PEMBANGUNAN GEDUNG INTERNATIONAL TRADE
CENTER (ITC) POLONIA
KOTA MEDAN
Proyek Akhir Ini Diajukan Sebagai
Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik Program Studi Teknik Sipil Dan Bangunan FT UNP Padang
Oleh:
DONALDI 2012/1202985
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL DAN BANGUNAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
Nama Lengkap : Donaldi
Tempat/Tanggal Lahir : Payakumbuh, 21 Desember 2015
Jenis Kelamin : Pria
Agama : Islam
Anak Ke : 3 (tiga)
Jumlah Saudara : 4 (empat)
Alamat Tetap : Padang Sikabu, RT 001/RW 002 Kel. Padang Sikabu Kecamatan Lamposi Tigo Nagori, Payakumbuh
II. Data Pendidikan:
SD : MIN Parambahan
SLTP : SMPN 6 Payakumbuh
SLTA : SMKN 2 Payakumbuh
Perguruan Tinggi : Teknik Sipil Universitas Negeri Padang III.Proyek Akhir:
Judul Proyek Akhir : Analisis Ulang Konstruksi Pile Cap Pada Proyek Pembangunan Gedung International Trade Center
(ITC) Polonia Kota Medan
Analisis Ulang Konstruksi Pile Cap pada Proyek Pembangunan Gedung
International Trade Center
Proyek pembangunan Gedung international trade center (ITC) Medan – Sumatra Utara ini bertujuan untuk memenuhi tempat perbelanjaan baru yang aman, nyaman dan efisien. Serta menggerakkan roda perekonomian dan meningkatkan pembangunan. Proyek akhir ini dilatar belakangi oleh hasil pengamatan penulis yang sejalan dengan praktek lapangan industri yaitu mengenai analisis ulang konstruksi pile cap pada proyek pembangunan gedung ITC. Tujuan dari proyek akhir ini adalah untuk mengetahui syarat kekuatan dan kekakuan pada analisis dimensi dan penulangan konstruksi pile cap.
Berdasarkan hasil pengamatan terdapat hal yang dapat dibahas penulis, yaitu tentang analisis ulang konstruksi pile cap pada proyek pembangunan gedung ITC. Untuk menganalisis pembebanan konstruksi pile cap proyek ITC ini menggunakan software Sap 2000 Versi 14 beban-beban yang dihitung adalah beban mati (dead load), beban hidup (live load) dan beban gempa (quake load). Ada dua kombinasi pembebanan yaitu pembebanan tetap dan pembebanan sementara. Dari hasil tersebut terdapat hasil berat pembebanan pada momen lentur (Mu), gaya geser (Vu), dan gaya normal (Pu) dan dilanjutkan dengan desain dimensi dan penulangan konstruksi pile cap. Dalam merencanakan pile cap harus dipenuhi persyaratan kekuatan geser nominal beton yang harus lebih besar dari geser pondasi yang terjadi hal ini sesuai disyaratkan pada SNI 03-2847-2002.
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat meyelesaikan penulisan proyek akhir ini dengan judul:
“Analisis Konstruksi Pile Cap Pada Proyek Pembangunan Gedung
International Trade Center polonia Medan Sumatra Utara”
yang diajukan sebagai Proyek akhir.
Dalam penulisan proyek akhir ini penulis tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Terutama sekali penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada ibu, kakak, adik serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan moril dan materil.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat :
1. Ibu Nevy Sandra, ST., M.Eng selaku pembimbing yang telah memberikan bantuan, bimbingan, waktu pada penulis dalam menyusun proyek akhir ini.
2. Ibu Oktaviani, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
3. Bapak Totoh Handoyono, ST.MT selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
4. Bapak Drs. Iskandar G, Rani, M.Pd selaku Ketua Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
5. Bapak/Ibu dosen beserta staf Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
penulisan proyek akhir ini. Hanya do’a yang dapat penulis ucapakan kepada Allah SWT, semoga segala bantuan yang diberikan mendapat balasan yang setimpal dari-Nya.
Penulis menyadari bahwa pada proyek akhir ini masih banyak terdapat kekurangan-kekurangan.Untuk itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak.
Padang, 3 Agustus 2015
Penulis
HALAMAN PERSETUJUAN
HALAMAN PENGESAHAN
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
BIODATA
RINGKASAN ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR NOTASI ... viIi DAFTAR LAMPIRAN ... x
BAB I PENDAHULUAN A.Latar Belakang ... 1
B.Identifikasi Masalah ... 3
C.Batasan Masalah ... 3
D.Rumusan Masalah ... 4
E. Tujuan dan Manfaat ... 4
BAB II LANDASAN TEORI A.Umum ... 6
B.Pembebanan Pada Struktur Bangunan ... 7
C.Pelat Penutup Tiang (pile cap) ... 18
D.Gaya – gaya yang dibutuhkan untuk Konstruksi Pile cap ... 24
E. Perencanaan Pile cap ... 26 BAB III METODOLOGI
A. Deskripsi Data ... 36
B. Spesifikasi Bahan dan Penampang ... 36
C. Langkah – langkah Analisis ... 38
D. Pembahasan ... 38
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan... 61
B. Saran ... 61 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
dengan prioda ulang 500 tahun ... 13
Gambar 2. Spektrum respon gempa wilayah 6 ... 14
Gambar 3. Susunan kelompok tiang dalam pelat penutup tiang ... 20
Gambar 4. Kriteria perancangan pelat penutup tiang (pile cap) ... 21
Gambar 5. Jarak tiang pile cap ... 22
Gambar 5. Pile cap yang mengikat 6 tiang pancang ... 23
Gambar 6. Tipe –tipe pile cap ... 23
Gambar 7. Pengaruh gaya normal pada batang ... 24
Gambar 8. Pengaruh gaya momen pada balok ... 25
Gambar 9. Dimensi pile cap... 29
Gambar 10. Analisis geser 1 arah ... 30
Gambar 11. Analisis geser 2 arah ... 32
Gambar 12. Diagram alir metode perhitungan ... 35
Gambar 13. Gambar frame section ... 38
Gambar 14. Dimensi pile cap type P.4 ... 52
Gambar 15. Analisis geser 1 arah ... 54
Gambar 16. Analisis geser 2 arah ... 56
Gambar 17. Hasil tulangan pile cap ... 58
Tabel 2. Berat dari beberapa komponen bangunan... ... 8
Tabel 3. Beban hidup pada lantai gedung ... ... 9
Tabel 4. Koefisien reduksi beban hidup ... 10
Tabel 5. Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muatan tanah untuk masing-masing Wilayah gempa Indonesia... ... 13
Tabel 6. Jenis–jenis tanah... ... 14
Tabel 7. Faktor kekuatan I untuk kategori gedung dan bangunan... ... 16
Tabel 8. Parameter daktilitas struktur gedung... 17
Tabel 9. Beban vertikal yang bekerja pada pelat... ... 42
Tabel 10. Keliling daerah balok... ... 43
Tabel 11. Keliling daerah balok... ... 45
Tabel 12. Keliling daerah balok... ... 47
Tabel 13. Keliling daerah balok... ... 48
Tabel 14. Gaya geser horizontal akibat gempa... ... 51
Tabel 15. Input beban pada perhitungan pile cap... ... 51
Tabel 16. Rangkuman hasil... ... 58
d adalah tebal efektif pondasi E adalah modulus elatisitas beton fc’ adalah kuat tekan beton
fy adalah kuat leleh yang disyaratkat untuk tulangan non-prategang fys adalah mutu baja tulangan geser
H adalah tinggi banggunan diukur dari tumpuan jepit puncak struktur h adalah luas pondasi
ℎ𝑖𝑖 adalah tinggi tingkat yang ditinjau dari jepit I adalah factor keutamaan struktur
Mu adalah momen terfaktor pada penampang Mn adalah momen nominal pada penampang Pu adalah gaya aksial pada pondasi
R adalah factor reduksi T adalah waktu getar alami υ adalah angka poisson beton Vu adalah gaya geser terfaktor
Vc adalah gaya geser nominal yang dosambungkan oleh beton Wt adalah berat total bangunan
Wi adalah beban grafitasi (mati dan hidup yang direduksi) masing-masing tingkat X adalah lebar penampang kritis q‘
Lampiran 3: Element forces – frames pada sap 2000 v 14 Lampiran 4: Kartu bimbingan
Lampiran 5: Surat tugas pembimbing
Bangunan merupakan suatu hal yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan. Bangunan adalah suatu struktur dan berfungsi untuk mewadahi aktifitas manusia dengan segala komponen yang dibutuhkan dalam aktifitasnya. Karena bangunan berfungsi untuk mewadahi aktifitas manusia, maka harus memiliki keadaaan yang dibutuhkan oleh manusia yaitu kenyamanan, keamanan dan efisiensi serta kebutuhan-kebutuhan manusia yang lainnya.
Bangunan termasuk kebutuhan primer bagi manusia. Kebutuhan primer adalah kebutuhan yang paling utama yang harus dipenuhi dalam kehidupan manusia. Gedung pusat perbelanjaan modern adalah fenomena yang dapat ditemui baik di kota kecil maupun kota besar di Indonesia, keberadaan dari pusat perbelanjaan memiliki dampak tertentu terhadap perkembangan suatu kota.
Salah satu gedung pusat perbelanjaan modern yaitu gedung International Trade Center (ITC) Polonia, dimana gedung pusat perbelanjaan terbesar modern yang sedang didirikan di kota Medan. Karena itu gedung ini memiliki kaitan yang erat dengan kehidupan masyarakat kota. Saat ini pusat perbelanjaan modern tidak hanya berfungsi sebagai pasar tempat bertemunya penjual dan pembeli, namun telah menjadi ruang publik tempat masyarakat melakukan interaksi sosial, melakukan pertemuan, bahkan menjadi tempat rekreasi bagi keluarga. Gedung ITC Polonia ini termasuk bangunan gedung tingkat tinggi atau yang biasa disebut dengan istilah gedung pencakar langit.
Semakin tinggi gedung yang akan dibangun maka dibutuhkan perencanaan yang lebih baik agar struktur bangunan bisa menahan beban dari bangunan tersebut. Salah satu bagian terpenting bangunan bertingkat tinggi adalah pondasi. Pondasi merupakan bagian bangunan yang menghubungkan bangunan dengan tanah, yang menjamin kesetabilan bangunan terhadap
muatan atau beban yang meliputi: berat sendiri, beban berguna, dan gaya-gaya luar terhadap gedung seperti tekanan angin, gempa bumi. Pondasi harus cukup kuat menahan beban dari struktur atas tanpa terjadi penurunan. Salah satu jenis pondasi dalam yang umumnya digunakan untuk membangun tingkat tinggi adalah pondasi tiang pancang (pile foundation). Pondasi tiang pancang membutuhkan kepala tiang atau biasa disebut pile cap merupakan konstruksi penggabung antara tiang-tiang pancang sehingga menjadi tiang kelompok (pile group) dan penghubung antara tiang pancang dengan kolom.
Pile cap mempunyai fungsi untuk menyebarkan beban ke tiang kelompok (pile group). Pile cap harus direncanakan dengan baik dan efisien agar tidak mengalami kegagalan seperti patah maupun pergeseran (satu arah maupun dua arah) desain pile cap juga harus sesuai dengan kebutuhan agar tidak boros. Oleh sebab itu dibutuhkan perhitungan yang teliti untuk perencanaan dimensi pile cap, tebal pile cap, serta penulangan pile cap. Penulis telah melakukan Praktek Lapangan Industri (PLI) pada proyek pembangunan Gedung ITC Polonia ± 2 bulan. Selama PLI penulis mengamati proses pelaksanaan pekerjaan, pile cap, kolom, balok dan pelat lantai.
Jenis gedung ITC Polonia ini adalah konstruksi bangunan beton bertulang, dibangun oleh PT. Waskita Karya (Persero) Tbk. dengan luas bangunan 23137 m². Selama peninjauan di lapangan penulis menemukan beberapa masalah pada pekerjaan pile cap yaitu perubahan desain dimensi pile cap yang mana perencanaan awal yaitu tipe 2 pile (P.2) dengan dimensi 3.8 m x 1.6 m x 0.8 m menjadi tipe 4 pile (P.4) dengan dimensi 2.6 m x 2.6m x 0.8 m serta perubahan desain penulangan, dan tebal pile cap. Perubahan desain pile cap disebabkan karena penambahan titik tiang pancang dalam sebuah pile group.
tenaga yang siap pakai dan mampu menguasai perencanaan suatu proyek bangunan.
Berdasarkan ulasan tentang kontruksi pile cap di atas, penulis tertarik untuk mengangkat masalah tentang pile cap tersebut sebagai Proyek Akhir, dengan judul “Analisis Ulang Konstruksi Pile Cap pada Proyek Pembangunan Gedung International Trade Center (ITC) Polonia kota
Medan ”.
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka diproleh beberapa permasalahan sebagai berikut:
1. Perubahan desain dimensi dan penulangan pile cap dikarenakan penambahan titik tiang pancang dalam satu kelompok tiang, yang mana perencanaan awal didesain 2 pile diganti dengan 4 pile.
2. Analisis ulang Gedung ITC Polonia yang terdiri dari analisis ulang struktur atas yang berfokus pada konstruksi pile cap.
C. Pembatasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penulisan tugas akhir ini meliputi: 1. Analisis ulang Gedung ITC Polonia ini dilatasi 11 pada zona 1 yaitu:
output gaya-gaya dalam dan momen. Serta desain dimensi dan penulangan pile cap dengan menggunakan spesifikasi bahan dan penampang yang diproleh dari data Proyek Pembangunan Gedung ITC Polonia.
D. Rumusan Masalah
Dari batasan masalah di atas, maka rumusan masalah yang diangkat pada proyek akhir ini yaitu bagaimana perhitungan pembebanan, dimensi dan penulangan pile cap dengan 4 pile pada bangunan Gedung International Trade Center (ITC) Polonia kota Medan.
E. Tujuan dan Manfaat
1. Tujuan
a. Menganalisis ulang bangunan Gedung ITC Polonia dilatasi 11 pada zona-1.
b. Output gaya-gaya dalam dan momen dari pemodelan struktur. c. Mengetahui konsep perhitungan pile cap pada bangunan.
d. Mengetahui estimasi dimensi, tebal dan penulangan pile cap sehingga cukup kuat menahan beban dan tidak boros.
2. Manfaat
a. Penulis sendiri, menambah pengetahuan tentang bagaimana analisis perencanaan konstruksi pile cap pada Pembangunan Gedung International Trade Center (ITC) Polonia kota Medan.
b. Sebagai referensi bagi siapa saja yang membacanya khusus bagi mahasiswa yang menghadapi masalah yang sama.
3. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini terdiri dari beberapa bab, seperti tertera berikut ini.
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisikan mengenai latar belakang proyek, tujuan dan manfaat proyek, serta sistematika penulisan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Berisi teori-teori yang relevan dengan analisis, pekerjaan dan teori pendukung lainya
BAB III. METODOLOGI
Bab ini menguraikan tentang prosedur/ langkah-langkah pelaksanaan beserta pengertian tentang sarana yang menunjang pelaksanaan proyek tersebut.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bidang arsitektur atau teknik sipil, sebuah konstruksi juga dikenal sebagai bangunan atau satuan infrastruktur pada sebuah area atau beberapa area. Misal, konstruksi jalan raya, konstruksi jembatan, konstruksi kapal, dan lain-lain. Konstruksi merupakan objek keseluruhan bangunan yang terdiri dari bagian-bagian struktur. Menurut Silalahi (2009:1) ’’struktur merupakan suatu bangun tubuh yang dirancang untuk mampu menopang atau mendukung beban (muatan) yang bekerja tanpa disertai deformasi berlebihan berupa perpindahan relative suatu komponen terhadap komponen lainnya’’. Pendapat lain dikemukan oleh Schodek (1999:2) ’’struktur merupakan sarana untuk menyalurkan beban yang diakibatkan penggunaan dan/atau kehadiran bangunan di atas tanah’’.
Dapat disimpulkan struktur merupakan bangunan tubuh untuk mendukung beban atau menyalurkan beban yang diakibatkan bangunan di atas tanah yang bekerja tanpa disertai deformasi yag berlebihan. Semua struktur dirancang untuk berfungsi sebagai kesatuan secara utuh dalam memikul beban, baik yang beraksi secara vertikal maupun secara horizontal ke tanah.
Struktur bangunan pada umumnya terdiri dari struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah merupakan bagian bawah dari suatu struktur bangunan/gedung yang menahan beban dari struktur atas. Struktur bawah meliputi balok sloof dan pondasi. Sedangkan struktur atas adalah struktur bangunan yang berada di atas permukaan tanah seperti kolom, balok, plat, tangga. Setiap komponen tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda di dalam sebuah struktur (Pamungkas, 2013:1).
Struktur pondasi sangat mempengaruhi kestabilan suatu bangunan. Sebagai penyalur beban bangunan ke lapisan tanah, pondasi harus dirancang sedemikian rupa agar mampu mendukung pembebanan maksimum.
Hardiyatmo (2002) Pondasi merupakan suatu bagian konstruksi bangunan yang bertugas meletakkan bangunan dan meneruskan beban bangunan diatasnya kedasar tanah atau batuan yang cukup kuat mendukungnya. Diantara beberapa tipe pondasi yang biasa digunakan adalah jenis pondasi dinding, pondasi kolom tunggal atau pondasi setempat, pondasi gabungan, pondasi rakit, pondasi strap, dan kepala tiang/pile cap.
B. Pembebanan Pada Struktur Bangunan
Dalam perencanaan suatu struktur bangunan harus memenuhi peraturan-peraturan yang berlaku untuk mendapatkan suatu struktur bangunan yang aman secara konstruksi. Struktur bangunan yang direncanakan harus mampu menahan beban-beban yang bekerja pada struktur bangunan tersebut. Menurut pendapat Silalahi (2009: 16), yang mengatakan bahwa ’’beban adalah segala kekuatan yang bekerja pada suatu benda atau struktur yang dapat dibedakan berdasarkan bentuk dan lamanya pembebanan’’. Menurut peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1983 beban-beban tersebut adalah yang tercantum di bawah ini:
1. Beban Statik
Beban statik adalah beban yang memiliki perubahan intensitas beban terhadap waktu berjalan lambat atau konstan. Jenis-jenis beban statik menurut peraturan pembebanan Indonesia untuk rumah dan Gedung 1983 adalah sebagai berikut:
a. Beban Mati
Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian (finishing), mesin-mesin, serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung. Untuk menghitung besarnya beban mati suatu elemen dilakukan dengan meninjau berat satuan material tersebut berdasarkan volume elemen.
standar atau peraturan pembebanan. Berat satuan atau berat sendiri dari beberapa material kontruksi dan komponen bangunan gedung dapat ditentukan dari peraturan yang berlaku di Indonesia yaitu Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983 atau Peraturan Tahun 1987.
Table 1. Nilai-nilai berat satuan atau berat sendiri mati untuk gedung
Bahan Bangunan Berat Sendiri
Baja 7850 kg/m³
Beton 2200 kg/m³
Batu belah 1500 kg/m³
Beton bertulang 2400 kg/m³
Kayu 1000 kg/m³
Pasir kering 1600 kg/m³
Pasir kerikil 1850 kg/m³
Tanah 1700-2000 kg/m³
Batu alam 2600 kg/m³
Kayu 1000 kg/m³
Pasangan bata merah 1700 kg/m³
Sumber: Peraturan pembebanan Indonesia tahun 1983 Table 2. Berat dari beberapa komponen bangunan
Komponen Gedung Berat Sendiri
Atap, genting, usuk, dan reng 50 kg/m²
Plafon dan penggantung 20 kg/m²
Atap seng gelombang 10 kg/m²
Adukan/spesi lantai per cm tebal 21 kg/m² Penutup lantai/ubin per cm tebal 24 kg/m²
Pasangan bata setengah batu 250 kg/m²
Penutup atap genting 50 kg/m²
Penutup atap seng gelombang 10 kg/m²
Pasangan batako berlubang 200 kg/m²
Sumber: Peraturan pembebanan Indonesia tahun 1983 b. Beban Hidup
beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan atap dan lantai tersebut.
Beban yang diakibatkan oleh hunian atau penggunanan (occupancy loads) adalah beban hidup. Beban hidup minimum yang harus ditetapkan pada bangunan biasanya telah ditetapkan dalam peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1983 adalah sebagai berikut:
Table 3. Beban hidup pada lantai gedung
Beban Hidup Lantai Gedung Berat
Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana 125 kg/m² Lantai pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan,
ruang arsip, toko buku, ruang mesin 400 kg/m² Lantai sekolah, perkantoran, hotel,asrama,
ruang kuliah, restoran dan took, toserba dan rumah sakit
250 kg/m²
Lantai ruang olahraga 400 kg/m²
Panggung penonton 500 kg/m²
Tangga, bordes tangga 300 kg/m²
Balkon yang menjorok bebas keluar 301 kg/m² Sumber: Peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung, 1983
Table 4. Koefisien reduksi beban hidup
Koefisien reduksi beban
hidup
Rumah tinggal, asrama, hotel, rumah sakit
PENDIDIKAN:
Masjid, bioskop, restoran, ruang
dansa 0,90 0,50
Garase gedung parkir 1,00 0,90
2. Beban Dinamik
Beban dinamik yaitu beban yang bekerja secara tiba-tiba pada struktur. Pada umumnya, beban ini tidak bersifat tetap (unsteady-state) serta mempunyai karakteristik besaran dan arah yang berubah dengan cepat. Deformasi pada struktur akibat beban dinamik ini juga akan berubah-ubah secara cepat. Beban dinamik terdiri dari 2 macam yaitu beban dinamik bergetar dan beban dinamik impak.
a. Beban Dinamik Bergetar
Beban dinamik bergetar yaitu beban yang diakibatkan getaran gempa, angin atau getaran mesin.
1) Beban Angin
Menurut Setiawan (2008: 4), ’’beban angin adalah beban yang bekerja pada struktur akibat tekanan-tekanan dari gerakan angin’’. Beban angin sangat tergantung dari lokasi dan ketinggian dari struktur. Struktur yang berada pada lintasan angin akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti.
Akibatnya, energi kinetik angin akan berubah menjadi energi potensial berupa tekanan atau hisapan pada struktur. Besarnya tekanan tiup harus diambil sebesar 25 kg/m², kecuali untuk bangunan-bangunan berikut:
(1) Tekanan tiup ditepi laut hingga 5 km dari tepi lantai harus diambil minimum 40 kg/m²
(2) Untuk bangunan di daerah lain yang kemungkianan tekanan tiupnya lebih dari 40 kg/m², harus diambil sebesar p = V² / 16 (kg/m²), dengan V adalah kecepatan angin dalam m/s
(3) Untuk cerobong, tekanan tiup dalam kg/m² harus ditentukan dengan rumus (42,5 + 0,6h), dengan h adalah tinggi cerobong seluruhnya dalam meter, diukur dari lapangan yang berbatasan. 2) Beban Gempa
pergerakan tanah oleh gempa bumi, baik pergerakan arah vertikal maupun horizontal’’. Namun pada umumnya pada umumnya percepatan tanah arah horizontal jauh lebih menentukan dari pada gempa vertikal. Besarnya gaya geser statik ekivalen berdasarkan persamaan.
V= C x I R .Wt Dimana:
C = Faktor respon gempa yang ditentukan berdasarkan lokasi bangunan dan jenis tanahnya
I = Faktor keutamaan gedung
R = Faktor reduksi gempa yang tergantung pada jenis struktur yang bersangkutan
Wt = Berat total bangunan termasuk beban hidup yang bersesuaian
Koefisien dasar gempa pada SNI-1726-2002 dipengaruhi oleh: a) Wilayah Gempa
Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 wilayah, dari wilayah tersebut terdiri dari wilayah gempa paling rendah dan wilayah gempa paling tinggi. Pembagian wilayah gempa didasarkan percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh gempa rencana dengan periode pada 500 tahun yang nilai rata-rata untuk setiap wilayah gempa terdapat pada tabel 5.
Tabel 5. Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muatan tanah untuk masing-masing wilayah gempa Indonesia.
Gambar 2. Spektrum respon gempa wilayah 6 (Sumber : SNI 031726-2002)
b) Jenis Tanah
Jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras, sedang dan tanah lunak apabila untuk lapisan stabil maksimum 30 m paling atas dipenuhi syarat-syarat yang tercantum pada jenis-jenis tanah.
Tabel 6. Jenis-jenis tanah
Jenis Atau setiap profil dengantanah lunak yang tebal
total lebih dari 3 m dengan PI > 40 % dan Su <25 kPa
Tanah
khusus Diperlukan evaluasi khusus disetiap lokasi Sumber: Raiman kopa, 2008.
potensi likuifaksi yang tinggi, lempung sangat peka, pasir yang tersegmentasi rendah yang rapuh, tanah lembut, tanah dengan kandungan bahan organik yang tinggi dengan ketebalan lebih dari 3 m, lempung sangat lunak dengan PI lebih dari 75 dan ketebalan lebih dari 10 m lapisan tanah lempung dengan 25 kPa < Su < 50 kPa dan ketebalan dari 30 m (kopa, 2008:12) c) Waktu getar alami struktur gedung (T)
Tidak ada cara-cara mekanika yang dapat dipakai untuk mengetahui getar alami suatu struktur sebelum struktur tersebut diketahui ukuran-ukurannya dan beban gempa yang bekerja. Jadi untuk mencari waktu getar alami menentukan beban gempa yang bekerja sedangkan untuk menentukan beban gempa yang bekerja dperlukan nilai waktu getar alami struktur tersebut (Kopa, 2008:12).
Rumus pendekatan waktu getar alami struktur adalah: untuk struktur gedung berupa portal tanpa unsur-unsur pengaku.
(1) Rumus untuk portal beton
𝑇𝑇= 0.06 𝐻𝐻3/4 (2) Rumus untuk portal baja
𝑇𝑇= 0.08 𝐻𝐻3/4 Dimana:
H = tinggi bangunan diukur dan tumpuan jepit sampai puncak struktur.
Dapat juga dipakai rumus pendekatan T = 0.2 detik
Rumus getar alami struktur yang fundamental ditentukan dengan rumus T sebagai berikut:
T1=6,3�∑ WIdi
2 n
i=l
dimana:
Wi = beban vertikal/granitasi yang bekrja pada tingkat ke 1 yang ditinjau
Fi = gempa horizontal lantai tingkat ke-I
Gi = percepatan grativitasi yang ditetapkan sebesar 9810 mm/det²
d) Faktor keutamaan gedung (I)
Menurut Kopa (2008:13) ’’faktor keutamaan gedung adalah suatu koefisien yang dibedakan untuk memperpanjang waktu ulang dari kerusakan struktur-struktur gedung yang relatif lebih utama untuk mengamankan struktur gedung tersebut’’.
Tabel 7. faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan
Kategori gedung Faktor keutamaan Gedung umum seperti untuk
penghunian, perniagaan dan produk minyak bumi, asam, bahan beracun.
1.6 1.0 1.4
Gedung panitia pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan
1.4 1.0 1.4
Sumber: SNI 03–1726-2002 e) Faktor reduksi gempa (R)
Tabel 8. Parameter aktifitas struktur gedung b. Beban Dinamik Impak
Menurut pendapat Terzaghi (1987:79), ’’beban dinamik impak yaitu beban akibat ledakan atau benturan, geteran mesin dan pengereman kendaraan’’. Pada umumnya perencanaan suatu bangunan memperhitungkan kombinasi beban untuk mendapat hasil perhitungan yang aman. Kombinasi beban ditentukan bedasarkan kondisi daerah tempat bangunan dibangun, keadaan angin, fungsi bangunan, zona wilayah gempa tempat bangunan dibangun dan faktor-faktor lainnya. Hal penting dalam menentukan beban desain pada struktur adalah apakah semua beban tersebut bekerja secara simultan atau tidak (Terzaghi, 1987:79).
Kombinasi pembebananan yang dipakai untuk struktur portal menurut tata cara perencanaan struktur beton untuk bangunan gedung-SNI 03-2847-2002:
1) Kombinasi Beban Tetap U = 1.4 D
U = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (A atau R) 2) Kombinasi beban Sementara
U = 1.2 D + 1.0 L ±1.6 W + 0.5 (A atau R) U = 0.9 D ±1.6 W
U = 0.9 D ±1.0 W
T = Perbedaan penurunan pondasi, perbedaan suhu, rangkak dan susut beton.
Koefisien 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, merupakan faktor pengali dari beban-beban tersebut, yang disebut faktor beban (load factor). Sedangkan faktor 0.5 dan 0.9 merupakan faktor reduksi. Sistem dari elemen struktur harus diperhitungkan terhadap dua kombinasi pembebanan, yaitu Pembebanan Tetap dan Pembebanan Sementara.
Momen lentur (Mu), momen torsi atau puntir (Tu), gaya geser (Vu), dan gaya normal (Pu) yang terjadi pada elemen-elemen struktur akibat kedua kombinasi pembebanan yang ditinjau, dipilih yang paling besar harganya, untuk selanjutnya digunakan pada proses desain (Hardiyanto, 1987:72).
C. Pelat Penutup Tiang (Pile Cap)
Ditinjau dari segi pelaksanaan ada beberapa keadaan yang dimana kondisi lingkungan tidak memungkinkan ada pekerjaan yang baik dan sesuai dengan kondisi yang diasumsikan. Dalam perencanaan struktur pondasi yang telah dipilih dilengkapi dengan pertimbangan mengenai kondisi tanah pondasi dan batas-batas struktur.
Jenis pondasi yang sesuai dengan tanah pendukung terletak pada kedalaman 10 meter dibawah permukaan tanah adalah pondasi tiang pancang. Pondasi tiang pancang terdiri dari beberapa tiang dalam satu kelompok yang disatukan dengan pile cap, karena momen lentur struktur atas dan beban aksial yang akan didukung pondasi cukup besar, pile cap dipakai untuk mendistribusikan beban keseluruh tiang. Secara umum pelat penutup tiang (pile cap) berfungsi untuk mengikat tiang-tiang menjadi satu kesatuan dan memindahkan beban kolom kepada tiang (Pamungkas, 2013: 87).
Pemakaian pelat penutup tiang (pile cap) pada suatu bangunan, apabila pondasi tiang pancang pada tanah dasar pondasi yang mempunyai nilai kohesi tinggi, maka beban yang diterima tiang akan ditahan oleh pelat penutup tiang (pile cap). Susunan tiang sangat berpengaruh terhadap luas denah pile cap, yang secara tidak langsung tergantung dari jarak tiang. Bila jarak tiang kurang teratur atau terlalu lebar, maka luas denah pile cap akan bertambah besar dan berakibat volume beton menjadi bertambah besar dan biaya menjadi membengkak.
Di dalam buku Analisis dan Perencanaan Fondasi II bahwa menurut (Teng, 1962):
1. Pelat penutup tiang sangat kaku.
2. Ujung atas tiang menggantung pada pelat penutup tiang (pile cap). Karena itu, tidak ada momen lentur yang diakibatkan oleh pelat penutup tiang. 3. Tiang merupakan kolom pendek dan elastis. Karena itu, distribusi
tegangan dan deformasi membentuk bidang rata.
terletak pada satu garis vertikal. Jarak antara tiang diusahakan sedekat mungkin untuk menghemat pile cap, tetapi jika pondasi memikul beban momen maka jarak tiang perlu diperbesar yang berarti menambah memperbesar tahanan momen. Jumlah minimum tiang dalam satu pelat penutup tiang umumnya 3 tiang. Bila tiang hanya berjumlah 2 tiang dalam 1 kolom, maka pelat harus dihubungkan dengan balok sloof yang dihubungkan dengan kolom lain.
Balok sloof dibuat yang melewati pusat berat tiang-tiang ke arah tegak lurus deretan tiang (tegak lurus pelat penutup tiang). Demikian pula, bila pelat penutup tiang hanya melayani 1 tiang, maka dibutuhkan balok sloof yang menghubungkan ke kolom-kolom yang lain. Bila kolom dilayani hanya 1 tiang yang besar, maka biasanya tidak digunakan pelat penutup tiang (Hardiyatmo, 2011:283).
Tebal pelat penutup tiang dipengaruhi oleh tegangan geser ijin beton. Tegangan geser harus dihitung pada potongan kritis. Momen lentur pada pelat penutup tiang harus dihitung dengan menganggap momen tersebut bekerja pada pusat tiang ke permukaan kolom terdekat. Contoh susunan tiang-tiang dalam pile cap dapat dilihat pada gambar 2 dibawah ini.
Bila kondisi jarak tiang ke tiang, guna menanggulangi tegangan pada pile cap yang terlalu besar, tiang-tiang sebaiknya dipasang dengan bentuk geometri yang baik. Agar beban pada bangunan yang akan dipikul mampu menahan beban yang berat. Jadi kita dapat melihat contoh bentuk geometri perancangan penutup tiang (pile cap), terdiri dari 3 bentuk perancangan penutup tiang yaitu kolom beton, kolom baja, dinding bata, masing-masing untuk menahan beban yang berbeda-beda. Ditunjukkan pada gambar 3 dibawah ini.
Gambar 4. Kriteria perancangan pelat penutup tiang (pile cap) (sumber : Analisis dan Perencanaan Fondasi II, Hardiyatmo: 2011)
Bila beban sentris, tiang-tiang dalam kelompoknya akan mendukung beban aksial yang sama. Dalam hitungan, tanah dibawah pile cap dianggap tidak mendukung beban sama sekali.
1. Dimensi Pile Cap
Jarak tiang mempengaruhi pile cap. Jarak tiang pada kelompok tiang biasanya diambil 2,5D-3D, dimana D adalah diameter tiang pancang. Ketentuan ini berdasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut:
b. Bila jarak antar tiang s > 3D akan menyebabkan perencanaan menjadi tidak ekonomis sebab akan memperbesar ukuran/dimensi dari pile cap, jadi memperbesar biaya. Jarak tiang pada pile cap dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 5. Jarak tiang pile cap
(Sumber : Desain Pondasi Tahan Gempa, Pamungkas: 2013) 2. Jenis-Jenis Pile Cap
Jenis dari pile cap juga bervariasi ada yang berbentuk segitiga dan persegi panjang. Jumlah kolom yang diikat pada tiap pile cap pun berbeda tergantung kebutuhan atas beban yang akan diterimanya. Terdapat pile cap dengan pondasi tunggal, ada yang mengikat 2 dan 4 buah pondasi yang diikat menjadi satu.
Gambar 6. Pile cap yang mengikat 6 tiang pancang (Sumber: dokumentasi lapangan)
Gambar 7.Tipe – tipe pile cap
D. Gaya-gaya yang dibutuhkan untuk Kontruksi Pile Cap
1. Gaya Geser
Gaya geser ialah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap sumbu memanjang balok atau batang. Gaya geser disebut juga gaya lintang, karena dapat menimbulkan pergeseran pada arah penampang melintang balok. Apabila suatu balok tidak mampu menahan pengaruh gaya geser yang bekerja,, maka menyebabkan balok patah. Untuk mengatasi pengaruh gaya geser pada balok beton bertulang, dapa memberikan dilakukan dengan member tulangan sengkang yang cukup rapat Sillahi (2009: 19).
2. Gaya Normal
Gaya normal ialah gaya yang bekerja sejajar dengan sumbu memanjang balok atau batang. Gaya ini dapat mengakibatkan balok tertekan atau tertarik tergantung pada arah gaya. Apabila suatu balok tidak mampu mampu menahan pengaruh gaya normal yang bekerja, maka balok akan mengalami perubahan dimensi dan dapat menyebabkan pecah (Silalahi, 2009: 21).
Gambar 8. Pengaruh gaya normal pada batang (Sumber :Mekanika Struktur jilid 1, Silalahi, 2009)
3. Momen lentur
lentur yag bekerja, maka balok mengalami perubahan menjadi melengkung dan akhirnya patah atau hancur Silalahi (2009: 22).
Gambar 9. Pengaruh gaya momen pada balok (Sumber :Mekanika Struktur jilid 1, Silalahi, 2009)
4. Pengaruh Gaya Aksial
Menurut Pamungkas (2013:57) ’’beban aksial dan momen yang bekerja akan didistribusikan ke pile cap dan kelompok tiang berdasarkan rumus elastisitas dengan menganggap pile cap kaku sempurna, sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyebabkan pile cap melengkung atau deformasi’’. Pendapat lain dikemukakan oleh Wahyudi (1997), selain mengalami gaya geser dan lentur, pile cap juga dibebani gaya aksial tekan ataupun tarik akibat gaya luar, gaya prategang, perubahan temperature, ataupun sebagai efek susut. Gaya aksial tekan akan meningkatkan kapasitas beban retak, sedangkan gaya tarik akan menurunkannya.
a. Gaya aksial tekan
Beban retak diagonal tergantung pada tegangan geser v dan tegangan lentur f. tegangan-tegangan ini dinyatakan sebgai berikut: 1) Bila berkaitan denga tegangan geser pada titik di atas retak lentur
dengan tegangan geser rata-rata dipakai persamaan berikut: f=K2
M bd
2) Sedangkan menyatakan tegangan tarik lentur pada beton di titik atas retak dengan tegangan tarik pada tulangan lentur, melalui rasio modulus n= Es / Ec.
b. Gaya aksial tarik
Untuk penampang-penampang yang mengalami kombinasi beban aksial tarik, lentur, dan geser, sumbangan kekuatan beton dapat diambil sebgai:
𝑉𝑉𝑐𝑐 = 0,17 �1+ 0,3 Nu
Ag � �
f'cbw d
Dengan harga Nu adalah negative unutk aksial tarik. Sebagai penyederhaann, SNI menyarankan, untuk penampang-penampang yang mengalami kombinasi aksial tarik yang cukup besar, Vc dianggap sam dengan nol dan tulangan geser harus direncanakan untuk memikul geser total yang terjadi.
E. Perencanaan Pile Cap
Pada perencanaan pile cap yang akan dibahas adalah mengenai perhitungan pembebanan pada kolom, perencanaan pile cap dengan 4 pile dan penulangan pile cap 4 pile. Hal-hal yang harus dihitung dalam perencanaan pile cap adalah dimensi pile cap, kuat geser satu arah pile cap, kuat geser dua arah pile cap pada kolom.
1. Perhitungan Pembebanan Gedung
Analisa struktur kolom beton pada bangunan ditinjau dengan analisa struktur program SAP 2000 Vers 14. Analisa ini memperhitungkan pembebanan akibat: pemebebanan pelat yang akan dijadikan input SAP 2000. Didalam buku analisis dan desain rangka dengan SAP 2000 Versi Student cara menentukan berat total bangunan sebagai berikut:
a. Beban vertikal yang bekerja pada pelat Pembebanan pada lantai
- Berat sendiri palat lantai = Tebal pelat x berat jenis beton
- Beban spesi = Tebal pelat x berat spesi/cm - Beban penutup lantai ubin = Tebal x berat ubin/cm - Beban plafond + pengantung
(b) Beban garis
- Beban dinding = tinggi lantai x berat dinding 2) Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup untuk gedung perbelanjaan = 250 kg/m² Menentukan qx :
Pembebanan diberikan dalam bentuk segitiga dan trapesium (berlaku sama untuk pada lantai 1 dan 2)
Lx = maka qx (DL) = 0.5 x qDL x Lx Lx = maka qx (LL) = 0.5 x qLL x Lx
b. Beban Horizontal (Beban Gempa Statik Ekivalen) 1) Menentukan berat bangunan total
Berat lantai
- Plafond = luas plafond x berat (plafond + pengantung ) (b) Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup untuk gedung: qLL = 250 kg/m2
2) Menentukan getar alami (T) Rumus:
Portal beton T = 0.06 H3/4 dan portal baja T = 0.08 H3/4
Dimana:
3) Menentukan faktor keutamaan (I)
Gedung dipakai untuk umum, maka dari tabel 7 didapatkan faKtor keutamaan 1.0. Struktur gedung adalah rangka pemikul momen biasanya dari tabel 8 SNI -1726-2002 didapat faktor reduksi (R) = 8.5
4) Menentukan gaya geser total yang bekerja pada bangunan Gaya geser horizontal total akibat gempa
V= C x I R .Wt
5) Gaya geser horizontal untuk masing-masing gedung
Distribusi gaya horizontal total akibat gempa ke sepanjang tinggi gedung (Fi)
hi = Tinggi tingkat yang ditinjau dari jepitan
Wi = Beban grafitasi (mati dan hidup yang direduksi) masing- masing tingkat
Jika: perbandingan tinggi (H) dan lebar (B) ≥ 3, maka 0.1V merupakan beban titik dilantai puncak dan 0.9V sisanya dibagi menurun diatas.
Perhitungan pembebanan pada struktur bangunan Gedung ITC Polonia:
a. Pembebanan pada lantai 1 b. Pembebanan pada lantai 2 c. Pembebanan pada lantai 3 d. Pembebanan pada lantai 3
2. Perhitungan Perencanaan Pile Cap Dengan 4 Pile
a. Dimensi Pile Cap
Didalam buku Desain Pondasi Tahan Gempa sesuai SNI 03-1726-2002 dan SNI 03-2847-2002 cara menentukan dimensi pile cap adalah sebagai berikut:
1) Jarak tiang pancang (2.5D- 3D) + jarak tiang ketepi pile cap (D x 2).
Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar 8.
Gambar 10. Dimensi pile cap
(Sumber : Desain Pondasi Tahan Gempa, Pamungkas: 2013) b. Kontrol Gaya Geser Satu Arah
Gaya geser satu arah adalah kuat geser nominal secara satu arah yang disumbangkan oleh beton (Vc).
1) Perhitungan gaya geser yang bekerja pada penampang kritis Vu = δ . L . G’
Dimana:
δ = P / A
G’ = L – (L/2 + lebar kolom/2 + d) d = h – selimut beton
Diketahui:
𝛿𝛿 = Tegangan yang terjadi L = Panjang pondasi
G’ = Daerah pembebanan yang diperhitungkan untuk geser penulangan
A = Luas pondasi
d = Tebal efektif pondasi h = Tebal pondasi
2) Perhitungan kuat geser beton φVc = φ1
6√fc' bd
Di mana
Vc = Gaya geser nominal yang disumbangkan beton fcˈ = Kuat tekan beton yang disyaratkan
𝑏𝑏 = Panjang pondasi
𝑑𝑑 = Tebal efektif pondasi = h – selimut beton
φ = Menurut standar SNI 03–2847-2002 halaman 61 bab 11.2.3
nilai φ adalah 0,75
Gambar 11. Analisis geser 1 arah
Agar pile cap tidak mengalami kegagalan geser satu arah Syarat Vc ≥ Vu. Jika Vu > Vc maka tebal pile cap harus ditambah. e. Kontrol Gaya Geser 2 Arah
1) Perhitungan lebar penampang kritis (B’) B’ = lebar kolom + 2 (1/2) d
2) Perhitungan gaya geser yang bekerja pada penampang kritis Vu = . (L² . G’²)
3) Perhitungan besar Vc berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13. 12. 2. 1 adalah nilai terkecil dari:
a. Vc=
�
1+
2Vc = Kuat geser nominal beton secara dua arah pada kolom (N)
Vu = gaya geser 2 arah yang terjadi fc' = Mutu beton (MPa)
bo = Keliling penampang kritis pondasi telapak (mm) t = Tebal efektif pile cap (mm)
βc = Rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek as = konstanta untuk perhitungan pondasi telapak.
Gambar 12. Analisis geser dua arah
(Sumber : Desain Pondasi Tahan Gempa, Pamungkas: 2013)
3. Perhitungan Rencana Tulangan Pile Cap
Diatas pondasi tiang terutama jika menggunakan kelompok tiang diberi pengikat yang dinamakan pile cap. Tulangan pile cap ini diperhitungkan dengan memperhatikan tegangan pons atau tegangan geser. Adapun tahap-tahap perhitungan yaitu:
a. Lebar Penampang Kritis B’
B’ = lebar pile cap / 2 – lebar kolom/2 b. Berat Pile Cap Pada Penampang Kritis q’
q' = 2400 × L
c. Momen Terfaktor Pada Penampang
Mu = 2 ×( Pu 4� )(s)-1/2×q' × B² d. Momen Nominal Penampang
A. Jenis Proyek Akhir
Proyek akhir ini akan menganalisis tentang “ Analisis Ulang Konstruksi Pile Cap. Perencanaan pile cap terlebih dahulu dilakukan analisis gedung zona 1 dilatasi 11 Pada Proyek Pembangunan Gedung International Trade Center (ITC) Polonia, Kota Medan menggunakan SAP 2000 7.4 Versi Student.
B. Tempat Dan Waktu Proyek Akhir
Pelaksanaan pengambilan data untuk proyek akhir ini bertempat di PT. Waskita Karya (Persero) Tbk. pada proyek pembangunan Gedung ITC yang seiring dengan praktek kerja lapangan yang penulis laksanakan dua bulan yaitu dari tanggal 02 Februari sampai dengan 02 April 2015.
C. Prosedur Pelaksanaan Proyek Akhir
Dalam menyusun proyek akhir ini penulis mengumpulkan sumber-sumber data melalui berbagai hal, diantaranya:
1. Observasi
Metode dilakukan untuk memproleh data yang didapatkan dilapangan sebagai sumber nyata tentang kebenaran dan penerapan teori. Data yang penulis dapatkan berupa data tentang konstruksi dan proses konstruksi dilapangan. Dalam proyek akhir ini data yang penulis dapatkan melalui observasi adalah jalannya pelaksaann proyek tersebut. Halangan-halangan dalam melakukan pekerjaan seperti tertundanya pekerjaan karena terjadinya banjir, sering terjadi permasalahan antara konsultan pengawas (MK) dengan pengawas kontraktor, kepala tukang dan tukang.
2. Wawancara
Selain melakukan observasi langsung ke lapangan, penulis mengumplkan data dan sumber mengenai proyek akhr ini dengan metode wawancara, yaitu menanyakan hal-hal yang perlu diketahui pada pengawasa lapangan dan supervisor, dan karyawan-karyawaan lainnya. Dalam proyek akir ini data yang penulis dapatakan melalui wawancara adalah tentang konstruksi pile cap dan data-data yang dirasa perlu untuk penulisan proyek akhir. Dalam metode wawancara ini penulis tidak hanya fokus menanyai pada satu orang saja, penulis mencoba mengkaji dari beberapa sumber.
3. Literatur
Metoda ini dilakukan untuk memproleh data melalui bacaan dan gambar kerja yang berkaitan dengan syarat-syarat yang ditetapkan. Dalam metoda ini data yang penulis dapatkan melalui metoda literature ini adalah mengenai perhitungan yaitu semua hal yang menangkut perhitungan pembebanan pada pile cap dan desain penulangan pada pile cap.
D. Skema Perhitungan
Diagram skema perhitungan ini dapat dilihat pada gambar. Diagram langkah-langkah penelitian dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 13. Diagram alir metoda perhitungan Mulai
Analisis Pembebanan
Permodelan Analisis Struktur
(Mu, Vu, Pu)
Perhitungan Dimensi dan Penulangan Pile Cap
Hasil
Pengumpulan Data 1. Denah bangunan ITC Polonia 2. Ukuran pile cap
Gedung International Trade Center (ITC) Polonia merupakan gedung bertingkat yang berlokasi di Komplek Pertokoan Central Business District (CBD) Polonia, Medan-Sumatera Utara. Bangunan dibagi menjadi (3) bagian dilatasi. Analisis ulang akan dilakukan pada Gedung ITC Polonia, tepatnya pada gedung dilatasi 11 pada zona 1 dengan jumlah 4 lantai.
Pile cap berfungsi untuk mengikat tiang-tiang menjadi satu kesatuan dan memindahkan beban kolom kepada tiang, biasanya terbuat dari beton bertulang. Perencanaan pile cap dilakukan dengan anggapan: pile cap sangat kaku, ujung atas tiang menggantung pada pile cap, tiang merupakan kolom pendek dan elastis (Anugrah Pamungkas & Erny Harianti, 2013: 87).
Pada proyek pembangunan gedung ITC Polonia, jenis pile cap yang digunakan yaitu pile cap dengan 2 sampai 10 tiang pancang. Tapi pada Proyek Akhir ini yang dibahas adalah pile cap dengan 4 tiang pancang. Pengecoran pada proyek ini menggunakan ready mix K-350 untuk semua kegiatan pengecoran.
B. Spesifikasi Bahan dan Penampang
1. Tebal Pelat Lantai = 0,12 m 2. Tinggi Perlantai:
H1 = 6,5 m
H2 = 5 m
H3 = 5 m
H4 = 5 m
3. Dimensi Kolom = 0,8 x 0,8 m² 4. Dimensi Balok
B-1 = 0,35 x 0,80 m²
B-2 = 0,30 x 0,60 m²
B-3 = 0,30 x 0,50 m² 9. Modulus elastisitas baja (Es) = 200000 MPa 10.Nisbah Poisson (μ) = 0,3
17.Dinding bata terdiri dari pasang bata merah ½ bata ( PMI 70 : berat dinding 250 kg/m2
Analisis dan desainlah penulangan struktur di atas berdasarkan SNI 03-2847-2002 untuk kombinasi pembebanan:
1) Pembebanan tetap = U = 1.2 D + 1.6 L
2) Pembebanan sementara 1 = U = 1.2 D + 0.5 L + 1.1 E 3) Pembebanan sementara 2 = U = 1.2 D + 0.5 L - 1.1 E Faktor reduksi kekuatan adalah :
C. Langkah-Langkah Analisis
1. Menghitung secara manual beban yang di tahan oleh pelat dan portal. 2. Membuat permodelan struktur bangunan dengan SAP 2000 Versi Student,
dan memasukkan beban-beban yang telah dihitung sebelumnya. 3. Menghitung dimensi dan penulangan pile cap.
D. Pembahasan
1. Perhitungan pembebanan gedung ITC
Analisa struktur kolom pada bangunan ditinjau dengan analisa struktur program SAP 2000 Versi 14. Analisa ini memperhitungkan pembebanan akibat: pembebanan pelat yang dijadikan input SAP2000 Versi 14.
Gambar 14. Gambar Frame section (Sumber: Sap 2000 Versi 14)
a. Beban vertikal yang bekerja pada pelat: 1) Pembebanan pada lantai 4
a) Beban mati ( Dead load ) (1) Beban segitiga
(a) Berat sendiri pelat lantai = 0.12 m x 2400 kg/m3
(b) Beban spesi = 1.5 cm x 21 kg/m2
Beban dinding = Tinggi dinding x berat dinding = 5 m x 250 kg/m2= 1250 kg/𝐦𝐦𝟏𝟏 b) Beban hidup ( live load )Beban hidup untuk gedung
perbelanjaan/toko = 𝑞𝑞𝐷𝐷𝐷𝐷₄ = 250 kg/𝐦𝐦𝟐𝟐 2) Pembebanan pada lantai 3
3) Pembebanan pada lantai 2
(2) Beban garis
Lx = 9 m, maka = 0.5 x 250 kg/m2 x 6.9 m = 1125 kg/m2 Lx = 9.5 m, maka = 0.5 x 250 kg/m2 x 8 m =1187.5 kg/m2
Total = 4800 kg/m2 Tabel 9. Beban Vertikal Yang Bekerja Pada Pelat
Nama
b. Beban Horizontal
1) Beban gempa statik ekivalen a) Pembebanan lantai 4
(2) Balok (B)
Tabel 10. Keliling daerah balok
WD4 = 1560168 + 703090.08 + 576000 + 1537500= 4376758.08 kg
Beban hidup
= luas lantai 4 x qLL
= (5417.25) x 250 kg/m³ = 1354312.5 kg Koefisien reduksi
WL4 = 0.3 x 1354312.5 = 406293.73 kg
Jadi berat lantai 4 :
W4 = WD4 + WL4 = (4376758.08 + 406293.73) = 4783051.81 kg
b) Pembebanan lantai 3 Beban mati
(a) Pelat = (panjang pelat + lebar pelat) – (panjang void x lebar void)
= (82.5 m x 70.8 m) – (39 m x 9 m + 13.5 m x 17 m+ 4 m x 3 m)
= 5841 m² – 592.5 m² = 5248.5 m²
(b) Balok
Tabel 11. Keliling daerah balok
no Arah x Balok = keliling daerah balok x lebar balok x
(e) Plafond = luas plafond x berat (plafond + penggantung)
= 5260 x 18 = 94680 kg
WD3 = 1511568 + 695378.88 + 591360 + 1520000
= 4318306.88 kg Beban hidup
= luas lantai 3 x qLL
= 5248.5 x 250 kg/m³ = 1312125 kg
Koefisien reduksi
WL 3 = 0.3 x 1312125 = 393637.5 kg
Jadi berat lantai 3 :
W3 = WD3 + WL3 = (4318306.88 + 393637.5) = 4711944.38 kg
c) Pembebanan lantai 2 Beban mati
(a) Pelat = (panjang pelat + lebar pelat) – (panjang void x lebar void)
= (82.5 m x 70.8 m) – (39 m x 9 m + 13.5 m x 17 m + 4 m x 3 m)
(b) Balok
Tabel 12. keliling daerah balok
No Arah x
Beban hidup
d) Pembebanan lantai 1 Beban mati
Tabel 13. keliling daerah balok
Balok = keliling daerah balok x lebar balok x (tinggi balok – tebal pelat) x 𝛾𝛾c
= 1293.5 m² x 0.35 x (0.8– 0.12) x 2400 kg/m2
= 738561.6 kg
(c) Kolom = banyak kolom x tinggi H1 x luas kolom x 𝛾𝛾c
= 87 x 6.5 x (0.8 x 0.8) x 2400 kg/m2 = 868608 kg
(d) Dinding = panjang dinding x tinggi H1 x berat dinding ½ bata
= 1293.5 x 6.5 x 250 kg/m = 2101937.5 kg (e) Plafond = luas plafond x berat (plafond +
penggantung)
= 5223 x 18 = 94014 kg
WD1 = 1504224 + 738561.6 + 868608 + 2101937.5 + 94014
= 5307345 kg
Beban hidup
= luas lantai 1 x qLL
= 5223 x 250 kg/ m2 = 1305750 kg Koefisien reduksi
WL1 = 0.3 x 1305750 = 391725 kg
Jadi berat lantai 1 :
W1 = WD1 + WL1 = (5307345+ 391725) = 5699070 kg
Maka: berat lantai total
Wt = W1 + W2 + W3 + W4
c. Menentukan koefisien dasar gempa
Bangunan didirikan dikota Medan kawasan Polonia, wilayah gempa zone 6.
3) Jenis tanah
Berdasarkan T empris = 0.8 detik, wilayah gempa zona 6 dan Jenis tanah lunak, diperoleh: C= 0.90.
d. Menentukan faktor keutamaan ( I ) dan faktor jenis struktur
( R )
Gedung dipakai untuk umum, maka dari tabel 7 didapatkan factor keutamaan 1 = 1.0 dan Struktur gedung adalah rangka pemikul momen biasanya dari tabel 8 SNI -1726-2002 didapat faktor reduksi ( R ) = 8.5
e. Menentukan gaya geser total yang bekerja pada bangunan Gaya geser horizontal total akibat gempa
V= C x I R . Wt=
0.90 x 1.0
8.5 x 422153101.5 kg= 44698563.69 kg f. Gaya geser horizontal untuk masing – masing gedung
Tabel 14. Gaya geser horizontal akibat gempa
Tingkat ke
hi wi wihi Fix.y Untuk tiap portal (kg)
(m) (kg) (kg) (kg) 1/9 fix 1/11 fiy
4 21.5 4783051 102835613 16910843.6 1878982.6 1537349.4
3 16.5 4711944 77747082 12785150 1420572.2 1162286.3
2 11.5 4711944 5418736 8910862 990095.7 810078.36
1 6.5 5699070 37043955 6091707.98 676856.4 553791.63
total ∑ 271814011 44698563 4966506.9 4063505.8
2. Perhitungan Dimensi dan Tulangan Pile Cap
a. Dimensi pile cap
Tabel 15. Input Pembebanan
Gambar 15. Dimensi pile cap type P.4 (Sumber: Data Proyek)
Rencanakan dimensi pile cap untuk 4 buah tiang pancang dengan data perencanaan sebagai berikut:
Data perencanaan: 1) Dimensi pile cap
2) Kontrol gaya geser 1 arah
a) Gaya geser yang bekerja pada penampang kritis Vu = δ . L . G’
δ = P/A
= 118 ton/(2,5 m x 2,5m) = 18.9 ton/m² L = panjang pondasi
= 250 cm
d = tebal efektif pile cap = 800 mm – 75 = 725 mm
G’ = L – (L/2 + lebar kolom/2 + d)
= 2.500 mm – (2.500 mm/2 + 800 mm/2 + 725 mm) = 125 mm
Vu = δ . L . G’
= 18.9 ton/m² x 2,50 m x 0,125 m = 5,9 ton
b) Kuat geser beton φVc = φ1
6√fc' bd
= 0,75 x 1/6 √28.49 MPa x 2.500 mm x 725 mm = 1209.300 N
= 121 ton
Gambar 16. Analsisi geser 1 arah 3) Kontrol gaya geser 2 arah
a) Lebar penampang kritis (B’) B’ = lebar kolom + 2 (1/2) d
= 80 cm + 2x (1/2) x 72,5 cm = 152,2 cm b) Gaya geser yang bekerja pada penampang kritis
Vu = 𝛿𝛿. (L² . G’²) Dimana:
𝛿𝛿 = 18.9 ton/m² B’ = 152,2 cm L = 250 cm
Vu = 18,9 ton/m² (2,50² m – 1,522² m) = 74,3 ton
c) Kuat geser beton (Vc) berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13.12.2.1 adalah nilai terkecil dari:
βc = ak bk βc = 80
b
o = 4B’Jadi Vc yang dipakai 118 ton φVc = 0,75 x 118 ton
= 88.5 ton
Gambar 17. Analisis geser 2 arah b. Tulangan pile cap
a) Lebar penampang kritis B’
B’ = lebar pile cap/2 – lebar kolom/2 = 2500 mm/2 – 800 mm/2
= 850 mm
b) Berat pile cap pada penampang kritis q’ q’ = 2400 kg/m³ x 2,5 m x 0,8 m
= 4800 kg/m
Mu = 2(Pu/4) (s) – ½ q’ B’²
= 2 (118000 kg /4) (0,3) – ½ (4800 kg/m) (0,85)² = 15966 kg/m
= 156.57 kNm
Bila dipakai tulangan dengan D16-150 (terpasang 17 tulangan) As = 0,25 x 3,14 x 16² x 17
a = As . fy
0,85 .fc .b
= 3416 x 400
0,85 x 28.49 x 2500 = 22.56 m
𝜑𝜑Mn = 𝜑𝜑As . fy (d-1/2 a)
= 0,8 x 3416 mm² x 400 x (725 mm – ½ x 22.56 mm) = 780.181.606 N/mm
= 781 kNm > Mu = 156.57 kNm (OK)
Gambar18. Hasil tulangan pile cap
Berikut penulis rangkum hasil analisis perencanaan konstruksi pile cap pada proyek pembangunan gedung international trade center.
Tabel 16.Rangkuman Hasil A. berat total bangunan 1. beban vertikal
jumlah
lantai beban mati (DL) beban hidup (LL)
Lantai 1 beban segitiga 373.5 kg/m1
beban garis 1625 kg/m¹
qDL1 250 kg/m²
Lantai 2 beban segitiga 373.5 kg/m1
beban garis 1250 kg/m¹
qDL1 250 kg/m²
Lantai 3 beban segitiga 373.5 kg/m1
beban garis 1250 kg/m¹
qDL1 250 kg/m²
Pu
W1 5699070 Maka berat total bangunan
Wt = 5699070 kg + 4711944.38 kg + 4711944.38 kg + 4783051.81 kg = 19906010.57
B. Koefisien dasar gempa
1. Waktu getar alami (T) = 0.8 detik 2. Wilayah gempa zona 6
3. Jenis tanah lunak C = 0.90
C. Faktor keutamaan (I) dan faktor jenis struktur (R) 1. I = 1.0
2. R = 8.5
D. Gaya geser total yang bekerja pada bangunan = 44698563.69 kg E. Beban gempa setiap lantai
Distribusi gaya geser horizontal
tingkat ke Untuk setiap portal
Fix Fiy
4 1878982.6 1537349.4
3 1420572.2 1162286.3
2 990095.7 810078.36
1 676856.4 553791.63
F. kontrol gaya geser pile cap Type pile
cap kontrol gaya geser 2 kontrol gaya geser 1
φVc >Vu φVc >Vu
Setelah penulis menyelesaikan Proyek Akhir ini.maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Analisis ulang gedung ITC Polonia dilatasi 11 pada zona 1 output gaya-gaya dalam dan momen yaitu: Pu = 118924,97 kg, V2 1453,18 kg, 251,55 kg, V3 251,55 kg, T 1,71 kg.m, dan M2 160,34 kg.m.
2. Perhitungan dimensi pile cap 4 pile yaitu panjang 2500 mm, lebar 2500 mm dan tinggi 800 mm. Kuat geser satu arah pile cap𝜑𝜑𝑉𝑉𝑐𝑐 = 121 ton > 𝑉𝑉𝑢𝑢 = 5,9 ton, kuat geser dua arah pile cap pada kolom 𝜑𝜑𝑉𝑉𝑐𝑐 = 88,5 ton > 𝑉𝑉𝑢𝑢 = 74,3 ton. Tulangan yang digunakan untuk lapis bawah adalah 16D16-150, lapis atas 16D13-150 untuk arah memanjang dan melebar.
B. Saran
Dari hasil perhitungan dan kesimpulan diatas, penulis memberi saran sebagai berikut :
1. Pelaksanaan harus sesuai dengan perencanaan gambar Bestek.
2. Bagian desainer struktur wajib mematuhi kaidah-kaidah perencanaan yang sudah ditetapkan dalam SNI 03-1726-2002 dan SNI 03-2847-2002.
Hardiyanto, Christady, H., Mekanika Tanah I, PT. Gramedia Pustaka Utama,Jakarta, 1987.
Kopa, Raiman, 2008. Rekayasa Gempa. Padang: FT UNP
Novieyandi Setia, Struktur bangunan bertingkat tinggi, penerbit PT. Refika Aditama, Bandung, 2001.
Pamungkas, Anugrah.,&Harianti, Erny. 2013. Desain Pondasi Tahan Gempa. Yogyakarta: ANDI
Peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung 1983.
Putri, prima yane. (2007). Analisis dan Desain Struktur Rangka dengan Sap 2000 versi student. Padang: UNP Press.
Rekayasa Fundasi II (Fundasi Dangkal dan Fundasi Dalam), Penerbit Gunadarma,Jakarta, 1997.
Reinforced Concrete Design. Design of pile cap. From http://www.ce-ref.com/RC_Design/Pile_cap/Pile_cap.html, 14 september 2014
Schodek, Daniel L. 1999. Struktur. Jakarta: Erlangga
Setiawan, Agus. perencanaan struktur baja dengan metode LRFD: berdasarkan SNI 03-1729-2002, Penerbit Erlangga, Jakarata, 2008.
Silalahi, Juniman. 2009.Mekanika Struktur. Padang: UNP Press SNI – 03 – 2847 – 2002
Terzaghi, Karl, Mekanika Tanah Dalam Praktek Rekayasa Jilid 1, Erelangga Jakarta, 1987.
Wahyudi Laurentius, A. Rahim syahril. Struktur beton bertulang: standar SNI T -15 1991 -03, Jakarta: Gramedia pustaka utama, 1997.
