BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.2. Dinding Geser (Shear Wall)
Sebuah dinding geser atau shear wall merupakan dinding yang dirancang untuk menahan geser, gaya lateral akibat gempa bumi. Banyak bangunan yang menggunakan dinding geser untuk membuat rumah yang lebih aman dan lebih stabil. Ketika dinding geser dibangun, itu dibangun dalam bentuk garis berat menguatkan dan diperkuat panel. Dinding idealnya menghubungkan dua dinding eksterior, dan juga penahan dinding geser lainnya dalam struktur.
Dinding geser yang efektif adalah baik kaku dan kuat. Dalam struktur bertingkat, dinding geser sangat penting, karena selain untuk mencegah kegagalan dinding eksterior, mereka juga mendukung beberapa lantai gedung, memastikan bahwa mereka tidak runtuh akibat gerakan lateral dalam gempa bumi.
Gambar 2.1 Dinding geser menerima gaya lateral
Gambar 2.1 memperlihatkan dinding geser yang menerima gaya lateral Vu. Dinding tersebut sebenarnya adalah balok kantilever dengan lebar h dan tinggi keseluruhan lw. Pada gambar bagian (a) dinding tertekuk dari kiri ke kanan akibat Vn dan akibatnya tulangan yang diperlukan sebelah kiri atau pada sisi tarik. Jika Vn diterapkan dari sisi kanan seperti diperlihatkan pada gambar bagian (b), tulangan tarik akan diperlukan pada sisi kanan kanan dinding. Maka dapa kita lihat bahwa dinding geser memerlukan tulangan tarik pada kedua sisinya karena Vu bisa datang dari kedua arah tersebut. Untuk perhitungan lentur, tinggi balok yang diperlukan dari sisi tekan dinding ke titik berat tulangan tarik adalah sekitar 0,8 dari panjang dinding lw. Dinding geser bekerja sebagai sebuah balok kantilever vertikal dan dalam menyediakan tahanan lateral, dinding geser menerima gaya tekuk maupun geser. Untuk dinding seperti itu, geser maksimum Vu dan momen maksimum Mu terjadi pada dasar dinding. Jika tegangan lentur diperhitungkan, besar tegangan lentur
tersebut akan dipengaruhi oleh beban aksial desain Nu dan selanjutnya pengaruh tegangan lentur tersebut harus dimasukkan dalam analitis.
Geser lebih terpengaruh pada dinding yang mempunyai perbandingan tinggi dan panjang yang kecil. Momen lebih berpengaruh pada dinding yang lebih tinggi, terutama pada dinding dengan tulangan yang terdistribusi secara merata. Tulangan ditempatkan mengelilingi semua bukaan, baik diperlukan atau tidak oleh analisa struktur. Praktek seperti ini penting untuk mencegah retak tarik diagonal yang cenderung berkembang menyebar dari pojok bukaan.
2.2.1 Jenis Dinding geser
Jenis dinding geser berdasarkan banyaknya dinding dibagi atas : 1. Dinding geser sebagai dinding tunggal (gambar 2.2a)
2. Beberapa dinding geser disusun membentuk CORE (gambar 2.2b)
Gambar 2.2a Dinding geser tunggal Gambar 2.2b Dinding geser core
Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas :
1. Dinding geser sebagai dinding eksterior 2. Dinding geser sebagai dinding interior 3. Dinding geser simetri
4. Dinding geser asimetri
5. Dinding geser penuh selebar bangunan
6. Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan
Dinding geser dikategorikan berdasarkan geometrinya yaitu:
1. Flexural wall (dinding langsing), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≥ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku lentur.
2. Squat wall (dinding pendek), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≤ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku geser.
3. Coupled Dinding geser(dinding berangkai), dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh balok-balok perangkai, sebagai gaya-gaya tarik dan tekan yang bekerja pada masing-masing dasar pasangan dinding tersebut.
Gambar 2.3 Dinding geser berdasarkan geometrinya
hw lw (a) Dinding Langsing (Flexural Wall) hw lw (b) Dinding Pendek (Squat Wall) (c) Dinding Berangkai (Couple Shear Wall)
Balok Perangkai
Balok Perangkai Balok Perangkai
2.2.2 Fungsi Dinding Geser
Fungsi dinding geser ada dua, yaitu kekuatan dan kekakuan, artinya : 1. Kekuatan
Dinding geser harus memberikan kekuatan lateral yang diperlukan untuk melawan kekuatan gempa horizontal.
Ketika dinding geser cukup kuat, mereka akan mentransfer gaya horizontal ini ke elemen berikutnya dalam jalur beban di bawah mereka, seperti dinding geser lainnya, lantai, pondasi dinding, lembaran atau footings.
2. Kekakuan
Dinding geser juga memberikan kekakuan lateral untuk mencegah atap atau lantai di atas dari sisi-goyangan yang berlebihan.
Ketika dinding geser cukup kaku, mereka akan mencegah membingkai lantai dan atap anggota dari bergerak dari mendukung mereka.
Juga, bangunan yang cukup kaku biasanya akan menderita kerusakan kurang nonstruktural
2.2.3 Perilaku Dinding Geser (Shearwall) akibat gempa
Dinding geser (shearwall) adalah unsur pengaku vertikal yang dirancang untuk menahan gaya lateral atau gampa yang bekerja pada bangunan. Dinding geser dengan lebar yang besar akan menghasilkan daya tahan lentur dan geser yang sangat tinggi dan merupakan sistem struktur yang paling rasional dengan memanfaatkan sifat-sifat beton bertulang. Pada
konstruksi pelat beton bertulang, lantai dapat dianggap tidak mengalami distorsi karena ketegaran lantai sangat besar. Jadi gaya geser yang ditahan oleh sistem struktur disetiap tingkat bisa dihitung berdasarkan rasio ketegaran dengan memakai prinsip statis tak tertentu. Gambar 2.1 memperlihatkan deformasi portal terbuka dan dinding geser kantilever yang memikul gaya gempa secara terpisah, terlihat bahwa deformasi kedua sistem ini berlainan.
Gambar 2.4 Deformasi portal terbuka dan dinding geser
Deformasi pada dinding kantilever menyerupai deformasi balok kantilever yang tegak lurus tanah dan selain deformasi lentur, dinding mengalami deformasi geser dan rotasi secara keseluruhan akibat deformasi tanah. Sebagai perbandingan deformasi portal terbuka besarnya cenderung sama pada tingkat atas dan bawah, sedangkan deformasi pada dinding geser sangat kecil didasar dan besar dipuncak. Gedung yang sesungguhnya tidak memiliki dinding geser yang berdiri sendiri karena dinding berhubungan dalam segala arah dengan balok atau batang lain ke kolom-kolom disekitarnya. Sehingga deformasi dinding akan dibatasi dan keadaan ini sebagai pengaruh pembatasan (boundary effect). Agar daya tahan dinding dapat berfungsi sebagaimana mestinya, maka syarat-syarat dibawah ini harus
diperhatikan dalam tujuan perancangan dinding geser. 1. Dinding geser sebaiknya menerus sampai keatas.
(a)letak diding geser berbeda (b) dinding geser menerus Gambar 2.5 Letak diding geser
Bila letak dinding geser berbeda antara satu tingkat dengan tingkat lainnya seperti pada gambar 2.5a, gaya geser yang terpusat di dinding atas, w1, harus disalurkan ke dinding bawah w2. Dalam hal ini, balok atau pelat D akan memikul gaya tarik dan tekan yang besar. Sebaliknya pada dinding seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.5b, pondasi memikul gaya yang besar karena momen guling (overturning moment) dan tarikan keatas bisa terjadi sehingga menyulitkan perencanaan, namun masalah ini bisa diatasi dengan melebarkan dinding ditingkat bawah, memperkuat dengan kerangka melintang yang tegak lurus pada kedua sisi dinding atau memperkuat balok pondasi.
2. Untuk memperoleh dinding geser yang kuat, balok keliling dan balok pondasi sebaiknya diperkuat. Untuk mengurangi deformasi lentur pada dinding, balok disekitar dinding harus dibuat kuat dan tegar agar daya tahannya lebih baik dan momen lentur dinding harus diusahakan mendekati momen lentur portal terbuka.
3. Bila dinding atas dan bawah tidak menerus atau berseling gaya gempa yang ditahan oleh dinding harus disalurkan melalui lantai.
2.3 Struktur Beton Bertulang