4.5. Desain Struktur Bawah 4.5.1. Kriteria Desain Struktur Bawah
Struktur bawah bangunan terdiri dari pondasi dan tanah pendukung pondasi. Pondasi berfungsi untuk mendukung seluruh
beban bangunan dan meneruskan beban bangunan tersebut kedalam tanah dibawahnya. Suatu sistem pondasi harus mampu mendukung
beban bangunan diatasnya, termasuk gaya-gaya luar seperti gaya angin, gempa, dan lain-lain. Untuk itu pondasi haruslah kuat dan kaku
agar tidak mengalami penurunan, tidak mengalami patah, karena akan sulit untuk memperbaiki suatu sistem pondasi. Selain itu ada beberapa
hal yang perlu dipertimbangkan dalam mendesain struktur pondasi yaitu kapasitas dukung tiang sesuai dengan persyaratan. Pengujian
tiang berfungsi sebagai pengecekkan kapasitas dukung tiang yang sudah direncanakan tetapi hanya dipilih beberapa titik pondasi saja,
sehingga perlu pengecekkan kapasitas dukung tiang berdasarkan pengujian tanah.
4.5.2. Perhitungan Penulangan Tie Beam
Pur pile cap tiang individu, pier bor, atau kaison harus dihubungkan satu sama lain dengan pengikat. Semua pengikat harus
mempunyai kuat tarik atau tekan desain paling sedikit sama dengan gaya yang sama dengan 10 persen SDS kali beban mati terfaktor
ditambah beban hidup terfaktor pur tiang atau kolom yang lebih besar.
Penulangan Tie Beam Menggunakan PCA-COL
Penampang Beton Lebar = 300 cm
Tinggi = 650 cm Penulangan
D = 22 mm
n
st
= 8 buah
Ø s = 12 mm
fc’ = 30 MPa
phi Ø = 0,75
1
= 0,85 P
u
TB-30x65 = kN
M
u
TB-30x65 = 77.604 kNm
Gambar 4.16.
Pengecekan tulangan Tie Beam 30x65 dengan PCA-COL
Berdasarkan aplikasi PCA-ACOL, dengan dimensi tie beam 30 x 65 cm, menggunakan tulangan total 8D22 mampu
menahan besarnya Pu sebesar kN, M
u
77.604 kNm,
A. Penulangan Tie Beam Secara Analitis
Perencanaan tie beam berdasarkan tata cara perhitungan struktur beton bertulang untuk bangunan gedung SKSNI 2847-
2013, perhitungan dengan analitis tie beam diambil pada portal AS-B4-B5. Tie beam akan ditinjau pada dua arah momen, yaitu
arah sumbu kuat atau sumbu lemah. Mutu beton fc’
= 30 MPa Mutu baja fy
= 390 MPa Mtump
-
= 77.604 kNm b
= 650 mm h
= 300 mm Pu
= kN
D tulangan = 22 mm
D sengkang = 12 mm
Gambar 4.17.
Penampang tie beam 30x65 cm
Gambar 4.18. Diagram Interaksi Tie Beam
Diagram kurva interaksi P
n
– M untuk hitungan manual ini ditentukan dari 3 titik saja, yaitu A ØP
n-maks
, 0 ; B Ø P
n-bal,
ØM
n- bal
; dan C0, ØM
n.
1 Beban konsentrik titik A ØP
n-maks,
M
n
= 0 As
= As’ = 4 x 14 x γ,14 x ββ
2
= 1520 mm
2
Ast = 8 x 14 x 3,14 x 22
2
= 3040 mm
2
Ø
= 0.65 penampang tekan dengan sengkang
500 1000
1500 2000
2500 3000
3500 4000
50 100
150 200
250 300
350 400
φ P
n k
N
φM kN.
Diagram Interaksi Tie Beam
Sumbu Lemah
Sumbu Kuat
A
B B
C C
Gambar 4.19. Diagram regangan tegangan kondisi
balanced
2 Sumbu lemah titik B Ø P
n-bal,
ØM
n-bal
- balanced
Jika Jika
fc’ = γ5
= =
=
Menggunakan syarat keseimbangan gaya :
3 Sumbu lemah titik C 0, Ø M
n
- lentur murni
Gambar 4.20.
Diagram regangan tegangan c=d’ Tria
l 1 : anggap garis netral tepat di d’ sehingga Cc’ = 0
Cek Cc Ts maka c d’
Trial β : karena c d’ maka tulangan sisi atas adalah tekan belum leleh
Menggunakan syarat keseimbangan gaya :
| |
Penampang lentur tanpa aksial jadi = 0.65
4 Sumbu kuat titik B ØP
n-bal
, ØM
n-bal
– balanced
Gambar 4.21. Diagram regangan tegangan kondisi balanced
Regangan setiap lapis tulangan :
Menggunakan syarat keseimbangan gaya : ∑ ∑
Mn = Cc x 0.5h – 0.5 ab + Cs
4
0.5 h –53 + Cs
3
0.5 h – 235 + Ts
2
0.5 h – 235 n+ Ts
1
0.5h – 53
= 471 kN.m
5 Sumbu kuat titik C 0, ØM
n
- lentur murni
Trial 1 : anggap gratis netral tepat di titik 3 sehingga
c = 235 mm, a
b
=
1
x c = 0.85x 235= 199.75mm, Cc = 0.85 fc’ a
b
b = 0.85 x 30x 164.69 x 3001000 = 1528 kN.
Jika dianggap bahwa semua tulangan tarik telah leleh maka ∑ Ts =
221,9 kN mencari regangan dan tegangan untuk setiap lapis tulangan kurang dari Cc 221,9 kN 1528 kN maka blok desak
masih terlalu besar . Trial
2 : anggap garis netral tepat di titik 6 sehingga c = 53 mm,
a
b
=
1
x c = 0.85 x 53 = 45.05 mm, Cc = 0.85 fc’ a
b
b = 0.85 x 30 x 45.05 x 3001000 = 345 kN.
Jika dianggap bahwa semua tulangan tarik telah leleh maka ∑ Ts = 330,9 kN mencari regangan dan tegangan untuk setiap lapis
tulangan kurang dari Cc 330,9 kN 345 kN maka blok desak terlalu kecil. Jadi, garis netral antara titik 5 dan titik 6.
Gambar 4.22. Diagram regangan tegangan kondisi garis netral
antara titik 4 dan 5 Trial
3 : garis netral antara titik 4 dan 5 pada gambar 35. Mencari regangan pada tulangan yang terpasang, dari
perbandingan segitiga dapat diperoleh kesimpulan langsung mengenai regangan pada tulangan tersebut :
Menggunakan syarat keseimbangan gaya :
∑ ∑
∑
∑ Menggunakan persamaan keseimbangan:
∑ ∑
Cek
Menggunakan persamaan keseimbangan gaya:
Momen nominal terhadap titik berat centroid :
Mn = ∑ Cc - ∑ Ts
= Cc x 0.5h – 0.5 a + Cs
7
0.5 h – 54.5 + Cs
6
0.5 h –
169.7 + Ts
5
0.5 h – 284.9 + Ts
3
0.5 h – 284.9 n+
Ts
2
0.5h – 169.7 + Ts
1
0.5 h – 54.5
Gambar 4.23. Diagram interaksi sumbu lemah dan kuat TB- 30x80 cm
Penulangan sengkang Tie Beam
Langkah pertama menghitung Mm menggunakan persamaan 11-6 dalam SNI 2847-2013. Bila Mm seperti yang dihitung dengan
persamaan 11-6 adalah negatif maka Vc harus dihitung dengan persamaan 11-7
0, 3162
193, 1368
111, 0 0, 3162
306, 1590
218, 0 500
1000 1500
2000 2500
3000 3500
4000
50 100
150 200
250 300
350 400
φ Pn
kN
φM kN.
Diagram Interaksi Tie Beam
Sumbu Lemah
Sumbu Kuat
A
B B
C C
Karena Mm bernilai negatif, maka Vc harus dihitung menggunakan persamaan 11-7:
√ √
Dimana :
√ √
Jika Vu ɸVc , maka tidak membutuhkan tulangan geser
23,479 5912 OK Maka untuk tie beam yang di desain tidak memperlukan tulangan
geser. Namun, tetap menggunakan tulangan geser D12-100 untuk tumpuan dan D12-150 untuk lapangan.
4.5.3. Perhitungan Kapasitas Dukung Pile
