bab iv ta revisi terbaru
TRANSCRIPT
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