lucas lndrawan lestari - baixardoc.com
TRANSCRIPT
l,l
00
PERANCANGAN BALOK BETON BERTULANG DENGAN SAP 2OOO
Oleh: Wiryanto Dewobroto
DAFTAR ISI
STUDI BIAYA,WAKTU, DAN METODE PERAKITAN JEMBATAN RANGKA BAJA DIPAERAH
TERPENCTL
lOleh: Harianto Hardjasaputra dan Christa Widjaja 7s-d4
85- t Oo.
COMPARISON STUDY OF DRIVEN PILE CAPACITY BASED ON CONVENTIONAL
METHODS, STATIC LOAD TEST, AND PDA
Oleh:Christian H.Girsang dan Andry Lucas I01-1 i0
THE INITIAL EVALUATION OF MERAPI SAND AND]ANGERANG SAND AS CONCRETE
MATERIAL TOWARDS THE COMPRESSIVE STRENGTH
Oleh:Minawaty Tanudjaja dan Saesario lndrawan 111-124
VARIASI KURVA DESAIN DAYA DUKUNG PONDASI DANGKAL PADA TANAl{ LEMPUNG
UNTUK MENARA TELEKOMUNIKASI
Oleh: Rusmin 5, Arianto, Budijanto Widjaja, dan Anastasia Sri Lestari ]25-134
EFEK PENGGUNAAN KOLOM TENGAH PADA BANGUNAN INDUSTRI BENTANG LEBAR
Oleh:lrwan K.Haryadi dan LemyYusento 135-147
Diterbitkan oleh.lurusan Teknik 5ipil & MagisterTeknik Sipil
Fakultas Desain dan Teknik Perencanaan
Universitas Pelita Haraoan
Vol. 1,
e I I
JURNAL TEKNIK SIPIL
Vol. 1, No. 2, Juli 2004 ISSN 1693 6833
Pe/indung.
Dekan Fakultas Desain dan Teknik Perencanaan LIPH
Penanggungjawab:Ketua Jurusan Teknik Sipil UPH
Pemimpin Redaksi:Christian H. Girsang, 5T, MT, MS
Redaksi Pelaksana:
Prof. Dr.-lng. Harianto Hardjasaputra
Ir. Minawaty Tanudjaja, MT
Ir. Wiryanto Dewobroto, MT
Fransiscus Mintar Ferry Sihotang, ST, MT
Ir. David B. Solaiman, Dipl. HE.
Dewan Redaksi:
Proi. Binsar Hariandja, Ph.D. (Institut Tekno/ogi Bandung)
Marte S. Gutierrez, Ph.D (Virginia Polytechrlic Institute &. State Universi14
Dr. Hendro Subtoto (Gemeente Utrech1
Bonaventura H. W. Hadikusumo, Ph.D. (Aslan Institute of Technologh
Dr.-Ing. Karlheinz Spiu (PT. URS Indonesia)
Desain Sampul:Donny Ibrahim, S.Sn
Sekretaria t & Sirkulasi:Theresia Erna K. D., SH
Markus Ngala
Kristianto
Pana Hutapea
Sofyan Effendi
Alamat Redaksi:Sekretariat lurnal Teknik Sipil
Jurusan Teknik Sipil
Universitas Pelita Harapan
UPH Tower, Lippo Karawaci, Tangerang 15811, Banten
Telp: (021) 5460901 ext. 155/167, Fax: (021) 5460910
Email : [email protected]
Edisi Perdana:lanuari 2004
Frekuensi Terbit:lanuari dan.luli
JURNAL TEKNIK SIPIL
Vol. 1, No. 2, )uli 2004 ISSN 1693-6833
DAFTAR ISI
STUDI BIAY& WAKTU, DAN METODE PERAKITAN JEMBATAN
RANGKA BAJA DI DAERAH TERPENCILOleh: Harianto Hardjasaputra dan Christa Widjaja 75-84
PERANCANGAN BALOK BETON BERTULANG DENGAN SAP2OOO
Oleh: Wiryanto Dewobroto 85- 100
COMPARISON STUDY OF DRIVEN PILE CAPACITY BASED ON
CONVENTIONAL METHODS, STATIC LOAD TEST, AND PDA
Oleh: Christian H. Girsang dan Andry Lucas 101-110
THE INITIAL EVALUATION OF MERAPI SAND AND TANGERANGSAND AS CONCRETE MATERIAL TOWARDS THE COMPRESSIVESTRENGTHOIeh: Minawaty Tanudjaja dan Saesa:'io Indrawan 117-124
VARIASI KURVA DESAIN DAYA DUKUNG PONDASI DANGKAL PADATANAH LEMPUNG UNTUK MENARA TELEKOMUNIKASIOleh: Rusmin S. Arianto, Budijanto Widjaja, dan Anastasia Sri Lestari 125-134
EFEK PENGGUNAAN KOLOM TENGAH PADA BANGUNAN INDUSTRIBENTANG LEBAROleh: Irwan K. Haryadi dan Lemy Yusento t35-147
\/ARIASI KUR\iA DESAIN DAYA DUKUNGPONDASI DANGKAI- PADA TANAH LEI\{I'UNG
UNTUK I\'IENA ITA TEI,I!KOMUNIKASI
Ilusmin S. Arianto, Budijanto !Vidjaja, dan Arrastasia Sri LestariIirnail: rvidja.ja@home rnper.ac.id
Jurusan Teknik SipilUnivcrsitas Karolik Parahyangan
JL Ciumbuleuit 94, BandunB 40141
ABSTRAK: Pondasi nrcnara telekomunikasi adalah suatu struktur bagian balvah yang rnerupakan
bagian terpentiog dari suatu sistem rekayasa konstruksi yang bertumpu pada tanah dan berfungsi
meneruskan bcban ke tanah baik dalam arah vertikal nraupun horisontal serta nlendukung dan
nrcnahan konstruksi menara. Jenis pondasi dangkal yang banyak di8unakao untuk menara
tclekomunikasi ,13 nr adalah jenis pondasi telapak (spredd Iooting). Dengan mcng8unakan teori
d:r],a dukung \{c)erhof dilo program Pl-AXlS, maka dapar diperolch variasi kurva desain daya
dukun! ultirr)it. pcnurtlnrll sckerika. tokl displaccment, da'l liff(t.'ntial .rrrle,ren, dengan.nilai
kohesi tanah yrng berrariiisi antara 0,25 kg/cm2 sanrpai 2,5 kg,'cnr'?. Asumsi yang diguiakanadalah bahNa tahnnan gcser tanah lenlpung hanya berBantun8 padil nilai kohcsinya atau dengan
kara lain bah$a nnalisis y!n8 di6unakan adalah analisis jangka pendek.
ILA.TA KUNCI: menara telekomunikasi, pondasi telapak, pcnunrnan seketrka
ABSTRACT: Foundation of telecomnrunication tower is an important element of construction
system, *tich is supported by soil. 'I-he mainly r)?c of the foundatron is spread footing. For thi:j
paper, we choose a 43.0 m heighi tower and shorl'(errr: analysrs. Using l{eyerhof s bearing
capacity equation tor shallow foundation and finite elcmen{ method, thcre are,ieveloped sev:ral
design curves. The curvcs arc the relationship among bearing crpacity, immedirle settlement, and
differential se(llemen{ wirh variolls width and depth of foundation.
KEY$TORDS: telecommunication to\\'er, sprcad footing, immediate scttlement
PENDAIIULUANDalam mendesain suatu menara diperlukan suatu penyelidikan tanah untukmenentukan pemilihan pondasi, daya dukung, dan metode konstruksi yang efisien.
Tujuan langsung dari penyelidikan tanah adalah untuk menentukan perlapisan
tanah, menentukan sifat-sifat fisik dan teknis tanah khususnya kuat geser, serta
sifat kemampatannya. Untuk mendesain sebuah konstruksi pondasi perlu
diperhatikan beberapa hal yaitu faktor keamanan (safety factor), kehandalan(reliability), kemudahan konstruksi (constructability), dan ketahanan pondasi didalam tanah.
Akibat dari bervariasinya pembebanan dan gaya-gaya yang dihasilkan olehstruktur menara, akan menimbulkan perilaku yang berbeda dari pondasi menara
dalam proses pemikulan beban. Gaya angin umumnya menjadi beban horisontal
dan momen sehingga menara tidak hanya harus memikul gaya vertikal, tetapi juga
harus dapat menahan gaya lateral dan momen.
Variasi Kurva Desain Daya Dukung Pondasi Dangkal (Arianto et al-) 125
Pcmilihan.jcnis pararneter tanah pendukung ikut bcrperan dalanr mcnahan bebau-
beban 1,ang disalurkal dari pondasi. Jenis lanah yang berbcda-bcda akan
nrenghasilkan dcsain pondasi )'ang berbedl-beda juga karena hal ini tergantung
kepada nilai parar)ctcr tanah itu sendiri. Asurnsi yang diarnbil adalah menara
berada di alas tan.ilr lcrnpung hornogen di ntana muka air tanah dalam. gaya
gempa diabaikan, dan analisis jangka pendek dengan kondisi pembebanan
tertentu.
Nlaksud dari analisis ini adalah mengetahui desain pondasi dangkal menara
tclekomunikasi 43 ur yang sesuai dan efesien untuk jenis parameter tanah
lempung yane bervariasi. Sedangkan tujuannya adalah mcmbuat variasi kurva
desain daya dukung ultinit dan penurunan seketika dengan nilai kohesi lempung
dan dimensi pondasi yang bcrvariasi dengan menggunakan mctode kesetimbangan
batas (lirrit equtlibrium ncthoQ, dan membuat variasi kurva lotaL displacement,
dan differentioi settlenlcnt dengan nilai kohesi lempung dan dimensi pondasi yang
bervariasi dengan menggunakan metode elemen hingga.
N,IENARA 'I'I,I,EKOMUNIKASI ,- ,
Menara adalah suatu konstruksi bangunan yang dibuat tinggi ke atas di rnanr --'
dimensi arah vertikal lebih besar dibandingkan dimensi lateralnya. Fungsi rr,erlara
telekornunikasi adalah scbagai stasiun pemancar dan penerima gelombang mikro
baik dari gelombang televisi, radio, telepon, dan sebagainya. Menara
telekomunikasi umumnya merupakan struklur berongga yang terbuat dari profilbaja di mana kaki-kaki nrenaranya diCukung oleh poudasi masing-nrasing
Menara tclekt.,munikasi tcrmasuk mcnaia tuoggal (self supporting lolver) di mana
menara memperoleh kestabilan dari berat menara itu sendiri. Pada kondisi ini,pondasi menara harus dapat menahan gaya-gaya dan momen terbesar. MenurutGuidelines for Transntission Line Structural L<tading (1984) dan National Safetl,
Code (1987), jents beban pada menara digolongkau sebagai berikut:a. Beban-beban yang ditetapkan oleh NESC (National Electrical Safety
C otte ,1987 ) ,
b. Angin ekstrim,
c. Beban longitudinal,
d. Beban-beban konstruksi dan pemeliharaannya,
e. Beban es ditambah angin, dan
f. Beban es.
Sedangkan menurut ANSI (American National Standards Institute), TIA/EIA(Telecomruunication industries Association /Electronic Industries Associationl,dan ASCE (American Socie4, of Civil Engineers) tahun 1996, menggolongkan
beban-beban tersebut menjadi :
a. Beban mati (berat antena, kabel-kabel transmisi, instalasi penguat
gelombang, dan lainJain),b. Beban angin,
c. Beban es, dan
d. Beban gempa.
126 JurorlTcknik Sipil, Vol. 1, No. 2, Juli 2004:125-13,1
Pondasi menara didesain untuk bcragam kondisi pcrtttrcbantn dett-qan kilr:lkteristik
unah yang secara spesilik di lapan-uirn relatif sengat sulit urttuk ditcntukan. Tipe
pondasi salah satunya dapat berupa blok belon icolcrett ;lrrrr) dan beton tulangan
(reinforced concretu -fot)titry). Kcunlungirn dari tipe pondasi tersebut adulah daprt
mernikul beban tckan dirn gaya lairtnya. Selain itrr, lrcntuk Seolnctrik pondasi
tersebut dapat disesuaikan tergantung atas kebutulttrt pembebanan nrcnara dan
kondisi lapisan tanah sclernpat.
Prosedur desair untuk porrdasi terdiri dlri dur blgiln. yaitu anxlisis kestabilan
dan desain kekuatan. Analisis kestabilan dimaksudkan untuk nrcnghindari
kemungkinan terjadinya keruntuhan akibat guling, (rboh, gelincir, dan nririug
pada pondasi akibat tekanan tirnah yang rnclebihi batas kapasitas ijin dari tanah itLr
sendiri. Desain kekualan dinaksudkan untuk rnendcsain konrponen-komponen
pondasi untuk dapat nrenerima secara aman monren tcrbesar, gaya geser, gava
tarik, dan tegangan sertir kombinasi beban-beban tcrsebut.
KORELASI PARAI\IE]'I'R TANAIIPerancangan daya dukun-g pondlsi pada tanah lenrpung dilakukan padr tinjauan
analisis tegangan total irtau digunakan kuat gesel tarl).1 d[ai[ilse (c,) derrgan sudut
geser Sama dengan nol (0=0). Karena, pada tanah polrhsi yang berhuttr hrlusyang terendam air, tanalr ini tidak rnudah rneloloskan air sehingga |flllrlreteI kulrgeser tanah yang digunakan pada analisis jangka pendck harus berdasarkan pada
kondisi tanpa drainase.
Nilai perkiraan modulus elastis dapat diperoleh dari pengujirn SPT. Mitchell dan
Gardncr (1975) mcmbcrikan niiai modulus elastis lempun_q yang dihubungkrndengan nilai N-SPT, sebagai berikut:
E = 6 (N+5) dalam satuan k/ft2 (l)
di mana:
I k/ft2 = 0,49 kg/cm2
Sedangkan Terzaghi dan Peck (1967) dan Sower (1979), memberikan hubungan
antara nilai N-SPT dengan nilai kuat geser tanah (Gambar I ).
variasi Kurva Desain Da)'a Dukung Pondasi Dangkal (Arianto et al.) 127
t
E
; .oo
; 2oo
"E'-//
ct
SC !!'1L
)/
to 1u)
SPI N.v.lu. - blow.I3oonh
Gambar l- Korelasiantara cu dan N-SP1'(Terzaghi dan I'eck, 1967, dnn Sotttr, 19791
Dengan menggunakan hubungan korelasi paranreter yang diberikan ()l('h
Terzaghi-Peck dan Mitchell-Gardner, maka dapat diperoleh pendekalan hLtbLtngan
antara parameter tanah, yaitu nilai c dan E. Dengan ntclihet Cjlrnblr l. tllitkil drrfirt
diperoleh nilai N5l,r urltuk setiap parameler c yang kerntrdian dari r;ilai N-Sf'Ttersebut dikonversikan ke dalam persanlaan yang diberikrn olch Nlitchcll Gar<lncr
untuk mendapatkan nilai dari modulus tanah (E). Jika nilai hubungan antara kecltta
parameter tersebut (c dan E) digambaikan dengan graiik. maka akan diperoleh
grafik linier dengan persamaan garis liniernya adalah :
E = 61,74 c (2)
di mana:
E = moduius elastis (kg/cm2)
c = krrat geser tanah (kg/cm'?)
DESAIN PONDASI N{ENARA TELEKOMUNIKASI 43 I\IDimensi dari menara 43 m tersebut atialah segi empat dengan memiliki beban
mati (dead loadl sebesar ?250,72 kg dan beban hidup (1n,e locd) sebesar 300 kg.
Angin yang bekerja adalah tegak lurus pondasinya sebesar 120 kmtam. Akibat
adanya beban-beban tersebut, maka akan menghasilkan reaksi dari perletakan
pada kaki-kaki menara yang tidak lain adalah reaksi dari pondasi menara tesebut.
Berikut ini adalah reaksi perletakan yang terjadi pada setiap kaki menara, yaitu :
l. Gaya tekan (compression, C) = 20,835 ton
2. Gaya tarik (tension, T) = 15,575 ton
3. Gaya horisontal (Fi)= 1,820 ton
Sedangkan jarak as ke as setiap kaki menara adalah 4.2 m.
128 Jumal Teknik Sipil, Vol. 1, No. 2, luli 2004:125-134
Gambar 2. Menara tclekomunikasi d€ngan linggi 43 m (Madutujuh, 2003)
C T
Gambar 3, Reaksi perlelakrn pada kaki fireDara 43 m
DESAIN PONDASI DENGAN MI,TODE KONVIINSIONALFormulasi daya dukung tanah ul(imit untuk pondasi menerus berdasarkan cara
Meyerhof (1963) dengar pendekatan rnetode kesetimbangan batas. Metode
tcrsebut dapat digunakan karena mampu memodelkan kondisi beban yang bekerja
yaitu berupa beban horisontal, beban momen, dan beban aksial. Secara umum,
metode Meyerhof tersebut diformulasikan sebagai berikut:
q, = s"d"i" c N" + sq dq iq q Nq + s/d ti,O,5 yB Nl (3)
di mana :
q,
N", Nq, N
s., sq, s /d., dq, d /i., iq, i,
b", bq, br
= daya dukung ultimit
= faktor daya dukung untuk pondasi memanjang
= faktor pengaruh bentuk pondasi
= faktor pengaruh kuat geser tanah di atas dasar pondasi
= faktor kemiringan beban
= faktor kemiringan dasar pondasi
= faktor kemiringan tanah
Variasi Kurva Dcsain Daya Dukung Pondasi Dangkal (Arianto et al ) 119
-J-1.
fiiltll-11.
=r_:tf
"1
I
I
ll:
il
Urtuk pcnurunun tanlh digunakan linjauan penurunan seketika dcngan
menggunlkan fornrula vang rneruplkan lungsi dari beban, modulus, dan ukuran
pondasi.
llubungan Kedalaman terhadrp Daya Dukung'I'anahDari hasil anllisis dcngan metode Meycrhol ini. akan dipcroleh variasi kurva
tlesain daya dukun€i tanah ultimit scperti pada Glnrbar 4. Garnbar 4 menuujukkan
balr$a untuk kcchlaman pondasi yang sama, apabila harga kohesi meningkat
uaka daya dukunq ultilnit nreningkat pula. Terdapat kecenderungan bahrva untuk
satu harga kohesi dengan kedalarnan pondasi meningkat ditunjukkan bahwa daya
dukung ultirnit nrcningkat.
2OA
r80E3
o
160
140
120
I00
80
60
40
20
o
45
Garrrbar +. HubungnD kedalanran pondasi dengr daya dukung ta ah ultimit l\'Ic\'erhof
llubungan Kedalarrran I'ondasi terhadap Penurunau SeketikaParla pondasi dalgkal ini, desain dibagi untuk kondisi pondasi yang nrencrinra
tekan maupun kondisi tarik. Untuk kondisi beban tekan dapat dilihat pada Garnbar
5. Jika kedalanran pontiasi rnakin dalam, dapat dilihat bahwa dengan harga kohcsi
tcrtentu, penurunan seketika mengalami peningkatan (Garnba; 5).
3
xedahmn Pddai, D (m)
llr
Gambar 5. Ilubungan kcdalaman pondasi dengan penurunan seketika pada pordasi yang
menerima gaya tekan
|. r.5 3
Kedalaman Por'dasi, D (m)
130 Jurnrl Tcknik Sipil. Vol. I, No. 2, Juli 2004:125-134
\
Pada pondasi bagian txrik. dclbrrnasi larah ),ang terjadi daput bervariasi antara l/lhingga 1/2 penuruniin seketika untuk pondasi ilenran kondisi tekan. Defolnrasi
pada bagian tarik tt'trp ke arah baryah karcn:L beban tanah (li atasnva unlurllrl\,a
lebih besar daripada !:avii tarik yang terjadi.
Hubungan Lebar Pondasi dengan Prnurunan Seketika untuk Kedirlanran
Pondasi 3 rn
Jika ditcrrtrrkarr kcrlallnlrir pontltsi adalah J rn. maka variasi kurva perurrin:ln
seketika terhadap lcblr pondasi drpat dilihat padr Garnbar 6.
|j
6
3
Lebr, Pondasr l. B (nrj
Gambir 0. l{ubullgan lcbar po,rdasi deDgan penurunan seketika pada pondasi l'arlgnrenerima gal'a tek^n
Beda Perrururr:rrr (Diffcreutial Settlenrerl) Pondasi DangkalBeda perrurunan pada pordasi menara dirnodcikan dengan rncnggunakau mctodc
elernen hingga. Program komputer yang digunakan dalam hal ini adalah PLAXIS.
Pada Gambar 7 dapat dilihat bahwa untuk kedalarnan pondasi tertentu.
ditunjukkan bahwa dergan meningkatnya nilai kohesi maka beda penurunan ),angterjadi xdalah scmrkin kccil. Untuk kasus nilai kohesi antara 0.25 kg/cm2 lringga
0.50 kg/cm', besarnyr beda penurunan melebihi toleransi yang diijinkan.
01
! oo"
: o.o7
5 0.06
6 oo5
g 0.04
I o.o:
:0.02
0.01
1.5 2 25
kedaraman Pondasi. D (m)
3.5
Gambar 7. Hubungan kedalaman pondasi dengarr ilifJerential settlenrcflt
Variasi Kurva Dcsain Daya Dukung PondasiDaogkal (Alianto ct al.) 131
I
3l
6
3
I