DINDING GESER WINDA TRI WAHYUNINGTYAS

DINDING GESER

PADA BANGUNAN TINGGI DAN

BANGUNAN TAHAN GEMPA

Shear wall

 Shear wall digunakan pada area dengan zona gempa tinggi.

 Shear wall berfungsi menahan

gaya gravitasi dan beban lateral.

 Pemasangan shear wall dimuali dari pondasi sampai bangunan teratas. Ketebalan antara 150mm – 400mm.

Dinding Geser

Dinding Geser (shear wall / structural wall)  dinding yang diporposikan untuk menahan kombinasi geser, momen dan aksial akibat gempa. (SNI 2847 2013)

Dinding Geser

Dinding beton polos biasa (memenuhi pasal 22 SNI 2847)

Dinding struktural pracetak menengah (memenuhi pasal 1 – 18 dan tambahan pasal 21.4

Dinding struktural khusus memenuhi pasal 21.1.3 – 21.10

FUNGSI SHEAR WALL :

 Kekuatan

Dinding geser harus memberikan kekuatan lateral yang diperlukan untuk melawat kekuatan gempa horizontal.

 Kekakuan

Dinding geser memberikan kekauan lateral untuk mencegah atap / lantai bergoyang berlebihan.

LETAK DAN FUNGSINYA :

1. Bearing wall : mendukung sebagian beban gravitasi

2. Frame wall : menahan gaya lateral atau geser yang terletak pada sisi luar bangunan. Dibangun di antara 2 kolom utama.

3. Core wall : terletak di inti gedung (dianggap memiliki fungsi ganda). Untuk dinding lift atau tangga.

GEOMETRINYA:

1. FLEXURAL WALL  hw/lw > 2

2. SQUAT WALL  hw/lw <2

SISTEM GANDA

• SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN (SRPM) + SHEAR WALLS • SRPM menahan seluruh gaya gravitasi

• SRPM menahan gaya lateral sekurang-kurangnya 25% • Faktor R = 8,5

Saat menerima gaya lateral:

SW  Flexural Mode

Prinsip dinding geser :

1. Kuat

2. Kekauan

3. Daktilitas

Gaya didistribusikan ke struktur dan diterima oleh shear wall

Shear wall dapat pada semua lebar bangunan ataupun sebagian saja

Shear wall harus pada seluruh tinggi banguan.

Ductile Shear Walls

ℓ

_f

Effective flange width:

ℓ

_f

≤ ½ distance to adjacent wall web

Pola Keruntuhan Dinding Geser

 Flexural behavior : terjadi pada dinding akibat gaya luar yang dibentuk oleh mekanisme kelelehan tulangan menahan lentur. Keruntuhan bersifat daktail

 Flexural shear behavior : kelelahan yang terjadi pada tulangan yang menahan lentur diikuti kegagalan geser

 Shear behavior : dinding runtuh akibat geser tanpa adanya kelelahan pada tulangan (umumnya bersifat brittle)

 Sliding shear behavior : akibat pembebanan siklik, sliding shear akibat

1. Dimana ρl dan ρt tidak kurang dari 0.0025

2. Dinding geser harus memiliki penulangan pada dua arah.

Konsep Gaya Dalam (Dinding Berperangkai

Kusus)

Acv = luas penampang total dinding struktural α = ¼ untuk hw/lw ≤ 1.5

= 1/6 untuk hw/lw > 2

ρ = rasio penulangan arah horizontal

 Di desain berdasarkan gaya dalam Vu dan Mu yang terjadi.

ℓ

_w

h

_w

Konsep Desain Kapasitas

 Gaya gempa elastis dapat direduksi dengan factor modifikasi respon struktur ( R ) yang merepresentasikan gempa tinggi.

 Apabila terjadi gempa kuat, hanya pada element tertentu yang boleh mengalami plastifikasi.

 Konsep desain kapasitas, kuat geser di dasar dinding didesain lebih kuat dari geser maksimum yang terjadi pada saat penampang di dasar dinding mengembangan momen plastisnya

METODE PERENCANAAN EMPIRIS

Φ = 0.70

PERENCANAAN DINDING LANGSING

 Panel diniding direncanakan sebagai komponen struktur tekan yang ditumpu sederhana. Momen dan lendutan di tengah bentang.

Wall

Distributed Reinforcement in Each Direction

Amount

r

≥ 0.0025

r

≥ 0.0025

Spacing

≤ 300 mm

≤ 450 mm

Concentrated Reinforcement

Where

@ends and

corners

@ends

Amount

(at least 4 bars)

A

_s

≥ 0.015 b

_w

l

_w

A

_s

≤ 0.06 (A)

_be

A

_s

≥ 0.001 b

_w

l

_w

A

_s

≤ 0.06 (A)

_be

Hoops

Confine like

columns

Like

non-seismic

columns

Ductile Shear Walls

For buckling prevention, ties shall be provided in

the form of hoops, with spacing not to exceed:



6 longitudinal bar diameters



24 tie diameters

Shear Design of Ductile Walls

Design shear forces shall not be less than;



Shear corresponding to the development of

probable moment capacity of the wall or the

wall system

Balok Berperangkai

1. Balok berperangkai dengan perbandingan ln/d > 4 harus memenuhi persyaratan SNI 13.3 tidak harus dipenuhi apabila balok perangkai tersebut memiliki stabilitas lateral yang mencukupi.

2. Balok perangkai dengan perbandingan ln/d < 4 diperkenankan untuk ditulangi dengan kelompok tulangan yang disusun diagonal dalam dua arah berlawanan.

3. Balok berperangkai ln/d < 2, dengan gaya geser terfaktor Vu melebihi 1/3sqrt(fc’.Acp) harus ditulangi kelompok tulangan yang disusun secara diagonal dalam dua arah berlawanan secara simetris

Setiap tulangan diagonal harus memiliki tulangan transfersal yang mana tahanan geser Vn dihitung :

Balok Berperangkai

Rotational Capacity,

q

_ic

> Inelastic Demand,

q

_id

u cg w d o f id

h

R

R















 



q

q

_ic

= 0.04 for coupling

beams with diagonal

reinforcement

q

_ic

= 0.02 for coupling beams without

diagonal reinforcement

Wall Capacity @ Ends of Coupling

Beams



Walls at each end of a coupling beam shall be

designed so that the factored wall moment

resistance at wall centroid exceeds the moment

resulting from the nominal moment resistance of

the coupling beam.



If the above can not be achieved, the walls

develop plastic hinges at beam levels. This

requires design and detailing of walls at coupling

beam locations as plastic hinge regions.

Coupling Beams with Diagonal

Reinforcement

ℓ

_w

h

_w

Plastic

Hinge

Length

Ductile Shear Walls

R

_d

= 3.5 or 4.0 if h

_w

/ ℓ

_w

≤ 2.0; R

_d

= 2.0

SFRS without irregularities:

Plastic hinge length:1.5 ℓ

_w



Flexural and shear reinforcement

required for the critical section

will be maintained within the

hinging region



For elevations above the plastic

hinge region, design values will be

increased by M

_r

/M

_f

at the top of

hinging region

ℓ

_w

h

_w

Plastic

Hinge

Length

Ductile Shear Walls

Wall thickness in the plastic hinge:

t

_w

≥ ℓ

_u

/ 14 but may be limited to

ℓ

_u

/ 10 in high compression regions

t

_w

ℓ

_u

Because walls are relatively thin

members, care must be taken to

prevent possible instability in

plastic hinge regions

Ductile Shear Walls



Vertical reinforcement outside the plastic

hinge region will be tied as specified in

7.6.5 if the area of steel is more than

0.005A

_g

and the maximum bar size is #20

and smaller



Vertical reinforcement in plastic hinge

regions will be tied as specified in 21.6.6.9 if

the area of steel is more than 0.005A

_g

and

the maximum bar size is #15 and smaller

Ductile Shear Walls



At least two curtains of reinforcement will

be used in plastic hinge regions, if:

cv

'

c

c

f

0

.

18

f

A

V





Where;

A

_cv

: Net area of concrete section bounded by

web thickness and length of section in the

Ductility of Ductile Shear Walls

Rotational Capacity,

q

_ic

> Inelastic Demand,

q

_id

004

.

0

2

h

R

R

w w w f d o f id















_













q

ℓ

_w

h

_w



_y



_cu

ℓ

_w

/2

025

.

0

002

.

0

c

2

w cu i c















_







q

Ductility of Ductile

Shear Walls

004

.

0

2

h

R

R

w w w f d o f id















_













q

025

.

0

002

.

0

c

2

w cu i c















_







q

Ductility of Ductile Shear Walls

w ' c c 1 1 f ' c c 1 ns n s

b

f

A

f

P

P

P

c



















x

P

P

E.Q.

M

₂

M

₁

M

_total

= M

₁

+ M

₂

+ P x

If P x



2/3M

_total

Coupled Wall

If P x < 2/3M

_total

Partially

Coupled Wall

Ductility of Ductile Coupled

Walls

Rotational Capacity,

q

_ic

> Inelastic Demand,

q

_id

004

.

0

h

R

R

w d o f id







q

025

.

0

002

.

0

c

2

w cu i c















_







q

ℓ

_w

: Length of the coupled wall system

ℓ

_w

: Lengths of the individual wall segments

for partially coupled walls