DESAIN DINDING GESER UNTUK LIFT PADA BAN

DESAIN DINDING GESER UNTUK LIFT

PADA BANGUNAN TINGGI

1 _{Mohammad HamzahFadli} Email: hamzah.fadlii @gmail.com

JurusanTeknikSipil, FakultasTeknikSipildanPerencanaan UniversitasGunadarma, Jakarta

2_Sulardi

Email: lardiardi@yahoo.com

: ardi@staff.gunadarma.ac.id

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Gunadarma, Jakarta

ABSTRACT: The purpose of this plan to get wall reinforcement, it’s longitudinal reinforcement, transversal reinforcement, and boundary component reinforcement.The design of shear wall elevator / core lift on the 10-story office building, its using Moment Resisting Frame Systems and the walls are designed for axial loads and bending loads. Height of the wall from the base to the LMR roof is 40,80 meters with 6,50 meter of the longest panel segment. This core is used for elevators 3 cars as vertical transportation.The earthquake method uses Static Equivalent and Dynamic Response Spectrum. Wall reinforcement is divided into 4 sections: ground floor, 2nd _{– 3}rd _{floor, 4}th _{– 8}th _{floor, and roof – LMR roof floor} (the typical high). The method based on rules SNI 03-2847-2002 for wall structure and SNI 03-1726-2012 for earthquake analysis. The results for longitudinal reinforcement is using D10 - 200 in the area of non-boundary, D10 - 100 in boundary area and transversal reinforcement is using D10 - 200 in the area of non-boundary and D10 - 100 in boundary areas, except 2nd _{– 3}rd _{floor, using D10 – 100 for all of transversal reinforcements.}

Keywords: Core Lift, Elevator, Longitudinal, Transversal, Boundary

ABSTRAK:Tujuan dari perancangan ini adalah untuk mendapatkan penulangan dinding, yaitu penulangan longitudinal, sengkang transversal, dan penulangan komponen batas. Perancangan dinding geser elevator/core lift pada gedung perkantoran 10 lantai ini menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen dimana dinding dirancang untuk menahan beban aksial dan lentur. Ketinggian dinding dari dasar sampai atap LMR adalah 40,80 meter dengan segmen panel terpanjang 6,50 meter. Core ini digunakan untuk elevator 3 kabin sebagai transportasi vertikal. Metode gempa rencana menggunakan Statik Ekivalen dan Dinamik Respons Spektrum. Metode penulangan dinding dibagi ke dalam 4 bagian lantai yaitu ground, lantai 2-3, lantai 4-8, dan lantai atap-atap LMR sesuai tinggi tipikal. Metode yang digunakan mengacu pada peraturan SNI 03-2847-2002 untuk struktur dinding dan SNI 03-1726-2012 untuk analisis gempa rencana. Hasil penulangan untuk longitudinal menggunakan D10 – 200 pada area non-boundary dan D10 – 100 pada area boundary serta sengkang D10 – 200 pada area non-boundary dan D10 – 100 pada area boundary, kecuali untuk lantai 2 – 3 semua sengkang D10 – 100.

1. PENDAHULUAN

Salah satu pemikiran utama pada perencanaan bangunan bertingkat banyak adalah transportasi vertikal. Transportasi vertikal memegang peranan yang cukup penting dalam kelangsungan aktifitas dalam gedung. Penggunaan transportasi vertikal ini akan menentukan efisiensi dan memakan volume suatu gedung yang berhubungan dengan inti bangunan (core). Oleh sebab itu perlu suatu perencanaan yang baik dalam menempatkan transportasi vertikal dalam suatu gedung.

Elevator yang merupakan salah satu transportrasi vertikal biasanya digunakan pada gedung bertingkat tinggi yang lebih dari tiga atau empat lantai, karena kempuan orang untuk naik turun dalam menjalankan tugas maupun aktifitasnya rata-rata hanya mampu diakukan sampai 4 lantai.

Pada dasarnya elevator harus ditunjang dengan struktur yang memberikan keamanan dalam perjalanannya. Elevator akan didukung atau dilindungi oleh sistem dinding geser. Dinding geser elevator merupakan dinding struktural yang berfungsi sebagai penutup elevator dan sekaligus menambah kekakuan bangunan. Perencanaan dinding geser elevator menjadi sangat penting untuk sistem transportasi vertikal yang disesuaikan dengan fungsi bangunan serta secara langsung ataupun tidak langsung juga sebagai penyalur gaya lateral seperti gaya gempa pada daerah sekitar bangunan.

Tujuan penulisan dari tugas akhir ini adalah merancang penulangan struktur dinding geser untuk elevator atau core lift pada suatu gedung perkantoran 10 lantai yang menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen (Moment Resisting Frame System). Pada penulisan tugas akhir ini, pembahasan dibatasi pada:

1. Perancangan dilakukan dengan struktur gedung perkantoran 10 lantai termasuk lantai atap Lift Machine Room (LMR). 2. Struktur gedung menggunakan Sistem

Rangka Pemikul Momen (SRPM).

3. Beban gempa rencana dianalisis menggunakan metode analisis satatik ekivalen dan dinamik respon spektrum. 4. Perhitungan struktur terpusat pada

penulangan dinding geser elevator dengan acuan SNI dan bantuan software ETABS.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Sistem rangka pemikul momen adalah sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap, sedangkan beban lateral yang diakibatkan oleh gempa dipikul oleh rangka pemikul momen melalui mekanisme lentur. Dinding geser pada dasarnya adalah komponen struktur yang berfungsi untuk meningkatkan kekakuan dan menahan gaya-gaya lateral. Dinding geser dapat diibaratkan sebagai dinding struktural yang diproporsikan untuk menahan kombinasi dari geser, momen dan gaya aksial yang ditimbulkan oleh gempa. Dinding struktural dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Dinding struktural beton biasa, yaitu ketentuan dinding struktural beton biasa juga di fungsikan sebagai penahan gaya gempa utama. maka rasio tulangan ρ yang ada tidak boleh

komponen struktur dengan tulangan tekan, bagian

ρ

b _{yang disamai oleh tulangan} tekan tidak perlu direduksi dengan faktor 0,75.

φPP_max=0,80×φP×(0,85×f ' c×(A_g−A_s)+f_y×A_s)

2.2 Tulangan Geser Dinding

Kuat geser pada sembarang penampang horizontal terhadap geser yang sejajar bidang dinding tidak boleh lebih besar daripada :

V_n=5

6

√

f '_c

×hd

Untuk perencanaan terhadap gaya geser horizontal yang sejajar bidang dinding, d harus diambil sebesar 0,8 lw. Nilai d yang

lebih besar, yaitu jarak antara serat tekan terluar hingga titik pusat tulangan tarik, boleh digunakan apabila analisis didasarkan pada kompatibilitas regangan.

2.3 Tulangan Komponen Batas (Boundary Element) Dinding

Komponen batas merupakan bagian diniding yang diperkuat oleh tulangan longitudinal dan transversal. Kebutuhan komponen batas khusus di tepi-tepi dinding struktural harus dievaluasi berdasarkan syarat-syarat yang telah ditetapkan pada SNI 03-2847-2002 untuk sistem dinding yang menerus secara efektif dari dasar hingga puncak bangunan.

Jika komponen batas ditentukan lain, maka bila rasio tulangan utama trepi dinding melebihi 400/fy, spasi tulangan dinidng tidak boleh lebih dari 200 mm. Kecuali jika Vu

pada bidang dinding lebih kecil daripada Acv(f’c)0,5, maka tulangan horizontal yang

berhenti pada tepi dinding struktural dengan tanpa komponen batas harus dilungkupi dengan sengkang jenis U yang memiliki ukuran dan spasi yang sama dengan tulangan horizontal, dan disambunglewatkan dengan tulanganhorizontal.

Gambar 2.1 Rasio Tulangan pada Tepi Dinding Sumber : SNI 03 – 1726 – 2012

3. METODE PERANCANGAN

Perancangandindinggeser

elevator ini dibagi ke dalam 4 sections, yaitu :ground floor, 2nd _–

3rd_{floor, 4}th _{– 8}th_{floor, dan roof –}

LMR roof floor. Dinding pada tiap lantai tersebut akan direncanakan

4. ANALISIS

Gambar 4.1Core Lift Rencana

Tabel 4.1 Dimensi Panjang Dinding dari As-As

No Bentang Panjang Dinding (mm)

1 AB 2280,00

2 BC 6500,00

3 CD 2280,00

4 DE 633,50

5 FG 1266,50

6 HI 1266,50

7 AJ 633,50

Gambar 4.2Gedung Perkantoran 10 Lantai

4.1 PembebananLift

Beban yang bekerja akibat pergerakan elevator dianggap sebagai beban terpusat akibat gaya yang bekerja terhadap berat kapasitas elevator sendiri yang diasumsikan

Tabel 4.2 Beban Reaksi Lift

Speed Capacity M/C Room Reaction (kg) Pit Reaction (kg)

(m/minute) Persons Kg R1 R2 R3 R4

105 15 1000 5450 4300 8600 6600

Sumber : Hyundai Elevator Planning Guide, 2013

Maka besarnya gaya yang diakibatkan oleh pergerakan elevator dengan kecepatan konstan (GLB) adalah :

∑

F

_y

=

0

N

−

W

=

0

N

=

W

=

mg

N

=

W

=

1000

kg

×

9

,

81

m

/

s

2

N

=

9810

N

=

9

,

81

kN

Besarnya gaya akibat koefisien kejut adalah sebagai berikut :

N

=

(

1

+

20

(

50

+

L

)

)

×

N

N

=

(

1

+

20

(

50

+

2

,

280

)

)

×

9

,

81

kN

N

=

1

,

3825

×

9

,

81

kN

N

=

13

,

563

kN

Gambar 4.3Beban-beban yang bekerja

pada LMR

4.2 Desain Tulangan Longitudinal dan KetebalanCore Lift

Tabel 4.3 Nilai Gaya Dalam Wall pada Ground Floor (unit : kN-m)

Load Loc P V2 V3 T M2 M3

Envelop

e Top -9805.25 691.25 87.12

983.41

2 9317.11

23050.8 1 Envelop

e Bottom -9937.58 691.25 87.12

983.41 2

9500.06 5

θ

_top

=

360

0

−

tan

−1

M

2

M

3

θ

_top

=

360

0

−

tan

−1

9317

,

11

23050

,

81

θ

_top

=

360

0

−

22

0

θ

_top

=

338

0

θ_bottom=3600−tan−1M2 M3 θ_bottom=3600−tan−19500,065

24502,43 θ_bottom=3600−21,1920

θ_bottom=338,8080≈3390

Nilai Momen yang terjadi pada suatu sudut orientation of pier neutral axis pada suatu sudut θ adalah :

M

_top

=

√

M

2

2

+

M

3

2

M

_top

=

√

9317

,

11

2

+

23050

,

81

2

M

_top

=

24862

,

59

kNm

M

_bottom

=

√

M

2

2

+

M

3

2

M

_bottom

=

√

9500

,

065

2

+

24502

,

43

2

M

_bottom

=

26279

,

65

kNm

Ag= 2 x 150 x 708,50 = 212550mm2

= 2 x 150 x 1266,5 = 379950 mm2

= 2 x 150 x 2130 = 639000 mm2

= 1 x 150 x 6650 = 997500 mm2

Jumlah total Ag = 2.229.000 m2

Nilai Batasan Tekan Maksimum sebesar :

φPP_max=0,80×φP×(0,85×f ' c×(Ag−As)+fy×As)

φPP_max=0,80×0,65×(0,85×30×(2229000−12246)+400×12246) φPP_max=31941,326 kN

Ptop = 9805,25 kN < 31941,326 kN… OK

Pbot= 9937,58 kN < 31941,326 Kn…. OK

Gambar4.4Diagram Interaksi pada Sudut Orientasi 3380 _{Terhadap Sumbu Netral Pier}

4.3 Desain Tulangan Geser Core Lift Output hasil analisis ETABS dalam mengevaluasi kapasitas core lift dinding geser dalam menahan kombinasi geser mengambil panel atau segmen yang paling kritis dalam menerima beban geser akibat

kombinasi maksimum yaitu panel BC dengan panjang 6500 mm dan tebal 150 mm.

a) Ground Floor

Data yang diperlukan untuk tinjauan desain tulangan geser adalah :

Pu = 1012473,718 N OL < OC…

Mu = 125099966,954 Nmm Vu = 80018,861 N

Concrete Shear Capacity :

Vc₁=1

Berdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat kebutuhan tulangan geser = 375,00 mm2_{/m. Hasil desain manual tulangan}

geser yaitu D10 (As = 78,5 mm2₎

dalam jarak spasi tulangan masing-masing lapis 200 mm, jadi kebutuhan tulangan :

Berdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat kebutuhan tulangan geser = 1407,101 mm2_{/m. Hasil desain manual tulangan}

geser yaitu 2 D10 dalam jarak spasi tulangan masing-masing lapis 100

Berdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat kebutuhan tulangan geser = 850,956 mm2_{/m. Hasil desain manual tulangan}

geser yaitu D10 dalam jarak spasi

Rasio tulangan transversal (D10 – 200) :

78,5

150×200=0,00262>0,0025 _….O K.

Berdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat kebutuhan tulangan geser = 375 mm2_/

m. Hasil desain manual tulangan

geser yaitu D10 dalam jarak spasi lapis 200 mm, jadi kebutuhan tulangan :

(

1000200 +1

)

×78,5=471 _mm2_/m,

hasil tersebut sedikit lebih besar daripada As yang terpasang dari desain ETABS, sehingga dapat dikatakan mendekati ekonomis.

4.4 Desain Tulangan Komponen Batas (Boundary Element) Core Lift

Peninjauan tulangan komponen batas dinding (boundary element) dibagi kedalam 2

panel sebagai penerima beban tekan yang kritis, yaitu panel AB dan panel BC.

Perhitungan tulangan Boundary Elementpada Ground Floor :

Gambar 4.5 Panel BC Tinjauan Boundary Element (biru)

Data yang dibutuhkan untuk penulangan boundary element BC adalah : Pu = -57167,826 N

BC = 6500 mm Δu = 40,385 mmu = 40,385 mm

Shear wall harus diberi Boundary Element

c = 1700 mm > 1547,619 mm maka panel tersebut harus diberi Boundary Element. Boundary element harus dipasang secara horizontal tidak kurang daripada :

1) sejauh 1050 mm, diambil jarak pakai 1250 mm dari sisi masing-masing serat tekan terluar panel BC. Direncanakan tulangan longitudinal komponen batas 13 D10 – 100 dengan clear cover sebesar 30 mm.

ρ_terpasang=AS

Gambar 4.7 Panel AB Tinjauan Boundary Element (merah) Data yang dibutuhkan untuk penulangan boundary element AB adalah : Pu = 13208,508 N

BC = 2280 mm Δu = 40,385 mmu = 40,385 mm

Gambar 4.8 Diagram Interaksi Dinding Geser Panel AB

l_w

600×

(

δu

h_w

)

=2280

600×(0,007)=542,857

c = 581 mm > 542,857 mm maka panel tersebut harus diberi Boundary Element atau tulangan komponen batas.

Boundary element harus dipasang secara horizontal tidak kurang daripada :

1)

c

−

0,1

l

_w

=

581

−(

0,1

×

2280

)=

353

2) c 2=

581

2 =290,5

Maka boundary element atau tulangan komponen batas harus dipasang minimal sejauh 353 mm, diambil jarak pakai 440 mm dari sisi masing-masing serat tekan terluar panel AB.Direncanakan tulangan longitudinal komponen batas 4 D10 – 100 dengan clear cover sebesar 30 mm.

ρ_terpasang=AS bd

ρ_terpasang=2×4×78,5

150×440

ρ_terpasang=0,009515>0,009

transversal atau sengkang yang dibutuhkan tidak boleh kurang dari :

A

_sh

=

0,3

(

s

×

h

c

×

f '

c

f

_yh

)

[

(

A

_g

A

_ch

)

−

1

]

A

_sh

=

0,3

(

100

×

(

150

−

2

(

30

+

10

2

)

)

×

30

400

)

[

(

440

×

150

(

440

−

30

)

×

(

150

−

60

)

)

−

1

]

A

_sh

=

141

,

951

A

_sh

=

0

,

09

(

s

×

h

c

×

f '

c

f

_yh

)

A

_sh

=

0

,

09

(

100

×

(

150

−

2

(

30

+

10

2

)

)

×

30

400

)

A

_sh

=

54

Jumlah tulangan = 440-150/100 = 2,9 maka dipasang 3 D10 – 100.Luas pakai 3 D10 – 100, Av = 235,5 mm2_{> 141,951}

mm2_{…….OK. Untuk penulangan komponen}

batas atau Boundary Element pada lantai

berikutnya disamakan dengan perhitungan di atas pada ground floor karena tulangan boundary dipasang menerus dari dasar sampai lantai atap LMR.

4.5 Hasil Desain

Gambar 4.9 Detail Core Lift (Passanger Elevator 3 Cars)

Pada gedung perkantoran ini dirancang elevator/lift 3 kabin dengan dinding geser yang memiliki ketebalan 150 mm dan tinggi dari dasar hingga sampai lantai atap Lift Machine Room (LMR). Hasil perhitungan penulangan struktur dinding memberikan hasil sebagai berikut :

1. Longitudinal Reinforcement Core Lift (Tulangan Utama)

2. Transversal Reinforcement Core Lift (Tulangan Sengkang) Guide (Untuk Konsultan dan perencana). Hyundai Elevator Co., Ltd.

3. _. 2010. Perhitungan Kebutuhan Lift. Materi Utilitas Bangunan 2010.

4. Admin. 2010. Hoistway detail : Intermediate Support and Separator Beam. Available from URL : http://elevatorescalator.wordpress.com/2 010/.

5. Badan Standarisasi Nasional. RSNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Jakarta : 2010.

6. Badan Standarisasi Nasional. SNI 05-7052-2004. Syarat-syarat Umum Konstruksi Lift Penumpang yang Dijalankan dengan Motor Traksi Tanpa Kamar Mesin. Jakarta : 2004.

7. Christiani, Yohanna. 2009. Shear Wall.

Available from URL :

http://yohannachristiani.blogspot.com/20 12/06/shear-wall.html.

8. Departemen Pekerjaan Umum. SNI 03 – 2847 – 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (Beta Version). Bandung : 2002.

9. Asroni, Ali. Kolom Fondasi & Balok T Beton Bertulang. Yogyakarta: Graha Ilmu, 2010.

10. Doran, B. 2003. Elastic-plastic analysis of R/C coupled shear wall : The equivalent stiffness ratio of the tie element. Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering, Yildzid Technical University : Istanbul, Turkey.

12. Khozin, Nur dan Andi Darmawan, Saryono. Perencanaan Struktur Gedung Apartemen Berlian Jakarta. Tugas Akhir. 13. Suhelda dan Yuliani, Ester. Evaluasi Perbandingan Konsep Desain Dinding Geser Tahan Gempa Berdasarkan SNI Beton.

14. Syarif, Nawar. 2011. Berkenalan dengan SRPM (Sistem Rangka Pemikul

Momen). Available from URL : http//nawarsyarif.blogspot.com/2011/10/

berkenalan-dengan-srpm-sistem-rangka.html.