b Ukuran Kolom
2.5. Sistem Struktur pada Bangunan Gedung Bertingkat 2.2.1 Pengantar Aplikasi Sistem Struktur pada Bangunan
2.2.4. Analisis Struktur Plat dan Grid
Plat adalah struktur planar kaku yang secara khas terbuat dari meterial monolit yang tingginya relatif kecil dibandingkan dengan dimensi- dimensi lainya. Beban yang umum bekerja pada plat mempunyai sifat banyak arah dan tersebar. Plat dapat ditumpu di seluruh tepinya atau hanya pada titik-titik tertentu, misalnya oleh kolom-kolom, atau bahkan campuran antar tumpuan menerus dan tumpuan titik. Kondisi tumpuan bisa berbentuk sederhana atau jepit. Adanya kemungkinan variasi kondisi tumpuan menyebabkan plat dapat digunakan untuk berbagai keadaan.
Rangka ruang (sebenarnya merupakan rangka batang) yang terdiri dari elemen-elemen pendek kaku berpola segitiga yang disusun secara tiga dimensi dan membentuk struktur permukaan bidang kaku yang besar dengan ketebalan relatif tipis adalah struktur yang analog dengan plat.
Struktur Grid juga merupakan suatu contoh analogi lain dari struktur plat. Struktur grid bidang secara khas terdiri dari elemen-elemen linier kaku panjang seperti balok atau rangka batang, dimana batang-batang tepi atas dan bawah terletak sejajar. Titik hubungnya bersifat kaku. Distribusi momen dan geser pada struktur seperti ini dapat merupakan distribusi yang terjadi pad plat monolit. Pada umumnya grid berbutir kasar lebih baik memikul beban terpusat. Sedangkan plat dan rangka ruang dengan banyak elemen struktur kecil cenderung lebih cocok untuk memikul beban terdistribusi merata. Beberapa skema bentuk struktur plat, rangka ruang dan grid seperti pada Gambar 4.32.
Gambar 4.32. Struktur Rangka Ruang, Plat dan Grid
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
a) Struktur Plat
(1) Struktur Plat Satu Arah
Beberapa hal perlu menjadi perhatian dalam pembahasan struktur plat satu arah, yaitu :
Gambar 4.33. Struktur plat satu arah
Sumber: Schodek, 1999
Beban Merata
struktur plat berperilaku hampir sama dengan struktur grid. perbedaannya adalah bahwa pada struktur plat, berbagi aksi terjadi secara kontinu melalui bidang slab, bukan hanya pada titik-titik tumpuan. Plat tersebut dapat dibayangkan sebagai sederetan jalur balok yang berdekatan dengan lebar satu satuan dan terhubung satu sama lain di seluruh bagian panjangnya. Gambar 4.33 mengilustrasikan struktur plat satu arah.
Beban Terpusat
Plat yang memikul beban terpusat berperilaku lebih rumit. Plat tersebut dapat dibayangkan sebagai sederetan jalur balok yang berdekatan dengan lebar satu satuan dan terhubung satu sama lain di seluruh bagian panjangnya. Karena adanya beban yang diterima oleh jalur balok, maka balok cenderung berdefleksi ke bawah. Kecenderungan itu dikurangi dengan adanya hubungan antara jalur- jalur tersebut. Torsi juga terjadi pada jalur tersebut. Pada jalur yang semakin jauh dari jalur dimana beban terpusat bekerja, torsi dan geser yang terjadi akan semakin berkurang di jalur yang mendekati tepi plat. Hal ini berarti momen internal juga berkurang.
Jumlah total reaksi harus sama dengan beban total yang bekerja pada seluruh arah vertikal. Jumlah momen tahanan internal yang terdistribusi di seluruh sisi plat juga harus sama dengan momen eksternal total. Hal ini didasarkan atas tinjauan keseimbangan dasar.
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan Plat Berusuk
Plat berusuk adalah sistem gabungan balok-slab. Apabila slab mempunyai kekakuan yang relatif kaku, maka keseluruhan susunan ini akan berperilaku sebagai slab satu arah (Gambar 4.34), bukan balok-balok sejajar. Slab transveral dianggap sebagai plat satu arah menerus di atas balok. Momen negatif akan terjadipada slab di atas balok.
Gambar 4.34. Plat Berusuk Satu Arah
Sumber: Schodek, 1999
(2) Struktur Plat Dua Arah
Bahasan atas struktur plat dua arah akan dijelaskan berdasarkan kondisi tumpuan yang ada (gambar 4.35), yaitu sebagai berikut :
Plat sederhana di atas kolom
Plat yang ditumpu sederhana di tepi-tepi menerus
Plat dengan tumpuan tepi jepit menerus
Plat di atas balok yang ditumpu kolom
Sistem slab dan balok dua arah. Plat terletak di atas balok-balok.
Apabila balok ini sangat kaku, maka plat akan berperilaku seolah-olah ditumpu oleh dinding. Apabila balok sangat fleksibel, maka plat
berperilaku seolah-olah ditumpu oleh empat kolom di pojok-pojoknya.
Gambar 4.35. Sistem Balok dan Plat Dua Arah
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
b) Struktur Grid
Pada struktur grid, selama baloknya benar-benar identik, beban akan sama di sepanjang sisi kedua balok. Setiap balok akan memikul setengah dari beban total dan meneruskan ke tumpuan. Apabila balok-balok tersebut tidak identik maka bagian terbesar dari beban akan dipikul oleh balok yang lebih kaku. Apabila balok mempunyai panjang yang tidak sama, maka balok yang lebih pendek akan menerima bagian beban yang lebih besar dibandingkan dengan beban yang diterima oleh balok yang lebih panjang. Hal ini karena balok yang lebih pendek akan lebih kaku. Kedua balok tersebut akan mengalami defleksi yang sama di titik pertemuannya karena keduanya
Gambar 4.36. Struktur Grid Dua Arah Sederhana
Sumber: Schodek, 1999
dihubungkan pada titik tersebut. Agar defleksi kedua balok itu sama, maka diperlukan gaya lebih besar pada balok yang lebih pendek. Dengan demikian, balok yang lebih pendek akan memikul bagian beban yang lebih besar. Besar relatif dari beban yang dipikul pada struktur grid saling tegak lurus, dan bergantung pada sifat fisis dan dimensi elemen-elemen grid tersebut (Gambar 4.36).
Pada grid yang lebih kompleks, baik aksi dua arah maupun torsi dapat terjadi. Semua elemen berpartisipasi dalam memikul beban dengan memberikan kombinasi kekuatan lentur dan kekuatan torsi. Defleksi yang terjadi pada struktur grid yang terhubung kaku akan lebih kecil dibandingkan dengan defleksi pada struktur grid terhubung sederhana.
2.2.5. Desain Sistem Dua Arah: Plat, Grid dan Rangka Ruang