja gaya, melampaui 50 in., nilai dalam tabel harus dikurangi 20%. Sumber: American Institute of Steel Construction, Manual of Steel Construction Load & Resistance Factor Design, 2nd Ed. (Chicago: AISC, 1994), Table J3.2, p.6-81.

Jika Le ≥ 1,5d dan s ≥ 3d, dan jika ada dua baut atau lebih dalam

garis kerja gaya. Jika deformasi sekitar lubang baut menjadi

pertimbangan desain (yaitu jika kita menginginkan deformasi ≤ 0,25 in)

Rn = 2,4dtFu (LRFD Pers. J3-1a) (2.32)

Jika deformasi sekitar lubang baut tidak menentukan (yaitu jika

deformasi > 0,25 in diperbolehkan) Untuk lubang baut dekat sisi.

Rn = Le tFu ≤ 3,0dtFu (LRFD Pers. J3-1b) (2.33)

Untuk baut lain

(

) (LRFD Pers. J3-1c) (2.34)

Untuk lubang baut slot panjang tegak lurus pada garis kerja gaya

R = 2,0dtFu (LRFD Pers. J3-1d) (2.35)

Jika Le < 1,5d atau s < 3d, atau jika hanya ada satu baut dalam

garis kerja gaya Untuk baut tunggal atau baut terdekat dengan sisi jika

ada dau baut atau lebih dalam garis kerja gaya

R = Le tFu ≤ 2,4dtFu (LRFD Pers. J3-2a) (2.36)

Untuk baut lainnya

(

) (LRFD Pers. J3-2b) (2.37)

2.12 Konsep Desain

Konsep Desain Tugas Akhir ini, yaitu :

1. Menentukan kedalaman jepit pondasi

Metoda Davisson dan Robinson

2. Pemodelan struktur atas dermaga



47

3. Analisa pembebanan

SNI 03-1727-1989 Peraturan Muatan Indonesia

RSNI t 03 2005

SNI 03-1726-2003 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa

untuk Bangunan Gedung

4. Perencanaan Balok dan Pelat

Load and Resistance Factor Design (LRFD) yang mengacu pada

Standar Nasional Indonesia (SNI)

5. Perencanaan struktur rangka penopang

Load and Resistance Factor Design (LRFD) yang mengacu pada

Standar Nasional Indonesia (SNI)

SNI 03-1729-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Baja

6. Perencanaan kedalaman pemancangan pondasi

metoda daya dukung axial berdasarkan uji SPT (Standart

Penetration Test) yang ditemukan oleh Meyerhof

metoda penentuan kriteria tiang pendek dan tiang panjang.

Dermaga - digilib.polban.ac.iddigilib.polban.ac.id/files/disk1/68/jbptppolban-gdl-abizaralgi... ·...

Documents

Transcript of Dermaga - digilib.polban.ac.iddigilib.polban.ac.id/files/disk1/68/jbptppolban-gdl-abizaralgi... ·...