4

BAB II

DASAR-DASAR TEORI

2.1 Perencanaan Struktur

Struktur pelat beton bertulang terdiri dari beberapa sistem struktur, dimana

faktor ekonomi dan perkembangan metode kontruksi menjadi faktor yang

berpengaruh dalam menentukan sistem struktur yang akan digunakan. Secara

umum struktur pelat dapat dibedakan menjadi dua ketegori yaitu:

- Struktur pelat dengan balok, adalah struktur pelat yang menumpu pada

balok atau gelagar di setiap tepinya.

- Struktur pelat tanpa balok (pelat datar), adalah struktur pelat yang di

tumpu langsung oleh kolom dan tidak ada balok disepanjang garis

kolom.

2.2 Pembebanan Struktur

Pada prinsipnya pembebanan yang akan diperhitungkan dalam perencanaan

suatu gedung secara garis besar digolongkan dalam empat jenis pembebanan yaitu

sebagai berikut:

1. Beban mati (Dead load)

2. Beban hidup (Live load)

3. Beban angin (Wind load)

4. Beban gempa (Seismic load)

Struktur dan komponen struktur harus direncanakan hingga semua

penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu, yang

dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya terfaktor yang sesuai dengan

ketentuan tata cara berikut:

- U = 1,4D

5

- U = 1,2D + 1,6L + 0,5 (A atau R)

- U = 1,2D + 1,0L ± 1,6W + 0,5 (A atau R)

- U = 0,9D ± 1,6W

- 1,2D + 1,0L ± E

- 0,9D ± 1,0E

Faktor beban untuk beban L pada kombinasi 3, 4, dan 5 boleh ditetapkam

sama dengan 0.5 kecuali ruang garasi, ruang pertemuan, dan semua ruangan dimana

nilai beban hidupnya lebih besar dari pada 500 kg/m.

2.3 Perencanaan Sistem Pelat Datar (Flat Plate)

Pelat datar adalah struktur pelat beton bertulang yang langsung ditumpu

oleh kolom tanpa adanya balok sebagai penumpu (Nawy, 1985). Pelat datar

memiliki ciri khusus yaitu tidak adanya balok sepanjang garis kolom dalam, namun

untuk sepanjang garis kolom tepi balok di perbolehkan ada.

Kapabilitas flat plate terhadap gempa relatif kecil, sumbangan kekakuan

terhadap beban lateral relatif kecil bahkan tidak memadai untuk bangunan tinggi

karena kemampuan struktur yang lebih dominan terhadap beban vertikal (gravitasi)

dibanding beban lateral, sehingga flat plate perlu sistem struktur penahan lateral

tersendiri, bisa menggunakan sistem portal khusus ataupun sistem dinding geser

(shearwall).

Beban gravitasi pada pelat meliputi beban pelat dan balok (bila ada) itu

sendiri yang membentang di antara tumpuan dan kolom atau dinding pendukung

yang membentuk rangka orthogonal, dapat direncanakan dengan metode

perencanaan langsung sesuai SNI 2847:2013 pasal 13.6 atau dengan metode rangka

ekuivalen menurut SNI 2847:2013 pasal 13.7.

Metode perencanaan langsung (Direct design method) adalah suatu cara

pendekatan dalam penentuan koefisien momen. Dalam metode ini, analisis

pendistribusian momen lentur total didasarkan atas koefisien momen pada jalur

6

perencanaan pelat yang telah ditentukan. Momen lentur total kemuadian

didistribusikan menjadi momen-momen positif dan negatif menurut koefisien

momen dan pembagian selanjutnya dari momen-momen ini menjadi momen-

momen pada kedua jalur perencanaan yang ditetapkan dalam satu spesifikasi.

Metode rangka ekuivalen (Equivalen frame method) adalah suatu cara

dimana konstruksi dianggap terdiri dari portal-portal ekuivalen pada jalur rencana

memanjang maupun melintang dan masing-masing portal terdiri dari deretan

kolom-kolom ekuivalen dan jalur-jalur pelat dan balok (bila ada). Seluruh lebar

pelat, yaitu setengah lebar panel pada masing-masing sisi kolom, dipertimbangkan

pada waktu menentukan beban dan kekuatan pelat.

Gambar 2.1 Pelat datar tanpa penebalan

Beberapa kelebihan-kelebihan penggunaan struktur flat plate dalam sebuah

perencanaan struktur adalah sebagai berikut:

1. Pelaksanna konstruksinya yang relatif lebih mudah dan cepat.

2. Bekistingnya relatif sedikit dan lebih ekonomis.

3. Dapat memberikan tinggi ruang bebas yang lebih besar.

4. Secara estetika dan arsitektural jauh lebih bagus dibandingkan dengan

struktur lantai biasa.

5. Tinggi keseluruhan struktur yang lebih rendah.

6. Kemudahan instalasi mekanikan dan elektrikal.

Namaun demikian, disamping kelebihan-kelebihan tersebut ada beberapa

kelemahan dalam struktur flat plate, antara lain:

7

1. Kegagalan punching shear pada hubungan slab-kolom dimana slabnya

tidak cukup kuat untuk menahan tegangan geser yang terjadi maka akan

terjadi keretakan atau bahkan tertembus oleh kolom.

2. Defleksinya yang relatif besar terutama pada pusat area pembebanan.

3. Merupakan bagian konstruksi yang tipis.

4. Lemah terhadap gaya lateral.

2.3.1 Tebal Minimum Pelat

Berdarakan SNI 2847:2013 pada pasal 9.5.3.3 tebal minimum pelat tanpa

balok harus memenuhi ketentuan berikut:

Tabel 2.1 Tebal minimum pelat tanpa balok interior

Tegangan

leleh,𝒇𝒚

Mpa

Tanpa penebalan Dengan penebalan

Panel eksterior

Panel

interior

Panel eksterior

Panel

interior

Tanpa

balok

pinggir

Dengan

balok

pinggir

Tanpa

balok

pinggir

Dengan

balok

pinggir

280 𝑙𝑛/33 𝑙𝑛/36 𝑙𝑛/36 𝑙𝑛/36 𝑙𝑛/40 𝑙𝑛/40

420 𝑙𝑛/30 𝑙𝑛/33 𝑙𝑛/33 𝑙𝑛/33 𝑙𝑛/36 𝑙𝑛/36

520 𝑙𝑛/28 𝑙𝑛/31 𝑙𝑛/31 𝑙𝑛/31 𝑙𝑛/34 𝑙𝑛/34

(Sumber: SNI 2847:2013)

Dengan ketentuan untuk pelat dengan penebalan atau penambahan elemen

struktur berupa drop panel tebal pelat tidak boleh kurang dari 100 mm.

2.3.2 Perencanaan Drop Panel dan Kepala Kolom (Column Capital)

Pertebalan pelat lazimnya digunakan di dalam konstruksi pelat datar

merupakan penambahan tebal pelat disekitar kolom. Bila pertebalan pelat

diteruskan dari garis pusat tumpuan paling tidakn seperenam dari bentang yang

diukur ke pusat masing-masing arah, dan bila proyeksi dibawah pelat tidak

seperempat dari tebal pelat diluar peretbalan, maka ACI – 9.5.3.2 mengizinkan

penggunaan tebal pelat minimum yang di syaratkan yang direduksi dengan 10%.

Untuk menentukan tulangan, mensyaratkan bahwa tebal dari drop panel dibawah

pelat harus dimisalkan pada harga yang tidal melebihi seperempat dari jarak antara

tepi dari drop panel dan tepi dari kepala kolom. Oleh karena persyaratan ini, tidak

ada alasan yang cukup kuat untuk menggunakan drop panel yang lebih tebal.

8

Dalam menentukan dimensi pertebalan pelat (drop panel) seperti yang

dinyatakan sebelumnya, faktor-faktor yang mempengaruhi dalam lebar pelat pada

potongan persegi panjang dan potongan ini dapat ditentukan dari garis tengah

bentang pelat. Sehingga dalam menentukan tebal pelat antara panel akan dapat

diperiksa. Bila drop panel dapat berbentuk persegi dalam perencanaan, dan

memiliki panjang dalam setiap arah tidak lebih dari sepertiga panjang panel dalam

arahnya. Untuk panel luar lebar drop panel dengan sudut sampai didalam panel

yang teputus dan diukur dari garis pusat kolom sama dengan setengah lebar panel

untuk panel dalam.

Penambahan ketebalan pelat didalam penampang kolom dimaksud untuk

mengurangi adanya geser pons. Berdasarkan SNI 03-2847:2013 pasal 15 (13.2.5),

syarat pengurangan adalah sebagai berikut:

1. Pada setiap arah pertebalan panel harus lebih memojok dari garis sumbu

perletakan sejarak tidak kurang dari seperenam panjang bentang yang

diukur dari sumbu ke sumbu perletakan didalam arah tersebut.

2. Proyeksi penebalan pada panel dibawah pelat paling tidak harus

berukuran seperempat dari tebal pelat yang berada diluar penurunan

panel tersebut.

3. Dalam menghitung tulangan pada pelat yang diperlukan, tebal panel

tidak boleh diartikan lebih besar dari seperenam dari jarak antara tepi

penebalan panel sampai tepi kolom atau kepala kolom.

Untuk merencanakan dimensi drop panel berdasarkan SNI 2847:2013 pada

pasal 13.2.5 dihitung berdasarkan persamaan berikut:

- Jarak dari titik tumpuan ke ujung drop panel

𝛼 >1

6× 𝑙𝑛

- Menentukan tebal drop panel

𝑡𝑑𝑟𝑜𝑝 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 >1

4× 𝑡

9

Gambar 2.2 Persyaratan ketebalan drop panel

Kepala Kolom yang diterapkan pada konstruksi pelat datar merupakan

pembesaran di bagian atas kolom atau pada pertemuan pelat-kolom. Karena struktur

tidak menggunakan balok-balok, maka kepala kolom tersebut bertujuan untuk

mendapatkan panjang keliling kolom agar geser akibat beban lantai berpindah serta

untuk meningkatkan tebal dengan berkurangnya perimeter di dekat kolom. Dengan

memisahkan garis maksimus 45º untuk distribusi dari geser kepala kolom,

ACI13.1.2 menyaratkan bahwa kepala kolom efektif untuk pertimbangan kekuatan

agar berada didalam kerucut bulat terbesar, piramida, atau baji yang mengecil

dengan puncak 90º yang dapat diikutkan didalam cakupan dari elemen pendukung

yang sebenarnya. Jarak dari pusat tumpuan biasanya sekitar 20 s/d 25% dari

bentang ratarata antar kolom (Wang, C.K., 1987:136).

Dimensi kepala kolom dapat ditentukan secara efektif tergantung tebal

kolom. Kemiringan sudut kepala, jika pelebaran atas atauteori kemiringan jika

seragam tidak melebihi dari 45˚ dari horizontal. Dimensi dapat di ukur dengan jarak

40 mm dibagian bawah pelat atau drop panel yang telah disediakan. Jika

persyaratan ukuran kepala kolom yang sebenarnya diperoleh sudut kurang dari 45˚

maka dimensi yang harus digunakan. Persyaratan ini dapat dituliskan secara

matematis sebagai berikut:

𝐿ℎ = 𝑙𝑒𝑏𝑖ℎ 𝑘𝑒𝑐𝑖𝑙 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑙ℎ𝑜 𝑑𝑎𝑛 𝑙ℎ 𝑚𝑎𝑥 = 𝑙𝑐 + 2(𝑑ℎ − 40)𝑚𝑚

10

Keterangan:

lho = dimensi actual.

lc = dimensi kolom yang diukur dari sama arah.

dh = tebal kepala kolom bagia atas pelat atau drop panel.

Jika kepala kolom adalah berbentuk lingkaran, kemudian lh menjadi hc

dengan kata lain, nilai hc harus dihitung. Nilai hc tidak boleh melebihi dari ¼ dari

jarak bentang antara kolom yang biasanya dalam menentukan ukuran ini dan

selanjutnya dapat menghitung ukuran kepala kolom yang paling besar dapat

ditentukan. Misalnya, jika merencanakan kolom persegi dan kepa kolom persegi,

maka ukuran kepala kolom menjadi 0,88hc, dimana kurang lebih 0,221min. Dalam

menentukan ukuran disesuaikan dengan kepala kolom persegi untuk dapat

menentukan nilai hc dimana nilai hc digunakan dalam semua analisis untuk

menghitung momen lentur.

Gambar 2.3 Dimensi kepala kolom dan drop panel

2.4 Metode Desain Sistem Pelat Datar (Flat Plate)

2.4.1 Metode Desain Langsung (Direct Design)

Metode perencanaan langsung merupakan salah satu cara yang dapat

digunakan untuk menganalisis pelat dua arah (dalam hal ini adalah pelat datar).

Dalam metode desain langsung terdapat pembatas-pembatas sebagai berikut

(Edward.G.Nawy, P.E):

1. Pada masing-masing arah, minimum ada tiga bentang menerus.

11

2. Perbandingan antara bentang yang panjang dengan yang pendek pada

satu panel tidak boleh melebihi 2.0.

3. Panjang bentang yang bersebelahan dalam masing-masing arah tidak

boleh berbeda lebih dari sepertiga bentang yang panjang.

4. Kolom dapat mempunyai offset maksimum 10% dari bentang dalam

arah offset dari kedua sumbu antara garis pusat kolom yang

bersebelahan.

5. Semua beban hanya akibat beban garavitasi dan terbagi merata diseluruh

panel. Beban hidup tidak boleh melebihi tiga kali beban mati.

6. Apabila panel tersebut ditumpu oleh balok pada semua sisinya, maka

kekakuan balok dalam dua arah yang saling tegak lurus tidak boleh

kurang dari 0.2 dan tidak boleh lebih besar dari 5.0.

2.4.2 Metode Portal Ekuivalen (Equivalent Frame Method)

Untuk menganalisis beban horizontal, metode portal ekuivalen berbeda

dengan metode desain langsung yang hanya dalam perhitungan momen-momen

longitudinal sepanjang portal kaku ekuivalen. Pada metode perencanaan langsung

hanya dapat digunakan apabila beban merata yang bekerja adalah seragam, dan

jarak antar kolom penampang pelat seragam juga. Selain kondisi itu, maka metode

perencanaan langsung tidak akan memberikan hasil yang memuaskan. Oleh karena

itu sebagai alternatif untuk menentukan gaya-gaya dalam pada sistem struktur pelat,

dapat digunakan metode portal ekuivalen.

Analisa dengan menggunakan metode portal ekuivalen dilakukan dengan

batasan-batasan sebagai berikut:

1. Bangunan harus selalu dianggap berdiri dari bingkai serta pada garis

kolom yang diambil dalam arah longitudinal dan tranversal bangunan.

2. Frame yang terdiri dari deretan kolom atau jalur penyangga dan pelat-

balok, terbatas pada arah lateral oleh diameter panel yang terletak

disetiap sisi sumbu kolom atau tumpuan.

12

3. Kolom atau tumpuan dianaggap terkait dengan jalur balok-balok oleh

komponen memutar yang arahnya dapat melintang ke arah bentang pada

saat itu dan meluas ke garis tengah panel disetiap sisi kolom.

4. Jarak yang berdekatan dan sejajar terhadap suatu tepi dibataskan oleh

tepi tersebut dan garis tengah panel yang berada didekatnya.

5. Setiap frame yang setara dapat dianalisis secara keseluruhan sebagai

alternatif untuk perhitungan karena bebean gravitasi, setiap lantai dan

atap bisa dianalisis secara terpisah dengan mengasumsikan bahwa

ujung-ujung kolom terjepit.

6. Ketika komponen struktur dianalisis secara terpisah, dalam menentukan

momen pada tumpuan dapat diasumsikan bahwa tumpuan jauh pada

dengan dua bentang berikutnya.

Gambar 2.4 Denah portal ekuivalen

Asumsi yang digunakan dalam analisa adalah bahwa bidang vetikal

memotong simetri seluruh segi empat dalam denah bangunan bertingkat, baik arah

x maupun arah y ditengah-tengah jarak kolom. Dengan potongan ini diperoleh

sebuah portal (frame) dalam arah x maupun arah y. solusi yang berupa portal ideal

terdiri dari balok horizontal atau slab ekuivalen dan kolom-kolom tumpuannya

memungkinkan slab dihitung sebagai bagian dari balok pada portal tersebut.

13

Gambar 2.5 Denah lajur kolom dan lajur tengah portal ekuivalen

2.5 Perencanaan Kolom

Kolom adalah elemen vertikal dari bangunan/bingkai yang tugasnya

membawa muatan dari balok dan elemen lainnya. Elemen kolom itu sendiri adalah

bentang kompresif diri sehingga kolaps yang terjadi di kolom dapat menyebebkan

keruntuhan di lantai atas dan runtuh seluruhnya.

Keruntuhan struktur kolom adalah hal perlu dipertimbangkan baik dari

aspek ekonomi dan keselamatan jiwa manusia. Oleh karena itu, dalam mendesain

kolom kita harus lebih hati-hati dengan menyediakan fitur keamanan yang lebih

besar dari pada elemen struktur lainnya seperti balok dan pelat, dan juga untuk

menekan yang terjadi di kolom tidak selalu memberikan peringatan awal yang

cukup jelas.

Berdasarkan beban yang diterima, kolom dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Kolom sentris, yaitu apabila:

a. Pada setiap ujung kolom bertumpu sendi (pendek).

b. Beban yang bekerja pada kolom hanya beban aksial (gaya normal)

2. Kolom eksentris, yaitu apabila:

14

Pada kolom bagian atas maupun bawah berhubungan kaku dengan

komponen horizontal (balok).

Menurut SNI 1847:2013, tidak memberikan definisi batas panjang

maksimum kolom, tetapi menetapkan kegunaan suatu proses evaluasi kelangsingan

pada batas nilai resiko kelangsingan tertentu.

Ditinjau dari kelangsingan pada kolom dibedakan atas:

1. Kolom pendek, keruntuhan yang diakibatkan oleh gaya tekan.

2. Kolom panjang (langsing), keruntuhan diakibatkan oleh faktor tekuk

kolom tersebut.

Pengaruh kelangsingan pada kolom boleh diabaikan dalam kasus-kasus

berikut:

a. Untuk komponen struktur tekan yang tidak dibresing terhadap goyangan

menyamping.

𝑘 .𝑙𝑢

𝑟≤ 22

b. Untuk komponen struktur tekan yang dibresing terhadap goyangan

menyamping.

𝑘 .𝑙𝑢

𝑟≤ 34 − 12[M1 / M2] ≤ 40

Keterangan:

k = faktor panjang efektif kolom

lu = panjang kolom

r = jari-jari potongan lintang kolom = √𝐼

𝐴

Dimana M1/ M2 adalah positif jika kolom dibengkokan dalam kurvatur

tunggal, dan negatif jika komponen struktur dibengkokan dalam kurvatur ganda.

Faktor panjang efektif tahanan ujung k, dalam berbagai kondisi dapat dilihat

dalam tabel berikut:

15

Tabel 2.2 Faktor panjang efektif kolom

Kondisi k

Kedua ujung sendi, tidak bergerak lateral

Kedua ujung jepit

Satu ujung, ujung lain bebas Kedua ujung jepit

1.0

0.5

2.0 1.0

(Sumber: Istimawan: 1994)

2.5.1 Kuat Beban Aksial Maksimal

Ketentuan kuat beban aksial maksumum dijelaskan dalam SNI 2847:2013

pasal 10.3.6 dengan persamaan sebagai berikut:

1. Kolom dengan penulangan spiral

ϕPn (maks) = 0,85 ϕ (0,85 fc’ (Ag – Ast) + (fy . Ast)

2. Kolom dengan penulangan sengkang

ϕPn (maks) = 0,85 ϕ (0,85 fc’ (Ag – Ast) + (fy . Ast)

Kontrol:

Pu ≤ ϕPn

Keterangan:

Ag = luas kotor penampang lintang kolom (mm2).

Ast = luas total penampang lintang (mm).

Pn = kuat beban aksial nominal/teoritis dengan eksentrisitas tertentu.

Pu = beban aksial terfaktor dengan eksentrisitas.

2.5.2 Kuat Rancang

Kuat rancang yang tersedia pada suatu komponen struktur samsungannya

dengan struktur lain dan penampangnya dalam kriteria lentur beban normal geser

dan torsi harus diambil sebagai kekuatan nominal dikalikan dengan suatu faktor

reduksi kekuatan ϕ.

Didalam SNI 2847:2013 menentukan besarnya reduksi kekuatan sebagai

berikut:

16

1. Lentur tanpa beban aksial (0,80)

2. Beban aksial dan beban aksial dengan lentur (untuk beban aksial dengan

lentur kedua nilai kekuatan nominal dari beban aksial dan momen harus

dikalikan dengan nilai ϕ yang sesuai).

a. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur (0,80)

b. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur:

- Komponen struktur dengan tulangan spiral maupun

sengkang ikat (0,70)

- Komponen struktur dengan sengkang biasa (0,65)

Kecuali untuk nilai aksial tekan yang rendah nilai ϕ boleh ditingkatkan

berdasarkan aturan berikut:

1. Untuk komponen struktur nilai fy tidak melebihi 400 Mpa dengan

tulangan simetris dan dengan (h–d’–ds) / h tidak kurang dari 0,65 nilai

ϕ boleh ditingkatkan secara linear menjadi 0,80 untuk nilai ϕPn yang

berkurang dari 0,10 fc’ Ag ke nol.

2. Untuk komponen struktur beton tulangan yang lain ϕ boleh ditingkatkan

secara linear menjadi 0,80 untuk keadaan dimana ϕPn berkurang dari

nilai terkecil antara 0,1 fc’ Ag dan ϕPn ke nol.

2.5.3 Batas dari Tulangan Komponen Struktural

Luas tulangan komponen struktur tekan dibatasi oleh ketentuan berikut:

1. Luas tulangan longitudinal komponen struktur tekan non komposit tidak

boleh kurang dari 0,01 ataupun lebih dari 0,08 kali luas bruto

penampang Ag (1% - 8% Ag).

2. Jumlah minimum batang tulangan longitudinal pada komponen struktur

tekan adalah 4 tulangan didalam sengkang ikat segitiga, dan 6 untuk

batang tulangan yang dikelilingi oleh spiral.

17

2.5.4 Lentur Biaksial dan Tekan

Kolom-kolom pojok pada bangunan adalah suatu elemen struktur yang

mengalami momen lentur biaksial yaitu momen lentur yang bekerja secara

bersamaan terhadap sumbu x dan y. kolom yang mengalami momen Mxx terhadap

sumbu x menghasilkan eksentrisitas ey dan momen Myy terhadap sumbu y

menghasilkan eksentrisitas ex. Dengan demikian sumbu netralnya membentuk

sudut terhadap garis horizontal.

Kolom-kolom yang demikian pada perancangan serta analisanya harus

menggunakan suatu proses coba-coba dan penyesuaian didalam mendapatkan

posisi miring dari garis netral, dan juga keserasian renggangan harus diperhatikan

pada setiap tulangan.

Konsep penggunaan permukaan runtuh leleh disajikan oleh bresler dan

panel. Kekuatan nominal batas dari suatu penampang dalam lentur biaksial dan

tekan merupakan fungsi dari tiga variabel yaitu Pn, Mnx, dan Mny, yang juga dapat

dinyatakan didalam gaya aksial P yang bekerja dengan eksentrisitas ey = Mnx / Pn

dan ex = Mny / Pn.

2.6 Perencanaan Dinding Geser (Shear Wall)

Dinding geser (Shear Wall) cocok untuk diaplikasikan pada gedung

bertingkat tinggi. Karena dinding geser merupakan struktur penahan gaya lateral

akibat beban gempa dan gaya geser dasar horizontal yang diakibatkan oleh gaya

lateral tersebut.

Menurut letak dan fungsinya, dinding geser diklasifikasikan dalam 3

klasifkasi, yaitu:

1. Bearing walls. Struktur yang dapat menahan sebagian besar beban

gravitasi. Dinding -dinding ini juga menggunakan struktur partisi antar

apartemen yang berdekatan.

18

2. Frame walls. Struktur yang dapat menahan beban lateral, dimana beban

gravitasi bermula dari rangka beton bertulang. Dinding-dinding ini

direncanakan diantara lajur kolom.

3. Core walls. Struktur yang terletak pada inti pusat bagian dalam gedung

yang umumnya dfungsikan sebagai tangga atau bahkan poros lift.

Dinding yang terletak di area inti ini dianggap menjadi pilihan paling

ekonomis karena memiliki fungsi ganda.

Gambar 2.6 Bearing walls, frame wall, core walls

Jenis dinding geser (shear wall) dibagi menjadi dua yaitu:

1. Dinding tunggal yang diletakan terpisah pada tiap sisi bangunan.

2. Beberapa dinding geser yang disusun membentuk core dan diletakan di

tengah gedung.

Gambar 2.7 Jenis dinding geser

Dalam pemilihan lokasi dinding geser sebagai pemikul gaya horizontal, ada

tiga tambahan aspek yang perlu diperhatikan yaitu:

19

1. Untuk tahan torsi, dinding geser sebanyak-banyaknya ditempatkan

sekeliling bangunan.

2. Semakin besar beban gravitasi yang bekerja pada dinding geser,

semakin sedikit tulangan lentur yang diperlukan, dan gaya semakin

besar disalurkan ke pondasi untuk menahan momen guling.

3. Jika gaya horizontal terpusat pada satu atau dua dinding geser, maka

gaya tersalur ke pondasi semakin besar sehingga ukuran pondasi

semakin besar pula.

Berdasarkan SNI 2847-2013 pasal 14.5.3.1, minimum tebal dinding geser

(t) tidak disyarankan kurang dari 100 mm.

𝑡 >1

25× ℎ

Kontrol kapasitas shear wall terhadap kombinasi beban aksial dan beban

lentur. Adapun ketentuan untuk penulangan dinding geser adalah sebagai berikut:

1. Rasio minimum untuk luas tulangan vertikal terhadap luas bruto beton

haruslah:

- 0,0012 untuk batang ulir ≤ D16 dengan tegangan leleh yang di

syaratkan ≥ 420 Mpa.

- 0,0015 untuk batang ulir lainnya.

- 0,0012 untuk tulangan kawat las ≤ ϕ16 atau D16.

2. Rasio minimum untuk luas tulangan horizontal terhadap luas bruto

beton haruslah:

- 0,0020 untuk batang ulir ≤ D16 dengan tegangan leleh yang di

syaratkan ≥ 420 Mpa.

- 0,0025 untuk batang ulir lainnya.

- 0,0020 untuk tulangan kawat baja las (polos atau ulir) ≤ ϕ16 atau

D16.

3. Kuat geser Vc dihitung berdasarkan persamaan berikut (SNI

2847:2013):

20

- 𝑉𝑐 = 0,27𝜆√𝑓𝑐′ ℎ𝑑 +

𝑁𝑢𝑑

4𝑙𝑤

atau

- 𝑉𝑐 = [0,5𝜆√𝑓𝑐′ +𝑙𝑤(0,1𝜆√𝑓𝑐′+0,2

𝑁𝑢𝑙𝑤ℎ

)

𝑀𝑢𝑉𝑢

− 𝑙𝑤2

] ℎ𝑑

Keterangan:

h = tebal dinding geser.

lw = panjang keseluruhan dinding.

d = 0,8

fc’ = mutu beton.

4. 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 demgan

pengaturan sebagai berikut:

- Satu lapis tulangan yang terdiri dari tidak kurang dari pada

setengah dan tidak lebih daripada sepertiga jumlah total tulangan

yang dibutuhkan pada masing-masing arah, harus ditempatkan

pada bidang yang berjarak tidak kurang daripada 50 mm dan

tidak lebih dari sepertiga ketebalan dinding dari permukaan luar

dinding.

- Lapisan lainnya, yang terdiri dari sisa tulangan dalam arah

tersebut diatas, harus ditempatkan pada bidang yang berjarak

tidak kurang dari 20 mm dan tidak lebih dari sepertiga tebal

dinding dari permukaan dalam dinding.

5. Jarak antara tulangan vertikal dan antara tulangan-tulangan horizontal

tidak boleh lebih besar daripada tiga kali ketebalan dinding dan tidak

pula lebih besar daripada 450 mm.

6. Tulangan vertikal tidak perlu diberi tulangan pengikat tranversal bila

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

21

penampang beton, atau bila tulangan vertikal tidak dibutuhkan sebagai

tulangan tekan.

7. Pada bukaan berupa jendela, pintu dan yang lainnya, dipasang minimal

dua batang tulangan D16 pada dinding yang mempunyai dua lapis

tulangan dan satu tulangan D16 untuk dinding dengan satu lapis

tulangan pada ke dua arah.

2.7 Transfer Beban pada Struktur

2.7.1 Transfer Beban Lantai ke Kolom

Beban maksimum yang bekerja pada pelat dua arah harus dapat

mempertahankan kekuatannya dengan pertemuan antara pelat dan kolom, meskipun

lempeng tersebut memiliki kemapuan untuk membawa beban tangguh yang

disebabkan oleh momen lentur yang dihasilkan dari beban. Kemungkinan besar

pelat tersebut belum memiliki kamampuan untuk mendukung gaya geser yang

dihasilkan jika pelat yang direncankan tidak sesuai dengan ketebalan, maka luasnya

lebih kecil sehingga tegangan kerja pada area sekitar kolom lebih besar.

Dalam kondisi tertentu momen-momen bisa juga harus disalurkan dari pelat

ke kolom. Momen ini akan dipengaruhi oleh gaya geser dan gaya tambahan yang

disebabkan oleh beban vertikal bangunan. Tegangan ini tentunya sangat besar pada

kolom yang berada diluar area (kolom eksterior), dimana momen yang bekerja pada

satu sisi.

Transfer pada beban akan terjadi pada sambungan pelat tanpa balok, beban

vertikal dari pelat lantai diberikan dalam bentuk tegangan geser ke permukaan

kolom. Beban yang bekerja pada pelat lantai akan menyebabkan keruntuhan jika

gaya geser yang bekerja di araea sekitar kolom lebih besar dari kekuatan beton itu

sendiri dan juga akan mengakibatkan retakan pada betonnya.

22

Gambar 2.8 Penampang kritis pada keruntuhan geser pons

Berdasarkan kapasitas geser beton pada ketentuan geser pons, ditentukan

dari nilai terkecil dari persamaan berikut:

- 𝑉𝑐 = (1 +2

𝛽𝑐) √𝑓𝑐 . 𝑏0 . 𝑑

- 𝑉𝑐 = (𝑎𝑠 . 𝑑

𝑏0+ 2)

√𝑓𝑐 . 𝑏0 . 𝑑

12

- 𝑉𝑐 =1

3√𝑓𝑐 . 𝑏0 . 𝑑

Keterangan:

d = tinggi efektif pelat lantai.

bo = keliling dari penampang kritis.

bc = rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek kolom.

2.7.2 Distribusi Momen pada Pelat

Apabila sebuah balok tertumpu sederhana den memikul beban merata

qkN/m², maka momen positif maksimum akan terjadi di tengah bentang sebesar Mo

= ql1²/8, dengan l1 adalah panjang bentang balok. Apabila balok terjepit di kedua

sisinya atau merupakan menerus dengan momen negatif yang sama di kedua

ujungnya, maka momen total Mo = Mp (momen positif pada tengah bentang) + Mn

(momen negatif pada tumpuan) = ql1²/8.

23

Gambar 2.9 Momen lentur terjepit pada kedua sisinya

Untuk pelat-pelat pada sisi dalam yang tipikal, maka besarnya 𝑀0 akan

terbagi menjadi momen positif di tengah bentang (𝑀𝑝), dan momen negatif pada

tumpuan (𝑀𝑛) yang besarnya:

- Momen terfaktor negatif = 0,65 Mo

- Momen terfaktor positif = 0,35 Mo

Gambar 2.10 Distribusi momen pada suatu pelat dalam

Terdapat juga persyaratan koefisien distribusi momen berdasarkan British

Standard (BS 8110-1:1997-3.7.4.2). Persyaratan tersebut lebih tepat digunakan

untuk struktur yang juga dibebani oleh beban horizontal.

24

Tabel 2.3 Koefisien distribusi berdasarkan BS 8110 – 1:1997

Momen Rencana

Pembagian lajur kolom dan lajur tengah ditetapkan

sebagai persentase dari total momen positif dan negatif

Lajur kolom Lajur tengah

Negatif 75% 25%

Positif 55% 45%

CATATAN: Untuk kasus dimana lebar lajur kolom sama dengan labar drop panel dan lajur

tengah, momen rencana yang harus ditahan oleh lajur tengah harus ditingkatkan secara proporsional sebanding dengan lebar yang bertambah. Momen rencana yang harus ditahan oleh

lajur kolom dapat dikurangi dengan jumlah sedemikian rupa sehingga total momen positif dan

negatif yang ditahan oleh lajur kolom dan lajur tengah tidak berubah.

(Sumber: BS 8110:1997)

2.7.3 Transfer Momen Pelat pada Kolom dan Tagangan Geser

Momen lentur yang timbul pada hubungan kolom dengan pelat pada

umumnya akan mengakibatkan munculnya momen tak seimbang pada pelat, yang

selanjutnya ditransfer pada kolom. Besarnya momen tak seimbang yang ditransfer

melalui mekanisme lentur pada pertemuan pelat dan kolom, ditentukan dalam SNI

2847:2013 Pasal 13.5.3 sabagai berikut:

- 𝑀𝑓 = 𝛾𝑓𝑀𝑢

- 𝜆𝑓 = 1

1+(2

3)√

𝑏1𝑏2

= 1

1+(2

3√

𝑐1+𝑑

𝑐2+𝑑)

Momen tak seimbang yang ditransfer melalui mekanisme geser adalah:

- 𝑀𝑣 = (1 − 𝛾𝑓) 𝑀𝑢 = 𝑀𝑓

Dengan 𝑐1 dan 𝑐2 adalah panjang kedua sisi kolom persegi panjang,

sedangkan 𝑏1 = 𝑐1 + 𝑑dan𝑏2 = 𝑐2 + 𝑑. Jika kolom berbentuk bujur sangkar

maka𝑐1 = 𝑐2.