Bab IV TIANG MENDUKUNG BEBAN LATERAL
Tiang mendukung beban lateral Fondasi tiang dirancang untuk mendukung : 1. Beban vertikal 2. Beban horisontal atau lateral seperti : beban angin, tekanan tanah lateral, beban gelombang air, benturan kapal, gempa, dll. Beba lateral kolom bagian bawah. Jika beban lateral >>> Bagian atas tanah pendukung dihub dengan gelagar horisontal (basement atau balok ikat) tiang tidak mengalami gerakan lateral yang berlebihan. Jika beban lateral sangat besar dapat digunakan tiang miring
Gaya lateral yang terjadi pada tiang tergantung pada : 1. Kekakuan tiang atau tipe tiang 2. Macam tanah 3. Penanaman ujung tiang kedalam pelat atau penutup tiang 4. Sifat gaya-gaya 5. Besar defleksi Beban lateral yang diijinkan pada fondasi tiang diperoleh berdasarkan salah satu dari dua kriteria dibawah ini : 1. Beban lateral ijin ditentukan dengan membagi beban ultimit dengan suatu faktor keamanan 2. Beban lateral ditentukan berdasarkan defleksi maksimum yang diijinkan
Penentuan Kriteria Tiang pendek dan panjang Pada fondasi tiang pendek sumbu tiang masih tetap lurus pada kondisi terbebani secara lateral .
R =
4
E p .I
p
.... (dalam satuan panjang)
k s .B
Dimana : Ep = modulus elastisitas tiang (ton/m2) Ip = momen inersia tiang (m4) Ks = Modulus subgrade tanah dalam arah horisontal (ton/m3) B = diameter tiang
Penentuan Kriteria Tiang pendek dan panjang Nilai ks diambil sebesar k1/1.5, dimana k1 adalah modulus subgrade tanah Terzaghi yang ditentukan dengan percobaan Plate load test. Nilai k1 berhubungan dengan kuat geser tak terdrainase dari tanah lempung. tabel hubungan antara k1 dan cu Konsistensi
Kuat Geser tak terdrainase,cu (kg/cm2) 1–2 2–4 >4
Rentang k1 (kg/cm3) 1.8 – 3.6 3.6 – 7.2 > 7.2
Penentuan Kriteria Tiang pendek dan panjang Pada tanah lunak yang terkonsolidasi normal dan tanah berbutir kasar, nilai modulus subgrade tanah meningkat secara linier terhadap kedalaman .
T =
5
E p .I
ηh
p
→ ks =
η h .x B
ηh = konstanta modulus subgrade tanah X = kedalaman yang di tinjau S u ..... Tanah kohesif
k s = 67
B
Su = kuat geser tak teerdrainase dari tanah kohesif
Penentuan Kriteria Tiang pendek dan panjang Jenis tanah Lempung lunak terkonsolidasi Lanau organik
ηh (kN/m3) 350 – 700 150
Kriteria panjang atau pendek ditentukana berasarkan nilai R atau T Jenis perilaku tiang Pendek (kaku)
kriteria L < 2T
L < 2R
Panjang (elastis)
L > 4T
L> 3.5 R
Metode Broms Metode perhitungan ini menggunakan diagram tekanan tanah Yang disederhanakan dengan asumsi sepanjang kedalaman tiang reaksi tanah mencapai ultimit. Keuntungan metode broms : 1. dapat digunakan pada tiang panjang maupun tiang pendek 2. Dapat digunakan pada kondisi kepala tang terjepit atau bebas Kerugian : • Hanya berlaku untuk lapis tanah yang homogen • Tidak dapat digunakan pada tanah berlapis
•Tiang ujung jepit dan tiang ujung bebas Model ikatan dengan pelat penutup tiang mempengaruhi perilaku tiang dalam mendukung beban lateral : 1. Tiang ujung jepit (fixed end pile) 2. Tiang ujung bebas (free end pile) Pile cap a < 60 cm
tiang
a > 60 cm
tiang
tiang bebas tiang ujung jepit Gambar 4.1 definisi tiang ujung jepit dan ujung bebas (Mcnulty,1956)
Metode Broms kondisi tiang pendek (fee head)
Metode Broms kondisi tiang pendek (fee head)
Metode Broms kondisi tiang pendek (Fix head)
Metode Broms kondisi tiang pendek (Fix head)
Metode Broms kondisi tiang panjang (Free head)
Metode Broms kondisi tiang panjang (Free head)
Metode Broms kondisi tiang panjang (Free head)
Metode Broms kondisi tiang panjang (Free head)
Metode Broms kondisi tiang panjang (Fixed head)
FONDASI TIANG DENGAN BEBAN LATERAL DAN PENGGUNAAN TIANG MIRING Q
H
Q M = H.h
h
O
H
Q M y .xi qi = + 2 n ∑x
O
• Gaya H → dibagi merata ke setiap tiang secara lateral qt = H/n qt
• Dukungan lateral tergantung : – kekuatan tiang menahan momen – tekanan tanah pasif • Lateral loading test → kapasitas tiang menahan gaya lateral • Jika tak ada analisis yang baik → kapasitas dukung ijin tiang terhadap beban lateral sering diambil antara 5-10 kN/tiang
