BAB V PERENCANAAN PILE CAP

V-1

BAB V

PERENCANAAN PILE CAP

5.1 Umum

Tiang-tiang dalam sebuah kelompok tiang diikat menjadi satu kesatuan dalam memikul beban bangunan yang berada di atasnya oleh sebuah plat atau yang sering disebut pile cap. Pile cap merupakan bagian dari pondasi yang berfungsi untuk mempersatukan beberapa tiang dalam satu kelompok tiang.

5.2 Perencanaan Pile Cap

5.2.1 Pile Cap Area Tower

Seperti yang sudah dijelaskan pada Bab IV, untuk perhitungan pile cap area tower diwakili oleh pondasi pada kolom C12 dengan ukuran pondasi sebagai berikut:

Gambar V.1 Ukuran Pile Cap Area Tower Untuk spesifikasi material yang digunakan

Tulangan fy = 400 MPa Beton fc = 25 MPa 1 Arah X

Desain terhadap geser 1 arah P = 808,80 T Y X 2,8 m 4,8 m 0,7 0,9

V-2

T/m2

18

,

60

8

,

2

8

,

4

80

,

808

_





x

A

P

q

u

Asumsi tebal pondasi hpondasi = 1,25 m (1250 mm) dan posisi kolom

berada ditengah-tengah pile cap d = 0,075 m, dan d = 1,175 m

Gambar V.2 Penampang Kritis Arah X Geser 1 Arah x = (4,8/2) – (0,9/2) – 1,175 = 0,775 m

Luas penampang kritis (Akritis) = 0,775 x 2,8 = 2,17 m2

Gaya geser 1 arah yang bekerja pada pile cap : Vu = qu x Akritis = 60,18 x 2,17 = 130,59 T

Kuat geser pile cap

T 564 175 , 1 8 , 4 2500 2 ' 2    f c xbwxd x x Vc pond Syarat : Vu  Vc 130,59 T  0,75 x 564 130,59 T  423 T ………Oke

Desain terhadap geser 2 arah P = 808,80 T qu = 60,18 T/m2 d = 0,075 m, d = 1,175 m Y X 2,8 m 4,8 m 0,7 0,9 d x

V-3

Gambar V.3 Penampang Kritis Arah X Geser 2 Arah x = 0,9 + d = 0,9 + 1,175 = 2,075 m

y = 0,7 + d = 0,7 + 1,175 = 1,875 m

Luas penampang kritis (Akritis) = (4,8 x 2,8) – (2,075 x 1,875)

= 9,55 m2 Gaya geser 2 arah yang bekerja pada pile cap

Vu = qu x Akritis = 60,18 x 9,55 = 574,72 T

Kuat geser pile cap

bo = 2x + 2y = (2 x 2,075) + (2 x 1,875) = 7,9 m c = 0,9/0,7 = 1,29 175 , 1 9 , 7 2500 29 , 1 4 2 . . ' 4 2 f cbod x x x V c c       _           = 2367,4 T 175 , 1 9 , 7 2500 2 9 , 7 175 , 1 40 . . ' 2 . x x x x d bo c f bo d V s c       _        _ 



= 3689,5 T

T

5

,

1856

175

,

1

9

,

7

2500

4

.

.

'

4







f

c

bo

d

x

x

x

V

c

Digunakan nilai terkecil dari ketiga nilai Vc di atas yaitu

Vc = 1856,5 T Syarat Vu Vc 574,72 T  1392,38 T ………oke 2,8 m 4,8 m x y

V-4 Desain terhadap lentur P = 808,80 T Mux = 13,94 Tm (Mjepit)  = 1/6 x b x h2 = 1/6 x 2,8 x 4,82 = 10,75 m3 T/m2 48 , 61 75 , 10 94 , 13 8 , 4 8 , 2 80 , 808 _{ }    x M A P q ux pond u

_

Gambar V.4 Penampang Kritis Lentur Arah X X = (4,8/2) - (0,9/2) = 1,95 m Mu = ½ x qu x X2 = ½ x 60,18 x 1,952 = 114,42 Tm

Tm

56

,

152

75

,

0

42

,

114

_







u n

M

M

Luas tulangan yang dibutuhkan

mm2

3606

m2

003606

,

0

175

,

1

9

,

0

40000

56

,

152

.









x

x

J

fy

M

A

d n s 4 10 4 , 6 1175 4800 3606 .     x x d b A_s  3 min ₄₀₀ 3,5 10 4 , 1 4 , 1 _{ }   x fy



 < min , maka digunakan  = 3,5x10-3, sehingga:

As (per m arah x) =  x b x d = 3,5x10-3 x 1000 x 1175 = 4112,5 mm2 Digunakan tulangan D19 – 125 2,8 m 4,8 m 0,7 0,9 X

V-5 2 Arah Y

Desain terhadap geser 1 arah P = 808,80 T

T/m2

18

,

60

8

,

2

8

,

4

80

,

808







x

A

P

q

_u

Asumsi tebal pondasi hpondasi = 1,25 m (1250 mm) dan posisi kolom

berada ditengah-tengah pile cap d = 0,075 m, dan d = 1,175 m

Gambar V.5 Penampang Kritis Arah Y geser 1 Arah

y = (2,8/2) – (0,7/2) – 1,175 = -0,125 m

Berarti untuk desain terhadap geser 1 arah, kekuatan beton sangat mampu untuk menahan beban yang bekerja.

Desain terhadap geser 2 arah

Untuk desain pile cap terhadap geser 2 arah sama dengan desain arah X geser 2 arah.

Desain terhadap lentur P = 808,80 T Muy = 11,74 Tm (Mjepit)  = 1/6 x b x h2 = 1/6 x 4,8 x 2,82 = 6,272 m3 T/m2 05 , 62 272 , 6 74 , 11 8 , 4 8 , 2 80 , 808      x M A P q uy pond u _ 2,8 m 4,8 m 0,7 0,9 d y

V-6

Gambar V.6 Penampang Kritis Lentur Arah Y

y = (2,8/2) – (0,7/2) = 1,05 m Mu = ½ x qu x y2 = ½ x 60,18 x 1,052 = 33,18 Tm

Tm

23

,

44

75

,

0

18

,

33









u n

M

M

Luas tulangan yang dibutuhkan

mm2 1045,68 m2 10 046 , 1 175 , 1 9 , 0 40000 23 , 44 . 3      x x x J fy M A d n s 4 10 18 , 3 1175 2800 68 , 1045 .     x x d b A_s  3 min ₄₀₀ 3,5 10 4 , 1 4 , 1 _{ }   x fy



 < min , maka digunakan  = 3,5x10-3, sehingga:

As (per m arah y) =  x b x d = 3,5x10-3 x 1000 x 1175

= 4112,5 mm2 Digunakan tulangan D19 – 125

5.2.2 Pile Cap Area Parkir

Untuk perhitungan pile cap area parkir diwakili oleh pondasi pada kolom C21 dengan ukuran pondasi sebagai berikut:

2,8 m

4,8 m

0,7

0,9

V-7

Gambar V.7 Ukuran Pondasi Area Parkir Untuk spesifikasi material yang digunakan

Tulangan fy = 400 MPa Beton fc = 25 MPa

Karena bentuknya persegi (arah panjang = arah lebar) maka untuk desain terhadap geser 1 arah dan 2 arah, arah X dan Y sama.

Desain terhadap geser 1 arah P = 751,22 T

T/m2

82

,

95

8

,

2

8

,

2

22

,

751

_





x

A

P

q

u

Asumsi tebal pondasi hpondasi = 1,0 m (1000 mm) dan posisi kolom

berada ditengah-tengah pile cap d = 0,075 m, dan d = 0,925 m

Gambar V.8 Penampang Kritis Arah X Geser 1 arah

2,8 m 2,8 m 0,7 0,7 X Y 2,8 m x 2,8 m 0,7 0,7 d

V-8 x = (2,8/2) – (0,7/2) – 0,925 = 0,125 m

Luas penampang kritis (Akritis) = 0,125 x 2,8 = 0,35 m2

Gaya geser 1 arah yang bekerja pada pile cap :

Vu = qu x Akritis = 95,82 x 0,35 = 33,54 T

Kuat geser pile cap

T 259 925 , 0 8 , 2 2500 2 ' 2    f c xbwxd x x Vc pond Syarat : Vu  Vc 33,54 T  0,75 x 259 33,54 T  194,25 T ………Oke

Desain terhadap geser 2 arah P = 751,22 T

qu = 95,82 T/m2

d = 0,075 m, d = 0,925 m

Gambar V.9 Penampang Kritis Arah X Geser 2 Arah x = 0,7 + d = 0,7 + 0,925 = 1,625 m

y = 0,7 + d = 0,7 + 0,925 = 1,625 m

Luas penampang kritis (Akritis) = (2,8 x 2,8) – (1,625 x 1,625)

= 5,2 m2 Gaya geser 2 arah yang bekerja pada pile cap

Vu = qu x Akritis = 95,82 x 5,2 = 498,26 T 1/2d y 2,8 m x 2,8 m

V-9 Kuat geser pile cap

bo = 2x + 2y = (2 x 1,625) + (2 x 1,625) = 6,5 m c = 0,7/0,7 = 1,0 925 , 0 5 , 6 2500 0 , 1 4 2 . . ' 4 2 f cbod x x x V c c       _           = 1803,75 T 925 , 0 5 , 6 2500 2 5 , 6 925 , 0 40 . . ' 2 . x x x x d bo c f bo d V s c               _ 



= 2312,5 T

T

5

,

1202

925

,

0

5

,

6

2500

4

.

.

'

4







f

c

bo

d

x

x

x

V

_c

Digunakan nilai terkecil dari ketiga nilai Vc di atas yaitu

Vc = 1202,5 T

Syarat : Vu Vc

498,26 T  901,88 T ………oke

Desain terhadap lentur arah X P = 751,22 T Mux = 6,08 Tm (Mjepit)  = 1/6 x b x h2 = 1/6 x 2,8 x 2,82 = 3,66 m3 T/m2 48 , 97 66 , 3 08 , 6 8 , 2 8 , 2 22 , 751      x M A P q ux pond u

_

Gambar V.10 Penampang Kritis Lentur Arah X

0,7

2,8 m

x

V-10 X = (2,8/2) – (0,7/2) = 1,05 Mu = ½ x qu x X2 = ½ x 97,48 x 1,052 = 53,74 Tm

Tm

65

,

71

75

,

0

74

,

53









u n

M

M

Luas tulangan yang dibutuhkan

mm2 2151 m2 10 15 , 2 925 , 0 9 , 0 40000 65 , 71 . 3      x x x J fy M A d n s 4 10 31 , 8 925 2800 2151 .     x x d b As  3 min ₄₀₀ 3,5 10 4 , 1 4 , 1 _{ }   _fy x



 < min , maka digunakan  = 3,5x10-3, sehingga:

As (per m arah x) =  x b x d = 3,5x10-3 x 1000 x 925

= 3237,5 mm2

Digunakan tulangan D19 – 175

Desain terhadap lentur arah Y P = 751,22 T Muy = 4,21 Tm (Mjepit)  = 1/6 x b x h2 = 1/6 x 2,8 x 2,82 = 3,66 m3 T/m2 97 , 96 66 , 3 21 , 4 8 , 2 8 , 2 22 , 751 _{ }    x M A P q uy pond u

_

Gambar V.11 Penampang Kritis Lentur Arah Y

0,7

2,8 m

y

V-11 y = (2,8/2) – (0,7/2) = 1,05 Mu = ½ x qu x y2 = ½ x 96,97 x 1,052 = 53,45 Tm

Tm

27

,

71

75

,

0

45

,

53









u n

M

M

Luas tulangan yang dibutuhkan

mm2 2140 m2 10 14 , 2 925 , 0 9 , 0 40000 27 , 71 . 3      x x x J fy M A d n s 4 10 26 , 8 925 2800 2140 .     x x d b As  3 min ₄₀₀ 3,5 10 4 , 1 4 , 1 _{ }   _fy x



 < min , maka digunakan  = 3,5x10-3, sehingga:

As (per m arah x) =  x b x d = 3,5x10-3 x 1000 x 925

= 3237,5 mm2

Digunakan tulangan D19 – 175 5.2.3. Pile Cap Area Tangga

Untuk perhitungan pile cap area parkir diwakili oleh pondasi pada kolom C37 dengan ukuran pondasi sebagai berikut:

Gambar V.12 Ukuran Pondasi Area Tangga Untuk spesifikasi material yang digunakan

Tulangan fy = 400 MPa Beton fc = 25 MPa 1,4 m 1,4 m 0,5 0,5 X Y

V-12

Karena bentuknya persegi (arah panjang = arah lebar) maka untuk desain terhadap geser 1 arah dan 2 arah, arah X dan Y sama.

Desain terhadap geser 1 arah P = 122,99 T

T/m2

75

,

62

4

,

1

4

,

1

99

,

122

_





x

A

P

q

u

Asumsi tebal pondasi hpondasi = 0,5 m (500 mm) dan posisi kolom

berada ditengah-tengah pile cap d = 0,075 m, dan d = 0,425 m

Gambar V.13 Penampang Kritis Arah X Geser 1 Arah x = (1,4/2) – (0,5/2) – 0,425 = 0,025 m

Luas penampang kritis (Akritis) = 0,025 x 1,4 = 0,035 m2

Gaya geser 1 arah yang bekerja pada pile cap :

Vu = qu x Akritis = 62,75 x 0,035 = 2,20 T

Kuat geser pile cap

T 5 , 59 425 , 0 4 , 1 2500 2 ' 2    f c xbwxd x x Vc pond Syarat : Vu  Vc 2,20 T  0,75 x 59,5 2,20 T  44,63 T ………Oke 1,4 m x 1,4 m 0,5 0,5 d

V-13 Desain terhadap geser 2 arah P = 130,6 T

qu = 62,75 T/m2

d = 0,075 m, d = 0,425 m

Gambar V.14 Penampang Kritis Arah X Geser 2 Arah x = 0,5 + d = 0,5 + 0,425 = 0,925 m

y = 0,5 + d = 0,5 + 0,425 = 0,925 m

Luas penampang kritis (Akritis) = (1,4 x 1,4) – (0,925 x 0,925)

= 1,11 m2 Gaya geser 2 arah yang bekerja pada pile cap

Vu = qu x Akritis = 62,75 x 1,11 = 69,65 T

Kuat geser pile cap

bo = 2x + 2y = (2 x 0,925) + (2 x 0,925) = 3,7 m c = 0,5/0,5 = 1,0 425 , 0 7 , 3 2500 0 , 1 4 2 . . ' 4 2 f cbod x x x V c c                  = 471,75 T 425 , 0 7 , 3 2500 2 7 , 3 425 , 0 40 . . ' 2 . x x x x d bo c f bo d V s c       _        _ 



= 518,5 T

T

5

,

314

425

,

0

7

,

3

2500

4

.

.

'

4







f

c

bo

d

x

x

x

V

_c

Digunakan nilai terkecil dari ketiga nilai Vc di atas yaitu

Vc = 314,5 T 1/2d y 1,4 m x 1,4 m

V-14 Syarat Vu Vc

69,65 T  235,88 T ………oke

Desain terhadap lentur arah X P = 122,99 T Mux = 2,83 Tm (Mjepit)  = 1/6 x b x h2 = 1/6 x 1,4 x 1,42 = 0,46 m3 T/m2 90 , 68 46 , 0 83 , 2 4 , 1 4 , 1 99 , 122      x M A P q ux pond u



Gambar V.15 Penampang Kritis Lentur Arah X X = (1,4/2) – (0,5/2) = 0,45 Mu = ½ x qu x X2 = ½ x 68,90 x 0,452 = 6,98 Tm

Tm

31

,

9

75

,

0

98

,

6









u n

M

M

Luas tulangan yang dibutuhkan

mm2 608 m2 10 08 , 6 425 , 0 9 , 0 40000 31 , 9 . 4      x x x J fy M A d n s 3 10 02 . 1 425 1400 608 .     x x d b A_s  3 min ₄₀₀ 3,5 10 4 , 1 4 , 1 _{ }   _fy x



 < min , maka digunakan  = 3,5x10-3, sehingga:

As (per m arah x) =  x b x d = 3,5x10-3 x 1000 x 425 0,5

1,4 m

x

V-15

= 1487,5 mm2 Digunakan tulangan D16 – 125

Desain terhadap lentur arah Y P = 122,99 T Muy = 7,94 Tm (Mjepit)  = 1/6 x b x h2 = 1/6 x 1,4 x 1,42 = 0,46 m3 T/m2 01 , 80 46 , 0 94 , 7 4 , 1 4 , 1 99 , 122 _{ }    x M A P q uy pond u



Gambar V.16 Penampang Kritis Lentur Arah Y

y = (1,4/2) – (0,5/2) = 0,45 m Mu = ½ x qu x y2 = ½ x 80,01 x 0,452 = 8,10 Tm

Tm

80

,

10

75

,

0

1

,

8









u n

M

M

Luas tulangan yang dibutuhkan

mm2 706 m2 10 06 , 7 425 , 0 9 , 0 40000 80 , 10 . 4      x x x J fy M A d n s 3 10 19 , 1 425 1400 706 .     x x d b A_s  3 min ₄₀₀ 3,5 10 4 , 1 4 , 1 _{ }   x fy



 < min , maka digunakan  = 3,5x10-3, sehingga:

As (per m arah y) =  x b x d = 3,5x10-3 x 1000 x 425 0,5

1,4 m

y

V-16

= 1487,5 mm2 Digunakan tulangan D16 – 125

5.3 Gambar Desain Pile Cap

5.3.1. Pile Cap Area Tower

V-17 5.3.2. Pile Cap Area Parkir

Gambar V.17b. Desain Pile Cap Area Parkir

5.3.3. Pile Cap Area Tangga