PERILAKU GESER DINDING PANEL JARING KAWAT BAJA TIGA DIMENSI DENGAN VARIASI RASIO TINGGI DAN LEBAR (Hw/Lw) TERHADAP BEBAN LATERAL STATIK
JURNAL
Diajukan untuk memenuhi pesyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh: RIBUT HERMAWAN NIM: 115060100111012 - 61
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG 2015
PERILAKU GESER DINDING PANEL JARING KAWAT BAJA TIGA DIMENSI DENGAN VARIASI RASIO TINGGI DAN LEBAR (Hw/Lw) TERHADAP BEBAN LATERAL STATIK Ribut Hermawan, Ari Wibowo, Siti Nurlina Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jalan MT. Haryono 167, Malang 65145, Indonesia E-mail:
[email protected] ABSTRAK Teknologi baru konstruksi dinding yaitu dinding panel jaring kawat baja tiga dimensi yang berbahan EPS (Extended Polystrene System) dan wiremesh telah dikembangkan saat ini. Dinding ini didesain sebagai dinding struktural yang berfungsi sebagai penahan beban lateral (in-plane). Perilaku dinding dalam menerima beban biasanya terlihat pada mekanisme keruntuhan suatu dinding yang diawali dengan timbulnya keretakan pada dinding, kemudian tulangan leleh dan pada akhirnya dinding runtuh. Rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) pada dinding akan memperngaruhi bagaimana perilaku dinding tersebut dalam menerima beban lateral. Pada penelitian ini digunakan tiga variasi rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) dinding panel kawat jaring baja tiga dimensi yaitu dengan ukuran 60 cm x 60 cm (Hw/Lw=1), ukuran 90 cm x 60 cm (Hw/Lw=1,5), dan ukuran 120 cm x 60 cm (Hw/Lw=2). Tebal dinding sama yaitu 15 cm dengan EPS+wiremesh setebal 8 cm dan beton 7 cm. Pengujian beban lateral statik (static load test) dilakukan dengan memberikan beban tiap 100 kg (load control) hingga mencapai beban maksimum dinding dan dilanjutkan dengan tahap displacement control. Pencatatan data dilakukan setiap tahap pembebanan yaitu pencatatan deformasi lateral total, perpanjangan diagonal dinding, dan pengamatan mekanisme pola retak serta keruntuhan dinding (failure mechanisme). Hasil dari penelitian dan pembahasan data menjelaskan bahwa dinding dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) ≤ 1 mampu menahan beban yang paling besar yaitu berkisar 3 sampai 4 ton lebih, serta pada dinding ini terjadi deformasi geser yang paling besar yakni berkisar sampai 90% lebih dari deformasi lateral total. Selain itu,dari hasil perhitungan aktual dan teoritis dinding dengan rasio ini mempunyai kekakuan geser global (shear stiffness) dan kuat geser ultimate (ultimate shear strength) paling besar dibandingkan dinding dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) ≥ 2. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perilaku geser (shear behaviour) yang paling dominan terjadi pada dinding dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) ≤ 1. Kata Kunci : Perilaku geser, dinding panel jaring kawat baja tiga dimensi, rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw), beban lateral statik.
1.
Pendahuluan Teknologi dunia konstruksi yang semakin berkembang membuat banyak elemen kontruksi yang sangat inovatif bermunculan. Seperti halnya dinding yang umumnya dibuat dari susunan batu bata, baik bata merah maupun bata ringan, kini muncul teknologi baru konstruksi dinding panel jaring kawat baja tiga dimensi yang berbahan EPS (Extended Polystrene System) dan wiremesh. Salah satu produsen produk tersebut adalah PT. M-Panel Indonesia yang saat ini produknya sudah banyak digunakan untuk konstruksi dinding rumah dan gedung namun belum banyak penelitian di laboratorium di Indonesia mengenai dinding M-Panel ini. Jenis dinding M-Panel ini ada
beberapa macam, ada yang hanya berfungsi sebagai dinding partisi, ada pula yang berfungsi sebagai dinding struktural atau dinding geser. Dinding geser merupakan salah satu konsep penyelesaian masalah gempa dalam bidang Teknik Sipil. Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan dinding geser bahwa dinding geser tidak boleh runtuh akibat gaya geser. Hal ini disebabkan karena fungsi utama dinding geser adalah untuk menahan gaya geser yang besar akibat gempa, sehingga apabila dinding geser tersebut runtuh akibat gaya geser itu sendiri, maka otomatis keseluruhan struktur akan runtuh karena tidak ada lagi yang dapat menahan gaya geser tersebut. Dinding geser hanya 1
boleh runtuh akibat adanya momen plastis yang menyebabkan timbulnya sendi plastis pada bagian kakinya (Wolfgang, 1977). Perilaku dinding dalam menerima beban biasanya terlihat pada mekanisme keruntuhan suatu dinding yang diawali dengan timbulnya keretakan pada dinding, kemudian tulangan leleh dan pada akhirnya dinding runtuh. Rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) pada dinding akan memperngaruhi bagaimana perilaku dinding tersebut dalam menerima beban lateral. Pada perbedaan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) dinding tersebut nantinya akan dapat dilihat pada dinding mana yang akan terjadi mekanisme kegagalan geser (shear dominant), lentur (flexural dominant), atau bahkan terjadi geser dan lentur. Perilaku geser (Shear Behavior) pada dinding ditandai dengan adanya mekanisme kegagalan geser atau retak geser pada dinding. Keruntuhan atau kegagalan dinding jenis ini sifatnya getas dan menghasilkan perilaku disipasi yang jelek. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perilaku geser dinding yaitu mekanisme keruntuhan geser pada dinding panel jaring kawat baja tiga dimensi yang dalam hal ini adalah dinding M-Panel jenis PSM terhadap beban lateral statik dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) pada dinding tersebut. Serta akan didapatkan pula hasil berupa beban maksimum yang dapat ditahan oleh dinding panel jaring kawat baja tiga dimensi ini. 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Dinding Panel Kawat Jaring Baja Tiga Dimensi Dinding panel kawat jaring baja tiga dimensi dapat dikatakan sebagai salah satu bentuk inovasi dalam bidang konstruksi. Salah satu produsen dinding ini adalah PT Modern Panel. Melalui penelitian yang dilakukan lebih dari 30 tahun, Modern Panel telah melakukan
suatu pembaharuan dalam bidang pembangunan. Terinspirasi dari sistem bangunan dinding panel di Eropa, saat ini M-Panel telah memproduksi dinding panel sebagai pengganti batu bata yang memiliki kelebihan proses pembangunan lebih cepat serta kualitas bangunan yang baik. Struktur M-Panel jenis Single Panel Structures (PSM) terdiri dari 2 lapisan beton plesteran di kedua sisinya. Lapisan beton dengan tebal 35 mm (1,4 inch) dengan perbandingan PC : Pasir yaitu 1 : 4 atau setara dengan beton mutu K175. Tetapi untuk dinding non struktural ketebalan plesteran dapat diperkecil dan kuat tekan yang lebih rendah. Dinding ini juga terdiri dari 2 rangkaian kawat wiremesh dikedua sisinya dan dihubungkan dengan connector kawat wiremesh juga. Untuk pengisi tengahnya digunakan EPS (Expanded Polystrene). Karakteristik kawat wiremesh dengan kuat leleh (fy) lebih dari 600 MPa dan kuat tarik (ft) lebih dari 680 MPa.
Gambar 2.1 Dinding Panel Kawat Jaring Baja Tiga Dimensi 2.2. Dinding Geser Dinding geser sebagai elemen penahan gaya lateral memiliki keuntungan utama karena menyediakan kontinuitas vertikal pada sistem lateral struktur gedung. Struktur gedung dengan dinding geser sebagai elemen penahan gaya lateral pada umumnya memiliki performance yang cukup baik 2
pada saat gempa. Hal ini terbukti dari sedikitnya kegagalan yang terjadi pada sistem struktur dinding geser di kejadian-kejadian gempa yang lalu (Fintel, 1991). Menurut Pantazopoulou dan Imran, 1992, perilaku batas yang terjadi pada dinding geser dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Flexural behavior (perilaku lentur), dimana respons yang terjadi pada dinding akibat gaya luar dibentu oleh mekanisme kelelehan pada tulangan yang menahan lentur. Keruntuhan jenis ini pada umumnya bersifat daktil. b. Flexural-shear behavior (perilaku lentur-geser), dimana kelelehan yang terjadi pada tulangan yang menahan lentur diikuti dengan kegagalan geser. c. Shear behavior (perilaku geser), dimana di bawah pembebanan, sliding shear bisa terjadi akibat adanya flexural cracks yang terbuka lebar di dasar dinding. Keruntuhan jenis ini sifatnya getas dan menghasilkan perilaku disipasi yang jelek.
Gambar 2.2 Pola Keruntuhan Dinding Geser 2.3 Deformasi Geser Menurut hasil penelitian Ari Wibowo tahun 2012 mengenai Seismic Performance of Insitu and Precast Soft Storey Buildings dimana dalam pembahasan mengenai deformasi lateral (Lateral Displacement) menyebutkan bahwa deformasi lateral pada suatu strutktur terdiri dari 3 komponen yaitu deformasi lentur (flexural displacement), yield penetration, and deformasi geser (shear displacement).
Seperti yang digambarkan pada gambar berikut:
Gambar 2.3 Komponen Deformasi Ada dua mekanisme kegagalan geser utama dari struktur beton bertulang yaitu kegagalan karena kompresi geser dan kegagalan/keruntuhan tarik diagonal. Kegagalan kompresi geser terjadi karena perilaku kelengkungan yang menyebabkan hancurnya beton sepanjang strut diagonal atau terjadi pemisahan diagonal. Sementara untuk keruntuhan tarik diagonal, tegangan tarik dalam beton mengatur mekanisme kegagalan yang menyebabkan retak cenderung menjadi tidak stabil dan memperpanjang melalui zona kompresi. Kegagalan geser biasanya terjadi karea beban aksial yang sangat tinggi (diatas titik keseimbangan) atau pada rasio bentang geser yang relatif rendah yaitu < 2. (Wibowo, 2012) 3. Metodologi Penelitian Penelitian ini tergolong penelitian eksperimental yang dilakukan di laboratorium. Objek dalam penelitian ini adalah dinding m-panel dengan variasi tinggi dibanding lebar (Hw/Lw) sebesar 1 ; 1,5 ; dan 2. Sedangkan pengujian dinding terhadap beban lateral statik dilakukan setelah beton berumur 14 hari dengan mutu K225 (beton normal) untuk balok sloof dan dengan mutu beton setara K175 untuk plesteran dinding. Pengujian beban lateral statik dilakukan dengan memberikan beban bertahap setiap kenaikan 100 kg dan meliputi dua bagian tahap pembebanan yaitu tahap kontrol beban (Load control) dan 3
kontrol deformasi (Displacement control). Analisis data yang dilakukan
yaitu analisis teoritis dan analisis data eksperimental.
3.1 Diagram Alir Penelitian Mulai
Identifikasi Masalah
Studi Pustaka
Perancangan Model Benda Uji & Persiapan Material
Perencanaan Dimensi Benda
Persiapan Bahan dan Uji
Uji Dinding : A. Rasio Hw/Lw = 1 (60 x 60 cm) B. Rasio Hw/Lw = 1,5 (90 x 60 cm) C. Rasio Hw/Lw = 2 (120 x 60 cm)
Balok Sloof 15/20 : PC Pasir Kerikil Tulangan Ø8 dan Ø10 Bekisting 15x20x100
Pembuatan Benda Uji Dinding dan Pengambilan Sampel Beton Setiap Dinding
Dinding Jaring Kawat Baja
Wiremesh
EPS
Uji Tarik
Uji Tekan
Data Kuat Tarik
Data Kuat Tekan
Perawatan Benda Uji selama 7 Hari
B Pengujian Beban Lateral Statik dan Uji Tekan Sampel Beton (Usia 14 Hari)
A
4
A
B Data Beban, Deformasi Total, dan Pola Retak dinding
Data Kuat Tekan Beton
Analisis Data Eksperimen : 1. Beban Maksimum 2. Kekakuan Geser 3. Deformasi Total 4. Deformasi Geser 5. Kuat Geser Ultimit 6. Mekanisme Keruntuhan Geser
Analisis Data Secara Teoritis : 1. Beban Maksimum 2. Kekakuan Geser 3. Deformasi Total 4. Deformasi Geser 5. Kuat Geser Ultimit
Komparasi Hasil Analisis Teoritis dan Eksperimen
Kesimpulan
Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
TAMPAK DEPAN
Gambar 3.2 Benda Uji Penelitian 3.2 Hipotesis Penelitian Hipotesis penelitian dinding Panel ini adalah sebagai berikut:
1. Dinding dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 1 akan cenderung berperilaku geser atau mekanisme kegagalan (keruntuhan) dinding dominan dengan retak geser. 2. Dinding dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 1,5 akan berperilaku perpaduan antara lentur dan geser dengan mekanisme kegagalan diawali terjadinya retak lentur kemudian retak geser. 3. Dinding dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 2 akan cenderung berperilaku lentur dengan mekanisme kegagalan diawali terjadinya retak lentur dan sendi plastis. 5
4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Analisis Beban Maksimum Beban maksimum yang bekerja pada dinding menunjukkan hasil yang berbeda pada setiap dinding yang memiliki rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) yang berbeda. Perhitungan beban maksimum dilakukan dengan analisis penampang berdasarkan kapasitas lentur dan geser. Serta menggunakan data kuat tekan beton (f’c) dari hasil uji tekan sampel beton masing-masing dinding dan kuat leleh (fy) wiremesh yang sesuai spesifikasi yaitu 600 MPa. Tabel 4.1 Perhitungan Beban Maksimum Teoritis dan Aktual Dinding
Beban Maks. Teoritis (kg) Kap. Kap. Lentur Geser
Beban Maks. Aktual (kg)
A1
4191,10
4180,70
3365
A2
2823,65
3619,55
4286
A3
1930,42
3250,17
1469
B1
2322,45
3890,67
1700
B2
2149,06
3783,92
2369
B3
2950,60
4276,89
2042
C1
1158,51
3410,68
1200
C2
1158,51
3410,68
1682
C3
1960,40
4069,92
1807
Gambar 4.1 Grafik perbandingan Beban Maksimum teoritis dan Aktual Berdasarkan tabel dan grafik tersebut didapatkan bahwa dinding A yang berukuran 60 x 60 cm atau dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 1 dapat menerima beban lebih besar baik secara teoritis maupun aktual daripada dinding B dan C. Yaitu sekitar 3 sampai 4 ton. Pada dinding A3 mengalami kegagalan pada saat
pengujian yaitu mengalami rigid body movement, serta pada dinding B1 dan C1 yang terjadi kegagalan dalam mekanisme pemberian beban sehingga pembebanan tidak mencapai beban maksimum. Sehingga dalam analisis selanjutnya dinding A3, B1, dan C1 tidak disertakan. 4.2 Analisis Deformasi Total Analisis deformasi total pada dinding dilakukan perhitungan berdasarkan hasil pengujian (aktual) dan secara teoritis. Deformasi total aktual pada dinding merupakan deformasi horizontal yang nilainya didapat dari bacaan LVDT pada dinding. Setiap dinding diberi LVDT pada ketinggian setiap 30 cm. sehingga dinding A dengan tinggi 60 cm ada 2 LVDT. Sedangkan untuk dinding B tinggi 90 cm ada 3 LVDT dan untuk dinding C tinggi 120 cm ada 4 buah LVDT. Berikut adalah grafik P-∆ pada dinding A1, A2, B2, B3, C2, dan C3 :
Gambar 4.2 Grafik Hubungan P-∆ Berdasarkan grafik tersebut yang memiliki deformasi total tertinggi adalah dinding B3. Seharusnya dinding C yang paling tinggi memiliki deformasi yang paling besar, akan tetapi dikarenakan ada faktor lain yang mempengaruhi besarnya deformasi dinding. Untuk mengetahui lebih deformasi aktual yang terjadi dibandingakan keenam dinding tersebut pada tahap beban yang sama yaitu berkisar 1700 kg yang didasarkan pada beban maksimum dinding C dimana dinding C hanya mampu menerima beban maksimum sekitar 1700 kg. 6
Gambar 4.3 Grafik Perubahan Bentuk Deformasi Total Aktual Dapat dilihat pada grafik perbandingan tersebut bahwa dinding A1 maupun A2 yang mempunyai rasio Hw/Lw = 1 mengalami deformasi geser yang ditunjukkan oleh garis kurva warna merah. Untuk dinding B2 dan B3 yang mempunyai rasio Hw/Lw = 1,5 mengalami deformasi lentur. Sedangkan dinding C2 dan C3 yang mempunyai rasio Hw/Lw = 2 mengalami deformasi lentur yang lebih besar dari dinding B. Dari grafik tersebut juga dapat dilihat bahwa deformasi dinding A paling kecil dari yang lain. Dan deformasi pada dinding C paling besar. Tetapi dapat dilihat pada dinding B2 yang lebih besar dari C2. Seharusnya deformasi pada dinding yang semakin tinggi akan jauh lebih besar dari dinding yang lebih rendah. Hal ini bisa terjadi dikarenakan banyak faktor yang mempengaruhi deformasi dinding tersebut. Faktorfaktor tersebut yaitu kekuatan material penyusun dinding seperti kuat tekan beton (f’c) dinding, mekanisme keruntuhan (failure mechanisme), dan pola retak yang terjadi pada dinding. Sehingga dapat menyebabkan deformasi dinding tersebut menjadi lebih kecil atau lebih besar dari semestinya. Untuk analisis secara teoritis mengenai deformasi total juga dihitung pada enam dinding yaitu A1, A2, B2, B3, C2, dan C3. Sesuai pada teori yang dijabarkan dalam tinjauan pustaka jika deformasi total itu antara lain terdiri dari deformasi lentur dan geser. Sehingga perhitungan deformasi total dihitung secara teoritis yang terdiri dari perhitungan deformasi geser dan lentur.
Berdasarkan referensi buku teknik gempa (Sri Murni Dewi, 2009), perhitungan deformasi menggunakan rumus P = k.∆, dimana k adalah kekakuan. Kekakuan lateral dindingterdiri dari kekakuan lentur ( dan kekakuan geser ( . Setelah didapatkan kekakuan masing-masing barulah dihitung deformasi (∆) dinding dengan menggunakan beban teoritis masing-masing dinding yang sama dengan aktual. Perhitungan deformasi total dilakukan pada tahap beban berkisar 1700 kg yang didasarkan pada beban maksimum dinding C. Berikut hasil perhitungan deformasi total secara teoritis dan aktual : Tabel 4.2 Perhitungan Deformasi Total Teoritis dan Aktual Dinding P (kg) A1 A2 B2 B3 C2 C3
1700 1700 1700 1700 1682 1674
Deformasi Geser ∆v (mm) 0,0434 0,0747 0,1329 0,0611 0,2052 0,0804
Deformasi Lentur ∆fl (mm) 0,0515 0,0886 0,3546 0,1630 0,9736 0,3813
Deformasi Total Teoritis ∆total (mm) 0,0949 0,1632 0,4874 0,2240 1,1788 0,4617
Deformasi Total Aktual ∆tot (mm) 2,31 0,95 43,74 12,36 33 57,72
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Deformasi Total Teoritis dan Aktual Dari tabel dan grafik tersebut pada beban sekitar 1700 kg, deformasi total terbesar terjadi pada dinding C3 sebesar 57,72 mm. Dari perhitungan teoritis dinding A memiliki deformasi geser dan lentur yang hampir sama, sedangkan dinding B dan C dominan pada lentur. Untuk analisis lebih lanjut guna membuktikan dinding mana yang mengalami perilaku geser paling dominan akan dibuktikan secara analitis pada sub bab berikutnya seperti kekakuan geser dinding, deformasi geser, dan kuat geser dinding. 7
4.3 Analisis Kekakuan Geser Analisis kekakuan geser juga dilakukan perhitungan berdasarkan data pengujian (aktual) dan secara teoritis. Analisa perhitungan kekakuan geser aktual dihitung seperti pada ASTM E 564 dengan rumus : G’ = x Perhitungan kekakuan ini dilakukan pada tahan beban yang sama seperti pada perbandingan sebelumnya yaitu beban berkisar 1700 kg, dimana dinding C2 sudah mencapai beban puncak maksimum. Tabel 4.3 Kekakuan Geser Aktual Benda Uji A1 A2 B2 B3 C2 C3
Pu (kg) 1700 1700 1700 1700 1682 1674
∆ (mm) 2,31 0,95 43,74 12,36 33 57,72
a (mm) 600 600 900 900 1200 1200
b (mm) 600 600 600 600 600 600
G' (kg/m) 735930,736 1789473,684 58299,040 206310,680 101939,394 58004,158
Secara teoritis, kekakuan geser teoritis didapatkan dari rumus k = , dimana G adalah modulus geser yang nilainya sama dengan E/2(1+ʋ) dimana ʋ adalah raiso poisson 0,3. Sedangkan A adalah luas penampang dinding. Modulus elastisitas (E) didapat dari perhitungan berdasarkan berat isi dinding dan kuat tekan beton pada dinding. Sehingga berdasarkan referensi dari R. Park dan T. Paulay, digunakan rumus yaitu E = w1,5.33√f’c (psi). Dimana w adalah berat isi dalam lb/ft3. (Indrawahyuni dkk, 2010). Tabel 4.4 Kekakuan Geser Teoritis
Dapat dilihat pada kedua tabel maupun grafik perbandingan tersebut jika hasil analisis secara teoritis menghasilkan kekakuan geser yang lebih besar dari pada analisis aktual. Hasil analisis secara aktual, dinding yang memiliki kekakuan geser paling besar yaitu dinding A2, sedangkan secara teoritis dinding yang memiliki kekakuan geser paling besar adalah dinding A1. Sehingga dapat dikatakan baik secara aktual maupun teoritis bahwa dinding A dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 1 memiliki kekakuan geser paling besar dibandingkan dengan dinding B dan C. 4.4 Analisis Deformasi Geser Analisis deformasi geser juga dilakukan berdasarkan perhitungan aktual dan teoritis. Perhitungan aktual dihitung berdasarkan data yang didapat dari pengujian dinding. Analisis deformasi geser disini akan dihitung berdasarkan perhitungan pada ASTM E 564 tentang Pengujian Beban Statik. Perhitungan besar deformasi geser secara aktual dihitung untuk besar deformasi geser horizontal dan vertikal. Untuk itu cara perhitungannya seperti berikut ini:
Gambar 4.6 Perhitungan Deformasi Geser ASTM E 564 Untuk deformasi horizontal digunakan rumus =
Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Kekakuan Geser Teoritis dan Aktual
Beban yang digunakan dalam analisis deformasi geser ini sama seperti perbandingan sebelumnya yaitu berkisar pada 1700 kg. 8
Tabel 4.5 Deformasi Geser Aktual Benda Uji A1 A2 B2 B3 C2 C3
a (mm) 600 600 900 900 1200 1200
b (mm) 600 600 600 600 600 600
c δ (mm) (mm) 848,528 848,528 0,62 1081,67 0,08 1081,67 0,08 1341,64 0,88 1341,64 0,04
∆v (mm) 0,877 0,144 0,144 1,968 0,089
∆total (mm) 2,31 0,95 43,74 12,36 33 59,72
∆v/∆tot (%) 92,3 0,3 1,2 6,0 0,1
Sedangkan untuk perhitungan deformasi geser secara teoritis dihitung juga dengan rumus P = k.∆, sehingga didapat ∆ = P/k. Tabel 4.6 Deformasi Geser Teoritis Dinding A1 A2 B2 B3 C2 C3
P (kg) 1700 1700 1700 1700 1682 1674
Kekakuan Geser (kg/m) 39141395,59 22766769,98 12794471,03 27837791,37 8196458,924 20828189,89
∆v (mm) 0,0434 0,0747 0,1329 0,0611 0,2052 0,0804
∆total (mm) 0,09495 0,16323 0,48745 0,22403 1,17877 0,46167
∆v/∆tot (%) 45,74 45,74 27,26 27,26 17,41 17,41
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Deformasi Geser Teoritis dan Aktual Berdasarkan perhitungan analitis deformasi geser secara aktual dan teoritis dinding A, B, dan C tersebut dapat dikatakan deformasi geser dinding yang paling dominan terjadi pada dinding A yakni dinding dengan rasio tinggi dan lebar dinding (Hw/Lw) = 1. Yakni secara aktual sekitar 90% lebih prosentase deformasi geser terhadap deformasi totalnya. Sedangkan pada analisis teoritisnya menunjukkan prosentase deformasi geser terhadap deformasi totalnya yakni sekitar 40% lebih, tetapi dinding A memiliki prosentase tertinggi daripada dinding lainnya. Sehingga dapat dikatakan dinding A berdeformasi geser dominan. 4.5 Analisis Kuat Geser Ultimit Analisis kuat geser ultimit ini juga dihitung secara aktual berdasarkan hasil pengujian dinding serta perhitungan secara teoritis berdasarkan beban
maksimum teoritis yang telah dihitung sebelumnya. Kuat geser ultimit (ultimate shear strength) dihitung pada keenam dinding tersebut. Pada perhitungan secara aktual dihitung seperti pada ASTM E 564 tersebut dengan beban maksimum hasil pengujian dinding. Cara perhitungannya disebutkan bahwa untuk menghitung ultimate shear strength (Su) dengan rumus : Tabel 4.7 Kuat Geser Ultimit Aktual Benda Uji A1 A2 B2 B3 C2 C3
Pu (kg) 3365 4286 2369 2042 1682 1807
b (m) 600 600 600 600 600 600
Su (kg/m) 5,61 7,14 3,95 3,40 2,80 3,01
Sedangkan secara teoritis perhitungannya menggunakan rumus yang sama tetapi menggunakan beban maksimum yang didapat dari perhitungan analisis sebelumnya. Tabel 4.8 Kuat Geser Ultimit Teoritis Benda Uji A1 A2 B2 B3 C2 C3
Pu (kg) 4180,70 3619,55 2149,06 2950,60 1158,51 1960,40
b (m) 600 600 600 600 600 600
Su (kg/m) 6,97 6,03 3,58 4,92 1,93 3,27
Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Kuat Geser Ultimit Teoritis dan Aktual Dari hasil perhitungan ultimate shear strength (Su) dari tabel maupun grafik tersebut baik berdasarkan aktual maupun teoritis juga menunjukkan bahwa dinding A1 dan A2 mempunyai kuat geser yang terbesar dibanding dinding B dan C. Berdasarkan kondisi aktual dengan beban maksimum dari 9
hasil pengujian kuat geser dinding A lebih dari 5 kg/m. Sedangkan pada perhitungan secara teoritis didapatkan kuat geser ultimit dinding A juga terbesar yaitu lebih dari 6 kg/m. Hasil ini tidak jauh berbeda antara perhitungan aktual dan teoritisnya. Sehingga dari semua uraian pembahasan dan perhitungan kuat geser ultimit dinding, dapat dikatakan bahwa dinding yang berperilaku geser dominan adalah dinding A dengan rasio tinggi dan lebar Hw/Lw = 1. 4.6 Analisis Mekanisme Keruntuhan Geser Dinding Ada 3 jenis keretakan serta mekanisme keruntuhan pada dinding struktural yaitu kegagalan lentur (flexural behavior), kegagalan lenturgeser (flexural-shear behavior), dan kegagalan geser (shear behavior). Keruntuhan atau kegagalan suatu dinding diawali dengan pola retak yang akan terjadi pada dinding. Analisa yang dilakukan untuk mekanisme keruntuhan dinding ini dilakukan melalui pengamatan visual yakni mengamati pola keretakan yang terjadi pada dinding. Pertama pada dinding A dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 1 :
(A1) (A2) (A3) Gambar 4.9 Hasil Akhir Pengujian Dinding A1, A2, dan A3 Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa dinding A1 dan A2 mengalami mekanisme kegagalan dinding yang sama, yaitu kegagalan geser (shear behavior) yang dominan. Hal ini ditunjukkan bahwa dinding mengalami pola retak tarik diagonal pada penampang dinding, sedangkan retak lentur tidak terlalu terlihat pada dinding ini. Kecuali dinding A3 yang
terjadi rigid body movement, dimana retak dan bukaan lebar terjadi dipermukaan balok pertemuan antara dinding dan balok sloof, serta terjadinya retak tekan pada daerah tulangan tekan yang besar. Yang kedua dinding B dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 1,5 :
(B1) (B2) (B3) Gambar 4.10 Hasil Akhir Pengujian Dinding B1, B2, dan B3 Pada semua dinding B baik itu B1, B2, maupun B3, hampir sama terjadi pola retak yang sama. Mekanisme kegagalan geser pada dinding ini ditunjukkan dengan retak diagonal tarik (retak geser) setelah terjadinya retak lentur terlebih dahulu. Dapat dilihat jika dinding ini mengalami retak lentur dan geser yang cukup berimbang antara keduanya dengan artian tidak ada yang dominan salah satunya. Sedangkan untuk dinding C dengan rasio tinggi dan lebar (Hw/Lw) = 2 :
(C1) (C2) (C3) Gambar 4.11 Hasil Akhir Pengujian Dinding C1, C2, dan C3 Dari gambar mekanisme keruntuhan ketiga dinding C tersebut dapat dilihat bahwa mekanisme kegagalan geser tidak begitu dominan di awal terjadinya retak pada dinding. Retak yang terjadi pada dinding ini didominasi retak lentur yang ditandai panjangnya garis retak horizontal pada muka dinding yang kemudian juga disusul terjadinya retak geser yang mengarah diagonal ke ujung bawah dinding. Sehingga dapat dikatakan 10
kegagalan geser pada dinding ini tidak dominan, tetapi kegagalan lentur yang dominan pada dinding ini. 5. Penutup Berdasarkan hasil penelitian serta analisis dan pembahasan data, dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut: 1. Beban maksimum (Pu) yang bekerja pada dinding dengan rasio tinggi dan lebar dinding (Hw/Lw) = 1 mempunyai kapasitas beban yang paling besar baik secara aktual dan teoritis dibandingkan dengan dinding lainnya yaitu berkisar antara 3 sampai 4 ton lebih. 2. Mekanisme keruntuhan geser yang terjadi pada dinding ditunjukkan dengan terjadinya retak geser atau retak tarik diagonal pada muka dinding. Mekanisme ini lebih terlihat dominan pada dinding dengan rasio tinggi dan lebar dinding (Hw/Lw) = 1. 3. Perilaku geser (shear behavior) yang dominan terjadi pada dinding dengan rasio tinggi dan lebar dinding (Hw/Lw) = 1. Hal ini dibuktikan dengan bentuk deformasi horizontal total yang menunjukkan bentuk deformasi geser, perhitungan analitis deformasi geser secara aktual maupun teoritis yang terjadi pada dinding ini terbesar (dominan) daripada dinding lainnya, serta dinding ini mempunyai kekakuan geser global (Global Shear Stiffness) dan kuat geser ultimit (ultimate shear strength) paling besar. Kami juga merekomendasikan beberapa hal sebagai saran yaitu yang pertama, metode pelaksanaan penelitian dalam proses pembuatan benda uji khususnya dalam mix desain serta pelaksanaan shortcrete yang harus diperhatikan betul sehingga kuat tekan beton dapat sesuai rencana. Kedua, cara penyambungan antara balok sloof dan dinding yang menggunakan stek
sebagai penghubung perlu diperhatikan dalam pemasangannya. Serta penelitian ini dapat dijadikan dasar sebagai penelitian selanjutnya mengenai dinding panel jaring kawat baja tiga dimensi ini. Seperti dapat dilanjutkan dengan beban lateral siklik. Daftar Pustaka ASTM E-564. 2001. Standard Practice for Static Load Test for Shear Resistance of Framed Walls for Buildings. ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States. Dewi, Sri Murni. 2009. Teknik Gempa untuk Teknik Sipil. Malang : Bargie Media Press Fintel, M. Shearwalls – An Answer for Seismic Resistance? Point of View : 30 Years of Observation on the Performance of Buildings with Shearwalls in Earthquakes. Concrete International, 1991. Vol. 13, No. 7. Imran, I., et al. Aplicability Metoda Desain Kapasitas pada Perancangan Struktur Dinding Geser Beton Bertulang. Seminar dan Pameran HAKI – Pengaruh Gempa dan Angin terhadap Struktur. 2008. Indrawahyuni, Herlin, dkk. 2010. Mekanika Bahan untuk Teknik Sipil. Malang : Bargie Media Press R. Park & Pauley. 1975. Reinforced Concrete Structure. John Wiley & Sons Inc. Schueller, Wolfgang. 1977. High-Rise Building Structures. John Wiley & Sons Inc. Wibowo, Ari. 2012. Seismic performance of Insitu and precast soft Storey buildings. Thesis. Faculty of Engineering and Industrial Sciences Swinburne University of Technology
11
