PERENCANAAN STRUKTUR DERMAGA DENGAN SAP 2000 ( PROJECT DERMAGA/ JETTY )

Beban-beban yang ditinjau dalam análisis struktur Dermaga adalah beban tetap dan beban tidak tetap. Beban tetap merupakan gabungan berat sendiri bagian struktur dengan beban hidup yang disyaratkan. Beban tidak tetap terdiri dari beban yang disebabkan oleh beban gelombang, arus dan gempa.

Struktur dan komponennya harus analisis sehingga semua penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu, dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya terfaktor yang sesuai ketentuan untuk menjamin tercapainya perilaku struktur yang cukup baik pada beban kerja.

1.        Beban Mati (Dead Load)

Beban mati yang merupakan berat sendiri konstruksi menurut Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung dan non gedung PPI 1983 adalah seperti tabel berikut:

BAHAN BANGUNAN Baja Batu alam Batu belah Batu karang Batu pecah Besi tuang Beton Beton bertulang Kayu kelas I Kerikil Pasangan bata merah Pasangan batu belah Pasangan batu cetak Pasangan batu karang Pasir Tanah, lempung dan lanau Timah hitam KOMPONEN Adukan per cm tebal: -          dari semen -          dari kapur Aspal termasuk bahan bahan mineral penambah, per cm tebalmerah

7.850 kg/m3 2.600 kg/m3 1.500 kg/m3 700 kg/m3 1.450 kg/m3 7.250 kg/m3 2.200 kg/m3 2.400 kg/m3 1.000 kg/m3 1.650 kg/m3 1.700 kg/m3 2.200 kg/m3 2.200 kg/m3 1.450 kg/m3 1.850 kg/m3 1.700 kg/m3 11.400 kg/m3 21 kg/m2 17 kg/m2 14 kg/m2

2.        Beban Hidup (Live Load)

Beban hidup yang timbul pada lantai dermaga biasanya adalah 2000 – 4000 kg/m² (Kramadibrata, 2002 : 233). 

3.        Beban Gempa (Earthquake)

SNI-1726-2012, membagi  wilayah gempa indonesia, Perhitungan beban gempa pada masing-masing wilayah gempa didasarkan nilai faktor respon  spectrum (C) pada grafik respon spectrum gempa rencana. Pada grafik respon spectrum gempa rencana selain faktor wilayah gempa, jenis tanah dasar juga menentukan faktor respon spectrum (C). Terdapat jenis tanah yang dapat dipilih yaitu jenis tanah batuan, tanah lunak, tanah sedang dan tanah keras.

Gambar Peta Zonasi gempa , Sumber : SNI 03-1726-2012

SNI-1727-1987 : 2, beban gempa adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau non-gedung (dermaga) yang diakibatkan oleh pengaruh gerakan tanah akibat gempa, dan setiap perencanaan struktur harus diperhitungkan terhadap beban gempa. Analisis struktur untuk pengaruh gempa bumi harus berdasarkan studi respon struktur terhadap gerakan tanah akibat gempa. Koefisien gempa tergantung kepada wilayah gempa, jenis tanah dan waktu getar alami (T).

4.        Beban Sandar (berthing forces)

            Benturan maksimum dianggap terjadi apabila kapal bermuatan penuh menghantam dermaga pada sudut 10^o terhadap sisi depan dermaga. Gaya benturan yang harus ditahan dermaga tergantung pada energi benturan yang diserap oleh sistem fender yang dipasang pada dermaga. Gaya benturan bekerja secara horizontal dan dapat dihitung berdasarkan energi benturan. Besarnya energi benturan diberikan oleh rumus berikut (Triatmodjo, 2009:218):

dengan :

            E     : energi benturan (ton meter);

            V     :  komponen tegak lurus sisi dermaga dari kecepatan kapal pada                           membentur dermaga (m/d);

            W   : displacement (berat) kapal (ton);

            g     : percepatan gravitasi (m/dt²);

            C_m   : koefisien massa;

            C_e   : koefisien eksentrisitas;

            C_s       : koefisien kekerasan (diambil 1);

            C_c    : koefisien bentuk dari tambatan (diambil 1).

            Secara umum kecepatan merapat kapal dapat dilihat pada tabel berikut.

Ukuran kapal (DWT)	Kecepatan Merapat
	Pelabuhan (m/d)	Laut terbuka (m/d)
Sampai 500	0,25	0,30
500-10.000	0,15	0,20
10.000-30.000	0,15	0,15
Di atas 30.000	0,12	0,15

            Sumber : Triatmodjo, (2009 : 219)

            Koefisien massa tergantung pada gerakan air di sekeliling kapal, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut :

        

        dengan :

         C_b  : koefisien blok kapal;

         W  : displacement (berat) kapal (ton);

         d    : draft kapal (m);

         B   : lebar kapal (m);

         L_pp   : panjang garis air(m);

         _o : berat jenis air laut (kgf/m³).

         Koefisien eksentrisitas adalah perbandingan antara energi sisa dan energi kinetik kapal yang merapat dan dapat dihitung dengan rumus berikut :

          

dengan :

           l  : jarak sepanjang permukaan air dermaga dari pusat titik berat kapal                                         sampai titik sandar kapal;

           r :  jari-jari putaran di sekeliling pusat berat kapal pada permukaan air           

          

                                                                     Grafik Jari-Jari Putar

Sumber : Triatmodjo, (2009 : 221) 

         Panjang garis air (L_pp) dapat dihitung dengan rumus berikut :

         L_pp = 0,846L_oa^1,0193

         Titik tolak pertama antara kapal dan dermaga adalah suatu titik dari ¼ panjang kapal pada dermaga.

5.        Beban Tambat (mooring forces)

            Kapal yang merapat di dermaga akan ditambat dengan menggunakan tali ke alat penambat yang disebut bollard. Gaya tarikan kapal pada alat penambat yang disebabkan oleh angin dan arus pada badan kapal disebut gaya tambat (mooring forces). Berikut diberikan metode untuk menghitung gaya tarikan kapal yang ditimbulkan oleh angin dan arus (Triatmodjo, 2009:222):

a.         Gaya akibat angin

            Angin yang berhembus ke badan kapal yang ditambatkan pada bollard akan menyebabkan gerakan kapal yang bisa menimbulkan gaya tarik pada dermaga. Besarnya angin tergantung pada arah hembusan angin dan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut (Triatmodjo, 2009:222):

1.      Gaya longitudinal apabila angin datang arah haluan ( = 0⁰)

        

2.      Gaya longitudinal apabila angin datang arah buritan ( = 180⁰)

          

3.      Gaya lateral apabila angin datang dari arah lebar ( = 90⁰)

                 

dengan :

         R_w  : gaya akibat angin (kg);

         Q_a    : tekanan angin (kg/m²);

         V    : kecepatan angin (m/dt);

         A_w    : proyeksi bidang yang tertiup angin (m²).

b.         Gaya akibat arus

            Arus yang bekerja pada kapal yang terendam air akan menyebabkan terjadinya gaya pada kapal yang diteruskan pada dermaga. Besarnya gaya yang ditimbulkan oleh arus dapat dihitung dengan persamaan berikut (Triatmodjo, 2009:223) :

        

dengan :

           R_a   : gaya akibat arus (kgf);

           A_c   : luas tampang kapal yang terendam air (m²);

           :rapat massa air laut (1025 kg/m³);

           V_c   : kecepatan arus (m/d);

           C_c   : koefisien tekanan arus.

            Nilai C_c adalah faktor untuk menghitung gaya lateral dan memanjang. Nilai C_c tergantung pada bentuk kapal dan kedalaman air di depan tambatan. Faktor untuk menghitung gaya arus memanjang (longitudinal) bervariasi dari 0,2 untuk laut dalam dan 0,6 untuk perbandingan antara kedalaman air dan draft kapal mendekati 1. Faktor untuk menghitung gaya arus melintang dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Deskripsi	Cc
	Gaya arus melintang	Gaya arus memanjang
Air dalam	1,0 - 1,5	0,2
Kedalaman air/draft kapal =2	2,0	-
Kedalaman air /draft kapal = 1,5	3,0	-
Kedalaman air /draft kapal = 1,1	5,0	-
Kedalaman air/draft kapal =1	6,0	-
Kedalaman air/draft kapal = 1	-	0,6

                Sumber : Triatmodjo, (2009 : 233)

6.        Beban Gelombang pada Tiang

            Total gaya horizontal yang terjadi pada struktur tiang adalah sebagai berikut.

Dimana :

Fx        = gaya total pada arah x (N)

F_{d max} = gaya drag maximum (N)

F_{i max­} = gaya inersia maksimum (N)

ρ          = berat jenis air laut (1025 kg/m³)

g          = percepatan gravitasi (9,81 m/det²)

D         = Dimensi tiang rencana (m)

H         = tinggi gelombang rencana pada kolam pelabuhan (m)

h          = tinggi muka air (m)

k          = bilangan gelombang ( )

Cd        = koefisian drag

Cm      = koefisien inersia

                                                   Tabel 6.1 Drag coefficient 

 Sumber : OCDI (The Overseas Coastal Area Development Institute), 2002 : 139

                                                Tabel 6.2 Innertia coefficient 

 Sumber : OCDI (The Overseas Coastal Area Development Institute), 2002 : 121

7.        Beban Arus pada Tiang

            Beban yang dihitung akibat perilaku arus terhadap tiang antara lain adalah gaya seret dan gaya angkat. Persamaan yang digunakan dalam menghitung beban arus yang diterima tiang adalah sebagai berikut.

Dimana

F_D         = gaya seret akibat arus (kN)

F_L          = gaya angkat akibat arus (kN)

A          = luas penampang yang terkena arus (m²)

U          = kecepatan arus rencana (m/det)

ρ₀        = berat jenis air laut (1,03 t/m³)

C_D         = koefisien geser

C_L         = koefisien angkat

8.        Kombinasi Pembebanan

            Perencanaan struktur bangunan diawali dengan menghitung kombinasi pembebanan untuk mendapatkan momen terfaktor (M_u) dan beban terfaktor (P_u). Menurut SNI-2487 (2002 : 59), perencanaan suatu struktur untuk keadaan-keadaan stabil batas, kekuatan batas dan kemampuan layan batas harus memperhitungkan pengaruh-pengaruh dari aksi sebagai akibat dari beban mati, hidup, gelombang, arus dan beban gempa. Kombinasi pembebanan tersebut dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

U = 1,4 D  

U = 1,2 D  +  1,6 L  

U = 1,2 D + 1,0 L + 1,0 E 

U = 1,2 D + 1,0 L - 1,0 E 

U= 1,4 D + 1,4 G + 1,4 A

U= 1,2 D + 1,6 L + 1,2 G + 1,2 A 

            Kuat rencana komponen struktur diambil dari kuat nominalnya yang dikalikan dengan faktor reduksi kekuatan (j ). Besarnya faktor reduksi kekuatan menurut SNI-2487-2002 adalah sebagai berikut :

       Lentur tanpa beban aksial     = 0,80

       Geser dan torsi                           = 0,75

       Tarik aksial dengan lentur     = 0,80

       Tekan aksial dengan lentur   = 0,65                                                                                  

  

Untuk Lebih Jelasnya Bisa di Lihat WEBSITE Arsitekstruktur Via LAPTOP ATAU PC/KOMPUTER: Website Akan Nampak Seperti Dibawah Ini.