LEMBAR PERHITUNGAN BOILER FOUNDATION (DAERATOR 38-D-101)

REKAYASA

PT. Rekayasa Industri

PERTAMINA UP. IV CILACAP BARATA

PROYEK : CILACAP CRUDE OIL TANK

KLIEN : PERTAMINA UP IV CILACAP LOKASI : CILACAP, JAWA TENGAH NO. DOK. REK : CCT–00–A0–CS–005R NO. DOK. PTM : 242–C-420-010

NO. PEK. : 07-1701

1 RE-ISSUED FOR APPROVAL 0 ISSUED FOR APPROVAL 6/09/ 2007 HYT/GS NIEL/AV SR

REV URAIAN TANGGAL DIBUAT DIPERIKSA DISETUJUI

PT. Rekayasa Industri

OLEH

PEK. NO.: 07-1701 NO. DOK. PTM : 242–C-420-010 NO. DOK. REK : CCT-00-A0-CS-010 R

DISTJ

REV 1

LEMBAR PERHITUNGAN BOILER FOUNDATION (DAERATOR 38-D-101)

TANGGAL 10 Mar 08

DIPRS

LEMBAR RIWAYAT REVISI

DAFTAR DISTRIBUSI

Internal Engineering (by EDO): Internal REKAYASA (by EDO): External CONTRACTOR (by Transmittal)

Civil Lead Eng. 1 Copy Project Manager 1 Copy Pertamina UP-IV 1 Copy Electrical Lead Eng. 1 Copy Deputy Project Manager 1 Copy For Approval Instrument Lead Eng. 1 Copy Procurement Manager 1 Copy For Review Mechanical Lead Eng. 1 Copy Project Control Manager 1 Copy For Info. Piping Lead Eng. 1 Copy Construction Manager 1 Copy Process Lead Eng. 1 Copy QA/QC Manager 1 Copy Engineering Manager 1 Copy

No. Rev Tanggal Uraian

0 27 Agustus 2007 ISSUED FOR APPROVAL 1 10 Maret 2008 RE-ISSUED FOR APPROVAL

- Data Equipment

- Gambar

LAMPIRAN

5.2 Penulangan 19

5.1 Pemeriksaan Reaksi Tiang Terhadap Kapasitas Tiang Pancang 14

5. DESAIN PONDASI

4.1 Desain Baja 13

4. DESAIN ANALISA

3.6 Kombinasi Pembebanan 13

3.5 Beban Gempa (Seimic Load) 10

3.4 Beban Angin (Wind Load) 8

3.3 Beban Equipment (Equipment Load) 8

3.2 Beban Hidup (Live Load) 8

3.1 Beban Mati (Dead Load) 8

3. DATA PEMBEBANAN

2.3 Penomoran Batang 7

2.2 Properti & Panjang Batang Struktur 6

2.1 Model struktur & perspektif 5

2. PEMODELAN

1.6 Material yang digunakan dan tegangan ijin 4

1.5.2 Code & Standar Khusus 3

1.5.1 Code & Standar Umum 3

1.5 Code dan Standar

1.4 Program Komputer yang digunakan dalam Analisa Desain 3

1.3 Satuan Ukuran 3

1.2 Desain Filosofi 3

1.1 Gambaran Struktur 3

1. UMUM

DAFTAR ISI

Page 2

- ACI 318 - 2002"American Concrete Institute"Building Code Requirement for Structural Concrete

- ACI 315 "Standard Practice for Detailing Reinforced Concrete Reinforcement"

1.5.1 Codes & Standar Umum

1.5 CODE DAN STANDAR

- MS-Excel

- Math Cad

- Staad Pro

Program Komputer yang digunakan dalam desain analisa, adalah :

1.4 PROGRAM KOMPUTER YANG DIGUNAKAN DALAM DESAIN ANALISA

Satuan pengukuran dalam desain menggunakan metric system.

1.3 SATUAN PENGUKURAN

Karena baja dan beton yang digunakan sebagai material, struktural desain disesuaikan dengan working stress methode untuk struktur baja dari AISC dan the ultimate strength methode untuk beton dari American Concrete Institute (ACI).

Tujuan dari perhitungan ini untuk melakukan verifikasi integritas struktural, kekuatan, dan stabilitas.

1.2 DESAIN FILOSOFI

Jenis Struktur : - Struktur beton bertulang untuk pondasi

- Struktur baja untuk plat form

Fasilitas : Platform Deaerator

Lokasi : Cilacap, Central Java

Klien : PT. PERTAMINA

Proyek : CILACAP CRUDE OIL TANK

1.1 GAMBARAN STRUKTUR

1. UMUM

Page 3

Qall 5 tonne⋅ m 2−⋅:=

Dari laporan penyelidikan tanah

Daya dukung tanah

γsoil 1700 kg⋅ m 3−⋅:=Berat unit tanah urug :

γs 7850 kg⋅ m 3−⋅:=Berat unit baja :

γc 2400 kg⋅ m 3−⋅:=Berat unit beton :

fy1 2400 kg⋅ cm 2−⋅:=

Polos( )

(Ulir)fy 4000 kg⋅ cm 2−⋅:=Tegangan leleh dari baja : :

fc 280 kg⋅ cm 2−⋅:=Kuat tekan beton :

1.6 MATERIAL YANG DIGUNAKAN DAN TEGANGAN IJIN

- Laporan Penyelidikan Tanah dan Studi Pondasi Untuk Pembangunan 2 (Dua) Tanki Crude dan Perhitungan Pondasi Pompa 014P101/102 oleh PT SOFOCO

- Spesifikasi Perencanaan untuk Sipil dan Struktur

1.5.2 Codes dan Standar Khusus

Requirement for Steel Structure

- AISC 2005 ASD Series

Tata cara perencanaan Pembebanan untuk bangunan gedung

- SNI-03-1727-1989

- UBC 1997 Edition "Uniform Building Code"

Page 4

2. PEMODELAN

2.1 MODEL STRUKTUR dan PERSPEKTIF

Page 5

2.2 PROPERTY & PANJANG BATANG STRUKTUR

Page 6

2.3 PENOMORAN BATANG

Page 7

Dimana, Ce = koefisien gust factor berdasarkan ketinggian struktur berdasarkan table 16-G UBC 1997 Cq = koefisien tekanan pada struktur berdasarkan tabel 16-H UBC 1997 Iw = faktor keutamaan struktur pada tabel 16-K UBC 1997 qs = tekanan angin pada standar ketinggian 33 feet berdasarkan table 16-F UBC 1997 W = Beban angin rencana (kg/m2)

P = Ce x Cq x qs x Iw

Beban angin harus dihitung sesuai dengan rumus yang diberikan didalam UBC 1997, chapter 16

3.4 BEBAN ANGIN (W)

E1 8.3325tonne:=Kondisi empty & operating(E1)

3.3 BEBAN EQUIPMENT (E)

- LL --> (265 kg/m2)

3.2 BEBAN HIDUP (LL)

(pipa dia. 32 mm)- DL handrail --> 2x3.24 kg/m

- DL grating --> 35 kg/m2

- DL beban sendiri --> by Staad Pro

3.1 BEBAN MATI (DL)

3. DATA PEMBEBANAN

Page 8

W2 Ce qs⋅ Cq2⋅ Iw⋅:= W2 91.264 kg m-2=

Untuk Vessel luas area dikalikan faktor pengali (Co)

Pw1h W2 a1⋅ Co⋅:= Pw1h 428.282 kg= ( X )

Mpw1h Pw1h Lev⋅:= Mpw1h 513.939 kg m=

Pw1vMpw1h

2 Lh⋅:= Pw1v 126.461 kg= ( X )

Pw2h W2 a2⋅ Co⋅:= Pw2h 714.199 kg= ( Z )

Mpw2h Pw2h Lev⋅:= Mpw2h 857.038 kg m=

Pw2vMpw2h

2 Lb⋅:= Pw2v 468.839 kg= ( Z ) ( diberikan pada support equipment )

904

2810

1219 3493

914

1219

1591

Luas area equipment ( X ) a1 1.219m 2.81⋅ m:=

Luas area equipment ( Z ) a2 3.493m 1.219⋅ m( ) 1.591m 0.914⋅ m( )+:=

Jarak antara titik berat equipm. dg support Lev 1200mm:=

Jarak antar support Lh 2032mm:=

Jarak antar baut pada support Lb 914mm:=

Ce 1.24:= Co 1.37:=

qs 80 kg⋅ m 2−⋅:= Cq2 0.8:=

Cq1 1:= Iw 1.15:=

W1 Ce qs⋅ Cq1⋅ Iw⋅:= W1 114.08 kg m-2= ( diberikan pada struktur )

Page 9

Lev

Pw1h

Mpw1h

Pw1h Pw1h

Pw2h

Lev

Mpw2h

Pw2h Pw2h

Lh Lb

BY1BY1 BY1

3.5 BEBAN GEMPA (V)

Beban gempa untuk setiap fasilitas harus dihitung berdasarkan rumus yang tercantum dalam UBC 1997, chapter 16

Total gaya geser dasar rencana ditentukan dengan rumus berikut :

V = Cv I W RT

Total gaya geser dasar rencana tidak boleh lebih dari :

Vmax = 2.5 Ca I W R

Total gaya geser dasar rencana tidak boleh kurang dari :

Vmin = 0.11 Ca I W

Dimana, V : Total gaya horizontal atau geser pada dasarCa : Koefisien gempa dasar, table 16-Q UBC 1997 Cv : Koefisien gempa dasar, table 16-R UBC 1997 I : Faktor keutamaan/importance factor, table 16-K UBC 1997R : Numerical Coeffiicient yang mewakili kapasitas daktilitas dari

system yang menahan beban lateral, table 16-N & table 16-P UBC 1997

T : Periode getar alami strukturW : Total Beban mati, beban hidup yang dikurangi, beban pipa dan

beban mesin/peralatan

Page 10

WedVeh ap Ca⋅I

R⋅ 1 3

hx

hr+

⎛⎜⎝

⎞⎠

⋅:=hx

Beban gempa untuk equipment dihitung berdasarkan rumus dalam UBC 1997, chapter 1632

Beban gempa akibat DL+0.5 LL dihitung dengan StaadPro dan didistribusikan ke sambungan kolom dan beam

Karena V>Vmax maka V yang digunakan adalah V=0.201 W

WWV 0.474= WVmin 0.05=Vmax 0.804=

Vmax 4 2.5⋅ Ca⋅I

R⋅:= WV Cv

I

R T⋅⋅:=

W WVmin 0.11 Ca⋅ I⋅:=

Gaya geser yang diperoleh =

R 5.6:=Ca 0.36:=

Cv 0.84:=I 1.25:=

Dari tabel UBC didapat :

T 0.396=T 0.0731 9.5

3

4⋅:=

Ketentuan yang berlaku untuk proyek ini adalah sebagai berikut : 1. Seismic Risk Zone 3 ( Z = 0.3)2. Important factor I = 1.25 untuk semua struktur3. Profile tanah adalah tipe tanah lunak (Soft Soil Profile SE, UBC 1997)4. Periode Getar struktur, T dihitung berdasarkan rumus berikut :

T = Ct (hn)3/4

Dimana Ct = 0.0835 untuk steel moment resisting framesCt = 0.0731 untuk reinforced concrete moment resisting

frames dan eccentrically braced framesCt = 0.0488 untuk bangunan-bangunan lainhn = ketinggian struktur yang ditinjau (m)

Page 11

Lev

Veh

Mve1h

Pw1v Pw1v

Veh

Lev

Mve1h

Pw2v Pw2v

Lh Lb

BY1BY1 BY1

( Z )Pw2v 3780.175 kg=Pw2vMve1h

2 Lb⋅:=

( X )Pw1v 1700.335 kg=Pw1vMve1h

2 Lh⋅:=

Mve1h 6910.161 kg m=Mve1h Veh Lev⋅:=

( diberikan pada support )Veh 5758.467 kg=Beban gempa rencana

Wed 8.332 tonne=Berat Equipment

Veh ap Ca⋅I

R⋅ 1 3

hx

hr+

⎛⎜⎝

⎞⎠

⋅ Wed⋅:=

hr 9.5m 2.18m+:=

hx 9.5 m⋅:=Wed E1:=

(maksimum)ap 2.5:=

Berdasar data yang diperoleh diambil :

hr : structure roof elevation respect to grade

hx : element elevation respect to grade

ap : Structure Component Amplification Factor, varies from 1~2.5

Wed : Equipment weight

Page 12

3.6 KOMBINASI PEMBEBANAN

Untuk desain stabilitas pondasi dan steel structure

Untuk desain penulangan

1.4DL+1.4E(1)0.9DL+0.9E(1)+1.3WX0.9DL+0.9E(1)+1.3WZ0.9DL+0.9E(1)+1.43VX0.9DL+0.9E(1)+1.43VZ1.4DL+1.4E(1)+1.7LL1.05DL+1.275LL+1.05E(1)+1.275WX1.05DL+1.275LL+1.05E(1)+1.275WZ1.05DL+1.275LL+1.05E(1)+1.4VX1.05DL+1.275LL+1.05E(1)+1.4VZ

DL+E(1)0.75DL+0.75E(1)+0.75WX0.75DL+0.75E(1)+0.75WZ0.75DL+0.75E(1)+0.75VX0.75DL+0.75E(1)+0.75VZDL+LL+E(1)0.75DL+0.75LL+0.75E(1)+0.75WX0.75DL+0.75LL+0.75E(1)+0.75WZ0.75DL+0.75LL+0.75E(1)+0.75VX0.75DL+0.75LL+0.75E(1)+0.75VZ

Page 13

0.741 (member 66)>>bracing

0.332 (member 29)>>balok

>> kolom- rasio maksimum = 0.33 (member 1)

ok( )δall 1.796 cm=δall1.33( ) 270⋅ cm

200:=- vertikal displ. maksimum = 0.228 cm (join 17)arah X <

ok( )δall 6.317 cm=δall1.33( ) 950⋅ cm

200:=- horisontal displ. maksimum = 1.5 cm (join 15)arah X <

Hasil :

Desain baja menggunakan analisa dengan STAADPro berdasar AISC Series

4.1 DESAIN BAJA

4 DESAIN ANALISA

Page 14

bg 250mm:=

Tinggi grade beam : dg 450mm:=

Bentang grade beam : Lg1 4860mm:=

Lg2 2700mm:=

Berat pondasi : Wf γc bf df⋅ hf⋅ bp dp⋅ hp⋅+( )⋅:= Wf 1501.2 kg=

Berat tanah diatas pondasi : Ws γsoil bf df⋅ bp dp⋅−( )⋅ hs⋅:= Ws 548.25 kg=

Berat grade beam : Wg γc bg⋅ dg⋅ 0.5⋅ Lg1 Lg2+( )⋅:= Wg 1020.6 kg=

Berat pondasi : D Wf Ws+ Wg+:= D 3070.05 kg=

bp

dp

bf

df

hphs

bp

hfdgbg

bf

5. DESAIN PONDASI

Dimensi Pondasi :

Lebar pondasi : bf 1.1m:=

Panjang pondasi : df 1.1m:=

Panjang pedestal : bp 0.45m:=

Lebar pedestal : dp 0.30m:=

Tinggi pondasi : hf 0.45m:=

Tinggi pedestal : hp 0.6m:=

Tinggi tanah diatas pondasi : hs 0.3m:=

Total tinggi pondasi : h hf hp+:= h 1.05 m=

Lebar grade beam :

Page 15

Σn 1:=

Dimensi tiang pancang ( triangular ) : S 320 mm⋅:=

luas penampang pile AplS

2S sin 60 deg⋅( )( )⋅[ ]⋅:=

ekivalensi diameter Dia14Apl

π:= Dia1 237.605 mm=

Dia2 2

S

2

sin 60 deg⋅( )

⎛⎜⎜⎝

⎞

⎠:=

Dia2 369.504 mm=

Dia max Dia1 Dia2,( ):= Dia 369.504 mm=

Jarak minimum ke tepi pondasi : semin 1.2 Dia⋅:= semin 0.443 m=

PvVL

Σn:= Pv 7.41 tonne=

Status "OK Pv<Pall"=

5.1 Pemeriksaan Reaksi Tiang Terhadap Kapasitas Tiang Pancang

A. Pemeriksaan kapasitas axial

Gaya tekan yang diijinkan (Pall) :

Pall1 40tonne:= (dari data vendor)

Pall2 45tonne:= (dari laporan geoteknik)

Dipakai : Pall min Pall1 Pall2,( ):=

Gaya tekan maksimum : (dari output STAADPro untuk Load comb pondasi)

Fy 4340kg:=

Total vertical load : VL Fy D+:= VL 7.41 tonne=

Jumlah tiang yg diperlukan : ΣnVL

Pall⎛⎜⎝

⎞⎠

:= Σn 0.185=

Jumlah pile yg diambil :

Page 16

Status "OK Hmax<Hall"=

Hmax 0.623 tonne=

Hmax Fz:=

Fz 623kg:=

(dari output STAADPro untuk Load comb pondasi)Gaya lateral maksimum yang terjadi :

(dari laporan geoteknik)Hall 2.25tonne:=

Gaya lateral yang diijinkan (Hall) :

Σnt 8:=Jumlah total tiang :

Dia 369.504 mm=Diameter of pile :

B. Pemeriksaan Reaksi Tiang Terhadap Kapasitas Lateral

Status "OK Pvt<Pall"=

Pvt 1269.95− kg=

Pvt D Fy−:=

Fyt 1.285− tonne⋅:=

(dari output STAADPro untuk Load comb pondasi)Gaya tarik yang terjadi :

Dipakai Pall:6.41tonne

(dari laporan geoteknik)Pall 15tonne:=

(dari data vendor)Pall 6.41tonne:=

Gaya tarik yang diijinkan (Pall) :

Page 17

Status "OK Hmax/A < fc"=

Status OKHmax/A < fcbHmax

A1.686 kg cm 2−

⋅=

A Dia h⋅:=

h 10cm:=

Hmax = maximum horizontal load

Dia = diameter pile

A = bearing area = ( Dia x h )Dimana :

H/A < fcbBearing force :

fcb 92.4 kg cm 2−⋅=fcb 0.33 fc⋅:=Allowable bearing pressure :

fc 280 kg⋅ cm 2−⋅:=Compressive concrete strength untuk pile cap :

Check terhadap concrete bearing pressure

Panjang pc wire = 40 x 19 = 760 mm

Dari data vendor d = 19 mm

pco 75mm:=Jarak PCO dari bawah pondasi d = 19 mm

h = 75 mm

H = beban horisontal40d

Pile beton yang dipotongpc wire

40d ( d = pc-wire diameter ).

Panjang tendon/tulangan untuk menyatukan tiang dan pile cap untuk praktis digunakan

Pile cut off harus berjarak 75 mm sampai 100 dari bawah pilecap (M.J. Tomlinson).

C. Pemeriksaan pile head treatment

Page 18

d 0.369 m=df 1.1 m=Beban per lebar pondasi

d hf dc−1

2rdia⋅−:=Tinggi efektif rdia 1.3 cm⋅:=Diameter tulangan

dc 7.5 cm⋅:=Luas selimut beton

Mult 0.848 tonne m⋅=Multqu

2L2

⋅:=Ultimate momen :

Penulangan pile cap :

L 0.5 df dp−( )⋅:=

qu 10.595 tonne m 1−⋅=qu

1.4D Fyr+

bf:=Beban :

Fyr 7356kg:=

Beban aksial maksimum dari output Staadpro untuk load comb penulangan :

.

dp

df

q

q

L

GL

Pemodelan struktur dengan asumsi pile cap menahan beban axial

A Penulangan Pile cap

5.2 Penulangan

Page 19

Status "Asteel > Asbot, Rebar . OK"=

Digunakan D-13 @ 150Asteel 9.734 cm2=Asteel 0.25 π⋅ rd2

⋅( ) df

s⋅:=

s 15cm:=rd 1.3cm:=

D-13 @ 150Dicoba:

Asbot 8.91 cm2=Asbot ρbot df⋅ hf⋅:=

ρbot ρtop:=

ρtop 0.0018=

ρtop ρmin ρ ρmin≤if

ρ ρmin ρ<if

:=

ρ 0.00016=ρ0.85 fc⋅

fy1 1

2 Rn⋅

0.85 fc⋅−−

⎛⎜⎝

⎞

⎠⋅:=

Rn 0.63 kg cm 2−=Rn

Mult

0.9 df⋅ d2⋅

:=

ρmin 0.0018:=

Perhitungan :

Page 20

Status "Vpc > Vpn ----> PUNCHING SHEAR OK"=

Allowable Punching Shear : Vpc 155.573 tonne=Vpc 1.06 fc⋅ bo⋅ d⋅ kg0.5⋅ cm 1−

⋅:=

bo 2.339 m=bo π Dia d+( )⋅:=Perimeter length :

Vpn 24.706 tonne=VpnVpu

0.85:=

Vpu 21 tonne=Punching shear : Vpu 1.4( )Pall:=

d 0.375 m=d hf pco−:=Tinggi Efektif :

dr 13 mm⋅:=rebar dia:

dc 75 mm⋅:=concrete cover :

hf 0.45 m=Tinggi pondasi :

Dia

Dia+d

hfd

pco

B Punching Shear

Page 21

dc 7.5 cm⋅:= Diameter tulangan rdia 1.3 cm⋅:=

Beban per meter lebar bg 0.25 m=

Tinggi efektif d dg dc−1

2rdia⋅−:= d 0.369 m=

Perhitungan :

ρmin 0.0035:=

RnMultg

0.9 bg⋅ d2⋅

:= Rn 3.585 kg cm 2−=

ρ0.85 fc⋅

fy1 1

2 Rn⋅

0.85 fc⋅−−

⎛⎜⎝

⎞

⎠⋅:= ρ 0.0009=

ρtop ρmin ρ ρmin≤if

ρ ρmin ρ<if

:=

ρtop 0.0035=

ρbot ρtop:=

C Penulangan Grade Beam

Panjang grade beam : Lgg 4.86m:=

Berat grade beam : Wgg γc bg⋅ dg⋅:= Wgg 270 kg m-1=

Berat tanah diatas grade beam : Wsg γsoil bg⋅ hs⋅:= Wsg 127.5 kg m-1=

Beban merata grade beam : qp 1.4 Wgg Wsg+( ):= qp 556.5 kg m-1=

Mg11

12qp⋅ Lgg2

⋅:= Mg1 1095.359 kg m=

Multg Mg1:=

Multg 1095.359 kg m=

Luas selimut beton

Page 22

Tulangan sengkang : rdg 10mm:=

Tinggi efektif : d 0.369 m=

φs 0.75:=

Vultqp Lgg⋅

2:= Vult 1352.295 kg=

Vult 3895.5N:=

φVc φsfc1

6⋅ bg⋅ d⋅:= φVc 60934.96 N=

Status "No Shear Reinforcement required" Vult 0.5 φVc⋅<if

"Only Minimum Shear Reinforcement" 0.5 φVc⋅ Vult< φVc<if

"Shear Reinforcement Needed" Vult φVc>if

:=

Status "No Shear Reinforcement required"=

smaxd

2

d

2600mm<if

600mmd

2600mm>if

:= smax 184.25 mm=

Digunakan

φ 10 @ 100 Pada ujung grade beam

φ 10 @ 150 Pada tengah grade beam

Asbot ρbot bg⋅ d⋅:= Asbot 3.2244 cm2=

Dicoba: 3 D-13

n 3:=

rd 1.3cm:=

Asteel 0.25 π⋅ rd2

⋅( ) n⋅:= Asteel 3.982 cm2= Digunakan 3 D13 ( top & bottom )

Status "Asteel > Asbot, Rebar . OK"=

Tulangan geser

Kuat tekan beton : fc1 28:= MPa

Tegangan leleh baja : fy1 240:= MPa

Page 23