ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN PONDASI DALAM DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER MATHCAD 12

Transkripsi

1 ANALISIS DAYA DUKUNG DAN PENURUNAN PONDASI DALAM DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER MATHCAD 12 Eko Nityantoro NRP : Pembimbing : Ibrahim Surya Ir.,M.Eng FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA BANDUNG ABSTRAK Pondasi dalam banyak sekali digunakan pada bangunan-bangunan yang menerima beban yang besar dan memiliki daya dukung tanah yang baik. Untuk mengetahui apakah pondasi tersebut aman atau tidak, maka dalam setiap perencanaan pondasi harus dihitung daya dukung dan penurunan yang terjadi pada pondasi dalam tersebut. Dalam tugas akhir ini dikembangkan program komputer untuk melakukan analisa perhitungan daya dukung, penurunan pondasi serta waktu penurunannya, sehingga dapat langsung ditentukan dengan cepat dan teliti. Dengan program yang dibuat dalam Mathcad 12 ini, dilakukan perhitungan dimana contoh perhitungan tersebut diambil dari beberapa buku referensi. Hasil analisis yang dilakukan dengan menggunakan bantuan program komputer dibandingkan dengan perhitungan manual, menunjukkan perbedaan %. Karena menunjukkan perbedaan yang sangat kecil, maka program yang dibuat dapat dikatakan cukup handal untuk dimanfaatkan lebih banyak oleh para praktisi di bidang Teknik Sipil. Program yang dibuat ini akan sangat membantu para praktisi untuk menghemat waktu dan menghilangkan rutinitas perhitungan yang membosankan.

2 DAFTAR ISI SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR... SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR... ABSTRAK... PRAKATA... DAFTAR ISI... DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii iv vi ix xii xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Maksud dan Tujuan Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Pondasi Dalam Daya Dukung Tiang Pancang Akibat Beban Aksial Kapasitas Ujung (Point Bearing Capacity) Kapasitas Gesek Pada Selimut (Friction) Tiang Pancang Akibat Beban Lateral vi

3 2.2.3 Tiang Bor Akibat Beban Aksial Kapasitas Ujung (Point Bearing Capacity) Kapasitas Gesek Pada Selimut (Friction) Penurunan Pondasi BAB 3 TINJAUAN PROGRAM KOMPUTER MATHCAD Tinjauan Umum Program Mathcad Mengenal Mathcad Kebutuhan Sistem Kemampuan dan Fasilitas yang Dimiliki Bekerja dengan Mathcad Mengaktifkan Mathcad Mengenal Tampilan Mathcad Operator, Fungsi, Dimensi dan Satuan Pemrograman Dalam Mathcad Bagan Alur (Flow Chart) BAB 4 CONTOH PERHITUNGAN 4.1 Penggunaan Program Mathcad Analisis Contoh-contoh Perhitungan Dengan Program Mathcad Contoh Perhitungan Untuk Analisis Daya Dukung Contoh Perhitungan Untuk Analisa Penurunan Pondasi Analisis Contoh-contoh Perhitungan Dengan Cara Manual vii

4 4.3.1 Contoh Perhitungan Tiang Pancang Contoh Perhitungan Tiang Bor Contoh Perhitungan Beban Lateral Contoh Perhitungan Penurunan BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

5 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A = Luas Pondasi (m 2 ) A p c c a Cc C p c u D f dt e e o E s f FK G s H I r I rr K o K p Ks N b = Luas ujung pondasi = Kohesi = adhesi = compression index = Koefisien empiris = Kohesi tanah di bawah ujung tiang = Kedalaman dasar pondasi dari muka tanah = Satuan waktu detik = Void ratio = Void ratio awal = Modulus elastisitas tanah = Tahanan selimut = Faktor Keamanan = Modulus shear tanah = Kedalaman derah baji = Indeks kekakuan = Reduksi indeks kekakuan tanah = Koefisien tekanan tanah dasar = Koefisien tekanan tanah pasif Rankine = Earth pressure coefficient = Normalized base load ix

6 N C N f N q = Faktor kapasitas dukung = Normalized skin load transfer = Faktor kapasitas dukung N σ = Faktor kapasitas dukung ø p Po Q all Q f q f Q fa Q fn Q p q p Q pa Q pn Q ult S p S ps S s ß S t = Sudut geser dalam tanah = Keliling selimut = Tekanan tanah awal = Kapasitas dukung ijin = Kapasitas tahanan selimut = Tahanan selimut = Kapasitas tahanan selimut ijin = Kapasitas tahanan selimut normalized = Kapasitas tahanan ujung = Tanahan ujung = Kapasitas tahanan ujung ijin = Kapasitas tahanan ujung normalized = Kapasitas dukung batas = Penuruan dari ujung tiang akibat beban yang dialihkan ke ujung tiang = Penurunan akibat beban yang dialihkan sepanjang tiang = Penurunan akibat deformasi aksial tiang tunggal = Sudut kemiringan permukaan tanah = Penurunan elastis total pondasi tiang tunggal tanδ = Koefisien gesekan antara tiang dan tanah z = kedalaman x

7 zi = kedalaman sampai ke tengah lapisan i α = Faktor empirirs adhesi αs = Koefisien yang bergantung pada distribusi gesekan selimut sepanjang pondasi tiang. γ = berat isi / berat volume γ = berat isi / berat volume L = Pertambahan panjang yang tertahan P = Pertambahan tekanan tanah pada tiap lapisan μ s vzi = Poisson sratio = Tegangan vertikal efektif di tengah lapisan i ' h = tegangan normal efektif sepanjang tiang ' v = Tegangan vertikal efektif pada ujung tiang xi

8 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1(a) Faktor daya dukung VesicNσ Gambar 2.1(b)Faktor daya dukung Vesic N q Gambar 2.2 Nilai α Gambar 2.3(a) Deformasi rigid free headed pile Gambar 2.3(b)Momen rigid free headed pile pada tanah pasir Gambar 2.3(c) Momen rigid free headed pile pada tanah lempung Gambar 2.4(a) Deformasi rigid fixed headed pile Gambar 2.4(b)Momen rigid fixed headed pile pada tanah pasir Gambar 2.4(c) Momen rigid fixed headed pile pada tanah lempung Gambar 2.5(a) Solusi Broom untuk tahanan batas lateral untuk tiang pendek pada tanah pasir Gambar 2.5(b)Solusi Broom untuk tahanan batas lateral untuk tiang pendek pada tanah lempung Gambar 2.6(a) Rotasi dan translasi serta hubungan tahan batas pada tiang panjang free head pada tanah pasir Gambar 2.6(b)Rotasi dan translasi serta hubungan tahan batas pada tiang panjang free head pada tanah lempung Gambar 2.7(a) Rotasi dan translasi serta hubungan tahan batas pada tiang panjang fixed head pada tanah pasir Gambar 2.7(b)Rotasi dan translasi serta hubungan tahan batas pada tiang panjang fixed head pada tanah lempung xii

9 Gambar 2.8(a) Solusi Broom untuk tahanan batas lateral untuk tiang panjang pada tanah pasir Gambar 2.8(b)Solusi Broom untuk tahanan batas lateral untuk tiang panjang pada tanah lempung Gambar 2.9(a) Tiang bor dengan Bell Gambar 2.9(b)Tiang bor lurus (straight shaft) Gambar 2.10 Normalized base load transfer vs. settlement for cohesionless soil Gambar 2.11 Normalized base load transfer vs. settlement for cohesive soil Gambar 2.12 Nilai ß Gambar 2.13 Normalized side load transfer vs. settlement for cohesionless soil Gambar 2.14 Normalized side load transfer vs. settlement for cohesive soil Gambar 3.1 Start menu untuk Mathcad 12 pada Windows XP Gambar 3.1 Logo Program Mathcad Gambar 3.3 Menu utama Gambar 3.4 Math Toolbar Gambar 3.5 Calculator Toolbar Gambar 3.6 Formatting Toolbar Gambar 3.7 Bar Palet Pemrograman Gambar 3.8 Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.9 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam xiii

10 Gambar 3.10 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.11 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.12 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.13 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.14 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.15 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.16 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 3.17 Lanjutan Flowchart Program Analisis Pondasi Dalam Gambar 4.1 Bentuk pondasi untuk contoh soal Gambar 4.2 Bentuk pondasi untuk contoh soal Gambar 4.3 Bentuk pondasi untuk contoh soal xiv

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Nilai N q & N c berdasarkan nilai ø Tabel 2.2 Nilai Ir Tabel 2.3 Nilai Ks untuk berbagai jenis pondasi Tabel 2.4 Nilai δ Tabel 2.5 I r dan N c untuk Tanah Kohesif Tabel 2.6 Nilai koefisien empiris Tabel 4.1 Perbandingan hasil perhitungan daya dukung Tabel 4.2 Perbandingan hasil perhitungan penurunan Tabel 4. Perbandingan waktu perhitungan xv