Teori dan Penyelesaian Soal
MGRAHAILMU
NE
r0NDr$
Teori dan Penyelesaian Soal
-_4
REKIYASI
rOND[$I
Teori dan Penyelesaian Soa!
Dr. Bambang Surendro
GRAHA ILMU
7
1 ?ffi /s?\
bentuk segi empat
1136.b* .br' untuk
----y
bentuk segi tiga
3.3.8 Macam-macam muatan
Sebagaimana alur perencanaan fondasi yang disampaikan di atas, muatan yang akan diterima fondasi
merupakan parameter penting dalam perncanaan fondasi. Berbagai muatan yang ada, antara lain sebagai
berikut:
1.
2.
3.
4.
5.
Muatan mati/muatan tetap (dead load disingkat DL), termasuk muatan ini adalah berat sendiri
konstruksi.
Muatan hidup (bergerak)/muatan berguna (live load disingkat LL), termasuk muatan ini antara lain:
orang, meja, kursi, kendaraan, dan lain sebagainya.
Muatan angin (wind loaddisingkat WL).
Muatan gempa (earthquakeload disingkat EL)
Muatan khusus misal: gaya rem, gaya sentrifugal, pengaruh perubahan suhu, dan lain sebagainya
(specific load disingkat SL)
Dalam kenyataannya beban muatan yang bekerj a pada fondasi merupakan kombinasi dari berbagai
muatan. Kombinasi muatan tersebut antara lain sebagai berikut:
Rekavasa Fondasi
30
a.
b.
Kombinasi pembebanan norrnal atau kombinasi muatan yang bekerja secara terus menerus
merupakan kombinasi antara muatan mati dan muatan hidup. Kalau kombinasi pembebanan normal
ini ditandai dengan notasi NL, maka NL: DL + LL
Kombinasi pembebanan sementara (beban yang bekerja relatif singkat) dan muatan normal. Apabila
kombinasi pembebanan ini diberi notasi TL (temporary loaQ, maka TL: DL +LL + WL atau
TL:DL+LL+EL
c.
Kornbinasi pembebanan khusus merupakan kombinasi muatan normal (NL) dan muatan khusus (SL)
atau kombinasi muatan sementara (TL) dan muatan khusus (SL). Apabila kombinasi pembebanan
khusus diberi notasi CSL, maka:
CSL: NL + SL atau
CSL: TL + SL
Dalam perencanaan fondasi, perhitungannya harus menyesuaikan dengan kombinasi pembebanan
yang ada. Sebagai dasar pertimbangan dalam menentukan besarnya beban, di bawah ini diberikan
beberapa macam beban sesuai dengan konstruksinya.
3.3.8.1 Muatan mati(dead loudlDL)
Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat bangunan, termasuk segala unsur tambahan tetap
yang merupakan satu kesatuan dengannya. Besamya beban mati bekisar antara 2l kglmz sampai dengan
2,20 ton /m3. Tabel 3.1 menunjukkan besarnya beban mati untuk bebagai jenis muatan.
Tabel 3.1 Bebqn mati pada struktur
Besar Beban
Beban Mati
No
I
Baja
7850 kg/m3
2
Beton befiulang
2400kglm3
3
Dinding pasangan
4
Dinding pasangan I batu
5
Pasangan batu bata
,70
todm'
5
Pasangan batu kali
2,00
-2,20
6
Bcban tanah
1,60
-
'7
Atap genting, usuk, dan reng
50kglm2
8
Kaca setebal 12 mm
30 kg/m2
9
Langit-langit + penggantung
20kglm2
10
Lantai ubin semen portland
24kglm2
ll
Spesi per cm tebal
2lkglm2
l2
Partisi
130 kg/m2
Yz
batu
250kglm2
450kglm2
ton/m3
2,00 ton/ml
Fo
n da.s
i Langsung/Fondas i Da n gkal
3l
3.3.8.2 Muatan hidup (live loadlLL)
Beban hidup adalah semua beban tidak tetap, kecuali beban angin, beban gempa dan pengaruh-pengaruh
khusus yang diakibatkan oleh selisih suhu, pemasangan (erection), penurunan pondasi, susut, dan
pengaruh-pengaruh khusus lainnya. Meskipun dapat berpindah-pindah, beban hidup masih dapat
dikatakan bekerja perlahan-lahan pada struktur. Beban hidup diperhitungkan berdasarkan perhitungan
matematis dan menurut kebiasaan yang berlaku pada pelaksanaan konstruksi di Indonesia. Untuk
menentukan secara pasti beban hidup yang bekerja pada suatu lantai bangunan sangatlah sulit,
dikarenakan fluktuasi beban hidup bervariasi, tergantung dari banyak faktor. Oleh karena itu faktor
pengali pada beban hidup lebih besar jika dibandingkan dengan faktor pengali pada beban mati.
Beban hidup untuk lantai bangunan berkisar antara 125
- 800 kglm2,lihat Tabel3.2
Tabel 3.2 Beban hidup pada lantai bangunan
Beban hidup pada lantai bangunan
Besar Beban
a
Lantai dan tangga rumah tinggal,
kecuali yang disebut dalam b.
200kglm2
b
Lantai dan tangga rumah sederhana dan gudang-gudang tidak penting
yang bukan untuk toko, pabrik atau bengkel.
125 kglm2
Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran, hotel,
250kglm2
No
asrama dan rumah sakit.
d
f
Lantai ruang olah raga
400 kg/m2
Lantai ruang dansa
500 kg/m2
Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan yang lain
dari pada yang disebut dalam a s/d e, seperti masjid, gereja, ruang
400 kg/m2
pagelaran, ruang rapat, bioskop dan panggung penonton
bo
Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk
5UU
kg/m'
penonton yang berdiri.
h
Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c
300 kg /m2
I
Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d, e, fdan g.
500 kg/m2
j
Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f dan g
250kglm2
k
Lantai untuk: pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, toko
buku, toko besi, ruang alat-alat dan ruang mesin, harus direncanakan
terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri, dengan minimum
400 kgAr2
I
Lantai gedung parkir befiingkat:
untuk lantai bawah
untuk iantai tingkat lainnya
m
Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap
beban hidup dari lantai ruang yang berbatasan, dengan minimum
800 kg/m2
400 kg/m2
300 kg/m2
32
Rekayasa Fondosi
Feri Noviantoro (2010) Beban F{idup pada atap gedung, yang dapat dicapai dan dibebani
oleh
orang, harus diambil rninimurn sebesar 100 kg/m2 bidang datar.
Atap dan/atau bagian atap yang tidak dapat dicapai dan dibebani oieh orang, harus diarnbil yang
menentukan (terbesar) dari:
l.
Beban terbagi rata air hujan, Wah : 40 - 0,8 a
dengan o, : sudut kemiringan atap, derajat (iika u
>
50o dapat diabaikan).
wah
kglm2 (min. Wah atau2}kglm2).
2.
:
beban air hujan,
Beban tetpusat berasal dari seorang pekerja atau seorang pemadam kebakaran dengan peralatannya
sebesar minimum 100 kg.
Pada perencanaan unsur-unsur struktur vertikal sepeti kolom, dinding, dan fondasi yang
lremikul
beberapa lantai tingkat, beban hidup yang bekerja pada n-rasing-masing lantai tingkat tersebut
mempunyai
peranan penting dalam menentukan kekuatan. Dalam hal ini untuk memperhitungkan peluang
terjadinya
beban hidup yang berubah-ubah, maka untuk perhitungan gaya norinal (gaya aksial) dalam
unsur-unsur
struktur verlikal seperti kolom, dinding, serla beban pada fondasi, jumlah komulatif beban hidup
terbagi
rata yang ditentukan, lihat tabel 3.2 dapat dikalikan dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya
tergantung pada jurnlah lantai, lihat Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Koefisien reduksi beban hidup komulatif
No
Jumlah lantai yang dipikul
Koefisien reduksi yang dikalikan
kepada beban hidup komulatif
I
I
1,0
2
2
1,0
J
-)
0q
4
1
0,8
5
5
0,7
6
6
0,6
7
7
0,5
8
8 dan lebih
0.4
I
I
I
3.3.8.3 Muatan angin (wind loadlWB)
Berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, muatan angin diperhitungkan
dengan
menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif (isapan), yang bekerja tegak lurus pada
bidang-
bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam kgl*,
ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup (velocity pressure) yang ditentukan dalam pasal
4.2 dengan
koefisien-koefisien angin yang ditentukan dalam pasal 4.3. sebagai berikut:
Fon d a s i Langsu ng/F ondas i Da ngka
33
I
Muatan angin dianggap sebagai muatan yang bekerja tegak lurus pada bidang yang dikenai.
Besarnya muatan yang diperhitungkan adalah sebagai mberikut:
1. Di daerah pedalaman (auh dari pantai) tekanan angin harus diambil minimum 25 kglm2
2. Tekanan amgin di laut dan ditepi laut sampai sejau 5 km dari pantai harus diambil minimum 40
.
Kg/m
3.
2
Untuk daerah-daerah di dekat laut dan daerah-daerah lain yang terdapat kecepatan angin yang
dimungkinkan menghasilkan tekanan tiup lebih besar dari pada yang telah ditentukan di atas,
tekanan tiup (p) harus diambil dengan persamaan sebagai berikut:
,,2
p=+
l6
1kg/mz
1
3.19
dengan:
p :
V:
4.
tekanan tiup angin dalam kglm2
kecepatan angin dalam m/detik
Pada cerobong, tekanan tiup angin (p) ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
P:42,5+0,6h
3.20
dengan:
5.
6.
:
tinggi cerobong seluruhnya diukur dasar lapangan (m)
Apabila dapat dijamin bahwa suatu bangunan terlidung efektif terhadap angin dari suatu Jurusan
tertentu, misal oleh gedung-gedung lain, hutan pelindung, atau penghalang lainnya, maka tekanan
tiup angin darijurusan itu dapat dikalikan dengan koefisien reduksi sebesar 0,5.
Untuk bangunan tertutup dan rumah tinggal dengan tinggi tidak lebih dari i6 m, dengan lantai dan
dinding yang memberikan kekakuan yang cukup, struktur utamanya tidak perlu diperhitungkan
H
terhadap muat
NE
r0NDr$
Teori dan Penyelesaian Soal
-_4
REKIYASI
rOND[$I
Teori dan Penyelesaian Soa!
Dr. Bambang Surendro
GRAHA ILMU
7
1 ?ffi /s?\
bentuk segi empat
1136.b* .br' untuk
----y
bentuk segi tiga
3.3.8 Macam-macam muatan
Sebagaimana alur perencanaan fondasi yang disampaikan di atas, muatan yang akan diterima fondasi
merupakan parameter penting dalam perncanaan fondasi. Berbagai muatan yang ada, antara lain sebagai
berikut:
1.
2.
3.
4.
5.
Muatan mati/muatan tetap (dead load disingkat DL), termasuk muatan ini adalah berat sendiri
konstruksi.
Muatan hidup (bergerak)/muatan berguna (live load disingkat LL), termasuk muatan ini antara lain:
orang, meja, kursi, kendaraan, dan lain sebagainya.
Muatan angin (wind loaddisingkat WL).
Muatan gempa (earthquakeload disingkat EL)
Muatan khusus misal: gaya rem, gaya sentrifugal, pengaruh perubahan suhu, dan lain sebagainya
(specific load disingkat SL)
Dalam kenyataannya beban muatan yang bekerj a pada fondasi merupakan kombinasi dari berbagai
muatan. Kombinasi muatan tersebut antara lain sebagai berikut:
Rekavasa Fondasi
30
a.
b.
Kombinasi pembebanan norrnal atau kombinasi muatan yang bekerja secara terus menerus
merupakan kombinasi antara muatan mati dan muatan hidup. Kalau kombinasi pembebanan normal
ini ditandai dengan notasi NL, maka NL: DL + LL
Kombinasi pembebanan sementara (beban yang bekerja relatif singkat) dan muatan normal. Apabila
kombinasi pembebanan ini diberi notasi TL (temporary loaQ, maka TL: DL +LL + WL atau
TL:DL+LL+EL
c.
Kornbinasi pembebanan khusus merupakan kombinasi muatan normal (NL) dan muatan khusus (SL)
atau kombinasi muatan sementara (TL) dan muatan khusus (SL). Apabila kombinasi pembebanan
khusus diberi notasi CSL, maka:
CSL: NL + SL atau
CSL: TL + SL
Dalam perencanaan fondasi, perhitungannya harus menyesuaikan dengan kombinasi pembebanan
yang ada. Sebagai dasar pertimbangan dalam menentukan besarnya beban, di bawah ini diberikan
beberapa macam beban sesuai dengan konstruksinya.
3.3.8.1 Muatan mati(dead loudlDL)
Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat bangunan, termasuk segala unsur tambahan tetap
yang merupakan satu kesatuan dengannya. Besamya beban mati bekisar antara 2l kglmz sampai dengan
2,20 ton /m3. Tabel 3.1 menunjukkan besarnya beban mati untuk bebagai jenis muatan.
Tabel 3.1 Bebqn mati pada struktur
Besar Beban
Beban Mati
No
I
Baja
7850 kg/m3
2
Beton befiulang
2400kglm3
3
Dinding pasangan
4
Dinding pasangan I batu
5
Pasangan batu bata
,70
todm'
5
Pasangan batu kali
2,00
-2,20
6
Bcban tanah
1,60
-
'7
Atap genting, usuk, dan reng
50kglm2
8
Kaca setebal 12 mm
30 kg/m2
9
Langit-langit + penggantung
20kglm2
10
Lantai ubin semen portland
24kglm2
ll
Spesi per cm tebal
2lkglm2
l2
Partisi
130 kg/m2
Yz
batu
250kglm2
450kglm2
ton/m3
2,00 ton/ml
Fo
n da.s
i Langsung/Fondas i Da n gkal
3l
3.3.8.2 Muatan hidup (live loadlLL)
Beban hidup adalah semua beban tidak tetap, kecuali beban angin, beban gempa dan pengaruh-pengaruh
khusus yang diakibatkan oleh selisih suhu, pemasangan (erection), penurunan pondasi, susut, dan
pengaruh-pengaruh khusus lainnya. Meskipun dapat berpindah-pindah, beban hidup masih dapat
dikatakan bekerja perlahan-lahan pada struktur. Beban hidup diperhitungkan berdasarkan perhitungan
matematis dan menurut kebiasaan yang berlaku pada pelaksanaan konstruksi di Indonesia. Untuk
menentukan secara pasti beban hidup yang bekerja pada suatu lantai bangunan sangatlah sulit,
dikarenakan fluktuasi beban hidup bervariasi, tergantung dari banyak faktor. Oleh karena itu faktor
pengali pada beban hidup lebih besar jika dibandingkan dengan faktor pengali pada beban mati.
Beban hidup untuk lantai bangunan berkisar antara 125
- 800 kglm2,lihat Tabel3.2
Tabel 3.2 Beban hidup pada lantai bangunan
Beban hidup pada lantai bangunan
Besar Beban
a
Lantai dan tangga rumah tinggal,
kecuali yang disebut dalam b.
200kglm2
b
Lantai dan tangga rumah sederhana dan gudang-gudang tidak penting
yang bukan untuk toko, pabrik atau bengkel.
125 kglm2
Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, toserba, restoran, hotel,
250kglm2
No
asrama dan rumah sakit.
d
f
Lantai ruang olah raga
400 kg/m2
Lantai ruang dansa
500 kg/m2
Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan yang lain
dari pada yang disebut dalam a s/d e, seperti masjid, gereja, ruang
400 kg/m2
pagelaran, ruang rapat, bioskop dan panggung penonton
bo
Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk
5UU
kg/m'
penonton yang berdiri.
h
Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam c
300 kg /m2
I
Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam d, e, fdan g.
500 kg/m2
j
Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam c, d, e, f dan g
250kglm2
k
Lantai untuk: pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, toko
buku, toko besi, ruang alat-alat dan ruang mesin, harus direncanakan
terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri, dengan minimum
400 kgAr2
I
Lantai gedung parkir befiingkat:
untuk lantai bawah
untuk iantai tingkat lainnya
m
Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap
beban hidup dari lantai ruang yang berbatasan, dengan minimum
800 kg/m2
400 kg/m2
300 kg/m2
32
Rekayasa Fondosi
Feri Noviantoro (2010) Beban F{idup pada atap gedung, yang dapat dicapai dan dibebani
oleh
orang, harus diambil rninimurn sebesar 100 kg/m2 bidang datar.
Atap dan/atau bagian atap yang tidak dapat dicapai dan dibebani oieh orang, harus diarnbil yang
menentukan (terbesar) dari:
l.
Beban terbagi rata air hujan, Wah : 40 - 0,8 a
dengan o, : sudut kemiringan atap, derajat (iika u
>
50o dapat diabaikan).
wah
kglm2 (min. Wah atau2}kglm2).
2.
:
beban air hujan,
Beban tetpusat berasal dari seorang pekerja atau seorang pemadam kebakaran dengan peralatannya
sebesar minimum 100 kg.
Pada perencanaan unsur-unsur struktur vertikal sepeti kolom, dinding, dan fondasi yang
lremikul
beberapa lantai tingkat, beban hidup yang bekerja pada n-rasing-masing lantai tingkat tersebut
mempunyai
peranan penting dalam menentukan kekuatan. Dalam hal ini untuk memperhitungkan peluang
terjadinya
beban hidup yang berubah-ubah, maka untuk perhitungan gaya norinal (gaya aksial) dalam
unsur-unsur
struktur verlikal seperti kolom, dinding, serla beban pada fondasi, jumlah komulatif beban hidup
terbagi
rata yang ditentukan, lihat tabel 3.2 dapat dikalikan dengan suatu koefisien reduksi yang nilainya
tergantung pada jurnlah lantai, lihat Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Koefisien reduksi beban hidup komulatif
No
Jumlah lantai yang dipikul
Koefisien reduksi yang dikalikan
kepada beban hidup komulatif
I
I
1,0
2
2
1,0
J
-)
0q
4
1
0,8
5
5
0,7
6
6
0,6
7
7
0,5
8
8 dan lebih
0.4
I
I
I
3.3.8.3 Muatan angin (wind loadlWB)
Berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983, muatan angin diperhitungkan
dengan
menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif (isapan), yang bekerja tegak lurus pada
bidang-
bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam kgl*,
ditentukan dengan mengalikan tekanan tiup (velocity pressure) yang ditentukan dalam pasal
4.2 dengan
koefisien-koefisien angin yang ditentukan dalam pasal 4.3. sebagai berikut:
Fon d a s i Langsu ng/F ondas i Da ngka
33
I
Muatan angin dianggap sebagai muatan yang bekerja tegak lurus pada bidang yang dikenai.
Besarnya muatan yang diperhitungkan adalah sebagai mberikut:
1. Di daerah pedalaman (auh dari pantai) tekanan angin harus diambil minimum 25 kglm2
2. Tekanan amgin di laut dan ditepi laut sampai sejau 5 km dari pantai harus diambil minimum 40
.
Kg/m
3.
2
Untuk daerah-daerah di dekat laut dan daerah-daerah lain yang terdapat kecepatan angin yang
dimungkinkan menghasilkan tekanan tiup lebih besar dari pada yang telah ditentukan di atas,
tekanan tiup (p) harus diambil dengan persamaan sebagai berikut:
,,2
p=+
l6
1kg/mz
1
3.19
dengan:
p :
V:
4.
tekanan tiup angin dalam kglm2
kecepatan angin dalam m/detik
Pada cerobong, tekanan tiup angin (p) ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
P:42,5+0,6h
3.20
dengan:
5.
6.
:
tinggi cerobong seluruhnya diukur dasar lapangan (m)
Apabila dapat dijamin bahwa suatu bangunan terlidung efektif terhadap angin dari suatu Jurusan
tertentu, misal oleh gedung-gedung lain, hutan pelindung, atau penghalang lainnya, maka tekanan
tiup angin darijurusan itu dapat dikalikan dengan koefisien reduksi sebesar 0,5.
Untuk bangunan tertutup dan rumah tinggal dengan tinggi tidak lebih dari i6 m, dengan lantai dan
dinding yang memberikan kekakuan yang cukup, struktur utamanya tidak perlu diperhitungkan
H
terhadap muat