Nota Design Gorong-gorong

PERENCANAAN STRUKTUR

Dalam perencanaan struktur gorong-gorong, diasumsikan permodelan strukturnya berupa portal dengan tumpuan rol dibawahnya. Untuk gorong-gorong tipe 1 bagian-bagian struktural terdapat bagian plat atas, dinding samping dan plat bawah, sedangkan untuk gorong-gorong tipe 2 bagian-bagian struktural terdapat bagian dinding samping dan plat bawah. Perhitungan plat atas diasumsikan sebagai perhitungan plat satu arah sedangkan untuk dinding samping diasumsikan sebagai kolom yang dianalisis selebar satu meter dan bagian plat bawah diasumsikan sebagai plat satu arah. Standar perencanaan yang digunakan adalah:1. Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-2847-2002).2. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, PPPURG 1987.

A. Data Perencanaan

Tebal plat atas, ts= 0.15 mLebar plat atas, bs= 3.3 mTebal dinding atas, td1= 0.4 mTebal dinding bawah, td2= 0.5 mTinggi dinding bawah, T1= 0.6 mTinggi dinding atas, T2= 1.65 mLebar plat bawah, bsb= 1.5 mTebal plat bawah, tsb= 0.3 mTebal pas. batu, tpas. batu= 1 mTinggi air, ta= 1.32 mBerat jenis beton, wc= 2400 kg/m3Berat jenis air, ww= 1000 kg/m3Berat jenis tanah dipadatkan, wta= 1753 kg/m3Berat jenis pas. batu kali, wb= 2200 kg/m3Mutu beton K-225, fc'= 18.675 MPaMutu baja U-390, fy = 390MPa

B. Perhitungan Plat Atas Gorong-gorong1. Berat Sendiri (MS)Ditinjau struktur sipon selebar, b = 1 mTebal plat atas, ts = 0.15 mLebar plat atas, bs = 1.8 mBerat beton bertulang, wc = 2400kg/m3Berat sendiri plat atas, QMS = b*ts*bs*wc = 1*0.15*1.8*2400= 648 kg/m2. Beban Tambahan (MA)NoJenisTebalBeratBeban

(m)(kg/m3)(kg/m)

1Pasangan Batu0.32200660.0

2Air1.3210001320.0

Beban mati tambahan,QMA =1980.0kg/m

3. Analisis MekanikaAnalisa Mekanika menggunakan software bantu STAAD Pro. 2004 dengan faktor pengali beban mati = 1.3 dan beban tambahan = 2.

Momen max= 19.1 kNm4. Pembesian Plat AtasMomen ultimit, Mu = 19.1 kNmMutu beton K-225 Kuat tekan beton, fc' = 18.675 MPaMutu baja U-39 Tegangan leleh baja, fy = 390 MPaTebal slab beton, h = 150 mmJarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 50 mmModulus elastisitas baja, Es = 2.00E+05 MPaFaktor bentuk distribusi tegangan beton, 1 = 0.85b = 1 * 0.85 * fc' / fy * 600 / (600 + fy) = 0.85 * 0.85 * 18.675 / 390 * 600 / (600 + 390)= 0.02Rmax = 0.75 * b * fy * [1 - 1/2 *0.75*b*fy/(0.85*fc')] = 0.75 * 0.04 * 390 * [1 - 1/2 *0.75*0.02*390/(0.85*18.675)]= 4.948Faktor reduksi kekuatan lentur, = 0.8Momen rencana ultimit, Mu = 19.1 kNmTebal efektif slab beton, d = h - d' = 100 mmDitinjau slab beton selebar 1 m, b = 1000mmMomen nominal rencana, Mn = Mu / = 23.875 kNmFaktor tahanan momen, Rn = Mn * 106 / (b * d2)= 23.875 * 106 / (1000 * 1002)= 2.39Rn = 2.39 < Rmax = 4.948 OK!!!Rasio tulangan yang diperlukan := 0.85 * fc' / fy [ 1 - (1-2*Rn / (0.85*fc'))] = 0.85 * 18.675 / 390 [ 1 - (1-2*2.39 / (0.85*18.675))]= 0.0067Rasio tulangan minimum, min = 0.0025Rasio tulangan yang digunakan, = 0.0067Luas tulangan yang diperlukan, As = * b * d = 0.0067*1000*100= 666.8 mm2

C. PERHITUNGAN DINDING GORONG-GORONG

1. Berat Sendiri Dinding dan Plat BawahTebal dinding atas, td1= 0.4 mTebal dinding bawah, td2= 0.5 mTinggi dinding bawah, T1= 0.6 mTinggi dinding atas, T2= 1.65 mBerat jenis beton bertulang, wc= 2400 kg/m3Berat sendiri dinding, QMS= ((((td1+td2)/2)*T2)*b)+(T1*td2)*b)*wc = ((((0.4+0.5)/2)*1.65)*1)+(0.6*0.5)*1)*2400= 2502 kg/mBerat sendiri plat atas, QMsplat= 648 kg/mBerat yang membebani 1 dinding, QMsplat/2= 324 kg/mLebar plat bawah, bsb= 1.5 mTebal plat bawah, tsb= 0.3 mBerat sendiri plat bawah, QMsplatbawah= bsb* tsb*b*wc= 1.5*0.3*1*2400= 1080 kg/mBeban mati total, Qtot = QMS+ QMsplat/2+ QMsplatbawah= 3906 kg/m

2. Beban Mati TambahanBeban mati tambahan, QMA= 1980 kg/m

3. Beban Tekanan Tanah (TA)Berat jenis tanah jenuh air, wta = 1720kg/m3Sudut gesek dalam, = 35 Kohesi, C = 0 kPaFaktor reduksi untuk sudut gesek dalam, KR = 0.7' = tan-1 (KR*tan ) = 0.32 rad= 18.35 Koefisien tekanan tanah aktif, Ka = tan2 (45-'/2)= tan2 (45-13.35/2)= 0.521Beban tekanan tanah pada plat dinding,QTA1 = 0.6*wta*Ka = 0.6*1720*0.521 = 537.812 kg/mQTA2 = QTA1 + H*wta*Ka = 537.812 +(0.6+1.65)*1720*0.3521= 2554.61 kg/m4. Analisis MekanikaAnalisa Mekanika menggunakan software bantu STAAD Pro. 2004 dengan faktor pengali beban mati = 1.3; beban tambahan = 2; dan beban tanah = 1.25.

Momen max = 19.39 kNmAksial max = 8.43 kN5. Pembesian DindingGaya aksial ultimit rencana, Pu = 8.43 kNMomen ultimit rencana, Mu = 19.39 kNmMutu beton K-225 Kuat tekan beton, fc' = 18.675 MPaDitinjau dinding selebar 1 m, b = 1000mmTebal dinding, h = 500 mmJarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 50 mmh' = h-2*d' = 500-2*50= 400 mmh'/h = 400/500= 0.8 mmAg = b*h = 1000*500= 500000 mm2 = Pu/(fc'*Ag) = 8.43*1000/(18.675*500000)= 0.001 = Mu/(fc'*Ag*h) = 19.39*106/(18.675*500000*500)= 0.004

Nilai dan diplot kedalam diagram interaksi diperoleh,Rasio tulangan yang diperlukan, = 0.4 %Luas tulangan yang diperlukan, As = *b*h = 0.004*1000*500= 2000mm2Diameter tulangan yang digunakan, D 12 mmTulangan tekan dibuat sama dengan tulangan tarik :As (tekan) = As (tarik) = 1/2 * As = * 2000= 1000mm2Jarak tulangan yang diperlukan, s = /4*D2*b/(1/2*As) = /4*122*1000/(1000)= 113.04 mmDigunakan Dia.Tulanagan JarakTulangan tekan, D 12 - 100OK!!Tulangan tarik, D 12 - 100OK!!As = / 4 * D2 * b / s = /4 * 122 * 1000 / 100 = 1130.4 mm2 OK!!!Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok.As' = 50% * As = 50% * 1130.4 = 500 mm2Diameter tulangan yang digunakan, D 12 mm Jarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 D2 * b / (1/2 *As')= /4 122 *1000 / 500= 226.08 mmDigunakan tulangan, D 12 200 mmAs = / 4 * D2 * b / s = /4 * 122 * 1000 / 200 = 565.2 mm2 OK!!!

6. Pembesian pada Plat BawahDitinjau plat dasar selebar, b = 1 mGaya reaksi satu dinding, P1 = 8.43 kNBeban ultimit tanah dasar, Pu = 2*P1 = 16.86 kNPanjang plat dasar, L = 2.5 mTegangan ultimit pada dasar pondasi, Qu = Pu / (b*L) = 6.744 kN/m2 Momen ultimit, Mu = 3.513 kNmMutu beton K-225 Kuat tekan beton, fc' = 18.675 MPaMutu baja U-39 Tegangan leleh baja, fy = 240MPaTebal slab beton, h = 300 mmJarak tulangan terhadap sisi luar beton, d' = 50 mmModulus elastisitas baja, Es = 2.00E+05 MPaFaktor bentuk distribusi tegangan beton, 1 = 0.85b = 1 * 0.85 * fc' / fy * 600 / (600 + fy) = 0.85 * 0.85 * 18.675 / 390 * 600 / (600 + 390)= 0.02Rmax = 0.75 * b * fy * [1 - 1/2 *0.75*b*fy/(0.85*fc')] = 0.75 * 0.04 * 390 * [1 - 1/2 *0.75*0.04*390/(0.85*18.675)]= 4.95Faktor reduksi kekuatan lentur, = 0.8Momen rencana ultimit, Mu = 3.513 kNmTebal efektif slab beton, d = h - d' = 250 mmDitinjau slab beton selebar 1 m, b = 1000mmMomen nominal rencana, Mn = Mu / = 4.39 kNmFaktor tahanan momen, Rn = Mn * 106 / (b * d2)= 4.39 * 106 / (1000 * 2502)= 0.07Rn = 0.07 < Rmax = 4.95 OK!!!Rasio tulangan yang diperlukan := 0.85 * fc' / fy [ 1 - (1-2*Rn / (0.85*fc'))] = 0.85 * 18.675 / 390 [ 1 - (1-2*0.64 / (0.85*18.675))]= 0.0002Rasio tulangan minimum, min = 0.0025Rasio tulangan yang digunakan, = 0.0025Luas tulangan yang diperlukan, As = * b * d = 0.0025*1000*250= 625 mm2Diameter tulangan yang digunakan, D 12 mmJarak tulangan yang diperlukan,s = / 4 D2 * b / As = /4 * 122 *1000 / 625= 180.86 mmDigunakan tulangan, D12 100 mmAs = / 4 * D2 * b / s = / 4 * 122 * 1000 / 100= 1130.4 mm2 OK!!!Tulangan bagi / susut arah memanjang diambil 50% tulangan pokok.As' = 50% * As = 50% * 625= 312.5 mm2Diameter tulangan yang digunakan, D 12 mmJarak tulangan yang diperlukan, s = / 4 D2 * b / As' = /4 * 122 *1000 / 200= 565.2 mmDigunakan tulangan, D12 200 mmAs = / 4 * D2 * b / s = / 4 * 122 * 1000 / 200= 565.2 mm2 OK!!!

D. Kesimpulan1. Dimensi sipon yang direncanakan sesuai dengan data perencanaan.2. Untuk beban tanah (TA), nilai sudut gesek dalam () dan nilai kohesi (C) harus disesuaikan dengan data penyelidikan tanah yang ada di lapangan. Jika ada perubahan perhitungan struktur diulang sesuai dengan runtutan perencanaan diatas.3. Mutu beton yang digunakan adalah K-225 (fc = 18.675 MPa) sedangkan mutu baja yang digunakan adalah U-39 (fy = 390 MPa).4. Pada bagian plat atas tulangan pokok yang digunakan adalah D12-150 mm sedangkan tulangan baginya D12-200 mm.5. Pada bagian dinding samping tulangan pokok yang digunakan adalah D12-100 mm sedangkan tulangan baginya D12-200 mm.6. Pada bagian plat bawah tulangan pokok yang digunakan adalah D12-100 mm sedangkan tulangan baginya D12-200 mm.7. Tegangan ijin tanah hasil pengujian lapangan (sondir) harus lebih besar dari 6.744 kN/m2 atau sama dengan 0.067 kg/cm2.

8