BAB II LANDASAN TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka
Perhitungan dimensi dinding penahan tanah sebelumnya pernah diteliti oleh Adam Ardiansyah, dkk., mengenai “Perhitungan Kontruksi Dinding Penahan
Tanah Pada Proyek Peningkatan Struktur Badan Jalan Poros Bontang - Sangatta 28 ± 850 Provinsi Kalimantan Timur .”. .”. Penelitian ini berisi tentang perhitungan konstruksi perkuatan tanah untuk menentukan dimensi struktur dinding penahan tanah dengan tipe kantilever. Penelitian lain yang membahas tentang dinding penahan tanah yaitu Abdul Hakam dan Rizki Pranata Mulya yang meneliti tentang “Studi Stabilitas
Dinding Penahan Tanah Kantilever Pada Ruas Jalan Silaing Padang - Bukittinggi Km 64+500”. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa stabilitas dinding kantilever dan untuk mengetahui penyebab ketidak stabilan dinding kantilever tersebut dan mendesain dimensi baru yang aman terhadap beban statis dan dinamis. Penelitian selanjutnya membahas tentang “ Desain Dinding Penahan
Tanah (Retaining Walls) di Tanah Rawa Pada Proyek Jalan ” oleh Syafruddin. Penelitian ini bertujuan untuk membuat desain dinding penahan tanah yang aman dengan tipe gravitasi, yang ditambah dengan sepatu pada ujung tumitnya dan perkuatan daya dukung tanah menggunakan kayu galam. Penelitian lainnya dibahas oleh Anto Budi Listyawan, dkk., tentang “Desain Dimensi dinding Penahan Tanah Dengan Menggunakan Program Geo5 ”. ”. Penelitian ini membahas tentang analisis perbandingan dinding penahan
tanah dengan metode manual dan menggunakan program Geo5 v-13. Dalam penentuan dimensi awal dinding penahan tanah.
5
2.2.
Landasan Teori
2.2.1.
etaining ini ng Wall) Wall) Dinding Penahan Tanah (R eta Dinding penahan tanah merupakan sebuah struktur yang didesain dan
dibangun untuk menahan tekanan lateral (horisontal) tanah ketika terdapat perubahan dalam elevasi tanah yang melampaui sudut at-rest dalam dalam tanah. Dinding penahan tanah berfungsi untuk menyokong tanah serta mencegahnya dari bahaya kelongsoran. Baik akibat beban air hujan, berat tanah itu sendiri maupun akibat beban yang bekerja di atasnya. Elemen-elemen pondasi, seperti bangunan ruang bawah tanah (basement), pangkal jembatan (abutment), selain berfungsi sebagai bagian bawah dari struktur, berfungsi juga sebagai penahan tanah di sekitarnya. Salah satu faktor penting dalam mendesain dan membangun dinding penahan tanah adalah mengusahakan agar dinding penahan tanah tidak bergerak ataupun tanahnya longsor longsor akibat gaya gravitasi. gravitasi. Hal yang harus diketahui diketahui dalam mendesain dinding penahan tanah adalah sifat-sifat tanah berupa berat satuan
volume ( s), sudut geser dalam (Փ) dan kohesi (C) untuk tanah di belakang dinding. Sifat-sifat tanah di belakang dinding diperlukan untuk menghitung tekanan tanah lateral dalam rangka mendesain dinding penahan tanah tersebut. Tekanan lateral meningkat dari atas sampai ke bagian paling bawah pada dinding penahan tanah. Jika tidak direncanakan dengan baik, tekanan tanah akan mendorong dinding penahan tanah sehingga menyebabkan kegagalan konstruksi serta kelongsoran. Dalam perencanaan sebuah dinding penahan tanah, perlu diambil dimensi tertentu sehingga dinding yang direncanakan mungkin untuk dikerjakan, cukup stabil dan kuat. Pengambilan dimensi awal dinding penahan tanah juga sangat ditentukan dengan bentuk lereng dan tanah yang akan ditahannya.
6
2.2.2.
Klasifikasi Dinding Penahan Tanah
Berdasarkan bentuk dan penahanan terhadap tanah, dinding penahan dapat diklasifikasikan ke dalam 3 bentuk, yakni : 2.2.2.1.
Gravity Wall
Gambar 2.1
Gravity Wall
(Sumber : M Jamin PTSP FT UNY)
Dinding ini biasanya dibuat dari beton murni (tanpa tulangan) atau dari pasangan batu kali. Stabilitas konstruksinya diperoleh hanya dengan mengandalkan berat sendiri konstruksi. Biasanya tinggi dinding tidak lebih dari 4 meter.
2.2.2.2.
Semi Gravity Wall
Gambar 2.2
Semi Gravity Wall
(Sumber : M Jamin PTSP FT UNY)
Dinding ini diperkuat dengan tulangan, penggunaan tulangan membantu mereduksi ukuran dinding. Mengandalkan berat sendiri dan memanfaatkan berat tanah tertahan untuk kestabilan struktunya.
7
2.2.2.3.
Non Gravity Wall
2.2.2.3.1.
Cantilever Wall
Gambar 2.3
Cantilever Wall
(Sumber : M Jamin PTSP FT UNY)
Biasanya dibuat dari beton bertulang terdiri dari dinding vertikal dan tapak lantai. Masing-masing berperan sebagai balok atau plat kantilever. Stabilitas diperoleh dari berat dinding penahan dan berat tanah di atas tumit tapak (hell). Terdapat 3 struktur yang berfungsi sebagai kantilever, yaitu : dinding vertikal (stem), tumit dan ujung kaki (toe).
2.2.2.3.2.
Counterfort Wall
Gambar 2.4
Counterfort Wall
(Sumber : M Jamin PTSP FT UNY)
8
Bila tekanan tanah aktif pada dinding vertikal cukup besar, maka bagian dinding vertikal dan tumit perlu disatukan (kontrafort) yang berfungsi sebagai pengikat tarik dinding vertikal dan ditempatkan pada bagian timbunan dengan interval jarak tertentu. Biasanya tinggi dinding lebih dari 7 meter.
2.2.3.
Stabilitas Dinding Penahan Tanah
Seperti yang terlihat pada gambar 2.5 dibawah, ada beberapa hal yang dapat menyebabkan keruntuhan pada dinding penahan tanah, antara lain oleh : a. Penggulingan b. Penggeseran c. Keruntuhan daya dukung
Gambar 2.5 Jenis-Jenis Keruntuhan Dinding Penahan Tanah (Sumber : Braja M. Das)
Maka dari itu, dalam merencanakan dinding penahan tanah langkah pertama yang harus dilakukan adalah menetapkan ukuran dinding penahan untuk
9
menjamin stabilitas dinding penahan. Dinding penahan harus stabil terhadap guling, geser, dan daya dukung tanah.
2.2.3.1 Stabilitas Terhadap Penggulingan
Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah urugan dibelakang dinding penahan cenderung menggulingkan dinding dengan pusat rotasi pada ujung kaki depan pondasi. Momen penggulingan ini, dilawan oleh momen akibat berat sendiri dinding penahan dan momen akibat berat tanah diatas pelat pondasi. Pada gambar 2.6 dibawah ini, diperlihatkan diagram tekanan tanah pada dinding penahan tanah yang akan ditinjau, dalam hal ini adalah dinding penahan tanah tipe kantilever dimana asumsi tekanan tanah dihitung dengan rumus teori rankine.
Gambar 2.6 Diagram Tekanan Tanah Untuk Dinding Kantilever (Sumber : Hardiyatmo 2006)
10
Faktor keamanan terhadap guling jika ditinjau dari kaki / titik O pada gambar didefinisikan sebagai :
∑
Fguling = ∑
(2.1)
Dimana : ∑ MW = Jumlah momen dari gaya-gaya yang menyebabkan momen pada titik
O ∑ Mgl
= Jumlah momen yang menahan guling terhadap titik O
Momen yang menghasilkan guling : ∑ MW = Ph
3
(2.2)
Dimana tekanan tanah horisontal, Ph = Pa tekanan aktif apabila permukaan tanah datar.
11
Momen yang menahan guling : (prosedur perhitungan dapat dilakukan seperti pada tabel 2.1 berikut)
Tabel 2.1 Perhitungan Gaya Vertikal dan Momen
Bagian Luas
(1)
Jarak
Momen
unit
momen
terhadap
panjang
dari titik O
titik O
(3)
(4)
(5)
X1
M1
X2
M2
X3
M3
X4
M4
(2)
1
A1
2
A2
3
A3
4
Berat per
A4
W1 = a x A1
W1 = a x A2
W1 = b x A3
W1 = b x A4 ∑V
Dimana :
∑MR
= berat volume tanah = berat volume beton a
b
Jadi, faktor keamanannya adalah :
Fgl =
+2+3+ 4 Pa
(2.3)
Faktor aman terhadap guling, bergantung pada jenis tanah yaitu : a.
≥ 1,5 untuk tanah dasar berbutir
b.
≥ 2 untuk tanah dasar kohesif
12
2.2.3.2 Stabilitas Terhadap Geser
Gaya-gaya yang menggeser dinding penahan tanah akan ditahan oleh : a. Gesekan antara tanah dan dasar pondasi b. Tekanan tanah pasif di depan dinding penahan
Faktor keamanan terhadap stabilitas geser dapat dinyatakan dengan rumus :
Fgs =
∑ ∑
(2.4)
Dimana : ∑RH
= Jumlah gaya-gaya yang menahan gaya-gaya horisontal
∑Pah
= Jumlah gaya-gaya yang mendorong
Gambar 2.7 Kontrol Terhadap Pergeseran Dasar Dinding (Sumber : Hardiyatmo 2006)
13
Dari gambar 2.7 diatas, kekuatan terhadap geser tanah pada bagian dasar dinding : s = σ tan δ + ca
(2.5)
Dimana : Δ = Sudut geser tanah dengan dasar dinding
ca = Adhesi antara tanah dengan dasar dinding
Gaya yang menahan bagian pada dasar dinding : R
= s (luas penampang alas) = s (Bx1) = B σ tan δ + Bca
B σ = jumlah gaya-gaya vertikal = ∑V (tabel )
Jadi, R = (∑V) tan δ + Bca
Gambar 2.7 menunjukkan bahwa Pp juga merupakan gaya menahan horisontal, sehingga : ∑FR = (∑V) tan δ + Bca + Pp
Fd = Ph
FSgeser =
(∑)++
(2.6)
Batas minimum yang diizinkan untuk menghitung faktor keamanan geser adalah 1,5.
14
2.2.3.3 Stabilitas Terhadap Keruntuhan Daya Dukung
Momen pada titik C Mnet = ∑MW - ∑Mgl (∑MW dan ∑Mgl diperoleh dari stabilitas penggulingan)
Jika resultan pada dasar dinding berada pada dinding titik E, CE = X =
∑
(2.7)
Eksentrisitas dapat diperoleh dari :
∑−∑ 2 ∑
e = =
(2.8)
Distribusi tekanan pada dasar dinding penahan dapat dihitung sebagai berikut :
q=
∑
±
(2.9)
dimana : Mnet = (∑V) e
= 2 1³ Untuk nilai maksimum dan minimum, y =
(2.10)
2
qmax =
∑ 1
(2.11)
qmin =
∑ 1
(2.12)
15
Gambar 2.8 Kontrol Terhadap Keruntuhan Daya Dukung (Sumber : Braja M. Das)
Kapasitas dukung tanah dihitung dengan menggunakan persamaan hansen :
qu = c x Nc x Fcd x Fci + q x Nq x Fqd x Fqi + 0,5 x x B’ x N x Fd x Fi
Dimana : q = q x T B’ = B – 2e
Fcd = 1 + 0,4
Nc, Nq, N = faktor kapasitas dukung Hansen Vesic Fd = 1 Fci= Fqi = (1 – Fi = (1 -
Ѱo )2 9o
Ѱo)2 ϕo 16
(2.13)
∑V)
Ѱo = tan-1 (
Faktor keamanan terhadap keruntuhan kapasitas dukung didefinisikan sebagai : F=
≥ 3
(2.14)
Dimana : F
= Faktor aman terhadap kapasitas dukung
Qu
= Tegangan Ultimit
qmax = Tegangan maksimum
2.2.4.
Pengertian Tanah
Tanah adalah dasar dari suatu konstruksi yang berfungsi sebagai pendukung pondasi pada suatu bangunan. Dalam ilmu mekanika tanah, tanah didefinisikan sebagai seluruh endapan yang berhubungan dengan teknik sipil dan tidak termasuk batuan tetap (Soedarmo dan Purnomo,1993). Tanah merupakan hasil pelapukan atau erosi batuan induk (anorganik) yang bercampur dengan bahan organik yang mengandung partikel batuan atau mineral, bahan organik (senyawa organik dan organisme) air dan udara. Mineral merupakan unsur utama tanah yang pada umumnya terbentuk dari padatan anorganik dan mempunyai komposisi homogen. Tanah terdiri dari 3 bagian yaitu bagian padat atau butiran, pori-pori udara dan air pori. Bagian-bagian tanah dapat digambarkan dalam bentuk diagram fase seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.9 berikut.
17
Gambar 2.9 Diagram Fase Tanah (Sumber : …)
Beban utama yang dipikul oleh dinding penahan tanah adalah berat tanah itu sendiri.
2.2.5.
Sifat-Sifat Tanah
Sifat-sifat fisis tanah dan struktur tanah yang berhubungan dengan desain dinding penahan tanah adalah : 1. Sudut geser dalam tanah (f) 2. Kohesi (c) 3. Berat volume (g) 4. Sudut geser tanah pada dinding (d) adhesi antara tanah timbunan dengan dinding 5. Sudut geser tanah pada dasar pondasi dan adhesi pada dasar pondasi dengan tanah pondasi.
2.2.6.
Tekanan Tanah Lateral
Tekanan tanah lateral adalah sebuah parameter perencanaan yang penting didalam sejumlah persoalan teknik pondasi, dinding penahan dan konstruksi – konstruksi lain, yang ada dibawah tanah semuanya ini memerlukan perkiraan tekanan lateral secara kuantitatif pada perkerjaan konstruksi, baik untuk analisa perencanaan maupun untuk analisa stabilitas. 18
Tekanan aktual yang terjadi dibelakang dinding penahan cukup sulit diperhitungkan karena begitu banyak variabel. Ini termasuk jenis bahan penimbunan, kepadatan dan kadar airnya, jenis bahan dibawah dasar pondasi, ada tidaknya beban permukaan dan lainnya. Akibatnya, perkiraan detail dari gaya lateral yang bekerja pada berbagai dinding penahan hanyalah masalah teoritis dalam mekanika tanah. Jika suatu dinding penahan dibangun untuk menahan batuan solid, maka tidak ada tekanan pada dinding yang ditimbulkan oleh batuan tersebut. Tetapi jika dinding dibangun untuk menahan air, tekanan hidrostatis akan bekerja pada dinding. Pembahasan berikut ini dibatasi untuk dinding penahan tanah, perilaku tanah pada umumnya berada diantara batuan dan air, dimana tekanan yang disebabkan oleh tanah jauh lebih tinggi dibandingkan oleh air. Tekanan pada dinding akan meningkat sesuai dengan kedalamannya. Pada prinsipnya kondisi tanah dalam kedudukannya ada 3 kemungkinan, yaitu : a. Dalam keadaan diam b. Dalam keadaan aktif c. Dalam keadaan pasif
19
2.2.6.1 Tekanan Tanah Dalam Keadaan Diam
Bila kita tinjau massa tanah seperti yang ditunjukkan dalam gambar 2.10 massa tanah dibatasi oleh dinding dengan permukaan licin AB yang dipasang sampai kedalaman tak terhingga. Suatu elemen tanah yang terletak pada kedalaman h akan terkena tekanan arah vertikal dan tekanan arah horisontal.
Gambar 2.10 Tekanan Tanah Dalam Keadaan Diam (Sumber : Hardiyatmo 2006)
Bila dinding AB dalam keadaan diam, yaitu bila dinding tidak bergerak ke salah satu arah baik ke kanan maupun kekiri dari posisi awal, maka massa tanah akan berada dalam keadaan keseimbangan elastik ( elastic equilibrium). Rasio tekanan arah horisontal dan tekanan arah vertikal dinamakan koefisien tekanan tanah dalam keadaan diam (Ko), atau : Ko =
(2.15)
Karena σv = h, maka
σh = Ko ( h)
20
(2.16)
Gambar 2.11 Distribusi Tekanan Tanah Dalam Keadaan Diam (Sumber : Hardiyatmo 2006)
Gambar 2.11 menunjukan distribusi tekanan tanah dalam keadaan diam yang bekerja pada dinding setinggi H. Gaya total per satuan lebar dinding, Po adalah sama dengan luas dari diagram tekanan tanah yang bersangkutan. Jadi :
2
Po = Ko H2
(2.17)
2.2.5.2 Tekanan Tanah Aktif
Seperti ditunjukan pada gambar 2.12, akibat dinding penahan berotasi ke kiri terhadap titik A, maka tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan akan berkurang perlahan-lahan sampai mencapai suatu harga yang seimbang. Tekanan tanah yang mempunyai harga tetap atau seimbang dalam kondisi ini disebut tekanan tanah aktif.
21
2.12 Dinding Yang Berotasi Akibat Tekanan Tanah Aktif (Sumber : Hardiyatmo 2006)
Menurut teori rankine, besarnya gaya lateral pada satuan lebar dinding akibat tekanan tanah aktif pada dinding setinggi H dapat dinyatakan dalam persamaan berikut : Pa =
2 2H Ka
(2.18)
Dimana harga Ka untuk tanah datar adalah Ka =
−s = tan2 (450 - ) 2 +s
Dimana :
= Berat isi tanah (g/cm ) 3
H = tinggi dinding (m) φ = sudut gesek tanah (o)
22
(2.19)
Adapun langkah yang dipakai untuk tanah urugan dibelakang tembok apabila berkohesi dimana kohesi adalah lekatan antara butir-butir tanah, sehingga kohesi mempunyai pengaruh mengurangi tekanan aktif tanah sebesar (2c
√ ), maka
tegangan utama arah horisontal untuk kondisi aktif adalah Pa =
2 2H Ka - 2c √ H
(2.20)
2.2.5.3 Tekanan Tanah Pasif
Gambar 2.13 Dinding Yang Berotasi Melawan Tekanan Tanah Aktif (Sumber : Hardiyatmo 2006)
Seperti ditunjukan pada gambar 2.13, dinding penahan berotasi ke kanan titik A atau dengan perkataan lain dinding mendekati tanah isian, maka tekanan tanah yang bekerja pada dinding penahan akan bertambah perlahan-lahan sampai mencapai suatu harga tetap. Tekanan yang mempunyai harga tetap dalam kondisi ini disebut tekanan pasif.
23
Menurut teori rankine, besarnya gaya lateral pada dinding akibat tekanan tanah pasif setinggi H dapat dinyatakan dalam persamaan berikut : Pp =
2 2H Kp
(2.21)
Dimana harga Kp untuk tanah datar adalah Kp =
+s = tan2 (450 + ) 2 −s
(2.22)
Keterangan :
= Berat isi tanah (g/cm ) 3
H = tinggi dinding (m) φ = sudut gesek tanah (o)
Adapun langkah yang dipakai untuk tanah berkohesi, maka tegangan utama arah horisontal untuk kondisi pasif adalah : Pp =
2.2.7.
2 2H Kp - 2c H
(2.23)
Pelat
Pelat merupakan struktur dari beton bertulang yang memiliki sifat dan prilaku khusus. Sebelum dilakukan perencanaan balok dan kolom, biasanya dilakukan perancangan struktur pelat terlebih dahulu. Hal yang harus diperhatikan dalam perancangan struktur pelat antara lain : pembebanan, ukuran pelat dan syarat-syarat tumpuan tepi. Jenis pelat yang paling sederhana adalah pelat satu arah yaitu pelat yang didukung pada dua sisi yang berhadapan sehingga lenturan timbul hanya dalam satu arah saja, yaitu tegak lurus pada arah sisi dukungan tepi. sedangkan pelat dua arah adalah pelat yang didukung pada keempat sisinya yang lenturannya akan timbul dalam dua arah yang saling tegak lurus. 24
2.2.7.1 Menentukan Tebal Pelat
Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.2.5 bahwa tebal pelat minimum diambil rumus :
ℎ= 28 (,4+ )
(2.24)
7
Dimana : hmin = Tebal pelat minimum ln
= Panjang bersih bentang yang terpanjang
fy
= Tegangan leleh baja
2.2.7.2 Penentuan Selimut Beton
Penutup beton atau selimut beton digunakan untuk melindungi baja tulangan dengan persyaratan bahwa lapisan beton itu harus menjamin penanaman tulangan serta lekatannya dengan beton, menghindari korosi yang mungkin terjadi dan meningkatkan perlindungan struktur terhadap bahaya kebakaran. Tebal selimut beton sangat berpengaruh pada dua besaran yang mempunyai peranan penting dalam perencanaan balok yaitu h dan d. Hubungan kedua besaran tersebut dalam sebuah balok secara umum ditentukan oleh :
ℎ = 2 Ø
+ Øtul sengkang + P
tul utama
(2.25)
dimana : d = Tinggi efektif (jarak dari serat tekan ke titik berattulangan tekan ) p = Tebal penutup beton untuk menutup tulanganterluar Øtul utama
= Diameter tulangan utama
Øtul sengkang = Diameter tulangan sengkang
25
2.2.7.3 Check Kapasitas Geser Pelat
Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03 pasal 3.4.1.1, gaya lintang yang bekerja pada penampang yang ditinjau harus direncanakan sehingga V u < fVn. Bila nilai-nilai fVc yang didapat lebih kecil daripada V u, maka penampang beton saja tidak kuat untuk menahan tegangan geser. Jadi bila V u > fVc perlu diberi tulangan tambahan, baik berupa sengkang vertikal atau tulangan rangkap dikombinasikan dengan batang yang dibengkok (Gideon DDPBB hal 125). Rumus umum yang digunakan : fV c > Vu , apabila rumus diatas terpenuhi, maka tidak perlu adanya tulangan geser.
Dimana :
=
(2.26)
= 0,6 ′
(2.27)
Vu = Gaya lintang
= Faktor reduksi sebesar 0,6 (SKSNI T-15-1991-03 pasal 3.2.3.2) Apabila
diperlukan tulangan geser, maka diambil tulangan sebagai berikut ;
min =
(2.28)
= (− )
(2.29)
= ՓVc b d
(2.30)
Փ
Փ
Untuk perhitungan sengkang total digunakan rumus : rata−rata .by = (−φvc)φfy
26
(2.31)
2.2.7.4 Perhitungan Momen Pelat
Untuk menghitung momen yang timbul akibat beban, penyaluran beban berdasarkan Metode Amplop (buku Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, W.C.Vis dan Gideon H.Kusuma, 1995 ; 26).
Gambar 2.16 Skema Pelat Lantai Sisi lx dan ly
Untuk menentukan momen pelat tersebut adalah : 2
Mlx = 0,01 . wu . lx . x 2
Mly = 0,01 . wu . lx . x 2
Mtx = -0,01 . wu . lx . x 2
Mty = -0,01 . wu . lx . x
dimana : Mlx = Momen lapangan arah X Mly = Momen lapangan arah Y Mtx = Momen tumpuan arah X Mty = Momen tumpuan arah Y Wu = Beban yang bekerja X
= Koefisien 27
(diambil dari buku Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, W.C.Vis dan Gideon H.Kusuma, tabel 4.2.b).
2.2.7.5 Penulangan Pelat
Beton bertulang direncanakan untuk runtuh secara perlahan dan bertahap, hal ini dimungkinkan apabila tulangan tarik beton terlebih dahulu meleleh sebelum regangan beton mencapai maksimum ( under reinforced ). Dengan dasar perencanaan tersebut, jumlah tulangan yang akan digunakan pada penampang beton dibatasi menurut SKSNI-1991 pasal 3.3.3. Anggapan pembatasan jumlah tulangan tersebut berkaitan dengan rasio penulangan (r), yaitu perbandingan antara jumlah luas penampang tulangan baja tarik (As) terhadap luas efektif penampang.
= .
(2.32)
Pembatasan jumlah tulangan yang dimaksud dalam SKSNI T-15-1991-03 pasal 3.3.3 adalah rasio penulangan maksimum yang diijinkan, dibatasi sebesar 0,75 dari rasio penulangan dalam keadaan seimbang ( b).
maks = 0,75 b
(2.33)
Besar rasio tulangan seimbang menurut SKSNI T-15-1991-03 pasal 3.1.3.4.3 adalah :
=
,85.. . +
(2.34)
Sedangkan untuk rasio penulangan minimum menurut SKSNI T-15-1991-03 pasal 3.3.5.1 adalah :
min=
,4 28
(2.35)
Syarat rasio penulangan dalam beton bertulang harus memenuhi ketentuan sebagai berikut :
min = ,4 < < maks = 0,75 b (2.36) Struktur harus direncanakan hingga semua penampang harus mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu yang dihitung berdasarkan kombinasi beban gaya terfaktor. Persyaratan tersebut disederhanakan menjadi : Mu = f Mn
Untuk mencari rasio penulangan ( ) yang akan menentukan luas tulangan dari suatu penampang balokbeton, dapat digunakan rumus :
2. ] = ,85.′ [1 1 √ ,85.
(2.37)
dimana : Mn = Kuat momen nominal pada suatu penampang Mu = kuat momen perlu terfaktor pada penampang f = faktor reduksi kekuatan diambil 0,8
=
.²
(2.38)
Jika yang diperoleh < min, maka yang diambil adalah min sehingga luas tulangan yang didapat adalah : As = . b . d (2.39)
29
dimana :
min
= rasio tulang tarik non-pratekan minimum
maks
= rasio tulang tarik non-pratekan maksimum
= rasio tulang tarik non-pratekan
d
= tinggi efektif
As
= diameter tulangan yang dihitung
Jarak tulangan perlu :
ℎ =
.∅ .
(2.40)
Untuk penulangan terlebih dahulu dihitung tinggi efektifnya yaitu :
Untuk arah x : dx = h – p – 0,5 . dDx
Untuk arah y : dy – h – p – dDx – 0,5 . dDy
dimana : dx
= tinggi efektif arah x
dy
= tinggi efektif arah y
h
= tinggi penampang
p
= tebal penutup beton untuk menutup tulang terluar
dDx
= diameter tulang utama arah x
dDy
= diamater tulang utama arah y
Penulangan arah x dan y untuk momen lapangan maupun tumpuan menggunakan rumus : Mn = Mu/f Menurut SK SNI T –15 –1991 –03 Pasal 3. 6. 6 .5, jarak antara tulangan maksimal adalah 3 x h, dimana h adalah tebal pelat.
30
Rumus umum : fMn > Mu, Apabila ketentuan ini terpenuhi maka pelat telah memenuhi persyaratan. Dimana :
=.. 2 . = ,85. .
(2.41)
(2.42)
Dengan syarat : As ˃ Asmin = 0,002 bh, dimana : As = (Luas tulangan pelat per meter / jarak antar tulangan) x 1000.
2.3.
Kerangka Pemikiran
Dengan adanya keraguan atas desain dan kekuatan struktur dinding Underground Power House PLTM Lambur 2 X 4 MW sebagai dinding penahan
tanah, akan dilakukan beberapa proses penyelesaiannya yaitu memahami konsep-konsep dinding penahan tanah untuk dianalasis, lalu dilakukan perhitungan tekanan tanah lateral agar mendapat dimensi dinding baru yang kuat dan aman terhadap stabilitas keruntuhan dari tekanan tanah lateral aktif untuk mencari kebenaran apakah desain dinding yang telah ada pada proyek merupakan desain yang aman.
2.4.
Hipotesis
Desain perencanaan dinding Underground Power House PLTM Lambur 2 X 4 MW seperti yang terlampir dalam Detail Engineering Desain (DED), terdapat kecenderungan pihak kontraktor EPC akan melakukan optimalisasi desain semaksimal mungkin tanpa memperhitungkan Safety Factor . Maka perlu dilakukan re-design struktur agar didapat desain yang kuat dan aman terhadap stabilitas sesuai persyaratan konstruksi.
31