ANALISA GRAVITY WALL DAN CANTILIVER WALL

BAB III ANALISA GRAVITY WALL DAN CANTILIVER WALL

III.1. UMUM Tekanan aktual yang terjadi di belakang dinding penahan cukup sulit untuk diperhitungkan karena begitu banyak variabelnya. Ini termasuk jenis bahan penimbun, kepadatan dan kadar airnya, jenis bahan didasar pondasi, ada tidaknya beban permukaan, dan lainnya. Akibatnya perkiraan detail dari gaya lateral yang bekerja pada berbagai dinding penahan hanyalah masalah teoritis dalam mekanika tanah. Jika dinding penahan dibangun untuk menahan batuan solid, maka tidak ada tekanan pada dinding yang ditimbulkan pada dinding. Jika dinding dibangun untuk menahan air, tekanan hidrostatis akan bekerja pada dinding. Tetapi jika dinding dibangun untuk menahan tanah, dimana perilaku tanah pada umumnya berada diantara batuan dan air, sehingga tekanan tanah pada dinding akan meningkat sesuai dengan kedalaman. Sehingga dinding harus stabil. III.2. SIFAT TANAH Untuk analisa dinding penahan tanah kita akan memerlukan parameter urugan balik γ dan � untuk menghitung tekanan tanah. Mutlak bahwa paling tidak pada daerah yang terbatas dibelakang dinding akan dipakai urugan balik. Pada urugan balik, nilai γ dan � adalah : γ = 16,5 hingga 17,5 KNm 3 � = 30 o sampai 36 o ’ III.3. Stabilitas Dinding Penahan Tanah Pada perencanaan dinding penahan tanah, ada beberapa analisa yang harus dilakukan, seperti : 1. Analisa kestabilan terhadap guling Universitas Sumatera Utara 2. Analisa ketahanan terhadap geser 3. Kapasitas daya dukung tanah pada dasar dinding penahan 4. Analisa tegangan dalam dinding penahan III. 3. 1. Kestabilan struktur terhadap kemungkinan terguling dihitung dengan persamaan berikut : Analisa Kestabilan Terhadap Guling �� ������ = ∑ � � ∑ � � III – 1 Dimana : ∑ � � = Jumlah dari momen – momen yang menyebabkan struktur terguling dengan titik pusat putaran di titik C. ∑ � � disebabkan oleh tekanan tanah aktif yang bekerja pada elevasi H 3. ∑ � � = Jumlah dari momen – momen yang mencegah struktur terguling dengan titik pusat putaran di titik C. ∑ � � merupakan momen – momen yang disebabkan oleh gaya vertical dari struktur dan berat tanah diatas struktur. Nilai keamanan minimum terhadap guling dalam perencanaan adalah ≥ 2.0 III. 3. 2. Ketahanan struktur terhadap kemungkinan geser dihitung berdasarkan persamaan berikut : Analisa Ketahanan Terhadap Geser Universitas Sumatera Utara �� ����� = ∑ � � ∑ � � III – 2 Dimana : ∑ � � = Jumlah dari gaya – gaya horizontal yang menyebabkan struktur bergeser. ∑ � � disebabkan oleh tekanan tanah aktif yang bekerja pada struktur. ∑ � � = Jumlah gaya – gaya horizontal yang mencegah struktur bergeser. ∑ � � merupakan gaya – gaya penahan yang disebabkan oleh tahanan gesek dari struktur dengan tanah serta tahanan yang disebabkan oleh kohesi tanah. Nilai minimum terhadap kestabilan geser dalam perencanaan adalah 1.5 III. 3. 3. Tekanan yang disebabkan oleh gaya – gaya yang terjadi pada dinding penahan ke tanah harus dipastikan lebih kecil dari daya duku ng ijin tanah. Penentuaan daya dukung ijin pada dasar dinding penahan dilakukan seperti dalam perencanaan pondasi dangkal. Eksentrisitas dari gaya – gaya ke pondasi yang dihitung dengan rumus berikut : Kapasitas Daya Dukung Tanah Pada Dasar Dinding Penahan ��� = � 2 − � � ��� ∑� � III – 3 Dimana : Universitas Sumatera Utara � ��� = ∑ � � − ∑ � � III – 4 Tekanan ke tanah dihitung dengan rumus : � = ∑ � � �1 ± 6 ∗ ��� � � III – 5 Jika nilai eks B 6 maka nilai q akan lebih kecil dari 0. Hal tersebut adalah sesuatu yang tidak diharapkan. Jika hal ini terjadi maka lebar dinding penahan B perlu diperbesar. Angka keamanan terhadap tekanan maksimum ke tanah dasar dihitung dengan rumus : �� ���� ������ = � �������� � ��� III – 6 � �������� = � 2 � � � �� � �� � �� + �� � � �� � �� + 1 2 � 2 �� � � �� � �� III – 7 Nilai minimum dari angka keamanan terhadap daya dukung yang biasa digunakan dalam perencanaan adalah 3. Dimana : � = � 2 � � � = � − 2� Faktor Bentuk : � �� = 1 + �� � � � � �� = 1 + � � tan � Universitas Sumatera Utara � �� = 1 − 0.4 � � Faktor Kedalaman : Untuk D f B 1 � �� = 1 + 0.4 � � � �� = 1 + 2 tan� 2 ′ 1 − sin � 2 ′ 2 � � � �� = 1 Untuk D f B 1 � �� = 1 + 0.4 ��� −1 � � � � �� = 1 + 2 tan� 1 − sin � 2 � � � �� = 1 Faktor Inklanasi : � �� = � �� = �1 − � 90 � 2 � �� = �1 − � � � 2 � = tan −1 � � � cos � ∑ � � Universitas Sumatera Utara Tabel III – 1 Faktor Daya Dukung � Nc Nq N� 5.14 1 1 5.38 1.09 0.07 2 5.63 1.2 0.15 3 5.9 1.31 0.24 4 6.19 1.43 0.34 5 6.49 1.57 0.45 6 6.81 1.72 0.57 7 7.16 1.88 0.71 8 7.53 2.06 0.86 9 7.92 2.25 1.03 10 8.35 2.47 1.22 11 8.8 2.71 1.44 12 9.28 2.97 1.69 13 9.81 3.26 1.97 14 10.37 3.59 2.29 15 10.98 3.94 2.65 16 11.63 4.34 3.06 17 12.34 4.77 3.53 18 13.1 5.26 4.07 19 13.93 5.8 4.68 20 14.83 6.4 5.39 21 15.82 7.07 6.2 22 16.88 7.82 7.13 23 18.05 8.66 8.2 24 19.32 9.6 9.44 25 20.72 10.66 10.88 26 22.25 11.85 12.54 27 23.94 13.2 14.47 28 25.8 14.72 16.72 29 27.86 16.44 19.34 30 30.14 18.4 22.4 31 32.67 20.63 25.99 32 35.49 23.18 30.22 33 38.64 26.09 35.19 Universitas Sumatera Utara 34 42.16 29.44 41.06 35 46.12 33.3 48.03 36 50.59 37.75 56.31 37 55.63 42.92 66.19 38 61.35 48.93 78.03 39 67.87 55.96 92.25 40 75.31 64.2 109.41 41 83.86 73.9 130.22 42 93.71 85.38 155.55 43 105.11 99.02 186.54 44 118.37 115.31 224.64 45 133.88 134.88 271.76 46 152.1 158.51 330.35 47 173.64 187.21 403.67 48 199.26 222.31 496.01 49 229.93 265.51 613.16 50 266.89 319.07 762.89 III. 3. 4. Prinsip yang digunakan untuk menentukan besarnya tegangan pada dinding pasangan batu sama seperti menentukan tegangan pada tanah dasar dimana tegangan pada bidang horizontal Pers II – 44 . Dinding pasangan batu dianggap aman jika tegangan minimum pada suatu bidang horizontal lebih besar atau sama dengan nol. Tegangan Tarik Pada Dinding III.4. Struktur Pada Dinding Penahan III. 4. 1. Berdasarkan buku Teknologi Bahan, beton adalah campuran yang terjadi dari agregat alam, seperti kerikil, pasir atau batu pecah dengan bahan pengikat semen Portland. Semen dengan air membentuk pasta pengikat butiran – butiran agregat menjadi massa yang padat dan tidak larut dalam air. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan Beton Dan Beton Bertulang Universitas Sumatera Utara karekteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan workability , durabilitas, dan waktu pengerasan. Beton biasa mempunyai kekuatan tarik yang sangat rendah dibandingkan dengan kekuatan tekannya sehingga untuk pelaksanaan structural perlu dipasang tulangan baja untuk menahan gaya tarik, beton demikian itu disebut beton bertulang. Dengan mengkom binasikan beton dan baja sebagai bahan struktur maka tegangan tekan dipikulkan kepada beton sementara tegangan tarik dipikulkan kepada baja. Kerja sama antara beton dan baja tulangan hanya dapat terwujud dengan didasarkan pada keadaan – keadaan seperti : a. Lekatan sempurna antara batang tulangan baja dengan beton keras yang membungkusnya sehingga tidak terjadi penggelinciran di antara keduanya. b. Beton yang menyelimuti batang tulangan baja bersifat kedap air sehingga mampu melindungi dan mencegah terjadinya karat pada baja. c. Angka muai kedua bahan hamper sama, angka muai beton 10 -6 sd 1.3 10 -5 sedangkan baja 1.2 10 -5 , sehingga dapat nilai keduanya dapat diabaikan. III. 4. 2. Kekuatan tekan beton dapat didefenisikan sebagai kekuatan tekan karekteristik beton yang diperoleh dari hasil perhitungan atau hasil pengujian laboratorium. Kekuatan karekteristik beton yang disimbolkan dengan notasi K Kelas Dan Mutu Beton Universitas Sumatera Utara yaitu diikuti dengan angka yang menunjukkan kelas mutu beton. Penggunaan beton untuk konstruksi beton bertulang dibagi dalam mutu kelas seperti : a. Beton Kelas I Beton Kelas I adalah beton untuk pekerjaan – pekerjaan non structural. Untuk pelaksanaannya tidak diperlukan keahlian khusus. Pengawasan mutu hanya dibatasi pada pengawasan ringan terhadap mutu – mutu bahan, sedangkan terhadap kekuatan tekan tidak diisyaratkan pemeriksaan. Mutu beton Kelas I dinyatakan dengan B 0. b. Beton Kelas II Beton Kelas II adalah beton untuk pekerjaan structural secara umum. Pelaksanaannya memerlukan keahlian yang cukup dan harus dilakukan dibawah pimpinan tenaga ahli. Beton Kelas II dibagi dalam mutu – mutu standar : B 1 , K 125, K 175, K 225. Pada mutu B 1 , pengawasan mutu hanya dibatasi pada pengawasan sedang terhadap mutu dan bahan – bahan, pengawasan mutu terdiri dari pengawasan yang ketat terhadap mutu bahan dengan keharusan untuk memeriksa kekuatan tekan secara kontinu. c. Beton Kelas III Beton Kelas III adalah beton untuk pekerjaan – pekerjaan structural dimana dipakai mutu beton dengan kekuatan tekan karekteristik yang lebih tinggi dari 225 kgcm 2 . Pelaksanaannya Universitas Sumatera Utara memerlukan keahlian khusus dan harus dilakukan dibawah pimpinan tenaga – tenaga ahli. Disyaratkan adanya laboratorium beton dengan peralatan lengkap dan dilayani oleh tenaga – tenaga ahli yang dapat melakukan pengawasan mutu beton secara kontinu. Penggunaan beton untuk konstruksi beton bertulang dibagi dalam mutu kelas seperti tercantum dalam tabel III – 2. Tabel III – 2 Kelas Mutu � �� kg cm 2 � �� ���. � = 46 kg cm 2 Tujuan Pengawasan Terhadap Mutu Agregat Kekuatan Tekan I B _ _ non stuktural ringan tanpa II B 1 K 125 K 175 K 225 _ 125 175 225 _ 200 250 300 structural structural struktural struktural sedang ketat ketat ketat tanpa kontinu kontinu kontinu III K225 225 300 struktural ketat kontinu II. 4. 3. Berdasarkan buku Dipohusodo, Istimawan, 1999, Struktur Beton Bertulang dijelaskan bahwa, Beton tidak dapat menahan gaya tarik melebihi nilai tertentu tanpa mengalami keretakan. Untuk itu, agar beton dapat bekerja dengan baik dalam suatu system struktur, perlu dibantu dengan memberinya Baja Tulangan Universitas Sumatera Utara perkuatan penulangan yang berfungsi menahan gaya yang bakal timbul dalam struktur. Agar dapat berlangsung lekatan erat antara baja tulangan dengan beton, selain batang polos berpenampang bulat juga digunakan batang deformasian, yaitu batang tulangan baja yang permukaannya dikasarkan secara khusus, diberi sirip teratur dengan pola tertentu, atau batang tulangan yang dipilin pada proses produksinya. Baja tulangan yang biasa digunakan pada pembangunan dinding penahan tanah adalah baja tulangan deformasian. Gambar III. 1. Besi tulangan Kekuatan maupun tegangan yang dapat dikerahkan oleh baja, tergantung dari pada mutu baja. Tegangan leleh dan tegangan dasar dari berbagai macam baja dapat dilihat pada tabel III - 3 berikut : Tabel III - 3 Macam Baja Tegangan Leleh Tegangan Dasar Sebutan Lama Sebutan Baru � ℓ σ kg cm 2 M Pa kg cm 2 M Pa Universitas Sumatera Utara St. 33 St. 37 St. 44 St. 52 Bj.33 Fe.310 Bj.37 Fe.360 Bj.44 Fe.430 Bj.52 Fe.510 2000 2400 2800 3600 200 240 280 360 1333 1600 1867 2400 133.3 160 186.7 240 III. 4. 4. Pengetahuan yang mendalam tentang sifat – sifat beton bertulang sangat penting sebelum mendesain struktur beton bertulang. Adapun sifat – sifat dari beton bertulang adalah sebagai berikut : Sifat Dari Beton Bertulang  Modulus Elastisitas Beton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, karekteristik, dan perbandingan semen dan agregat. Dalam satuan SI : � � = � � 1.5 0.043 �� � ′ III– 8 Dimana W c berkisar dari 1500 – 2500 kg m 3 dan � � ′ dalam N mm 2 atau Mpa megapascal . Jika yang digunakan adalah beton dari batu pecah biasa atau kerikil dengan massa kira – kira 2320 kg m 3 . Sehingga persamaan II – 47 akan emnjadi : � � = � � 1.5 0.043 �� � ′ � � = 2320 1.5 0.043 �� � ′ � � = 4700 �� � ′ III – 9 Dimana : Universitas Sumatera Utara - E c adalah modulus elastisitas MPa - W c adalah berat beton kerapatan massa kg m 3 Untuk mencari nilai – nilai modulus dari berbagai kekuatan beton dapat dilihat pada tabel III – 4. Tabel III – 4 � � ′ MPa � � MPa 17 21 24 28 35 42 17 450 21 500 23 000 24 900 27 800 30 450 Universitas Sumatera Utara

BAB IV APLIKASI ANALISA GRAVITY WALL DAN CANTILIVER