Plaxis Underpass [PDF]

Citation preview

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