KAJIAN LENDUTAN SISTEM PELAT TERPAKU PADA TANAH PASIR DENGAN MENGGUNAKAN METODE BEAM on ELASTIC FOUNDATIONS (BoEF) DAN METODE ELEMEN HINGGA

Andri Krisnandi Somantri, Prof. Dr. Ir. Hary Christady Hardiyatmo, M.Eng., DEA.

2013 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Salah satu permasalahan dalam bidang geoteknik yaitu interaksi antara tanah dan struktur. Untuk memodelkan interaksi tanah dan struktur pada sistem pelat terpaku (nailed slab), Hardiyatmo (2011) menyarankan pengunaan teori beam on elastic foundation (BoEF) yang dilakukan Hetenyi (1974). Selain metode BoEF dapat dilakukan analisis dengan finite element method (MEH). Analisis dilakukan untuk mendapatkan perbandingan lendutan antara kedua metode tersebut yang paling mendekati percobaan di Laboratorium. Interaksi tersebut dimodelkan dengan spring secara vertikal, horizontal dan gesek di sekitar tiang. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mendapatkan sifat fisik dan mekanis tanah pasir. Penelitian utama terdiri dari pengujian elastisitas beton, plate loading test untuk mendapatkan kʹ dan k serta pengujian pelat memanjang baik dengan tiang maupun tanpa tiang. Pengujian pelat memanjang di laboratorium dilakukan untuk mendapatkan validasi hasil analisis MEH dan BoEF. Setelah didapatkan validasi yang sesuai, maka dilakukan analisis model skala penuh dengan pelat 7,5 m × 1,2 m, didukung 7 tiang, jarak antar tiang 1,2 m, tinggi tiang 1,5 m dan diameter tiang 0,2 m dengan beban 10 kN. Analisis skala penuh dilakukan untuk mendapatkan lendutan dan gaya-gaya sebagai desain awal. Hasil pengamatan di laboratorium pelat yang diperkuat dengan tiang dapat mereduksi lendutan 93,10 % untuk beban terpusat dan 89,28 % untuk beban di tepi pada pelat 400 mm × 100 mm, sedangkan pelat 800 mm × 100 mm dapat mereduksi 95,37 % untuk beban terpusat dan 72 % untuk beban di tepi. Analisis skala penuh untuk lendutan, momen dan gaya lintang terbesar dialami oleh pelat dengan beban kombinasi. Hasil analisis menunjukkan lendutan terbesar 1,05 mm, momen 0,506 ton.m/mʹ, dan gaya lintang 1,514 ton.m/mʹ pada kv = 1 kg/cm3. Selisih lendutan yang tereduksi akibat adanya koperan terbesar terjadi pada beban tepi yaitu 109,65 % dengan kv = 6 kg/cm3 dan tebal pelat 12 cm. Sedangkan perbandingan lendutan, momen, dan gaya lintang dengan pelat 7,5 m × 1 m menunjukkan selisih lebih besar 20 % pada kv = 1 kg/cm3 serta tebal pelat 20 cm.

One of the problems in geotechnical engineering is interaction between gound and structure. To make ground to structure interaction on nailed slab system modeling, Hardiyatmo (2011) suggested the application of Beam on Elastic Foundation Theory (BoEF) done by Hetenyi (1974). Besides BoEF Method, Finite Element Method (MEH) can be applied to analyze. Analysis was conducted to get deflection ratio of the two methods closest to Laboratory data. The interaction was modeled with vertical, horizontal and friction spring around the column. First research was conducted to obtain the physical and mechanical properties of the sand soil. The main research consisted of concrete elasticity test and slab loading test to get k’ and k values and to test elongated slab both with and without piles. Elongated slab test on laboratory was conducted to get MEH and BoEF analysis results validation. After getting appropriate validation, a full-scale model analysis was conducted with 7.5 m × 1.2 m slab, supported with 7 piles; the space between the piles was 1.2 m, pile with diameter of0.2 m and 1.5 m high with a load of 10 kN. A full-scale model analysis was conducted to get deflections and forces as first design. The laboratory observation result showed that slab strengthened with pile can reduce deflection 93.10% for centered load and 89.28% for edge load for 400 mm × 100 mm slab, while for 800 mm × 100 mm slab; it could reduce 95.37% for centered load and 72 % for edge load. Full-scale Analysis of deflection, the highest moment and shear force was the slab with combination load. The analysis showed that the greatest deflection was 1.05 mm, the moment was 0.506 ton.m/m’, and the shear force was 1.514 ton.m/m’ on 1 kg/cm3 kv value. Difference deflection irreducible, because of largest koperan, was on edge load, 109.65%, with the kv value of 6 kg/cm3 and slab thickness of 12 cm. While the ratio of deflection, moment, and shear force on 7.5 m x 1 m slab showed higher difference as 20% on the value of kv as 1 kg/cm3 and slab thickness as 20 cm.

Kata Kunci : Sisitem Pelat Terpaku, Tanah Pasir, BoEF, MEH, Koperan