PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA 2013 BAB XI PONDASI 11.1 Ketentuan Struktur bangunan gedung sepenuhnya terletak diatas tanah pendukung melalui sistem pondasi. Dengan demikian sistem pondasi merupakan bagian yang sangat penting dari bangunan gedung secara keseluruhan. Bila kita memilah, secara garis besar bangunan gedung terdiri dari dua bagian pokok yaitu struktur atas (Upperstructure/Superstructure) dan struktur bawah (Substructure). Struktur atas adalah bagian bangunan yang secara langsung menahan beban, baik beban gravitasi maupun beban angin/gempa. Selanjutnya beban – beban tersebut akan disalurkan ke pondasi oleh kolom – kolom, selanjutnya oleh pondasi beban disalurkan kedalam tanah tanah pendukung. Apabila diperhatikan maka hierarki angka keamanan yang terbesar justru harus terletak pada tujuan akhir penyaluran beban yaitu tanah pendukung. Angka keamanan antara 2 – 3 sering dipakai pada daya dukung tanah (Bowles, 1988). Angka keamanan yang dimaksud adalah rasio antara kuata batas/ maksimum tegangan bahan/tanah terhadap tegnagan yang diijinkan KELOMPOK 4 X - 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
BAB XI
PONDASI
11.1 Ketentuan
Struktur bangunan gedung sepenuhnya terletak diatas tanah pendukung melalui
sistem pondasi. Dengan demikian sistem pondasi merupakan bagian yang sangat penting dari
bangunan gedung secara keseluruhan. Bila kita memilah, secara garis besar bangunan gedung
terdiri dari dua bagian pokok yaitu struktur atas (Upperstructure/Superstructure) dan struktur
bawah (Substructure). Struktur atas adalah bagian bangunan yang secara langsung menahan
beban, baik beban gravitasi maupun beban angin/gempa. Selanjutnya beban – beban tersebut
akan disalurkan ke pondasi oleh kolom – kolom, selanjutnya oleh pondasi beban disalurkan
kedalam tanah tanah pendukung.
Apabila diperhatikan maka hierarki angka keamanan yang terbesar justru harus
terletak pada tujuan akhir penyaluran beban yaitu tanah pendukung. Angka keamanan antara
2 – 3 sering dipakai pada daya dukung tanah (Bowles, 1988). Angka keamanan yang
dimaksud adalah rasio antara kuata batas/ maksimum tegangan bahan/tanah terhadap
tegnagan yang diijinkan akibat beban. Angka keamanan yang tinggi pada tanah dipakai
dengan alasan – alasan (Bowles, 1988) :
1. Sulitnya sistem kontrol kondisi/ kekuatan tanah setelah bangunan selesai
2. Adanya ketidaktahuan secara 100% terhadap tanah – tanah dibawahnya.
3. Ketidaksempurnaan dalam menentukan properties tanah.
4. Begitu kompleksnya lapisan tanah (lapisan, properti, kondisi, jenis dll)
5. Ketidakakuratnya model matematik interaksi anatara tanah dan pondasi.
6. Banyaknya ketidakpastianyang mungkin terjadi.
7. Tanah sebagai pendukung akhir beban harus tidak boleh gagal dalam menahan semua
beban.
KELOMPOK 4 X - 1
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
Setelah tanah, maka hirarki kerusakan dibawahnya adalah pondasi. Dengan demikian
pondasi harus mempunyai angka keamanan yang cukup agar dapat meneruskan beban
dengan baik. Angka keamanan pondasi harus lebih besar dari kolom ataupun struktur atas,
walaupun lebih kecil dari tanah. Sudah menjadi kebiasaan didalam desain, bahwa
penghematan/penekanan biaya yang berlbih pada pondasi umumnya tidak dianjurkan.
Dengan kata lain biaya untuk pondasi tidak perlu dihemat dan bahkan cenderung lebih
diamankan demi keamanan.
Jenis Pondasi
Pondasi umumnya diklasifikasikan menurut jenis dimana beban harus didukung oleh
tanah :
1. Pondasi Dangkal (Shallow Foundation)
Adalah sistem pondasi sedemikian sehingga beban masih dapat ditahan oleh lapisan atas
suatu tanah sehingga kedalamnnya tidak lebih lebar pondasi atau D/B ≤ 1. umunya
pondasi dangkal dipakai pada bangunan–bangunan bertingkat yang tidak terlalu tinggi.
2. Pondasi Dalam (Deep Foundation)
Adalah pondasi yang mana beban sudah tidak lagi mampu didukung oleh lapisan atas
suatu tanah. Hal ini dapat disebabkan oleh kondisi tanah/daya dukung tanah yang tidak
baik ataupun beban kolom yang demikian besar. Pondasi dalam jauh lebih mahal
daripada pondasi dangkal yang ditinjau dari segi material, waktupembuatan dan juga
teknologi/sistem/alat – alat yang dipakai.
11.2 Desain Pondasi
Beban struktur yang besar serta letak tanah keras yang dalam membuat perencana
memilih pondasi dalam, yaitu berupa pondasi tiang pancang. Berdasarkan hasil penyelidikan
KELOMPOK 4 X - 2
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
tanah, dimana tim penyelidikan tanah merekomendasikan bahwa letak pondasi tiang adalah
pada elevasi -12 m.
Kolom
± 0,00
-3,50
N rata-rata = 54 Batu pasir sedang
-6,00
N rata-rata = 19 Pasir halus
-7,30
N rata-rata = 32 Pasir halus
-9,00
N rata-rata = 18 Pasir halus
KELOMPOK 4 X - 3
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
-10,00
N rata-rata = 42 Pasir halus
-11,00
Gambar 14.1 Kondisi tanah setempat
Hasil Penyelidikan Tanah
Setelah dilakukan penyelidikan tanah, didapat hasil sebagai berikut :
KELOMPOK 4 X - 4
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
KELOMPOK 4 X - 5
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
Gambar 14.2 Hasil Penyelidikan Tanah
Sumber : Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Gajah Mada, Yogyakarta, 2006, Proyek Pembangunan Bank BPD Yogyakarta. Dikutip dari
Tugas Akhir, Angga Pradita, ST, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil Dan
Perencanaan, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta, 2009.
KELOMPOK 4 X - 6
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
11.2.1 Kriteria Tiang
Untuk menghitung kriteria jenis tiang, digunakan persamaan berikut ini. Untuk k = 1
(jepit-sendi).
Dengan :
Ep = modulus elastis tiang ( ton/ m2)
Ip = momen inersia tiang (m4)
Ks = modulus subgrade tanah dalam arah horisontal ( ton/ m2)
B = diameter tiang atau sisi tiang (m)
E = 21000000 ton/m2
B = 1 m
I = = = 0,049 m4
Nilai Ks dapat diambil dari persamaan berikut ini :
Ks =
Dengan :
ηh = Konstanta modulus subgrade tanah atau constant of horizontal (didapatkan
dari gambar 14.2)
ηh = 50 ton/ft3 = 0,01524 ton/m3 (didapatkan dari gambar 14.2)
x = Kedalaman tiang yang ditinjau ( m)
x = 10,15 m
KELOMPOK 4 X - 7
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
Ks = = = 0,1547
Faktor kekakuan R untuk menentukan perilaku tiang sebagai berikut:
R = =23,160 m
2R = 2. 23,160 = 46,320 m
11.2.2 Analisis Distribusi Beban ke Tiap Tiang Bor (Bored Pile)
Data Tiang Bor
Berdasarkan informasi dari perusahaan penyedia pondasi tiang bor, terdapat diameter
tiang 30 cm, 40 cm, 50 cm, 60 cm & 80 cm (walaupun pada beberapa perusahaan ada yang
mempunyai diameter > 100 cm).
Maka digunakan diameter 80 cm = 800 mm
Mutu beton, f’c = 25 MPa = 255 kg/cm2
fy = 350 MPa = 3570 kg/cm2
Digunakan kelompok tiang dengan jumlah tiang = 4
L tiang = 11 m
KELOMPOK 4 X - 8
3200
3200
800 1600 800
PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG TAHAN GEMPA
2013
Gambar 14.3 Tampak Atas Pondasi
Beban yang diterima tiap tiang (Pi) pada kelompok tiang bor dapat ditentukan dengan
rumus berikut ini.
Digunakan Pile Cap/Poer dengan tebal = 80 cm
Gambar 14.4 Tampak Atas Pondasi
Dengan:
Beban – beban di atas kelompok tiang adalah sebagai berikut: