Pemodelan dan analisis struktur pondasi rumah panggung titin nuryawati
Pemodelan dan Analisis Struktur Pondasi Rumah Panggung
Pondasi adalah kontruksi bagian bawah bangunan yang berhubungan langsung dengan tanah yang berfungsi memikul/mendukung bangunan gedung diatasnya, termasuk beban-beban struktur bangunan untuk diteruskan ke tanah pendukung.
Struktur pondasi ditinjau terhadap kombinasi antara beban mati (D), beban hidup (L), dan pergerakan pondasi (S). Beban mati adalah berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang terpasang termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, klading gedung dan komponen arsitektural dan struktural lainnya serta peralatan layan terpasang lain termasuk berat keran. Beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir, atau beban mati.
Dalam studi ini dipilih kriteria sebagai berikut, dan digambarkan dalam Gambar 1.
A.Pondasi menggunakan beton, dengan mutu Beton K-225:
• Bentuk pondasi prisma dengan ukuran penampang atas 25x25 cm, ukuran penampang bawah 60x60 cm, dan tinggi 60 cm
• Modulus elastisitas (E) = 200 000 kg/cm2 = 20 000 MPa
• Berat jenis beton = 2 400 kg/m3
• Angka Poisson= 0.25
B. Kolom dari kayu berbentuk lingkaran dengan diameter 22 cm, luas (A) = 0.038 m2, tinggi kolom 2,7 m.
• Nama Kayu johar atau pheasant wood
• Massa jenis 800 kg/m3
• Modulus elastisitas = 110 000 kg/cm2 = 11 000 MPa
• Poisson ratio 0.3
Akibat pengaruh beban maka akan terjadi tegangan, regangan dan displacement pada pondasi dan dihitung dengan persamaan:
A. Tegangan Tekan (Compressive stress)
Tegangan yang terjadi akibat gaya tekan kolom, dan dihitung dengan persamaan.
σ=P/A
dimana σ = tegangan tekan (Mpa), P = gaya tekan (N), dan A = luas penampang (mm2).
Gaya tekan dari kolom ke pondasi berupa beban mati yaitu berat beban konstruksi ditambah beban hidup.
B. Regangan
Akibat gaya aksial P, pondasi mengalami perubahan panjang sebesar δ, maka besarnya regangan, ε (perpanjangan persatuan panjang) yang terjadi dapat dihitung dengan persamaan.
ε=δ/L
dimana ε = regangan normal (non dimensi), δ = perubahan panjang (mm), L= panjang awal benda uji (mm).
C.Displacement / perpindahan
Perpindahan pondasi berupa penurunan pondasi yang dipengaruhi mekanisme pengalihan beban, maka penyelesaian untuk perhitungan penurunan hanya bersifat pendekatan. Metode yang digunakan dalam perhitungan penurunan tiang tunggal ini adalah dengan menngunakan metode semi empiris.
s=S_P+S_s+S_ps
dimana : S = penurunan total pondasi tiang tunggal (m)
Sp = penurunan dari ujung tiang (m)
Ss = penurunan akibat deformasi axial tiang tunggal (m)
Sps = penurunan tiang akibat beban yang dialihkan sepanjang tiang (m)
S_s=(Q_p+α Q_s )L/(A_p E_p )
S_p=((C_p+Q_s ))/(D q_p )
S_sp=[Q_ws/(p.L)] D/E_s (1-v_s^2)I_ws
dimana :
Qp = beban yang didukung ujung tiang (kN)
Qs = beban yang didukung selimut tiang (kN)
Q_ws/(p.L)= gesekan rata-rata yang bekerja sepanjang tiang.
qp = daya dukung batas diujung tiang (kN/m2)
Ap = luas penampang tiang (m)
L = panjang tiang (m)
D = diameter tiang (m)
P = keliling tiang (m)
α = koefisien yang bergantung pada distribusi gesekan selimut sepanjang pondasi
Es = modulus elastisitas tanah (kN/m2)
vs = poisson’s ratio tanah
Iws = faktor pengaruh = 2+0.35√(L/D)
Pemodelan Struktur Pondasi
• Sebuah benda yang diberikan gaya akan mengalami perubahan bentuk searah dengan gaya
• Perubahan bentuk pada kasus ini didefinisikan sebagai displacement (u), dan akan dilakukan pendekatan dengan model pegas sederhana.
• Pendekatan model pegas dilakukan dengan model 1 dimensi karena gaya-gaya yang terjadi berada pada suatu sumbu yang sama.
Persamaan Umum
E= σ/ε= (F/A)/(∆L/L)
F= (EA/L) ΔL
dimana : E = Elastisitas, σ = Tegangan, ε = Regangan, F = Gaya, A = Luas Penampang, L = Panjang sejajar gaya.
Persamaan umum Pegas
F = k.u
k = Konstanta pegas, u = Perubahan bentuk.
Displacement
E*A/L=k*∆L=u
