SISTEM PELAT DUA ARAH (METODE ANALISIS)

1) Metode Perencanaan Langsung (Direct Design Method, DDM), merupakan prosedur pendekatan untuk analisis dan desain pelat dua arah. Metode ini dibatasi untuk sistem pelat yang dibebani oleh beban terdistribusi merata, serta tertumpu oleh kolom-kolom dalam jarak yang sama atau hampir sama. Metode Perencanaan Langsung ini menggunakan sejumlah koefisien untuk menentukan besarnya momen rencana pada lokasi-lokasi kritis.

2) Metode Rangka Ekivalen (Equivalent Frame Method, EFM), dirumuskan dalam SNI 2847:2013 pasal 13.7. Struktur Bangunan 3 dimensi dibagi-bagi menjadi beberapa rangka ekivalen dua dimensi, pembagian tersebut dilakukan dengan cara membuat potongan sepanjang garis tengah di antara kedua kolom. Struktur rangka dianalisis secara terpisah lantai per lantai dalam arah memanjang dan melintang

JENIS-JENIS PELAT DUA ARAH

Gambar 1. Pelat dua arah tanpa balok Gambar 2. Pelat dua arah dengan balok

Pelat dua arah tanpa balok (Flat plate) merupakan salah satu sistem pelat dua arah yang merupakan pelat beton pejal dengan tebal merata yang mentransfer beban secara langsung ke kolom pendukung tanpa bantuan balok atau kepala kolom (drop panel).

Bagian penebalan pada sistem flat slab disebut drop panel, sedangkan untuk penebalan yang berbentuk kepala kolom disebut column capital. Flat slab digunakan untuk kisaran bentang 20-30 ft atau sekitar 6-9 m

Flat plate dicirikan oleh tidak adanya balok-balok sepanjang garis kolom dalam, namun balok-balok tepi pada tepi-tepi luar lantai boleh jadi ada atau tidak ada. Sehingga dapat dikatakan bahwa flat plate merupakan suatu pelat beton yang diperkuat dalam dua arah sedemikian hingga meneruskan bebannya secara langsung ke kolom-kolom yang mendukungnya

Konstrusi flat plate umumnya digunakan pada bangunan yang memiliki beban struktur yang relatif ringan. Pelat datar mungkin merupakan sistem pelat yang paling umum dipakai saat ini, seperti hotel beton bertulang bertingkat banyak, motel, apartemen, rumah sakit, asrama atau bangunan sejenis lainnya.

Pelat datar kemungkinan akan menimbulkan masalah transfer geser di sekitar kolom. Dengan kata lain, ada bahaya dimana kolom akan menembus pelat. Oleh karena itu, seringkali perlu memperbesar dimensi kolom atau ketebalan pelat atau menggunakan shearhead. Shearhead terbuat dari baja I atau kanal yang ditempatkan dalam pelat melintasi kolom. Selain shearhead, penggunaan pelat tiang (drop panel) bermanfaat dalam mengurangi tegangan geser pons yang mungkin ditimbulkan oleh kolom terhadap pelat, dan penebalan ini juga meningkatkan besarnya momen lawan di tempat-tempat dimana momen-momen negatif terbesar.

KONSEP PENDEKATAN STRUKTUR PELAT DUA ARAH

Pelat dua arah melentur dengan bentuk permukaan seperti mangkuk jika dibebani dalam dua arah. Oleh karena itu, pelat ini harus ditulangi dalam kedua arah dengan tulangan berlapis tegak lurus satu dengan lainnya. Jalur kolom adalah pelat dengan lebar di setiap sisi garis tengah kolom sama dengan ¼ dimensi panel terkecil ℓ1 atau ℓ2. Jalur tengah adalah bagian pelat diantara dua jalur kolom.

Bagian dari momen yang diterima jalur kolom dan jalur tengah diasumsikan tersebar merata pada seluruh jalur. Persentase momen yang dipikul oleh jalur kolom tergantung pada kekakuan efektif dari jalur kolom dan pada aspect ratio ℓ1/ℓ2 (dengan ℓ1 adalah panjang bentang pusat ke pusat, dari tumpuan-tumpuannya dalam arah momen yang ditinjau dan ℓ2 adalah panjang bentang pusat ke pusat, dari tumpuan-tumpuannya dalam arah tegak lurus terhadap ℓ1).

Gambar 2. Jalur Kolom dan Jalur Tengah

PEMAHAMAN LENTURAN DUA ARAH

Untuk membahas lenturan pelat dua arah, pertama – tama ditinjau perilaku fisik suatu panel pelat segi empat yang ditumpu oleh komponen struktur sangat kaku pada keempat sisinya, misalnya balok kaku atau dinding geser.Apabila pelat menahan beban luar termasuk beban gravitasi berat sendiri yang bekerja padanya, pelat melendut membentuk cekungan seperti bentuk piringan makan.Apabila sudut –sudutnya tidak dicetak secara monolit dengan tumpuannya boleh jadi akan terangkat karenanya.Derajat kelengkungan cekungan menunjukkan besar momen yang terjadi, semakin curam cekungan berarti semakin besar momennya. Untuk pelat yang panjang dan lebar tidak sama, cekungan lebih curam pada potongan melintang tegak lurus sisi panjangnya, yang berarti terjadi momen lebih besar pada sisi panjang atau beban lebih besar pada arah bentang pendek. Intensitas kecuraman cekungan, yang berarti juga besarnya momen berikut redistribusinya pada masing – masing arah tergantung pada derajat kekakuan tumpuan. Sehingga memungkinkan terjadinya kasus dimana perbandingan kekakuan balok terhadap pelat mengakibatkan kelengkungan dan momen pada arah panjang lebih besar dari arah lebar, seperti yang berlaku pada pelat dimana tumpuannya berupa grid atau kolom pada balok. Dengan demikian dapat pula disimpulkan, karena pelat bersifat fleksibel dan umumnya bertulang lemah maka redistribusi momennya akan sangat tergantung pada kekakuan relative komponen struktur tumpuan terhadap palat yang ditumpunya. Penjabaran perilaku fisik tersebut adalah penyerderhaan pengertian dari suatu mekanisme statis tak tentu berderajat banyak yang sangat kompleks.

KONSTRUKSI PELAT DUA ARAHPelat dengan tulangan pokok 2 arah ini akan dijumpai jika pelat beton menahan beban yang berupa momen lentur pada bentang 2 arah.Contoh pelat 2 arah adalah pelat yang ditumpu oleh 4 sisi yang saling sejajar.Karena momen lentur bekerja pada 2 arah, yaitu searah dengan bentang (lx) dan bentang (ly), maka tulangan pokok juga dipasang pada 2 arah yang saling tegak lurus(bersilangan), sehingga tidak perlu tulangan lagi. Tetapi pada pelat di daerah tumpuan hanya bekerja momen lentur 1 arah saja, sehingga untuk daerah tumpuan ini tetap dipasang tulangan pokok dan bagi, seperti terlihat pada gambar dibawah.

Bentang (ly) selalu dipilih > atau = (lx), tetapi momennya Mly selalu < atau = Mlx, sehingga tulangan arah (lx) (momen yang besar ) dipasang di dekat tepi luar (urutan ke-1)

Perlu ditegaskan : untuk pelat 2 arah, bahwa di daerah lapangan hanya ada tulangan pokok saja (baik arah lx maupun arah ly) yang saling bersilangan, di daerah tumpuan ada tulangan pokok dan tulangan bagi (tulangan susut dan suhu).

Momen pelat

Dalam PBI 71 diberikan table koefisien momen lentur dari masing-masing arah sisi pelat. Setiap panel dianalisis tersendiri berdasarkan kondisi tumpuan bagian tepinya

Mtx

lx Mly Mty

Mlx

ly

Momen perlebar satuan dalam arah bentang pendek dan panjang:

Mu = 0,001 X qu lx2

qu = 1,2 qbs + 1,6 qh

lx = panjang bentang pendek

X = koefisien yang tergantung lylx