HENIS SUGIANTO 3109.100.128

OPTIMASI PERENCANAAN DERMAGA SISTEM PRACETAK DENGAN BERBAGAI MODUL DIMENSI PELAT LANTAI (STUDI KASUS LANTAI DERMAGA PT. PETROKIMIA GERSIK)

Latar Belakang

• Peningkatan kapasitas produksi PT. Petrokimia Gersik untuk memenuhi konsumsi pupuk di dalam maupun di luar negeri.

• Kapasitas Dermaga Untuk Kepentingan Sendiri (DUKS) PT. Petrokimia Gersik tidak mencukupi untuk kegiatan bongkar muat kapal.

• Dermaga direncanakan menggunakan pracetak dengan sistem pelat lantai half slabs precast dengan ukuran modul pelat lantai 10 x 10 meter.

Kondisi Esisting

Rumusan Masalah Utama

• Bagaimana cara merencanakan ukuran modul pelat pracetak lantai dermaga yang paling murah dan kuat dalam menahan beban dermaga di pelabuhan PT. Petrokimia Gresik (Persero).

Detail Rumusan Masalah

• Bagaimana menghitung modul pelat pracetak dengan ukuran (4 x 4), (6 x 6), (8 x 8) dan (10 x 10) meter?

• Bagaimana menghitung kebutuhan tulangan pelat pracetak tiap-tiap dimensi pelat?

• Bagaimana menghitung kekuatan pelat pracetak akibat pengangkatan saat umur beton 7 hari, akibat overtoping saat umur beton 14 hari dan saat monolit pada tiap-tiap dimensi pelat?

• Bagaimana menghitung balok pracetak, pile cap dan tiang pancang akibat tiap-tiap dimensi pelat?

• Bagaimana menghitung rencana anggaran biaya?

Tujuan Utama

• Merencanakan ukuran modul pelat pracetak lantai dermaga yang paling murah dan kuat dalam menahan beban dermaga di pelabuhan PT. Petrokimia Gresik (Persero).

Detail Tujuan

• Dapat menghitung pelat pracetak. • Dapat menghitung kebutuhan tulangan pelat pracetak • Dapat menghitung kekuatan pelat pracetak akibat

pengangkatan, akibat overtoping dan saat monolit • Dapat menghitung sambungan pelat yang kuat • Dapat menghitung balok pracetak pile cap dan tiang pancang • Dapat menghitung rencana anggaran biaya

Batasan Masalah

• Perencanaan demaga menggunakan data-data yang sudah ada.

• Penggunaan rumus-rumus yang sesuai dengan yang ada di peraturan SNI 2002, peraturan tentang dermaga (OCDI) ataupun literatur yang digunakan.

• Hanya membahas perencanaan dimensi pelat beton pracetak, balok pracetak, pile cap dan tiang pancang, tidak termasuk bagian struktur dermaga yang lainnya seperti balok fender, dan Mooring dolphin.

• Hanya merencanakan dimensi pelat pracetak dengan ukuran (4 x 4), (6 x 6), (8 x 8) dan (10 x 10) meter.

• Menggunakan program bantu SAP 2000

Data Tanah

• Data tanah yang dipergunakan diperoleh dari pekerjaan soil investigasi yang dilakukan pada 25 Desember 2011 di Daerah yang akan dikembangkan.

• Dari hasil bor dan SPT yang dilakukan, diketahui bahwa lapisan tanah di lokasi dermaga sampai kedalaman 40 meter didominasi oleh tanah lanau berlempung (Clayey Silt).

• Nilai SPT rata-rata lapisan tanah di Teluk Lamong kurang dari 40.

Tabel SPT data tanah

Kapal Rencana

• Dermaga Sisi Darat Bobot mati : 35.000 DWT Panjang (LOA) : 181 m Sarat penuh : 10.9 m Lebar : 26.4 m Berthing Velocity : 0.15 m/det Sudut berthing max : 100

Dermaga Sisi Laut Bobot mati : 60.000 DWT Panjang (LOA) : 271 m Sarat penuh : 13.2 m Lebar : 35.2 m Berthing Velocity :0.15 m/det Sudut berthing max :100

Kualitas Material

MUTU BAJA

Mutu baja tulangan untuk structural memakai tulangan ulir (deformed bar) dan sesuai dengan SII-0136, BJTD 50 (fy = 4900 kg/cm2 ) atau ASTM A 615 Grade 60 atau JIS G 3112 atau ekuivalennya untuk diameter diatas 12 mm.

Mutu baja tulangan non-struktural memakai tulangan polos (plain bar) dan sesuai dengan SII-0136, BJTD 24 (fy = 2400 kg/cm2 ) atau ekuivalennya untuk diameter dibawah 12 mm.

Modulus elastisitas diambil sebesar 2 × 105 Mpa

Ukuran baja tulangan yang digunakan adalah D16 – D32

MUTU BETON

mutu beton yang digunakan di dermaga ini memiliki kuat tekan karakteristik fc = 35 MPa, dengan ditambahkan silica fume admixture untuk ketahanan terhadap lingkungan air laut Berikut kualifikasi dari beton yang digunakan berdasarkan SNI 03-2847-2002:

σ’bk = kekuatan beton karakteristik 350 kg/cm2

σ’b = Tegangan tekan beton akibat lentur tanpa dan /

atau dengan gaya normal tekan

= 0,33σ’bk(Tabel 4.2.1)

= 0,33 x 350

= 115,5 kg/cm2

Modulus Elastisitas diambil berdasarkan SNI 03-2847-2002

Ec = 4700√35 MPa = 2.7805 x 104 N/mm2

Metodologi

Desain Dimensi Struktur

• Berikut ini adalah disain dimensi struktur dermaga : • Panjang dermaga : 194 m • Lebar dermaga : 36 m • Tebal Pelat : 40 cm • Balok Melintang : 70 x 120 cm • Balok Memanjang : 70 x 120 cm • Balok Crane : 70 x 120 cm • Pile Cap : 200 x 200 x 80 cm • Tiang pancang, diameter : 1,2 m tebal : 20 mm

Layout Pembalokan

Pembebanan • Beban Vertikal 1. Berat sendiri (qd) = 1,08 t/m2 2. Beba hidup merata Keadaan normal: = 3,05 t/m2 Keadaan saat gempa: Beban pangkalaN = 50%x 3,0 t/m2 = 1,5 t/m2

3. Beban terpusat: -Truk -Truk Trailer

-Ship Louder -Corawler Crane

Beban Horizontal 1. Gaya GelombangFx = 2.584 KN/m = 0.2584 ton/m 2. Gaya Akibat Arus Drag dan lift forces yang disebabkan oleh perilaku arus dihitung melalui persamaan OCDi (hal 136-139): Lift forces FL = 0.01776 ton/m

Drag forces FD = 0.5263 ton/m

3. Gaya Tumbukan Kapal (menurut PIANC-84, BSI-85, AEU). Energi tumbukan kapal didapakan Ef = 65.09 ton.m 4. Gaya Bollard

TONNAGE Berthing Velocity (m/sec) GRT DWT Difficult Moderate Favorable Up to 1000 Up to 1577 0.45 0.25 0.2 Up to 5000 Up to 7437 0.35 0.20 0.15 Up to 10000 Up to 14253 0.20 0.15 0.10 Large Ship Large Ship 0.15 0.10 0.10

xCHxCExCCxCS

Gaya Bollard Gaya Tarik (ton)

Gaya tarikan kapal 100

Gaya dorong kapal akibat angin 126.36

Gaya dorong kapal akibat arus 82.42

Kombinasi Pembebanan

3. Beban Gempa Beban gempa dihitung berdasarkan respon spektrum

dinamis. Berikut adalah grafik respon spektrum gempa untuk wilayah gempa 2.

Analisa struktur menggunakan program bantu SAP 2000 v14.0 dengan kombinasi beban sebagai berikut : 1.3 DL + 1.2 LL 1.3 DL + 1.2 LL + Fender 1.3 DL + 1.2 LL + Boulder 1.3 DL + Truck Dimana : DL = beban mati/berat sendiri struktur LL = beban hidup merata CC = beban hidup terpusat berupa container crane

1.3 DL +1.2 CC + Truck 1.3 DL + 1.2 LL + 1.3 Gempa X 1.3 DL + 1.2 LL + 1.3 Gempa Y

Analisis dengan SAP 2000

Analisis dengan Abaqus

Penulangan Balok

Tumpuan Lapangan

Mu 2304051000 Nmm 1845611000Nmm

Tul. Atas 12D25 10D25

As pakai 5890.486 mm2 4908.739 mm2

Tul. Samping 2D16 2D16

As pakai 402,124 mm2 402,124 mm2

Tul.Bawah 4D25 5D25

As pakai 1963.495 mm2 2454.369 mm2

Mn 3076038244Nm 2603844435Nmm

Perhitungan Pelat Precast

1. Kemampuan angkat crane → (250 ton) Berat satu segmen pelat = 8 x 8 x 0,3 x 2400 = 46.08 ton < 250 ton. Agar mempermudah elemet dalam pengangkutan oleh crane maka:

pelat dibagi menjadi 4 segmen @ 2 x 8 m.

Berat 1 elemen pelat: 8 X 2 X 0.3 X 2400 = 11.52 ton

6 8 -Mtx D16-80 1810.287

6 8 Mlx D16-80 1810.287

6 8 -Mty D16-80 1408.001

6 8 Mly D16-80 1408.001

As Pasang

A

Type Pelat

lx ly lokas i D pasang

• Pada saat pengangkatan (umur 7 hari) Mx max = 4044.139 kg.m My max = 2022,069 kg.m Kontrol tulangan precast Tegangan yg bekerja akibat M:

aσI

My = = 4350148484

142,54 x 40441396

= 1.325 MPa <3.339 MPa (OK)

b'σ IMy

= = 435014848446.1572022069x

= 0.732 MPa < 3.339MPa (OK)

Kontrol momen vs Tulangan terpasang

• Pada saat penumpukan (umur 7 hari) Diperoleh momen (M) terbesar

ditumpuan: Mmax = 2184.839 kgm Mmin = -3827.76 kgm Tegangan yg bekerja akibat (M):

² ²

²

²

²

= 0.716 MPa = 0.716 MPa< 3.339 MPa (OK)

aσI

My = = 4350148484

142,54 x 21848385aσ

IMy

= = 4350148484 157,46 x 38277585

= 1.386 MPa = 1.386 MPa< 3.339 MPa (OK)

• Pada saat menahan beton basah (umur 14 hari) Tegangan yang bekerja akibat M:

536cm

Mmax = 4889.32 x 1.5 = 7333.98 kgm Mmin = -6362.67 x 1.5 = -9544 kgm

aσI

My = = 4350148484

157,46 x 9544003

= 2.403 MPa = 2.403 MPa< 3.884 MPa (OK)

aσI

My = = 4350148484

142,54 x 73339800

= 3.455 MPa = 0.716 MPa< 3.884 MPa (OK)

• Prosedur perencanaan precast untuk elemen-elemen struktur dermaga yang lain, sama dengan prosedur pada

precast pelat.

Tiang Pancang

Perhitungan Titik Jepit Tiang Menggunakan normally consolidated clay and granular soil, yaitu : Zf = 1,8 T Zf = 1,8 x 7.23 = 13.01 m 13 m Dan pemodelan struktur pada software bantu, panjang tiang pancang sampai dengan titik jepit pancang adalah L = e + Zf L = 15 + 13 = 28 m • Perhitungan Kapasitas Akasial Maksimum

Tiang(Qv) • Perhitungan Kapasitas Lateral Maksimum

Tiang(QH) • Kontrol Defleksi Lateral Tiang (y max) • Kontrol Momen

5150

01413.0210000000xT = = 7.23 m

Pile Cap Kontrol kekuatan tulangan dan beton pada sambungan antara pile– pilecap – balok dalam menerima gaya geser Gaya horisontal maksimum pada tiang pancang = 137200 N Beberapa hal yang perlu dicontrol: 1. Kekuatan tulangan di dalam steel pile (12 – D22) 2. Kekuatan beton disekeliling tulangan 3. Kekuatan tulangan angker (18 - D28, fy=490Mpa)

Rekapitulasi Anggaran Biaya Bangunan Atas

No. Uraian Jumlah

1 Bangunan Atas Modul 10 x 10 meter SF 2 Rp 9,986,232,922.40

2 Bangunan Atas Modul 10 x 10 meter SF 3 Rp 10,286,268,291.65

3 Bangunan Atas Modul 8 x 8 meter Rp 8,415,607,045.40

4 Bangunan Atas Modul 6 x 6 meter Rp 8,007,171,731.95

5 Bangunan AtasModul 4 x 4 meter Rp 7,387,591,899.96

Rekapitulasi Anggaran Biaya Banguna Bawah

No. Uraian Jumlah

1 Bangunan Bawah Modul 10 x 10 meter Rp 91,202,236,390.24

2 Bangunan Bawah Modul 10 x 10 meter Rp 112,424,109,087.79

3 Bangunan Bawah Modul 8 x 8 meter Rp 107,008,237,753.99

4 Bangunan Bawah Modul 6 x 6 meter Rp 156,229,142,701.59

5 Bangunan Bawah Modul 4 x 4 meter Rp 272,605,701,484.82

Kesimpulan

• Total biaya perencanaan dermaga yang paling murah dan kuat menahan beban yang bekrja pada dermaga ditijau dari perhitungan struktur atas sesuai perhitungan Rencana Anggaran Biaya pada bab 9 adalah modul pelat lantai ukuran 4 x 4 meter dengan harga RP 7,387,591,899.96

Kesimpulan

• Total biaya perencanaan dermaga yang paling murah dan kuat menahan beban yang bekrja pada dermaga ditijau dari perhitungan struktur bawah sesuai perhitungan Rencana Anggaran Biaya pada bab 9 adalah modul pelat lantai ukuran 10 x 10 meter dengan harga RP 91,202,236,390,00 untuk SF = 2 (kondisi esisting).

Kesimpulan

• Total biaya perencanaan struktur dermaga yang paling murah dengan SF = 3 (sesuai perencaaan penulis) adalah modul pelat 8 x 8 meter dengan harga Rp 115,423,844,799.39

No. Uraian Jumlah

1 Bangunan Modul 10 x 10 meter SF 2 (esisting) Rp 101,188,469,312.64

2 Bangunan Modul 10 x 10 meter SF 3 Rp 122,710,377,379.44

3 Bangunan Modul 8 x 8 meter Rp 115,423,844,799.39

4 Bangunan Modul 6 x 6 meter Rp 164,236,314,433.53

5 Bangunan Modul 4 x 4 meter Rp 279,993,293,384.77

TERIMA KASIH