BAB II TINJAUAN PUSTAKA. adalah memastikan bahwa setiap massa pada gedung (lantai, atap, dsb)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2. 1. Umum Prinsip desain yang paling utama dalam desain gedung tahan gempa adalah memastikan bahwa setiap massa pada gedung (lantai, atap, dsb) mempunyai lokasi simetris satu sama lain. Baik distribusi massa maupun penempatan mekanisme penahan beban lateral, sangat dipengaruhi oleh bentuk gedung. Untuk memahami mengapa konfigurasi pada gedung misalnya yang memiliki bentuk L tidak dikehendaki adalah dengan memandang gedung itu sebagai dua bagian massa terpisah. Setiap bagian massa ini cenderung bergetar pada frekuensi alami masing-masing. Karena kekakuan dua bagian ini berbeda, periode alaminya juga berbeda. Kondisi ini dapan mengakibatkan ketidakserasian defleksi pada lokasi pertemuan kedua massa tersebut. Sebagai akibatnya terjadi kerusakan pada bagian lokasi ini. Masalah ini dapat diatasi dengan titik hubung seismik (seismic joint) yang secara fisik memisahkan kedua bagian massa itu sehingga masing-masing dapat bergerak bebas.

Komponen Struktur Struktur adalah penggabungan komponen-komponen bahan untuk meneruskan beban-beban yang dimulai dari struktur bagian atas kebagian struktur bawah hingga ke dalam tanah. Setelah struktur mendapatkan semua gaya luar, selanjutnya gaya tersebut didistribusikan ke komponen-komponen lainnya.

9 Universitas Sumatera Utara

Komponen-komponen struktur harus cukup kuat untuk menahan gayagaya dalam yang bekerja sehingga struktur dapat dikatakan aman. Sebuah struktur dibentuk dari komponen-komponen bahan, dimana perilaku struktur selaras dengan

model

yang

ditetapkan

dalam

perhitungan

dan

perencanaan.

Kemungkinan-kemungkinan deformasi (lendutan, perpindahan) dari sambungan sambungan harus digambarkan dengan benar dalam analisa model. Menurut Daniel L. Schodek definisi struktur dalam hubungannya dengan bangunan ialah: ◙

Bahwa struktur merupakan sarana untuk menyalurkan beban akibat penggunaan dan kehadiran bangunan di tanah dan di dalam tanah.

◙

Struktur berfungsi sebagai suatu kesatuan dari serangkaian unsureunsur yang berbeda-bada. Unsur-unsur ini ditempatkan

dan

diinterelasikan dengan cara tertentu agar seluruh struktur mampu berfungsi dalam memikul beban baik yang beraksi secara vertikal maupun horizontal kedalam tanah.

2. 2. Struktur Atas Struktur atas merupakan seluruh bagian struktur gedung yang berada di atas muka tanah (SNI 2002). Struktur atas ini terdiri atas kolom, pelat, balok, dinding geser, dan tangga, yang masing-masing mempunyai peran yang sangat penting.


2. 2. 1. Kolom atau Column Kolom merupakan elemen struktur yang dapat diberikan beban aksial di ujungnya dan tidak ada beban transversal. Dengan demikian, kolom tidak mengalami lentur secara langsung (tidak ada beban tegak lurus terhadap sumbunya). Selain kolom, dinding pemikul beban (load bearing walls), merupakan elemen vertikal yang banyak digunakan. Walaupun kolom tidak selalu harus berarah vertikal. Kolom bisa berarah miring, asalkan memenuhi definisi kolom seperti diatas. Kolom dapat dikategorikan berdasarkan panjangnya. Kolom pendek adalah kolom yang kegagalannya berupa kegagalan material (ditentukan oleh kekuatan material). Kolom panjang adalah kolom yang kegagalannya ditentukan oleh tekuk (buckling), jadi kegagalannya adalah karena ketidakstabilan, bukan kekuatan. Pada kolom panjang, dimensi dalam arah memanjang jauh lebih besar dibandingkan dengan dimensi pada arah lateral. Karena adanya potensi menekuk pada jenis kolom ini, maka kapasitas pikul bebannya menjadi lebih kecil.


Tabel 2. 1. Perilaku Kolom yang Dibebani 1

2

3

4

P
P=Pcr P=Pcr Kolom panjang (beban=beban tekuk); apabila beban pada kolom mencapai beban tekuk kritis, kolom akan berada daam keadaan keseimbangan netral. Apabila kolom mengalami deformasi dari konfigurasi linear, maka akan tetap pada konfigurasi baru (tidak kembali ke konfigurasi linear). Beban tekuk adalah beban maksimum yang dapat dipikul oleh kolom.

P>Pcr

Jenis Kolom dan Pembebann annya P

Keteranga n

Kolom pendek; kegagalan nya berupa hancurnya material.

Kolom panjang (lebih kecil dari beban tekuk); kolom berada dalam keadaan keseimbangan stabil. Apabila kolom mengalami deformasi kecil, dapat kembali ke konfigurasi semual apabila bebannya dihilangankan.

Kolom panjang (beban lebih besar daripada beban tekuk); apabila beban pada kolom lebih besar daripada beban tekuk kritis, kolom berada dalam keseimbangan tak stabil. Kolom akan terus berdeformasi pada beban konstan sampai akhirnya runtuh.


Keruntuhan batang tekan dapat dikategorikan menjadi dua bagian : 1. Keruntuhan yang diakibatkan tegangan lelehnya dilampaui. Keruntuhan ini terjadi pada kolom pendek. 2. Keruntuhan yang diakibatkan oleh terjadinya tekuk (buckling). Keruntuhan ini terjadi pada kolom yang langsing. Jika akibat tekuk tegangan penampang masih dalam keadaan elastis (belum mencapai tegangan leleh).

Perencanaan Kolom Istilah e menyatakan jarak beban aksial Pu harus berada diluar pusat kolom untuk mengahsilkan Mu. Jadi : 𝑒=

𝑀𝑢 𝑃𝑢

Harga faktor tekuk untuk kolom terpisah (isolated column) tergantung pada kondisi ujung-ujungnya yang dapat dilihat pada tabel 6, PPBBI-1987. Pn Maks ◙

Pn maks = 0,85.Po ( kolom spiral)

◙

Pn maks = 0,80.Po ( kolom bersengkang )

Karena kolom menerima 2 beban sekaligus yaitu M (momen) Dan P (aksial) sehingga muncul e (eksentrisitas)= M/P maka dlm praktek e=0 tidak ada (aksial murni M=0 dihindari), harus diperhitungkan : ◙

e min = 0,05 h ( kolom spiral )

◙

e min = 0,1 h ( kolom bersengkang)


Batas % Tulangan Longitudinal (SNI 2002 Ps 12.9) ρs maksimum = 8% ρs minimum = 1% 𝜌𝑠 =

𝐴𝑠 𝐴𝑔

Gaya aksial tekan berfaktor lebih besar dari 0,1.Ag.fc’ (pasal 23.10.2 SNI 03-2847-2002) dan rasio tulangan harus 0,01 < ρg < 0,08 (pasal 12.9 SNI 032847-2002) ρg=

𝐴𝑠

𝐴𝑔

Spasi maksimum sengkang ikat yang dipasang pada bentang lo dari muka hubungan balok-kolom adalah So, spasi So tersebut tidak melebihi : 1.

Delapan kali diameter tulangan longitudinal kecil

2.

24 kali diameter sengkang ikat

3.

Setengah dimensi penampang terkecil komponen struktur

4.

300 mm

Panjang lo tidak boleh kurang daripada nilai terbesar berikut ini : 1.

Seperenam tinggi bersih kolom

2.

Dimensi terbesar penampang kolom

3.

500 mm


2. 2. 2. Balok atau Beam Balok merupakan bagian struktur yang digunakan sebagai dudukan lantai dan pengikat kolom lantai atas. Fungsinya adalah sebagai rangka penguat horizontal bangunan akan beban-beban. Pada sistem struktural bangunan gedung, elemen balok merupakan paling banyak digunakan dengan pola berulang dalam susunan hirarki balok. Susunan hirarki ini terdiri atas ; susunan satu tingkat, dua tingkat, dan susunan tiga tingkat sebagai batas maksimum. Tegangan aktual yang timbul pada elemen struktur balok tergantung pada besar dan distribusi material pada penampang melintang balok tersebut. Semakin besar ukuran balok, semakin kecil tegangan yang terjadi. Apabila suatu gelagar balok bentangan sederhana menahan beban yang mengakibatkan timbulnya momen lentur akan terjadi deformasi (regangan) lentur di dalam balok tersebut. Regangan-regangan balok tersebut mengakibatkan timbulnya tegangan yang harus ditahan oleh balok, tegangan tekan di sebelah atas dan tegangan tarik dibagian bawah. Agar stabilitas terjamin, batang balok sebagai bagian dari sistem yang menahan lentur harus kuat untuk menahan tegangan tekan dan tarik tersebut karena tegangan baja dipasang di daerah tegangan tarik bekerja, di dekat serat terbawah, maka secara teoritis balok disebut sebagai bertulangan baja tarik saja (Dipohusodo,1996).

Kriteria Desain Balok ◙ Cukup kuat untuk menahan semua beban ◙ Tidak terdeformasi berlebihan sehingga menyebabkan keruntuhan


◙ Sesuai dengan kebutuhan bangunan terkait dengan dimensi, material, penyelesaian akhir, dan lain-lain

Jenis Beban Pada Balok ◙ Beban terpusat: dari komponen atau elemen balok lain atau beban terpusat dari benda lainnya ◙ Beban merata: dari komponen atau elemen yang menerus (dinding, lantai)

Akibat beban kerja yang tegak lurus sumbu memanjang balok ini, maka penampang balok akan mengalami kemungkinan-kemungkinan sebagai berikut : 1. Terjadi tegangan lentur (flexural strength) dan tegangan geser (shear strength). 2. Terjadi tekuk arah samping (lateral torsional buckling). 3. Terjadi lendutan (flexibility)

Dalam mendesain struktur balok harus dipenuhi syarat kekuatan dan kekakuan penampang balok. Syarat kekuatan ditentukan berdasarkan harga tegangan yang terjadi (tegangan lentur, tegangan geser, dan kip) pada penampang, sedangkan untuk syarat kekakuan ditentukan berdasarkan harga lendutannya. Penampang balok dikatakan kuat dan kaku, jika tegangan dan lendutan yang terjadi tidak melebihi harga tegangan dan lendutan yang diijinkan. Kuat lentur positif komponen struktur lentur pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dari sepertiga kuat lentur negatifnya pada muka tersebut. Baik kuat


lentur negatif maupun kuat lentur positif pada setiap irisan penampang disepanjang bentang tidak boleh kurang dari seperlima kuat lentur yang terbesar yang disediakan pada kedua muka-muka kolom di kedua ujung komponen struktur tersebut. Pada kedua ujung komponen struktur lentur tersebut harus dipasang sengkang sepanjang jarak dua kali tinggi komponen struktur diukur dari muka perletakan kearah tengah bentang. Sengkang pertama harus dipasang pada jarak tidak lebih daripada 50 mm dari muka perletakan. Spasi maksimum sengkang tidak boleh melebihi: a. d/4; b. Delapan kali diameter tulangan longitudinal terkecil; c. 24 kali diameter sengkang; d. 300 mm Sengkang harus dipasang di sepanjang bentang balok dengan spasi tidak melebihi d/2.

SNI beton 2002 menyajikan tinggi minimum balok sebagai berikut : ◙ Balok diatas dua tumpuan: hmin = L/16 ◙ Balok dengan satu ujung menerus: hmin = L/18,5 ◙ Balok dengan kedua ujung menerus: hmin = L/21 ◙ Balok kantilever: hmin = L/8 Dimana L = panjang panjang bentang dari tumpuan ke tumpuan. Jika nilai tinggi minimum ini dipenuhi, pengecekan lendutan tidak perlu dilakukan.


Dalam pelaksanaan dipasang tulangan tekan dimana ρ’ tidak boleh melebihi dari 0,5 ρb (SNI 03-1728-2002).

Gambar. 2.1. Penulangan Balok Untuk mengantisipasi terjadinya keruntuhan struktur secara tiba-tiba maka diusahakan penampang tidak berada dalam keadaan overreinforced

Batas maksimum rasio penulangan 1.

ρmaksimum= 0,75. ρb

2.

ρb = {(0,85.f’c.β1)/fy}.{600/(600+fy)}

SNI-2002 memberikan batas minimum rasio penulangan 1.

ρminimum = 1,4/fy

2.

Batas minimum diperlukan untuk menjamin tidak terjadinya hancur secarat tiba-tiba seperti yang terjadi pada balok tanpa tulangan

Rasio penulangan adalah perbandingan antara luas penampang tulangan tarik (As) terhadap luas efektif penampang (b x d). ρ = As/(bxd)


Tabel 2. 2. Selimut Beton Selimut Beton ◙ Beton yang langsung dicor diatas tanah dan selalu berhubungan dengan tanah ◙ Beton yang berhubungan dengan tanah/cuaca D19 hingga D56 D16 jaring kawat polos atau kawat ulir D16 dan yang lebih kecil ◙ Beton tidak langsung berhubungan dengan cuaca/tanah • Plat, dinding, plat berusuk D44 dan D56 D36 dan yang lebih kecil • Balok, kolom Tulangan utama, pengikat, sengkang, lilitan spiral • Komponen struktur cangkang, pelat lipat D19 dan yang lebih besar D16 jaring kawat polos atau ulir D16 dan yang lebih kecil

Ukuran 70 mm

50 mm 40 mm

40 mm 20 mm 40 mm

20 mm 15 mm

Sesuai tempat dan tugasnya, maka balok masing – masing dalam suatu susunan balok mempunyai nama sendiri – sendiri, yaitu sebagai berikut. 1. Balok Induk, adalah semua balok yang melintang tanpa topang pada seluruh lebar bangunan dan pada kedua ujungnya bertumpu pada kolom dan biasanya mempunyai bentang ± 3 meter. 2. Balok Anak, adalah balok yang pada kedua ujungnya bertumpu pada balok induk, digunakan untuk memperkecil petak – petak lantai disetiap ruang dan biasanya mempunyai bentang ± 2 meter. 3. Balok Bagi, adalah balok yang pada kedua ujungnya bertumpu pada balok anak atau balok induk atau pada salah satunya bertumpu pada balok anak atau balok induk. Digunakan untuk memperkecil petak – petak lantai disetiap ruangan dan biasanya mempunyai bentang ± 1 meter. 19 Universitas Sumatera Utara

Terdapat tiga jenis balok yang menentukan lokasi tulangan; yaitu balok yang ditumpu sederhana, balok kantilever, dan balok menerus : ◙

Balok menerus, beban di bentang dapat menyebabkan timbulnya momen dan kelengkungan pada bentang tersebut dan pada bentang lainnya.

◙

Balok sederhana, beban pada bentang menyebabakan terjadinya momen lentur dan kelengkungan hanya pada bentang tersebut.

◙

Balok kantilever yang menahan beban gavitasi menerima momen negatif pada keseluruhan panjang balok tersebut.

Balok Kantilever Balok kantilever adalah balok yang salah satu ujungnya terdapat tumpuan jepit dan ujung lain menggantung (bebas). Balok kantilever yang menahan beban gavitasi menerima momen negatif pada keseluruhan panjang balok tersebut. Akibatnya tulangan balok kantilever ditempatkan pada bagian atas atau sisi tariknya seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.2. Momen maksimum terjadi pada penampang di bagian peletakan. Akibatnya sejumlah besar tulangan diperlukan pada titik ini. Tulangan tidak tidak dapat hanya sampai pada tumpuan, harus dipanjangkan atau diangkur pada beton di sebelah luar tumpuan. Perpanjangan ini disebut sebagai panjang penyaluran (development length). Panjang penyaluran ini tidak harus lurus seperti gambar, karena tulangan akan dikaitkan pada 90 derajat atau 180 derajat.


Panjang Penyaluran

Gambar. 2. 2. Panjang Penyaluran Tulangan Balok Kantilever

Balok Menerus Secara matematis, struktur statis tak tentu adalah strukturyang reaksi, gaya geser, momen lenturnya tidak dapat ditentukan secara langsung dengan hanya persamaan keseimbangan statika dasar ΣFx=0, ΣFy=0, dan ΣFz=0. Meskipun analisisnya lebih sulit, balok statis tak tentu sering juga digunakan karena struktur ini pada umumnya lebih kaku untuk suatu kondisi bentang dan beban daripada struktur statis tentu, momen internal yang timbul pada struktur tak tentu akibat dibebani lebih kecil daripada yang timbul pada struktur statis tentu. Dengan demikian ukuranya dapat lebih kecil, kerugian struktur statis tak tentu ialah lebih pekanya terhadap penurunan tumpuan. Sebagai contoh turunya tumpuan dapat menimbulkan momen lentur internal. ◙

Kekakuan. Peningkatan kekakuan pada statis tak tentu dapat dipelajari dengan defleksi, yaitu menghitung defleksi ditengah bentang untuk balok di atas tumpuan sederhana yang mamikul beban terpusat di tengah sebesar PL3/EI

◙

Bila ujung-ujung balok tersebut tumpuan jepit maka lendutannya = PL3 / 192 EI.


Situasi yang sering terjadi untuk balok dan pelat adalah menerus di atas bebarapa perletakan. Karena tulangan diperlukan pada daerah tarik balok, tulangan tersebut ditempatkan pada bagian bawah ketika momen positif dan pada bagian atas ketika momen negatif. Ada beberapa cara dalam mengatur letak tulangan untuk menahan momen positif dan negatif pada beban menerus. Salah satu pengaturan adalah yang mungkin diperlihatkan pada gambar.

As negatif

As positif

Gambar 2. 3. Perletakan Tulangan pada Balok Menerus

2. 2. 3. Pelat atau Slab Pelat atau slab adalah elemen bidang tipis yang menahan beban-beban transversal melalui aksi lentur ke masing-masing tumpuan. Pada konstruksi beton bertulang, pelat digunakan sebagai lantai, atap dari gedung, lantai jembatan, lapis perkerasan pada jalan raya dan landasan bagi pesawat terbang di bandara. Hal ini terjadi karena pelat merupakan elemen struktur penahan beban vertikal yang rata dan dapat dibuat dengan luasan yang cukup besar.


Syarat-Syarat Tumpuan Untuk merencanakan pelat beton bertulang, yang perlu dipertimbangkan bukan hanya pembebanan, tetapi juga ukuran dan syarat-syarat tumpuan pada tepi. Ada tiga jenis perletakan pada pelat, yaitu: ◙

Tertumpu bebas

◙

Terjepit penuh/terjepit sempurna

◙

Terjepit sebagian/terjepit elastic

2. 2. 3. 1. Tipe Pelat ◙

Sistem Flat Slab

Pelat beton bertulang yang langsung ditumpu oleh kolom-kolom tanpa balok-balok disebut Sistem Flat Slab. Sistem ini digunakan bila bentang tidak besar dan intensitas beban tidak terlalu berat, misalnya bangunan apartemen atau hotel. Tebal lantai Flat Slab adalah 125 hingga 250 mm untuk bentangan 4,5 hingga 7,5 m. Sistem ini banyak digunakan pada bangunan rendah yang beresiko rendah terhadap beban angin dan gempa.

Gambar. 2. 4. Flat Slab


◙

Sistem Lantai Grid

Sistem lantai grid 2 arah (Waffle-system) memiliki balok-balok yang saling bersilangan dengan jarak yang relatif rapat yang menumpu pelat atas yang tipis. Ini dimakudkan untuk mengurangi berat sendiri pelat dan dapat didesain sebagai Flat Slab atau pelat dua arah, tergantung konfigurasinya. Sistem ini efisien untuk bentang 9 hingga 12 m.

Gambar. 2. 5. Sistem Lantai Grid ◙

Sistem Pelat dan Balok

Sistem ini terdiri dari slab menerus yang ditumpu balok-balok monolit yang umumnya ditempatkan pada jarak sumbu 3 m hingga 6 m. Tebal pelat ditempatkan berdasarkan pertimbangan struktur yang biasanya mencakup aspek keamanan terhadap bahaya kebakaran. Sistem ini yang banyak dipakai

Gambar. 2. 6. Sistem Pelat dan Balok


2. 2. 3. 2. Klasifikasi Pelat Pelat diklasifikasikan berdasarkan cara pelat tersebut “didukung”. Dengan sistem pendukung tersebut, pelat akan melendut dalam satu arah atau dua arah. Pada pelat satu arah, biasanya pelat hanya ditumpu pada kedua sisinya yang saling berhadapan. Pada pelat dua arah, pelat ditumpu pada ke empat sisinya. Tetapi bila perbandingan antara sisi panjang (Ly) dan sisi pendek (Lx) lebih besar dari 2, maka pelat tersebut dapat dianggap sebagai pelat satu arah, di mana beban pelat hanya dipikul dalam arah bentang pendek.

◙

Pelat Satu Arah

Pelat dengan tulangan pokok satu arah ini akan dijumpai jika pelat beton lebih dominan menahan beban yang berupa momen lentur pada bentang satu arah saja. Contoh pelat satu arah adalah pelat kantilever (luifel) dan pelat yang ditumpu oleh 2 tumpuan. Karena momen lentur hanya bekerja pada 1 arah saja, yaitu searah bentang L (lihat gambar di bawah), maka tulangan pokok juga dipasang 1 arah yang searah bentang L tersebut. Untuk menjaga agar kedudukan tulangan pokok (pada saat pengecoran beton) tidak berubah dari tempat semula maka dipasang pula tulangan tambahan yang arahnya tegak lurus tulangan pokok. Tulangan tambahan ini lazim disebut : tulangan bagi. (seperti terlihat pada gambar di bawah). Kedudukan tulangan pokok dan tulangan bagi selalu bersilangan tegak lurus, tulangan pokok dipasang dekat dengan tepi luar beton, sedangkan tulangan bagi dipasang di bagian dalamnya dan menempel pada tulangan pokok.Tepat pada


lokasi persilangan tersebut, kedua tulangan diikat kuat dengan kawat binddraad. Fungsi tulangan bagi, selain memperkuat kedudukan tulangan pokok, juga sebagai tulangan untuk penahan retak beton akibat susut dan perbedaan suhu beton.

Gambar. 2. 7. Penulangan Pelat Kantilever

Gambar. 2. 8. Penulangan Pelat dengan 2 Tumpuan


Distribusi Gaya Distribusi gaya dalam pada pelat satu arah di atas dua atau lebih tumpuan dapat dianggap sebagai balok di atas dua atau lebih tumpuan. Untuk struktur statis tertentu, besar reaksi perletakannya dapat ditentukan dengan persamaan keseimbangan statika: ΣFx=0, ΣFy=0, dan ΣFz=0. Untuk struktur statis tak tentu, besar reaksi perletakannya dapat ditentukan dengan cara Clayperon, cara Cross dan lain-lain. Selain cara tersebut di atas, boleh direncanakan dengan cara berikut ini, asalkan batasan-batasan berikut dipenuhi. a) Jumlah bentang 2 b) Selisih antara bentang terpanjang dan terpendek lebih kecil atau sama dengan sepertiga bentang terpanjang c) Beban yang bekerja adalah beban terbagi rata d) Penggunaan kofisien momen dapat berdasarkan: ◙

untuk momen lapangan : bentang teoritis (l) di antara dua tumpuan

◙

untuk momen tumpuan : bentang teoritis (l) rata-rata di kiri dan kanan


Gambar. 2. 9. Penulangan Pelat ◙

Pelat dua arah

Suatu pelat dapat dikatakan dua arah jikalau rasio antara sisi terpendek pelat (Lx) dengan sisi terpanjang pelat (Ly) lebih besar dari 0,5 (Lx > 0,5 Ly). Sistem penulangan pada penulangan dua arah meninjau dari momen kritis yang terjadi pada pelat tersebut, namun tidak lupa untuk mengkaji pelat tersebut dari sisi gesernya. Momen-momen yang ditinjau pun momen tumpuan arah x dan y, momen lapangan arah x dan y; dan momen tumpuan akibat jepit tak terduga arah x dan y.


Pelat dengan tulangan pokok 2 arah ini akan dijumpai jika pelat beton menahan beban yang berupa momen lentur pada bentang 2 arah. Contoh pelat 2 arah adalah pelat yang ditumpu oleh 4 sisi yang saling sejajar. Karena momen lentur bekerja pada 2 arah, yaitu searah dengan bentang (lx) dan bentang (ly), maka tulangan pokok juga dipasang pada 2 arah yang saling tegak lurus(bersilangan), sehingga tidak perlu tulangan lagi. Tetapi pada pelat di daerah tumpuan hanya bekerja momen lentur 1 arah saja, sehingga untuk daerah tumpuan ini tetap dipasang tulangan pokok dan bagi, seperti terlihat pada gambar dibawah. Bentang (ly) selalu dipilih > atau = (lx), tetapi momennya Mly selalu < atau = Mlx, sehingga tulangan arah (lx) (momen yang besar ) dipasang di dekat tepi luar (urutan ke-1) Momen jepit tak terduga (Mtix) diasumsikan setengah momen lapangan di panel yang berbatasan, maka: Pada arah X = Mtix = 0,5 Mlx (momen lapangan arah x) Pada arah Y = Mtiy = 0,5 Mly (momen lapangan arah y) Tebal minimum yang disyaratkan dari SNI 03-2847-2002 untuk pelat dua arah adalah: Untuk kondisi 1: 0,2 ≤∝𝑚 ≤ 2

𝑓𝑦 � 1500 ℎ= 36 + 5𝛽(𝛼𝑚 − 0,2) 𝑙𝑛 �0,8 +


Untuk kondisi 2: 2 < 𝛼𝑚 ℎ= Untuk kondisi 3:

𝑓𝑦 � 1500 36 + 9𝛽

𝑙𝑛 �0,8 +

𝛼𝑚 < 0,2 Untuk kondisi 3 ini pelat dapat diasumsikan sebagai pelat satu arah. Nilai a(alpha) m sendiri diperoleh dari rasio kekakuan balok dan pelat:

𝛼=

𝐸𝑐𝑏 𝐼𝑏 𝐸𝑐𝑠 𝐼𝑠

Dengan Ecb = modulus elastisitas balok beton Ecs = modulus elastisitas kolom beton Ib = momen inersia bruto terhadap sumbu penampang yang terdiri dari balok dan pelat disetiap sisi balok memanjang dengan jarak sama dengan proyeksi balok diatas atau dibawah pelat (diambil yang terbesar) tetapi tidak melebihi empat kali tebal pelat (ACI 13.2.4) Ib = momen inersia bruto penampang pelat diambil terhadap sumbu pusat dan sama dengandengan h3/12 dikalikan lebar pelat, dimana lebar sama seperti untuk α Perhitungan Pelat dua arah (Two Way Slab), hampir sama dengan perhitungan pada pelat satu arah (One Way Slab), hanya saja pada tulangan pelat 30 Universitas Sumatera Utara

dua arah tidak menggunakan sistem tulangan pembagi, karena tulangan pada arah pembagi menggunakan momen yang terjadi pada pelat tersebut. 2. 3. Struktur Bawah Yaitu bagian-bagian bangunan yang terletak dibawah permukaan lantai atau bagian bangunan yang ada di dalam tanah, seperti balok beton (sloof), kolom beton dan pondasi. Bangunan bagian bawah ini berfungsi untuk menahan semua beban bangunan yang berada diatasnya termasuk beratnya sendiri. 2. 3. 1. Pondasi Secara konseptual, pondasi memiliki arti sebagai struktur perantara, yang memiliki fungsi meneruskan beban bangunan diatasnya (termasuk beban sendiri), kepada tanah tempat pondasi tersebut berpijak, tanpa mengakibatkan kerusakan tanah atau tanpa mengakibatkan terjadinya penurunan bangunan diluar batas toleransinya. Dengan pendapat ini, maka kita sadar bahwa yang sebenarnya mempunyai fungsi pendukung terakhir adalah tanah. Prinsip pondasi : ◙

Harus sampai pada tanah keras

◙

Apabila tanah keras tidak dapat ditemukan harus ada pemadatan tanah

Pondasi harus diperhitungkan untuk dapat menjami kestabilan bangunan terhadap beratnya sendiri, beban-beban bangunan (beban isi bangunan), gayagaya luar (angin, gempa bumi, dll). Selain itu, penurunan level melebihi batas yang diijinkan, tidak diperbolehkan..


Secara umum terdapat dua macam pondasi, yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Pondasi dalam digunakan apabila bangunan yang berada diatasnya tidak terlalu besar misalnya rumah tinggal sederhana. Yang termasuk dalam pondasi dangkal adalah pondasi batu

kali setempat, pondasi lajur batu kali, pondasi

tapak/setempat, pondasi lajur beton, pondasi tiang pancang kayu, dll. Selain itu terdapat pondasi dalam yang mana dipakai pada bangunan yang memiliki bentang yang cukup lebar dan bangunan bertingkat. Termasuk didalamnya pondasi tiang pancang (beton, besi, pipa baja), pondasi sumuran, borepile, dll. Pondasi merupakan elemen sruktur yang sangat penting karena fungsinya yang adalah untuk menopang bangunan diatasnya, Persyaratan utama dalam proses pembangunannya adalah : 1.

Cukup kuat menahan muatan geser akibat tegak ke bawah

2.

Dapat menyesuaikan pergerakan tanah yang tidak stabil. Tahan terhadap pengaruh perubahan cuaca.

3.

Tahan terhadap perngaruh bahan kimia

Akibat penurunan atau patahnya pondasi, maka akan terjadi hal-hal : 1.

Kerusakan pada dinding, retak-retak, miring, dll

2.

Pecah, retak, bergelombang

3.

Penurunan atap dan bagian-bagian bangunan lain

Pembuatan pondasi dihitung berdasarkan hal-hal sebagai berikut :


1.

Berat bangunan yang harus dipikul pondasi berikut beban-beban hidup, beban mati, serta beban lain dan beban-beban uang diakibatkan gaya-gaya eksternal.

2.

Jenis tanah dan daya dukung tanah

3.

Bahan pondasi yang tersedia atau mudah diperoleh ditempat

4.

Alat dan tenaga kerja yang tersedia

5.

Waktu, lokasi, dan biaya pekerjaan

Hal yang juga pentign berkaitan dengan pondasi adalah soil investigation, atau penyelidikan tanah. Untuk mengetahui letak/kedalaman tanah keras dan besar tegangan tanah/daya dukung tanah, maka perlu diadakan penyelidikan tanah, yaitu dengan cara : 1.

Pemboran (drilling) : dari lubang hasil pemboran (bore holes), diketahui contoh-contoh lapisan tanah yang kemudian dikirim ke laboratorium mekanika tanah

2.

Percobaan penetrasi (penetration test) : yaitu dengan menggunakan alat yang disebut sondir static penetrometer. Ujungnya berupa conus yang ditekan masuk kedalam tanah, dan secara otomatis dapat dibaca hasil sondir tegangan tanah (kg/cm2)


2. 3. 1. 1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation) Kriteria pondasi dangkal ditetapkan dengan angka/rasio perbandingan antara lebar pondasi dengan kedalaman pondasi. Dimana untuk pondasi dangkal ditetapkan bila kedalaman pondasi dibagi lebarnya lebih kecil atau sama dengan satu. Atau D/B ≤ 1

D/B ≤ 1

Gambar. 2. 10. Pondasi Dangkal

Pondasi jenis ini biasanya dilaksanakan pada tanah dengan kedalaman tanah tidak lebih dari 3 meter atau sepertiga dari dari lebar alas pondasi. Dengan kata lain, pondasi ini diterapkan pada tanah yang keras atau stabil yang mendukung struktur bangunan yang tidak terlalu berat dan tinggi, dengan kedalaman tanah keras kurang dari 3 meter. Pondasi dangkal tidak disarankan untuk dilaksanakan pada jenis tanah yang kurang stabil atau memiliki kepadatan tanah yang buruk, seperti tanah bekas rawa/gambut. Bila kondisi memaksa untuk dilaksanakan pada tanah yang kurang stabil, harus diadakan perbaikan tanah terlebih dahulu, dengan sistem memakai cerucup/tiang pancang yang ditanam dibawah pondasi.


a. Pondasi Menerus Pondasi menerus biasanya digunakan untuk mendukung beban memanjang atau beban garis, baik untuk mendukung beban dinding atau kolom dengan jarak yang dekat dan fungsional kolom tidak terlalu mendukung beban berat. Pondasi menerus dibuat dalam bentuk memanjang dengan potongan persegi ataupun trapesium. Penggunaan bahan pondasi ini biasanya sesuai dengan kondisi lingkungan atau bahan yang tersedia di daerah setempat. Bahan yang digunakan bisa dari batu kali, batubata atau beton kosong/tanpa tulangan dengan adukan 1 pc : 3 Psr : 3 krl. Keuntungan memakai pondasi ini adalah beban bangunan dapat disalurkan secara merata, dengan catatan seluruh pondasi berdiri diatas tanah keras. Sementara kelemahan pondasi ini, biaya untuk pondasi cukup besar, memakan waktu agak lama dan memerlukan tenaga kerja yang banyak.

b. Pondasi Setempat/Tapak Pondasi ini dilaksanakan untuk mendukung beban titik seperti kolom praktis, tiang kayu pada rumah sederhana atau pada titik kolom struktural. Contoh pondasi setempat: ◘

Pondasi ompak batu kali, dilaksanakan untuk rumah sederhana.

◘

Pondasi ompak beton, dilaksanakan untuk rumah sederhana, rumah kayu pada rumah tradisional, dan lain-lain.

◘

Pondasi plat setempat, jenis pondasi ini dapat juga dibuat dalam bentuk bertingkat atau haunched jika pondasi ini dibutuhkan untuk menyebarkan beban dari kolom berat. Pondasi tapak

disamping

diterapkan dalam pondasi dangkal dapat juga digunakan untuk


pondasi dalam. Dapat dilaksanakan pada bangunan hingga dua lantai, tentunya sesuai dengan perhitungan mekanika.

2. 3. 1. 2. Pondasi Dalam Kriteria pondasi dalam diterapkan dengan angka/rasio perbandingan antara lebar pondasi dengan kedalaman pondasi. Dimana untuk pondasi dalam ditetapkan bila kedalaman pondasi dibagi lebarnya lebih besar dari empat. Atau D/B ≥ 4

D/B ≥ 4

Gambar 2. 11. Pondasi Dalam Pondasi dalam didirikan pada permukaan tanah dengan kedalam tertentu dimana daya dukung dasar pondasi dipengaruhi oleh beban struktural dan kondisi permukaan tanah. Pondasi dalam biasanya dipasang pada kedalaman lebih dari 3 m di bawah elevasi permukaan tanah. Pondasi dalam dapat dijumpai dalam bentuk pondasi tiang pancang, dinding pancang dan caissons atau pondasi kompensasi.

Pondasi dalam dapat digunakan untuk mentransfer beban ke

lapisan yang lebih dalam untuk mencapai kedalam yang tertentu sampai didapat jenis tanah yang mendukung daya beban strutur bangunan sehingga jenis tanah yang tidak cocok di dekat permukaan tanah dapat dihindari. 36 Universitas Sumatera Utara

a. Pondasi Sumuran

Gambar 2. 12. Pondasi Sumuran Pondasi sumuran adalah suatu bentuk peralihan antara pondasi dangkal dan pondasi tiang. Pondasi sumuran sangat tepat digunakan pada tanah kurang baik dan lapisan tanah kerasnya berada pada kedalaman 2 sampai 8 meter. Diameter sumuran biasanya antara 0.80 - 1.00 m dan ada kemungkinan dalam satu bangunan diameternya berbeda-beda, ini dikarenakan masing-masing kolom berbeda bebannya.

Macam-macam Pondasi Sumuran Bila kondisi tanah cukup stabil, pondasi sumuran dapat dibuat secara langsung, dengan menggali sumuran kemudian diisi dengan material pondasi (beton cyclop, batu kali). Tetapi bila tanah mudah runtuh, maka diperlukan casing selama proses penggalian sumuran.


Dari pertimbangan cara pelaksaannya, maka pondasi sumuran yang menggunakan casing dibagi menjadi 2 (dua) macam, yaitu : ◙

Dasarnya terbuka (open ended), untuk pndasi sumuran didaratan

◙

Dasarnya tertutup (closed ended), untuk pondasi sumuran dalam air atau sering disebut pondasi caisson.

Diamater pondasi sumuran untuk daratan, minimum 80 cm, yaitu cukup besar sehingga pekerja-pekerja dapat melakukan penggalian didalamnya. Jenis struktur pondasi sumuran ini dapat dibuat dari berbagai macam bahan yaitu : ◙

Beton cyclop (batu-batu besar diberi spesi beton)

◙

Beton biasa/beton bertulang

◙

Kombinasi beton dan cyclop (biasanya struktur beton berfungsi sebagai casing kemudian diisi dengan beton cyclop)

Gambar. 2. 13. Pondasi Sumuran Tanpa Casing

Gambar. 2. 14. Pondasi Sumuran dengan Casing


Cara-cara pelaksanaan Cara pelaksanaan pondasi sumuran ini dibagi menjadi 2 (dua) yaitu dengan tipe dasaranya terbuka dan dasarnya tertutup. ◘

Tipe Dasarnya Terbuka (Open Ended)

Untuk tipe dasar terbuka ini, pelaksanaannya masih tergantung dari kondisi tanah diatas lapisan tanah keras tempat pondasi sumuran berpijak. Bila tanah dapat dipotong tegak tanpa terganggu stabilitasnya maka kondisi sumuran ini dapat dilaksananakan tanpa casing. Bila kondisninya sebalikanya, diperlukan casing. ◙

Tanpa Casing

Pelaksanaan dilaksanakan dengan menggal lubang seperti sumuran sampai lapisan atau elevasi yang ditetapkan dengan tenaga manusia. Kemudian lubang tersebut diisi degan material yang ditetapkan, beton cyclop atau beton.

.

Gambar. 2. 15. Proses Pondasi Sumuran Tanpa Casing

◙

Dengan Casing yang Diambil

Casing disini diperlukan untuk menjaga stabilitas tanah yang digali agar tidak longsor. Jenis casing yang akan diambil lagi ini biasanya terbuat dari baja.


Penggalian dilakukan secara bertahap, yaitu casing diturunkan seperlunya kemudian tanah didalam casing igali, kemudian casing diturunkan lagi dan tanah digali lagi, begitu seterusnya sehingga mencapai elevasi yang diinginkan. Setelah itu dilakukan pengisian lubang denganbeton atau cyclop sambil menarik keatas casingnya. Demikian seterusnya hingga casing keluar lagi dari lubang.

Gambar. 2. 16. Proses Pondasi Sumuran dengan Casing Diambil

◙

Dengan Casing yang Ditinggal

Casing disini dapat berfungsi ganda yaitu sebagai struktur penahan tanah pada proses pekerjaan galian dan sebagai bagian dari struktur pondasi. Yang umum dilakukan casingnya terbuat dari beton buis (beton sumuran), sehingga casing ini berfungsi juga sebagai bagian dari struktur. Beton buis ini diturunkan dengan cara menggali tanah dibagian dalam buis, dan beton buisnya diturunkan sampai mencapai elevasi yang ditetapkan. Secara bertahap. Kemudian lubang diisi dengan material, misalnya beton cyclop. Proses penurunan beton buis ini harus hati-hati, agar posisinya tetap vertical. Proses pelaksanaan pondasi ini terkandang harus dihadapkan degan air tanah. Dan untuk mengatasinya dilakukan pemompaan (open pumping).


Gambar. 2. 17. Proses Pondasi Sumuran dengan Casing Ditinggal

b. Pondasi Bored Pile

Gambar. 2.18. Bored Pile


Pondasi Bored Pile adalah bentuk Pondasi Dalam yang dibangun di dalam permukaan tanah dengan kedalaman tertentu. Pondasi di tempatkan sampai ke dalaman yang dibutuhkan dengan cara membuat lobang yang dibor dengan alat khusus. Setelah mencapai kedalaman yang disyaratkan, kemudian dilakukan pemasangan kesing/begisting yang terbuat dari plat besi, kemudian dimasukkan rangka besi pondasi yang telah dirakit sebelumnya, lalu dilakukan pengecoran terhadap lobang yang sudah di bor tersebut. Pekerjaan pondasi ini tentunya dibantu dengan alat khusus, untuk mengangkat kesing dan rangka besi. Setelah dilakukan pengecoran kesing tersebut dikeluarkan kembali. Sistem kerja pondasi ini hampir sama dengan Pondasi Pile (Tiang Pancang), yaitu meneruskan beban stuktur bangunan diatas ke tanah dasar dibawahnya sampai kedalaman tanah yang dianggap kuat (memiliki daya dukung yang cukup). Untuk itu diperlukan kegiatan sondir sebelumnya, agar daya dukung tanah dibawah dapat diketahui pada kedalaman berapa meter yang dianggap memadai untuk mendukung konstruksi diatas yang akan dipikul nantinya. Jenis pondasi ini cocok digunakan untuk lokasi pekerjaan yang disekitarnya rapat dengan bangunan orang lain, karena proses pembuatan pondasi ini tidak menimbulkan efek getar yang besar, seperti pembuatan Pondasi Pile (Tiang Pancang) yang pemasangannya dilakukan dengan cara pukulan memakai beban/hammer. c. Pondasi Tiang Pancang Penggunaan pondasi tiang pancang sebagai pondasi bangunan apabila tanah yang berada dibawah dasar bangunan tidak mempunyai daya dukung


(bearing capacity) yang cukup untuk memikul berat bangunan dan beban yang bekerja padanya Atau apabila tanah yang mempunyai daya dukung yang cukup untuk memikul berat bangunan dan seluruh beban yang bekerja berada pada lapisan yang sangat dalam dari permukaan tanah kedalaman lebih dari 8 meter. Fungsi dan kegunaan dari pondasi tiang pancang adalah untuk memindahkan atau mentransfer beban-beban dari konstruksi di atasnya (super struktur) ke lapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam. Dalam pelaksanaan pemancangan pada umumnya dipancangkan tegak lurus dalam tanah, tetapi ada juga dipancangkan miring (battle pile) untuk dapat menahan gaya-gaya horizontal yang bekerja, Hal seperti ini sering terjadi pada dermaga dimana terdapat tekanan kesamping dari kapal dan perahu. Sudut kemiringan yang dapat dicapai oleh tiang tergantung dari alat yang dipergunakan serta disesuaikan pula dengan perencanaannya. Tiang Pancang umumnya digunakan : ◙

Untuk mengangkat beban-beban konstruksi diatas tanah kedalam atau melalui sebuah stratum/lapisan tanah. Didalam hal ini beban vertikal dan beban lateral boleh jadi terlibat.

◙

Untuk menentang gaya desakan keatas, gaya guling, seperti untuk telapak ruangan bawah tanah dibawah bidang batas air jenuh atau untuk menopang kaki-kaki menara terhadap guling.

◙

Memampatkan endapan-endapan tak berkohesi yang bebas lepas melalui kombinasi perpindahan isi tiang pancang dan getaran dorongan. Tiang pancang ini dapat ditarik keluar kemudian.


◙

Mengontrol lendutan/penurunan bila kaki-kaki yang tersebar atau telapak berada pada tanah tepi atau didasari oleh sebuah lapisan yang kemampatannya tinggi. ◘ Membuat tanah dibawah pondasi mesin menjadi kaku untuk mengontrol amplitudo getaran dan frekuensi alamiah dari sistem tersebut. ◘ Sebagai faktor keamanan tambahan dibawah tumpuan jembatan dan atau pir, khususnya jika

erosi merupakan

persoalan yang potensial. ◘ Dalam konstruksi lepas pantai untuk meneruskan bebanbeban diatas permukaan air melalui air dan kedalam tanah yang mendasari air tersebut. Hal seperti ini adalah mengenai tiang pancang

yang ditanamkan sebagian dan yang

terpengaruh oleh baik beban vertikal (dan tekuk) maupun beban lateral. Dalam melakukan ekspansi bangunan, pondasi baru harus dilaksanakan didekat pondasi yang telah ada. Dalam hal seperti ini harus diperhatikan kemungkinan-kemungkinan terganggunya pondasi yang telah ada selama proses pelaksanaan pondasi yang baru. Ada beberapa kondisi yang perlu diperhatikan : ◙

Pondasi baru, lebih dangkal dari pondasi yang ada

◙

Pondasi baru, lebih dalam dari pondasi yang ada

◙

Pondasi baru, sama dalamnya dari pondasi yang ada

Bila pondasi baru yang lebih dangkal, harus mempertimbangkan jaraknya agar tidak berpengaruh terhadap pondasi yang ada.


Gambar 2. 19. Pondasi Baru Lebih Tinggi Agar pondasi baru tidak mempengaruhi pondasi lama, maka jarak “m” harus lebih besar dari tinggi “h”. Bila pondasi baru lebih dalam, harus mempertimbangkan gaya lateral pada galian pondasi baru, yang dapat menyebabkan turunnya pondasi lama.

Gambar 2. 20. Pondasi Baru Lebih Dalam Agar galian pondasi baru tidak mempengaruhi pondasi lama (terjadi penurunan), maka bidang galian harus ditahan dengan kuat atau jarak “m” cukup jauh Untuk pondasi yang sama dalam, dapat terjadi lift up pada galian tanah pondasi baru bila terlalu dekat.


Gambar 2.21. Pondasi Baru Sama Dalam Terjadinya heaving up lift pada dasar galian pondasi baru ini, biasanya terjadi pada tanah jenis soft clay. 2. 3. 2. Sloof

Sloof adalah sebuah struktur balok yang terletak persis diatas pondasi. Balok Sloof ini sangat penting dan mempunyai banyak sekali manfaat . Fungsi utama sloof adalah untuk meratakan gaya/tekanan akibat beban dari atas suatu bangunan ke pondasi dibawahnya. Dengan adanya sloof ini diharapkan tidak terjadi penurunan pondasi pada suatu tempat, sehingga keretakan dinding bangunan diatas pondasi dapat dihindari. Sloof juga berfungsi sebagai pengikat antar pondasi sehingga tiap tiap pondasi bisa saling membantu ketika terjadi penurunan bangunan. Disamping untuk meratakan beban, sloof sering kali ditempatkan tepat pada level tanah dan dinding bata diatas lantai bangunan. pada posisi ini sloof berguna untuk mencegah merembesnya air melalui pori pori bata (gaya kapileritas) yang dapat mengakibatkan dinding menjadi lembab.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA. adalah memastikan bahwa setiap massa pada gedung (lantai, atap, dsb)

Recommend Documents