13 0 1 MB
1. ANALISA KONSTRUKSI UNDERPASS (SECANT PILE) DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM PLAXIS 1.1. Underpass Tertutup Analisa konstruksi Underpass tertutup yang mana di bagian atas akan dilewati lalu lintas kendaraan dilakukan dengan program Plaxis V8.2. Ketinggian underpas tertutup yaiut sebesar 7 m, semetara tinggi secant pile sebesar 18 m, dimana lapisan tanah dibagi kedalam 4 lapisan dan dapat dilihat pada gambar berikut :
1. Definisi input data material pada plaxis : a. Material Tanah 1) Tanah Lapisan 1 : - Pasir berbatu C
= 0 kN/m2
E
= 19.000 kN/m2
Ø
= 30°
γunsat
= 17 kN/m3
γsat
= 20 kN/m3
2) Tanah Lapisan 2 : - Lempung berpasir C
= 10 kN/m2
E
= 10.000 kN/m2
Ø
= 18°
γunsat
= 16 kN/m3
γsat
= 18 kN/m3
3) Tanah Lapisan 3 : - Lempung berpasir C
= 20 kN/m2
E
= 15.000 kN/m2
Ø
= 20°
γunsat
= 17 kN/m3
γsat
= 19 kN/m3
4) Tanah Lapisan 4 : - Lempung berpasir C
= 70 kN/m2
E
= 23.000 kN/m2
Ø
= 2°
γunsat
= 17 kN/m3
γsat
= 19 kN/m3
b. Secant Pile Untuk secant pile harus dikonversi ke dalam bentuk sheetpile terlebih dahulu. Berikut perhitungan kekakuan material untuk input ke dalam Plaxis : -
Diameter Secant Pile = 0,6 m
-
A
= 1/4x3,14x0,62 = 0,2826 m2
-
E
= 4700√𝑓′𝑐 = 4700 √35 = 27805574,98 kN/m2
-
I
= 1/64x3,14x0,64 = 0,0063585 m4
-
EA
= 7857855,4895 kN/m
-
EI
= 176801,7485 kNm2/m
-
w
= 3,93/15 = 0,45 kN/m/m
c. Pelat Beton Atas -
t
= 0,5 m
-
A
= 12 * 0,5 = 6 m2
-
E
= 4700√𝑓′𝑐 = 4700 √35 = 27805574,98 kN/m2
-
I
= 1/12 x 12 x 0,53 = 0,125 m4
-
EA
= 166833449,88 kN/m
-
EI
= 3475696,87 kNm2/m
-
w
= 86,4/12 = 12 kN/m/m
d. Pelat Beton Bawah -
t
= 0,3 m
-
A
= 12 * 0,3 = 3,6 m2
-
E
= 4700√𝑓′𝑐 = 4700 √35 = 27805574,98 kN/m2
-
I
= 1/12 x 12 x 0,33 = 0,027 m4
-
EA
= 100100069,93 kN/m
-
EI
= 750750,52 kNm2/m
-
w
= 86,4/12 = 7,2 kN/m/m
2. Hasil Analisis Plaxis pada underpass tertutup 2.1. Hasil analisis akibat struktur
Gambar 2. Displacement akibat struktur pada underpass tertutup Berdasarkan hasil analisis dengan plaxis didapatkan nilai Displacement akibat struktur sebesar 1,58 cm.
2.2. Hasil analisis akibat beban merata
Gambar 2. Displacement akibat beban merata pada underpass tertutup Berdasarkan hasil analisis dengan plaxis didapatkan nilai Displacement akibat beban merata sebesar 0,808 cm. 2.3. Hasil analisis akibat beban terpusat
Gambar 2. Displacement akibat beban terpusat pada underpass tertutup
Berdasarkan hasil analisis dengan plaxis didapatkan nilai Displacement akibat beban terpusat sebesar 0,975 cm.
Gaya-gaya yang bekerja pada secant pile underpass tertutup bagian tepi dapat dilihat pada gambar berikut : a. Displacement
Gambar 3. Displacement pada secant pile Nilai displacement yang terjadi sebesar 0,54 cm. b. Shear Stresses
Gambar 3. Shear Stresses pada secant pile Nilai extreme shear stresses yang terjadi sebesar 60,57 kN/m2.
c. Effective Normal Stresses
Gambar 3. Effective Normal Stresses pada secant pile Nilai Effective Normal Stresses yang terjadi sebesar -309,14 kN/m2.
d. Faktor aman
Gambar 3. Faktor aman pada secant pile Nilai nilai faktor aman yang terjadi sebesar 23,263 > 1,5. Nilai kestabilan pile terhadap tanah sangat stabil.
1.2. Underpass Terbuka Analisa konstruksi Underpass terbuka yang mana di bagian atas akan dilewati lalu lintas kendaraan dilakukan dengan program Plaxis V8.2. Ketinggian underpas tertutup yaiut sebesar 5 m, semetara tinggi secant pile sebesar 15 m, dimana lapisan tanah dibagi kedalam 4 lapisan dan dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 1. Pemodelan Rencana Secant Pile dan Lapisan Tanah 1. Definisi input data material pada plaxis : a. Material Tanah 1) Tanah Lapisan 1 : - Pasir berbatu C
= 0 kN/m2
E
= 19.000 kN/m2
Ø
= 30°
γunsat
= 17 kN/m3
γsat
= 20 kN/m3
2) Tanah Lapisan 2 : - Lempung berpasir C
= 10 kN/m2
E
= 10.000 kN/m2
Ø
= 18°
γunsat
= 16 kN/m3
γsat
= 18 kN/m3
3) Tanah Lapisan 3 : - Lempung berpasir C
= 20 kN/m2
E
= 15.000 kN/m2
Ø
= 20°
γunsat
= 17 kN/m3
γsat
= 19 kN/m3
4) Tanah Lapisan 4 : - Lempung berpasir C
= 70 kN/m2
E
= 23.000 kN/m2
Ø
= 2°
γunsat
= 17 kN/m3
γsat
= 19 kN/m3
b. Secant Pile Untuk secant pile harus dikonversi ke dalam bentuk sheetpile terlebih dahulu. Berikut perhitungan kekakuan material untuk input ke dalam Plaxis : -
Diameter Secant Pile = 0,6 m
-
A
= 1/4x3,14x0,62 = 0,2826 m2
-
E
= 4700√𝑓′𝑐 = 4700 √35 = 27805574,98 kN/m2
-
I
= 1/64x3,14x0,64 = 0,0063585 m4
-
EA
= 7857855,4895 kN/m
-
EI
= 176801,7485 kNm2/m
-
w
= 3,93/15 = 0,45 kN/m/m
c. Pelat Beton Bawah -
t
= 0,3 m
-
A
= 12 * 0,3 = 3,6 m2
-
E
= 4700√𝑓′𝑐 = 4700 √35 = 27805574,98 kN/m2
-
I
= 1/12 x 12 x 0,33 = 0,027 m4
-
EA
= 100100069,93 kN/m
-
EI
= 750750,52 kNm2/m
-
w
= 86,4/12 = 7,2 kN/m/m
2. Hasil Analisis Plaxis pada underpass terbuka 2.1. Hasil analisis akibat struktur
Gambar 2. Displacement akibat struktur pada underpass terbuka Berdasarkan hasil analisis dengan plaxis didapatkan nilai Displacement akibat struktur sebesar 0,985 cm.
2.2. Hasil analisis akibat beban merata
Gambar 2. Displacement akibat beban merata pada underpass terbuka Berdasarkan hasil analisis dengan plaxis didapatkan nilai Displacement akibat beban merata sebesar 1,16 cm.
2.3. Hasil analisis akibat beban terpusat
Gambar 2. Displacement akibat beban terpusat pada underpass terbuka
Berdasarkan hasil analisis dengan plaxis didapatkan nilai Displacement akibat beban terpusat sebesar 1,22 cm.
Gaya-gaya yang bekerja pada secant pile underpass tertutup bagian tepi dapat dilihat pada gambar berikut : a. Displacement
Gambar 3. Displacement pada secant pile Nilai displacement yang terjadi sebesar 0,973 cm.
b. Shear Stresses
Gambar 3. Shear Stresses pada secant pile Nilai extreme shear stresses yang terjadi sebesar 57,79 kN/m2.
c. Effective Normal Stresses
Gambar 3. Effective Normal Stresses pada secant pile Nilai Effective Normal Stresses yang terjadi sebesar -319,73 kN/m2.
d. Faktor aman
Gambar 3. Faktor aman pada secant pile Nilai nilai faktor aman yang terjadi sebesar 10,119 > 1,5. Nilai kestabilan pile terhadap tanah sangat stabil.
2. ANALISA KONSTRUKSI UNDERPASS (SECANT PILE) DENGAN MENGGUNAKAN RUMUS 2.1. Analisis Perhitungan Underpass Tertutup
Gambar 3. Pemodelan Secant Pile
1. Data Properties Tanah Tabel 1. Data Properties Tanah Layer Lapisan1 Lapisan2 Lapisan3 Lapisan4 Tanah Keras
S.E. (m) -2 -5 -7 -25 -30
Muka Air Tanah :
ɣ (kN/m³) 20 18 19 19 18,2
ø (°) 30 18 20 2 23
C' (kN/m²) 0 10 20 70 20
-25 m
2. Data Properties Secant Pile dan Pile Cap
Ka
Kp
H (m)
0,333 0,527 0,490 0,932 0,4380
3 1,894 2,039 1,072 2,282
2 3 2 18 5
3. Beban Tambahan
4. Rencana Pile Cap
5. Rencana Secant Pile
6. Hasil Perhitungan a. Perhitungan Penulangan pile head - Longitudinal Reinforcement Bbeam = Hbeam = d' = d = Acb = Rmax = Md = md = ρm =
120 80 4 76 0,21
cm cm cm cm m²
0 kN/m 0 kNm 0 0,0912
- Top/Bottom of the Beam Calc. Asb = Select Asb =
42,4189 cm² 17,8128 cm²
Top : 12Ø22
OK
Bottom : 12Ø22
OK
- Transverse Reinforcement Vd = Vmax 1.5 Vmax = Vd = Vcr = 0.65 fctd Ac fctd = Vcr = Vc = 0.80 Vcr Vc = Vws = Asw d fywd / s Vws = Vd' = Vws + Vc Vd' =
0 kN/m 0 kN 1608 kN/m² 219,492 kN 175,594 kN 645,964 kN 821,557 kN
Ø13/15
Vd' > Vd OK
12Ø22
4 120
80
12Ø22
Ø13/15
b. Perhitungan Penulangan Pile - Longitudinal Reinforcement dpl = Dpl - d'pl Dpl = D'pl = dpl =
60,0 4,0 56,0
cm cm cm
Md = MPmax a 1.5 MPmax = Mmax + Mfailure = 1909,8
kNm/ m
a= Md =
0,35 1002,6
m kNm
Acp = fcd = md = ρm =
0,283 24000 0,290 0,148
m² kN/m²
md = Md / (0.85 fcd Ac D) p = Max ( pm ; md )
As = ρ Ac / ( fyd / (0.85 fcd )) fyd = Calculation Selection
Asc Ass ρb Mb
= = = =
40000 0 41,8 72,4 0,026 1004,1
kN/m² cm² cm²
16Ø24
OK
kNm
- Transverse Reinforcement Vd = VPmax a 1.5 VPmax = Vmax + Vfail.anc = Vd = Vcr = 0.65 fctd Ac fctd = Vcr = Vc = 0.80 Vcr Vc = Vws = Asw d fywd / s Vws = Vd' = Vws + Vc
872,5 458,1
kN/m kN
1608,0 295,5
kN/m² kN
Vd' =
720,9
236,4
kN
484,5
kN Vd' > Vd kN
Ø13/2 0
OK
16Ø24
Ø13/20
c. Diagram Hasil Perhitungan
10.00
0.00
-10.00
-20.00
-30.00
-40.00
-50.00
-60.00
-70.00
-80.00
Diagram Displacement -90.00
-
0.0
-2.0
-4.0
-6.0
-8.0
-10.0
-12.0
-14.0
DISPLACEMENT(mm)
-16.0
Grafik 1. Diagram Displacement Hasil Perhitungan
1000.0
800.0
600.0
400.0
0.0
200.0
Diagram Momen -200.0
-
0.0
-2.0
-4.0
-6.0
-8.0
-10.0
-12.0
-14.0
MOMENT (kNm)
-16.0
Grafik 2. Diagram Momen Hasil Perhitungan
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
0.0
-100.0
-200.0
-300.0
Diagram Geser -400.0
-
0.0 -2.0 -4.0
-6.0 -8.0 -10.0 -12.0 -14.0
SHEAR (kN)
-16.0
Grafik 3. Diagram Geser Hasil Perhitungan
2.2. Analisis Perhitungan Underpass Terbuka
Gambar 3. Pemodelan Secant Pile
7. Data Properties Tanah Tabel 1. Data Properties Tanah Layer Lapisan1 Lapisan2 Lapisan3 Lapisan4 Tanah Keras
S.E. (m) -2 -5 -7 -25 -30
Muka Air Tanah :
ɣ (kN/m³) 20 18 19 19 18,2
ø (°)
-25 m
30 18 20 2 23
C' (kN/m²) 0 10 20 70 20
Ka
Kp
H (m)
0,333 0,527 0,490 0,932 0,4380
3 1,894 2,039 1,072 2,282
2 3 2 18 5
8. Data Properties Secant Pile dan Pile Cap
9. Beban Tambahan
10.
Rencana Pile Cap
11.
Rencana Secant Pile
12. Hasil Perhitungan a. Perhitungan Penulangan pile head - Longitudinal Reinforcement Bbeam = Hbeam = d' = d = Acb = Rmax = Md = md = ρm = - Top/Bottom of the Beam Calc. Asb = Select Asb =
120 80 4 76 0,21
cm cm cm cm m²
0 kN/m 0 kNm 0 0,0912
42,4189 cm² 17,8128 cm²
Top : 12Ø22
OK
Bottom : 12Ø22
OK
- Transverse Reinforcement Vd = Vmax 1.5 Vmax = Vd = Vcr = 0.65 fctd Ac fctd = Vcr = Vc = 0.80 Vcr Vc = Vws = Asw d fywd / s Vws = Vd' = Vws + Vc Vd' =
0 kN/m 0 kN
1608 kN/m² 219,492 kN
175,594 kN
645,964 kN
821,557 kN
120
12Ø22
80
12Ø22
Ø13/15
b. Perhitungan Penulangan Pile - Longitudinal Reinforcement dpl = Dpl - d'pl Dpl = D'pl = dpl =
60,0 4,0 56,0
cm cm cm
MPmax = Mmax + Mfailure =
845,3
a= Md =
0,40 507,2
m kNm
Acp = fcd = md = ρm =
0,283 24000 0,147 0,148
m² kN/m²
400000 21,3 34,0 0,012 556,1
kN/m² cm² cm²
Md = MPmax a 1.5 kNm/ m
md = Md / (0.85 fcd Ac D) p = Max ( pm ; md )
As = ρ Ac / ( fyd / (0.85 fcd )) Calculation Selection
fyd Asc Ass ρb Mb
= = = = =
kNm
12Ø19
OK
- Transverse Reinforcement Vd = VPmax a 1.5 VPmax = Vmax + Vfail.anc = Vd = Vcr = 0.65 fctd Ac fctd = Vcr = Vc = 0.80 Vcr Vc = Vws = Asw d fywd /s Vws = Vd' = Vws + Vc
456,3 273,8
kN/m kN
1608,0 295,5
kN/m² kN
Vd' =
720,9
12Ø19
Ø13/20
236,4
kN
484,5
kN kN
Vd' > Vd Ø13/2 OK 0
c. Diagram Hasil Perhitungan
10.00
0.00
-10.00
-20.00
-30.00
-40.00
-50.00
-60.00
-70.00
-80.00
Diagram Displacement -90.00
-
0.0
-2.0
-4.0
-6.0
-8.0
-10.0
-12.0
-14.0
DISPLACEMENT(mm)
-16.0
Grafik 4. Diagram Displacement Hasil Perhitungan
1000.0
800.0
600.0
400.0
200.0
0.0
Diagram Momen -200.0
-
0.0
-2.0
-4.0
-6.0
-8.0
-10.0
-12.0
-14.0
MOMENT (kNm)
-16.0
Grafik 5. Diagram Momen Hasil Perhitungan
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
0.0
-100.0
-200.0
-300.0
Diagram Geser -400.0
-
0.0
-2.0
-4.0
-6.0
-8.0
-10.0
-12.0
-14.0
SHEAR (kN)
-16.0
Grafik 6. Diagram Geser Hasil Perhitungan