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