sap dermaga 2d

5/21/2018 Sap Dermaga 2D

1/40

ab5

PEMODELAN STRUKTUR denganSAP2000Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0) Desain Dermaga General Cargodan Trestle TipeDeck On Piledi Pulau KalukalukuangProvinsi Sulawesi Selatan

5.1 Analisis Struktur 2D

Analisis struktur 2D dilakukan terhadap struktur atas (lantai dermaga). Analisis inidilakukan untuk mengetahui perilaku lokal struktur akibat beban yang relatif cukup besar,yakni truk 7,8 ton serta gempa, dan untuk mengetahui gaya-gaya dalam yang terjadipada elemen-elemen struktur lantai dermaga guna keperluan desain penulangan .

5.1.1 Pemodelan 2 Dimensi Struktur Dermaga

Analisis struktur 2D dilakukan dengan bantuan perangkat lunak SAP2000, denganpemodelan sebagai berikut:

1) Potongan Memanjang

a. Pemodelan Struktur Untuk Keperluan Desain Tulangan Balok

Dalam pemodelan ini, beban balok dalam arah melintang diwakili dengan bebanterpusat pada masing-masing join, sedangkan untuk pelat dalam arah melintangdan beban hidup dimodelkan dengan beban terdistribusi sesuai dengan tributariarea. Tiang pancang dimodelkan mulai dari fixity point -2,5 meter terhadapseabed sampai dengan elevasi atas dermaga dan untuk tiang miring dimodelkan

dengan kemiringan 1:16.Dari pemodelan ini akan diambil nilai momen ultimate pada balok yang selanjutnyaakan digunakan sebagai dasar dalam desain penulangan balok. Pemodelanstruktur dermaga dalam arah memanjang dapat dilihat pada gambar-gambarbeserta uraian di bawah ini.

BAB 5 PEMODELAN STRUKTUR DENGAN SAP2000 5-1


2/40

Gambar 5.1 Pemodelan dermaga arah memanjang pada SAP2000



3/40

Gambar 5.2Pemodelan dermaga arah memanjang pada SAP 2000 (extrude view)

Pembebanan Pada Model

Beban Mati

Beban mati pada analisis struktur 2D ini adalah berat sendiri balok melintang danpelat.

Balok Melintangqbalok = beton* l * b * t

= 2400 * 4,5 * 0,5 * 0,8= 4,32 ton

Beban ini diaplikasikan pada join-join di lantai dermaga sebagai berikut:

Gambar 5.3Pemodelan beban balok melintang pada SAP2000

Pelat

Distribusi beban pelat mengikuti peraturan SK SNI 03 2847 - 2002 dengan areadistribusi sebagai berikut :

Diketahui:a = panjang area

b = lebar area---- = distribusi bebanBila a b, maka:



4/40

Bila a = b, maka:

Beban ini diaplikasikan pada lantai dermaga sebagai berikut:

Gambar 5.4Pemodelan beban pelat pada SAP2000



5/40

Beban Hidup

Seperti telah disebutkan sebelumnya, beban hidup pada dermaga adalah beban UDLmaksimum, yakni sebesar 1,4 ton/m2. Distribusi area sama dengan pembebanan pelat.Beban ini diaplikasikan pada lantai dermaga sebagai berikut:

Gambar 5.5Pemodelan beban hidup pada SAP2000

Beban Gelombang

Beban Gelombang pada Tiang

Telah dihitung sebelumnya, besar beban ini adalah 1,4 ton dan terdistribusi denganbentuk segitiga dari seabed sampai HWS.



6/40

2abL=

dimana:

a : besar beban hasil perhitungan = 1,4 ton

L : panjang tiang dari seabedhingga HWS = 5,72 m

b : besar beban distribusi = 0,5 t/m

Beban ini diaplikasikan pada pemodelan sebagai berikut:

Gambar 5.6Pemodelan beban gelombang tiang dan tepi pada SAP 2000



7/40

Beban Gelombang pada Tepi Dermaga

Beban ini pada potongan memanjang datang dari arah melintang dengan besar yangtelah dihitung sebelumnya, yakni 3,80 ton.

Beban ini diaplikasikan pada pemodelan pada Gambar 5.6.

Beban Arus

Telah dihitung sebelumnya, besar beban ini adalah 0,068 ton/m dan terdistribusidengan bentuk segitiga dari seabed hingga HWS.Beban ini diaplikasikan pada pemodelan sebagai berikut:

2ab=

L

dimana:

a/L : besar beban hasil perhitungan =0,068 ton/m





8/40

Gambar 5.7Pemodelan beban arus pada SAP2000

Beban Gempa

Pada potongan memanjang ini hanya terdapat gempa dari arah melintang, sehinggabesar beban gempa yang telah dihitung sebelumnya, yakni 71 ton dibagi denganjumlahjoin pada arah melintang yaitu 3, sehingga menjadi 24 ton.Beban ini diaplikasikan pada pemodelan sebagai berikut:



9/40

Gambar 5.8Pemodelan beban gempa pada SAP 2000

Kombinasi Pembebanan

Kombinasi pembebanan yang digunakan berdasarkan SK SNI 03 2847 - 2002,sebagai berikut:


Combo 1 1.4 DL+1.4 G+1.4 A

Combo 2 1.2 DL+1.6 LL

Combo 3 1.2 DL+1.0 LL+1.0 E

Combo 4 1.2 DL+1.6 LL+1.2 G+1.2 A

Combo 5 1.2 DL+1.0 LL+0.3 E

Dimana:DL = beban matiLL = beban hidupE = beban gempaA = beban arusG = beban gelombang



10/40

Hasil Analisis Struktur

Gaya Dalam Maksimum

Struktur Momen 3-3 Combo Geser 2-2 Combo

ton m ton

Balok 19,6 4 17,92 4

b.Pemodelan Struktur Untuk Desain Tulangan Pilecap

Dalam pemodelan ini, beban balok dalam arah melintang diwakili dengan bebanterpusat pada masing-masing join, sedangkan untuk pelat dalam arah melintangdan beban hidup dimodelkan dengan beban terdistribusi seragam. Tiang pancangdimodelkan mulai dari fixity point -2,5 meter terhadap seabed sampai denganelevasi atas dermaga sedangkan untuk tiang miring dimodelkan dengan

kemiringan 1:16.Untuk keperluan desain penulangan pilecap dilakukan dua jenis pemodelanstruktur, perbedaan kedua model terletak pada tiang pancang miring. Pada model1, tiang pancang dibuat miring dari bagian bawah pilecap sampai dengan fixitypoint, sedangkan model 2 tiang pancang dibuat miring mulai dari elevasi atassampai dengan fixity point.Dari 2 pemodelan ini akan diambil nilai momen ultimate terbesar pada balok diatas pilecap yang selanjutnya akan digunakan sebagai dasar dalam desainpenulangan pilecap. Pemodelan struktur dermaga dalam arah memanjang dapatdilihat pada gambar-gambar beserta uraian di bawah ini.



11/40

1. Model Struktur 1

Gambar 5.9Model struktur 1 memanjang dermaga pada SAP2000



12/40

Gambar 5.10Model Struktur 1 memanjang dermaga pada SAP 2000 (extrude view)


Beban Mati

Balok Melintang

Beban mati pada analisis struktur 2D ini adalah berat sendiri balok melintang danpelat. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan beban balok melintang yangdiaplikasikan pada tiap join adalah sebesar 4,32 ton. Beban balok melintangdiaplikasikan pada tiap join seperti pada gambar berikut ini.



13/40

Gambar 5.11Pemodelan beban balok melintang pada SAP2000

PelatDistribusi beban pelat untuk pemodelan ini berupa distribusi seragam di sepanjangbentang. Beban ini diaplikasikan pada lantai dermaga sebagai berikut:



14/40

Gambar 5.12 Pemodelan beban pelat pada SAP2000

Beban Hidup

Seperti telah disebutkan sebelumnya, beban hidup pada dermaga adalah beban UDLmaksimum, yakni sebesar 1,4 ton/m2. Distribusi beban seragam sama dengandistribusi pembebanan pelat.




15/40

Gambar 5.13 Pemodelan beban hidup pada SAP2000

Beban Gelombang



2ab

L=



16/40

dimana:





Gambar 5.14 Pemodelan beban gelombang tiang dan tepi pada SAP 2000


Beban ini pada potongan memanjang datang dari arah melintang dengan besar yangtelah dihitung sebelumnya, yakni 3,80 ton.Beban ini diaplikasikan pada pemodelan pada Gambar 5.14.

Beban Arus




17/40

2ab

L=

dimana:




Gambar 5.15 Pemodelan beban arus pada SAP2000



18/40

Beban Gempa


Gambar 5.16 Pemodelan beban gempa pada SAP 2000




Combo 1 1.4 DL+1.4 G+1.4 A


Combo 3 1.2 DL+1.0 LL+1.0 E

Combo 4 1.2 DL+1.6 LL+1.2 G+1.2 A

Combo 5 1.2 DL+1.0 LL+0.3 E



19/40

Dimana:DL = beban mati

LL = beban hidupE = beban gempaA = beban arusG = beban gelombang


Gaya Dalam Maksimum


ton m ton

Balok 28,97 4 37,03 4

Pile Cap Tipe 1 3,74 4 0,055 4

Pile Cap Tipe 2 11,73 4 3,27 4

Reaksi Perletakan TiangDari pemodelan ini didapat reaksi perletakan tiang terbesar yaitu 62,03 ton.

Penentuan Unity Check Range (UCR)

Penentuan UCR model struktur 1 dilakukan dengan kombinasi pembebanan tanpa

load factorsebagai berikut :


Combo 1 1.0 DL+1.0 G+1.0 A


Combo 3 1.0 DL+1.0 LL+1.0 E

Combo 4 1.0 DL+1.0 LL+1.0 G+1.0 A

Hasil UCR dapat dilihat pada Gambar 5.17. Berdasarkan hasil ini dapat diketahuirangenilai UCR adalah 0,07-0,4 sehingga struktur tiang masih dalam batas aman.



20/40

Gambar 5.17 Hasil unity check rangemodel struktur 1 pada SAP 2000

Daya Dukung Tiang

Dari pemodelan ini di dapat juga nilai daya dukung terbesar dari hasil reaksi perletakanyaitu 47,11 ton.



21/40

2. Model Struktur 2

Gambar 5.18 Model Struktur 2 memanjang dermaga pada SAP2000



22/40

Gambar 5.19 Model Struktur 2 memanjang dermaga pada SAP 2000 (extrude view)


Beban Mati

Balok Melintang

Beban mati pada analisis struktur 2D ini adalah berat sendiri balok melintang danpelat. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan beban balok melintang yangdiaplikasikan pada tiap join adalah sebesar 4,32 ton. Beban balok melintangdiaplikasikan pada tiap join seperti pada gambar berikut ini.

Gambar 5.20 Pemodelan beban balok melintang pada SAP2000

Pelat

Distribusi beban pelat untuk pemodelan ini berupa distribusi seragam di sepanjangbentang. Beban ini diaplikasikan pada lantai dermaga sebagai berikut:



23/40

Gambar 5.21 Pemodelan beban pelat pada SAP2000

Beban Hidup

Seperti telah disebutkan sebelumnya, beban hidup pada dermaga adalah beban UDLmaksimum, yakni sebesar 1,4 ton/m2. Distribusi beban seragam sama dengandistribusi pembebanan pelat.




24/40

Gambar 5.22 Pemodelan beban hidup pada SAP2000

Beban Gelombang



2ab

L=



25/40

dimana:







Beban ini pada potongan memanjang datang dari arah melintang dengan besar yangtelah dihitung sebelumnya, yakni 3,80 ton.Beban ini diaplikasikan pada pemodelan pada Gambar 5.23.

Beban Arus




26/40

2ab

L=

dimana:




Gambar 5.24 Pemodelan beban arus pada SAP2000



27/40

Beban Gempa


Gambar 5.25 Pemodelan beban gempa pada SAP 2000




Combo 1 1.4 DL+1.4 G+1.4 A


Combo 3 1.2 DL+1.0 LL+1.0 E

Combo 4 1.2 DL+1.6 LL+1.2 G+1.2 A

Combo 5 1.2 DL+1.0 LL+0.3 E



28/40

Dimana:DL = beban mati

LL = beban hidupE = beban gempaA = beban arusG = beban gelombang


Gaya Dalam Maksimum


ton m ton

Balok 27,87 4 36,69 4

Pile Cap Tipe 1 5,94 4 0,3513 4

Pile Cap Tipe 2 - - - -

Dari pemodelan ini didapat nilai reaksi perletakan maksimum pada tiang sebesar

62,23 ton.

Penentuan Unity Check Range (UCR)

Penentuan UCR model struktur 2 dilakukan dengan kombinasi pembebanan tanpaload factorsebagai berikut:


Combo 1 1.0 DL+1.0 G+1.0 A


Combo 3 1.0 DL+1.0 LL+1.0 E

Combo 4 1.0 DL+1.0 LL+1.0 G+1.0 A+1.0 B

Hasil UCR dapat dilihat pada Gambar 5.26. Berdasarkan hasil ini dapat diketahuirangenilai UCR adalah 0,3-0,6 sehingga struktur tiang masih dalam batas aman.



29/40

Gambar 5.26 Hasil Unity Check Rangemodel struktur 2 pada SAP 2000

Daya Dukung Tiang

Dari pemodelan ini di dapat juga nilai daya dukung terbesar dari hasil reaksi perletakanyaitu 62,44 ton.



30/40

Perhitungan Momen Pilecap Tipe 1

Perhitungan momen ultimate pada pilecap tipe 1 untuk arah memanjang dan

melintang dilakukan secara manual. Ilustrasi dimensi pilecap tipe 1 baik untukarah memanjang maupun melintang adalah sebagai berikut :

1,2 m

1,2 m1,5 m

Gambar 5.27 Ilustrasi Dimensipilecaptipe 1 arah memanjang dan melintang

Perhitungan beban mati :

Berat sendiri pilecap.

32,4 / 1 1,2

2,88 /

=

=

=

pilecap beton

pilecap

q b h

q ton m m

q ton mpilecap

m

Berat sendiri pelat.

32,4 / 0.35 1,2

1, 008 /

=

=

=

pelat beton

pelat

q b h

q ton m m

q ton mpelat

m

balok

m

Berat sendiri balok.

( )32,4 / 0,5 0,8 0,35

0,54 /

balok beton

balok

q b h

q ton m m

q ton m

=

=

=

Total beban mati (DL)



31/40

0,54 / 1,008 / 2,88 /

4, 43 /

balok pelat pilecapDL q q q

DL ton m ton m ton m

DL ton m

= + +

= + +

=

Total beban hidup (LL)

21, 4 / 1, 2

1,68 /

=

=

LL ton m

LL ton m

m

LL

Beban Ultimate

1, 2 1,6

8,004 /

= +

=

uq DL

LL ton m

Perhitungan momen

Tinjau freebodydiagram berikut ini

1,2 m

1,5 mM

q = 8,004 t/m

L = 0,6 m

V 1,2 m

1,5 mM

q = 8,004 t/m

L = 0,6 m

V

Gambar 5.28 Freebodydiagram untuk arah memanjang dan melintangMomen Terhadap Potongan (M)

2

2

0

12

1 *8,004*0,62

1,44

==

=

=

potonganu

M

M q L

M

M ton m

Gaya Geser (V)



32/40

0

12

1 *8,004*0,62

2,4

=

=

==

potonganu

V

V q L

V

V ton m

Momen Ultimate = -1,44 ton-m, nilai momen ultimate yang didapat dari perhitungan inidibandingkan dengan momen pada pilecap tunggal hasil analisis dari SAP2000 yangbernilai 5,94 ton-m dan momen ultimate maksimum pada balok yaitu 7,88 ton-m , jadiuntuk perhitungan penulangan lenturpilecap tunggal dipakai Mu yang terbesar yaitu 7,88ton-m. Untuk desain tulangan geser dipakai nilai Vu terbesar dalam hal ini diperoleh darihasil analisis SAP2000 yaitu sebesar 15,77 ton.

Perhitungan Momen Pilecap Tipe 2

Perhitungan momen pada pilecap tipe 2 juga dilakukan secara manual sebagai berikut.

Ilustrasi dimensi pilecap tipe 2 untuk arah memanjang dapat dilihat pada gambarberikut ini

2 m

1,2 m

0,35 m

1,5 m

1:161:16

Gambar 5.29 Ilustrasi Dimensi Pilecap tipe 2 arah memanjang

Perhitungan beban mati : Berat sendiri pilecap.

32,4 / 1 1,2

2,88 /

=

=

=

pilecap beton

pilecap

pilecap

q b h

q ton m m

q ton m

m

Berat sendiri pelat.



33/40

32,4 / 0.35 1,2

1, 008 /

=

=

=

pelat beton

pelat

pelat

q b h

q ton m m

q ton m

m

m

Berat sendiri balok.

( )32,4 / 0,5 0,8 0,35

0,54 /

balok beton

balok

balok

q b h

q ton m m

q ton m

=

=

=

Total beban mati (DL)

0,54 / 1,008 / 2,88 /

4, 43 /

balok pelat pilecap

DL q q q

DL ton m ton m ton m

DL ton m

= + +

= + +

=

Total beban hidup (LL)

21, 4 / 1, 2

1,68 /

=

=

LL ton m

LL ton m

m

LLm

Beban Ultimate

1, 2 1,68,004 /

= +=

u

u

q DLq ton

Perhitungan momen

Tinjau freebodydiagram berikut ini



34/40

1,2 m

1,5 m

Pu Tiang = 89 ton

( dari analisis SAP2000)

M

qu = 10,8 ton/m

0,4036 m

Px = Pu cos

V 1,2 m

1,5 m

Pu Tiang = 89 ton

( dari analisis SAP2000)

M

qu = 10,8 ton/m

0,4036 m

Px = Pu cos

V

Gambar 5.30 Freebodydiagram untuk arah memanjang

Momen di Potongan (M)

2

2

0

1cos ( )2

0,35 0.4572 162, 23* 0,998 * *8,004 *1

2221,06

=

=

+ =

=

potonganu u

M

M P x q L

M

M ton m

Gaya Geser

0

1cos2

162, 23 * 0, 998 * 8, 004 *12

58,1

=

= +

= +

=

potonganu u

V

V P q L

V

V ton



35/40

Momen Ultimate = 21,06 ton-m, nilai momen ultimate yang didapat dari perhitungan inidibandingkan dengan momen padapilecap ganda hasil analisis dari SAP2000 yang bernilai11,73 ton-m dan momen ultimate maksimum pada balok yaitu 28,96 ton-m , jadi untukperhitungan penulangan lentur pilecap ganda dipakai Mu yang terbesar yaitu 28,96 ton-

m.

2)Potongan Melintang

a. Pemodelan Struktur Untuk Keperluan Desain Tulangan Balok

Dalam pemodelan ini, beban balok dalam arah memanjang diwakili denganbeban terpusat pada masing-masing join, sedangkan untuk pelat dalam arahmemanjang dan beban hidup dimodelkan dengan beban terdistribusi sesuaidengan tributari area. Tiang pancang dimodelkan mulai dari fixity point -2,5meter terhadap seabed sampai dengan elevasi atas dermaga dan untuk tiangmiring dimodelkan dengan kemiringan 1:8.

Dari pemodelan ini akan diambil nilai momen ultimate pada balok yangselanjutnya akan digunakan sebagai dasar dalam desain penulangan balok.Pemodelan struktur dermaga dalam arah melintang dapat dilihat pada gambar-gambar beserta uraian di bawah ini.

Gambar 5.31Pemodelan 2D potongan melintang dermaga pada SAP 2000



36/40

Gambar 5.32Pemodelan 2D potongan melintang dermaga pada SAP 2000

(extrude view)


Beban Mati

Beban mati pada analisis struktur 2D ini adalah berat sendiri balok melintang dan pelat.Balok Memanjang

Wbalok = beton* l * b * t

= 2400 * 4,5 * 0,5 * 0,8= 4,32 ton

Beban ini diaplikasikan pada tiap join di lantai dermaga sebagai berikut:



37/40

Gambar 5.33 Pemodelan beban balok memanjang pada SAP 2000

Pelat

Distribusi beban pelat mengikuti peraturan SK SNI 03 2847 - 2002 dengan areadistribusi sebagai berikut:

Diketahui:a = panjang areab = lebar area---- = distribusi bebanBila a b, maka:

Bila a = b, maka:



38/40


Gambar 5.34 Pemodelan beban pelat pada SAP 2000

Beban Hidup

Seperti telah disebutkan sebelumnya, beban hidup pada dermaga adalah beban UDLmaksimum, yakni sebesar 1,4 ton/m2. Distribusi area sama dengan pembebanan pelat.




39/40

Gambar 5.35 Pemodelan beban hidup pada SAP 2000

Beban Gelombang


Telah dihitung sebelumnya, besar beban ini adalah 1, 4 ton dan beban terdistribusidengan bentuk segitiga dari seabed hingga HWS.

2ab

L

=

dimana:



40/40







Beban ini pada potongan melintang datang dari arah memanjang dengan besar yangtelah dihitung sebelumnya, yakni 3,8 ton.Beban ini diaplikasikan pada pemodelan seperti pada Gambar 5.21.

Beban Arus

Telah dihitung sebelumnya, besar beban ini adalah 0,068 ton/m dan beban terdistribusidengan bentuk segitiga dari seabed hingga HWS.


sap dermaga 2d

Documents