2.4 Analisis struktur bangunan atas, bawah, dan fondasi .1 Umum
2.4.2 Analisis struktur bangunan atas .1 Pelat lantai
2.4.4.1 Pemodelan dan analisis abutment sederhana
46
Gambar 2.30 - Pemodelan struktur gorong-gorong 2.4.4 Analisis struktur bangunan bawah
47
abutment (luas penampang abutment dikalikan dengan panjang abutment) dengan berat isi material abutment (berat isi beton),
2) Beban mati (MA dan MS) dan beban hidup kendaraan yang berasal dari struktur atas ditentukan berdasarkan reaksi tumpuan (jumah total reaksi tumpuan) dan dimodelkan sebagai beban terpusat berarah ke bawah pada ujung kantilever,
3) Efek tekanan lateral ditimbulkan dari timbunan yang berada di belakang abutment dan tekanan tanah lateral meningkat akibat adanya pengaruh beban hidup kendaraan dijadikan sebagai beban merata pada abutment yang bekerja tegak lurus terhadap struktur kantilever abutment,
4) Beban gempa EQ yang bekerja pada abutment ditentukan berdasarkan massa dari struktur atas yang dimodelkan sebagai beban terpusat horizontal di puncak abutment. Jika tumpuan gelagar yang digunakan di atas abutment adalah tipe move pada arah yang ditinjau, maka beban gempa pada arah tersebut tidak perlu diperhitungkan,
5) Pengaruh beban (momen) yang digunakan dalam perencanaan tulangan lentur diperoleh dari kombinasi pembebanan yang dibagi dengan panjang abutment sehingga diperoleh pengaruh beban (momen) persatuan panjang (kN.m/m).
Pemodelan analisis struktur abutment diperlihatkan pada Gambar 2.31 dengan simplifikasi struktur diperlihatkan pada Gambar 2.31(c).
Gambar 2.31 - Beban yang bekerja pada abutment 2.4.4.2 Pemodelan analisis kepala pilar
Struktur pilar terdiri dari kepala pilar (pier head) dan kaki pilar (pier leg). Kepala pilar merupakan komponen struktur pilar yang berfungsi sebagai tempat perletakan (bearing) penumpu gelagar. Pilar terdiri dari beberapa jenis, yaitu pilar tunggal (Gambar 2.32) dan pilar majemuk (Gambar 2.34). Pilar tunggal merupakan pilar dengan satu kaki sedangkan pilar majemuk adalah pilar dengan banyak kaki, karena fungsinya meneruskan beban dari struktur atas ke kaki pilar, maka pengaruh beban pada pilar harus diperhitungkan pada arah longitudinal dan pada arah transversal jembatan.
48
Gambar 2.32 - Tampak pilar tunggal arah transversal jembatan (kiri) dan tampak pilar arah longitudinal jembatan (kanan)
Pada arah longitudinal, kepala pilar (pilar majemuk dan pilar tunggal) didesain sebagai korbel sehingga dalam perhitungan pengaruh beban, kepala pilar dapat dimodelkan sebagai korbel dua dimensi dengan panjang lengan gaya diambil dari as perletakan sampai ke muka pembatas antar gelagar di kepala pilar. Beban-beban yang bekerja pada kepala pilar ini merupakan rekasi perletakan dari struktur atas (gelagar) jembatan, karena dimodelkan sebagai korbel, maka bekerja gaya dalam berupa momen, geser dan gaya aksial (tarik atau tekan) pada tumpuan (di muka pembatas gelagar). Pemodelan analisis struktur kepala pilar pada arah transversal diperlihatkan pada Gambar 2.35.
Gambar 2.33 - Pemodelan struktur kepala pilar Gelagar
Kaki pilar Kepala pilar
As perletakan
Muka pembatas antar gelagar Panjang lengan gaya
49
Pada arah transversal, kepala pilar dapat dianggap sebagai gelagar dengan ujung kantilever.
Untuk kasus pilar majemuk, kepala pilar dapat dianalogikan seperti gelagar di atas banyak tumpuan dengan ujung kantilever dimana kaki pilar dianggap sebagai tumpuannya. Beban yang dipikul oleh kepala pilar terdiri dari berat sendiri dan beban yang berasal (beban merata) dari reaksi tumpuan gelagar (beban terpusat). Pemodelan struktur kepala pilar diperlihatkan pada Gambar 2.35.
Gambar 2.34 - Tampak pilar majemuk arah transversal jembatan (kiri) dan tampak pilar arah longitudinal jembatan (kanan)
Gambar 2.35 - Pemodelan struktur kepala pilar pada arah transversal Kaki pilar
Kepala pilar
50 2.4.4.3 Pemodelan analisis kaki pilar
Struktur pilar dapat dimodelkan sebagai struktur portal satu tingkat dengan asumsi jepit pada top pile cap. Gambar 2.36 merupakan idealisasi pemodelan struktur pilar. Pada umunya pier head mempunyai tinggi penampang yang relatif besar, sehingga dalam pemodelan struktur ketebalan pier head tidak bisa diabaikan. Untuk memodelkan struktur pilar pada bagian pertemuan gelagar dan kaki pilar perlu dimodelkan sebagai suatu elemen rigid yang sangat kaku (rigid body) sehingga pada bagian sambungan akan berdeformasi secara keseluruhan.
Beban hidup yang dihasilkan dari reaksi maksimum gelagar pada struktur bawah bervariasi untuk setiap gelagarnya, sehingga untuk menentukan pengaruh beban hidup pada pilar secara keseluruhan membutuhkan pemodelan tiga dimensi.
Gambar 2.36 - Pemodelan struktur pilar
Gambar 2.37 - Pembebanan struktur pilar
RH Rg
Rg
RH RH
Rg Rigid link
Rigid link RH
Rg
Rigid link
struktur
g3 g5 g7
Rg2 Rg4 Rg6
Rg1 R R R Berat sendiri
51 2.4.4.4 Pemodelan analisis pile cap
Penampang pile cap harus direncanakan terhadap lentur dan geser. Lentur pile cap didesain berdasarkan penampang kritis pile cap sedangkan perencanaan geser didasarkan pada bidang kritis pile cap.
1) Analisis lentur pile cap
Struktur pile cap dapat dimodelkan sebagai gelagar kantilever dengan posisi jepit berada pada muka pilar atau abutment jika memenuhi persyaratan jarak antar garis tengah tiang ke bidang kritis (w) lebih besar dari pada tebal pile cap (d) pada penampang kritis seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.38 (b). Lentur pile cap harus didesain berdasarkan dua penampang kritis. Momen lentur pile cap didapatkan dari hasil perkalian reaksi fondasi tiang dengan lengan momen ke muka pilar. Jika jarak antar garis tengah tiang ke bidang kritis (w) lebih kecil dari tebal pile cap (d) seperti pada Gambar 2.38 (a), maka pile cap direncanakan dengan metode strut and tie.
(a)
(b)
Gambar 2.38 - Penampang kritis pile cap 2) Analisis geser pile cap (punching shear)
Penampang pile cap harus diperiksa kegagalan terhadap geser. Untuk penampang yang mempunyai ketebalan yang relatif tipis dan menerima beban terpusat yang besar, akan
Abutment
Abutment Penampang kritis pile cap
Penampang kritis pile cap
52
beresiko mengalami kegagalan terhadap punching shear. Oleh sebab itu ketebalan penampang pile cap harus diperiksa terhadap gaya terpusat yang terjadi.
Gambar 2.39 - Keliling geser kritis fondasi tiang pada pile cap
Reaksi tiang tunggal pada jenis fondasi tiang kelompok akan menimbulkan efek punching shear pada pile cap. Kapasitas pile cap terhadap geser sangat bergantung pada ketebalan pile cap dan keliling geser kritis. Keliling geser kritis fondasi tiang tunggal sangat bervarisi, hal ini dipengaruhi oleh susunan dan spasi fondasi tiang pada pile cap. Untuk konfigurasi fondasi tiang yang relatif rapat, keliling geser akan mengalami overlap (tumpang tindih) sehingga keliling geser kritis yang digunakan untuk analisis punching shear adalah keliling geser terkecil.
Tiang
Overlap Tepi pile cap
Kemungkinan penampang kritis, bo
Tiang 0.5dv
0.5dv
dp dp
53 2.4.5 Analisis struktur fondasi