BAB 3 ANALISIS PERHITUNGAN

BAB 3 ANALISIS PERHITUNGAN 3.1 PERHITUNGAN RESERVOIR (ALT.I) Reservoir alternatif ke-i adalah reservoir yang terbuat dari struktur beton bertulang. Pada program SAP2000 reservoir yang dimodelkan sebagai elemen shell yang terdiri dari pelat dasar (bottom slab), dinding (wall) serta pelat atas/pelat penutup (top slab). Tebal pelat rencana adalah : Pelat dasar (bottom slab) = 25 cm Dinding (wall) = 20 cm Pelat Penutup (top slab) = 10 cm Gambar 3.1 Pemodelan 3D Reservoir Beton Bertulang 3.1.1 Pembebanan Pada Pelat Input beban-beban pada pelat dasar, dinding dan pelat atas adalah : Pelat dasar Dead (berat sendiri) = dihitung otomatis oleh program. Uplift = 1,45 ton/m 2 Water = Bj air x h = 1 x 1,7 = 1,7 ton/m 2 Soil = h x γ = 1,2 x 2,632 = 3,16 ton/m 2 III-1

Gambar 3.2 Uniform Load Values (Water) Gambar 3.3 Uniform Load Values (Uplift Pressure) Dinding Dead (berat sendiri) = dihitung otomatis oleh program. Water = 1 ton/m 2 Soil = ka x γ = 0,589 x 2,632 = 1,55 ton/m 2 III-2

Gambar 3.4 Input Soil Surface Pressure Values (Bottom Face) Gambar 3.5 Input Water Surface Pressure Values (Bottom Face) Pelat Atas Dead (berat sendiri) = dihitung otomatis oleh program. Live = 100 kg/m 2 3.1.2 Perhitungan Momen Pelat Analisis reservoir dengan program SAP2000 menghasilkan output berupa momen arah x dan momen arah y (M11 dan M22). Berdasarkan hasil analisis didapat bahwa momen maksimum terjadi pada pelat dasar yaitu berupa M11 sebesar 28,42 kn.m serta M22 sebesar 37,33 kn.m III-3

Gambar 3.6 Output M22 pada pelat dasar Gambar 3.7 Output M22 pada dinding III-4

Gambar 3.8 Output M22 pada pelat atas Laporan Perhitungan Struktur Reservoir Untuk hasil selengkapnya dari hasil perhitungan momen pada pelat reservoir dapat dilihat pada Lampiran 1, adapun resume hasil perhitungan momen maksimum untuk arah x dan y adalah sebagai berikut : a. Pelat atas penutup Mux = 2,72 kn.m/m Muy = 3,76 kn.m/m b. Pelat Dinding Mux = 17,84 kn.m/m Muy = 30,34 kn.m/m c. Pelat Dasar Mux = 28,42 kn.m/m Muy = 37,33 kn.m/m 3.1.3 Perhitungan Penulangan Pelat Data Teknis (Pelat Dasar) Fc = 17,89 MPa Fy = 320 MPa h = 250 mm (tebal pelat) s = 40 mm (selimut beton) D = 13 mm (diameter tulangan rencana) Perhitungan Penulangan (Pelat Dasar) d=h d D =250 40 6,5=203,5 mm 2 M n = M u φ = 37,33 =46,66 kn.m 0,8 R n = M n 46,66 x 106 b x d 2= 1000 x 203,5 =1,13 2 m= f y 0,85 x f c ' = 320 0,85 x17,89 =21,04 ρ= 1 m ( 1 1 2m.R n f y ) = 1 21,04 ( 1 x21,04 x 1,13 1 2 320 ) =0,0037 ρ min = 1,4 f y =0,0044 III-5

ρb= 0,85 x β ' 1 x f c 600 0,85 x 0,85 x17,89 600 f y ( 600+f y) = 320 ( 600+320 ) =0,0263 ρ max =0,75 x ρ b =0,75 x0,0263=0,02 ρ min < ρ=0,0044 >0,0037. maka dipakai ρ min A sperlu =ρ xb x d=0,0044 x 1000 x 203,5=890 mm 2 s= π 4 x D2 x b = 3,14 A s 4 x132 x 1000 =149,085mm 100 mm 890 A spakai = π 4 x D2 x b s = 3,14 4 x 132 x 1000 =1327 mm2 100 A s pakai >A s perlu.ok! Digunakan tulangan diameter D 13 100 mm Dengan cara yang sama seperti diatas dihitung penulangan untuk pelat dinding dan pelat atas, sehingga didapatkan hasil seperti pada Tabel 3.1 dibawah ini : Tabel 3.1 Resume Hasil Perhitungan Penulangan Pelat Pelat Dasar Pelat Dinding Pelat Atas fc' (Mpa) 17.89 17.89 17.89 fy (Mpa) 320 320 320 h (mm) 250 200 100 s (mm) 40 40 20 D (mm) 13 13 13 Mx (kn.m) 28.42 17.84 2.72 My (kn.m) 37.33 30.34 3.76 D (mm) 203.5 153.5 73.5 Mn (kn.m) 46.66 37.93 4.7 Rn 1.13 1.61 0.87 m 21.04 21.04 21.04 ρ 0.0037 0.0053 0.0028 ρ min 0.0044 0.0044 0.0044 ρb 0.0263 0.0263 0.0263 III-6

ρ max 0.02 0.02 0.02 ρ pakai 0.0044 0.0053 0.0044 As perlu (mm2) 890 818 322 s (mm) 149,085 ~ 100 162,28 ~ 100 412 ~ 200 As pakai (mm2) 1327 1327 663 Tulangan D 13-100 D 13-100 D 13-200 Sumber : hasil analisis konsultan. 3.1.4 Perhitungan Pondasi Telapak (Footplate) Direncanakan pondasi reservoir beton bertulang sebagai pondasi telapak (footplate), pada SAP2000 pondasi telapak dimodelkan sebagai tumpuan sendi. Pondasi telapak diletakan disepanjang sisi pelat dasar setinggi h rencana. Gambar 3.9 Pondasi telapak I. Data Pondasi Telapak Data Tanah Kedalaman pondasi (Df) = 1,45 m Berat volume tanah (γ) = 26,32 kn/m 3 Sudut geser dalam (Φ) = 15 Kohesi (c) = 22 kn/m 2 Tahanan konus rata-rata (qc) = 20-35 kg/cm 2 Dimensi Pondasi Lebar pondasi arah x (Bx) = 1,2 m Lebar pondasi arah y (By) = 2,8 m Tebal pondasi (h) = 0,5 m Lebar kolom arah x (bx) = 0,2 m Lebar kolom arah y (by) = 2,5 m Mutu Bahan Kuat tekan beton (fc ) = 17,89 Mpa Kuat Leleh Baja Tulangan (fy) = 320 Mpa Berat Beton = 24 kn/m 3 III-7

Beban Rencana Pondasi Gaya aksial akibat beban terfaktor = 470,707 kn Gambar 3.10 Gaya Aksial Pada Pondasi II. Kapasitas Dukung Tanah Menurut Terzaghi Kapasitas dukung ultimate tanah untuk jenis pondasi telapak menerus menurut Terzaghi adalah : q ult =c N c + q N q +0,5γB N γ Dengan nilai Nc, Nq dan Nγ dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 3.1 Faktor-faktor Daya Dukung Untuk Persamaan Terzaghi Sumber : Foundation Analysis and Design, J.E.Bowles III-8

q ult =c N c + q N q +0,5γB N γ (22x 12,9 )+ (26,32 x 1,2x 4,4 )+(0,5 x26,32 x1,2 x2,5) 462,25kN /m 2 q a = q ult 3 = 462,25 =154,08 kn /m 2 3 III. Kontrol Tegangan Tanah Tegangan tanah yang terjadi pada dasar pondasi adalah : q= P u A = 470,707 =140,09 kn /m2 (1,2 x2,8) q a >q=154,08 kn /m 2 >140,09 kn /m 2. OK! 3.2 PERHITUNGAN RESERVOIR (ALT.II) Reservoir alternatif ke-ii adalah reservoir yang terbuat dari fiber panel tank dengan struktur pondasi dan balok dari beton bertulang. Pada program SAP2000 elemen yang dimodelkan hanya elemen pondasi dan balok. Panel Tank Gambar 3.10 Potongan Fiber Panel Tank 3.2.1 Perhitungan Pembebanan Beban pada reservoir (fiber panel tank kapasitas 50 m 3 ) terdiri dari : III-9

Beban Mati = Auto Program SAP2000 Beban Hidup= 100 Kg/m 2 Beban Air = 50 m 3 x 1000 kg/m 3 = 50.000 kg = 50 Ton/25 m 2 3.2.2 Perhitungan Balok Laporan Perhitungan Struktur Reservoir Balok Gambar 3.10 Denah Balok Gambar 3.10 Pemodelan balok/dudukan beton Direncanakan dimensi balok adalah 30 x 30 cm. Dari hasil analisis dengan program SAP2000, diperoleh nilai gaya aksial akibat beban terfaktor sebesar 88,52 kn. III-10

Gambar 3.10 Joint Reaction Force Gambar 3.10 Output Momen 3-3 Pada Balok Perhitungan Penulangan Balok III-11

Gambar 3.10 Luas Tulangan Balok Tulangan Utama Balok Jumlah tulangan atas= 363,345 =2,7 3 D13 132,665 Jumlah tulangan bawah= 0 132,665 =0 Dipakai tulangan utama 6 D 13 mm Tulangan Geser As tulangan dia. 8 mm = 50,24 mm 2 50,24 =116,57 100 0,431 Dipakai sk Ø8-100 3.2.3 Perhitungan Pondasi Telapak Pondasi untuk dudukan fiber reservoir adalah pondasi telapak setempat berbentuk segi empat. Pondasi III-12

Gambar 3.10 Denah Perletakan Pondasi Setempat I. Data Pondasi Telapak Data Tanah Kedalaman pondasi (Df) = 1,2 m Berat volume tanah (γ) = 26,32 kn/m 3 Sudut geser dalam (Φ) = 15 Kohesi (c) = 22 kn/m 2 Tahanan konus rata-rata (qc) = 20-35 kg/cm 2 Dimensi Pondasi Lebar pondasi arah x (Bx) = 1 m Lebar pondasi arah y (By) = 1 m Tebal pondasi (h) = 0,5 m Lebar kolom arah x (bx) = 0,3 m Lebar kolom arah y (by) = 0,3 m Mutu Bahan Kuat tekan beton (fc ) = 17,89 Mpa Kuat Leleh Baja Tulangan (fy) = 320 Mpa Berat Beton = 24 kn/m 3 Beban Rencana Pondasi Gaya aksial akibat beban terfaktor = 88,52 kn III-13

Gambar 3.10 Gaya Aksial Pada Pondasi Setempat II. Kapasitas Dukung Tanah Menurut Terzaghi Kapasitas dukung ultimate tanah untuk jenis pondasi telapak berbentuk bujur sangkar menurut Terzaghi adalah : q ult =1,3c N c + q N q +0,4γB N γ Dengan nilai Nc, Nq dan Nγ dapat dilihat pada Tabel 3.1 Faktor-faktor Daya Dukung Untuk Persamaan Terzaghi. q ult =1,3c N c + q N q +0,4γB N γ (1,3x 22 x 12,9 )+(26,32 x 1,2x 4,4 )+(0,4 x 26,32 x 1x 2,5) 534,23 kn /m 2 q a = q ult 3 = 534,23 =178,08 kn /m 2 3 III. Kontrol Tegangan Tanah Tegangan tanah yang terjadi pada dasar pondasi adalah : q= P u A = 88,52 =88,52 kn /m2 1 q a >q=178,08 kn /m 2 >88,52 kn /m 2.OK! IV. Perhitungan Penulangan Penulangan Plat Tapak Diketahui beban ultimate Pu = 88,52 kn/m 2 Momen maksimum yang terjadi : M u = 1 2 x P u x L 2 1 x 88,52 x0,52 2 III-14

11,065kN.m Rasio baja tulangan : d=h d D =500 40 6,5=453,5 mm 2 ρ min = 1,4 f y =0,0044 ρb= 0,85 x β ' 1 x f c 600 0,85 x 0,85 x17,89 600 f y ( 600+f y) = 320 ( 600+320 ) =0,0263 ρ max =0,75 x ρ b =0,75 x0,0263=0,02 R n = M n 11,065 x 106 b x d 2= 1000 x 453,5 2=0,0673 m= f y 0,85 x f c ' = 320 0,85 x17,89 =21,04 ρ= 1 m ( 1 1 2m.R n f y ) = 1 21,04 ( 1 x21,04 x 0,0673 1 2 320 ) =0,0002 ρ min < ρ=0,0044 >0,0002.maka dipakai ρ min A s perlu =ρ xb x d=0,0044 x 1000 x 453,5=1984 mm 2 s= π 4 x D2 x b = 3,14 A s 4 x132 x 1000 =66,9 mm 50mm 1984 A s pakai = π 4 x D2 x b s = 3,14 4 x 132 x 1000 50 =2653mm2 A s pakai >A s perlu.ok! Maka digunakan D13 50 mm III-15