bab iii metodologi - · pdf filemetodologi dalam penyusunan desain pondasi jembatan mahakam...

Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga

Berli Setiadi 15004137 3-1 Nina Purwanti 15004154

BAB III

METODOLOGI

3.1 Umum

Pada pelaksanaan Tugas Akhir ini, kami menggunakan software PLAXIS 3D Tunnel 1.2 dan

Group 5.0 sebagai alat bantu perhitungan. Kedua hasil perhitungan software ini akan

dibandingkan untuk mendapatkan hasil yang optimum. Untuk perhitungan dengan

menggunakan software tersebut dibutuhkan data beban yang terjadi pada jembatan dan data

tanah. Data beban didapatkan dari struktur engineer dengan memperhitungkan kombinasi

beban yang terjadi antara lain beban mati, beban hidup, beban gempa, beban angin, dll. Dari

hasil perhitungan kombinasi beban, maka akan didapatkan besarnya momen, lintang, dan

aksial yang terjadi pada pondasi jembatan. Dari data inilah akan didesain struktur pondasi.

Adapun data tanah yang kami dapatkan, yaitu data penyelidikan lapangan berupa Boring Log

dimana tersedia data deskripsi tanah, ground water level, dan nilai N-SPT. Contoh tanah asli

(undisturbed sample), dan enam data pengujian sondir (Dutch Cone Penetration Test) dengan

kapasitas alat 2,5 ton. Data hasil pengujian laboratorium antara lain kadar air alami, berat jenis

tanah basah dan kering, specific gravity butiran tanah, void ratio dan porositas tanah, derajat

kejenuhan (degree of saturation) dan batas Atterberg (Atterberg limits).

3.2 Diagram Alir

Metodologi dalam penyusunan desain pondasi Jembatan Mahakam Ulu adalah :

Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingga


Mulai

Penentuan Tema

Pengumpulan Data Studi Literatur

Pengolahan Data Awal

Hasil bore hole dan Laboratorium Test

Parameter Tanah

Reaksi perletakan yang bekerja pada pondasi

Input Data

Kriteria Design Struktur Bawah

Analisis Pondasi

Manual PLAXIS 3D Tunnel 1.2 GROUPS

Analisis Perbedaan Metode Elemen Hingga dan Beda Hingga

Laporan Tugas Akhir– Analisis Pondasi Jembatan dengan Permodelan Metoda Elemen Hingga dan Beda Hingg


• Studi Literatur

Studi Literatur berisi teori mengenai metoda finite element, PLAXIS 3D Tunnel 1.2,

Groups dan pondasi tiang pancang.

• Hasil Bore Hole dan Laboratorium Test

Bore Hole dan Laboratorium Test ini dilakukan untuk melakukan pengujian dari tanah

yang akan digunakan untuk pondasi Jembatan Mahakam Ulu. Pengujian dilakukan baik

secara langsung di lapangan maupun di Laboratorium. Kedua hasil pengujian ini akan

digunakan untuk mendapatkan parameter-parameter tanah.

• Parameter Tanah

Parameter tanah ini berupa nilai-nilai fisik dari tanah yang akan digunakan untuk

perhitungan dan analisis dari pondasi yang akan digunakan. Nilai-nilai yang akan didapat

adalah N-SPT, uji Sondir, c, sudut geser, Indeks Plastisitas, kadar air alami, berat jenis

tanah basah dan kering, specific gravity butiran tanah, void ratio dan porositas tanah,

derajat kejenuhan (degree of saturation) dan batas Atterberg (Atterberg limits).

• Reaksi Perletakan

Dari kriteria desain struktur atas yang ada, maka perencana struktur akan mendesain

struktur yang aman terhadap pembebanan yang ada. Dari hasil desain yang direncanakan

maka akan keluar nilai beban perletakan berupa gaya aksial, momen dan gaya lateral

maksimum yang akan dijadikan beban untuk mendesain pondasi.

• Kriteria Desain Struktur Bawah

Kriteria desain struktur bawah ini berisikan mengenai syarat-syarat yang dibutuhkan dalam

mendesain struktur pondasi. Persyaratan ini tentunya akan ditentukan oleh parameter dan

jenis tanah yang ada serta nilai pembebanan yang ada.



• Analisis Pondasi Dalam

Analisis pondasi dalam menggunakan tiga metoda, yaitu perhitungan manual, perhitungan

dengan menggunakan PLAXIS 3D Tunnel 1.2 dan perhitungan dengan menggunakan

Groups. Hasil dari analisis ini adalah nilai daya dukung pondasi, gaya-gaya dalam yang

bekerja pada tiang dan settlement. Hasil ini akan disesuaikan kembali dengan beban

maksimum, settlement ijin, safety factor, kapasitas tiang yang ada. Jika hasil ini memenuhi

maka perhitungan pondasi ini yang akan digunakan.

3.3 Analis Menggunakan PLAXIS Tunnel 3D 1.2

Pemodelan finite elemen dengan aplikasi software PLAXIS digunakan untuk melakukan

perhitungan deformasi selama konstruksi pada timbunan di atas tanah lunak dan pengaruhnya

terhadap pondasi jembatan.

Langkah-langkah permodelan dalam Plaxis Tunnel 3D 1.2 adalah :

1. Modelkan geometri tanah dengan geometry line.

2. Berikan kondisi batas (boundary condition) terhadap lapisan tanah gunakan standard

fixities. Maksud dari standard fixities adalah :

• Batas kiri dan kanan bersifat horizontally fixed, artinya pada bagian ini lapisan

tanah tidak mengalami displacement dalam arah horizontal tetapi dalam arah

vertikal saja.

• Batas bawah bersifat horizontally fixed dan vertically fixed, artinya pada bagian ini

tanah tidak mengalami deformasi vertical maupun horizontal

• Batas atas bersifat free, artinya pada bagian ini dapat mengalami deformasi vertical

maupun horizontal.

3. Set data material, material yang diperlukan antara lain berat isi tanah, permeabilitas,

modulus young, poison ratio, kohesi, dan sudut geser.



Gambar 3.1 Model geometri tanah dan pondasi

4. Membentuk mesh lapisan tanah (mesh generation) yang merupakan pembagian

struktur menjadi elemen-elemen cluster dan titik-titik nodal elemen (nodes). Kegunaan

mesh ini adalah untuk melakukan perhitungan dalam metode elemen hingga.

Gambar 3.2 Mesh generation



5. Membentuk model 3D

Gambar 3.3 Membentuk model 3D

6. Membentuk mesh lapisan tanah (mesh generation) 3D.

Gambar 3.4 Model 3 dimensi



7. Masukan kondisi awal

8. Tentukan kondisi air tanah ( groundwater condition).

Gambar 3.5 Kondisi air tanah

9. Menghitung tegangan-tegangan awal (initial stress). Tegangan efektif dan tekanan air

pori pada kondisi awal dihitung dahulu. Dalam kasus ini berat air diambil 10 kN/m3.

Permukaan air tanah dimodelkan dengan phreatic line.



Gambar 3.6 Tegangan awal

10. Run Plaxis dengan tahapan, konstruksi lalu pemberian beban.

Gambar 3.7 Calculation



11. Tampilkan hasil keluaran berupa perpindahan (displacement), aksial, lateral dan

momen. Hasil akan ditampilkan pada Bab IV Analisis Pondasi.

3.4 Analisis Menggunakan GROUP 5.0

Software Group 5.0 digunakan sebagai pembanding hasil software Plaxis. Hal ini dilakukan

untuk memastikan bahwa hasil yang didaptkan dari Plaxis benar. Output yang digunakan dari

Group 5.0 adalah gaya aksial, geser dan momen pada tiang, defleksi horizontal grup tiang dan

settlement grup tiang.

Berikut tahapan menggunakan Grup 5.0

a. Input data

1. Memodelkan pile cap

Gambar 3.8 Memodelkan pile cap

2. Memodelkan jumlah tiang dan konfigurasinya

Pada permodelan tiang, jumlah tiang 24 buah dan seluruhnya vertikal.



Gambar 3.9 Jumlah dan koordinat tiang

3. Memodelkan pile properties

Gambar 3.10 Pile properties



4. Memodelkan soil layer, strength dan weight

Gambar 3.11 Soil layer, strength dan weight



5. Input beban

• Pada saat services

Gambar 3.12 Pembebanan pada saat services

• Pada saat gempa

Gambar 3.13 Pembebanan pada saat gempa



b. Ouput Data

Proses analisis dilakukan dengan menggunakan “Computation” lalu “Run Analysis”. Output

yang digunakan antara lain

1. Deflections vs Depth (Menggambarkan defleksi yang terjadi di sepanjang Pile)

2. Moment vs Depth (Menggambarkan momen yang terjadi di sepanjang Pile)

3. Shear vs Depth (Menggambarkan gaya geser yang terjadi di sepanjang Pile)

4. Axial Load vs Displacement (Menggambarkan hubungan antara beban aksial yang ada

terhadap Displacement)

bab iii metodologi - · pdf filemetodologi dalam penyusunan desain pondasi jembatan mahakam...

Documents