Buku Ajar Beton II [PDF]

Citation preview

BUKU AJAR



STRUKTUR BETON BERTULANG II Diberikan Kepada Mahasiswa Fakultas Teknik Sipil Semester 4



Oleh :



Ir. Ellyza Chairina, MSi Dosen Kopertis dpk UNHAM Medan Nip : 131 663 233



M EDAN 2007



Buku Pegangan : 0



1. Dasar - Dasar Perencanaan Beton Bertulang ( Seri Beton 1 s/d 4 ), Buku Wajib Mahasiswa Pengarang : Ir. W. C. Vis Ir. Gideon H. Kusuma M. Eng Penerbit : Erlangga 2. Struktur Beton, disusun oleh : Tim Penyusun Peserta Lokakarya Dosen Perguruan Tinggi Swasta se Indonesia Penerbit : Badan Penerbit Univ. Semarang 3. Struktur Beton Bertulang, Departemen PU RI Pengarang : Ir. Istimawan Dipohusodo Penerbit : PT Gramedia Pustaka Utama Jakarta 4.Tata Cara Penghitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (Standar Konsep SNI Bidang Pekerjaan Umum No : SK SNI T– 15 – 1991 – 03) Dikeluarkan Oleh : Departemen Pekerjaan Umum RI Penerbit : Yayasan LPMB Bandung



STRUKTUR BETON BERTULANG ( DENGAN SKSNI T 15-1991-03 ) 1



TUJUAN MATA KULIAH. TIK : Ditujukan untuk mengetahui peraturan-peraturan, persyaratan-persyaratan suatu struktur bangunan beton bertulang



dan sebagai acuan bagi para



perencana dan pelaksana dalam melakukan pekerjaan perencanaan dan pelaksanaan struktur beton.



TIU : Untuk mengarahkan terciptanya pekerjaan perencanaan dan pelaksanaan beton yang memenuhi ketentuan minimum serta mendapatkan hasil pekerjaan struktur yang aman dan ekonomis agar dapat menjaga kesejahteraan umat manusia, dalam hal ini mencegah terjadinya korban manusia yang diakibatkan oleh kesalahan perencanaan.



RUANG LINGKUP : 1. Balok Bertulangan Rangkap 2. Gaya Lintang / Geser 3. Torsi / Puntir : - torsi keseimbangan -



torsi kompatibilitas



4. Geser Friksi 5. Kolom : - dengan eksentrisitas kecil - Dengan eksentrisitas besar 6. Struktur Pondasi 7. Dinding Penahan Tanah 8. Pengenalan Struktur Beton Di Daerah Gempa



BALOK BERTULANGAN RANGKAP Seperti telah diketahui bahwa nilai Mu/bd2 merupakan fungsi dari rasio penulangan ρ, sedang untuk balok bertulangan tarik saja telah ditetapkan ρmax = 0,75 2



ρb, ini untuk suatu penampang dengan kuat bahan tertentu yang memikul kuat momen atau momen tahanan maksimum. Apabila penampang tersebut menopang beban yang lebih besar dari kapasitasnya, sedang pertimbangan teknis membatasi dimensi balok, maka diperlukan usaha-usaha untuk memperbesar kuat momen balok yang sudah tertentu dimensinya. Untuk hal ini SKSNI memperbolehkan penambahan tulangan baja tarik lebih dari batas nilai ρmax bersamaan dengan pemasangan tulangan baja di daerah tekan penampang balok. Hasilnya adalah balok dengan penulangan rangkap dimana tulangan baja yarik dipasang di daerah tarik dan tulangan baja tekan di daerah tekan. Pada keadaan demikian berarti tulangan baja tekan bermanfa’at untuk memperbesar kekuatan balok, menghindari terjadinya retak dan juga untuk tempat sengkang bergantung. Untuk balok dari suatu struktur bentang menerus, penambahan dan pemasangan tulangan pokok di daerah tekan pada mulanya didasarkan pada pertimbangan teknis pelaksanaan sebagai alasan utamanya.



A



D I



B



II



C



III



Pada gambar, momen positip terjadi di I, II dan III sehingga tulangan tarik pokok ditempatkan di bahagian bawah balok, sedang pada titik B dan C timbul momen negatip sehingga dasar balok menjadi daerah tekan dan tulangan baja tarik ditempatkan di bahagian atas balok. Bila momen negatip demikian besar, pemasangan tulangan tarik harus memperhatikan selimut beton negatip dengan memberi panjang penyaluran secukupnya. Untuk itu, pemasangan umumnya diatur dengan meneruskan sebahagian tulangan tarik tersebut ke sepanjang bentang balok menerobos melewati daerah tekan 3



penampang bagian tengah bentang. Dengan cara ini maka balok tersebut menjadi bertulangan rangkap. Kecuali panjang penyaluran, tulangan-tulangan pokok juga harus terikat dengan sengkang untuk mencegah terjadinya tekuk tulangan tekan. Jika terjadi maka selimut beton akan pecah/lepas. tul.tekan tertekuk



selimut beton pecah/lepas



Untuk tulangan sengkang, SKSNI membuat persyaratan sbb : o Bila tulangan pokok tekan ≤ Ø 32 → sengkang yang digunakan Ø 10 o Bila tulangan pokok tekan ≥ Ø 36 → sengkang yang digunakan Ø 12 Untuk persyaratan balok : o Jarak antar tulangan pokok maksimum 150 mm o Jarak tulangan pokok sisi ke sisi minimum 25 mm o Jarak maksimum tulangan samping 300 mm o Penutup beton 40 mm (tidak langsung berhubungan dg tanah/cuaca) o Jarak maksimum sengkang : 200 mm untuk tul.polos 300 mm untuk tul.yang diprofilkan o



Jarak antara sengkang : tidak boleh > dari nilai terkecil dari : -



16 x Ø tul.memanjang (tul.pokok)



-



48 x Ø tul.sengkang



-



Panjang sisi terpendek penampang balok



Misal : Ø tul.pokok 22



→ 16 x 22 = 352 mm



Ø tul.sengkang 10 → 48 x 10 = 480 mm Ukuran penampang b x h = ( 300 x 600 ) mm → sisi terpendek = 300 mm, maka jarak antara sengkang diambil = 300 mm. PERENCANAAN BALOK BERTULANGAN RANGKAP Apabila pengamatan menunjukkan bahwa penampang balok persegi bertulangan tarik saja tidak kuat menahan beban tertentu dan ukurannya tidak memungkinkan untuk diperbesar sebab alasan-alasan arsitektural atau teknis pelaksanaan misalnya, maka pilihan akan jatuh pada balok bertulangan rangkap. 4



Sedangkan prosedur perencanaan pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua bagian perencanaan kopel gaya dalam yang bila hasil keduanya dijumlahkan akan didapat kekuatan balok yang diperlukan. Langkah-Langkah Perencanaan Balok Bertulangan Rangkap : o



Anggap bahwa d = h – 100 mm → jarak pusat tul.baja tarik terhadap tepi beton



=



100



mm



(kemungkinan



penggunaan dua lapis tul.baja tarik) o



Hitung momen rencana total : Mu = 1,2 MD + 1,6 ML



o



Pemeriksaan apakah benar balok perlu bertulangan rangkap. 1. dari tabel (buku 4), diperoleh



Mu max  X bd 2



(angka



terakhir) 2.



MR max = X. b. d2 → X (KN/m2), b(m), d(m).



3. Jika MRmax < Mu → maka balok tidak hanya memikul tul.tarik saja (harus rangkap) 4. Jika MRmax ≥ Mu → maka balok bertulangan tarik saja, dan rencanakan dengan cara perhitungan balok bertul.tarik saja. 5. Bila



balok



bertulangan



rangkap,



maka



langkah



perhitungan dilanjutkan dengan : o



Hitung rasio penulangan pasangan kopel gaya beton tekan dan tulangan baja tarik: ρ = 0,90 . ρmax = 0,90 . 0,75 ρb , nilai ρ untuk mencari Mu/bd2 pada tabel (buku 4)



o



Menentukan kapasitas momen dari pasangan kopel gaya beton tekan dan tul.baja tarik MR1 = Ø.(Mu/bd2) . bd2 , maka tulangan baja tarik yang diperlukan : As1 perlu = ρ . b . d (mm2)



o



Selisih momen atau momen yang harus ditahan : MR2 = Mu (lngkh 2) – MR1



o



Gaya tekan : (anggap d’ = 70 mm) 1. Cc 2 



MR 2  (d  d ' )



2. Cc2 = As’ . fs’ → fs’ = akan dihitung As’ = didapat Єy = dari SKSNI 5



3. a 



As1 perlu. fy (0,85. fc ' ).b



4. a = c . β1 → c = diperoleh 5. Єs’ =



c  d' fy (0,003) , sedang Єy = → Es = 2 . 105 c Es



MPa Jika Єs’ ≥ Єy , tul.baja tekan telah meluluh pada momen ultimit dan fs’ = fy , tetapi bila Єs’ < Єy , maka hitung fs’ = Єs’ . Es dan gunakan untuk langkah berikutnya. Cc 2 fs '



o



Karena Cc2 = As’ . fs’ → maka As’ perlu =



o



Hitung As2 perlu = As’ perlu



o



Hitung jumlah luas tulangan baja tarik total : As = As1 + As2



o



Pilih tul.baja tekan As’ = ……….



o



Pilih tul.baja tarik As = ……….



o



Periksa dengan lebar balok agar aman : -



periksa d aktual dan bandingkan dengan d teoritis



-



bila d aktual ≥ d teoritis → aman.



-



Bila d aktual < d teoritis → ulangi perencanaan



Berikan sketsa rancangan !!!. SOAL : Rencanakan penulangan balok persegi beton bertulang untuk mendukung momen akibat beban mati MD = 230 KNm dan momen akibat beban hidup M L = 370 KNm, bila b = 350 mm, h = 800 mm, fc’ = 20 Mpa dan fy = 240 Mpa. Apabila dipakai tulangan baja tekan, gunakan d’ = 70 mm.



Penyelesaian Soal : Dari soal , diketahui : fc’ = 20 MPa, fy = 240 MPa, MD = 230 KN m dan ML = 370 KN m, b = 350 mm, h = 800 mm dan d’ = 70 mm. Diminta : rencana penulangan balok. Penyelesaian : 1. d = (h – 100) = 800 – 100 = 700 mm 6



2. Mu = 1,2 MD + 1,6 ML = 1,2 . 230 + 1,6 . 370 = 276 + 592 = 868 KN m 3. *



Mu max = 4800 KN/m2 (buku 4, fc’ = 20 MPa, fy = 240 MPa dan Ø = 0,8) 2 bd



* MRmax = 4800 . b . d2 = 4800 . 0,35 . (0,7)2 = 823,2 KN m * MRmax < Mu ( 823,2 < 868) → maka balok bertulangan rangkap 4. ρ = 0,9 ρmax = 0,9 . 0,0323 (buku 1) = 0,02907 → Mu/bd2 = 5012,5 KN/m2 (buku 4 dg d’/d = 0,10) 5. MR1 = Ø.(Mu/bd2) . bd2 = 0,8 . 5012,5 . 0,35 . (0,7)2 = 687,72 KN. Tul.baja tarik yang diperlukan : As1 perlu = ρ . b . d = 0.02907 .350. 700 = 7122,15 mm2 6. MR2 = Mu (lngkh 2) – MR1 = 868 – 687,72 = 180,28 KN. 7. * Cc 2  * a



MR 2 180.280 = = 357,7 KN  (d  d ' ) 0,8(700  70)



As1 perlu. fy 7122,15 x 240 = = 207,56 mm (0,85. fc ' ).b (0,85.20).350



* a = c . β1 → c = 207,56 / 0,85 = 244,19 mm * Єs’ =



c  d' fy (0,003) = 0,0021 , sedang Єy = = 0,0012 → Es = 2 . 10 5 c Es



MPa Єs’ ≥ Єy , tul.baja tekan telah meluluh pada momen ultimit dan fs’ = fy = 240 MPa 8. Cc2 = As’ . fs’ → maka As’ perlu =



Cc 2 357.700  1490,42 mm2. = fs ' 240



9. As2 perlu = As’ perlu = 1490,42 mm2. 10. As = As1 + As2 = 7122,15 + 1490,42 = 8612,57 mm2 11. Tul.baja tekan : As’ = 4 Ø 22 = 1521 mm2 Tul.baja tarik : As = 8 Ø 38 = 9076,6 mm2 12. Periksa : d aktual = 800 – 40 – 12 – 38/2 = 729 mm > d eff = 700 mm...........aman lebar balok = 350 mm > 2 . p + 2 . Øs + 4. Øp + 3 . 25 = 2.40 + 2.12 + 4.38 + 3.25 = 331 mm 350 mm > 331 mm ....................................................ok 13. Sketsa rancangan : 4 Ø 22



7



222 mm 800 mm



4 Ø 22



40 mm 222 mm 222 mm



350 mm 8 Ø 38



SOAL UNTUK LATIHAN. Rencanakan suatu balok beton bertulang dengan tampang persegi yang mendukung momen rencana total sebesar 1060 KN m (termasuk berat sendiri) . Ukuran balok dibatasi dengan lebar 400 mm, tinggi total 800 mm, mutu beton 20 MPa dan mutu baja 240 MPa, apabila diperlukan tulangan baja tekan gunakan d’ = 60 mm.



GAYA LINTANG Perencanaan beton bertulang terhadap gaya lintang sesuai dengan lentur murni juga karena yang menentukan adalah perilaku struktur dalam stadium keruntuhan. Jika sebuah balok yang kedua ujung-ujungnya ditumpu bebas dan dibebani dengan dua beban terpusat F. Maka diagram gaya lintang dapat terlihat seperti gambar dibawah ini. F



F 8



A



B V=F + _ V=F



Andaikan beban balok sendiri diabaikan, maka pada kedua tepi balok diantara perletakan dan beban terpusat terdapat gaya lintang yang besarnya konstan : V = F. Sedangkan besar gaya lintang dibagian tengah balok sama dengan nol. 1. TEGANGAN GESER Secara umum besarnya tegangan geser (ν) dirumuskan sbb : ν=



V .S dimana : V = gaya lintang b.I



S = momen statis dr bagian yg tergeser terhadap garis netral b = lebar balok I = momen inersia penampang Untuk penampang persegi, nilai maksimal tegangan geser : νmaks =



3.V 2.b.h



2. PENULANGAN GESER Cara yang umum dilaksanakan dan lebih sering dipakai untuk penulangan geser ialah dengan menggunakan sengkang (cara lain yaitu tulangan rangkap + batang yang dibengkokkan), dimana selain pelaksanaannya lebih mudah juga menjamin ketepatan pemasangannya. Penulangan dengan sengkang hanya memberikan andil terhadap sebagian pertahanan geser, karena formasi atau arah retak yang miring. Tetapi bagaimanapun cara penulangan ini terbukti mampu memberikan sumbangan 9



untuk peningkatan kuat geser ultimit pada komponen



struktur



yang



mengalami



lenturan. ν=



Bentang geser



V .S b.I



Didalam peraturan SKSNI, meskipun secara teoritis tidak perlu tulangan geser bila νu ≤ Ø .νc, akan tetapi peraturan mengharuskan untuk selalu menyediakan penulangan geser minimum pada semua bagian struktur beton yang mengalami lenturan, kecuali untuk struktur-struktur tertentu seperti : 1. pelat dan pondasi pelat 2. struktur balok beton rusuk 3. balok yang tinggi total ≤ 250 mm atau 2,5 x total flens atau 1,5 x lebar badan balok (diambil mana yang terbesar) 4. tempat dimana nilai νu < ½ Ø νc dimana : νu = tegangan geser rencana rata-rata nominal total νc = tegangan geser nominal sumbangan beton Bila keadaan diatas terpenuhi, maka diambil luas sengkang minimum : b.s



Av = 3. fy dimana : s = jarak antar sengkang b = lebar balok Diameter sengkang : umumnya dipakai batang tulangan Ø 8 dan Ø 10. Pada kondisi dimana bentang dan beban menimbulkan gaya geser yang besar, kemungkinan memakai Ø 12 dan Ø 14 diperbolehkan. Ukuran batang tulangan diusahakan sama, jarak spasi dapat diatur bervariasi (berkelompok).



Jarak antar sengkang (spasi) : Rumus umum : s =



Av . fy.d dimana : s = jarak spasi sengkang maksimum Vs



Av = luas penampang sengkang Vs = kekuatan geser nominal Jika Vc > ⅓ √ fc’ . bw . d (pembatasan rumusan), maka : diambil jarak antar sengkang tidak boleh > ½ d atau 600 mm (ambil yang terkecil), jika berkelompok maka jarak



10



antar kelompok tidak lebih dari 200 mm (< 200 mm). Umumnya diambil jarak spasi tidak kurang dari 100 mm. Langkah-langkah perencanaan tulangan geser : 1. Tentukan besarnya gaya lintang dari konstruksi yang diketahui (Vu) 2. Hitung nilai geser νu berdasarkan diagram geser Vu untuk bentang bersih (gaya geser total = gaya lintang total) 3. Tentukan apakah dibutuhkan tulangan sengkang atau tidak, bila perlu gambar diagram Vs (gaya geser untuk tulangan geser) sesuai dengan pembagian sengkang yang diandalkan 4. Tentukan bagian dari bentangan yang memerlukan tulangan sengkang (y) 5. Pilih ukuran diameter batang tulangan sengkang (Av = As sengk min) 6. Tentukan jarak spasi sengkang maksimum (s) 7. Hitung



kebutuhan



jarak



spasi



berdasarkan



kekuatan



yang



mampu



disumbangkan oleh tulangan sengkang (dapat dihilangkan) 8. Tentukan pola dan tata letak sengkang secara keseluruhan dan buatlah gambar sketsanya SOAL : Balok beton bertulang dengan penampang persegi pada perletakan sederhana (dua tumpuan), dengan panjang bentang bersih = 10 m, lebar balok = 300 mm, tinggi effektif = 610 mm, menahan beban rencana total (termasuk berat sendiri) = 46 KN/M, mutu beton = 20 MPa, mutu baja = 240 MPa. Rencanakan penulangan geser balok tersebut !.



KUAT TORSI ( PUNTIR ) Gaya torsi terjadi pada waktu suatu komponen struktur memikul beban gaya sedemikian hinga terpuntir terhadap sumbu memanjangnya. Contoh yang mudah dilihat secara visual adalah pada perkakas mesin, misalnya sistem pemindahan tenaga melalui tangkai pada motor elektrik, pemindahan tenaga pada roda kereta api, juga 11



pada perputaran balok gelagar atau kolom, pada balok anak terhadap balok induk ( akibat sifat kekakuannya timbul momen ditempat dukungan balok anak yang mengakibatkan gaya puntir terhadap balok induk ). Lihat gambar 7.3 pada Buku I Gideon. Gaya torsi akan timbul dipermukaan batang terpuntir dan cenderung menyebabkan terjadinya retak tarik diagonal sama seperti yang diakibatkan oleh gaya geser lentur, akan tetapi gaya geser torsi akan bekerja pada arah yang berlawanan untuk sisi penampang yang berhadapan. Dengan demikian diperlukan batang tulangan baja untuk dipasang melintang terhadap arah retakan sehingga menghalangi keruntuhan. Momen torsi yang bekarja pada suatu komponen struktural seperti pada balok tepi, dapat dihitung dengan menggunakan prosedur analisis struktur yang biasa, dan perencanaan komponen ini didasarkan atas keadaan batas runtuh. Dengan demikian perilaku sistem struktur setelah mengalami retak akibat torsi dapat dirumuskan dengan menggunakan salah satu dari dua kondisi sbb : 1. torsi keseimbangan, yaitu torsi statis tertentu dimana tidak ada redistribusi tegangan torsional ke batang struktural lain setelah terjadi retak karena terjadi keseimbangan 2. torsi keserasian, yaitu torsi statis tak tentu dimana redistribusi tegangan torsional dan momen-momen setelah terjadi retak mempengaruhi keserasian antara komponen-komponen yang bertemu pada satu titik buhul, torsi dengan keadaan ini juga disebut sebagai torsi kompatibilitas Pedoman Penulangan Torsi Ketentuan perencanaan tulangan torsi diberikan dalam SK SNI T-15-1991-03, dan diperhitungkan bersama geser dan lentur. Bila momen torsi terfaktor = Tu, pengaruh torsi berlaku apabila pada komponen tersebut melampaui Ø [( 1/20 √fY’ )] ∑ x²y, untuk struktur statis tak tentu terjadi pengurangan momen torsi pada komponennya akibat terjadinya redistribusi gaya-gaya dalam dimana nilai Tu dapat dikurangi menjadi Ø [( ⅓ √fY’ ) ∑ ⅓ x² y]. Tulangan torsi terdiri dari sengkang tertutup, sengkang pengikat tertutup atau pengikat spiral yang dikombinasikan dengan tulangan memanjang. Kuat luluh rencana tulangan tarik tidak boleh diambil lebih dari 400 MPa. Tulangan sengkang yang 12



berfungsi juga sebagai tulangan torsi harus dipasang menerus sejarak d dari serat tekan terluar dan harus dijangkarkan. Tulangan torsi harus disediakan paling tidak sejarak



(b1 + d) diluar titik teoritis, kuat momen torsi Ts tidak boleh lebih dari 4 Tc



(Ts < 4 Tc), dengan demikian penulangan torsi harus didasrkan pada : Tu ≤ Ø Tn. dimana, Tn = Tc + Ts, Tc = kuat mpmen torsi nominal yang disumbangkan oleh beton. Ts = kuat momen torsi nominal yang disumbangkan oleh tul torsi. Kuat momen torsi yang diberikan oleh beton dapat dihitung dengan : Tc =



fc ' 2 h , bila Tu dan Ø Tc diketahui, maka berlaku Ø Ts = Tu - Ø Tc. 15 b



Selanjutnya harus disediakan tulangan memanjang Al yang didistribusikan di sekeliling sengkang dan dihitung sebagai : Al = sengkang diperoleh dengan rumus : At =



2 At



x1  y1 s



, sedangkan nilai tulangan



2.(Tu   .Tc ).s.(b1  h1) sehingga bila  1.b1.h1. . fy.s



disubstitusikan maka akan diperoleh pula : A l =



b1  h1 2.(Tu   .Tc ) , sedangkan b1.h1 t. . fy



untuk nilai sengkang minimum dianalogikan dengan perhitungan sengkang minimum b. y



seperti pada perhitungan sengkang balok : As sengk min = 3. fy . Spasi sengkang tertutup tidak boleh melebihi nilai terkecil antara ¼ (x1 + y1) dan 300 mm, sedangkan spasi baja tulangan torsi arah memanjang yang diameternya tidak kurang dari 12 mm diatur dengan jarak satu sama lain tidak lebih dari 300 mm dan paling tidak ditempatkan satu batang tulangan memanjang pada sudut-sudut sengkang.



Langkah-langkah perencanaan penulangan torsi : 1. tentukan apakah momen torsi berupa torsi keseimbangan atau keserasian. 2. hitung momen torsi rencana (Tu) 3. hitung dan tentukan apakah perlu tulangan torsi (Tu > Ø Tc) 4. hitung kuat momen torsi nominal yang disumbangkan oleh tul torsi (Ts) 5. nilai Tn tidak kurang dari Tu / Ø, dan bila Ts > 4 Tc penampang harus diperbesar 13



6. hitung tulangan torsi ( Al ) dan dapatkan nilai α dari grafik 7. hitung jarak sengkang yang diperlukan ( s ) dan periksa dengan sengkang minimum serta jarak maksimal sengkang 8. pilih tulangan dan buat sketsa ! Contoh soal : dapat dilihat pada Buku I Gideon pada contoh perhitungan 21, 22 dan 23. ( buku wajib untuk mahasiswa )



GESER–FRIKSI Anggapan pada struktur beton bahwa bila terjadi keruntuhan, ini diakibatkan karena gaya lintang setelah retak terjadi, pencegahan yang biasa adalah dengan geser yang terjadi pada keruntuhan tarik dalam arah miring, tetapi bila retak terjadi pada geser miring tersebut maka yang harus dilakukan adalah dengan penulangan geser friksi.



14



Geser Friksi adalah perkuatan melintang sepanjang retakan untuk mencegah terjadinya pergeseran relatif, dengan cara memisalkan bahwa retak memang terjadi ditempat tersebut. Untuk komponen yang semakin tinggi, atau tinggi effektif relatif besar dibandingkan dengan bentang gesernya, retak miring akan lebih tegak. Apabila tidak terdapat penulangan geser yang memotong bidang retak kemungkinan besar akan terjadi penggelinciran diantara dan disepanjang dua bidang permukaan retak tersebut. Dalam keadaan demikian, maka harus digunakan konsep geser friksi didalam menganalisa mekanisme penyaluaran gaya-gaya geser dalm komponen.



Agar berlangsung mekanisme penyaluran gaya geser sebaik mungkin, konsep geser friksi sangat tepat untuk digunakan pada tempat-tempat sbb : 1. pada bidang permukaan sambungan pengecoran beton lama dan baru 2. pada bidang sambungan permukaan kolom dengan komponen konsol pendek 3. pada bidang permukaan hubungan antar komponen struktur beton dan beton pracetak 4. pada bidang permukaan singgung antara beton dengan pelat baja atau dinding Pedoman Penulangan Geser Friksi Perencanaan penulangan geser friksi dibuat berdasarkan persamaan geser. (Buku I Gideon, hal : 166) 15



Ø Vn ≥ Vu Nilai Vn dapat ditentukan berdasarkan letak tulangan terhadap bidang geser. Vn = Avf . fY . μ → (tegak lurus terhadap bidang geser) Vn = Av f . fY . (μ sinαf + μ cosαf) → (membentuk sudut terhadap bidang geser) αf = sudut antara tulangan geser friksi dengan bidang geser Avf = luas penampang tulangan geser friksi μ = koefisien friksi → untuk beton normal = 1,0 untuk beton ringan = 0,85 (berpasir) untuk beton ringan = 0,75 (total) untuk konsol dicor monolit = 1,4 Pedoman penulangan geser friksi diterapkan pula apbila mempunyai ketentuan-ketentuan khusus seperti pada : * dinding * pondasi telapak * konsol pendek Untuk dinding dan pondasi telapak akan dibahas pada Bab Pondasi. Geser Friksi Pada Konsol Pendek Konsol Pendek adalah sebuah bagian struktur beton bertulang yang menonjol pada kolom ataupun bagian dinding untuk memikul beban atau menyagga komponen struktur lain yang bertumpu padanya, seperti tempat tumpuan gelagar, balok atau pelat. Konsol pendek harus memenuhi persyaratan-persyaratan tertentu seperti : 



nilai banding bentang retak terhadap tinggi effektif harus dibawah satu (1,0)







pembatasan gaya horizontal terfaktor terhadap gaya geser terfaktor







penampang muka tumpuan harus direncanakan secara bersamaan memikul momen, gaya lintang dan normal







faktor reduksi kekuatan, berlaku sama seperti terhadap geser







tulangan yang dibutuhkan berdasarkan gaya geser friksi yang mempunyai batasan-batasan khusus







sengkang dihitung tertutup berdasarkan tulangan yang diperoleh



16



Langkah-Langkah Perencanaan Konsol Pendek SKSNI memberikan tata cara perencanaan untuk konsol pendek sbb : 1. hitung a/d ≤ 1,0 → a = nilai banding bentang retak d = tinggi effektif konsol 2. Nuc < Vu, Vu < Ø.Vn, Vn ≤ 0,2 fc’ b.d < 5,5 b.d 3. Momen rencana : Mu = Vu . a + Nuc . ( h – d ) Dimana : Vu = gaya geser friksi terfaktor yang dipikul a = jarak gaya ke sambungan Nuc = gaya horizontal terfaktor = 0,2 Vu (kecuali diterapkan pada struktur khusus sehingga gaya-gaya tarik dapat dihindarkan) 4. faktor reduksi kekuatan Ø = 0,65 5. tulangan Af harus diperhitungkan untuk menahan momen lentur, Af = Mu / Ø . fY . lengan momen = ρ . b . h 6. tulangan geser friksi : Avf = Vn / fY . μ 7. tulangan yang dibutuhkan untuk menahan gaya tarik : An = Nuc / Ø . fY 8. jumlah seluruh tulangan utama : As = Af + An atau bila lebih besar berdasarkan As = 2.Avf / 3 + An bandingkan juga dengan As min 9. tulangan sengkang ( Ah ) berdasarkan tulangan utama, dihitung sbb: * bila dipakai As = Af + An , sisanya sebesar Af / 2 sebagai sengkang tertutup sejarak 2/3 . d yang dikaitkan dengan As * bila dipakai As = 2 . Avf / 3 + An, sisanya sebesar Avf / 3 sebagai sengkang tertutup sejarak 2/3 d 17



10. sketsa perencanaan ! Contoh Soal, dapat dilihat pada Buku I Gideon ( Contoh 23 ). ( buku wajib mahasiswa )



STRUKTUR KOLOM Kolom adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya adalah menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang ditopang paling tidak tiga kali dimensi penampang lateral terkecil. Kolom menempati posisi penting di dalam struktur bangunan, kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan 18



struktur bangunan. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan komponen tekan tidak diawali dengan tanda peringatan yang jelas, jadi bersifat mendadak. Oleh sebab itu dalam merencanakan struktur kolom harus memperhitungkan secara cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi dari pada untuk komponen struktur lainnya. Selanjutnya kolom tidak hanya bertugas menahan beban aksial vertikal, tetapi mencakup juga menahan kombinasi beban aksial dan momen lentur (mendukung Momen dan Normal), dengan kata lain kolom juga menahan beban aksial tekan dengan eksentrisitas tertentu. Untuk itu kolom yang terdiri dari kolom pendek dan kolom panjang dibagi lagi kepada kolom pendek dengan eksentrisitas besar dan kolom pendek dengan eksentrisitas kecil. Dalam hal ini yang dibahas hanya kolom pendek saja. Kolom Pendek Dengan Eksentrisitas Besar Untuk kolom pendek dengan eksentrisitas besar dimana beban aksial relatif besar dan beban momen relatif kecil, perhitungan perencanaan tulangan dilakukan dengan mempergunakan tabel-tabel terlampir dengan menganalisa terlebih dahulu besaran-besaran pada dua sisi tabel yaitu pada sumbu vertikal dan sumbu horizontalnya. Pu



Pada sumbu vertikal besaran yang harus dihitung adalah :  . Agr 0,85 fc' , nilai ini adalah suatu besaran yang tidak berdimensi dan ditentukan oleh faktor yang dikalikan dengan beban aksial maupun mutu beton serta ukuran penampang. Pada



sumbu



horizontal



besaran



dinyatakan



dengan



nilai



:



Pu  et    , inipun berupa suatu besaran yang tidak berdimensi. Dalam et  . Agr.0,85. fc '  h 



telah diperhitungkan eksentrisitas e =



Mu serta nilai sumbu vertikal. Pu



Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada buku I Gideon ( Contoh 25A untuk kolom dengan tulangan dua sisi dan Contoh 25B untuk kolom dengan tulangan empat sisi ). Halaman : 181 – 185. Kolom Pendek Dengan Eksentrisitas Kecil 19



Untuk kolom pendek dengan eksentrisitas kecil, ditentukan pula dua jenis kolom : kolom yang berpengikat lateral dan kolom yang berpengikat spiral.



sengkang



Penampang



Penampang Tul.pokok



Spasi



Pengikat sengkang



Tul.pokok



Spasi



Pengikat Spiral



Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral, merupakan kolom beton yang ditulangi oleh tulangan kolom yang pada jarak spasi tertentu diikat oleh sengkang ke arah lateral (tegak lurus tulangan pokok). Kolom menggunakan pengikat spiral, pengikat tulangan pokok adalah tulangan spiral yang dililitkan mengelilingi tulangan pokok di sepanjang kolom (lihat gambar).



20



Gambar Kolom Persegi / Lateral



Gambar Kolom Bulat / Spiral



Bentuk kolom tidak bergantung kepada pengikatnya, tetapi dapat pula kolom berbentuk segi empat dengan pengikat spiral atau kolom bulat dengan pengikat sengkang lateral. Hasil berbagai eksperimen menunjukkan bahwa kolom berpengikat spiral ternyata lebih tangguh dari pada kolom yang menggunakan tulangan sengkang lateral. Kekuatan Kolom Bila beban P (tekan) berimpit dengan sumbu memanjang kolom, berarti tanpa eksentrisitas, tegangan tekan merata pada permukaan penampang lintangnya, bila beban P tersebut bekerja disuatu tempat berjarak e terhadap sumbu memanjang, kolom melentur seiring dengan timbulnya momen : M = P . e. Jarak e = eksentrisitas gaya terhadap sumbu kolom. Kondisi beban tanpa eksentrisitas, kuat beban aksial nominal atau teoritis akan dapat diperoleh dengan perhitungan sbb : Po = 0,85 fc’ ( Ag – Ast ) + fY . Ast → berlaku untuk fc’ ≤ 30 Mpa = Ag { 0,85 fc’ ( 1 – ρg ) + fY . ρg } = Ag { 0,85 fc’ + ρg ( fY – 0,85 fc’ ) } Dengan ketentuan : Pu ≤ Ø Pn Dimana : Ag = luas kotor penampang lintang ( mm2 ) 21



Ast = luas total penampang penulangan memanjang ( mm2 ) Po = kuat beban aksial nominal atau teoritis tanpa e ( eksentrisitas ) Pn = kuat beban aksial nominal atau teoritis dengan e ( eksentrisitas ) Pu = beban aksial terfaktor dengan e ( eksentrisitas ) Ast



ρg = Ag



Sehingga pada beban tanpa e ( eksentrisitas ) → Pn = Po, tetapi didalam praktek tidak ada kolom yang dibebani tanpa e ( eksentrisitas ). Untuk itu SKSNI telah menetapkan rumus kuat beban maksimum sbb : 



untuk kolom dengan penulangan spiral : Ø Pn (maks) = 0,85 Ø{ 0,85 fc’ (Ag – Ast) + fY . Ast }







untuk kolom dengan penulangan sengkang lateral : Ø Pn (maks) = 0,80 Ø{ 0,85 fc’ (Ag – Ast) + fY . Ast }



Langkah-langkah perencanaan kolom pendek eksentrisitas kecil : 1. tentukan kekuatan bahan, juga rasio penulangan terhadap beton ( kolom ) ρg yang diinginkan dengan persyaratan : 0,01 ≤ ρg ≤ 0,08 2. tentukan beban rencana terfaktor ( Pu = 1,6 PL + 1,2 PD ) 3. tentukan luas kotor penampang kolom ( Ag ) 4. pilih bentuk dan ukuran penampang ( dalam bilangan bulat ) 5. hitung beban yang dapat didukung beton dan baja tulangan serta rencanakan tulangan pokok baja 6. tentukan luas tulangan sengkang, pilih batang tulangan sengkang dan hitung jarak spasinya 7. buat sketsa rancangan ! Soal untuk kolom dengan eksentrisitas kecil : 1. Rencanakan kolom berbentuk bujur sangkar dengan pengikat sengkang lateral untuk menopang beban kerja aksial, yang terdiri dari beban mati 1400 KN dan beban hidup 850 KN, fc’ = 30 Mpa, fY = 400 Mpa, Ø = 0,65 serta gunakan ρg = 0,03. 2. Untuk soal yang sama seperti diatas, tetapi direncanakan dengan kolom bulat berpengikat spiral. 22



Penyelesaian soal untuk kolom dengan eksentrisitas kecil. 



Rencanakan kolom berbentuk bujur sangkar dengan pengikat sengkang lateral untuk menopang beban kerja aksial, yang terdiri dari beban mati 1400 KN dan beban hidup 850 KN, fc’ = 30 Mpa, fY = 400 Mpa, Ø = 0,65 serta gunakan ρg = 0,03.



Penyelesaian : 1. ρg = 0,03. 2. Beban rencana terfaktor : Pu = 1,6 PL + 1,2 PD = 1,6 . 850 + 1,2 . 1400 = 3040 KN 3. Luas kotor penampang yang diperlukan :



Ag perlu =



3 Pu 3040.10 0,8.0,85. fc'(1  g)  fy.g 0,8.0,650,85.30(1  0,03)  400.0,03 =



= 159144 mm2 4. Maka, untuk ukuran kolom bujur sangkar = √ 159144 = 399 mm ( dibulatkan ~ 400 mm ) Diperoleh Ag aktual = 400 x 400 = 160 000 mm2 5. Nilai beban yang dapat disangga oleh daerah beton : Pc = 0,80 . Ø ( 0,85 . fc’ ) . Ag ( 1- ρg ) = 0,80 . 0,65 ( 0,85 . 30 ) 160 000 ( 1 – 0,03 ) . 10-3 = 2058 KN Maka, beban yang disangga baja tulangan ( kekuatan maks baja tulangan ) : Ps = 3040 – 2058 = 982 KN = 0,80 . Ø . Ast . fy 982.10 3



Sehingga luas penampang batang tulangan baja : Ast perlu = 0,80. . fy = 4721 mm2 Untuk memilih batang tulangan, usahakan jumlahnya merupakan kelipatan empat. Ambil 8 Ø 29 ( 5284 mm2 > 4721 mm2 ) → 3 buah tulangan per sisi.



23



6. Merencanakan tulangan sengkang, syarat : 



Tulangan pokok ≤ Ø 32, maka pakai sengkang Ø 10







Tulangan pokok ≥ Ø 36, maka pakai sengkang Ø 12, sengkang maks Ø 16







Jarak spasi tulangan sengkang p.k.p (pusat ke pusat) ≤ : 16 x Ø tulangan pokok



-



48 x Ø tulangan sengkang



-



Dimensi lateral terkecil kolom



Dari soal diatas, diperoleh tulangan pokok Ø 29, maka tulangan sengkang adalah Ø 10 mm. Jarak spasi ≤ : - 16 x 29 = 464 mm -



48 x 10 = 480 mm



-



Dimensi lateral terkecil = 400 mm



Maka jarak spasi p.k.p = 400 mm 7. Syarat tulangan pokok : dipasang dengan jarak bersih antaranya ≤ 150 mm. Check : jarak bersih batang tulangan pokok bersebelahan pada sisi kolom : ½ { 400 – 80 – 20 – 3 ( 29 ) } = 106,5 mm < 150 mm…………………OK 8. Sketsa :



40 mm



Ø 10 400 mm



400 mm Tul.pokok 8 Ø 29



24







Untuk soal yang sama seperti diatas, dengan bentuk kolom bulat berpengikat spiral dan Ø = 0,70



Penyelesaian : 1. ρg = 0,03. 2. Pu = 3040 KN



3. Ag perlu =



Pu 0,85..0,85. fc'(1 g)  fy.g



→ Ø = 0,70



3



=



3040.10 0,85.0,650,85.30(1  0,03)  400.0,03



= 139084 mm2



4. A = ¼ . π . D2 = π . r2 139084 = π . r2 ; maka r = 210,46 mm ( dibulatkan ~ 215 mm ) Maka ukuran kolom = 430 mm Ag aktual = 145220 mm2 5. Beban pada daerah beton : Pc = 0,85.Ø ( 0,85.fc’ ).Ag ( 1 – ρg ) = 2137 KN Beban yang disangga tulangan : Pst = Pu – Pc = 3040 - 2137 = 903 KN 903.10 3 Sehingga luas tulangan kolom : Ast perlu = = 3794,12 mm2 0,85. . fy



Ambil : 7 Ø 29 ( 4623,7 mm2 ) 6. Merencanakan tulangan spiral, syarat : 



Ø minimum = Ø 10 ; Ø maksimum = Ø16







Jarak spasi maksimum = 80 mm ; spasi minimum = 25 mm







Pada setiap ujung kesatuan tulangan spiral harus ditambahkan panjang penjangkaran = 1,50 kali lilitan ( s )







Rasio penulangan spiral tidak boleh kurang dari :  Agakt  fc '  1.  Ac  fy



ρs min = 0,45 . 



25



Dimana : Ag = luas penampang lintang kotor dari kolom Ac = luas penampang lintang inti kolom 9tepi luar ke tepi luar spiral) = Ag – selimut beton  145220  30  1. = 0,0172  96162,5  400



Maka : ρs min = 0,45 .  



ρs akt =



4. Asp ; dimana : Asp = luas penampang tulangan spiral Dc.s



Dc = diameter inti kolom s 4. Asp



= jarak spasi tulangan spiral 4.78,57



Maka s maks = Dc.s min  350.0,0172 = 52,2 mm Gunakan s = 55 mm → jarak spasi bersih = 55 – 10 = 45 mm Selimut beton = 40 mm Ø 10 mm



430 mm



7 Ø 29



Merencanakan Tulangan Sengkang Lateral, syarat : 1. Tulangan pokok ≤ Ø 32, maka pakai sengkang Ø 10 2. Tulangan pokok ≥ Ø 36, maka pakai sengkang Ø 12, sengkang maks Ø 16 3. Jarak spasi tulangan sengkang p.k.p (pusat ke pusat) ≤ : -



16 x Ø tulangan pokok



-



48 x Ø tulangan sengkang



-



Dimensi lateral terkecil kolom



4. Syarat tulangan pokok : dipasang dengan jarak bersih antaranya ≤ 150 mm. Check : jarak bersih batang tulangan pokok bersebelahan pada sisi kolom : 26



½ {dimensi kolom – 2.selimut beton – 2.diameter sengkang – 3.diameter tulangan utama }



Merencanakan Tulangan Sengkang Spiral, syarat : 



Ø minimum = Ø 10 ; Ø maksimum = Ø16







Jarak spasi maksimum = 80 mm ; spasi minimum = 25 mm







Pada setiap ujung kesatuan tulangan spiral harus ditambahkan panjang penjangkaran = 1,50 kali lilitan ( s )







Rasio penulangan spiral tidak boleh kurang dari :  Agakt  fc '  1.  Ac  fy



ρs min = 0,45 . 



Dimana : Ag = luas penampang lintang kotor dari kolom Ac = luas penampang lintang inti kolom 9tepi luar ke tepi luar spiral) = Ag – selimut beton 



ρs akt =



4. Asp ; dimana : Asp = luas penampang tulangan spiral Dc.s



Dc = diameter inti kolom s



= jarak spasi tulangan spiral



4. Asp



Maka s maks = Dc.s min



27



STRUKTUR FONDASI Pendahuluan Fondasi umumnya berlaku sebagai komponen struktur pendukung bangunan yang terbawah, dan telapak fondasi berfungsi sebagai elemen terakhir yang meneruskan beban ke tanah. Sebagaimana menjadi tugasnya telapak fondasi harus memenuhi persyaratan untuk mampu dengan aman menebar beban yang diteruskannya sedemikian rupa sehingga kapasitas atau daya dukung tanah tidak dilampaui.



Perlu



diperhatikan



bahwa



dalam



merencanakan



fondasi



harus



memperhitungkan keadaan yang berhubungan dengan sifat-sifat mekanika tanah. Fondasi beton bertulang pada umumnya berupa fondasi telapak (spread footing). Pembahasan pada kuliah ini dibatasi hanya mengenai fondasi langsung yang berupa fondasi telapak setempat, fondasi gabungan atau fondasi menerus. Secara umum fondasi telapak beton beton dapat digolongkan kepada : 1. Fondasi telapak kolom setempat, disebut juga fondasi telapak terpisah. Untuk menjamin keseimbangan dan efisiensi umumnya berbentuk telapak bujur sangkar, tetapi bila ruangnya terbatas dapat juga berbentuk empat persegi panjang. 2. Fondasi telapak dinding, bertugas mendukung dinding, baik yang menumpu secara konsentris atau tidak. 3. Fondasi telapak gabungan, mendukung dua kolom atau lebih dan telapaknya dapat berbentuk empat persegi panjang atau trapesium. Apabila dua fondasi telapak terpisah digabungkan melalui balok pengikat, sering dinamakan sebagai fondasi telapak kantilever. 4. Fondasi pelat, merupakan fondasi telapak menyeluruh dengan telapak sangat luas dan mendukung semua kolom dan dinding struktur bangunan. Umumnya digunakan apabila bangunan harus didirikan di atas tanah dasar yang lembek. 5. Fondasi telapak tiang pancang (pile cap), melayani pelimpahan beban kolom dari atas kepada sekelompok tiang pancang di bawahnya, yang kemudian



28



diteruskan kepada tanah pendukung melalui gesekan permukaan atau tumpuan ujung tiang. (Lihat gambar di bawah ini).



29



Fondasi Telapak Kolom Setempat 30



Fondasi telapak kolom setempat merupakan jenis yang sering dipakai, karena paling sederhana dan ekonomis dibandingkan berbagai jenis fondasi lainnya. Pada umumnya fondasi jenis ini berbentuk telapak bujur sangkar atau empat persegi panjang bila terdapat pembatasan ruang. Pada dasarnya fondasi ini berupa suatu pelat yang langsung menyangga sebuah kolom. Dalam menyangga beban, fondasi telapak diperhitungkan sebagai struktur kantilever dua arah ( x dan y ) dengan beban tekanan tanah arah ke atas pada telapak fondasi. Tegangan tarik terjadi pada kedua arah di bagian bawah fondasi, ditulangi dengan dua lapis batang baja yang saling tegak lurus dan arahnya sejajar dengan tepi fondasi. Luas bidang singgung antara fondasi dan tanah yang diperlukan ditentukan dan merupakan fungsi dari tekanan tanah ijin dan beban dari kolom. Kekuatan Fondasi Karena fondasi telapak bekerja ke arah x dan y, perhitungan kuat geser harus mempertimbangkan dua jenis geser pula yaitu kuat geser pons (geser dua sumbu) dan kuat geser balok (geser satu sumbu). Geser Dua Sumbu. Gaya geser dua arah sumbu disebut juga geser pons dimana penampang kritisgeser dua arah ditentukan sebagai bidang vertikal terhadap telapak fondasi, mengelilingi kolom dengan panjang keliling minimum b0, pada jarak ≤ ½ d. Nilai kuat geser Vn ≤ Vc, Vc adalah nilai terkecil dari : 



Vc = 1  c . 2 fc ' .bo.d  







Vc = 







Vc =







2 







 s.d   2 . 1 / 12  bo 



4







fc ' .bo.d







fc ' .bo.d



Dimana : βc = rasio sisi panjang terhadap sisi pendek dari beban terpusat b0 = panjang keliling penampang kritis geser dua arah



31



αs = 40 untuk kolom interior; 30 untuk kolom ekserior; 20 untuk kolom sudut Geser Satu Sumbu. Perilaku fondasi telapak yang bekerja pada satu arah dapat disamakan dengan balok atau pelat penulangan satu arah. Penampang kritis geser adalah pada bidang vertikal memotong lebar di tempat yang berjarak = d (tinggi effektif). Kuat geser diperhitungkan sbb : Vc =



1 / 6







fc ' .bw.d



; sebagai dasar perencanaan kuat geser



adalah : Vu ≤ Ø.Vn dimana Vn = Vc. Momen, Panjang Penyaluran dan Pelimpahan Beban Penentuan ukuran dan jarak spasi tulangan baja yang terutama merupakan fungsi momen lentur yang timbul akibat tekanan tanah ke atas (setelah dikurangi dengan berat pelat fondasi). Pelat fondasi telapak berlaku sebagai balok kantilever pada dua arah dengan beban tekanan tanah arah ke atas. Letak penampang kritis momen lentur ditetapkan sbb : 



untuk fondasi yang menopang kolom atau umpak pedestal adalah pada muka kolom atau umpak pedestal.







Untuk fondasi yang menopang kolom dengan menggunakan umpak pelat baja adalah pada setengah dari jarak antara muka kolom dengan tepi pelat baja.



Letak penampang kritis untuk panjang penyaluran batang tulangan baja pada fondasi dianggap sama (berimpit) dengan penampang kritis momen lentur. Semua beban yang disangga oleh kolom (termasuk berat sendiri kolom) dilimpahkan ke fondasi melalui umpak pedestal (bila ada) berupa desakan dari beton dan tulangan baja. Kuat tumpuan bidang singgung antara beton yang menumpu dan yang ditumpu harus ≤ Ø.(0,85.fc’.A1). Apabila bidang tumpuan lebih luas atau lebih panjang terhadap bidang yang bertumpu, maka kuat tumpuan harus dikalikan dengan :



A2 dan harus ≤ 2,0. A1



dimana : A2 = luas maksimum bagian bidang tumpuan yang secara geometris serupa dan konsentris terhadap bidang yang bertumpu A1 = bidang yang bertumpu 32



Oleh karena itu, rencana kuat tumpuan harus ≤ Ø.(0,85.fc’.At).2. → Ø = 0,70. Fondasi Bujur Sangkar Pada fondasi telapak bujur sangkar setempat (terpisah), penulangan dipasang tersebar merata ke seluruh lebar fondasi untuk kedua arah. Karena besar momen lentur sama untuk kedua arah, maka baik ukuran maupun jarak spasi batang tulangan baja untuk kedua arah juga sama. Akan tetapi harap diperhatikan bahwa tinggi effektif beton untuk masing-masing arah tidak sama, karena seperti diketahui batang tulangan baja saling bertumpangan untuk kedua arah. Meskipun demikian, perhitungan perencanaan di dalam praktek kadangkadang menggunakan tinggi effektif rata-rata yang ditentukan sama untuk kedua arah. Disamping itu, pada fondasi telapak dengan dua arah kerja juga berlaku syarat rasio 1,4



penulangan minimum : ρ min = fy , dan diterapkan untuk masing-masing arah kerja. Langkah Perencanaan Fondasi Telapak Kolom Setempat Berbentuk Bujur Sangkar : 1.



2.



3.



Akibat Berat Fondasi : Berat fondasi dan kedalaman fondasi diketahui. -



Tekanan tanah dibawah fondasi : P0 = kedalaman fondasi x berat fondasi



-



Tekanan tanah effektif : Pieff = Pi – P0 ; dimana Pi = tekanan tanah izin



-



Luas bidang telapak fondasi : A =



-



Ukuran telapak fondasi bujur sangkar : √ A



wD  wL Pieff



Akibat Beban Yang Bekerja : Hitung tekanan tanah terfaktor dan tinggi effektif 1,2 wD  1,6 wL wu = Aaktual A



-



P terfaktor = Pu =



-



Perencanaan tulangan ( Ø tulangan )



-



Tinggi effektif : d = h – p – Ø tul ; dimana h & p diketahui



Akibat Kuat Geser Fondasi : Dibedakan menjadi dua keadaan yaitu yang bekerja pada dua arah sumbu ( geser pons ) dan yang bekerja pada satu arah sumbu ( geser balok )







Bekerja pada dua arah : Letak penampang kritis :



33



ah



Daerah pembebanan yang diperhitungkan untuk geser dua arah



ge



W



Penampang kritis



d/2



d/2 b



B



-



B = b + 2.d/2 ; dimana b = lebar kolom



-



Gaya geser total terfaktor : Vu = Pu ( W2 – B2 )



-



Kuat geser beton : Vc = 1 



 







2  . 2 c 







fc ' .bo.d ; dimana : b0 = 4 x B sisipanjang



βc = W/W = sisipendek



4







-



Nilai Vc harus ≤ dari : Vc =



-



Ø Vn = Ø Vc



-



Vu < Ø Vn ( Harus ) maka Fondasi memenuhi syarat geser.



fc ' .bo.d



; ini yang dipakai



 Bekerja pada satu arah : letak penampang kritis G



Daerah pembebanan yang diperhitungkan untuk geser penulangan satu arah satu arah



W



d



b Penampang kritis geser



W  b  2d 2



-



G=



-



Gaya geser total terfaktor : Vu = Pu . W . G 34



4.



1 / 6







-



Kuat geser beton : Vc =



-



Ø Vn = Ø Vc



-



Vu < Ø Vn ( Harus ) maka Fondasi memenuhi syarat geser



fc ' .W .d



Akibat Fondasi + Tanah : dengan menggunakan tekanan tanah terfaktor dan anggapan bahwa fondasi bekerja sebagai balok kantilever dengan arah kerja pada dua arah, maka momen rencana dapat dihitung sbb ; letak penampang kritis pada daerah pembebanan yang diperhitungkan adalah : W



W b 2



b



Pu F



Penampang Kritis



b



Daerah pembebanan yang diperhitungkan untuk Momen



5.



-



Momen rencana : Mu = Pu . F ( ½ F ) . W



-



Rencana tulangan :



-



ρ min < ρ < ρ max



-



As perlu = ρ . b. d → Tulangan = ...........> As perlu



Mu ; dari sini diperoleh ρ bd 2



Akibat Kuat Tumpuan : karena bidang permukaan tumpuan disemua sisi > dari bidang yang bertumpu, kuat tumpuan fondasi dihitung sbb :



35



-



A2 = .............. ≤ 2 ( SKSNI ) → A1 = b2 dan A2 = W2 A1 A2 A1



-



Kuat Tumpuan Fondasi = Ø.(0,85.fc’.A1).



-



Kuat Tumpuan Kolom = Ø. ( 0,85 . fc’ ) . A1



-



Beban Rencana : wu = 1,2 wD + 1,6 wL



-



Jika beban rencana < kuat tumpuan kolom < kuat tumpuan fondasi, maka beban kolom dapat dilimpahkan seluruhnya ke fondasi.



-



Luas Penampang Pasak : As perlu pasak = 0.005 . Ag → tulangan = ......> Asperlu



6.



Sketsa!



Contoh Soal : Rencanakan suatu fondasi beton bertulang bujur sangkar yang mendukung kolom beton (500 x 500) mm2 dengan pengikat tulangan sengkang lateral. Data perencanaan : beban kerja mati = 1000 KN ; beban kerja hidup = 780 KN ; tekanan tanah ijin = 240 KPa (KN/m 2) pada kedalaman 1,70 m dari permukaan tanah ; fc’ kolom = 30 MPa ; fc’ fondasi = 20 MPa ; fy = 240 MPa ; berat fondasi = 19,6 KN/m 3 ; berat tanah = 15,7 KN/m3 ; tulangan memanjang kolom terdiri dari batang tulangan baja Ø 25 ; tebal fondasi = 700 mm ; selimut beton = 75 mm.



Penyelesaian :



36



1. Akibat Berat Fondasi : 19,6 KN/M3 dengan kedalaman 1,70 m ; maka hitung tekanan tanah ( P ) serta luas telapak fondasi ( A ) untuk mendapatkan ukuran telapak fondasi. 



P dibawah fondasi : P0 = 1,7 x 19,6 = 33,32 KN/m2







Pi eff = Pi – P0 = 240 – 33,32 = 206,7 KN/m2







Luas bidang telapak fondasi : A perlu =







Ukuran telapak fondasi bujur sangkar = √ 8,61 = 2,90 m ~ (3,0 x 3,0) m2



PD  PL 1000  780  = 8,61 m2 Pieff 206,7



2. Akibat Beban Yang Bekerja : (Pu) ; hitung tekanan tanah terfaktor dan tinggi effektif untuk mendapatkan kuat geser fondasi.  P terfaktor = Pu =



Pu 1,2.PD  1,6.PL 1,2.1000  1,6.780   = 272 A A 3 x3



KN/m2  tebal fondasi = 700 mm ; selimut beton = 75 mm ; Ø tul = 25 mm ; maka tinggi effektif : d = 700 – 75 – 25 = 600 mm 3. Kuat Geser Fondasi : dibedakan menjadi dua keadaan yaitu bekerja pada dua arah sumbu (geser pons) dan bekerja pada satu arah sumbu (geser balok).  Bekerja pada dua arah ; letak penampang kritis : Daerah pembebanan yang diperhitungkan geser dua arah



untuk geser dua arah



W = 3000 Penampang kritis



d/2 500



d/2



B



-



B = Lebar Kolom + 2 . d/2 = 500



+ 2. 600/2 = 1100 mm 37



-



Gaya geser total terfaktor : Vu = Pu (W2 – B2) = 272 ( 32 – 1,12) = 2118,9 KN . 2 fc ' .bo.d → βc = W/W = 1 Kuat geser beton : Vc = 1  c   



-



2 



b0 = B x 4 = 4400 mm Tetapi nilai tsb tidak boleh > dari : Vc =



4







fc ' .bo.d



= ( 4. √20. 1100. 4. 600 = 47226 KN Maka nilai Ø Vn = Ø Vc = 0,6 . 47726 = 28336 KN Vu = 2118,9 KN < Ø Vn = 28336 KN …………OK 



Bekerja pada satu arah ; maka letak penampang kritis : 650



Daerah pembebanan yang diperhitungkan untuk geser penulangan satu arah satu arah



W = 3000



d



500 Penampang kritis geser



3000  500  2.600 = 650 mm 2



-



G=



-



Gaya geser total terfaktor : Vu = Pu . W . G = 272 . 3 . 0,65 = 530,4 KN



-



Kuat geser beton : Vc =



1 / 6







fc ' .bw.d



= ( 1/6 . √20 ) . 3000 . 600 = 1341,64 KN 38



Maka nilai Ø Vn = Ø Vc = 0,6 . 1341,64 = 804,98 KN Vu = 530,4 KN < Ø Vn = 805 KN …………… OK Maka Fondasi Memenuhi Syarat Geser !!! 4.



Akibat Fondasi + Tanah : dengan menggunakan tekanan tanah terfaktor dan anggapan bahwa fondasi bekerja sebagai balok kantilever dengan arah kerja pada dua arah, maka momen rencana dapat dihitung sbb : -



Momen rencana : Mu = Pu . F . ( ½ . F ) . W = 272 . 1,25 . ( ½ . 1,25 ) . 3 = 637,5 KN M



-



Mu 637,5  = 590,3 KN/m2 → ρ = 0,0032 2 bd 3.(0,6) 2



Rencana tulangan :



ρ min < ρ < ρ maks (memenuhi syarat ) As perlu = ρ . b . d = 0,0032 . 3000 . 600 = 5760 mm2 Dengan bentuk telapak bujur sangkar, maka kebutuhan tulangan pada arah kerja yang lain dianggap sama. Untuk As = 5760 mm2, ambil tulangan 12 Ø 25 ( 5890 mm2 ) > As perlu -



Letak



penampang



kritis



pada



daerah



pembebanan



yang



diperhitungkan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.



3000



1250



500



1250



39



272 KN/M2 F



Penampang Kritis



500



Daerah pembebanan yang diperhitungkan untuk Momen



5. Kuat Tumpuan : karena bidang permukaan tumpuan di semua sisi > dari bidang yang bertumpu, kuat tumpuan fondasi dihitung dengan langkah-langkah sbb : -



A2  A1



9 0,25



= 6 > 2 → maka pakai 2 ( syarat minimum )



Kuat tumpuan fondasi = Ø ( 0,85 . fc’ . A1 ) . 2 = 0,70 . ( 0,85 . 20 ) . ( 500 )2 . 2 = 5950 KN



-



Kuat tumpuan kolom = Ø ( 0,85 . fc’ ) . A1 = 0,70 ( 0,85 . 30 ) . ( 500 )2 = 4462,5 KN



-



Beban rencana : Pu = 1,2 PD + 1,6 PL = 1,2 . 1000 + 1,6 . 780 = 2448 KN



Karena Pu < Kuat tumpuan kolom < Kuat tumpuan fondasi → maka beban kolom dapat dilimpahkan seluruhnya ke beton. -



Luas penampang pasak : As perlu = 0,005 . Ag = 0,005 . ( 500 )2 = 1250 mm2



40



Lebih praktis untuk memasang tulangan pasak baja yang berdiameter sama dengan tulangan pokok kolom. Ambil 4 Ø 25 ( 1964 mm2 ) 6. Sketsa Perencanaan :



3000



Pasak 4 Ø 25 Min 200 700 12 Ø 25



12 Ø 25



Soal Latihan : Rencanakan suatu fondasi beton bertulang untuk mendukung kolom beton bujur sangkar 500 mm berpengikat lateral. Satu sisi fondasi dibatasi tidak dapat lebih besar dari 2,3 m serta beban kerja mati = 780 KN, beban hidup = 780 KN, tekanan tanah izin = 240 KPa pada kedalaman 1,65 m dari permukaan tanah, fc’ = 20 MPa, f Y = 240 MPa, berat fondasi = 19,6 KN/m3, selimut beton = 75 mm dan tebal fondasi = 650 mm.



DINDING PENAHAN TANAH



41



1. UMUM Struktur penahan berfungsi untuk menahan tanah atau bahan lepas lainnya dan mencegah kelongsoran menurut sudut pergeseran dalam paad tempat adanya perbedaan tinggi yang berbeda dengan menyolok. Bahan yang tertahan memberikan dorongan pada struktur dan dengan demikian cenderung untuk menggulingkan atau menggeserkan struktur. Ada beberapa macam struktur penahan yang diberikan dengan tipe dinding sebagai berikut. 2. TIPE DINDING 1. Dinding Gravitas (Gravity Wall). Dinding seperti ini biasanya dibuat dari beton polos dan stabilitasnya tergantung pada berat sendiri. Biasanya tinggi dinding ini mencapai sampai 10 kaki. 2. Diniding Penahan Kantilever (Cantilever Retaining Wall). Ini merupakan jenis penahan tanah yang paling umum dan tingginya mencapai antara 10 sampai 25 kaki. Bagian badan, tumit dan “jari kaki” berfungsi sebagai suatu balok kantilever. 3. Dinding Counterfort (Counterfort Wall). Bagian badan dan plat dari dinding sejenis ini disatukan oleh beberapa counterfort yang merupakan dinding trasversal yang ditempatkan menurut interval tertentu dan yang berfungsi sebagai ikatan tarik di dalam menyokong badan dinding. Dinding counterfort ini ekonomis untuk ketinggian sekitar 25 kaki. 4. Dinding Galang (Buttress Wall). Dinding sejenis ini menyerupai dinding counterfort kecuali dinding penahan transversal ditempatkan di pihak yang berlawanan dari bahan yang ditahan, dan berfungsi sebagai batang tekan. Dinding penggalang ini sebagai elemen tekan lebih efisien dari counterfort tarik dan ekonomis tarik dan ekonomis untuk ketinggian sekitar 25 kaki. Dinding counterfort lebih umum dipakai ketimbang dinding dengan penggalang karena penempatannya yang tersembunyi di bawah permukaan yang ditahan. Lagi pula dinding penggalang membutuhkan ruangan yang seyogyanya dapat digunakan di depan dinding. 5. Abutmen Jembatan (Bridge Abutment). Struktur seperti ini berfungsi sama dengan dinding kantilever kecuali bahwa dek jembatan memberikan tahanan horizontal tambahan pada atas baadn dinding. Dengan demikian Abutmen 42



direncanakan sebagai suatu balok yang dijepit pada dasar dan ditumpu sederhana atau ditahan sebagian pada atas. 6. Boks Culvert (Culvert Box). Boks seperti ini dapat dibuat dari sel tunggal atau ganda, dan berfungsi sebagai portal kaku tertutup yang tidak hanya menahan tekanan tanah lateral tetapi juga beban vertikal dari tanah maupun kendaraan yang didukungnya. 3. GAYA – GAYA PADA DINDING Besar dan arah dari tekanan tanah yang cenderung untuk menggulingkan atau menggeserkan dinding penahan dapat ditentukan dengan jalan menerapkan prinsipprinsip mekanika tanah. Telah tersedia buku – buku pegangan yang baik, seperti yang dikarang oleh Terzaghi dan Peck, dan Huntington, yang dapat digunakan untuk studi yang seksama di dalam menunjukkan tekanan tanah pada berbagai tekanan. Tekanan yang dilakukan oleh bahan yang ditahan adalah sebanding dengan jarak di bawah permukaan dan dengan satuan berat bahan. Secara analog dengan tekanan cairan, maka satuan tekanan p pada lokasi sejarak h di bawah permukaan dapat dinyatakan dengan :



P = C. w . h dimana w adalah satuan berat dari bahan dan C adalah koefisien yang etrgantung pada sifat fisik dari bahan. Ada dua kategori dari tekanan tanah: (1) tekanan yang timbul pada saat tanah bergerak di arah yang sama dengan perpindahan struktur penahan, yang dikenal sebagai tekanan aktif (active pressure), dan (2) perlawanan yang timbul pada saat struktur bergerak melawan tanah, yang disebut tekanan pasif. Tekanan pasif besarnya beberapa kali tekanan aktif. Tekanan aktif dan pasif dapat dinyatakan didalam bentuk pada rumus diatas, akan tetapi menggunakan masing-masing koefisien tekanan Ca dan Cp. Gaya Pa akibat tekana aktif pada dinding setinggi h dapat dinyatakan dengan :



Pa =



Ca.w



h2 2



Cp.w.



h2 2



dan gaya akibat tekanan pasif adalah :



Pp =



43



dimana Caw dan Cpw dalam persamaan - persamaan diatas dapat dipandang ekivalen dengan tekanan cairan. Harga-harga cairan untuk Ca dan Cp masing-masing adalah 0,3 dan 3,3 untuk bahan berbutir seperti pasir. Secara kasar, Cp = 1 / Ca Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi tekanan aktif pada suatu dinding adalah sbb : 1. Jenis dari timbunan yang digunakan. 2. Kondisi iklim dari bahan timbunan, seperti basah, kering atau beku. 3. Sistem pengeringan (drainase) dari timbunan. 4. Kemungkinan pelampauan beban dari timbunan, seperti truk dan peralatan di dekat dinding. 5. Derajad perawatan dari timbunan. 6. Derajad pengekangan rotasi antara komponen dari struktur penahan. 7. Kemungkinan adanya getaran di sekitar dinding (khususnya dalam hal tanah berbutir). 8. Jenis bahan di bawah fondasi struktur penahan. 9. Ketinggian muka air. Barangkali faktor yang sangat penting ialah pencegahan akar pertambahan dari air dalam bahan timbunan. Dinding jarang direncanakan untuk menahan beban yang jenuh, dan ini memerlukan sistem pengeringan yang baik. 4. STABILITAS Langkah pertama dalam perencanaan dinding penahan adalah menetapkan proporsionalitas ukurn dinding untuk menjamin keseimbangan terhadap tekanan aktif. Tiga persyaratan yang harus dipenuhi adalah : a. Momen tahan Wxl + PavL, harus menahan momen guling Pah (h/3) dengan faktor keamanan yang cukup, lazimnya =2,0; b. Daya perlawanan geser F yang dikombinasikan dengan perlawanan akibat tekanan pasif Pp yang dapat diandalkan harus cukup untuk mencegah geseran akibat Pah dengan faktor keamanan yang cukup (biasanya diambil 1,5) c. Lebar dasar L harus cukup untuk menyebarkan beban R ke tanah fondasi tanpa menimbulkan penurunan atau putaran yang berlebihan. Maka faktor keamanan terhadap guling (FS) secara umum dapat dihitung dengan :



FS =



momen tahan W x L  Pav L  momen guling Pah (h 1 / 3)



44



atau, dengan mengabaikan komponen vertikal dari Pa



FS =



W xL Pah (h 1 / 3)



di mana W adalah berat sendiri dari dinding beton, telapak fondasi dan tanah yang berada di atas telapak fondasi. Faktor keamanan terhadap geser (sliding) dapat dihitung dan dinyatakan dengan notasi pada gambar diatas, sebagai berikut :



FS =



 R  Pp Pah



dimana adalah koefisien gesek antara tanah dan telapak. Harga-harga dari koefisien gesek ini oleh Spesifikasi AREA tahun 1958 diberikan didalam Tabel berikut : TANAH Tanah berbutir kasar (tanah Lumpur) Tanah bernutir kasar (dengan Lumpur) Lumpur Cadas(dengan permukaan kasar)



µ 0,55 0,45 0,35 0,60



Penyertaan dari perlawanan pasif Pp di depan telapak fondasi dapat atau kadang – kadang tidak dipertanggungjawabkan. Tentunya, untuk menimbulkan tekanan pasif oleh tanah di depan dinding, maka beton telapak harus dicorkan tanpa menggunakan acuan dan tanpa menggangu tanah. Dengan melihat gambar tahanan pasif dan pengaruh kunci dasar diatas, maka perlawanan pasif yang biasa terhadap ujung telapak adalah :



Ppl = 1 / 2 Cp W h12 yang kerap kali diabaikan ataupun digunakan dengan harga h1 yang direduksi dengan alasan bahwa ketinggian h 1 ini tidak dapat diharapkan terjamin sama selama atau sesudah pelaksanaan. Jika sesudah semua perlawanan yang dapat diandalkan telah digunakan, dan ternyata faktor keamanan tidak mencukupi, dapat digunakan dasar pengunci (base key). Dasar ini apabila dicorkan tanpa acuan pada tanah, secara esensial akan menimbulkan gaya pasif tambahan Pp2 dan memindahkan bidang keruntuhan dari garis 1 ke garis 2. Dasar pengunci menimbulkan perlawanan geser tambahan sebesar :



Pp2 = ½ Cp W (h22 – h12) 45



dan juga massa tanah bced dalam gambar yang memindahkan bidang gesek dari bd ke ce. Dengan demikian maka gaya gesek yang timbul sepanjang ce akan didasarkan pada sudut pergeseran dalam dari tanah ketimbang sudut pergeseran antara tanah dan beton. Secara normal, tan > untuk bahan berbutir, sehingga perlawanan gesek tambahan akan timbul dengan menggunakan dasar pengunci yang cukup dalam. Akhirnya, dibutuhkan penyelidikan atas besar dan penyebaran dari tanah. Kebiasaan praktek adalah menyaratkan agar resultan gaya vertikal R berada di daerah paruhan bagian dalam untuk dasar dari batuan. Sebagai tambahan, tekanan maksimum tidak boleh melebihi harga yang diizinkan. Dengan melihat gambar resultan dalam inti, maka untuk telapak yang keseluruhannya berada didalam keadaan tertekan, persamaan dasar untuk lentur dan aksial tekan pada jalur selebar 1 kaki sepanjang dinding adalah :



p=



R Re ( L / 2 ) R 6e   (1  3 L L L ) L / 12



Untuk keadaan batas dimana terdapat tegangan yang nol pada tumit, e = L / 6 ; sehingga Persamaan diatas berlaku untuk semua posisi R yang berada di dalam daerah sepertiga bagian dalam.



STRUKTUR TAHAN GEMPA 1. Umum



46



Pada prinsipnya, ketentuan perencanaan diberikan untuk gaya rencana akibat gerak gempa yang ditentukan berdasarkan dissipasi energi di dalam daerah non linier dari respons struktur yang dimaksudkan. Dalam hal ini, beban lateral rencana dasar akibat gerak gempa untuk suatu daerah harus diambil sesuai dengan ketentuan yang ditetapkan dalam SK SNI tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung, dimana gedung dengan sgenap komponen struktur penahan gempa harus direncanakan dan dibuat detailnya sedemikian rupa sehingga keseluruhannya mampu memberikan perilaku daktail sepenuhnya.Sehubungan dengan hal tersebut, peraturan menetapkan suatu taraf gempa rencana yang menjamin struktur gedung tidak rusaksewaktu menahan gempa kecil dan sedang. Sedangkan sewaktu menahan gempa kuat yang lebih jarang terjadi, struktur mampu mempertahankan perilaku perubahan bentuk secara daktail dengan memancarkan energi dan membatasi gaya gempa yang masuk ke dalam struktur melalui pola rencana yang terkendali sehingga tidak mengakibatkan keruntuhan fatal. Falsafah dasar tersebut diberlakukan untuk segenap komponen struktur gedung, yang apabila berhasil diterapkan akan menjamin terbentuknya sendi-sendi plastis yang letaknya menyebar sewaktu struktur secara keseluruhan mengalami pengaruh-pengaruh gaya gempa yang melampaui perhitungan gempa rencana. 2. Pemencaran Energi dan Tingkat Daktilitas Tujuan Untuk mengendalikan dan mempertahankan perilaku elasto-plastis dalam struktur pada waktu menahan gaya gempa merupakan dasar untuk teknik pencadangan energi yang dipakai dalam perencanaan struktur daktail, dimana perilaku struktur yang memuaskan setelah melampaui batas elastic harus tetap terjamin dengan baik. Apabila sistem struktur telah ditentukan, tempat-tempat yang direncanakan bagi sendi-sendi plastis untuk pemencaran energi harus ditentukan dan dibuat detailnya sedemikian rupa sehingga komponen struktur yang bersangkutan benar-benar berperilaku daktail. Dengan demikian, mekanisme goyangan portal dengan sendi-sendi plastis terbentuk dalam balok-balok hendaknya selalu diusahakan sejauh keadaan memungkinkan, karena akan memberikan keuntungan-keuntungan sebagai berikut : -



pemencaran energi berlangsung tersebar dalam banyak komponen



-



bahaya ketidakstabilan struktur akibat efek P-∆ hanya kecil



47



-



sendi-sendi plastis di dalam balok dapat berfungsi dengan sangat baik, yang memungkinkan berlangsungnya rotasi-rotasi plastis besar



-



daktilitas balok yang dituntut untuk mencapai tingkat 4 umumnya dengan mudah dapat dipenuhi



Daktilitas suatu struktur pada hakekatnya adalah perbandingan antara simpangan maksimum rencana dengan simpangan luluh awal pada komponen struktur yang ditinjau. Standar SK SNI T-15-1991-03 menetapkan tingkat daktilitas rencana untuk struktur beton bertulang yang dibagi dalam tiga kelas sebagai berikut : -



Tingkat daktilitas 1 : struktur beton bertulang diproporsikan sedemikian rupa sehingga ketentuan tambahan atas penyelesaian detail struktur hanya sedikit. Struktur sepenuhnya berperilaku elastis, µ = 1 (dimana µ = daktilitas simpangan struktur). Beban gempa rencana harus dihitung berdasarkan faktor K = 4 (adalah faktor jenis struktur, suatu konstanta yang menggambarkan kemampuan respons inelastik struktur akibat bekerjanya beban gempa, yang bertugas sebagai pemencar energi).



-



Tingkat daktilitas 2 : struktur beton bertulang diproporsikan berdasarkan suatu ketentuan penyelesaian detail khusus yang memungkinkan struktur memberikan respons inelastik terhadap beban sikils yang bekerja tanpa mengalami keruntuhan getas,



µ = 2.



Beban gempa rencana harus



diperhitungkan dengan menggunakan K minimum = 2. -



Tingkat daktilitas 3 : struktur beton bertulang diproporsikan berdasarkan suatu ketentuan penyelesaian detail khusus yang memungkinkan struktur memberikan respons inelastik terhadap beban sikils yang bekerja dan mampu menjamin pengembangan mekanisme terbentuknya sendi-sendi plastis dengan kapasitas dissipasi energi yang diperlukan tanpa mengalami keruntuhan, µ = 4. Dalam hal ini beban gempa rencana harus diperhitungkan dengan menggunakan nilai faktor K minimum = 1.



3. Analisis Perencanaan Harus diperhitungkan berdasarkan struktur rangka dengan beban lentur dan beban aksial kecil dan juga dengan beban aksial besar, baik untuk persyaratan maupun langkah-langkah analisis serta proporsi penulangannya. Untuk geser dihitung



48



berdasarkan tingkat daktilitas 2 sedangkan untuk komponen rangka dengan tingkat daktilitas 3. Dalam perencanaan struktur bangunan tahan gempa, titik pertemuan (joint) rangka harus memenuhi beberapa ketentuan. Momen lentur dan gaya geser kolom, serta geser horizontal dan geser vertikal yang melewati inti joint harus dianalisis dengan



memperhitungkan



seluruh



pengaruh



gaya-gaya



yang



membentuk



keseimbangan pada titik pertemuan (joint). Dari hal diatas dapat dilihat bahwa µ pengaruhnya sangat besar pada struktur tahan gempa, bila makin besar nilai µ nya maka makin besar syarat daktilitasnya berarti makin ketat perencanaan pendetailannya. Kerusakan-kerusakan yang terjadi akibat kurang baiknya pendetailan adalah : -



Penampang kurang daktail



-



Kerusakan akibat penjangkaran yang kurang panjang



-



Sturt and tie models yang tidak diperhitungkan dalam pendetailan



-



Tertekuknya tulangan tekan



Karena peranan daktilitas sangat besar pada kemampuan struktur untuk memancarkan energi pada waktu terjadinya gempa besar maka pendetailan yang baik sangat penting sekali dalam perencanaan struktur beton tahan gempa.



DAFTAR PUSTAKA



49



Binsar Harianja, 1994, Disain Beton Bertulang, Penerbit : Erlangga, Jakarta. Chu-Kia Wang & Charles G Salmon, 1985, Reinforced Concrete Design, Fourth Edition, Harper & Row, Inc, England. Departemen Pekerjaan Umum RI, 1991, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung ( Standar Konsep SNI Bidang Pekerjaan Umum No : SK SNI T – 15 – 1991 – 03 ), Penerbit : Yayasan LPMB, Bandung. Gideon H Kusuma & W C Vis, 1994, Dasar - Dasar Perencanaan Beton Bertulang ( Seri Beton 1 s/d 4 ), Penerbit : Erlangga, Jakarta. Istimawan Dipohusodo, 1994, Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T – 15 – 1991 – 03 Departemen Pekerjaan Umum RI, Penerbit : PT Gramedia Pustaka Umum, Jakarta. J Thambah Sembiring Gurki, 2004, Beton Bertulang, Penerbit : Rekayasa Sains, Bandung. Tim Penyusun Peserta Lokakarya Dosen Perguruan Tinggi Swasta se Indonesia, 1996, Struktur Beton, Penerbit : Badan Penerbit Universitas Semarang, Semarang.



50