Dinding Geser (Shear Wall)

(1)

Ir. H. Kartono Hd

DINDING GESER

(2)

Langkah Desain Tulangan Shear Wall ( Dinding Geser ) : 1. Ketahui :

2. Periksa Kecukupan penampang dinding geser : ( Pasal 23 . 6 . 4 ) Penampang dinding geser memenuhi syarat untuk dipakai, bila :

5

6 Acv f 'c

V_U

3. Periksa apakah diperlukan 2 jajar ( dua layer ) tulangan : ( Pasal 23 . 6 . 2 ) Diperlukan 2 jajar ( dua layer ) tulangan , bila : ₁

6 Acv f 'c

V_U 4. Menentukan tulangan geser arah horizontal : ( Pasal 23 . 6 . 1 )

Coba dulu dipakai tulangan dengan ratio tulangan =



_n



_minimum = 0,0025 5. Menentukan tulangan geser arah vertikal : ( Pasal 23 . 6 . 4 )

A_cv ₊



n f y V_n = _c f '_c 1 4



_c= h_w _w 1,50 Untuk ; besar 1 6



_c= h_w _w 2,0 Untuk ; besar

Bila kurang dari 2,0 , maka besar hw



_v tidak boleh kurang dari



_n

_w

Coba dulu dipakai tulangan dengan ratio tulangan =



_v



_minimum = 0,0025

6. Menentukan kecukupan tulangan dalam mikul gaya aksial dan moment ultimit yang terjadi Dilakukan dengan bantuan program PCACOL

A_cv = Luas Penampang dinding geser . a. Panjang Shear Wall

b. Tebal Shear Wall c. Tinggi total Gedung

d. Kolom Pengapit Shear Wall berikut penulangannya e. Defleksi Lateral di bagian teratas gedung ( on top) =



_u f. Besar gaya geser ultimit dibagian dasar gedung g. Besar gaya moment ultimit dibagian dasar gedung g. Besar gaya aksial ultimit yang bekerja pada Shear Wall. h. Besar kuat tekan beton pada dinding = f'_c

(3)

Ir. H. Kartono Hd 7 . Menentukan apakah diperlukan Special Boundary Element ( Komponen Batas Khusus )

Diperlukan Special Boundary Element , bila :

M_{U .}y

I

P_U

A_g

+

>

0,20. f'c c = jarak serat tepi tertekan sampai ke garis netral



_u h_w dimana :

>

0,007 L _w 600



_u h_w

>

c

b

Dinding Geser yang direncanakan sesuai : Pasal 23.6 (6) .3

a

_{Dinding Geser yang direncanakan sesuai : Pasal 23.6 (6) .2}

(4)

4 m Dinding Geser tebal 30 cm 5,60 m

5 m

Kolom 60x 60 cm2

Dinding Geser tebal 30 cm V_U P_U

M_U

Dari analisa struktur untuk Dinding Geser ( Shear Wall ) didapat data sebagai berikut :

Inform asi tentang gedung :

Tinggi lantai dasar = 4,- m

Tinggi lantai diatas lantai dasar dan seterusnya = 3,60 m Dim ensi balok semua lantai = 40 x 60 cm

Gedung 10 lantai , dengan total tinggi 40 m

Tebal Pelat lantai dan atap = 12 cm Panjang shear w all = 5,60 m Tebal shear w all = 30 cm

Defleksi Lateral di bagian atas gedung ( on top ) =

 

_u = 32 cm

Kolom pengapit shear w all , berukuran m asimg - masim g 60 x 60 cm 2 , dengan tulangan 24 D 25 Sengkang kolom ; sengkang 4 kaki D 12 jarak 100 m m

Besar gaya geser m aksimum dibagian dasar dinding = V_U = 2510 kN Besar m oment ultimit yang bekerja di dasar dinding = M_U = 39080 kN-m Besar gaya aksial ultim it yang bekerja di dasar dinding = P_U = 11350 kN Kuat tekan rencana dinding = f'_c = 30 MPa

Kuat leleh baja tulangan = f _y = 400 MPa

(5)

Ir. H. Kartono Hd 1. Periksa kecukupan penampang dinding geser :

V_U = 2510 kN

<

5₆ x1,68 30 x 103= 7668 kN

Jadi penampang dinding geser memenuhi syarat untuk dipakai.

V_U = 2510 kN

>

1₆x1,68 30 x 103= 1534 kN Jadi diperlukan 2 jajar ( dua layer ) tulangan .

3. Menentukan tulangan geser arah horizontal :

Dicoba dipakai tulangan dengan ratio tulangan transversal =



_n



_minimum = 0,0025 , dengan jarak masksimum = S _maksimum = 45 cm A_s=



_minimum . luas shear w all per meter panjang

= 0,0025 . 0,30 m x 1 m = 0,00075 m 2 = 750mm 2 Dipasang tulangan horizontal 2 jajar = D 16 - 300 mm = 1340 mm2 > 750 mm2 4. Menentukan tulangan geser arah vertikal :

Dipakai ratio tulangan geser arah vertikal ,



_v, sama dengan arah horizontal ,



_n = 0,0025

Periksa kuat gesernya atas tulangan yang dipasang tersebut . A_cv ₊



n f y V_n = _c f '_c 1 4



_c= h_w _w 1,50 Untuk ; besar 1 6



_c= h_w _w 2,0 Untuk ; besar 1,68 + 0,0025 . 400 V_n = 1 30 4 X 10 3_{= 3980 kN}

_>

_V U = 2510 kN ( OK)

Jadi dipakai tulangan geser arah vertikal sama dengan arah horizontal , dua jajar D 16 - 300 mm Oleh karena kurang dari 2,0 , maka besar h_w



_v tidak boleh kurang dari



_n

w

Penampang dinding geser memenuhi syarat untuk dipakai, bila

5

6 Acv f 'c

V_U

A_cv = Luas Penampang dinding geser = 5,60 x 0,30 m2 = 1,68 m2

2. Periksa apakah diperlukan 2 jajar ( dua layer ) tulangan Diperlukan 2 jajar ( dua layer ) tulangan , bila :

1 6 Acv f 'c V_U h_w= 4500 mm _w= 4400 mm 1 4



_c= besar 1,50 4500 4400 A_s=



0,0025 . 0,30 m x 1 m = 0,00075 m 2 = 750mm 2

(6)

5. Menentukan kecukupan tulangan dalam mikul gaya aksial dan moment ultimit yang terjadi Besar moment ultimit yang bekerja di dasar dinding = M_U = 39080 kN-m

Besar gaya aksial ultimit yang bekerja di dasar dinding = P_U = 11350 kN Jumlah tulangan kolom pengapit dinding geser , adalah 24 D 25 Tulangan geser arah vertikal , D 16 jarak 300 mm

Kuat tekan rencana dinding = f'_c = 30 MPa Kuat leleh baja tulangan = f _y = 400 MPa Panjang shear w all = 5,60 m

Tebal shear w all = 30 cm

Selanjutnya, atas data tersebut, dengan bantuan program PCACOL, tulangan tersebut memenuhi kecukupan untuk mikul gaya aksial dan moment ultimit yang terjadi

(7)

Ir. H. Kartono Hd Dengan memasukkan data input :

P_U= 11350 kN V_U= 2510 kN M_n= 39080 0,65 = 60123 kNm M_U



=

b

Mencari besar c , untuk menentukan panjang Special Boundary Element :



_u h_w dimana :

>

0,007 L _w 600



_u h_w

>

c

Jadi,tidak diperlukan Spesial Boundary Element c : ( L_w - c ) = 0,31 : 2,82 2,82 . c = 0,31 .( 5,60 - c ) 2,82 c + 0,31 c = 1,736 c = 0,56 m = 560 mm L _w 600



_u h_w 5,6 600 . 0,008 = 1,17 m > c = 0,56 m =

Diperlukan Special Boundary Element , bila :

0,32 40 = 0,008 > 0,007



_u h_w = - 0,31 M_U P_U L_w = 5,6 m 2,82 C V_U

pada program Response 2000 , maka didapat output sebagai berikut :

(8)

Ir. H. Kartono Hd Pengekangan ( Confinement ) pada Boundary Element ( Kolom ) :

Persyaratan Jarak tulangan pengekang ( hoops ) : S , ( Pasal 23.4.2 ) S

<

panjang sisi terpendek1

4

S

<

6 x tulangan memanjang ( longitudinal )

Tetapi , jarak tulangan ( S ) : 3 350 - h_x S

<

100 +

S

<

150 mm S

>

100 mm

Besar h_xpada Boundary Element :

h_x h_x h_x

Persyaratan Jarak tulangan pengekang ( hoops ) : S

S

<

6 x tulangan memanjang ( longitudinal ) = 6 x 25 = 150 mm

hx = ( 600 - 2 . 40 - 4 .12 ) = 157,33 mm1 3 3 350 - h_x S

<

100 + 3 350 - 157,33 S

<

100 + = 164,20 mm

S

<

panjang sisi terpendek = x 600 = 150 mm1 4

1 4

Pengekang diambil D 12 jarak 100 mm

Dengan demikian luas tulangan pengekang ( confinement ) yang diperlukan : ( Pasal 23 . 4 .1. b )

A_sh = 0,09. s . h_c . f '_c f_yh 0,09. 100 . 496 . 30 400 = 335 mm2 =

Jadi dibutuhkan sengkang 4 kaki tulangan D 12 , yang sama dengan sengkang kolomnya , dengan total luas = 4 . 113 = 452 mm2 > 335 mm2 ( OK )

(9)

Ske tsa Pe nulangan She ar Wall

tanpa Spe cial Boundary Eleme nt

L _w 600



_u h_w

<

c D 16 - 300 mm D 16 - 300 mm Tulangan kolom 24 D 25 Tulangan kolom 24 D 25 4 D 12 - 100 mm 4 D 12 - 100 mm 4 D 12 - 100 mm 4 D 12 - 100 mm D 16 - 300 mm D 16 - 300 mm

(10)

Suatu misal , c = 1,40 m > 1,04 m

Special Boundary Element, haruslah dibuat sepanjang nilai terbesar dari : ( Pasal 23 . 6 . 6 . 4 . a) 1 . c - 0,10 L_w dari serat tertekan ,atau

c 2 2 .

Ukuran Boundary Element ( dalam hal ini adalah kolom yang mengapit shear w all ) , adalah 600 x 600 mm2

D 16 - 300 mm D 16 - 300 mm Special Boundary Element

600 mm 450 mm

c = 1,40 m

L_w= panjang total shear w all = 5,60 m

Namun karena kita telah memasang tulangan geser arah vertikal , dua jajar , berjarak 300 mm serta jajar yang kedua berjarak 450 mm dari muka kolom, maka Special Boundary Element haruslah diambil sepanjang = 600 mm + 450 mm = 1005 mm dari tepi luar .

CONTOH PENULANGAN SHEAR WALL , BILA :

L _w 600



_u h_w

>

c c - 0,10 L_w = 1,40 - 0,10 . 5,60 = 0,84 m

Ambil yang terbesar = 0,84 m c

(11)

Ir. H. Kartono Hd Pengekangan ( Confinement ) pada Special Boundary Element :

Persyaratan Jarak tulangan pengekang ( hoops ) : S S

<

panjang sisi terpendek1

4

S

<

6 x tulangan memanjang ( longitudinal )

Tetapi , jarak tulangan ( S ) :

1. Pengekangan pada bagian Boundary Element ( Kolom ) Terdiri atas :

2. Pengekangan pada bagian Shear Wall .

3 350 - h x S

<

100 + S

<

150 mm S

>

100 mm

Besar h_xpada Boundary Element :

Besar h_xpada Shear Wall : hx

h_x h_x h_x

(12)

Ir. H. Kartono Hd Pengekangan ( Confinement ) pada Special Boundary Element :

1. Pengekangan pada bagian Boundary Element ( Kolom ) Dipakai pengekang berbentuk persegi dengan D 12 Jarak tulangan pengekang ( hoops ) : S

2. Pengekangan pada bagian Shear Wall .

Dipakai pengekang berbentuk persegi dengan D 12 Jarak tulangan pengekang ( hoops ) : S

S

<

6 x tulangan memanjang ( longitudinal ) Shear Wall = 6 x 16 = 96 mm S

<

6 x tulangan memanjang ( longitudinal ) = 6 x 25 = 150 mm

hx = ( 600 - 2 . 40 - 4 .12 ) = 157,33 mm1 3 3 350 - h_x S

<

100 + 3 350 - 157,33 S

<

100 + = 164,20 mm

S

<

panjang sisi terpendek = x 600 = 150 mm1 4

1 4

Pengekang diambil D 12 jarak 100 mm

Dengan demikian luas tulangan pengekang ( confinement ) yang diperlukan : A_sh = 0,09. s . h_c . f '_c f_yh 0,09. 100 . 496 . 30 400 = 335 mm2 =

Jadi dibutuhkan sengkang 4 kaki tulangan D 12 , yang sama dengan sengkang kolomnya , dengan total luas = 4 . 113 = 452 mm2 > 335 mm2 ( OK )

3 350 - h_x S

<

100 +

hx = ( 300 - 2 . 40 - 2 .12 ) = 196 mm

Pengekang diambil D 12 jarak 100 mm 3

350 - 196

S

<

100 + = 151,30 mm

S

<

panjang sisi terpendek = x 300 mm = 75 mm1 4

1 4

(13)

Ske tsa Pe nulangan She ar Wall

de ngan Spe cial Boundary Ele me nt

L _w 600



_u h_w

>

c D 16 - 300 mm D 16 - 300 mm D 12 - 100 mm D 12 - 100 mm D 16 - 300 mm D 16 - 300 mm Tulangan kolom 24 D 25 4 D 12 - 100 m m Tulangan kolom 24 D 25 4 D 12 - 100 m m