BAB V PONDASI 5.1 Pendahuluan - 1.pondasi

BAB V PONDASI

5.1 Pendahuluan

Pondasi yang akan dibahas adalah pondasi dangkal yang merupakan

kelanjutan mata kuliah Pondasi dengan pembahasan khusus adalah

penulangan dari plat pondasi. Pondasi dangkal disebut juga pondasi

telapak yang berfungsi mendukung bangunan gedung bertingkat ringan

pada tanah dengan daya dukung yang cukup baik. Di Indonesia pondasi

ini biasanya diletakkan pada kedalaman 0,70m sampai 3,00m dibawah

permukaan tanah.

Jenis2 pondasi dangkal dan besarnya daya dukung tanah sudah dibahas

pada mata kuliah Pondasi. Beberapa asumsi / anggapan yang berlaku

pada pondasi umumnya adalah :

• Tanah dianggap sebagai lapisan yang elastis dan plat pondasi adalah lapisan yang kaku , sehingga tekanan tanah dapat

dianggap terbagi rata atau berubah linear.

• Tegangan tanah yang digunakan untuk menghitung pondasi

adalah tegangan tanah total dikurangi tegangan tanah akibat

beban diatas pondasi ( plat pons dan tanah urugan )

5.2 Dasar Teori

Perilaku pondasi dapat dilihat dari mekanisme keruntuhan yang terjadi

seperti pada gambar :

penampang

Retak miring dapat terjadi pada daerah sekitar beban terpusat atau

daerah kolom, disebabkan karena momen lentur yang terjadi pada daerah

muka kolom. Hal ini memperjelas akan adanya penampang kritis ( SK SNI

3.8.4.2 ) dari muka kolom :

• d/2 untuk pondasi plat 2 arah ( two way actions)

• d untuk pondasi plat 1 arah ( one way actions )

Distribusi tegangan kontak ( Contact pressure )

P

q = P / A

P

M

e = M / P

B

e < 1/6 B

e = 1/6 B

Pada perencanaan pondasi dangkal ini ditinjau beberapa hal seperti :

1. Design terhadap lentur

2. Design terhadap Geser

3. Pemindahan gaya dan momen pada dasar kolom

4. Panjang penyaluran tulangan

5.3 Perencanaan Pondasi

5.3.1 Design Lentur

Momen rencana adalah akibat gaya2 yang bekerja diseluruh luas pondasi

pada satu sisi bidang vertical yang melalui pondasi.

Bidang vertical terletak pada lokasi sbb ( SK SNI 3.8.4.2)

o Pada muka kolom untuk pondasi plat telapak

o Ditengah antara dinding tepid an tengah untuk pondasi yang

memikul dinding

o Ditengah antara tepi kolom dan tepi plat alas baja untuk

kolom yang menggunakan plat dasar baja

Distribusi tulangan pada plat pondasi segi empat 2 arah

o Tulangan pada arah memanjang harus tersebar merata

o Tulangan pada arah pendek , sebagian tulangan harus

disebar merata pada jalur yang sama dengan panjang sisi

pendek plat pondasi, yaitu :

2 tulangan pada lebar jalur ( β + 1 ) = tulangan pada lebar jalur

β = H / B

B

B

H

5.3.2 Design terhadap geser

Kekuatan geser dari plat pondasi telapak terhadap beban terpusat

ditentukan oleh kondisi seperti :

ƒ One way action - Aksi Balok satu arah

ƒ Two way action - Aksi Plat , dua arah .

Ketebalan plat pondasi memberikan dukungan yang sangat besar pada

kekuatan geser pondasi.

Aksi Balok : SNI hal 49

Vc = 1/6 √fc’ bw d > Vn ~ Vu / ø

bw = lebar plat pondasi

d = tinggi efektif

Aksi Plat : SNI hal 50

Vc = ( 1 + 2 / βc ) √(fc’/6) bo d

βc = sisi panjang / sisi pendek

5.3.3 Pemindahan Gaya dan Momen pada dasar kolom

Gaya terpusat dan momen lentur pada dasar kolom dipindahkan ke

telapak pondasi dengan jalan menumpu pada beton dan tulangan,

pasak/angker atau alat sambung mechanic.

Tegangan tumpu didasar kolom adalah :

fs = ø ( 0.85 fc’ ) dimana ø = 0,70

fb = 0.60 fc’

Tegangan tekan yang melampaui teg izin tumpu ini harus dipikul oleh

angker /pasak atau tulangan memanjang.

Luas tulangan minimum adalah 0,5% Ag , dan paling sedikit ada 4

tulangan yang melintang pertemuan kolom dan plat pondasi apabila

tegangan tumpu tidak terlampaui.

Ag adalah luas bruto penampang kolom.

Tebal minimum pondasi umumnya > 150 mm untuk pondasi diatas

tanah

angker

pasak

H

5.3.4 Daya dukung dan penjangkaran

Daya dukung kolom dan pondasi umumnya berbeda sesuai dengan mutu

beton nya sesuai dengan SNI ( hal 32 ) .

Untuk Kolom :

Ø Pn = Ø 0,85 fc’ A

Untuk Pondasi :

√ ( A2 / A1 ) < 2,0

Ø Pn = { √ ( A2 / A1 )} Ø 0,85 fc’ A

Penjangkaran yang baik harus memenuhi panjang penyaluran sesuai

dengan syarat yang ada seperti pada

Kolom / Pondasi

ℓ

db = (

d

b

f

y

) / (4

√

f

c

’) > 0,04 d

b

f

y

5.3.5 Langkah2 Perencanaan Pondasi

Beberapa langkah sudah dibahas pada mata kuliah Pondasi dan

pembahasan berikutnya adalah penulangan sesuai dengan SNI 1991.

Tentukan tegangan izin tanah , boring atau penyelidikan tanah

Tentukan gaya yang bekerja pada dasar kolom yang berasal dari

struktur diatas pondasi yaitu beban tak berfaktor. Tentukan

kombinasi yang menentukan.

Tentukan luas pondasi dari beban kerja sesuai metode elastis.

Tentukan gaya beban nominal dari beban berfaktor dan faktor

reduksi kekuatan Ø serta intensitas beban rencana.

Tentukan tebal pondasi dengan cara trial n error berdasarkan

check geser dari syarat pondasi .

One action ; Vc = 1/6 √fc’ bw d > Vn ~ Vu / ø

Tentukan Luas tulangan berdasarkan Gaya dalam momen nominal

Mn = Mu / Ø , dimana Ø = 0,8 pada bidang kritis pondasi.

Tulangan minimum adalah 0,0018 bw d ( fy = 400 MPa ) atau

0,0025 bw d ( fy = 240 MPa )

Distribusi tulangan dalam kedua arah .

Untuk pondasi persegi panjang , pada jalur pusat/inti adalah

As1 = ( 2 / ( β + 1 ) ) As total

Diluar jalur pusat As2 = As - As1

Panjang penyaluran / penjangkaran tulangan

Kekuatan Daya dukung kolom Pnb > Pu / Ø sedangkan pondasi

Pnb = { √ ( A2 / A1 )} Ø 0,85 fc’ A

{ √ ( A2 / A1 )} < 2,0

5.4 Pondasi Telapak Bujur Sangkar

Diketahui :

915

600

P

a. Tegangan izin tanah

Tegangan ijin tanah lunak ( peraturan pembebanan ) 500 kn/m2

Metode ini untuk beban kerja ( tidak berfaktor )

b. Estimasi ukuran pondasi

Beban tanah diatas pons = 0.915*21.1= 19.3065 kn/m2

Beban slab pons = 0.6*23.4= 14.04 kn/m2

Tegangan tanah = 500 – ( 33.35) = 467 kN/m2

Luas pondasi Af = (PDL + PLL ) / 467 = 3.9 m2

dicoba = 2m x 2m ,

Area = 4m2 , I = 1/12 bh3 = 1.3 m4 , W =1/6bh2 =1.3m3

c. Contact pressure

Beban kolom = .3562 .915 23.4 = 2 ,714 kN

Beban Slab = .6 x 22 x 23.4 = 56 ,600 kN

Beban tanah = .915 x ( 22 - .356 2 ) x 21.1= 75,000 kN

= 133,000 kN

Contact pressure = ( 1702+133)/4 = 478 kN/m2 < 500 kN/m2

d. Intensitas beban rencana

Pu = 1.2 PDL + 1.6 PLL = 2597 kN

qu = 649,- kN/m2 = 650 kN/m2

e. Design terhadap geser SNI - 49

hpons = 600 mm ( dicoba) , d’ = 70 mm ( SK SNI), d = 530 mm

One way actions

Area = 2000 x 292 mm2

Vn = ( qu A )/ Ø = 633 kN/m2

Two way actions

Area = 20002 x 8862 mm2 Vn = ( qu A )/ Ø = 3483 kN/m2

Vc = 1 + ( 2/ ßc) x 1/6 (√ fc’) bo d < 1/3 (√ fc’) bo d ßc = 1 , Kll bo = 4 * 886

Vc = 1/3 (√ 20.68) ( 4*886) (530) = 2847 kN/m2 < 3483 kN/m2 Tebal pondasi diperbesar , d = 600 mm , h = 670 mm

Vc = 1/3 (√ fc’) bo d = 1/3 (√ 20.68)(4*(356+600)(600) = 3478 kN/m2 Ξ 3483 kN/m2 OKAY

f. Design terhadap lentur

Panjang penampang kritis pd muka kolom ,

L = 2000/2 - 356/2 = 822 mm

Mu = ½ qu L2 = ½ 650 .8222 = 220 kNm

Mn = Mu / 0.8 = 275 kNm

{ Mn/bd2} = ρ fy ( 1 – 0.588 ρ fy/fc’)

220 106 / ( 1000*6002) = ρ 413.7 ( 1 - .588 ρ * 413.7/20.68 ) = 0.6111 = 413.7 ρ - 4866.3 ρ2

4866.3 ρ2 - 413.7 ρ + 0.6111 = 0

ρ1,2 = { 413.7 + √ ( 413.72 – 4x 4866.3 x .6111) }/ (2x4866.3)

ρ1 = .0835 ; ρ2 = 0.0015

use ρmin = 0.0018 ; As = ρ (1000 x 600 ) = 1080 mm2

digunakan D19 – 250 , tulangan tekan D14 – 250 ( 616 mm2 )

ℓ

db = (

0.02 *A

b

f

y

) /

√

f

c

’)

(

faktor

)

> 0,06 d

b

f

y

faktor = 2 – 400/413.7 = 1.033 , Ab( D19) = 284 mm2

ℓ

db = 534 mm > 472 mm

Panjang yang melalui muka kolom adalah :

= 2000/2 – 356/2 – 70 = 752 mm > 534 mm ( OKAY )

g. Penjangkaran

As min = 0.005 Ag = .005 3562 = 634 mm2 Digunakan 4 D19 ( 4 * 284 = 1134 mm2 )

KOLOM

ℓ

db = (

d

b

f

_y

) / (4

√

f

_c

’) =

= 19 x 413.7 / ( 4x

√

37.91) = 319 mm

> 0,04 d

b

f

_y = .04 x 19 x 413.7 = 314 mm

PONDASI

ℓ

db = (

d

b

f

_y

) / (4

√

f

_c

’) =

= 19 x 413.7 / ( 4x

√

.20.68 ) = 455 mm

> 0,04 d

b

f

_y = .04 x 19 x 413.7 = 314 mm

h. Daya dukung kolom SNI - 32

Pu = 2437.20 kN

fc’ kolom = 37.91 MPa and fc’ pons = 20.68 MPa

Daya dukung kolom ; Ø Pn

Ø 0,85 fc’ A = .70 x .85 x 37.91 x 3562 2882 kN > 2437.20 kN OK

Daya dukung Pondasi ; Ø Pn

{ √ ( A2 / A1 )} = { √ ( 2000 2 / 356 2)} = 5,- > 2.0

{√(A2 /A1 )}Ø 0,85 fc’ A = 2x .70 x .85 x 20.68 x 3562

D14-250 4D19

D19-250

2000

670

5.5 Pondasi Telapak 4 PERSEGI

Diketahui :

d/2 d

3000

450

4500

a. tegangan izin tanah

Tegangan ijin tanah lunak , Metode ini untuk beban kerja

b. Ukuran pondasi

Diketahui dari pons 3000 x 4500

Beban Pu = 3425 kN

Luas pondasi Af = 13.5 m2

h

Pu Pu klm = 3425 kN

c. Contact pressure

Hasil design pondasi, dengan tegangan < allowable stress

d. Intensitas beban rencana

Pu = 3425 kN , Af = 13.5 m2

qu = 254,- kN/m2

e. Design terhadap geser SNI - 49 hpons = 750 mm ( dicoba) , d’ = 70 mm ( SK SNI),

20 mm untuk tulangan , maka d = 660 mm

One way actions

Area = 3.0 x 1.365 m2

Vn = ( qu A )/ Ø = 1732 kN/m2

Vc = 1/6 √ fc’ bw d = 1500 kN/m2 < 1732 kN/m2

Dicoba d = 730 mm , maka

L = 4500/2 – 450/2 - 730 = 1295 mm

Vn = ( qu A )/ Ø = 254 * 1.295 * 3 /0.6 = 1647 kN/m2

Vc = 1/6 √ fc’ bw d = 1660 kN/m2 > 1647 kN/m2

d = 750 mm dan h = 800 mm .. OK

Two way actions

d = 750 mm , bo = ( 450+750+350+750 )*2 = 4600 mm

A = ( 4,5*3) – [ { .45+.75 } * {.35+.75} ] = 12.18 m2 Vn = ( qu A )/ Ø = 5156 kN/m2

Vc = 1 + ( 2/ ßc) x 1/6 (√ fc’) bo d < 1/3 (√ fc’) bo d ßc = 4.5/3 = 1.5 , Kll bo = 4600 mm

f. Design terhadap lentur

Panjang penampang kritis pd muka kolom ,

L = 4500/2 - 450/2 = 2025 mm

Mu = ½ qu L2 = ½ 254 2.0252 = 521 kNm

Mn = Mu / 0.8 = 651 kNm

Trial error and check

Assume (d-a/2) = 0.9 d = 675 , so As = Mn / ( fy * jd ) =

As = 2331 mm2 ; ρ1 = .0031

digunakan D19 – 125 ( 2160 mm2)

tulangan tekan D14 – 250 ( 616 mm2 )

check it ;

a = As*fy / ( .85fc’b ) = 50.84 mm

Mn = 647.61 kNm Ξ 651 kNm .. OK

Distribusi tulangan

Tulangan arah pendek 3000 mm ;

ßc = 4.5/3 = 1.5 ; As1 / As = 2/ (ßc +1) = 2 / 2.5

total = 2160*4.5 = 9720 mm2

As1 = 2 / 2.5 * 9720 = 7776 mm2 / 3m = 2592 mm2

Untuk bentang 3m panjang (D19-100, As= 2850mm2)

sisanya = 9720 – 7776 = 1944 mm2 / 1.5 m = 1296 mm2

untuk bentang 2 x .75m (D19-250, As= 1140 mm2)

g. Panjang tulangan tarik

ℓ

db = (

0.02 *A

b

f

y

) /

√

f

c

’)

(

faktor

)

> 0,06 d

b

f

y

faktor = 2 – 400/413.7 = 1.033 , Ab( D19) = 284 mm2

ℓ

db = 534 mm > 472 mm

Panjang yang melalui muka kolom adalah :

h. Penjangkaran

As min = 0.005 Ag = .005 350 450 = 708 mm2

Digunakan 4 D19 ( 4 * 284 = 1134 mm2 )

KOLOM

ℓ

db = (

d

b

f

_y

) / (4

√

f

_c

’) =

= 19 x 413.7 / ( 4x

√

37.91) = 319 mm

> 0,04 d

b

f

_y = .04 x 19 x 413.7 = 314 mm

PONDASI

ℓ

db = (

d

b

f

_y

) / (4

√

f

_c

’) =

= 19 x 413.7 / ( 4x

√

.20.68 ) = 455 mm

> 0,04 d

b

f

_y = .04 x 19 x 413.7 = 314 mm

i. Daya dukung kolom SNI - 32

Pu = 3425 kN

fc’ kolom = 37.91 MPa and fc’ pons = 20.68 MPa

Daya dukung kolom ; Ø Pn

Ø 0,85 fc’ A = .70 x .85 x 37.91 x 350 x 450

3582 kN > 3425 kN OK

Daya dukung Pondasi ; Ø Pn

{ √ ( A2 / A1 )} = { √ ( 4.5x3 / .35x.45)} = 9,- > 2.0

{√(A2 /A1 )}Ø 0,85 fc’ A = 2x .70 x .85 x 20.68 x 350x450

D14-250 4D19

D19-100 D19-250

D19-125

2000