BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Teknis Fondasi Tower Support Pipa Fine Coal
Berdasarkan hasil wawancara yang dilakukan dengan departemen
rancang bangun PT. Semen Tonasa, maka diperoleh data – data yang
dibutuhkan dalam analisis perencanaan seperti berarti isi tanah (Ɣ t) = 1750
kg/m3, mutu baja fy = 390 MPa, mutu beton K-225, Berat isi beton (Ɣb) =
2400 kg/m3. Berdasarkan desain tower didalam program, diperoleh nilai
reaksi beban mati sebesar 1380 kg/kolom dan beban hidup sebesar 207,07
kg/kolom.
Untuk berat isi beton (Ɣb) tercantum didalam SK-SNI. Selain itu,
untuk merubah nilai K ke fc dapat diliat dalam PBI 1971 SK-SNI, mutu
beton K-225 dikonfersi ke silinder = 225 kg/cm2 x 0,83 = 186,75 kg/cm2
kemudian dikonfersi kesatuan MPa (N/mm2) = 186,75 x 9,81100
= 18,320
N/mm2.
30
Penyelesaian :
Di dalam penyelesaian suatu perencanaan fondasi, ada beberapa
langkah yang harus dilakukan yaitu:
1. Menghitung Daya Dukung Tanah
Daya dukung tanah dihitung berdasarkan data pada kedalaman 3,0
meter dari permukaan tanah dengan nilai qp = 9,0 ton/m² = 0,9 kg/cm²
a. Diperoleh nilai, q all = 0,92,5
= 0,360 kg/cm²
31
Gambar 4.1. Dimensi Pondasi
2. Beban – beban yang bekerja pada bagian sub struktur yang ditinjau
yaitu fondasi telapak.
Dimana, L = Panjang kolom fondasi
B = Lebar kolom fondasi
H = Tinggi kolom fondasi
q yang terjadi = PA
= 2 ( PD+PL )+2(B x L x H x Ɣb)
A
= 2 (1308+207,07 )+2(0,4 x 0,4 x 2,5 x 2400)
1,5 x3,5
= 4950,14
5,25
= 942,883 kg/m² = 0,094 kg/cm²
q yng terjadi < q all
0,094 kg/cm² < 0,360 kg/cm²
Tebal plat fondasi, diambil = 60 cm
- Berat fondasi / m1 (Wfondasi) = tebal fondasi x berat isi beton
= 0,6 m x 2400 kg/m3
= 1440 kg/m2
- Berat tanah diatas fondasi (Wtanah) = (Tinggi fondasi – tebal fondasi)
x Berat isi tanah
= (2,5 m – 0,6 m) x 1750 kg/m3
= 1,9 m x 1750 kg/m3
32
= 3325 kg/m2
q efektif = q all – Wfondasi - Wtanah
= 0,360 kg/cm² – 0,144 kg/cm2 – 0,3325 kg/cm2
= -0,1165 kg/cm2
Karena minus, tinggi fondasi dan tebal plat fondasi diubah.
q yang terjadi = PA
= 2 ( PD+PL )+2(B x L x H x Ɣb)
A
= 2 (1308+207,07 )+2(0,4 x 0,4 x 1,4 x2400)
1,5 x3,5
= 4249,34
5,25
= 809,398 kg/m² = 0,0809 kg/cm²
q yng terjadi < q all
0,0809 kg/cm² < 0,360 kg/cm²
Tebal plat fondasi, diambil = 20 cm
- Berat fondasi / m1 (Wfondasi) = tebal fondasi x berat isi beton
= 0,2 m x 2400 kg/m3
= 480 kg/m2
- Berat tanah diatas fondasi (Wtanah) = (Tinggi fondasi – tebal fondasi)
x Berat isi tanah
= (1,4 m – 0,2 m) x 1750 kg/m3
33
= 1,2 m x 1750 kg/m3
= 2100 kg/m2
q efektif = q all – Wfondasi - Wtanah
= 0,360 kg/cm² – 0,048 kg/cm2 – 0,210 kg/cm2
= 0,102 kg/cm2
= 1020 kg/m²
Luas fondasi = 2 ( PD+PL )+2(B x L x H x Ɣb)
qa net
=
2 (1380 kg+207,07 kg )+2(0,4 m x0,4 m x1,4 m x 2400 kg/m 3)1020 kg /m2
= 4249,34 kg1020kg/m ²
= 4,166 m2
- Ukuran fondasi eksisting = Lebar plat fondasi x Panjang plat fondasi
A = 1,5 m x 3,5 m
= 5,25 m2
5,25 m2 > 4,166 m2 .....Ok (Penampang aman terhadap beban
yang bekerja).
- Beban terfaktor, Pu = 1,2 x 2 ( PD + L x B x H x Ɣb ) + 1,6 (PL)
= 1,2 x 2 (1380 kg + 0,4 m x 0,4 m x 1,4 m x
2400kg/m3) + 1,6 (207,07 kg)
= 4933,522 kg
- Menghitung beban ultimate (qu)
34
qu = PuA
= 4933,522 kg1,5 x 3,5 m
= 939 kg/m2
3. Kontrol Tegangan Geser
Menghitung tegangan geser diperlukan untuk mengontol apakah
pemanpang yang digunakan aman terhadap geser akibat beban – beban
yang bekerja.
Dipakai tulangan : ∅ 16
Tinggi efektif, d = Tebal fondasi – selimut beton – ½ diameter
tulangan
= 20 cm – 7 cm – 0,8 cm
= 122 cm
Meninjau luas bidang geser dengan potongan kritis satu arah
a. Arah pendek :
35
Gambar 4.2. Potongan kritis satu arah (arah pendek)
Vu = qu x luas beban geser
= 939,724 kg/m2 x 1,5 m (0,75 m – 0,2 m – 0,122 m)
= 603,302 kg.
b. Arah panjang :
Vu = qu x luas beban geser
= 939,724 kg/m2 x 1,75 m (0,75m – 0,2m – 0,522 m)
= 46,046 kg.
Vc = 16
√ f ' c x bw x d
= 16√18,320 x 1750 mm x 122 mm
= 152303,3176 N
= 15230,3317 kg
ø Vc = 0,6 x Vc
= 0,6 x 15230,3317 kg
36
Gambar 4.3. Potongan kritis satu arah (arah memanjang)
= 9138,199 kg
Vu < ø Vc
46,046 kg < 9138,199 kg ....(Ok)
(Fondasi aman terhadap beban geser).
4. Momen lentur
Dalam perhitungan momen lentur dengan metode cross, dapat
dilakukan dengan beberapa langkah yaitu :
a. Momen primer
Rumus – rumus momen primer dapat dilihat di buku teknik sipil
halaman 63 (Ir. V. Sunggono kh.1995)
M012 = -M021
= -1
12 x qu x L2
= - 1
12 x 1045,05 x 2,00²
= - 348,35 kg m
M01A = - M02B
37
Gambar 4.4. Gambar Perletakan
= - 12
x qu x L2
= - 12
x 1045,05 x 0,752
= - 293,920 kg m
b. Faktor kekakuan ( k )
K1A = 0
K12, K21 = 4 EI 12
L =
42,00
= 2,00
K2B = 0
c. Koefisien distribusi ( µ)
µ1A = 0
µ12 = K 12
k 1 A+ K 12 =
2,000+2,00
= 1
µ21 = K 21
K 21+K 2 B =
2,002,00+0
= 1
µ2B = 0
Dari hasil perhitungan di atas kemudian di rangkum
kedalam tabel distribusi momen sehingga di peroleh momen akhir.
Tabel 4.1 Distribusi Momen
Titik Kumpul 1 2
Batang 1A 12 21 2B
38
Koef. Distribusi
Mo
Balance
C Over
Balance
-
+293,920
0
0
0
1
- 348,35
+54,43
0
0
1
+348,35
-54,43
0
0
-
-293,920
0
0
0
M 293,920 -293,92 293,92 -293,920
5. Free body
Perhitungan momen dengan metode free body di gunakan untuk
menghitung momen maksimum yang terjadi pada daerah lapangan
suatu struktur lentur.
a. Momen maksimum bentang 1 – 2
∑M2 = 0
R12 . L – q . L² . 12
- M12 + M21 = 0
R12 . 2,00 – ( 1045,05 . 2,00². 12
) -293,92 + 293,92 = 0
39
Gambar 4.5. Bentang 1-2 reaksi perletakan
R12 . 2,00 = 2090,1
R12 = 2090,1
2,00 = 1045,05 kg
∑M2 = 0
-R21 . L + q . L² . 12
+ M12 – M21 = 0
40
-R2 . 2,00 + ( 1045,05 . 2,00². 12
) +293,92 - 293,92 = 0
-R2 . 2,00 = -2090,1
-R2 = −2090,1
2,64
R21 = 1045,05
∑M1 = 0
Mmax d Mx
dx = 0
Mx = R12 x – q . x x2
- M12
X = R 12
q
= 1045,051045,05
= 1
M1 = R12 . 1 – q . 1² . 12
– M12
= 1045,05 . 1 – 1045,05 . 1² . 12
– 293,92
41
Gambar 4.6. Bentang 1-2 (Momen Max)
x
=228,605 kg/m
6. Perhitungan tulangan :
Dalam perencanaan penulangan suatu struktur lentur, yang harus di
perhatikan adalah menentukan nilai As yang memenuhi syarat untuk
Mn = Mu / ø dan rasio tulang ( ρ ) yang tidak boleh kurang dari ρ min
atau melebihi ρmax.
Langkah- langkah perhitungan tulangan fondasi yaitu :
a. Penulangan plat fondasi
Diambil momen lentur maksimal = 348,35 kg m
= 3,4835 kN m
- Menghitung rasio tulangan minimum (ρmin)
Rasio tulangan minimum dihitung dengan persamaaan (2.12)
42
Gambar 4.7. Gaya dalam yang bekerja (Momen)
ρ min = 1,4fy
= 1,4390
=0,0036
- Menghitung rasio tulang berumbang (ρb )
Rasio tulang berimbang dapat dihitung dengan persamaaan (2.10)
ρb = β 1 .0,85 . fc
fy .
600600+fy
= 0,85 .0,85.18,675
390 .
600600+390
= 0,020907
- Menghitung rasio tulangan maksimum di hitung dengan
persamaaan (2.11)
ρmax = 0,75 x ρb
ρmax = 0,75 x 0,020907
= 0,0157
- Menghitung momen nominal (Mn)
Momen nominal di hitung dengan persamaan (2.17)
Mn = Muø
= 3,4835 KN m
0,8
= 4,3543 KN m
Mn = T x z T = As x fy
Mn = As x fy x z z di ambil sebesar 0,85 – 0,9d
43
4,3543 x 106 = As x 390 x 444 mm2 z = 0,85 x d
As = 25,146 mm2 = 0,85 x 0,522 m
As = ρ x b xd = 0,444 m
= 444 mm
- Menghitung rasio tulangan ( ρ )
Rasio tulangan maksimum dapat dihitung dengan persamaan (2.7)
ρ = As
b xd
= 25,146
1000 x 522
= 0,0000481 < 0,0036 di gunakan ρmin
- Menghitung luas tulangan yang di butuhkan (As)
Luas tulangan yang dibutuhkan dihitung dengan persamaan (2.7)
Di pakai As = ρ min x b x d
= 0,0036 x 1000 mm x 522 mm
= 1879,2 mm2
Digunakan tulangan : D19 – 150 mm = 1890 mm2 ( tulangan
rangkap )
- Menghitung tulangan susut :
Untuk fy = 400 Mpa, rasio tulangan susut ( ρ ) = 0,0018
Dipakai As = ρ x b x d
= 0,0018 x 1000 mm x 522 mm
= 939,6 mm2
44
Digunakan tulangan : D 14 – 150 mm (1026 mm2)
b. Penulangan pedestal ( kolom )
Ukuran pedestal : b = 40 cm
h = 250 cm
cek rasio ukuran pedestal :
hb
= 25040
= 6,25
Digunakan As min = 0,01 x 400 mm x 400 mm
= 1600 mm2
Dipakai tulangan :
Tulang sengkang :
As =b xy3 fy
= 400 x1000
3 x390
= 341,880 mm2
Dipakai tulangan =
45
46
Recommended