samping sepanjang tiang. Di dalam menganalisis gaya lateral yang bekerja pada tiang,

Transkripsi

1 BAB IV ANALISIS SAMBUNGAN TIANG PANCANG 4.1 Gaya Lateral Gayalateral yangditinjau adalah gaya yangbekerjaakibat dari tekanan tanah ke samping sepanjang tiang. Di dalam menganalisis gaya lateral yang bekerja pada tiang, tiang dibedakan perilakunya atas tiang pendek dan tiang panjang. Data-data tiang pancang: Mutu beton (fc>) Modulus elastisitas beton (Ep) =60 Mpa =6000 T/m2 =4700 >/&' =4700V60 =36406,0434 Mpa = ,34 T/m2 4.2 Penentuan Kriteria Tiang Kriteria penentuan tiang pendek dan tiang panjang didasarkan pada kekakuan relatif antara pondasi tiang dengan tanah. Berdasarkan metode Broms (1964) tiang dikatakan pendek apabila L/R 2 dan tiang dikatakan panjang apabila L/R 3,5 dengan L adalah panjangtiang. Kriteria tiang berdiameter 35 cm dan mempunyai panjang 18m adalah sebagai berikut:' 4 FJ Faktor kekakuan relatif ( R ) = y Kd 51

2 52 K R 67 Cu 67x0,35 = 0,4467 1,5 d 1,5x ,0434 x 1/64.X.354 V 0,4467x35 =114,4413 mm L/R = 1800/114, ,7286 -» Tiangpanjang 43 Analisa gaya lateral dan momenlentur tiang Gaya lateral yang bekerja berapa tekanan tanah ke samping. Diagram tekanan tanahkesamping berapatanahkohesifdapatdilihat padagambar4.1 0,5.0,875 0,5 m 0.5 m Lapisan 1 : y = 1,6 KN/m3 Cu = 35 Kpa m 13,975 m 5d 9.Cu.d Lapisan 2 : y = 1,65 KN/m3 Cu = 55 Kpa 3m 9. Cu.d Gambar 4.1 Diagram tekanan tanah

3 53 Jarak antar tiang pancang diameter 35 cm adalah 0,875 m dengan jumlah tiang 4 buah. Tiang pancang tertanam seluruhnya di dalam tanah, karena tanah berapa tanah kohesifmaka tekanan tanah efektifyang terjadi: Lapisan 1-9 x 3,5 x 0,35-11,025 T/m Lapisan 2 = 9 x 5,5 x 0,35 = 17,325T/m Didalam menganalisis gaya lateral dan momen lentur akibat tekanan tanah efektif, dukungan pada tiang diasumsikan sebagai dukungan jepit-sendi pada statis tak tentu. Kepala tiang diasumsikan terjepit oleh poer sedangkan ujung tiang diasumsikan sebagai sendi, seperti terlihat padagambar 4.2. MA ql = 11,025 T/m 4L= 17,325 T/m I -*, 1 a= 0,525 m b«=14,5m c = 3m e L Gambar 4.2 Dukungan jepit - sendi Penyelesaian bentuk statis tak tentu dengan dukungan jepit sendi tersebut diatas digunakan metode Clayperon dengan persamaan sebagai berikut : 1 q.b.(e2-c2)(2l-c2-e2).l 1 q. c2(2-m2).l MA.L MB.L + + =o 24 EI.L2b 24 EI 3EI 6EI, dukungan di B merupakan sendi, sehingga MB = 0 MA.L 1 q.b.(e2-c2)(2l-c2-e2).l 1 q.c2(2-m2).l 3 EI 24 EIL2b 24 EI

4 54 11,025.(16, )(2.17, ) (2- (3/17,5 )2) MA = ,52 8 MA = 434,960 T-m "Free-body": SMb = 0 (11, ,975. 9,9875) +(17, ,50) Ra= = 92,3875 T. 17,50 Rb = 113,662 T. Momen maksimum =RA. X-0,5. ql. X2 dmx Mmaks terjadi bila, =0 dx dmx dx = 92, ,025. X = 0 11,025.X=92,3875 X = 8,3798 m Mmaksimum =(92, ,3798 )- ( 0,5.11,025. S ) = 387,0952 T-m Dari perhitungan "freebody" disuperposisikan dengan perhitungan statis tak tertentu di atas, dan didapatkan perhitungan sebagai berikut:

5 55 q2 17^25 T/m MA Q.Tm SFD (T) RA - 92,3875 T * MA/L-24,8309 T 125 t_l1j^184t 117,2184 T ql" 11,025T/m 13,975 m ^ y t 3m RB -113,662 MA/L T 88,8311 T * * J PANJANG TIANG (M) 11T BMD (T-M) 300 t 230,0931 Tm PANJANG TIANG (M) 434,540 Tm Gambar 4.3 Diagram gaya batang dan momenlentur

6 56 Mx' =Ra. x' - qz. 3. (x'-1,50)- 0,5. qi. (x' -3)2 =88,8311. x' - 17, (x'-1,50)- 0,5.11,025. (x'- 3)2 Momen akibat superposisi (Mx') akan menjadi maksimum bila memenuhi syarat sebagai berikut : dmx' =0 dx' Sehingga momen maksimum (Mx'maks) pada perhitungan diatas menjadi: Mx'maks - 88, ,975 - ll,025x' + 33,075-0 ll,025x' - 88, , ,075 = 0 x' = 6,3424 m (dari ujung tiang) Hasil penyelesaian diatas disubshusikan kedalam persamaan momen hasil superposisi, menjadi: Mx' maks = 88,8311. (6,3424) - 17, (6,3424-1,5) - 0,5. 11,025 (6,3424-3)2 = 250,0931 Tm Momen maksimum akibat adanya gaya leteral tanah yang terjadi pada tiang berdiameter 35 cm adalah sebesar 250,0931 T-m pada kedalaman 11,1577 m. Hasil perhitungan gaya lateral dan momen lentur per segmen pada tiang diameter 35 cm, 40 cm, 45 cm, 50 cm dan 60 cm secara lengkap, dapat dilihat padatabel 4.1.

7 w E <» ;»i ->i co p en en 4^ oibaibbibbi o o o o o o o 10 fa* W K» IO k -» bbbbcnbcnb oibubbieoiebibbi' o o o o o o o o e o o o o o O O O Q O o cn o en o en o o o o o o -* o en io b o en o 4oAjCOcVl4k»fa*IS>IO-i»i I -» -* IO IO fa* 4* at v\ a> a> ~-4 -i o is> *. en o> -* tn o 4*. co 6* -* -s to co S So 5C _ 09 _ 00 CD O *> co en 1-» "J "«j >! Q S3 >'-* k» IO io IO k> IO " 0 IO IO N>KiM Ni IO w^wa>w^wctwoss5^s555ssgi5g o8sso O O O I I I i»4vjk. -* en o» o CO CO 4> CO to p oietd _& jh e* en - o o o o O 00 o o o o o ss CO CO Al co en i»» -» --. -*. -» is) io en enb^ibbb^co loioioioioioiofa* -» -* -*->-*. -* to CO w en io cd *» en co fa* en o» ^ -* -* IO IO to to IO _*<«OWO)CD>kU o co -* o fa*» en +* N)b>b4>C04k>CO fa* -» Jk S? p o, O CO CO c* ->. o bb^si -J fa* CO O CO CO K fa* co c* b io 10 -a co > o o -» CO +» IO CO in ^ ^1 c* en -^ e o eo CD&4V4V p CO -J o eo en c* fa* co » -* <* co -» 00 4k. CO 00 CD -4 IO o o o 00 ' o iieoenf -i en 10 4^ 5* b b ig o 10 en co -* co -> o -» -* to to IO IO co e fa* co co 4k. IO 4»> CO CO fa* fa* en en I* b o> b en C* -* o -» c* en -4 o o o o o o 1 1 cnfa*roocb-!jcocvi to^ts>-«in>00fa*fa* to-kcn^bb^vi eoc*»fa*cofa*eo4fc. OOOO&IOfOCO «J W«*-C0M Ol to -j en p -a fa* 10 * V b - co ^ w IO fa* -^ CO CO CO ->4 00 e o o o o o 00 O 00 CO Q CO _.. r.. _., - x- ^ N * O - *> O ffl ^ 'ItflOKD^Wtj'-xliftU^fkeobcO OOOOOOOO«*00Q0 CD IO O O O to en o» -* fa* IO k o moo cooooooo-«jcocn4k.ioo«<jcn-»eo4fc> ev* co fa* co L* SilSJSii-ibiobb oombsmooq CO -» «J «4 Oo fa* 2 o* fa* b ^j en O -J *> ioio-l^ IO _. i ^^Mioww^enenco-j SC»»IDOO»N>M c* o» o».*.-* e**,p-4e*coenioooxi^k^ 0»coe»ioeocn fa* fa* fa* fa* co -* ** ^sol>b)<oiov^buo)(0 CD CD CO 2joen c4to-tc0oo3s»sis. 31 oo 09 CO CO fa* IO fa* - I I oooooooooo V^»-»itNfci0*"t,cnwe*"^->**»cpo O -* IO IO CO CD IO f^mepup^i^^coviisxd^e^ 00 en 10 «o bltmmu^uiitibvjmcsbb^^iouk^, IO fa* CO 00 -* CO IO -110 m 10 CO CO IS> -J f? i»io CO CO CD b IO CO CO CO fa* fa* o CO CO ^ en en -» 00 io o 00 fa* CO c<* c* en»>oo>- en kkkz fa* 00 -* 00 en 10 fajo*c*t*fa»ioioioio-»-*-k,, J* to IO ^N^rtc,S?-JWM«Do>weoi * co 4>» o S> S^;v1N',4COO->(i>>'x (D(D4>i^^S>^ ooooooooooooocoo^cnooo 1 >k^mw4k4kuo)<ilcoo>(do i^^spww^^n-beo^bi 22^JJi<R2ri2**,e><»ft*e9*Io-3 cocnco-goocoo-*iofa*4fc-encoo»o C* fa* fa* en en en Jig -_-too-^eniooo4wpco-» 00 OOOOOOPOOOOOQO-^ p CO _ <-» fa* -I CO co eo co b en, e o o o o -* IO fa* IO IO -* -* coenco enco 4^co o fa* o fa* -4 o fa* o> «d 10 en '4k.4^4k>4>»4k.4k.b*fa*fa»fa*IO NMMM- O CO CO fa* O CO M^n^ctwMMcnwo) _ en co fa* -» to en co -* 10 w (v* o o 5 o o o e o e<* o p 10 B to CO CO CO CO io 4k. eo CO co to Sr en en «_ o o o Q ±>tvien»i en CO CO 00 b r* "«00 4* OOP to 10 c* *>. en CO CO CO 10 o eo co fa* 4^M^bb fa* co en -» -»i CO CO CO o o I I I I f «8 8 fa* to * CO CO Jessies -* o o o o en en eo -j cocoo-*ioc»4>cna»fj O CO ^SppU^lkWWM i'iibo^bw^iob 4k.oo-^<noo-^cnco-^<n o o o o S o o o to -* -* to -^ IO ^. - OJ M «J -J tfl p to '-+ b b en io » 10 4» to jo p en co gggg g ro w 0* -» en en 00 to 82 6.<Vco fa* -»j S9 5 to p b *^ N> 00 o o o 88M S CO CO CO en en en * CO Jk ~!> <a V b b Vi p IO en 4k. 1a CO B o fa* 00 fa* CO o o o o o S e

8 Sambungan Tiang Pancang Kekuatan sambungan didesain mempunyai kekuatan yang lebih besar atau minimal sama dengan kekuatan tiang, karena pada daerah titik sambungan merupakan titik kritis dari tiang. Penyambungan tiang pancang dilakukan dengan menglnmungkan antar kepalatiang yang terbuat dari pelat baja dengan menggunakan las Data-data sambungan Data-datapelat baja seperti pada lampiran adalah sebagai berikut: a- Baja A514, dengan kuat leleh (fy) =100 ksi =690 Mpa=69000 T/m2. b. Kekuatantarik(fii) =110ksi =760Mpa= 76000T/m2 sedangkan data las yang dipergunakan mempunyai mutu yang "sepadan" dengan mutu pelat sambung baja, yaitu: a Jenis las El10XX b. Tegangan leleh ( fy )- 98 ksi =675 Mpa=67500 T/m2 c. Kekuatan tarik ( fii) =110 ksi =760 Mpa =76000 T/m2 d. Pengelasan busur logam terlindung ( SMAW) e. Jenis las tuinpul ("groove weld*') dengan sudut ikatan Perfaftungan pelat sambung Berdasarkan hasil perhitungan pada tabel 4.1, gaya geser dan momen yang bekerja pada kedalaman 9msebesar 23,179 Tdan 224,51 T-m. Kuat leleh baja(fy) yang digunakan sebesar 100 Ksi. Tegangan ijin baja (fb) yang terjadi sebesar : fl> =0,66fy =0, =66ksi=455 Mpa= T/m2

9 59 Perhitungan dimensi pelat sambung berbentuk cincin yang digunakan untuk diameter bang d=0,35 mberdasarkan persamaan yang diberikan AISC adalah sebagai berikut M 224,51 32Di GV-d4).4 J4x 224, D, x. (D^-0,354) =. Dt D! =682, Di= 0,4389 m Tebal pelat sambung adalah t = Di-d 0,4389-0,35 = 0,0444 m Untuk tebal pelat pada diameter yang lain dapat dilihat padatabel berikut ini

10 60 Tabel 4.2 Tebal pelat sambung baja pada penyambungan tiang type A Titik 1 ( kedalaman 9 m) D M ! POeser (Ton) M Fb <TjsL-JS/s D, (m) t JaL Tabel 4.3 Tebal pelat sambungbajapada penyambungan tiang a) Titik 1(kedalaman 6m) d PGcscr (Ton) b) Titik 2(kedalaman 12 m) r~d ~ ] Di M_ ] 0.662ll t JaL U typeb Tabel 4.4 Tebal pelat sambungbajapada penyambungan tiang type a) Titik 1(kedalaman 4,5 m) Fb (T/m2) 1 (m) ! t (m) O.OOllI

11 61 b) Titik 2 (kedalaman 9 m) d PGescr M Fb Di t (m) (Ton) (T-m) (T/m2) (m) (m) c)titik3(kedaloman 13,5 m) d PGescr M Fb D, t (m) (Ton) (T-m) (T/m2) (m) (m) Perhitungan las Perhitungan sambungan dengan menggunakan elektrode las E110XX diterapkan dalam susunan tiangyang dibagi menjadi 3 typeyaitu : Type A : Tiang sepanjang 18 m dibagi menjadi 2 potongan masing-masing sepanjang 9 m Type B : Tiang sepanjang 18 m dibagi menjadi 3 potongan masing-masing sepanjang 6 m Type C : Tiang sepanjang 18 m dibagi menjadi 4 potongan masing-masing sepanjang 4,5 m Pada susunan tiang type A untuk tiang berdiameter 35 cm gaya geser yang bekerja sebesar 23,779 ton dan momen yang terjadi sebesar 224,51 Ton-m. Besarnyategangan las (fr) yang terjadi untuk tebal las efektif4 cm adalah sebagai berikut:

12 62 Tegangan geserlas (fl) =. - A p ff(r3-/ij) 23,779 x (17,5 2-13,5 2) = 0,06104 T/cm2 Tegangan lentur las(f2) = * _ J * = (04 - D. *) 32D l x ( ) =8,2584 T/cm2 Resultan tegangan (fr) = >/(Fi)J +(f2)a =V(0, ,25842) = 8,2586 T/cm2 Tebal las yang diperlukan untuk menghubungkan pelat baja pada kepala tiang adalah sebagaiberikut: Tebal las perlu (te) = 0,3 tegangan ijin 8,2586 0,3.7,6 = 3,63 cm fr 63

13 63 ff 7 te = 3,63 cm Gambar 4.5 Penampang las Hasil perhitungan secara lengkap untuk tiang berdiameter 35 cm, 40 cm, 45 cm, 50 cm dan 60 cm pada sambungan type A, B, dan Cdapat dilihat pada tabel 4.5, tabel 4.6 dan tabel 4.7 Tabel 4.5 Tebal sambungan las padapenyamb ungan tiang typea :: :d : : (Qip): : x:: :(<?m): :: :'r'l:::' : :0cni): ijccm^i p; : ; i: ;!:' M :' : itf-pp?) CKcw?)" : ie::' Tabel Titik] (<?m); Tebal sambungan las pada penyambungan tiang typ (kedalaman 6 m) : :r:: : :: :«!* :: :!(<*?):' :::#::: iiccm2!);; / / Xqm3)]] ?:::::: CTonj: ;(T-crnj eb :: R:: ::: F?::: (f/crn^ :::&::: : W:: (cm}'

14 Ov ut 4k 4k O O v* O u> to o V» b b to to Ov o P oj Ut O oj IO oj Lj o) Ov Ov o o vo ov to ol CO 4k vo Ov to IO fa* b b N N - 1- IO O o] lik b uif 00 ov w w b U : :3 U 4> Ul t* w> w... 4k to VO VO ' ' w Ov Oj Ov o o o 4> U M 00 oj o» vo ol i k* oj 00 IO -J IO p b -oi IO x fa* 4k. fa* fa* IO N> io en -* 4k. io > o -» o o o o IO IO fa* fa* IO N> N> fa* 4k, 4k. 4k. en -oi en -oi o ol en en -* en S-ia *:: 4k. en oj co ^; :q> en in b Q x>- oi to IO IO fa* fa* b en w b»«i o fa* oj «:: 5 g to 0\ fjt 4k 4k w o o m o u U> to to IO p J* N p >J b b U b U IO K> -k -* -k -a fa* bbuibui o o o o o -a en en 4k. fa* ->j -* en <<* -^ en io b ^k l* 4k. 4k> C* N> M -* -o -o 4k. a en o -k o ca 4k> 4k. Ce O M *ol 4k fa* fa* en fa* is> ^ fa* fa* IO IO 4k. fa* en fa* to en io fa* 4k. en en fa* -a c* c* to io io oi -* en -* 4> IO -<k p to en 4k. 4k e* c* o o o o fa* 4k tn xrt a> 4k. en en b oj oj IO -o W Q«J O 4k. 4k. en en e b co oi b ««l» to oj 00 O 4k>. -k IO to IO fa* oi k) en b en 4k. en -oj en I I >r> I* V Ot W 4> ^ U m o o v» o u» W to to s> OUHO-J b b ui b ui m IO IO -k -k -» -k c* bboibbi o o o o o en -oi en fa* k fa» fa* to IO O W O <o fa* en 4k. fa* en -j fa* fa* IO IO IO IO IO IO en -* 4*. io o m -oi c* to io to to o o o o o bbbbo en en en o * 4k. en en S 2 fe ii * <0 -k 4k en io io W -* 4k.» ^ -k io to to fa* io b b fa* -k c*.o... li* if!::: :^::: If ov o o w o 4k 4k O to k* k* O O o o Wl O Ul to to Ot - 00 OV w b b t» b u» i J ui w 4> w 0-4- w» Ul ol 4k to VO lo oj vo -> w &.-5, Ot OV Ot o\ O) o o o o o VO Ov 4k CO «w ut vv* -J 00 4k 4k VO VO Ov to to «-* N> 4k. en -* oj -» IO o IO IO _ en -k JJ fa* -* CO oi W -k fa» c* c* _ K» s} IO 4k. io en fa* 33 S3 oi L. oj to -J -a fa* fa* -* 3 ->4 it b en O?: 9: -*$ io io io c* m to fa* io o* e -* IO fa» 4k. i c?