Tugas Akhir (SI-40Z1) Evaluasi Perbandingan Konsep Desain Dinding Geser Tahan Gempa Berdasarkan SNI Beton Bab III Studi Kasus BAB III STUDI KASUS

Ester Yuliari (150 04 076) III-1

BAB III

STUDI KASUS

3.1 Sistem Struktur Prototipe

Pada tugas akhir ini akan dilakukan evaluasi hasil desain dinding geser dengan dua konsep desain yang berbeda yaitu konsep desain berdasarkan gaya dalam dan konsep desain kapasitas. Struktur bangunan bertingkat dimodelkan sebagai portal terbuka dengan menggunakan software ETABS 9.0 berupa prototipe gedung bertingkat 10 lantai dengan sistem balok kolom. Fungsi gedung adalah gedung perkantoran. Gedung terdiri dari 5 bay, masing-masing dalam arah x dan y, dengan panjang tiap bay 8 meter. Tinggi antar lantai adalah sebesar 4 meter. Asumsi data yang digunakan adalah fc’ 30 MPa dan fy 400 MPa.

Sistem struktur yang akan dibahas adalah sistem struktur tunggal, dimana sistem portal akan memikul seluruh beban gravitasi dan dinding geser memikul seluruh beban gempa. Sistem dinding geser yang akan dibahas adalah sistem dinding geser kantilever. Denah dari struktur yang ada dalam pemodelan tugas akhir kami adalah sebagai berikut:

8 m 8 m DINDING GESER Y X Gambar 3.1 Denah Struktur Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-2 Berikut ini tampak bangunan gedung tiga dimensi dengan elemen dinding geser:

Gambar 3.2 Model Struktur Gedung

3.1.1 Pembebanan Struktur

Perencanaan pembebanan dimaksudkan untuk memberikan pedoman dalam menentukan beban-beban yang bekerja pada bangunan. Secara umum, beban direncanakan sesuai Pedoman Perencanaan untuk Rumah dan Gedung (SKBI-1.3.53.1987) sebagai berikut: a. Beban mati

Beban mati adalah seluruh bagian bangunan yang bersifat tetap dan tidak terpisahkan dari bangunan yang dimaksud selama masa layannya. Beban mati yang diperhitungkan dalam model ini adalah antara lain:

- Beban sendiri beton bertulang 2400 kg/m3 - Beban SIDL tiap lantai 140 kg/m2

Ester Yuliari (150 04 076) III-3 b. Beban hidup

Beban hidup yang diperhitungkan adalah untuk bangunan gedung perkantoran sebesar 250 kg/m2.

c. Beban hidup atap

Pada bangunan dengan atap yang dapat dicapai orang, dikenai beban hidup atap sebesar 100 kg/m2.

d. Beban gempa

Beban gempa sesuai dengan SNI Gempa 1726-2002 atau mode yang mendominasi. Gedung dianalisis terhadap gaya gempa di zona 4 dengan asumsi tanah sedang sehingga didapat nilai Ca = 0,28 dan Cv = 0,42.

Gambar 3.3

Respons Spektrum Gempa Zona 4

Seluruh beban tersebut di atas diperhitungkan dengan faktor pembesaran dan kombinasi sebagai berikut: a. 1,4D b. 1,2D +1,6L c. 1,2D + 0,5L ±1,0E d. 0,9D ±1,0E Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-4 Dengan masing-masing beban gempa (E) merupakan kombinasi gaya gempa arah acuan dan 0,3 gaya gempa arah tegak lurusnya.

Dari preliminary design (terlampir) didapat dimensi elemen-elemen struktur pada gedung yaitu: - tebal pelat = 300 mm - balok = 650 x 250 mm - kolom sudut = 400 x 400 mm - kolom tepi = 550 x 550 mm - kolom tengah = 800 x 800 mm

- tebal dinding geser = 400 mm

3.1.2 Perhitungan Kekakuan (k)

Pada pemodelan struktur yang sudah dibuat dicek terlebih dahulu perbandingan kekakuan antara portal dan dinding geser. Perhitungan kekakuan portal hanya dihitung terhadap kekakuan kolom karena gaya lateral secara langsung akan dipikul oleh kolom sedangkan balok lebih dominan menerima gaya aksial. Dalam hal ini kekakuan dinding geser harus lebih besar dibandingkan dengan kekakuan portal. Hal ini untuk memastikan bahwa dengan didominasinya kekakuan oleh dinding geser seluruh gaya lateral yang bekerja pada gedung yaitu gaya gempa akan diterima oleh dinding geser.

3.1.2.1 Kekakuan Arah X

Kekakuan dihitung perlantai bangunan. Dari preliminary design diambil tebal dinding geser 400 mm. Dimensi kolom tepi sebesar 550x550 mm dan dimensi kolom tengah 800

x800 mm. Modulus elastisitas (Ec) beton diambil sebesar

MPa

f_c 4700 30 25.742,96

4700 ' = = .

Ester Yuliari (150 04 076) III-5 dinding geser portal X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 k9 k10 X Z Gambar 3.4

Pemodelan Kekakuan Portal dan Dinding Geser Arah X

Maka, kekakuan pada tiap lantai bangunan adalah:

geser dinding kolom Kekakuan Kekakuan k k k₁ = ₂ =...= ₁₀ = + tengah kolom tepi kolom kolom h EI h EI k ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ + ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ =2 12₃ 2 12₃ mm N k mm N mm N k MPa MPa k kolom kolom kolom 69 , 123 . 403 89 , 509 . 329 80 , 613 . 73 000 . 4 800 800 12 1 96 , 742 . 25 12 2 000 . 4 550 550 12 1 96 , 742 . 25 12 2 ₃ 3 3 3 = + = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ _{× × × ×} + ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ _{× × × ×} = geser dinding geser dinding h EI k ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ = 12₃ mm N k mm mm MPa k geser dinding geser dinding 78 , 221 . 362 . 95 000 . 4 8400 400 12 1 96 , 742 . 25 12 3 3 = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ _{× × × ×} = mm N k mm N mm N k 47 , 345 . 765 . 95 78 , 221 . 362 . 95 69 , 123 . 403 1 1 = + = Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-6 Perbandingan kekakuan kolom dan dinding geser adalah:

Kekakuan kolom = 100 0,42 47 , 345 . 765 . 95 69 , 123 . 403 1 = × = mm N mm N k k_kolom %

Kekakuan dinding geser = 100 99,58

47 , 345 . 765 . 95 78 , 221 . 362 . 95 1 = × = mm N mm N k k_dindinggeser % 3.1.2.2 Kekakuan Arah Y

Perhitungan kekakuan pada arah Y dilakukan sama seperti pada arah X, dimana kekakuan dihitung per lantai.

dinding geser portal X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 k9 k10 Y Z Gambar 3.5

Pemodelan Kekakuan Portal dan Dinding Geser Arah Y

Kekakuan pada tiap lantai bangunan adalah:

geser dinding kolom Kekakuan Kekakuan k k k₁ = ₂ =...= ₁₀ = + geser dinding tengah kolom tepi kolom h EI h EI h EI k1 = ⎡_{⎢⎣ 3 ⎥⎦}⎤ + ⎡_{⎢⎣ 3} ⎤_⎥⎦ + _⎢⎣⎡ _{3 ⎥⎦}⎤ 12 2 12 2 12 2 mm N mm N mm N MPa MPa k kolom kolom kolom 69 , 123 . 403 89 , 509 . 329 80 , 613 . 73 000 . 4 800 800 12 1 96 , 742 . 25 12 2 000 . 4 550 550 12 1 96 , 742 . 25 12 2 ₃ 3 3 3 = + = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ _{× × × ×} + ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ _{× × × ×} = k k Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-7 geser dinding geser dinding h EI ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ =2 12₃ k mm N mm mm MPa geser dinding geser dinding 28 , 868 . 063 . 7 000 . 4 800 . 2 400 12 1 96 , 742 . 25 12 2 ₃ 3 = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ _{× × × ×} = k k mm N k mm N mm N k 98 , 991 . 466 . 7 28 , 868 . 063 . 7 69 , 123 . 403 1 1 = + =

Perbandingan kekakuan kolom dan dinding geser adalah:

Kekakuan kolom = 100 5,40 98 , 991 . 466 . 7 69 , 123 . 403 1 = × = mm N mm N k k_kolom %

Kekakuan dinding geser = 100 94,60

98 , 991 . 466 . 7 28 , 868 . 063 . 7 1 = × = mm N mm N k k_dindinggeser %

Maka, kekakuan dinding geser ≥ 90% dan kekakuan kolom ≤ 10% sehingga dapat dipastikan hampir seluruh gaya gempa diterima oleh dinding geser.

3.2 Pemodelan dan Analisis Struktur

3.2.1 Pemodelan Elemen Struktur dalam ETABS 9.0

Pemodelan elemen struktur dalam ETABS 9.0 meliputi elemen pondasi, pelat, balok, kolom, dan dinding geser.

3.2.1.1 Pondasi

Pemodelan pondasi dilakukan dengan menganggap bahwa pondasi memberikan kekangan translasi dan rotasi yang cukup pada semua arah sumbu bangunan. Berdasarkan asumsi yang digunakan tersebut, pondasi dimodelkan sebagai perletakan jepit pada lantai dasar bangunan, yaitu pada ujung-ujung bawah kolom lantai dasar.

Ester Yuliari (150 04 076) III-8 3.2.1.2 Pelat

Dalam program ETABS, pelat lantai dapat dimodelkan menjadi tiga tipe yang berbeda, antara lain:

1. Shell

Tipe pelat lantai shell memiliki kekakuan membran pada kedua arah tegak lurus bidang dan out-of-plane bending stiffness.

2. Membrane

Pelat lantai dengan jenis ini hanya memiliki kekakuan membran pada kedua arah tegak lurus bidangnya.

3. Plate

Pelat lantai jenis ini hanya memiliki out-of-plane plate bending stiffness.

Model struktur yang digunakan dalam tugas akhir ini menggunakan tipe pelat lantai dua arah membrane sehingga beban yang bekerja nantinya akan didistribusikan ke balok pada kedua arah bidang tegak lurus pelat yang dimaksud. Gaya mendatar biasanya dianggap bekerja di permukaan lantai. Kekakuan lantai dalam arah mendatar sangat besar dibanding dengan kekakuan dinding geser atau kolom, oleh karena itu setiap lantai umumnya dianggap berpindah sebagai benda tegar ( rigid body ) dalam bidang datarnya. Pelat lantai dimodelkan untuk bekerja sebagai rigid diaphragm.

3.2.1.3 Balok

Balok dimodelkan sebagai elemen frame dengan memiliki hubungan (joint) yang kaku sehingga momen-momen maksimum tempat terjadinya sendi plastis adalah pada kedua ujung balok.

3.2.1.4 Kolom

Kolom dimodelkan sebagai elemen frame yang memiliki hubungan (joint) yang kaku sehingga momen-momen maksimum tempat terjadinya sendi plastis adalah pada kedua ujung kolom, namun begitu kolom yang diperbolehkan plastis hanya kaki-kaki kolom lantai dasar.

Ester Yuliari (150 04 076) III-9 3.2.1.5 Dinding Geser

Dinding geser dimodelkan sebagai elemen wall dengan tipe membrane sehingga memiliki kekakuan membran pada kedua arah tegak lurus bidangnya.

3.3 Desain Dinding Geser

Pemodelan yang dibuat dalam tugas akhir ini memiliki berbagai karakteristik perencanaan sebagai batasan analisis yaitu sebagai berikut:

1. Model struktur berupa prototipe gedung 10 lantai dengan dinding geser sebagai elemen pemikul gaya lateral bangunan.

2. Dinding geser yang akan didesain adalah dinding geser kantilever berbentuk C yang diassign sebagai P1 dan P2.

3. Struktur direncanakan di daerah gempa wilayah 4 dengan kondisi tanah sedang, dan dengan menggunakan SNI Gempa 1726-2002 diperoleh Ca = 0,28 dan Cv = 0,42. 4. Faktor reduksi gempa, R = 6

Desain dinding geser akan dilakukan secara seragam untuk semua lantai, oleh karena itu gaya dalam yang diambil adalah gaya dalam maksimum yang terdapat pada lantai 1. Adapun hasil analisis menggunakan ETABS 9.0 didapat sebagai berikut:

TABEL 3.1

GAYA DALAM DINDING GESER

Gaya Dalam Dinding Geser

Pu (kN) 33.652,13 Vu2 (kN) 6.300,99 Vu3 (kN) 3.898,83 Mu2 (kNm) 28.355,69 Mu3 (kNm) 129.509,30 Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-10 3.3.1 Desain Dinding Geser Berdasarkan Konsep Gaya Dalam

Konsep perencanaan dinding geser untuk bangunan tahan gempa yang didasarkan pada gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa dilakukan baik untuk desain lentur dan desain geser. Konsep ini mengacu pada Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002. Pedoman yang dipakai dalam merencanakan dinding geser adalah pasal 23.6 yaitu dinding struktural beton khusus dan balok perangkai khusus.. Dinding geser yang akan didesain adalah dinding geser kantilever berbentuk C.

Dinding Geser P1

Dinding Geser P2 3

2

Gambar 3.6

Model Sistem Dinding Geser Kantilever C

Data-data yang digunakan untuk desain adalah:

h (tebal dinding geser) 400 mm

fc' 30 MPa

fy 400 MPa

hw (tinggi story) 40.000 mm

lw (bentang) arah X 8.400 mm

lw (bentang) arah Y 2.800 mm

Dimensi kolom terkecil 400 mm

Pada contoh pembahasan di bawah ini dinding geser yang didesain adalah dinding geser yang diassign sebagai P1 sesuai dengan hasil analisis dari ETABS.

Ester Yuliari (150 04 076) III-11 1. Pengecekan kebutuhan boundary element.

Dinding geser direncanakan memiliki komponen batas khusus (boundary element) di sekeliling sisi luarnya dan di tepi-tepi bukaan dinding dimana tegangan tekan tepi pada serat terluar, akibat beban-beban terfaktor termasuk beban gempa melampaui 0,2 fc’. Komponen batas khusus dihentikan pada tempat dimana tegangan tekan tersebut kurang daripada 0,15 fc’. I l M A P f u w g u /2 max = +

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

) ( 6 04 , 16 ' 2 , 0 04 , 16 12 / 400 . 8 400 2 / 400 . 8 69 , 355 . 28 400 400 . 8 13 , 652 . 33 max 3 max element boundary butuh MPa MPa f f MPa f c > > = × × + × =

Panjang boundary element:

(

)

(

)

mm boundary panjang diambil mm b mm b b b f f_{c c} 200 . 1 , 050 . 1 150 . 3 200 . 4 2 , 0 15 , 0 200 . 4 200 . 4 200 . 4 ' 15 , 0 200 . 4 ' 2 , 0 = = = − × = − − =

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm):

) ( 6 83 , 277 ' 2 , 0 83 , 277 12 / 800 . 2 400 2 / 800 . 2 3 , 509 . 129 400 800 . 2 13 , 652 . 33 max 3 max element boundary butuh MPa MPa f f MPa f c > > = × × + × =

Panjang boundary element:

(

)

(

)

mm boundary panjang diambil mm b mm b b b f f_{c c} 750 , 700 100 . 2 800 . 2 2 , 0 15 , 0 800 . 2 800 . 2 800 . 2 ' 15 , 0 800 . 2 ' 2 , 0 = = = − × = − − = Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-12 2. Detailing Persyaratan Boundary

Komponen batas harus menerus secara horizontal dari sisi serat tekan terluar sejarak tidak kurang dari

(

c−0,1l_w

)

dan

2

c .

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ > w u w h l c δ 600 Asumsi diambil =0,007 w u h δ , maka c 2.000mm 007 , 0 600 400 . 8 = × > , sehingga

(

c−0,1lw

)

=2.000−(0,1×8.400)=1.160mm dan c₂ =2.000₂=1.000mm . Maka,

diambil panjang boundary 1.200 mm.

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm):

Asumsi diambil =0,007 w u h δ , maka c 666,67mm 667mm 007 , 0 600 800 . 2 _{= ≈} × > , sehingga

(

c−0,1l_w

)

=667−(0,1×2.800)=387mm dan c 333,5mm 2 667 2 = = .

Maka, diambil panjang boundary 750 mm.

Tulangan transversal komponen batas khusus harus memenuhi persyaratan berikut: - Rasio volumetrik tulangan spiral atau sengkang cincin, ρs, tidak boleh kurang dari:

009 , 0 400 30 12 , 0 12 , 0 ' = × = = yh c s _f f ρ

- Luas total penampang sengkang tertutup persegi tidak boleh kurang dari

2 ' 5 , 202 400 30 300 100 09 , 0 09 , 0 mm f f h s A yh c c sh ⎟= ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ × × = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =

Dipakai D-16 (As = 200,96 mm2) untuk diameter tulangan transversal boundary.

Spasi tulangan transversal boundary, diambil terkecil dari:

mm mm s terkecil kolom s 100 400 4 1 4 1 = × ≤ ≤ Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-13

mm mm

d

s≤6 _b =6×19 =114

Diambil spasi tulangan transversal boundary 100 mm.

3. Desain lentur dan beban aksial di dasar dinding geser.

Minimum tulangan terkonsentrasi pada daerah boundary dinding:

Maksimum tulangan terkonsentrasi pada daerah boundary dinding:

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm): Minimum tulangan terkonsentrasi:

2 720 . 6 400 . 8 400 002 , 0 002 , 0 mm mm mm A l b A s w w s = × × ≥ ≥

Maksimum tulangan terkonsentrasi:

2 000 . 30 400 ) 50 200 . 1 ( 06 , 0 mm A_s ≤ × + × = Dipakai D-22 (As = 379,94 mm2) ) 80 , 598 . 7 ( 22 20 20 69 , 17 94 , 379 720 . 6 2 2 2 mm A dinding antar pertemuan di D Dipakai tulangan buah mm mm n s = − ≈ = =

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm): Minimum tulangan terkonsentrasi:

2 240 . 2 800 . 2 400 002 , 0 002 , 0 mm mm mm A l b A s w w s = × × ≥ ≥

Maksimum tulangan terkonsentrasi:

2 000 . 18 400 ) 50 700 ( 06 , 0 mm A_s ≤ × + × = Dipakai D-22 (As = 379,94 mm2) ). 52 , 039 . 3 ( 22 8 8 89 , 5 94 , 379 240 . 2 2 2 2 mm A dinding ujung boundary di D Dipakai tulangan buah mm mm n s = − ≈ = = w w s b l A ≥0,002 region orcement re ed concentrat of area As ≤0,06× inf Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-14 4. Tulangan terdistribusi di panel dinding geser

Untuk dinding dengan tebal 400 mm, maksimum diameter tulangan adalah

mm mm tebal 400 40 10 1 10 1 _{= × = .}

Distribusi tulangan, di daerah sendi plastis smax = 300 mm di tiap arah. Di luar daerah sendi plastis, smax = 450 mm di tiap arah. Rasio penulangan harus lebih besar dari 0,0025 di tiap arah.

Pada panel dinding dibutuhkan 2 lapis tulangan bila Vu melebihi ' 6 1 c CV n A f V = .

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

) 2 ( 24 , 067 . 3 99 , 300 . 6 24 , 067 . 3 30 400 . 8 400 6 1 ' 6 1 2 tulangan lapis butuh kN kN V V kN f A V n u c CV n > > = × × × = =

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm):

) 2 ( 4 , 022 . 1 83 , 898 . 3 4 , 022 . 1 30 800 . 2 400 6 1 ' 6 1 3 tulangan lapis butuh kN kN V V kN f A V n u c CV n > > = × × × = =

5. Kuat geser dinding struktural tidak diperkenankan lebih dari V_n = A_cv

(

α_c f_c'+ρ_n f_y

)

, sehingga rasio tulangan maksimum:

y cv c c cv u n f A f A V ' α φ ρ = −

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

(

)

) ( 0025 , 0 00624 , 0 400 400 400 . 8 30 6 1 400 400 . 8 55 , 0 000 . 1 99 , 300 . 6 ' ' OK f A f A V f f A V n y cv c c cv u n y n c c cv n ≥ = × × × × − × = − = + = ρ α φ ρ ρ α Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-15 Dipakai tulangan transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2, sehingga:

mm s diambil mm s mm s mm 230 , 227 400 385 , 283 2 00624 , 0 2 = = × × =

Distribusi tulangan longitudinal diambil dengan ρ ≥0,0025 . Dipakai tulangan longitudinal 15 pasang D-22 dengan tebal 400 mm, sehingga:

) ( 0025 , 0 00475 , 0 400 000 . 6 94 , 379 15 2 2 OK mm v _× = > × × = ρ

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm):

(

)

) ( 0025 , 0 00563 , 0 400 400 800 . 2 30 6 1 400 800 . 2 55 , 0 000 . 1 2 33 , 898 . 3 ' ' OK f A f A V f f A V n y cv c c cv u n y n c c cv n ≥ = × × × × − × = − = + = ρ α φ ρ ρ α

Dipakai tulangan transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2, sehingga:

mm s diambil mm s mm s mm 250 , 67 , 251 400 385 , 283 2 00563 , 0 2 = = × × =

Distribusi tulangan longitudinal diambil dengan ρ ≥0,0025 . Dipakai tulangan longitudinal 5 pasang D-22 dengan tebal 400 mm, sehingga:

) ( 0025 , 0 00463 , 0 400 050 . 2 94 , 379 5 2 2 OK mm v = > × × × = ρ

6. Desain panjang penyaluran

Tulangan transversal pada dinding geser harus dipasang sampai ke dalam boundary

element dengan panjang penyaluran tertentu. Panjang penyaluran tidak boleh lebih

kecil dari ketentuan berikut yaitu:

Ester Yuliari (150 04 076) III-16

dh

d l

l ≥3,5

dimana ldh adalah nilai terbesar dari: 89 , 316 30 4 400 19 ' 4 = × = = c y b dh f f d l mm ldh = 8 db = 8 x 19 = 152 mm Diambil ldh =316,89mm≈320mm maka ld = 3,5 ldh = 3,5 x 320 mm = 1.120 mm diambil panjang penyaluran sebesar 1.120 mm.

Lateral confinement

Ld

Gambar 3.7

Panjang Penyaluran pada Boundary Element

7. Desain sambungan lewatan (Lap-splice)

Panjang sambungan lewatan dilakukan maksimum 50% jumlah tulangan dengan panjang penyaluran sebagai berikut:

Ld (lap-splice) = 1,3 Ld y b c y b d d f f f d L 0,04 ' 4 ≥ = 66 , 401 30 4 400 22 = × = d L mm ≥ 0,04 x 22 x 400 = 352 mm

maka Ld (lap-splice) = 1,3 x 401,66 = 522,16 mm, diambil 550 mm.

Ester Yuliari (150 04 076) III-17

Ld (lap-splice)

Ld (lap-splice)

diameter = db

Gambar 3.8

Panjang Sambungan Lewatan

8. Mengecek persyaratan kekuatan dinding

Untuk mengecek kekuatan dinding geser kami menggunakan diagram interaksi dengan menggunakan penampang dinding geser sebagai kolom. Untuk itu digunakan program PCACOL untuk menganalisis diagram interaksi Momen-Aksial. Hasil eksekusi pada program tersebut memenuhi persyaratan (hasil analisis dengan PCACOL terlampir).

Dari hasil perhitungan desain dinding geser berdasarkan konsep gaya dalam didapat hasil seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:

TABEL 3.2

HASIL DESAIN DINDING GESER DENGAN KONSEP GAYA DALAM

Dinding Geser Arah X Dinding Geser Arah Y

Tulangan Panel Dinding

Tul. Longitudinal 30 D-22 10 D-22 Tul. Transversal D-19 @ 230 mm D-19 @ 250 mm Tulangan Boundary Tul. Longitudinal 20 D-22 8 D-22 Tul. Transversal D-16 @ 100 mm D-16 @ 100 mm Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-18 DETAIL A DETAIL B Tul.longitudinal 30 D-22 Tul.transversal 2 D-19 @230 mm Tul.longitud inal 10 D-22 Tul.tr an sver sal 2 D-19 @250 mm

DETAIL A

_{DETAIL B}

8 D-22

20 D-22

D-16 @100 mm

D-16 @100 mm

Gambar 3.9

Detail Penulangan Dinding Geser (Desain Konsep Gaya Dalam)

3.3.2 Desain Dinding Geser Berdasarkan Konsep Desain Kapasitas

Dalam perencanaan dinding geser menggunakan konsep desain kapasitas, terjadi pembesaran dinamis kuat geser rencana dinding geser pada penampang dasar yang dihitung dengan persamaan berikut:

maks d E maks d E d kap d maks d u V M M V , , , , , , , =ω ×0,7× × Dimana: d

ω adalah koefisien pembesar dinamis yang memperhitungkan pengaruh dari terjadinya sendi plastis pada struktur secara keseluruhan.

Ester Yuliari (150 04 076) III-19

d kap

M _, adalah momen kapasitas dinding geser pada penampang dasar yang dihitung berdasarkan luas baja tulangan yang terpasang dengan tegangan tarik baja tulangan sebesar

. y f 25 , 1 maks d E

M _{, ,} adalah momen lentur maksimum dinding geser akibat beban gempa tak terfaktor pada penampang dasar.

maks d E

V , , adalah gaya geser maksimum dinding geser akibat beban gempa tak

terfaktor pada penampang.

Momen kapasitas dinding geser, Mkap didapat dari momen nominal tulangan terpasang dengan tegangan tarik baja 1,25 fy. Momen nominal penampang (Mn) dinding geser didapat dengan bantuan program PCACOL. Dari hasil analisis PCACOL didapat momen nominal yaitu Mn arah X sebesar 36.507,10 kNm dan Mn arah Y sebesar 131.018,30 kNm. Dari momen kapasitas yang didapat dilakukan peningkatan kapasitas geser dengan

maks d E maks d E d kap d maks d u V M M V _{, ,} , , , , , =ω ×0,7× × .

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

Vu 6.300,99 kN Mu 28.355,70 kNm kN V kN kNm kNm V V M M V kap kap maks d E maks d E d kap d maks d u 78 , 227 . 9 99 , 300 . 6 70 , 355 . 28 10 , 507 . 36 25 , 1 7 , 0 3 , 1 7 , 0 _{, ,} , , , , , = × × × × = × × × =ω

Kapasitas tulangan geser yang digunakan:

(

)

y cv c c cv u n y n c c cv n f A f A V f f A V ' ' α φ ρ ρ α − = + = Didapat ρn =0,0102 Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-20 Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat

spasi, s mm 138,91mm,diambil135mm 400 0102 , 0 385 , 283 2 2 ₌ × × =

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm):

Vu 3.898,83 kN Mu 129.509,30 kNm kN V kN kNm kNm V kap kap 59 , 486 . 4 83 , 898 . 3 30 , 509 . 129 30 , 018 . 131 25 , 1 7 , 0 3 , 1 = × × × × =

Kapasitas tulangan geser yang digunakan:

(

)

y cv c c cv u n y n c c cv n f A f A V f f A V ' ' α φ ρ ρ α − = + = 00682 , 0 = n ρ Didapat

Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat

spasi, s mm 207,70mm,diambil 210mm 400 00682 , 0 385 , 283 2 2 = × × =

Maka, hasil desain dengan peningkatan geser pada konsep desain kapasitas dapat dilihat pada tabel berikut:

TABEL 3.3

HASIL DESAIN DINDING GESER DENGAN KONSEP DESAIN KAPASITAS

Dinding Geser Arah X Dinding Geser Arah Y

Tulangan Panel Dinding

Tul. Longitudinal 30 D-22 10 D-22 Tul. Transversal 2 D-19 @ 135 mm 2 D-19 @ 210 mm Tulangan Boundary Tul. Longitudinal 20 D-22 8 D-22 Tul. Transversal D-16 @ 100 mm D-16 @ 100 mm Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-21 Peningkatan kapasitas geser juga dilakukan dengan aturan yang mengacu pada CSA (Canadian Standard Association) dimana peningkatan kapasitas geser dicari dengan persamaan berikut: u u n kap V M M V = 471, × × Sehingga, didapat:

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

kN V kN kNm kNm V kap kap 13 , 925 . 11 99 , 300 . 6 70 , 355 . 28 10 , 507 . 36 47 , 1 = × × =

Kapasitas tulangan geser yang digunakan:

(

)

y cv c c cv u n y n c c cv n f A f A V f f A V ' ' α φ ρ ρ α − = + = Didapat ρn =0,0138

Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat

spasi, s mm 102,30mm,diambil100mm 400 0138 , 0 385 , 283 2 2 ₌ × × =

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm):

kN V kN kNm kNm V kap kap 06 , 798 . 5 83 , 898 . 3 30 , 509 . 129 30 , 018 . 131 47 , 1 = × × =

Kapasitas tulangan geser yang digunakan:

(

)

y cv c c cv u n y n c c cv n f A f A V f f A V ' ' α φ ρ ρ α − = + = 00948 , 0 = n ρ Didapat Suhelda (150 04 090)

Ester Yuliari (150 04 076) III-22 Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat

spasi, s mm 149,41mm,diambil150mm 400 00948 , 0 385 , 283 2 2 ₌ × × = . TABEL 3.4

PERBANDINGAN HASIL DESAIN DINDING GESER DENGAN PENINGKATAN KAPASITAS GESER

Tulangan Transversal

Konsep Desain Dinding Geser Arah X Dinding Geser Arah Y

Gaya Dalam (SNI 2847-2002) D-19 @230 mm D-19 @250 mm

Desain Kapasitas (SNI 2847-1992) D-19 @135 mm D-19 @210 mm

Desain Kapasitas (CSA) D-19 @100 mm D-19 @150 mm