Gaya Lateral Pada Tiang Pancang

Lateral tiang pancang. Derajat rekasi tanah tergantung pada : a. Keka Kekaku kuat at tian tiang g b. Keka Kekaku kuan an tana tanah h c. Keka Kekaku kuan an ujun ujung g tiang tiang..

Umumnya beban lateral tiang dibagi dalam 2 katagori yaitu : a. Tiang pendek pendek atau tiang tiang rigid rigid b. Tiang panjang panjang atau elastik elastik tiang tiang..

Gambar Gambar dibawah ini menunjukan menunjukan variasi lendutan lendutan tiang dan distribusi distribusi momen dan dan gaya geser sepanjang tiang ketika beban lateral bekerja.

MATLOCK dan REESE (1960). 1. Untuk tanah granular (nonkohesif) metoda MATLOCK Umumnya metoda untuk menentukan momen dan lendutan tiang pancang pada tanah granular digunakan metoda MATLOCK MATLOCK dan REESE (1960)

Berdasarkan model sederhana Winkler’s, modulus subgrade reaction, k k  =

 p ' (kN  / m)  x (m)

Dimana : P’ = tekanan tanah X = deflection Modulus subgrade untuk tanah granular = k z = nhz nh = Konstanta modilus subgrade reaction

1

Dari gambar diatas dan menggunaka teori balok pada elatik pondasi ,  E  p I  p

d 4 x dz 4

=  p '

Ep = Modulus elastisitas tiang pancang Ip = momen enersia tiang pancang Berdasarkan model Winkler’s,  p ' = −kx  E  p I  p

d 4 x dz 4

− kx = 0

Lendutan tiang untuk kedalaman z adalah :  x z  ( z ) =  A x

Q g T 3  E  p I  p

M  g T 2

+  B x

 E  p I  p

Kemiringan tiang untuk kedalaman z adalah :

θ  z  ( z ) =  Aθ 

Q g T 2  E  p I  p

+  Bθ 

M  g T   E  p I  p

Momen tiang untuk kedalaman z adlah : M  z  ( z ) =  Am Q g T  +  Bm M  g 

Gaya geser untuk tiap kedalaman z adalah : V  z  ( z ) =  Av Q g  +  Bv

M g  T 

Reaksi tanah untuk kedalaman z adalah :  p ' z  ( z ) =  A p

Q g  T 

+  B' p

M g  T 2

Ax,Bx,Aθ, Bθ , Am,Bm,Av, Bv,Ap’, Bp’ Koefesien yang diambil dari tabel atau grafik dibawah ini. Karakteristik panjang tiang = T, T  = 5

 Z  =

 E  p I  p nh

 z  T 

2

 Z maks =

 L T 

Nilai nh dapat diambil pada tabel dibawah ini :

nh (kN/m3)

Jenis Tanah Pasir

kering

atau

basah

1800 – 2200

Gembur 

5500 – 7000

Medium

15000

Padat Submerged

18000

Gembur 

1000 – 1400

Medium

3500 – 4500

Padat

9000 – 12000

–

Jika L ≥ 5T  Tiang panjang. Jika L ≤ 2T  Tiang rigid.

2. GAY GAYA LATERAL LATERAL PADA TANAH KOHESIF Menentukan gaya lateral pada tanah kohesif berdasarkan dari DAVISSION dan GILL (1963), dengan persamaan sebagai berikut :  x z  ( z ) =  A' x

Q g  R 3  E  p I  p

+  B' x

M  g  R 2  E  p I  p

Momen tiang untuk kedalaman z adlah : M  z  ( z ) =  A' m Q g  R +  B' m M  g   E  p I p

 R = 4  Z  =

k 

 z   R

 Z maks

k 

=

 L  R

0,6512

=

 E  s D 4  E  p I  p 1

E  s 2

 µ   s

−

Dimana :

3

Es = Modulus elastisitas tanah D = ukuran tiang

µs= Poisson’s ratio tanah

3. Gaya lateral METODA BROMS: Metoda ini dapat menganalisa gaya lateral pada tiang bebas (free) atau terjepit (fixed). Metoda tidak cocok untuk menganalisa tanah berbeda lapisan lempung dan pasir. Prosedur perhitungan : 1. Tentuk entukan an secara secara umum jenis jenis tanah. tanah. Dalam Dalam kriti kritis s sekit sekitar ar 4 – 5 x Diam Diamete eter  r  tiang dibawah muka tanah. 2. Tentukan koefesien koefesien sugrade sugrade reaksi reaksi horizuontal horizuontal tanah tanah kn a.

Untuk tanah kohesif :

k h

=

n1n2 qu b

=

n1n2 2C u b

Dimana : n1, n2 = koefesien impiris b = lebar taiang qu = Kuat tekan bebas=2Cu Nilai n1 untuk tanah lempung : Unconfined Comp Strength,

n1

qu (kPa) < 48 kPa 48 kPa < qu < 191 kPa > 191 kPa

0,32 0,36 0,40

Nilai n2 untuk berbagai tiang pancang : Jenis tiang Baja Beton Kayu

b.

n1 1,00 1,15 1,30

Untuk tanah non kohesif  Nilai Kh untuk Tanah nonkohesif (pasir, kerikil)

4

Tingkat Kepadatan Gembur Medium Padat

Kh (kN/m3) Diat Diatas as muka muka air air Diba Dibawa wah h muka muka air  air  1900 1086 8143 5429 17644 10857

3. Tentukan jenis pembebanan pembebanan dan kondisi tanah. a. Untuk Untuk beban beban cikli ciklik k pada pada tanah tanah non non kohesif  kohesif  Kh = ½ Kh untuk pasir medium dan pasir padat Kh = ¼ Kh Untuk pasir gembur.  b. Untuk beban statik pada tanah kohesif 

Kh = (1/3 (1/3 – 1/6) 1/6) Kh untu untuk k lemp lempun ung g lun lunak dan sang sangat at luna lunak k norm normal al konsolidasi. Kh = (1/4 – ½ ) Kh Untuk lempung kaku dan sangat kaku.

4. Tiang pancang.

a. Tentukan entukan modulu modulus s elastisit elastisitas as tiang, tiang, Es b. Tentukan entukan momen momen inersi inersia a tiang, tiang, Is c. Tentuk entukan an mome momen n tahana tahanan, n, S d. Tentukan tegangan leleh tiang pancang, σy e. Tentukan dalam pemancangan,D meter  f.

Tentukan ukuran tiang,b meter 

g. Tentukan tinggi kepala kepala tiang tiang terhadap terhadap muka tanah, tanah, ey (meter) (meter) h. Tentukan entukan faktor faktor bentuk bentuk tiang, tiang, Cs

i.

-

Tiang bu bulat Cs Cs = 1,3

-

Tiang iang H denga dengan n mom momen en maks maksim imum um Cs = 1,1 1,1

-

Tiang iang H denga dengan n mom momen en minim minimum um Cs = 1,5 1,5

Tentuk entukan an Momen Momen tahana tahanan n tian tiang, g, My My -

Untuk titiang ba baja My = CsσyS

-

Untuk titiang be beton, My = σcS

5. Tentukan βn untuk tanah kohesif dan η untuk tanah nonkohesif 

a. β n

=

4

 K h b 4 EI 



5

tanah kohesif 

b. η 

=

5

 K h  EI 



tanah nonkohesif 

6. Tentukan entukan faktor faktor panjang panjang a. Untuk tanah kohesif = βnD  b. Untuk tanah nonkohesif = ηD

7. Tentukan apakah termasuk tiang panjang panjang atau pendek a. Untu Untuk k tana tanah h kohe kohesi sif  f  -

βnD > 2,25



Termasuk tiang tian g panjang

-

βnD < 2,25



Termasuk tiang tian g pendek

b. Untu Untuk k tana tanah h kohe kohesi sif  f  -

ηD > 4,0



Termasuk tiang panjang

-

2.0 < ηD < 4,0



Tiang intermediat

-

ηD < 2,



Termasuk tiang t iang pendek

8. Tentukan entukan param parameter eter tana tanah h seperti seperti : a. Koefesien tekanan tanah pasif = Kp = Tan2 (45 + φ/2), dimana φ sudut geser 

dalam tanah.  b. Berat volume efektif tanah rata-rata, γ ’

c. Kohesi Kohesi tanah tanah,, Cu = ½ qu (kuat (kuat teka tekan n bebas) bebas)

9. Tentukan entukan beban beban ultimi ultimitt lateral lateral a. Untu Untuk k tana tanah h kohe kohesi sif  f  -

Tiang iang pend pendek ek beba bebas s ata atau u ter terje jepi pitt Tentukan D/b, ey/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load faktor  x Qu/(cub2). Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (c ub2)

6

-

Tiang iang pan panja jang ng beb bebas as ata atau u terj terjep epit it Tentukan M y/(Cub3), e/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load faktor x Qu/(cub2). Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (c ub2)

7

b. Pada Pada tanah tanah nonkoh nonkohes esif  if  -

Tiang iang pend pendek ek beba bebas s ata atau u ter terje jepi pitt Tentukan D/b, e/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load faktor  x Qu/(Kpb3γ ). ). Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (K pb3γ )

8

-

Tiang iang pan panja jang ng beb bebas as ata atau u terj terjep epit it Tentukan M y/(Cub3), e/b, gunakan gambar dibawah ini tentukan nilai load faktor x Qu/(Kpb3γ ). ). Beban lateral ultimit = Qu = load faktor x (K pb3γ )

9

-

Tiang iang int interm ermed ediat iat beba bebas s ata atau u ter terjep jepit it Dimabil dari nilai terkecil dari Qu (tiang pendek bebas atau terjepit) atau Qu(tiang panjang bebas atau terjepit)

10.Tentukan Gaya lateral izin Ql(izin),

Qa

=

Qu SF 

10

=

Qu 2,5

11. Tentukan beban Qa untuk tiang tunggal Perhitungan Qa berhubungan dengan lendutaan pada kepala tiang, Beban izin ditentukan oleh beban izin sendiri atau lendutan yang terjadi. Untuk menentukan lendutan sebagai berikut : a. Untuk Untuk tanah tanah kohesif kohesif tiang tiang bebas bebas atau atau terjepi terjepit. t. Gunakan βnD, e/D dengan gambar dibawah tentukan faktor lendutan x δ KhbD/Qa bD/Qa.. Lendutan δ = faktor lendutan x yK hbD/Qa

11

 b. Untuk tanah nonkohesif tiang bebas atau terjepit.

Gunakan ηD, e/D dengan gambar dibawah tentukan faktor lendutan x δ (EI)3/5(Kh)2/5/QaD. Lendutan δ = faktor lendutan x δ(EI)3/5(Kh)2/5/QaD

12

12.Banding 12. Bandingkan kan Qa dengan Qm -

Jika Jika Qa > Qm Qm gun gunak akan an Qm dan dan hit hitun ung g δm

-

Jika Jika Qa > Qm Qm gun gunak akan an Qa dan dan hit hitun ung g δm

-

Jika Qa dan δ tidak ada, gunakan Qa dan hitung δm

13.Reduksi lateral izin untuk pengaruh kelompok tiang dan metoda pemancangan tiang. a. Faktor Faktor redu reduksi ksi untuk untuk kelompo kelompok k tiang tiang

13

b. Meto Metoda da pema pemanc ncan anga gan n -

Untuk Untuk tiang tiang dipancan dipancang g demha demham m alat alat pancan pancang g tidak tidak perlu perlu direduk direduksi si

-

Untuk tuk je jette pile = 0, 0,75

reduksi . tergan tergantun tung g dari dari yang yang 14. Besar daya dukung lateral Qa(izin) = Qa xFaktor reduksi. menentukan. Yaitu besar lendutan δ terjadi atau beban lateral Qm sendiri. 15. Besar gaya lateral kelompok tiang = Jumlah tiang x Q a(izin)

14