PERANCANGAN PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai BAB X PERHITUNGAN PONDASI BORE PILE 10.1. Data Perencanaan Tipe Bangunan
: Rumah Sakit
Jumlah Lantai
:4
Letak Bangunan
: Dekat Pantai
Jenis Tamah
: Tanah Lunak (SE)
Lokasi
: Jakarta Utara
Jenis Pondasi
: Bored Pile
Mutu Beton (fc’)
: 35 Mpa
Mutu baja (fy)
: 400 Mpa
Modulus Elastisitas (Ec)
: 27806 kg/cm 2
1
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai
2
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai
10.2. Data Analisa Struktur Program ETABS v.9.2 Dari hasil analisa struktur dengan program ETABS v.9.2 didapatkan nilai Pu disetiap titik pondasi sebagai berikut: Tabel 10.1 Nilai
Pu Pondasi
FZ
FZ (ton) Pakai
MAX
MIN
FZ (kg) Pakai
P1
238189,7
139800,3
238189,7
238,2
P2
316836,0
200991,6
316836,0
316,8
P3
331738,3
227456,7
331738,3
331,7
P4
246310,9
189552,6
246310,9
246,3
P5
525265,6
335515,8
525265,6
525,3
P6
432771,7
305823,6
432771,7
432,8
P7
300254,8
170096,5
300254,8
300,3
P8
409076,4
246466,5
409076,4
409,1
P9
293653,6
162742,5
293653,6
293,7
P10
384566,6
249796,0
384566,6
384,6
P11
500521,7
332148,0
500521,7
500,5
P12
424321,4
296342,2
424321,4
424,3
P13
434703,5
263198,6
434703,5
434,7
P14
547023,1
349931,9
547023,1
547,0
P15
563868,7
362159,5
563868,7
563,9
Titik
3
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai
FZ
FZ (ton) Pakai
MAX
MIN
FZ (kg) Pakai
P16
440294,4
293886,3
440294,4
440,3
P17
487642,0
357200,7
487642,0
487,6
P18
477691,2
316285,6
477691,2
477,7
P19
487642,0
357200,7
487642,0
487,6
P20
423740,5
277677,3
423740,5
423,7
P21
324487,9
187682,1
324487,9
324,5
P22
399841,8
222642,2
399841,8
399,8
P23
497829,8
301595,1
497829,8
497,8
P24
431943,1
268228,0
431943,1
431,9
P25
133697,6
68952,3
133697,6
133,7
P26
229356,8
139739,4
229356,8
229,4
P27
340123,1
210978,8
340123,1
340,1
P28
240606,3
164212,9
240606,3
240,6
P29
342408,5
242545,8
342408,5
342,4
P30
279255,9
192172,7
279255,9
279,3
P31
356538,4
204933,4
356538,4
356,5
P32
270456,8
166676,2
270456,8
270,5
P33
303966,4
207634,9
303966,4
304,0
P34
260150,5
194950,1
260150,5
260,2
P35
292236,0
185908,0
292236,0
292,2
P36
276406,3
152288,1
276406,3
276,4
P37
252361,4
134374,8
252361,4
252,4
P38
366189,2
220780,2
366189,2
366,2
P39
249595,6
153730,0
249595,6
249,6
P40
805478,4
177000,2
805478,4
805,5
P41
257736,5
153822,8
257736,5
257,7
P42
811879,1
424479,3
811879,1
811,9
Titik
10.3. Perhitungan Tegangan Ijin Pondasi Bored Pile Pengecekan daya dukung tekan dan tarik pondasi bored pileberdasarkkan Su (undrained shear strength) yang terdapat pada tahnah kohesif, dengan berdasarkan data tanah hasil uji Penetrasi Standart (SPT-N) oleh (Nelwan, 2015) pada titik E-02 .
4
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai Tabel 7.2. Kriteria Penggolangan Tanah (Klasifikasi) Soil Consistency
Very Soft (A)
Shear Strength (Kpa) Lower Upper
N - SPT
<< 12
12
<4
Soft (B)
12
25
4-6
Firm (C) Stiff (D) Very Stiff (E) Hard (F)
25 50 100 200
50 100 200 > 200
6 - 15 16 - 25 25 - 30 > 30
Metode Lymon C ., Reese & O’Neill , 1989 = Qb + Qs Qu
Qb
= qb x Ab ≤ 40 kg/cm2 (Cohessive Soil)
qb
= Nc x Cub ≤ 9
Nc
= 6 x (1 + 0,2 x (L/Bb)) ≤ 45 kg/cm2 (Cohessionless Soil)
Qs
= ∑fs x As
fs
= α x Cu ≤ 2 (untuk α = 0,55 kg/cm2) (Cohessive Soil)
fs
= 0,3 N-SPT (kg/cm2) (Cohessionless Soil)
Keterangan: Qu
= Ultimate Pile Load Capacity (Ton)
Qb
= Ultimate End Bearing Stress (To)
Qs
= Ultimate Load in Side Resistance (Ton)
Nc
= Bearing Capacity Factor
Cu
= Undrained Shear Strength = 6,25 x N-SPT (k-Pa)
Ab
= Area of Base
fs
= Ultimate Load Transfer in Side Resistance (Ton/m2)
L
= Depth of Pile (m)
As
= Area of Sid Friction (m2)
a
= Empirical Factor
SF
= Safety Factor
5
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai Rumus tegangan ijin yang digunakaan adalah P allowable = Pu / SF
Data perencanaan bored pile Diamater bored pile (D) = 0,5 m Jari-jari bored pile (r)
= 0,25 m
Luas bored pile (Ap)
= ¼ x π x D2 = ¼ x 3,14 x 0,72 = 0,20 m2
Keliling bored pile
=πxD = 3,14 x 0,5 = 1,57 m
C = Cohessive Soil N = Cohessionless Soil
Perhitungan tegangan ijin bored pile Perhitungan tegangan ijin dirangkum dalam bentuk tabel sebagai berikut: Tabel 7.3 Perhitungan tegangan ijin bored pile Elevasi
h layer
L Efektif
Soil
(m)
(m)
Pile
Type
Cu (kPa) Consistency
N - SPT
(x0,1)
qp (kg/cm2) (x 10 ton/m2)
t/m2
(m) 0,00 -1,00
1,00
1,00
E
A
3
18,8
0,00
-3,00
2,00
3,00
E
B
5
31,3
0,00
-5,00
2,00
5,00
E
C
2
12,5
0,00
-7,00
2,00
7,00
E
C
11
68,8
0,00
-9,00
2,00
9,00
E
D
15
93,8
0,00
-11,00
2,00
11,00
E
E
22
137,5
0,00
-13,00
2,00
13,00
E
E
53
331,3
0,00
-15,00
2,00
15,00
E
F
60
375,0
0,00
-17,00
2,00
17,00
E
F
60
375,0
0,00
-19,00
2,00
19,00
E
F
60
375,0
0,00
-21,00
2,00
21,00
E
F
24
150,0
0,00
-23,00
2,00
23,00
E
F
37
231,3
0,00
6
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai
Tabel lanjutan 7.3 Faktor Adhesi
L/ D
Nc
Qb
fs * As
Qs
Qu
Parsial Safety
(Grafik)
(Ton)
(Ton)
(Ton)
(Qb + Qs)
Factor
α
Sf
=
0,55
4,0
9
3,68
1,41
1,41
5,10
2,04
0,55
12,0
9
6,14
4,71
6,13
12,26
4,90
0,55
20,0
9
2,45
1,88
8,01
10,47
4,19
0,55
28,0
9
13,50
10,37
18,38
31,88
12,75
0,55
36,0
9
18,41
14,14
32,52
50,92
20,37
0,55
44,0
9
27,00
20,73
53,25
80,25
32,10
0,55
52,0
9
65,04
49,95
103,20
168,24
67,30
0,55
60,0
9
73,63
56,55
159,75
233,38
93,35
0,55
68,0
9
73,63
56,55
216,30
289,93
115,97
0,55
76,0
9
73,63
56,55
272,85
346,48
138,59
0,55
84,0
9
29,45
22,62
295,47
324,92
129,97
0,55
92,0
9
45,41
34,87
330,34
375,74
150,30
Berdasarkan perhitungan tabek diatas diperoleh nilai tegangan ijin sebesar 220,59 Ton.
7
2,5
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai 10.4. Rekapitulasi Perhitungan Jumlah Bored Pile Tipe = bored pile D = 0,7 m P ijin tekan= 220,59 Ton
Kolom
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Pu = P Tabel 7.4 Rekapitulasi perhitungan bored pile analisa struktur + P pilecap + P tie beam P Maksimum P Pile P Tie Pu Cap Beam Analisa Struktur Tipe (Ton) 238,2
(Ton) 5,5
(Ton) 2,7
(Ton) 246,4
316,8 331,7 246,3 525,3 432,8 300,3 409,1 293,7 384,6 500,5 424,3 434,7 547,0 563,9 440,3 487,6 477,7 487,6 423,7 324,5 399,8 497,8 431,9 133,7 229,4 340,1 240,6
5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5
2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7
325,1 340,0 254,6 533,5 441,0 308,5 417,3 301,9 392,8 508,8 432,6 443,0 555,3 572,1 448,5 495,9 485,9 495,9 432,0 332,7 408,1 506,1 440,2 141,9 237,6 348,4 248,9
8
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P28
Jumlah Bore Pile (n)
Pembulatan
Pu / σ ijin 1,64
(buah) 2
2,16 2,26 1,69 3,55 2,93 2,05 2,78 2,01 2,61 3,39 2,88 2,95 3,69 3,81 2,98 3,30 3,23 3,30 2,87 2,21 2,72 3,37 2,93 0,94 1,58 2,32 1,66
3 3 2 4 3 3 3 3 3 4 3 3 4 4 3 4 4 4 3 3 3 4 3 1 2 3 2
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai Tabel 7.4 Lanjutan
Kolom
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
Rekapitulasi perhitungan bored pile
Pu = P analisa struktur + P pilecap + P tie beam P Maksimum P Pile P Tie Pu Cap Beam Analisa Struktur Tipe (Ton) 342,4
(Ton) 5,5
(Ton) 2,7
(Ton) 350,7
279,3 356,5 270,5 304,0 260,2 292,2 276,4 252,4 366,2 249,6 805,5 257,7 811,9
5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5
2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7
287,5 364,8 278,7 312,2 268,4 300,5 284,7 260,6 374,4 257,8 813,7 266,0 820,1
P29 P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37 P38 P39 P40 P41 P42
Jumlah Bore Pile (n)
Pembulatan
Pu / σ ijin 2,33
(buah) 3
1,91 2,43 1,85 2,08 1,79 2,00 1,89 1,73 2,49 1,72 5,41 1,77 5,46
2 3 2 3 2 2 2 2 3 2 6 2 6
10.5. Perencanaan Pile Cap berdasarkan Daya Dukung Ijin Bored Pile 10.1. Data Perencanaan Yang ditinjau adalah titik 42 dengan jumah tiang dan Pu yang maksimum. Diameter bored pile = 0,5 m Jumlah tiang =6 diambil jumlah tiang maks → m =6 n =6 Mutu beton = 350 kg/cm 2 = 35 Mpa fc’ fy = 400 Mpa Data Pile Cap Lebar (b) = 1,7 m Panjang (L) = 1,7 m Tebal (h) = 0,8 m P pile cap = 5,548 Ton P (daya dukung tiang)= Efisiensi tiang x P ijin tiang P ijin tiang = 150,30 Ton Pu max tiap tiang = 812 Ton 9
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai
Data Kolom Lebar (b) = 0,5 m Panjang (h) = 0,5 m Tinggi (h2) = 4,5 m P kolom = 2,7 Ton Data Lainnya Tebal selimut beton(p) D tulangan pile cap D tulangan borepile ɸ tulangan sengkang Faktor reduksi geser( ɸ)
= 40 mm = 22 mm = 19 mm = 10 = 0,75
10.2. Cek Penulangan Geser Pile Cap Dicoba tebal penampang d = 800 mm d’
=ɸ ɸ =800401011 739 =
P
mm
= 812 Ton
Periksa geser dua arah Tebal pile cap (h) = 0,8 m = 739 m d’
= ℎ = =1
Geser dua arah sekitar kolom Berdasarkan buku Perancangan Struktur Beton Agus Setyawan (berdasarkan SNI 2847:2013) Keliling penampang kritis: bo
=4′ =4500739 =4956 = = =202,97 mm
Vu
Ton
10
= 2029697,8 N
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai Nilai kuat geser pons dua arah:
=0,17+ ′ ′ =0,17(121) 1 √ 35 4956 739 =11050449 =0,083 2 ′ ′ =0,083(404956 739 2)1 √ 35 4956 739 =14323386 =0,33 ′ ′ =0,33 1 √ 35 4956 739 =7150290,7 =0,75 7150290,7 =5362718 5362718 Vc1
N
Vc2
N
Vc3
N
Vc pakai
= 7150290,7 N
ɸVc
N
ɸVc
>
N >
Vu
2029697,8 N
(OK)
Sehingga pondasi cukup kuat menahan geser pons, jadi tebal pile cap sudah memenuhi. Cek Penulangan Geser: Vs
= ɸ 8 = 202969, 0,75 5362718,0 = 8068981,7
…SNI 2847:2015 Pasal 11.4.7.1
N
11
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai Vc
+
Vs
5362718,0 8068981,7 13431699,7
>
+
>
N
>
Perhitungan Tulangan Geser: Dipakai diameter tulangan Av
=6
=6 =6 14 3,14 10 =471,24 = = = ,, = 35 = = = 283,33
Vu
202969,8 202969,8 ɸ 10
N N
(OK)
mm
mm2
Mencari jarak sengkang (S) Vs S
mm
Dicoba dipasang jarak (S) Av min
mm2
<
Maka, digunakan tulangan geser 10.6. Penulangan Pile Cap Dtulangan pokok = 22 mm = 10 mm ɸ tulangan bagi Tebal selimut beton(p)= 40 mm Faktor reduksi geser( ɸ)= 0,75
12
Av pasang ɸ
10
= 471,24 mm 2 -
200
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai
Dicoba tebal penampang: d = 739 mm
ɸ =ɸ =739401011 678 = =380,, 132 ρ min = = 4001,4 = 0,0035 ′ = min = 0,0035 1700 678 =4034,1 = ɸ = , =256829866,7 = 256829866, 7 = 1700 678 =0,33 = , ′ = 0,84005 35 = 13,4 d’
=
mm
Luas tulangan
mm2
As min
mm2
Mu
= 192622400 N.mm
Mn Rn
m
13
N.mm
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai
= (1 1 ) = 13,14 1 1 2 0,34003 13,4 = 0,000826 ′ = = 0,0035 1700 678 = 4034,1 <
As perlu
→ maka dipakai
mm2
Diameter tulangan
= D 22 mm
Luas tulangan
= 380,132 mm 2
Jumlah tulangan
= = =
, ,
10,61
Maka, digunakan tulangan lentur 10.7. Penulangan Bored Pile Luas tulangan pokok
Maka dipakai tulangan Penulangan Sengkang Ac
12
→
12 buah
D
22
= 1% luas penampang bore pile = 1% x 384845,1001 = 3848,451 mm 2 12 D 22 → As = 4561,6 mm2 > As perlu
= 1= 4 ( 14 ) = 14 3,14 5012,5 =1104,46 cm2
14
(OK)
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai Ag
= = 14 = 14 3,14 50 =1963,49 cm2
fc’
= 35 Mpa
= 350 kg/cm 2
fy
= 400 Mpa
= 4000 kg/cm 2
Ps
as
=0,45 − 4 9 350 =0,45 (1963, ) 1103,46 4000 =0,031 = = 14 = 14 3,14 1 =0,785 = = 2 0,717085 4000 = 36,96 cm2
Jarak sengkang (S) S
cm
Maka, dipakai tulangan sengkang
15
ɸ 10 – 100 mm
PERANCANGAN STRUKTUR BETON
Gedung Rumah Sakit 4 Lantai 10.8.
Rekapitulasi Hasil Perhitungan Digunakan bore pile: D = 0,5 m P = 811,9 Ton Penulangan pile cap sebagai berikut: Type PC.40
p (mm) 1700
l (mm) 1700
t (mm) 800
Digunakan tulangan geser (sengkang) Penulangan bore pile sebagai berikut: ɸ tulangan utama Digunakan tulangan geser (sengkang)
16
Tul. Tekan 12 D 22 mm
ɸ 10 – 200 mm
= 12 D 22 = ɸ 10 – 100 mm
Tul. Tarik 12 D 22 mm
