KENDALA PERENCANAAN DARI PONDASI RAKIT TIANG PANCANG

Transkripsi

1 Jurnal item Teknik Indutri Volume 6, No. Oktober 5 KENL PERENCNN RI PONI RKIT TING PNCNG Mawardi ta Pengajar epartemen Teknik ipil FT UU btrak: Kendala dari perilaku pondai rakit-tiang pacang udah banyak diteliti dan digunakan ecara prakti. Maalah yang berhubungan dengan model tokatik dari iat tanah,dalam pendekatan pengaruh dari autokorelai dari parameter tanah dapat dipertimbangkan. Perhitungan dibuat dengan Metode Keandalan Orde Pertama berdaarkan tingkatan kedua dari analia keandalan. Kemudian hail yang diperoleh dibuat dalam bentuk table untuk kapaita daya dukung pondai rakit tiang pancang. Kata Kunci: Keamanan,Indek Keamanan,Keandalan,Kombinai Pondai Rakit-Tiang Pancang.. PENHULUN tandard dan Perencanaan dari kombinai pondai rakit-tiang pancang belum ada ampai ekarang, tetapi maalah perencanaan pondai rakittiang pancang menjadi lebih penting pada tahuntahun terakhir, ini diebabkan ketika begitu banyak dibangun gedung-gedung pancakar langit. Pondai rakit-tiang pancang adalah pondai yang baik dan ekonomi pada truktur gedung-gedung tinggi ebab baik kapaita dukungan (bearing) dari pondai rakit dan pondai rakit dan pondai tiang bekerja ama dan digunakan ecara baik. Pondai rakit-tiang pancang terjadi ketika uatu kontruki kompoit dengan tiga elemen tiang, rakit dan tanah bagian bawah (uboil). ebagai perbandingan degan metode perencanaan pondai ecara konveional. Pondai rakit-tiang pancang lebih baik karena ukuran baru ecara total dari interaki tanah bagian bawah dengan truktur bagian ata, karena perencanaan pondai ecara konveional. Pondai rakit-taing pancang lebih baik karena ukuran baru ecara total dari interaki tanah bagian bawah dengan truktur bagian ata, karena perencanaan baru menggunakan tiang pancang ampai kapaita dukung (bearing) iltimit terhadap interaki tiangtanah. Ini akan lebih baik ketika uatu pondai dengan penurunan agak kecil,jika kekakuan tanah bertambah terhadap kedalamannya. Tujuan dari tulian ini adalah menguraikan konep, keamanan dari pondai rakit-tiang pancang, yang akan meyakinkan tingkat keandalan yang ama eperti pada peraturan perencanaan pondai rakittiang pancang ekarang ini. nalia dibagi dalam bagian : Pertama analia keandalan kapaita dukung (bearing) pondai dan kedua analia keandalan dari elemen truktur beton bertulang pondai.. nalia keandalan dari kapaita bearing dari pondai rakit-tiang pancang. Fungi keadaan bata Berdaarkan model makanika, keadaan bata yang dipilih ditunjukkan dengan ungi ebagai G = R- () engan arti ungi ini, domain yang aman dipiahkan dari domain yang tidak aman. omain yang aman ketika G> dan gagal ketika G dengan R adalah tahanan truktur dan adalah aki. Tahan dari pondai rakit-tiang pancang Pondai rakit-tiang pancang terdiri dari elemen rakit dan tiang pancang. Jadi tahanan dari pondai rakit-tiang pancang dapat ditunjukkan ebagai berikut: R pondaitota = R rakit + R tiang () R rakit adalah tahanan rakit R tiang adalah tahanan tiang eluruh variable pada peramaan adalah acak R rakit = ab σ (x, y) dxdy (3) rakit σ rakit (x.y) adalah tekanan kontak pada ii bawah dari rakit (variable acak) x,y adalah umbu dari koordinat datar eprti paa penyerdehanaan pertama dari metode modulu yang tertanam digunakan dengan teori kerja (Paternak, 985).Tekanan kontak dapat ditulikan ebagai σ rakit (x.y) = K (x,y) * (x,y) = E (x,y). (x,y) () b. ƒ o dimana K (x,y) adalah modulu yang tertanam (ini adalah tekanan kontak, yang menyebabkan penurunan). (x,y) adalah kekakuan tanah (modulu elati) b ƒ o adalah lebar pondai nilai pengaruh penurunan terhadap titik yang berhubungan. Beberapa penyederhanaan dibuat menggunakan peramaan. Penurunan dianggap tetap (kontan) dan menentukan untuk eluruh lua pondai. Kekakuan tanah E adalah beba (independent) Pada koordinat x dan y tetapi dianggap ebagai variable acak menurut teori keandalan ehingga dapat 85

2 Kendala Perencanaan dari Pondai Rakit-Tiang Pancang Mawardi ditulikan ebagai σ tiang ( x, y) = E = t * E (5) b. t o adalah uatu nilai kontan dan bergantung pada parameter geometrikal. ari peramaan () dan (5) kita dapat memperoleh peramaan berikut menggunakan rumu (3) : R rakit b b = ( E. τ ) = E. τ. b. b = E. τ dx. dy (6) ari peramaan (6) yang dapat kita lihat bahwa hanya kekakuan tanah E (ebagi variable acak) mempunyai pengaruh pada kapaita dukung. Karena itu angat mungkin untuk membuat harga yang diharapkan dan tandard deviai dari tahanan rakit dengan bantuan peramaan E[ Rrakit ] = E E.. τ (7) δ [ Rrakit ] = δ E.. τ (8) engan mengambil jumlah variable dari kekakuan tanah E. itu mungkin untuk membuat rata-rata E di ata daerah. E. = E d (9) E = rata - rata E diata. Harga yang diharapkan dari E. akan terhadap titik yang diharapkan E [E ] E E[ E ] E. = () Variabelita dari kekakuan tanah E dari titik ke titik diukur dengan tandard deviai δ[e ]. ecara ama, tandard deviai dari rata-rata [E. ] adalah δ[e. ]. aerah terbear di ata kekakuan tanah yang dirata-ratakan, luktuai yang lebih E cenderung dihilangkan pada proe peratarataan terebut. Kecenderungan ini menyebabkan reduki pada tandard deviai karena ukuran daerah bertambah. Ini memungkinkan untuk menulikan δ[e. ] ebagai : δ[e. ] = Г E ()* δ[e ]. () imana Г E () = actor reduki untuk daerah. ari peramaan () dan () yang dapat diperoleh koeiien variai untuk E. : imana V[E. ] = Г E ()* V[E ]. () Untuk kau tanah iotropi kita peroleh : Г E () = Г E (b ) * Г E (b ) (3) uatu cara klaik untuk menggambarkan variabelita dari E adalah menggunakan ungi autokorelai ρ E (Δx) ; Δx adalah jarak antara titik anggapan (ditentukan). Untuk interval Δx yang angat kecil,koeiien ρ E (Δx) akan mendekati,dan biaanya berkurang karena Δx bertambah. Beberapa pernyataan analitik yang peiik telah diuulkan untuk ungi korelai. Pada model dari Pottahart digunakan. ρ () 6 E ( Δ x) = exp ( Δx) x X o adalah jarak akhir dideiniikan ebagai jarak terkecil dimana korelai tidak nampak lagi. Gambar. Fungi autokorelai dan jarak terkecil. Jeni aktor reduki pada peramaan (3) bergantung pada jeni ungi korelai yang dipilih : Untuk pondai bujurangkar a = b, Lua = a. engan koeiien korelai (), aktor reduki diperoleh ebagai x 6. a 6. a Γ ( ) exp (5) 8 E = + α x x Tahanan tiang dapat dibagi dalam dua bagian : Tekanan geek elubung tiang dan tekanan kaki tiang. Peramaan yang umum adalah ebgai R tiang = R elubung + R tiang (6) emua variable adalah random (acak) Tahanan dari geekan elubung adalah : Z R = U. τ ( z) dz (7) eluung iman z o adalah kedalaman tiang dalam tanah τ adalah tekanan geek elubung U = π* adalah keliling tiang adalah diameter tiang Berdaarkan penyerderhanaan pertama τ dianggap kontan diata panjang tiang tetapi variabel acak (random). Kemudian peramaan (7) menjadi R elubung = U* z o * τ (8) imana = U* z o * lua geekan elubung tiang dengan model makanikal menurut (8) harga yang diharapkan dan tandard deviai dari tahanan geekan elubung dapat dituli ebagai E [R elubung ] = M * E[τ ] (9) δ[r elubung ] = M * δ[τ ] () 86

3 Jurnal item Teknik Indutri Volume 6, No. Oktober 5 Gaya kaki tiang dari tiang dapat dinyatakan ebagai tekanan kaki : Rkaki = * σ () dimana σ adalah tekanan kaki tiang harga yang diharapkan dan tandard deviai untuk gaya kaki tiang : E[ Rkaki ] = * E[ σ ] () σ [ Rkaki ] = * E[ σ ] (3) nalia keandalan dari kombinai pondai rakit tiang pancang engan mengambil jumlah tahanan dari elemen yang berbeda pada pondai rakit-tiang pancang dan peramaan () ungi keadaan bata untuk kapaita dukung dapat ditulikan ebagai G = R rakit + R elubung R kaki G Q () emua variable adalah acak dan mempunyai ungi ditribui probabilitic dan koeiien variai ebagai R rakit adalah tahanan pondai rakit, ditribui lognormal R elubung adalah tahanan dari tekanan geek elubung tiang, ditribui lognormal G adalah berat endiri (beban mati), ditribui lognormal Q adalah beban hidup, harga ditribui tipe yang ektrim. Berdaarkan pengalaman raio antara harga ratarata dari beban hidup dan harga rata-rata dari berat endiri diambil.. Fungi keadaan bata () adalah ungi penurunan. Pada konep perncanaan untuk pondai rakit-tiang pancang baik keadaan bata ultimit dan keadaan bata layan dideiniikan dengan pembataan penurunan. Pondai rakit-tiang pancang telah didiain pada penurunan bata,ul untuk keadaan ultimit dan bata,l untuk keadaaan layan (gambar ) Gambar. Kapaita dukung dari pondai rakittiang pancang (δz total tandard deviai dari beban dan tahanan) Karena kurangnya nilai numeric untuk penurunan bata ini. Level penurunan yang berbeda dapat dipertimbangkan dan aktor keamaanan global yang berhubungan erta aktor keamanan parial data ditentukan. Nilai diain untuk emua variable pada peramaan () dihitung dengan rata-rata dari Metode Keandalan Orde Pertama berdaarkan level kedua dari teori keandalan. eperti yang dideeniikan pada ECI, 99 indek keandalan β ama dengan.7 untuk atu tahun, atau 3.8 untuk umur rencana jika bekerja ampai dengan 5 tahun. 3. Proedur dan Hail Pondai rakit-tiang pancang adalah truktur yang angat kompelek yang terdiri dari komponen yang berbeda dengan pengaruh yang aling bergantung, karena interaki truktur tanah akan dimaukkan. Karena tingkat keulitan dari maalah maka diputukan untuk memulai penyelidikan berdaarkan pada model yang ederhana. engan atu tiang pondai rakit-tiang pancang, dimana elemen daar dari pondai rakit-tiang pancang udah relevan untuk pemodelan. ebagai daar untuk parameter tanah maka diambil tanah lempung (clay). Hail perhitungan dapat dilihat pada table.parameter dari pondai rakit-tiang pancang dapat dilihat pada gambar 3. dan pada table. Table. Parameter tanah Parameter tanah Nilai atuan udut geekan ǿ Kohei c KN/m Modulu elati E 5 /m Poion raio μ.5 Tekanan tanah diam K o.6 Faktor kapaita konu α udut konu β 3.6 Tahanan umbu konu d 3.55 KN/m Berat atuan γ/ γ 9/9 KN/m 87

4 Kendala Perencanaan dari Pondai Rakit-Tiang Pancang Mawardi Tabel Varian geometric truktur Elemen truktur atuan Varian 3 Panjang tiang m iameter tiang m iameter lab (plat) m Kedalaman lab (plat) m - - Hail perhitungan dibuat dengan program elemen hingga yang dituli dengan memperhitungkan pengaruh penurunan dan deormai dengan mengembangkan uatu model dari pondai rakit-tiang pancang dengan metode rucker-prager. Hail dari nilai rata-rata dari bagian yang berbeda pada pondai rakit-tiang pancang dapat dilihat pada table 3. apat dicatat juga bahwa awal dari beban pada gaya geek elubung lebuh bear dibandingkan dengan gaya pada kaki tiang. engan pertambahan penurunan, tekanan kaki tiang bertambah bear dan geekan elubung dikurangi. Untuk beberapa penurunan harga diain dari emua variable dan aktor keamanan parial dihitung dengan Metode Keandalan Orde Pertama (level II) eperti yang telah diebutkan di ata. Yang dapat dilihat dari pengurangan koeiien variai dari tahanan mengakibatkan aktor keamaan tahana parial menjadi lebih kecil pada beban yang ama.ari hail diata dapat dilihat bahwa aktor keamanan tidak merubah. Pertambahan penurunan, karenanya untuk menyimpulkan harga ekak yang dipilih untuk keadaaan bata yang relevan tidak begitu penting dalam perhitungan probabilita. Gambar 3. item pondai yang dimodelkan Tabel 3. Hail perhitungan Penu runan Hail perhitungan Panjang tiang L=5.m,diameter =.9, Lua pondai rakit = 8.5m Beban Rakit Tiang Geekan elubung Q rt pondai rakit tiang Q rakit Q tiang Q elubung Tekanan Kaki Tiang Q kaki Beban pondai rakit-tiang Hubungan dari beban tunggal Terhadap Beban pondai Beban dari tiang Rakit Q kaki/ Q rt Tiang Q tiang/ Q rt Geekan elubung Q elubung /Q tiang Tekanan kaki Q kaki /Q tiang (cm)

5 Jurnal item Teknik Indutri Volume 6, No. Oktober 5 Faktor keamanan global diperoleh untuk emua varian antara.9 ampai.. Faktor keamanan global berkurang dengan harga β yang lebih kecil.. Keimpulan ari hail di ata dapat dilihat bahwa keandalan pondai rakit-tiang pancang cukup baik karena pengaruh daya dukung plat untuk pondai rakit dantiang pada pondai tiang pancang. Faktor keamanan global untuk pondai rakittiang pancang dapat diaumikan pertama kali dengan nilai. ini angat baik untuk kondii tiang tunggal dan ecara umum diambil aktor keamanan global β dari.9 ampai.. Untuk perencanaan diperlukan uatu peraturan yang mendetail untuk pondai rakit-tiang pancang ini dengan kondii berbagai jeni dan jumlah tiang yang lebih banyak. FTR PUTK ENV 99, Bai o eign and ction on tructure, Part eign ugut 99. Paternak,P, Reliability theory o Foundation, 985 Carten nher, mitri oukhov, Gert Konig, Reliability pect o eign o Combined Pilet-Rat Fondation (CPRF), 998. Vanmarke, E.M, Probabilitic Modeling o oil Proile, J. Goetechn. Eng. iv, CE 3, GT (977),p