Perencanaan Penulangan Dinding Geser (Shear Wall) Berdasarkan Tata Cara Sni 03-2847-2002

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Agus, (2002). Rekayasa Gempa untuk Teknik Sipil, Padang : Institut Teknologi

Padang

Anonim 1, (2002). Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan

Gedung .SNI 03-2847-2002, Bandung : Badan Standarisasi Nasional.

Anonim 2, (2002). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan

Gedung. SNI 03-1726-2002 : Badan Standarisasi Nasional.

Imran, Iswandi. Yuliari, Ester. Suhelda, & Kristianto, A., Aplicability Metoda

Desain Kapasitas pada Perancangan Struktur Dinding Geser Beton Bertulang,

Seminar dan Pameran HAKI, “Pengaruh Gempa dan Angin terhadap Struktur” :

1-10

Liono, Sugito, (2011). Pendetailan Tulangan Struktur Beton Bertulang Tahan

Gempa sesuai dengan SNI-03-2847-2002, Jurnal Teknik Sipil Vol.7 : 15-41.

Paulay, T., Priestlay, M.J.N., (1991). Seismic Design of Reinforced Concrete

and Masonry Buildings, Canada : John Wiley & Sons, Inc.

Pranata, Yosafat Aji, (2011). Pemodelan Dinding Geser Bidang sebagai Elemen

Kolom Ekivalen pada Gedung Beton Bertulang Bertingkat Rendah, Jurnal Teknik

Sipil Vol.7 : 85-96.

Tumilar, Steffie, (2008). Petunjuk Penggunaan Ketentuan Seismik dan Angin

Berdasarkan ASCE 7-05 dan IBC 2006, Jakarta : HAKI

Tumilar, Steffie, (2009). Petunjuk Perancangan Struktur Berdasarkan Ketentuan

(2)

B A B I I I A N A L I S A

3.1 Umum

Dinding geser (shear wall) didefinisikan sebagai komponen struktur vertikal

yang relatif sangat kaku. Dinding geser pada umumnya hanya boleh mempunyai

bukaan sekitar 5% agar tidak mengurangi kekakuannya. Bangunan beton bertulang

yang tinggi sering didesain dengan dinding geser untuk menahan gempa. Selama

terjadinya gempa, dinding geser yang didesain dengan baik dapat dipastikan akan

meminimalkan kerusakan bagian non struktural bangunan seperti jendela, pintu,

langit-langit dan seterusnya. Dinding geser bisa digunakan untuk menahan gaya

lateral saja maupun sebagai dinding pendukung.

3.2 Analisa Dinding Geser

Dalam perencanaan sebuah dinding geser proses desain dilakukan dalam

beberapa tahap sebagai berikut :

1. Permodelan dinding geser (shear wall)

2. Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada struktur serta menggunakan

kombinasi pembebanan untuk desain

(3)

3.2.1 Pemodelan Dinding Geser ( shear wall )

D C B A

1 2 3 4

(4)

(5)

3.2.2 Perhitungan Gaya-gaya Pada Struktur dan Kombinasi Pembebanan 3.2.2.1 Berat Sendiri / Beban Mati ( )

Berat Sendiri Pelat ( Wp )

Berat Sendiri Balok ( Wb )

Berat Sendiri Kolom ( Wk )

Berat Sendiri Dinding Geser (Wd )

3.2.2.2 Beban Hidup ( )

Beban hidup untuk perkantoran q = 2,5 kN ( 30 % yang bekerja )

3.2.2.3 Beban Gempa ( Analisa Statik Ekivalen )

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perhitungan struktur akibat gempa

adalah :

e. Beban geser dasar gempa. Untuk analisis beban statik ekivalen dalam arah

horizontal digunakan rumus pada persamaan ( 2.1 ) sebagai berikut :

V = .. Wt

f. Beban geser akibat gempa ( V ) yang dibagikan sepanjang tinggi gedung

menjadi bahan-bahan horizontal terpusat yang bekerja pada tiap lantai

gedung. Pembagian gaya geser tersebut menggunakan rumus pada

persamaan ( 2.2 ) sebagai berikut :

= . .

∑ .

g. Waktu getar alami struktur gedung setelah direncanakan dengan pasti,

direncanakan menggunakan rumus pada persamaan ( 2.3 ) sebagai berikut

(6)

T

=

6,3

∑ .

h. Faktor keutamaan ( I ).

3.2.2.4 Kombinasi Pembebanan untuk Desain

Kombinasi pembebanan untuk perancangan struktur beton akibat

gempa berdasarkan SNI - 03 - 2847 – 2002 yang digunakan untuk

perencanaan dinding geser adalah sebagai berikut :

1. U = 1,4 D

2. U = 1,2 D + 1,6 L

3. U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W

4. U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E

5. U = 0,9 D ± 1,0 E

3.2.3 Analisa Struktur untuk Mendesain Tulangan Dinding Geser (shear wall)

Langkah-langakh perhitungan tulangan pada dinding geser :

1. Tentukan baja tulangan horizontal dan tranversal minimum yang

diperlukan

 Periksa apakah dibutuhkan dua layer tulangan

Baja tulangan harus dua layer apabila gaya geser terfaktor ( V )

melebihi kuat dinding geser beton yang ada ( V ada).

V > V ada = A

 Baja tulangan horizontal dan tranversal yang dibutuhkan

(7)

2. Tentukan baja tulangan yang diperlukan untuk menahan geser

Kuat geser dinding geser ( shear wall ) yang direncanakan dhitung dengan

menggunakan rumus pada persamaan ( 2.10 ):

V  A (α ′ + ρ . f )

Dimana :

A = Luas penampang total dinding struktural

α = ¼ untuk h / l  1,5

= 1

6 untuk h / l ≥ 2

ρ = rasio penulangan arah horizontal (tranversal)

3. Tentukan tulangan transversal yang diperlukan di special boundary

element

 Confinement kolom pada boundary element

Spasi maksimum hoops ditentukan oleh yang terkecil diantara :

- 1 ₄ panjang sisi terpendek

- 6 x diameter tulangan longitudinal

- Spasi hoops , s ≤ 100 +

 Confinement untuk shear wall

- 1 ₄ panjang sisi terpendek

- 6 x diameter tulangan longitudinal

(8)

B A B IV A P L I K A S I

4.1 Umum

Dalam tugas akhir ini maka diberikan suatu contoh perhitungan untuk

perencanaan struktur dengan sistem kombinasi open frame dan dinding geser dengan

metode konvensional yang dibandingkan dengan struktur open frame dinding batu

bata. Hasil perhitungan dibuat dalam suatu tabel. Bangunan yang direncankan adalah

portal 6 lantai dimana letak shearwallnya simetris dan beraturan. Data-data yang

digunakan dalam aplikasi ini adalah sebagai berikut :

D C B A

1 2 3 4

1 1

(9)

(10)

(11)

4.2 Struktur Dinding Geser ( shear wall )

Direncanakan struktur 6 lantai dengan tinggi 24 m yang menggunakan

dinding geser (shear wall) dengan panjang 600 cm, lebar 600 cm dan tebal 30 cm.

Komponen struktur yaitu balok 30x40 cm, kolom 40x40 cm, dan tebal pelat lantai 12

cm. Digunakan mutu beton fc’ = 35 Mpa dengan Modulus elastisitas Ec = 27805,6

MPa dan mutu baja fy = 400 Mpa dengan modulus elastisitas Es = 210000 Mpa.

Berat jenis beton (γ ) = 24 kN/m , Berat jenis keramik (γ ) = 21 kN/m .

4.2.1 Perhitungan Gaya – Gaya yang Bekerja pada Struktur Dinding Geser (shear wall)

1. Perhitungan Berat Sendiri a. Pelat lantai

keramik atau tegal t = 2 cm , q = t . γ = 0,02 (21) = 0,42 kN/m spesi atau adukan semen (tebal 1 cm) q = 0,021 kN/m

Ducting AC q = 0,020 kN/m

Beban plafon tambah penggantung q = 0,018 kN/m

Beban tambahan (total) finishing lantai 1

qf = q + q + q + q

= 0,42 + 0,021 + 0,02 + 0,018=0,479 kN/m  ambil 0,5 kN/

Beban total finishing lantai 2 qf = qf = 0,5 kN/m

(12)

 Berat sendiri plat lantai ditambah berat finishing

-Bs pelat lantai +finishing 1 Wp = [( n – 1).l . (n - 1). l ] . ((t . γ ) + qf ) = [( 4 – 1).6. (4 -1).6 ] . ((0,12 . 24)+ 0,5 )= 1095,12 kN

-Bs pelat lantai +finishing 2 Wp = [( n – 1).l . (n - 1). l ] . ((t . γ ) + qf ) = [( 4 – 1).6. (4 -1).6 ] . ((0,12 . 24)+ 0,5 )= 1095.12 kN

-Bs pelat lantai +finishing 3 Wp =[( n – 1).l .(n - 1). l ].((t . γ ) + qf ) =1095,12 kN

b. Berat Sendiri Balok

- Berat sendiri Balok memanjang dan melintang lantai 1

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = [ (4 (4 - 1).(6)(0,3).(0,4)) + ( 4 – 1 ) . 4 . 6 . (0,3) .(0,4))] 24

= 241,92 kN

-Berat sendiri Balok memanjang dan melintang lantai 2

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = [ (4 (4 - 1).(6)(0,3).(0,4)) + (( 4 – 1 ) . 6 .4 . (0,3) .(0,4))] 24

(13)

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = 241,92 kN

c. Berat Sendiri Kolom

Banyak kolom n = 16

-Berat sendiri lantai kolom dasar

Wk = n . (1/2 . lk .bk .hk . γ ) = 16 . (1/2).(4).(0,4).(0,4). (24)

= 122,88 kN

-Berat sendiri kolom lantai 1

Wk = n . [(1/2 . lk .bk .hk . γ ) + (1/2 . lk .bk .hk . γ )] = 16 . [(1/2 . (4).(0,3).(0,3).24) + ((1/2).(4).(0,3).(0,3).(24)]

= 245,76 kN

(14)

= 245,76 kN

Wk3 = n . [(1/2 . lk .bk .hk . γ ) + (1/2 . lk .bk .hk . γ )]

= 245,76 kN

Wk = n . [(1/2 . lk .bk .hk . γ ) + (1/2 . lk .bk .hk . γ )] = 245,76 kN

Wk = n . (1/2 . lk .bk .hk . γ ) = 122,88 kN

d. Berat Dinding Geser ( Wd )

Banyak dinding geser n = 8

Tebal dinding geser t = 300 mm

Tinggi dinding h = lk + lk + lk + lk + lk + lk

= 4000 + 4000 + 4000 + 4000 + 4000 + 4000

= 24000 mm = 24 m

Lebar dinding geser l = 6000 mm = 6 m

-Lantai dasar Wd = n . (½ .t . lk .l . γ )

= 8 . (½.(0,3).(4).(6).(24)) = 691,2 kN

(15)

-Lantai 2 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 3 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 4 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 5 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 6 Wd =n . (½ .t . lk .l . γ ) = 691,2 kN

Berdasarkan perhitungan di atas maka semua hasil perhitungan dibuat dalam

suatu tabel sebagai berikut :

Tabel 4.1 Berat Sendiri atau Beban Mati (wbs) tiap lantai

Tingkat Lantai

Berat sendiri (kN) Total Berat Sendiri

(16)

-Lantai 6 W = W = 243 kN

Wll = W + W + W + W + W + W

= 243 + 243 + 243 + 243 + 243 + 243 = 1458 kN

3. Berat Bangunan per Lantai Akibat Beban Mati dan Beban Hidup ( dead load + live load )

Tabel 4.2 Berat total tiap lantai

(17)

Jenis tanah : lunak

Data material :

-Berat jenis beton = 24 KN/m

-Mutu beton ( f’c ) = 35 MPa

-Mutu baja (fy) = 400 MPa

Data gempa, wilayah gempa 4, jenis tanah lunak sesuai dengan SNI-1726-2002 :

-Faktor keutamaan ( I ) (untuk perkantoran) = 1

-Nilai R, untuk B-T , Sistem ganda R = 6,5

-Nilai R, untuk U-S, SRPMM R = 6,5

Data struktur

-Jumlah bentang

 Arah B-T = 3 bentang

 Arah U-S = 3 bentang

- Panjang tiap bentang

 Arah B-T = 6 m

 Arah U-S = 6 m

-Jumlah portal

 Arah B-T = 4 portal

 Arah U-S = 4 portal

-Jumlah tingkat = 6 tingkat

 Tinggi tingkat 1-6 = 4 m

(18)

Tabel 4.3 Dimensi Bangunan

Tingkat

Dimensi

Balok Kolom

pjg arah U-S pjg arah B-T Lebar Tinggi Panjang Lebar Tinggi

Cm Cm cm cm cm cm cm

6 600 600 30 40 400 40 40

5 600 600 30 40 400 40 40

4 600 600 30 40 400 40 40

3 600 600 30 40 400 40 40

2 600 600 30 40 400 40 40

1 600 600 30 40 400 40 40

-Jumlah balok per tingkat arah B-T = 8

-Jumlah balok per tingkat arah U-S = 8

-Jumlah kolom per tingkat = 4

-Pelat lantai

 Tebal lantai = 12 cm

 Luas total = 18 x 18 = 324 m

- Beban

 Beban mati

o Beban mati tambahan pada plat lantai = 0,5 kN/m

o Tebal dinding geser = 30 cm

 Beban hidup

(19)

Tabel 4.4 Berat Bangunan per tingkat

Tingkat Lantai

Beban Sendiri Beban Hidup Beban

Total

Taksiran waktu getar alami (T) secara empirik

-Berdasarkan UBC untuk arah B-T sistem ganda

(20)

-Untuk fungsi gedung perkantoran

menjadi beban-beban horizontal terpusat yang bekerja pada tiap lantai gedung.

Pembagian gaya geser tersebut menggunakan rumus sebagai berikut :

= . .

∑ .

Tabel 4.5 Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat

(21)

Berdasarkan pasal 6.1.4 SNI 03-1728-2002 di puncak gedung tidak ada beban

-Kontrol atau Analisa terhadap T Rayleigh

Besarnya T yang menggunakan rumus empiris harus dibandingkan dengan

(22)

Dari hasil program SAP2000 didapat gaya-gaya ( M, D, N ) yang terjadi pada

dinding geser (dapat dilihat pada table 4.7).

Tabel 4.7 Gaya-Gaya yang Terjadi pada Dinding Geser dari Hasil Program SAP2000

Tingkat

Sesuai SNI 1728 2002 , Pada Sistim Ganda (SG) ; beban lateral bumi ( beban

gempa) dipikul bersama oleh dinding geser (DS) dan rangka secara proporsional.

Dimana dinding geser (DS) tersebut memikul maximum 75 % dari gaya lateral yang

terjadi.Dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut :

Tabel 4.8 Perbandingan Beban Lateral pada Dinding Geser dan Seluruh Bangunan

Tingkat V V2 V/V2

Pada Dinding Geser Seluruh Bangunan %

(23)

Dari hasil di atas dapat dilihat bahwa dinding geser yang direncanakan memenuhi

sistem ganda, dimana gaya lateral yang dipikul oleh dinding geser adalah 52,51 %.

4.2.2 Perencanaan Penulangan Dinding Geser (shear wall) Secara Konvensional

- Lantai Satu ( 1 )

Dimana :

Mu = 537,68 kN

Vu = 2793,33 kN

Pu = 4463,79 kN

1. Baja tulangan horizontal dan tranversal minimum yang diperlukan

 Periksa apakah dibutuhkan dua lapis tulangan

Baja tulangan dua layer apabila gaya geser terfaktor yang terjadi melebihi V

ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m

V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

V = 2793,33 kN > V ada = 1774,824 kN ( memerlukan dua layer tulangan )

Kuat Geser Maksimum :

V max = A = . , √35 . 10 = 8874,119 kN ……Ok (gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser dinding geser).

 Baja tulangan horizontal dan transversal yang dibutuhkan

(24)

Luas dinding geser / meter panjang :

= t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m

Permeter minimal harus ada :

= 0,3 .(0,0025) = 0,3 . (0,0025) = 750 mm2

Bila digunakan baja tulangan ∅16 untuk vertikal dan horizontal, maka untuk 2 lapis menjadi :

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

Karena digunakan dua layer , maka jumlah tulangan yang diperlukan adalah :

n

=

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

( tidak memenuhi syarat batas maksimum, spasi harus diperkecil dan tidak

boleh melebihi 45 cm )

Kita ambil s = 300 mm

2. Tulangan untuk menahan geser

Kita asumsikan menggunakan dua layer tulangan D16 dengan jarak 300 mm,

∅16.

Kuat geser dinding geser:

V = A (α + ρ . f ) Dimana :

= = 4 > 3

(25)

ρ = = . .( )

. = 0,0045

ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

V = A (α + ρ . f )

= (1800000) . [(0,1667 . √35 )+ (0,0045 . 400 )] . 10 = 5015,179 kN

V = 2793,33 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

Dinding geser (shearwall) cukup kuat menahan geser. Untuk itu, kita bisa

menggunakan dua layer ∅16–300 mm

3. Menentukan tulangan tranversal yang diperlukan

 Confinement kolom 40x40 cm pada boundary element

Kita menggunakan kolom ukuran 40 x 40 cm pada boundary element ,

asumsikan hoop (sengkang) berbentuk persegi dengan tulangan ∅12 Karateristik inti penampang :

h = dimensi inti (jarak yang diukur dari centroid ke centroid hoops)

h = l – (2x40 mm + 2 )= 508 mm

- 1 ₄ panjang sisi terpendek = 1 ₄ . 600 = 150 mm

- 6 x diameter tulangan longitudinal = 6 x 25 = 150 mm

s ≤ 100 + = 100 + = 104 mm

(26)

Sehingga dengan D12 spasi 100 mm, confinement yang dibutuhkan :

A = , . . . = , . . . = 399,263 mm

Kolom menggunakan 12 ∅ 25 , sehingga kita hanya dapat mengaitkan 4 hoops dan cross ties dimasing – masing sisi.

A = 4.(1/4). .d = 531 mm > A = 399,263 mm …….. Ok Maka , 4 hoops dgn ∅12 -100 mm dapat digunakan.

 Confinement untuk shearwall

Sebagai trial awal digunakan d = 12 mm. Spasi maksimum yang diizinkan

untuk D12 adalah :

h = t - (2 x 40 mm) – d = 300 – (2 x 40) – 12 = 208 mm

s ≤ 100 + = 100 + =170,667 mm

Ambil spasi s = 100 mm

Untuk confinement arah paralel terhadap shearwall gunakan ∅12 -100 mm

A = , . . . = , . . . = 163, 013 mm

(27)

- Lantai Dua ( 2 )

Dimana :

Mu = 546,94 kN

Vu = 2793,33 kN

Pu = 1572,04 kN

ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m

V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

Rasio distribusi tulangan minimum ρ = 0.0025 dan spasi maksimum 45 cm

= t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m

(28)

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

n =

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

∅16.

= = 4 > 3

α = ¼ untuk h / l  1,5 ; α = 1 ₆ untuk h / l ≥ 2

ρ = = . .( )

. = 0,0045

ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

(29)

= 5015,179 kN

V = 2793,33 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

h = l – (2x40 mm + 2 )= 508 mm

s ≤ 100 + = 100 + = 104 mm

Maka, digunakan hoops dengan tulangan D12 – 100 mm

A = , . . . = , . . . = 399,263 mm

(30)

- Lantai Tiga ( 3 )

Dimana :

Mu = 578,11 kN

Vu = 2875,46 kN

Pu = 1572,04 kN

ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m

V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

V = 2875,46 kN > V ada = 1774,824 kN ( memerlukan dua layer tulangan )

= t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m

(31)

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

n =

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

∅16.

= = 4 > 3

ρ = = . .( )

. = 0,0045

ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

V = A (α + ρ . f )

(32)

= 5015,179 kN

V = 2875,46 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

h = l – (2x40 mm + 2 )= 508 mm

s ≤ 100 + = 100 + = 104 mm

Maka, digunakan hoops dengan tulangan D12 – 100 mm

A = , . . . = , . . . = 399,263 mm

(33)

- Lantai Empat ( 4 )

Dimana :

Mu = 636,30 kN

Vu = 2875,46 kN

Pu = 2032,77 kN

ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m

V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

= t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m

(34)

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

n =

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

∅16.

= = 4 > 3

ρ = = . .( )

. = 0,0045

ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

(35)

= 5015,179 kN

V = 2875,46 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

menggunakan dua layer ∅16–300 mm.

Dan begitu juga selanjutnya pada tingkat 5 dan 6, mempunyai tulangan

horizontal dan vertikal 2 ∅16 - 300 mm, dimana kolomnya memiliki tulangan 12

∅25.

4.3 Perhitungan Beban dan Gaya-Gaya pada Struktur Dinding Geser tanpa Tulangan

Komponen struktur yaitu balok 45x45 cm, kolom 45x55 cm, tebal pelat 12 cm

dan tebal dinding bata 15 cm.

a. Perhitungan berat sendiri dan beban hidup tiap lantai 1. Lantai 6 (atap)

 Berat sendiri (Wd)

- Pelat lantai = 18 x 18 x 0,12 x 24 = 933,12 kN

- Balok = 4 x {(18 x 0,40 x 0,50) + (18 x 0,40 x 0,50)} x 24 = 691,2 kN

- Kolom = 16 x 0,50 x 0,50 x (1/2 x 4) x 24 = 192 kN

- Dinding bata = 4 x 18 x 0,15 x (1/2 x 4) x 17 = 367,20 kN

- Plafond = 18 x 18 x 0,018 = 5,83 kN

- Spesi = 18 x 18 x 0,01 x 21 = 68,04 kN

- Keramik = 18 x 18 x 0,02 x 21 = 136,08 kN

(36)

 Beban Hidup (Wl)

- Wl = 250 kg = 2,5 kN/m2

- Koefisien reduksi = 30 %

- Wl6 = 0,3 x 18 x 18 x 2,5 = 243 kN

 Beban Total

- W6 = Wd + Wl

= 2393,47 kN + 243 kN

= 2636,47 kN

2. Lantai 5

 Berat sendiri (Wd)

- Pelat lantai = 18 x 18 x 0,12 x 24 = 933,12 kN

- Balok = 4 x {(18 x 0,45 x 0,55) + (18 x 0,45 x 0,55)} x 24= 855,36 kN

- Kolom = 16 x 0,5 x 0,5 x (2 x ½ x 4) x 24 = 384 kN

- Dinding bata = 4 x 18 x 0,15 x (2 x ½ x 4) x 17 = 734,40 kN

- Plafond = 18 x 18 x 0,018 = 5,83 kN

- Spesi = 18 x 18 x 0,01 x 21 = 68,04 kN

- Keramik = 18 x 18 x 0,02 x 21 = 136,08 kN

Total Berat sendiri (Wd5) = 3116,83 kN

 Beban Hidup (Wl)

- Wl = 250 kg = 2,5 kN/m2

- Koefisien reduksi = 30 %

- Wl5 = 0,3 x 18 x 18 x 2,5 = 243 kN

(37)

- Beban Total

- W5 = Wd + Wl

= 3116,83 kN + 243 kN

= 3359,83 kN

Untuk lantai 4,3, 2 dan 1 perhitungan beban-bebannya sama dengan

perhitungan lantai 5.

b. Analisis Statik Ekivalen

Fungsi bangunan : perkantoran

Wilayah gempa : 4

Jenis tanah : lunak

Data gempa, wilayah gempa 4, jenis tanah lunak sesuai dengan SNI-1726-2002 :

-Faktor keutamaan ( I ) (untuk perkantoran) = 1

-Nilai R, untuk B-T , Sistem ganda R = 6,5

-Nilai R, untuk U-S, SRPMM R = 6,5

Taksiran waktu getar alami (T) secara empirik

-Berdasarkan UBC untuk arah B-T sistem ganda

Tinggi gedung ( h ) = 24,00 m

C = 0,0488

T = C.( h ) /

(38)

-Arah U-S sistem SPRMM

-Untuk fungsi gedung perkantoran

Wilayah Gempa : 4

Tabel 4.9 Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat

(39)

Berdasarkan pasal 6.1.4 SNI 03-1728-2002 di puncak gedung tidak ada beban

horizontal gempa terpusat karena rasio:

= = 1,33 < 3

Tabel 4.10 Analisa T Akibat Gempa

Tingkat

-Kontrol atau Analisa terhadap T Rayleigh

Besarnya T yang menggunakan rumus empiris harus dibandingkan dengan

(40)

Maka, nilai T sudah memenuhi ketentuan sehingga tidak perlu

dilakukan perhitungan ulang gaya gempa.

Dari hasil program SAP2000 didapat gaya-gaya ( M, D, N ) yang terjadi pada

dinding geser (dapat dilihat pada table 4.11).

Tabel 4.11 Gaya-Gaya yang Terjadi pada Struktur Open Frame

Tingkat

Gaya-gaya dalam

P V2 M3

kN kN kN

6 101,314 439,700 487,825

6 -1770,396 -439,700 -500,818

5 143,124 675,692 522,893

5 -4523,286 -675,692 -847,229

4 99,194 671,781 524,035

4 -7285,999 -671,781 -949,822

3 77,661 666,537 523,995

3 -10061,808 -666,537 -1057,389

2 44,180 688,061 551,381

2 -12855,056 -688,069 -1121,034

1 92,853 689,661 571,747

(41)

4.4 Hasil dan Pembahasan

4. Normal pada kolom paling bawah = 15684,304 kN

Normal pada kolom paling bawah = 14189,268 kN

5. Gaya lintang pada kolom = 2669,236 kN Gaya lintang pada kolom = 976,06 kN

Gaya lintang pada shear wall = 2875,46 kN

6. Momen pada kolom bawah = 539,297 kN Momen pada kolom bawah = 99,322 kN

7. Momen tumpuan balok = 1252,231 kN Momen tumpuan balok = 773,791 kN

8. Momen lapangan balok = 549,674 kN Momen lapangan balok = 451,76 kN

9. Deflection maksimum arah horizontal = 65,686 mm

Deflection maksimum arah horizontal = 20,031 mm

10. Tulangan pada kolom bawah =

368,236 kg/m3

Tulangan pada kolom bawah =

457,695 kg/m3,

Tulangan shear wall = 25,562 kg/m3

11. Tulangan balok = 120,848 kg/m3 Tulangan balok = 155,708 kg/m3

(42)

B A B V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Gaya geser maksimum yang terjadi pada dinding geser (Vu ) adalah

2875,46 kN.

2. Dinding geser (shear wall) yang direncanakan menggunakan dimensi

panjang /lebar dinding geser 6 m dan tebal 30 cm dengan tinggi gedung

24 m.

3. Dinding geser (shear wall) yang direncanakan menggunakan dua layer

baja tulangan D16-300.

4. Berdasarkan perhitungan analisa struktur pada perencanaan struktur

dinding geser diperoleh kuat geser (V ) sebesar 5015,179 kN (V >

Vu ). Dengan demikian, dinding geser (shear wall) cukup kuat

menahan gaya geser yang terjadi pada struktur.

5. Dari data perbandingan volume pekerjaan didapat :

- Volume pekerjaan kombinasi Struktur Open Frame dengan Dinding

Geser (shear wall) = 744 m3

(43)

B A B I I

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1 Umum

Gaya gempa sangat berbahaya karena gerakan tiba-tiba pelepasan energi

tegangan yang kemudian dipindahkan melalui tanah dalam bentuk gelombang

getaran elastis yang dipancarkan ke segala arah dari titik runtuh (rupture point).

Perpindahan gelombang inilah pada suatu lokasi (site) bumi yang disebut gempa

bumi. Ketika terjadinya gempa, suatu struktur mengalami getaran gempa dari lapisan

tanah di bawah dasar bangunannya secara acak dalam berbagai arah.

Adapun cara yang paling sederhana dan langsung dapat dipakai untuk

menentukan pengaruh gempa terhadap struktur adalah dengan analisa beban statik

ekuivalen. Analisa beban statik ekuivalen hanya boleh dilakukan untuk struktur -

struktur gedung yang sederhana dan beraturan yang tidak menunjukkan perubahan

yang mencolok dalam perbandingan antara berat dan kekakuan pada

tingkat-tingkatnya. Sementara struktur-struktur gedung yang tidak begitu mudah

diperkirakan perilakunya terhadap gempa harus direncanakan dengan cara analisa

dinamik. Oleh gempa mengakibatkan adanya perubahan-perubahan dalam bentuk

struktur yang menyebabkan simpangan-simpangan dari lantai-lantainya tak beraturan

sehingga gaya inersianya menjadi tidak beraturan.

2.1.1 Tipe Struktur

Dalam mendesain sistem struktural perlu diperhatikan kestabilan lateral.

(44)

mempengaruhi desain elemen – elemen vertikal struktur tetapi juga elemen

horizontalnya. Struktur harus disusun sedemikian rupa hingga mekanisme pikul

beban lateral mencukupi untuk memikul semua jenis kondisi beban lateral yang

mungkin terjadi padanya. Adapun tiga struktur penahan gempa dari gedung

bertingkat banyak adalah :

1. Portal Terbuka (Open Frame)

Simpangan antar tingkat yang besar dapat mengakibatkan sendi – sendi

plastis pada balok. Sesuatu yang perlu diperhatikan seksama bahwa

terbentuknya sendi –sendi plastis jangan sampai terlalu dini karena begitu

tingginya bangunan. Portal terbuka segi empat yang terdiri dari kolom dan

balok dengan hubungan monolit membentuk ruangan yang besar dan

memberikan daya tahan horizontal pada kerangka keseluruhan. Pada struktur

beton bertulang dan yang sejenis, kekuatan batang tidak begitu besar sehingga

daya tahannya terbatas dan pada gedung bertingkat pemakaian gabungan portal

terbuka dan dinding geser umumnya lebih menguntungkan.

2. Portal Dinding

Mengingat bahwa sendi plastis jangan terlalu dini untuk terjadi pada

bangunan bertingkat tinggi, oleh karenanya perlu elemen struktur yang lain

yakni struktur dinding beton bertulang yang dapat mengendalikan simpangan

antar tingkat yang berlebihan pada tingkat – tingkat bawah. Portal dinding

adalah dinding luar gedung yang ditujukan untuk bekerja sebagai balok dan

kolom serta penahan gaya gempa. Antar struktur dan portal mempunyai pola

simpangan yang saling berlawanan. Struktur portal akan mengalami pola

(45)

simpangan yang didominasi lentur (flexure). Tingkat – tingkat bawah struktur

portal umumnya dibantu oleh struktur dinding. Namun sebaliknya pada tingkat

atas struktur dinding ini memiliki pengaruh yang kurang baik.

3. Dinding Geser (Shearwall)

Shear wall, yaitu diding dengan material batu bata atau batako yang

diperkuat secara khusus dengan angker baja, dimana struktur dengan dinding

geser dan portal-portal bertulang ikut menahan beban gempa melalui aksi

komposit sehingga meningkatkan kekakuan dan menahan gaya

lateral.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.

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

(46)

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

(47)

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

(48)

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

(49)

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

(50)

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

(51)

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

(52)

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 2.3.1 Pembebanan Struktur

Ketentuan mengenai dan defenisi beban-beban yang bekerja pada

struktur adalah sebagai berikut :

1. Beban Mati adalah berat dari semua bagian suatu gedung yang bersifat

tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian,

mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak

terpisahkan dari gedung itu.

2. Beban Hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau

penggunaan suatu gedung, ke dalamny termasuk beban-beban pada lantai

yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, serta peralatan

yang tidak merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari gedung

tersebut, termasuk beban akibat air hujan pada atap.

3. Beban Gempa adalah semua beban statistik ekivalen yang bekerja pada

gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah

akibat gempa tersebut.

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perhitungan struktur

akibat gempa adalah :

a. Beban geser dasar gempa. Untuk analisis beban statik ekivalen

dalam arah horizontal digunakan rumus sebagai berikut :

(53)

Dimana :

tinggi gedung menjadi bahan-bahan horizontal terpusat yang

bekerja pada tiap lantai gedung. Pembagian gaya geser tersebut

menggunakan rumus sebagai berikut :

= . .

∑ .

( 2.2 )

Dimana :

= Beban gempa horizontal pada lantai ke-i

= Berat lantai ke-i

= Tinggi lantai ke-i

V = Beban geser akibat gempa

c. Waktu getar alami struktur gedung setelah direncanakan

dengan pasti, direncanakan menggunakan rumus :

T

=

6,3

∑ .

( 2.3 )

Dimana :

T = Waktu getar alami fundamental

(54)

d. Faktor keutamaan ( I ) digunakan untuk memperbesar beban

gempa rencana agar tingkat kerusakan struktur terhadap gempa

semakin kecil dan diharapkan struktur gedung dapat memikul

beban gempa dengan periode ulang lebih panjang.

Tabel 2.1 Faktor keutamaan bangunan

Gedung atau Bangunan Faktor Keutamaan

(I)

Gedung Umun Seperti untuk penghunian,perniagaan dan

perkantoran

1

Monumen dan bangunan monumental 1

Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit,instalasi air

bersih,pembangkit tenaga listrik,pusat penyelamatan dalam

keadaan arurat,fasilitas radio dan televise.

1.5

Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti

gas,produk minyak bumi,asam,bahan beracun.

1.5

Cerobong,tangki diatas menara. 1.25

2.3.2 Persyaratan Kekuatan

Struktur yang direncanakan kekuatannya harus lebih besar dari

kekuatan yang diperlukan dalam menahan gaya-gaya yang bekerja.

Kuat rencana > Kuat perlu

Berdasarkan SNI - 03 - 2847 - 2002, agar struktur dan komponen

struktur memenuhi syarat kekuatan dan layak pakai terhadap macam-macam

(55)

1. Kuat Perlu

Kuat perlu terbagi dalam beberapa kombinasi pembebanan yaitu :

a. Kuat Perlu U untuk menahan beban mati (D) paling tidak harus sama

dengan :

U = 1,4 D ( 2.4 )

b. Kuat perlu (U) yang menahan beban mati (D) dan beban hidup (L),

paling tidak harus sama dengan :

U = 1,2 D + 1,6 L ( 2.5 )

c. Kuat perlu (U) yang menahan beban mati (D), beban hidup (L) dan

beban angin (W), yaitu :

U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W ( 2.6 )

d. Bila ketahan struktur terhadap gempa (E) harus diperhitungkan

terhadap perencanaan, maka nilai U berlaku :

U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E ( 2.7 )

Atau

U = 0,9 D ± 1,0 E ( 2.8 )

Kuat perlu (U) yang dipakai adalah kuat perlu (U) yang nilai terbesar,

karena pada desain bangunan gedung kantor beban angin dan beban

khusus tidak ditinjau dikarenakan pengaruhnya terhadap bangunan

tidak signifikan maka kuat perlu yang diperhitungkan adalah kuat

perlu pada point (b) dan (d).

2. Kuat Rencana

Kuat rencana suatu komponen struktur, sambungannya dengan komponen

(56)

normal, geser, dan torsi, harus diambil sebagai hasil kali kuat nominal, yang

3. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur :

a. Komponen struktur dengan tulangan spiral

maupun sengkang ikat.

Dalam SNI-03-2847-2002 diatur tentang ketentuan detail tulangan

untuk struktur tahan gempa. Sebagai contoh sebuah struktur yang

direncanakan hanya terhadap beban gravitasi tetapi dikehendaki agar mampu

tahan gempa berarti ketentuan detail tulangan mengikuti ketentuan di pasal

23. Dalam SNI-03-2847-2002 diatur beberapa ketentuan detail tulangan

sesuai dengan sistem rangka yang digunakan. Untuk sistem rangka yang

direncanakan berperilaku elastis dapat menggunakan ketentuan detail

tulangan pasal 9, untuk sistem rangka yang direncanakan berperilaku daktail

(57)

berperilaku daktail penuh (sistem rangka pemikul momen khusus/SRPMK)

harus mengikuti ketentuan detail tulangan dalam pasal 23.

1. Ketentuan Detail Tulangan SRPMM

SRPMM adalah sistem rangka pemikul momen menengah dimana

struktur rangka beton bertulang direncanakan berperilaku daktail menengah

artinya tidak semua kapasitas daktilitas strukturnya dikerahkan semuanya.

Desain tersebut dilakukan dengan membagi gaya gempa elastis dengan

sebuah faktor yang sedang sehingga struktur direncanakan dengan nilai beban

gempa yang lebih kecil tapi dengan pendetailan tulangan yang sesuai

diharapkan saat terjadi gempa tidak terjadi kerusakan-kerusakan yang berat.

Karena daktilitas yang dikerahkan masih dalam tingkat menengah maka

detail tulangan yang disyaratkan juga tidak terlalu ketat, terutama dalam

pendetailan elemen-elemen vertikalnya. Untuk elemen lentur balok,

SNI-03-2847-2002 menerapkan beberapa ketentuan penting detail tulangan SRPMM

sebagai berikut :

 Jumlah tulangan positif di muka kolom tidak lebih kecil dari 1/3 jumlah

tulangan negatif pada lokasi yang sama.

 Jumlah tulangan positif dan negatif pada sepanjang bentang tidak lebih

kecil dari 1/5 jumlah tulangan terbesar pada kedua muka kolom.

 Di kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang lokasi 2h

(h=tinggi balok) diukur dari muka kolom ke tengah bentang, spasi

sengkang pertama 50 mm. Spasi maksimum sengkang di lokasi tersebut

tidak boleh lebih dari d/4, 8db, 24ds, 300 mm. Lokasi sepanjang 2h

(58)

 Sengkang di sepanjang bentang balok tidak boleh dipasang dengan

spasi melebihi d/2. Untuk elemen aksial-lentur kolom,

SNI-03-2847-2002 menerapkan beberapa ketentuan penting detail tulangan SRPMM

sebagai berikut :

 Ditetapkan sebuah panjang Lo yaitu lokasi dimana diharapkan

terjadi sendi plastis, panjang Lo diambil sebagai nilai terbesar dari

1/6 Hn, hkolom, 500 mm. Hn adalah tinggi bersih kolom, h adalah

dimensi penampang kolom terbesar.

 Pada daerah Lo harus dipasang sengkang dengan spasi so tidak

melebihi 8db, 24 ds, ½ b, 300 mm. Dimana ”b” adalah dimensi

penampang kolom terkecil.

 Pada lokasi selain Lo spasi sengkang dipasang dengan jarak

maksimum 2so.

2. Ketentuan Detail Tulangan SRPMK

SRPMK adalah sistem rangka pemikul momen khusus dimana struktur

rangka beton bertulang direncanakan berperilaku daktail penuh artinya semua

kapasitas daktilitas strukturnya dikerahkan secara maksimal. Desain tersebut

dilakukan dengan membagi gaya gempa elastis dengan sebuah faktor yang

besar sehingga struktur direncanakan dengan nilai beban gempa yang kecil

sekali tapi dengan pendetailan tulangan yang sesuai diharapkan saat terjadi

gempa tidak terjadi kerusakan-kerusakan yang berat karena strukturnya

mampu mengembangkan daktilitasnya secara penuh. Karena daktilitas yang

dikerahkan sudah maksimal maka detail tulangan yang disyaratkan juga

(59)

Untuk elemen lentur balok, SNI-03-2847-2002 menerapkan beberapa

ketentuan penting detail tulangan SRPMK sebagai berikut :

 Jumlah tulangan positif di muka kolom tidak lebih kecil dari 1/2 jumlah

tulangan negatif pada lokasi yang sama. - Jumlah tulangan positif dan

negatif pada sepanjang bentang tidak lebih kecil dari ¼ jumlah tulangan

terbesar pada kedua muka kolom.

 Di kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang lokasi 2h

(h=tinggi balok) diukur dari muka kolom ke tengah bentang, spasi

sengkang pertama 50 mm. Spasi maksimum sengkang di lokasi tersebut

tidak boleh lebih dari d/4, 8db, 24ds, 300 mm. Lokasi sepanjang 2h

adalah lokasi dimana diharapkan terjadi sendi plastis.

 Sengkang di sepanjang bentang balok tidak boleh dipasang dengan

spasi melebihi d/2.

Untuk elemen aksial-lentur kolom, SNI-03-2847-2002 menerapkan

beberapa ketentuan penting detail tulangan SRPMK sebagai berikut :

 Ditetapkan sebuah panjang Lo yaitu lokasi dimana diharapkan terjadi

sendi plastis, panjang Lo diambil sebagai nilai terbesar dari 1/6 Hn, h

kolom, 500 mm. Hn adalah tinggi bersih kolom, h adalah dimensi

penampang kolom terbesar. Pada daerah Lo harus dipasang sengkang

dengan spasi tidak melebihi 6db, 1/4 b,

s = 100 +  100 ≤ s ≤150 . ( 2.9 )

(60)

 Jika nilai gaya aksial pada kolom melebih 0.1f’cAg, maka sengkang

tersebut diatas dipasang di seluruh tinggi kolom. Jika tidak maka pada

lokasi selain Lo, spasi sengkang dipasang dengan jarak maksimum

6db / 150 mm, diambil nilai yang terkecil.

 Pada ujung kolom yang berhenti di pondasi (pilecap, telapak) atau

dinding beton bertulang maka sengkang tersebut diatas harus

diteruskan sampai ke dalam pondasi sepanjang panjang penyaluran

tarik.

2.4 Perencanaan Dinding Geser

Dalam prakteknya dinding geser selalu dihubungkan dengan sistem rangka

pemikul momen pada gedung. Dinding struktural yang umum digunakan pada

gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai.

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 (BSN, 2002), dinding geser beton bertulang

kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang fungsi utamanya adalah

untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada dinding

ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur (bukan akibat gaya geser), melalui

pembentukkan sendi plastis di dasar dinding.

Nilai momen leleh pada dasar dinding tersebut dapat mengalami peningkatan

terbatas akibat pengerasan regangan (strain hardening). Jadi berdasarkan SNI

03-1726-2002, dinding geser harus direncanakan dengan metode desain kapasitas.

Dinding geser kantilever termasuk dalam kelompok flexural wall, dimana rasio

antara tinggi dan panjang dinding geser tidak boleh kurang dari 2 dan dimensi

(61)

Kerja sama antara sistem rangka penahan momen dan dinding geser

merupakan suatu keadaan khusus, dimana dua struktur yang berbeda sifatnya

tersebut digabungkan. Dari gabungan keduanya diperoleh suatu struktur yang lebih

kuat dan ekonomis. Kerja sama ini dapat dibedakan menjadi beberapa macam,

seperti (BSN, 2002):

a) Sistem rangka gedung yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki

rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Pada sistem ini, beban

lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. Sistem rangka gedung

dengan dinding geser beton bertulang yang bersifat daktail penuh dapat

direncanakan dengan menggunakan nilai faktor modifikasi respon, R, sebesar

6,0.

b) Sistem ganda, yang merupakan gabungan dari sistem pemikul beban lateral

berupa dinding geser atau rangka bresing dengan sistem rangka pemikul

momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu

memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral yang bekerja.

Kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama

seluruh beban lateral gempa, dengan memperhatikan interaksi keduanya.

Nilai R yang direkomendasikan untuk sistem ganda dengan rangka SRPMK

adalah 8,5.

c) Sistem interaksi dinding geser dengan rangka. Sistem ini merupakan

gabungan dari sistem dinding beton bertulang biasa dan sistem rangka

(62)

Perencanaan dinding geser sebagai elemen struktur penahan beban gempa

pada gedung bertingkat bisa dilakukan dengan konsep gaya dalam (yaitu dengan

hanya meninjau gaya-gaya dalam yang terjadi akibat kombinasi beban gempa) atau

dengan konsep desain kapasitas. Pada bagian berikut ini, kedua konsep desain

tersebut akan dijelaskan.

2.4.1 Konsep Gaya Dalam

Menurut konsep ini dinding geser didesain berdasarkan gaya dalam

Vu dan Mu yang terjadi akibat beban gempa. Konsep desain dinding geser

berdasarkan gaya dalam ini pada dasarnya mengacu pada SNI 03-2847-2002

dan ACI 318-05 (ACI 318, 2005). Kuat geser perlu dinding struktural (Vu)

diperoleh dari analisis beban lateral dengan faktor beban yang sesuai,

sedangkan kuat geser nominal, Vn , dinding struktural harus memenuhi:

V  A (α ′ + ρ . f ) ( 2.10 )

Dimana :

A = Luas penampang total dinding struktural

α = ¼ untuk h / l  1,5

= 1

6 untuk h / l ≥ 2

ρ = rasio penulangan arah horizontal (tranversal)

Perlu dicatat bahwa pada persamaan di atas pengaruh adanya

tegangan aksial yang bekerja pada dinding geser tidak diperhitungkan. Hal ini

berarti bahwa persamaan tersebut di atas akan menghasilkan nilai kuat geser

yang bersifat konservatif. Selain itu, agar penerapan konsep desain geser

(63)

Dalam kaitan dengan hal ini, SNI 03-2847-02 mensyaratkan agar beton dan

tulangan longitudinal dalam lebar efektif flens, komponen batas, dan badan

dinding harus dianggap efektif menahan lentur.

Dinding juga harus mempunyai tulangan geser tersebar yang

memberikan tahanan dalam dua arah orthogonal pada bidang dinding.

Apabila rasio hw/lw tidak melebihi 2, rasio penulangan ρv (longitudinal)

tidak boleh kurang daripada rasio penulangan ρn (lateral). Selain itu,

berdasarkan SNI 03-2847-02 dinding struktural dengan rasio hw/lw tidak

melebihi 2 (yaitu dinding struktural yang perilakunya bersifat brittle)

sebaiknya didesain dengan metoda desain kapasitas. Sebagai alternatif,

dimana kuat geser nominalnya tetap dipertahankan lebih kecil daripada gaya

geser yang timbul sehubungan dengan pengembangan kuat lentur

nominalnya, maka dinding struktural tersebut dapat didesain dengan faktor

reduksi yang lebih rendah, yaitu 0,55.

2.4.2 Konsep Desain Kapasitas

Berdasarkan SNI beton yang berlaku (SNI 03-2847-02), struktur

beton bertulang tahan gempa pada umumnya direncanakan dengan

mengaplikasikan konsep daktilitas. Dengan konsep ini, gaya gempa elastik

dapat direduksi dengan suatu faktor modifikasi response struktur (faktor R),

yang merupakan representasi tingkat daktilitas yang dimiliki struktur. Dengan

penerapan konsep ini, pada saat gempa kuat terjadi, hanya elemen–elemen

struktur bangunan tertentu saja yang diperbolehkan mengalami plastifikasi

(64)

Elemen-elemen tertentu tersebut pada umumnya adalah elemen-elemen

struktur yang keruntuhannya bersifat daktil. Elemen-elemen struktur lain

yang tidak diharapkan mengalami plastifikasi haruslah tetap berperilaku

elastis selama gempa kuat terjadi.

Selain itu, hirarki atau urutan keruntuhan yang terjadi haruslah sesuai

dengan yang direncanakan. Salah satu cara untuk menjamin agar hirarki

keruntuhan yang diinginkan dapat terjadi adalah dengan menggunakan

konsep desain kapasitas. Pada konsep desain kapasitas, tidak semua elemen

struktur dibuat sama kuat terhadap gaya dalam yang direncanakan, tetapi ada

elemen-elemen struktur atau titik pada struktur yang dibuat lebih lemah

dibandingkan dengan yang lain. Hal ini dibuat demikian agar di elemen atau

titik tersebutlah kegagalan struktur akan terjadi di saat beban maksimum

bekerja pada struktur. Pada dinding geser kantilever, sendi plastis diharapkan

terjadi pada bagian dasar dinding. Dalam konsep desain kapasitas, kuat geser

di dasar dinding harus didesain lebih kuat daripada geser maksimum yang

mungkin terjadi pada saat penampang di dasar dinding tersebut

mengembangkan momen plastisnya.

2.5 Persyaratan Dinding Geser

Pada dinding yang tinggi atau juga dinding geser serta gabungan

dinding-dinding seperti pada dinding-dinding core yang paling menentukan adalah beban aksial dan

lentur, seperti yang berlaku pada kolom. Oleh karena itu, prosedur desain dan

perhitungan-perhitungan pada kolom juga secara umum juga dapat diaplikasikan.

(65)

pembatas mungkin dapat diletakan pada akhir atau sudut bidang dinding untuk

meningkatkan ketahanan momen-nya, seperti pada Gambar 7.33. Struktur dinding

beton berlaku untuk dinding yang menahan beban aksial, dengan atau tanpa lentur.

Dinding harus direncanakan terhadap beban eksentris dan setiap beban lateral atau

beban lain yang bekerja padanya. Panjang horizontal dinding yang dapat dianggap

efektif untuk setiap beban terpusat tidak boleh melebihi jarak pusat ke pusat antar

beban, ataupun melebihi lebar daerah pembebanan ditambah 4 kali tebal dinding.

Dinding harus diangkurkan pada komponen-komponen struktur yang

berpotongan dengannya misalnya lantai dan atap, atau pada kolom, pilaster, sirip

penyangga, dan dinding lain yang bersilangan, dan pada fondasi telapak. Rasio

minimum untuk luas tulangan vertikal terhadap luas bruto beton haruslah:

a) 0,0012 untuk batang ulir yang tidak lebih besar daripada D16 dengan

tegangan leleh yang disyaratkan tidak kurang daripada 400 Mpa.

b) 0,0015 untuk batang ulir lainnya.

c) 0,0012 untuk jaring kawat baja las (polos atau ulir) yang tidak lebih besar

daripada P16 atau D16.

Rasio minimum untuk luas tulangan horizontal terhadap luas bruto beton

haruslah:

a) 0,0020 untuk batang ulir yang tidak lebih besar daripada D16 dengan

tegangan leleh yang disyaratkan tidak kurang daripada 400 Mpa.

b) 0,0025 untuk batang ulir lainnya.

c) 0,0020 untuk jarring kawat baja las (polos dan ulir) yang tidak lebih besar

(66)

Pada dinding dengan ketebalan lebih besar daripada 250 mm, kecuali dinding

ruang bawah tanah, harus dipasang dua lapis tulangan di masing-masing arah yang

sejajar dengan bidang muka dinding dengan pengaturan sebagai berikut:

1) Satu lapis tulangan, yang terdiri dari tidak kurang daripada setengah dan tidak

lebih daripada dua pertiga jumlah total tulangan yang dibutuhkan pada

masing-masing arah, harus ditempatkan pada bidang yang berjarak tidak

kurang daripada 50 mm dan tidak lebih daripada sepertiga ketebalan dinding

dari permukaan luar dinding.

2) Lapisan lainnya, yang terdiri dari sisa tulangan dalam arah tersebut di atas,

harus ditempatkan pada bidang yang berjarak tidak kurang dari 20 mm dan

tidak lebih dari sepertiga tebal dinding dari permukaan dalam dinding. Jarak

antara tulangan-tulangan vertikal dan antara tulangan-tulangan horizontal

tidak boleh lebih besar daripada tiga kali ketebalan dinding dan tidak pula

lebih besar daripada 500 mm.

Tulangan vertikal tidak perlu diberi tulangan pengikat lateral bila luas

tulangan vertikal tidak lebih besar daripada 0,01 kali luas bruto penampang beton,

atau bila tulangan vertikal tidak dibutuhkan sebagai tulangan tekan. Di samping

adanya ketentuan mengenai tulangan minimum, di sekeliling semua bukaan jendela

dan pintu harus dipasang minimal dua tulangan D16. Batang tulangan ini harus lebih

panjang dari sisi-sisi bukaan. Terhadap sudut-sudut bukaan, batang tulangan harus

diperpanjang sejauh jarak yang diperlukan untuk mengembangkan