Anastruct: Pondasi Tumpuan Pegas Hanya Tekan

Artikel kali ini mau nyoba analisis pondasi telapak; yang terangkat salah satu sisinya, akibat gaya luar. Akibatnya tumpuan pegas tertarik pada salah satu sisinya dan perlu disesuaikan lagi, karena tanah dianggap tidak mampu menerima tarik.

Soal original merupakan postingan Suyono Nt dalam blognya disini atau soal dan solusinya dalam file pdf di sini. Begitu banyak tulisan beliau yang menginspirasi saya, termasuk contoh kasus pada kali ini.

Baiklah..

Adapun soalnya sebagai berikut:

Soal

Strategi

Adapun strategi dalam analisis kali ini adalah sebagai berikut:

Awalnya, menganalisis pondasi sesuai kondisi awal/soal.
Identifikasi tumpuan pegas (spring) yang mengalami reaksi tarik.
Menghapus kekakuan pegas (atur k=0) yang mengalami tarik.
Menganalisis kembali.
Mengulangi tahapan, sampai tidak lagi ditemukan tumpuan yang mengalami tarik atau nilai tarik minimal (toleransi >0.0001)
Mencoba pembagian elemen pias, 20, 60 dan 120 buah.
Membandingkan tekanan teoritis dan hasil analisis.

Analisa struktur dilakukan menggunakan program Anastruct dan bahasa pemrograman Python. Adapun file analisis secara lengkap dapat diunduh pada link berikut ini:

Pondasi tumpuan pegas hanya tekan.pd f

Pondasi tumpuan pegas hanya tekan.ipynb

Hasil analisis

Berikut reaksi tumpuan untuk kasus 20 elemen pias; sebelum dilakukan penyesuaian.

Terlihat pada tumpuan bagian paling kanan terdapat reaksi tarik sebesar 10.58 kN. Dan terdapat beberapa tumpuan dengan reaksi tarik lagi.

N_pias = 20; Struktur dan Pembebanan

N_pias = 20; Reaksi perletakan, sebelum penyesuaian.

Tumpuan yang mengalami tarik tersebut dihapus kekakuannya (k=0), kemudian di analisis kembali. Adapun hasilnya sebagai berikut:

N_pias = 20; Reaksi perletakan, setelah penyesuaian

N_pias = 20; Diagram moment, setelah penyesuaian

Dari grafik reaksi perletakan di atas diketahui tekanan maksimal sebesar:

sigma_max = 70.38/(0.1*1) = 703 kPa < 780 kPa (tekanan maks teoritis)

Terlihat tekanan maksimal hasil analisis masih cukup jauh dari tekanan teoritis. Adapun grafik tekanan setelah dilakukan penyesuaian untuk kasus n elemen pias = 20 adalah sebagai berikut:

N_pias = 20; Tekanan fondasi; Maksimal = 703 kPa

Maka, dicoba jumlah elemen pias 60 buah dan 120 buah.

N_pias = 60; Tekanan fondasi; Maksimal = 763 kPa

N_pias = 120; Tekanan fondasi; Maksimal = 780 kPa

Jumlah Elemen Pias	Tekanan Maks (kPa)
20 buah	703 kPa
60 buah	763 kPa
120 buah	780 kPa

Rekapitulasi Tekanan Pondasi

Dari tabel rekapitulasi di atas, diketahui digunakan jumlah elemen pias 120 buah untuk memperoleh nilai tekanan tanah yang sama dengan teoritis.

Namun, dengan jumlah elemen pias begitu banyak; sehingga tidak begitu efisien untuk keperluan analisis sehari-hari.

Dari hasil berikut ini, diketahui perulangan (iterasi) dilakukan sebanyak tiga (3) kali untuk menyesuaikan tumpuan hanya tekan saja. Berikut hasil eksekusi program analisis:

N_pias = 20

>> Mulai analisis..
hapus kekakuan tumpuan 1
hapus kekakuan tumpuan 2
hapus kekakuan tumpuan 3
>> Analisis kembali
hapus kekakuan tumpuan 4
>> Analisis kembali
hapus kekakuan tumpuan 5
>> Analisis kembali
Analisis selesai!

N_pias = 60

>> Mulai analisis..
hapus kekakuan tumpuan 1
hapus kekakuan tumpuan 2
hapus kekakuan tumpuan 3
hapus kekakuan tumpuan 4
hapus kekakuan tumpuan 5
hapus kekakuan tumpuan 6
hapus kekakuan tumpuan 7
hapus kekakuan tumpuan 8
hapus kekakuan tumpuan 9
hapus kekakuan tumpuan 10
>> Analisis kembali
hapus kekakuan tumpuan 11
hapus kekakuan tumpuan 12
hapus kekakuan tumpuan 13
hapus kekakuan tumpuan 14
>> Analisis kembali
hapus kekakuan tumpuan 15
>> Analisis kembali
Analisis selesai!

N_pias = 120

>> Mulai analisis..
hapus kekakuan tumpuan 1
hapus kekakuan tumpuan 2
hapus kekakuan tumpuan 3
hapus kekakuan tumpuan 4
hapus kekakuan tumpuan 5
hapus kekakuan tumpuan 6
hapus kekakuan tumpuan 7
hapus kekakuan tumpuan 8
hapus kekakuan tumpuan 9
hapus kekakuan tumpuan 10
hapus kekakuan tumpuan 11
hapus kekakuan tumpuan 12
hapus kekakuan tumpuan 13
hapus kekakuan tumpuan 14
hapus kekakuan tumpuan 15
hapus kekakuan tumpuan 16
hapus kekakuan tumpuan 17
hapus kekakuan tumpuan 18
hapus kekakuan tumpuan 19
hapus kekakuan tumpuan 20
>> Analisis kembali
hapus kekakuan tumpuan 21
hapus kekakuan tumpuan 22
hapus kekakuan tumpuan 23
hapus kekakuan tumpuan 24
hapus kekakuan tumpuan 25
hapus kekakuan tumpuan 26
hapus kekakuan tumpuan 27
hapus kekakuan tumpuan 28
>> Analisis kembali
hapus kekakuan tumpuan 29
hapus kekakuan tumpuan 30
>> Analisis kembali
Analisis selesai!

Baiklah.. demikian artikel kali ini, semoga bermanfaat.

Agus Daud