Contoh Perhitungan Analisa Perencanaan Pondasi Telapak

 

Sebuah kolom dengan dimensi 50 cm x 50 cm direncanakan akan ditahan oleh pondasi telapak secara kosentris (kolom tidak memiliki eksentrisitas). Daya dukung ijin pada dasar pondasi adalah 20 t/m² = 200 kN/m². Gaya-gaya reaksi pada dasar kolom adalah sebagai berikut.

	Beban Mati	Beban Hidup	Beban Gempa
Gaya aksial (kN)	18.0	13.0	0.0
Gaya horisontal arah x (kN)	2.0	1.5	3.0
Gay horizontal arah y (kN)	1.5	1.0	0.0
Momen arah x (kN-m)	4.0	3.0	5.0
Momen arah y (kN-m)	3.0	2.0	0.0

Kondisi pembebanan yang digunakan beserta koefisien bebannya adalah sebagai berikut

Kondisi Beban	Beban Mati	Beban Hidup	Beban Gempa
Kondisi 1	1.2	1.6	0
Kondisi 2	1.05	1.05	1.05
Kondisi 3	1.05	1.05	-1.05

Pelat pondasi beton tersebut direncanakan menggunakan beton dengan mutu f’_c = 21 Mpa dan baja tulangan diameter 16 dengan mutu f_y = 240 MPa.

1. TEGANGAN YANG TERJADI PADA TANAH

Diasumsikan dimensi pondasi adalah 2 meter x 2 meter dengan tebal 30 cm. Untuk tujuan analisa dimensi pondasi, metode yang digunakan adalah metode elastis dengan menggunakan beban hidup dan beban mati tidak terfaktor.  Gaya gaya elastis pada dasar pondasi dihtung sebagai berikut

Gaya aksial                   = 180 + 130 + 2*2*0.3*25       = 340 kN

Gaya horisontal arah x = 20 +15                                   = 35 kN

Momen arah x               = 40 + 30 + 20*0.3 + 15*0.3    = 80.5 kN-meter

Dengan cara yang sama untuk arah y, didapat gaya-gaya pada dasar pondasi sebagai berikut

	Arah x	Arah y
Gaya aksial (kN)	340.0	340.0
Gaya horisontal (kN)	35.0	25.0
Momen (kN-meter)	80.5	57.5

 

Untuk tegangan dengan intensitas lebih kecil dari 0, digunakan nilai = 0. Dalam bentuk tabel, tegangan kontak dengan tanah dinyatakan sebagai berikut

	kiri-bawah	kanan-bawah	kiri-atas	kanan-atas
Akibat Gaya arah X (kN/m2)	24.6	145.4	24.6	145.4
Akibat Gaya arah Y (kN/m2)	41.9	128.1	41.9	128.1
Akibat Gaya arah X & Y (kN/m2)	0.0	102.3	67.7	188.5

Dari tabel diatas terlihat bahwa tegangan maksimum yang terjadi adalah 188.5 kN/m² pada ujung kanan-atas. Nilai tersebut lebih kecil dari tegangan ijin tanah 200 kN/m², sehingga dimensi pondasi telah memenuhi persyaratan.

2. PENULANGAN LENTUR

Penulangan lentur didasarkan atas gaya-gaya terfaktor yang bekerja di dasar pondasi. Gaya-gaya terfaktor tresebut diperoleh dengan mengalikan besarnya gaya dengan koefisien beban. Gaya disain/terfaktor di dasar pondasi adalah sebagai berikut

Gaya aksial arah x  untuk kondisi beban 1 = 1.2*180 + 1.6*130 + 1.2*2*2*0.3*25

                                                                     = 460 kN

Gaya horz. arah x untuk kondisi beban 1    = 1.2*20 + 1.6*15  = 48 kN

Momen arah x untuk kondisi beban 1         = 1.2*40 + 1.6*30 + 1.2*20*0.3 + 1.6* 15*0.3

                                                                     = 110.4 kN-m

Dengan cara yang sama untuk arah y dan juga untuk kondisi pembebanan 2 dan 3, akan didapat gaya-gaya terfaktor di dasar pondasi yang ditampilkan dalam bentuk tabel berikut

	Kondisi beban1	Kondisi beban  2	Kondisi beban 3
Gaya Aksial (kN)	460.00	357.00	357.00
Horizontal arah X (kN)	48.00	68.25	5.25
Horizontal arah Y (kN)	34.00	26.25	26.25
Momen      arah X (kN-m)	110.40	146.48	22.57
Momen      arah Y (kN-m)	78.20	60.38	60.38

Lokasi momen kritis adalah terletak tepat dimuka kolom sehingga jarak potongan kritis tersebut adalah sebagai berikut

a.         Arah x

Potongan kritis 1 berjarak ( ½ B_x – ½ k_x) = 2 – 0.5*0.5 =  0.75 meter dari tepi kiri

Potongan kritis 2 berjarak ( ½ B_x – ½ k_x) = 2 – 0.5*0.5 =  0.75 meter dari tepi kanan

b.        Arah y

Potongan kritis 3 berjarak ( ½ B_y – ½ k_y) = 2 – 0.5*0.5 =  0.75 meter dari tepi bawah

Potongan kritis 4 berjarak ( ½ B_y – ½ k_y) = 2 – 0.5*0.5 =  0.75 meter dari tepi atas

Untuk menentukan besarnya momen disain arah x pada potongan 1 dan potongan 2 pada kondisi beban 1 perlu dihitung terlebih dahulu besarnya tegangan yang terjadi pada potongan tersebut. Untuk mengetahui tegangan yang terjadi pada potongan kritis perlu dihitung eksentrisitas akibat gaya-gaya yang bekerja dan tegangan di tepi kiri dan kanan.

Dengan cara yang sama untuk arah y serta untuk  kondisi beban 2 dan kondisi beban 3 akan didapat gaya geser kritis pada pelat pondasi sebagai berikut

 

Deskripsi gaya	Potongan 1	Potongan 2
Geser arah -X kondisi beban 1 (kN)	37.65	153.15
Geser arah -X kondisi beban 2 (kN)	0.00	151.43
Geser arah -X kondisi beban 3 (kN)	61.43	85.05

                               

Deskripsi gaya	Potongan 3	Potongan 4
Geser arah -Y kondisi beban 1 (kN)	136.31	54.49
Geser arah -Y kondisi beban 2 (kN)	104.82	41.65
Geser arah -Y kondisi beban 3 (kN)	104.82	41.65

Dari tabel diatas dapat ditentukan gaya geser disain maksimum dalam arah x dan y pada pelat pondasi sebagai berikut.

a. Gaya geser disain maksimum arah X  = 153.15 kN

b. Gaya geser disain maksimum arah Y = 136.31 kN

Pengecekan terhadap kekuatan geser dari pelat pondasi dilakukan dengan membandingkan gaya geser nominal yang mampu diterima oleh penampang beton pada lokasi kritis (V_n) dengan gaya geser yang terjadi pada potongan kritis tersebut (V_d). Jika besarnya gaya geser maksimum lebih besar dari kemampuan penampang menerima gaya geser, maka pada penampang tersebut perlu diberi tulangan geser atau bisa juga dengan menaikkan tebal pelat pondasi tersebut.

Gaya geser yang mampu diterima penampang beton 30 cm x 200 cm dengan mutu fc’ = 21 MPa  dihitung dengan persamaan berikut.

 

Karena gaya geser maksimum yang terjadi lebih kecil dari V_nc maka kekuatan geser dari penampang pelat beton telah memenuhi persyaratan dan tidak perlu digunakan tulangan geser.

3. PENGECEKAN GESER PONS

Lokasi gaya geser kritis terletak pada jarak  ½ t_p dimuka kolom dimana t_p adalah tebal pelat pondasi = 30 cm. Keliling kritis yang merupakan garis yang berada ½ t_p di muka kolom dihitung sebagai berikut

u = ½ tp + kx + ½ tp + ½ tp + ky + ½ tp + ½ tp + kx + ½ tp + ½ tp + ky + ½ tp = 320 cm

Sehingga potongan yang harus menerima gaya geser pons tersebut mempunyai dimensi 20 cm x 320 cm

Gaya-gaya terfaktor pada dasar kolom adalah sebagai berikut

	Kondisi beban 1	Kondisi beban  2	Kondisi beban 3
Gaya aksial (kN)	424.0	325.5	325.5
Momen  arah X (kN)	96.0	126.0	21.0
Momen  arah Y (kN)	68.0	52.5	52.5

Pengecekan terhadap kekuatan geser pons dari pelat pondasi dilakukan dengan membandingkan gaya aksial penyebab geser pons nominal yang mampu diterima oleh penampang beton pada lokasi kritis (V_n) dengan gaya aksial yang menyebabkan geser pons yang terjadi pada potongan kritis tersebut (V_d). Jika besarnya gaya aksial disain tersebut lebih besar dari kemampuan penampang, maka pada penampang tersebut perlu diberi tulangan geser pons atau bisa juga dengan menaikkan tebal pelat pondasi tersebut.

Kemampuan irisan pada potongan kritis menahan gaya aksial yang menyebabkan geser pons didihitung dengan persamaan berikut

Dengan cara yang sama untuk kondisi beban 2 dan kondisi beban 3 diperoleh

Kondisi beban	Vnc (kN)	Vd (kN)
Kondisi beban 1	636.6	424.0
Kondisi beban 2	547.1	325.5
Kondisi beban 3	760.7	325.5

Karena besarnya V_nc lebih besar dari V_d, maka kekuatan geser pons dari penampang pelat beton telah memenuhi persyaratan dan tidak perlu digunakan tulangan geser pons.

Baca juga :

• Perhitungan analisis dinding penahan tanah pasangan batu kali (xls)
  
• Perhitungan analisis perencanaan atap kuda-kuda baja ringan (xls)
• Perhtungan analisis dinding penahan tanah kantilever (xls)
• Perhitungan analisis struktur tangga (xls)
• Perhitungan analisis plat lantai (xls)
• Perhitungan perencanaan pondasi sumuran 
• Perhitungan perencanaan pondasi spun pile
  

 

Berbagi :