PERANCANGAN TURAP PADA DERMAGA

Contoh hitungan:
data teknis




ϒ¹ = 20kN/m³ h1 = 0.5m
Ɵ¹ = 32º h2 = 7.5m

a = 1.25 m
b = 2.25 m
C = 4.25 m
D = 8.00 m
B = 11.00 m

ϒ²' = 12 kN/m³ c = 19.5 kN/m³
Ɵ² = 24 º Q = 15 kN/m

Setiap satu kapal dibutuhkan panjang dermaga = 30 m
Gaya pada bolard (T) = 125 kN
Gaya benturan pada dermaga (F)= 150 kN
Tiang Pancang yang digunakan = 0.3 m << tiang persegi
Berat volume beton = 25 kN/m³

Dimensi turap dan panjang turap yang dipancang kedalam tanah?

Penyelesaian


Tekanan tanah
Analisis Gaya Yang Bekerja Pada Turap
Karakteristik tanah I
ϒ¹ = 20 kN/m³
Ɵ¹ = 32º

Karakteristik tanah II
ϒ²' = 12 kN/m³
Ɵ² = 24º
c = 19.5 kN/m³
Koefisien tekanan tanah aktif (Ka)
Tanah I
KaI = tg² (45-Ѳ¹/2)= 0.307258525

Tanah II
KaII = tg² (45-Ѳ²/2)= 0.421730222

Koefisien tekanan tanah pasif menurut Rankine (Kp)
Tanah II
Kp = tg² (45+Ɵ²/2)= 2.371184107


Analisis Gaya Yang Bekerja Pada Turap
Karakteristik tanah I
ϒ¹ = 20 kN/m³
Ѳ¹ = 32º

Karakteristik tanah II
ϒ²' = 12 kN/m³
Ѳ² = 24º
c = 19.5 kN/m³

Koefisien tekanan tanah aktif (Ka)
Tanah I
KaI = tg² (45-Ɵ¹/2)= 0.307258525

Tanah II
KaII = tg² (45-Ѳ²/2)= 0.421730222

Koefisien tekanan tanah pasif menurut Rankine (Kp)
Tanah I
Kp = tg² (45+Ѳ¹/2)= 3.254588303

Sebelum menghitung kedalam turap yang dipancang, terlebih dahulu digambarkan diagram tekan tanah




h1 = 2.25 m
h2 = 2 m Hb = 4.25 m
h3 = 6 m Ha = 6 m
h4 = 2.28 m
h5 = 2.28 m
H = 13.0727 m
A = 4.25 m
Beban merata di atas dermaga Q = 15 kN/m

Kedalaman turap yang dipancang
Kedalaman pemancangan turap ditentukan berdasarkan momen tekanan tanah pasif
terhadap titik tumpu pada sisi atas harus lebih besar dari momen tekanan tanah aktif.
Perbandingan antara kedua nilai tersebut harus lebih besar dari satu, untuk mem-
perhitungkan keamanan. Biasanya digunakan nilai keamanan antara 1.25 dan 1.50.

Menentukan tekanan tanah aktif
1 Tekanan tanah aktif akibat pengaruh beban luar (Q)
σc = Q x KaI = 4.61 kN/m²

2 Tekanan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi (h1)
σd = h1*ϒˈ*KaI = 13.8266 kN/m²

3 Tekanan tanah aktif akibat pengaruh beban luar (Q) dan tanah setinggi (h1)terhadap tanah setinggi h2
σe =(Q +ϒ¹ x h1)*KaI = 4.61 kN/m²

4 Tegangan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi (h2)
σf =(ϒ²-ϒw)x h2 x KaI = 6.76 kN/m²

5 Tekanan tanah aktif akibat pengaruh beban luar , tanah setinggi (h1), tanah setinggi (h2)
σg = (Q + ϒ¹ x b + (ϒ²-ϒw) x h2 x KaII = 60.00 kN/m²

6 Tekanan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi (h2)
σh = (ϒ²-ϒw)x h3 x KaII = 27.834 kN/m²

7 Tekanan tanah aktif akibat pengaruh tanah setinggi (h3)
σi = h3 x ϒ² x KaII = 30.36457599 kN/m²

Sehingga dapat diperoleh kedalaman y (jarak dimana tegangannya (A) :
y = i/(Kp - KaII) x (ϒ²-ϒw)

y = 0.974 m

Gaya dan momen akibat tekanan tanah aktif
perhitungan ditabelkan


Resultan gaya tekanan tanah aktifnya
Ra = ΣP = Ea1 + Ea2 + Ea3 + Ea4 + Ea5 + Ea6 + Ea7 = 130.41 kN/m

Jarak resultan gaya terhadap titik 0 (momen maksimum)
Ra . y = Pa1(1/2.Hb+Ha+y)+Pa2(1/3.Hb+Ha+y)+Pa3(1/2.Ha+y)+Pa4(1/3.Ha+y)+Pa5(2/3.y)
Ra . y = 58.1985 + 130.3028 + 36.63530573 + 19.97100958 + 37.60058671
Ra . y = 282.71
y = 2.17 m

Dari gambar diatas diperoleh syarat keseimbangan sebagai berikut :
ΣMf= 0
Pp . (2/3.Do+y+H-h1) - Ra . (H-y-h1) = 0

Pp = 0,5.[(ϒ²-ϒw) (Kp-KaII)].Do'2 + 2c3 (Kp-kaII)Do' = 15.5807 x'²+ 65.641
2/3.x' + y + C - Q23 = 2/3.x' + 11.797 Ra . (H-y-h1) = 120.565

Sehingga diperoleh persamaan keseimbangan
(15.581 Do'² + 65.6412762 Do') x ( 2/3 .Do' + 11.797 -120.5654843 = 0
10.3871 Do'³ + 183.8077404 Do'² + -120.5654843 = 0
6.924764198 Do'³ + 183.8077404 Do'³ + 122.5384936 Do'² + 122.5384936 Do'² +
774.378532 Do' -120.57 0


Untuk mencari nilai x digunakan Metode Newton Rhapson
Jadi, dengan metode diatas diperoleh nilai Do' = 0.45681 m

Sehingga; Do' = y + x' = 1.43 m



Direncanakan panjang turap = 16.00 m

Sehingga nilai D yang sebenarnya = 2.93 m

Penambahan penanaman = (D - D'/D') x 100%

= (D-D'/1.43) x 100%

= 104.5286557%
Kedalaman penetrasi turap yang aman
x' =1.2 x Do' = 1.717 m
Panjang turap total H+x' = 14.790 m

Sehingga nilai x yang sebenarnya
x = D - y
= 0.76 m

Besarnya tekanan tanah pasif (Pp) = 3.25 t/m

PENENTUAN PROFIL TURAP

Mencari momen maksimum
Momen maks akan terjadi pada titik yang mempunyai geseran = 0.

Data-data:
Ta = 127.162
Ea1 = 10.370 Ea5 = 58.47
Ea2 = 15.555 Ea6 = 27.12
Ea3 = 9.218 Ea7 = 2.92
Ea4 = 6.7597

ΣH = 0
Ea1 +EPa2 + Ea3 + Ea4 + Ea5 + Ea6 + Ea7 - Ta = 0

Pa1 = 10.370 Pa3 = (q+ϒ¹.b).Ka2.x = 9.22 x
Pa2 = 15.555 Pa4 = 0.5(ϒ²-1).Ka2.x² = 6.76 x²

10.370 15.555 + 9.217755736 x + 6.759687539 x² -127.1623859 = 0
6.759687539 x² + 9.217755736 x - 101.237 = 0
x = 2.967597606

Sehingga:
Ta = 127.162
Pa1 = 10.370
Pa2 = 15.555
Pa3 = 9.218
Pa4 = 6.760

Untuk menghitung momen maksimum digunakan persamaan dibawah ini
Mmax = Ta(b-ya+x) - (Pa1 (1/2.b+x) + Pa2 (1/3.b+x) + Pa3(1/2.x) + Pa4(1/3.x))
Mmax = 656.7929539 t.m (persatuan panjang)
Mmax = 65679295.39 kg.cm (persatuan panjang)

Momen maksimum pada papan turap; Mmax = 656.7929539 t.m (persatuan panjang)
Direncanakan menggunakan baja Bj. 37(Fe. 360) dimana; s = 1600 kg/cm²
(Aman!tidak butuh angkur)


wx = Mmax/σ = 656.7929539/1600
= 0.410495596 m³
= 410.4955962 cm³
Memilih Profil Larssen

wx = 410.50 cm³
Maka profil Larssen yang digunakan adalah LARSSEN 600
w = 510.00 cm³
Dengan :
b = 600 mm
h = 150 mm
t = 9.5 mm
s = 10 mm