Tiang pondasi tidak hanya menahan beban vertikal. Gempa, angin, tekanan tanah, dan tumbukan kapal memberi beban horizontal yang harus ditahan oleh tanah di sekitar tiang dan oleh kekuatan tiang itu sendiri.
Metode Broms adalah cara sederhana yang banyak dipakai untuk memperkirakan daya dukung lateral ultimit. Artikel ini membahas rumus Broms untuk tiang ujung bebas di tanah lempung homogen, cara menentukan tiang pendek atau panjang, dan satu contoh hitungan.
Diperbarui 8 November 2026 · Disusun oleh Tim Badoystudio Engineering
Bagaimana cara menghitung daya dukung lateral tiang dengan metode Broms?
Jawaban singkat
Pada tanah lempung, Broms menganggap tahanan tanah nol sampai kedalaman 1,5D dan sebesar 9·cu·D di bawahnya. Untuk tiang ujung bebas, f = Hu/(9·cu·D) dan Mmaks = Hu(e + 1,5D + 0,5f). Hu dihitung dengan anggapan tiang pendek (keruntuhan tanah), lalu Mmaks dibandingkan dengan momen leleh tiang My. Bila Mmaks > My, tiang termasuk panjang dan Hu dihitung ulang dari My. Contoh tiang D40 panjang 5 m di lempung cu 40 kPa memberi Hu = 85,8 kN.
Poin penting metode Broms
Empat hal berikut menentukan apakah hasil Broms bisa dipakai.
- Metode Broms hanya berlaku untuk tanah homogen, yaitu lempung saja atau pasir saja.
- Tahanan tanah sampai kedalaman 1,5D diabaikan pada tanah lempung.
- Selalu cek momen leleh tiang. Tiang yang tampak pendek bisa gagal lentur lebih dulu.
- Daya dukung ultimit dibagi faktor keamanan, lalu defleksi kepala tiang tetap harus dicek.
Istilah dalam metode Broms
Simbol berikut dipakai dalam rumus Broms untuk tanah kohesif.
| Istilah | Arti |
|---|---|
| cu | Kuat geser tak terdrainase tanah lempung (kPa). |
| e | Jarak titik kerja beban horizontal di atas muka tanah. |
| f | Kedalaman di bawah 1,5D sampai titik momen maksimum, f = Hu/(9·cu·D). |
| My | Momen leleh penampang tiang, dari kekuatan bahan tiang. |
Apa rumus Broms untuk tiang ujung bebas di tanah lempung?
Rumus berikut dikutip dari Santoso & Kawanda (2022) yang merujuk Broms (1964).
f = Hu / (9 · cu · D)
Mmaks = Hu · (e + 1,5D + 0,5f)
Mmaks = 2,25 · D · g² · cu
L = 1,5D + f + g
Untuk tiang panjang, momen maksimum dibatasi momen leleh tiang, sehingga Hu = My / (e + 1,5D + 0,5f).
Langkah menghitung daya dukung lateral dengan Broms
Perhitungan dilakukan dalam tiga langkah berikut.
Langkah 1: Hitung Hu sebagai tiang pendek
Selesaikan tiga persamaan pertama bersamaan, karena f dan g bergantung pada Hu. Cara paling mudah adalah coba-coba atau iterasi.
Langkah 2: Bandingkan Mmaks dengan My
Bila Mmaks ≤ My, tiang pendek dan Hu dari langkah 1 dipakai. Bila Mmaks > My, tiang panjang.
Langkah 3: Hitung Hu tiang panjang dan beban izin
Untuk tiang panjang, hitung Hu dari My. Beban izin = Hu ÷ faktor keamanan. Contoh di jurnal Santoso & Kawanda memakai faktor keamanan 2,5.
Contoh daya dukung lateral tiang D40 di tanah lempung
Tiang D = 0,4 m, panjang tertanam L = 5 m, lempung homogen cu = 40 kPa, beban bekerja e = 0,5 m di atas muka tanah, momen leleh tiang My = 120 kNm (dari spesifikasi tiang).
| Uraian | Hitungan | Hasil |
|---|---|---|
| Hu tiang pendek | iterasi f, g, Mmaks | 191,8 kN |
| f | 191,8 / (9 × 40 × 0,4) | 1,33 m |
| g | 5 − 0,6 − 1,33 | 3,07 m |
| Mmaks | 191,8 × (0,5 + 0,6 + 0,5 × 1,33) | 338,8 kNm |
| Cek | 338,8 > My = 120 | tiang panjang |
| Hu tiang panjang | Hu = My / (e + 1,5D + 0,5f), iterasi | 85,8 kN |
| Beban izin (FK 2,5) | 85,8 / 2,5 | 34,3 kN |
Jika hanya dihitung sebagai tiang pendek, kapasitasnya terbaca 191,8 kN. Karena momennya melampaui momen leleh, kapasitas sebenarnya 85,8 kN, kurang dari separuhnya.
Hitung otomatis dengan LateralKit
LateralKit membantu analisis tiang terhadap beban lateral, sehingga kapasitas, momen, dan defleksi kepala tiang bisa dicek tanpa iterasi manual.
Kesalahan yang sering terjadi saat memakai metode Broms
Kesalahan berikut membuat daya dukung lateral terbaca terlalu besar.
- Tidak mengecek momen leleh tiang, sehingga tiang panjang dihitung sebagai tiang pendek.
- Memakai metode Broms pada tanah berlapis lempung dan pasir.
- Mengabaikan jarak e, padahal beban yang bekerja di atas muka tanah memperbesar momen.
- Lupa mengecek defleksi kepala tiang terhadap batas yang diizinkan.
Analisis sensitivitas: pengaruh tinggi titik beban e
Tiang, tanah, dan My yang sama dihitung dengan e berbeda.
| e (m) | Hu pendek (kN) | Mmaks (kNm) | Jenis | Hu dipakai (kN) | Izin FK 2,5 (kN) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,0 | 219,1 | 298,2 | panjang | 118,6 | 47,4 |
| 0,5 | 191,8 | 338,8 | panjang | 85,8 | 34,3 |
| 1,0 | 170,2 | 372,8 | panjang | 65,6 | 26,3 |
| 1,5 | 152,7 | 401,5 | panjang | 52,6 | 21,0 |
Daya dukung lateral sangat sensitif terhadap tinggi titik beban. Pada dermaga atau jembatan dengan tiang yang menonjol di atas tanah, nilai e harus dihitung teliti.
Pertanyaan seputar metode Broms
Beberapa pertanyaan yang sering muncul tentang daya dukung lateral tiang.
Mengapa tahanan tanah sampai 1,5D diabaikan?
Broms menganggap tanah lempung di dekat permukaan mudah runtuh atau terganggu, sehingga tahanannya tidak diperhitungkan.
Kapan tiang disebut panjang?
Bila momen maksimum yang dihitung sebagai tiang pendek melebihi momen leleh tiang, kapasitas ditentukan oleh kekuatan tiang sehingga tiang dianggap panjang.
Apakah Broms bisa dipakai untuk tanah berlapis?
Tidak dianjurkan. Metode ini hanya berlaku untuk tanah homogen kohesif atau homogen granular.
Sumber dan rujukan
Rujukan berikut dipakai dalam artikel ini dan bisa dibaca untuk pendalaman.
- Perhitungan daya dukung lateral pada tanah lempung menggunakan metode Broms (Santoso & Kawanda, Seminar Intelektual Muda #8, Universitas Trisakti, 2022) — rumus Broms tanah kohesif, tiang ujung bebas dan jepit, contoh dengan FK 2,5
Hasil hitungan dalam artikel ini adalah contoh. Perencanaan untuk proyek tetap harus diperiksa dan disahkan oleh tenaga ahli yang berwenang.