PERTEMUAN KE 7
DESAIN PONDASI RAKIT
REKAYASA PONDASI 1
TKS 22229
Disusun oleh:
Tim KBK Geoteknik Prodi Teknik Sipil FT UNS
Lab. Mekanika Tanah FT UNS, Jl Ir Sutami 36 a Surakarta
Disain struktur pondasi rakit pada dasarnya menggunakan 2 pendekatan:
(1)
Rigid Method
(2)
Flexible Method Disamping itu ada satu
pendekatan lagi yaitu: Finite Difference & Finite Element Method
Metode Analisis Pondasi Rakit
RIGID METHOD
§
Metode ini menggunakan
konsep keseimbangan batas.
§
Pondasi dianggap memiliki kekakuan lebih besar dari
tanah, sehingga distorsi pada pondasi dianggap kecil tidak akan merubah distribusi
takanan di bawah pondasi
§
Besar dan distribusi tekanan hanya tergantung pada beban dan berat sendiri
Introduction
1. Hitung baban total Q:
2. Tentukan tegangan pada tanah pada titik A, B, C, ….
LANGKAH-LANGKAH DISAIN RIGID METHOD
3. Bandingkan q pada langkah 2 dengan tekanan tanah ijin:
4. Bagilah plat menjadi
beberapa bagian dengan lebar B1, sehingga menjadi individual strip footing.
5. Gambar diagram gaya geser dan momen utk masing-masing individual strip. Misal
LANGKAH-LANGKAH DISAIN RIGID METHOD
5. Gambar diagram gaya geser dan momen utk masing-masing individual strip. Misal utk strip arah x, maka tekanan tanah rerata:
Dimana qI dan qF adalah tekanan tanah titik I dan F pada langkah 2. Sehingga reaksi tanah total menjadi: qav.B1.B.
Reaksi tanah dan beban kolom akan menjadi:
LANGKAH-LANGKAH DISAIN RIGID METHOD
Setelah dimodifikasi menjadi:
Dengan modification factor:
Sehingga beban kolom termodifikasi menjadi: FQ1, FQ2, FQ3 , FQ4
Lakukan langkah-langkah tersebut untuk seluruh strip arah x dan y
6. Tentukan kedalaman efektip pondasi d dengan menghitung geser diagonal di sekitar kolom kolom. Critical section dpat dihitung:
Dengan:
7. Dari diagram momen dari seluruh strip (x atau y), tentukan momen positif dan negatif per satuan lebar (M'=M/B1)
LANGKAH-LANGKAH DISAIN RIGID METHOD
8. Tentukan luas tulangan persatuan lebar utk tulangan negtif dan positif arah x dan y.
FLEXIBLE METHOD
Introduction
§ Pada metode flexible, tanah diasumsikan
eqivalen terdiri dari jumlah tak terbatas dari pegas elastis.
§ Konstanta elastis dari pegas ini desebut
sebagai koefisien subgrade reaction (k), atau modulus of subgrade reaction, atau subgrade modulus
k = q/d
dimana q = bearing pressure, d = settlement
§ Meode ini disebut juga sebagai metode Winkler
§ Metode ini dinggap lebih realistic
dibandingkan dengan metode rigid. Mengapa?
Metode Winkler
§ Pada metode Wingkler, interaksi antara pondasi dengan tanah (soil structure interaction) sangat diperhatikan
§ Metode ini mempertimbangkan efek deformasi lokal terhadap distribusi tekanan tanah
§ Perlu menentukan hubungan antara settlement dengan tekanan
§ Parameter hubungan ini disebut subgrade modulus (k)
§ Karena k sebarang titik bisa
berbeda, maka nilai settlement dapat berbeda
§ Jumlah gaya pegas harus sama dengan beban struktur dan
berat sendiri, sehingga:
dimana:
ud = pore water pressure
A = kontak area (rakit-tanah)
d = settlement titik yang ditinjau
Kelemahan Metode Winkler
§
Pada metode Winkler, nilai k dianggap linear dan independent, dan seluruh tanah dianggap memiliki k yang sama.
§
Karena k dianggap sama, maka bearing pressure pada sekita kolom akan lebih besar
§
Kekurangan metode Winkler ini al:
linearitas k, keseragaman d pada plat dengan beban merata,dan
independensi k. Kenyataannya, nilai k
ini tidak independent
Kelemahan metode Winkler
Coupled Method
§ Kelemahan yang ada pada metode Winkler, diatasi dengan model
penambahan pegas yang berinterkasi satu dengan lainnya
§ Metode ini disebut coupled method
§ Namun masih perlu analisis lebih lanjut utk menentukan nilai k yang tidak
indepentent perlu modeling yang lebih advanced
Pseudo Coupled Method
§ Kesulitan menentukan k yang ada pada coupled methode dicoba diatasi dengan menganggap k besifat independent,
tapi bernilai veriabel tergantung lokasi.
§ Pada metode ini, nilai k pada pinggir mat dianggap lebih kaku daripada di tengah.
§ Hasil studi menunjukkan bahwa nilai k di sekliling mat besarnya 2x nilai k di pusat.
§ Cara ini disebut pseudo coupled method
Contoh variasi nilai k:
CATATAN
Terlihat bahwa semua metode konvensional baik rigid maupun fleksible masih menggunakan asumsi yang kasar. Hal ini berakibat pada hasil analisis yang
kurang reasonable.
Dengan adanya software finite element 3D, kesulitan pada pada metode konvesional dapat diatasi secara meyakinkan.
Pembahasan tentang metode elemen hingga tidak dilakukan pada kuliah ini.
Bagi mahasiswa yang tertarik, dapat mengambil MK Metode Elemen Hingga dalam Geoteknik
