PERENCANAAN DINDING GESER (SHEAR WALL) PADA BANGUNAN GEDUNG BERDASARKAN SNI 2847:2013 DAN SNI 1726:2012 DI PADANG
Muhammad Zangki, Hendri Gusti Putra, Indra Farni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang E-mail :
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstrak Kota Padang merupakan daerah yang rawan terhadap gempa bumi sehingga dibutuhkan sistem struktur yang dapat mengurangi resiko kerusakan pada bangunan gedung akibat gempa bumi tersebut. Dinding geser adalah dinding yang dirancang untuk menahan geser atau gaya lateral akibat gempa bumi. Untuk merencanakan dinding geser ini menggunakan acuan SNI 2847:2013, untuk perencanaan gempanya menggunakan SNI 1726:2012 dengan menggunakan metode lateral ekivalen. Untuk perhitungan gaya-gaya yang pada struktur digunakan alat bantu Etabs v.9.5.0. Struktur ini memiliki ketinggian total 24 m dengan ketinggian total dinding geser 22 m dengan lebar 4 m . Dibangun diatas tanah lunak (SE), kategori resiko gedung IV, faktor keutamaan 1.5 dengan Ss = 2.5 g, S1= 0.8 g dan PGA = 0.9 g. Dari analisa diperoleh respon spektrum T0 = 0.171, Ts = 0.853 dan Sa = 0.655. Dinding geser direncanakan dengan ketebalan 30 cm menggunakan tulangan horizontal dan transversal D16 – 300, dan untuk pengangkurnya digunakan D16 - 100.
Kata kunci : Padang, gempa, sni, etabs, dinding geser, gedung
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Hendri Gusti Putra, MSCE
Ir. H. Indra Farni, MT.
BUILDING SHEAR WALL DESIGN USING SNI 2847:2013 AND 1726:2012 IN PADANG Muhammad Zangki, Hendri Gusti Putra, Indra Farni Civil Engineering Departement, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University of Padang E-mail :
[email protected],
[email protected],
[email protected]
Abstract Padang city is an high risk area of earthquake. Therefore required structure system which is able to minimalize the risk of earthquake effect for the building. Shear wall is a wall system that designed to restrain shear forces and earthquake lateral forces. The reference for design this shear wall are SNI 2847:2013. Earthquake response design using SNI 1726:2012 by lateral equivalent method. Forces design calculated using Etabs v.9.0.5 software. This structure have 24 m in height , 22 m shear wall height and 4 m in width . Constructed on soft ground type (SE), building structure risk category IV, Importance factor 1.5 with S s = 2.5 g, S1= 0.8 g and PGA = 0.9 g. Analysis result of spectrum response is T0 = 0.171, Ts = 0.853 and Sa = 0.655. Shear wall result using 30 cm in thickness, using D16 – 300 bars in horizontal and transversal direction, and D16 – 100 for shear connector.
Keywords : Padang, earthquake, sni, etabs, shear wall, structure
Supervisor I
Supervisor II
Ir. Hendri Gusti Putra, MSCE
Ir. H. Indra Farni, MT.
bumi atau kulit bumi atau kerak bumi
I. PENDAHULUAN Indonesia berada di daerah
yang dapat menimbulkan kkerusakan
rawan
dahsyat dan bencana lainnya seperti
gempa karena tiga jalur gempa yang ada di
tsunami.
dunia dua diantaranya bertemu di Indonesia. Kota
Padang
yang
terletak
di-Pulau
3. Gempa Bumi Runtuhan Gempa bumi yang disebabkan oleh
Sumatera merupakan salah satu wilayah yang
keruntuhan
rawan terhadap gempa bumi. Pada
saat
terjadi
gempa
baik
diatas
maupun
dibawah permukaan tanah. Gempa ini
bumi,
biasanya terjadi pada daerah kapur
bangunan mengalami gerakan vertikal dan
ataupun pada daerah pertambangan.
gerakan horizontal. Gerakan-gerakan ini
Gempa bumi ini jarang terjadi
menimbulkan gaya inersia atau gaya-gaya
dan
bersifat lokal.
gempa dipusat masa struktur, baik arah
4. Gempa Bumi Buatan
vertikal maupun arah horizontal.
Gempa bumi buatan adalah gempa
Gempa bumi adalah getaran atau
bumi yanng diakibatkan oleh aktivitas
guncangan yang terjadi di permukaan bumi.
manusia seperti peledakan dinamit,
Secara garis besar gempa bumi dapat
bom, ataupun nuklir.
diklasifikasikan menjadi empat jenis, yaitu : 1. Gempa Bumi Vulkanik
Diantara keempat jenis gempa diatas,
Gempa bumi ini terjadi akibat adanya
gempa bumi tektonik merupakan gempa
aktivitas magma yang biasa terjadi
bumi yang paling sering terjadi. Secara
sebelum gunung api meletus. Apabila
spesifik, gempa bumi tektonik juga dapat
keaktifan gunung api semakiin tinggin,
diartikan sebagai peristiwa pelepasan energi
akan
timbulnya
gelombang seismik secara tiba-tiba yang
ledakan dan juga terjadinya gempa
disebabkan oleh adanya deformasi lempeng
bumi.
tektonik yang ada di kerak bumi. Pelepasan
mengakibatkan
2. Gempa Bumi Tektonik
energi dan guncangan secara tiba-tiba ini
Gempa bumi ini disebabkan oleh
meyebabkan gelombang seismik yang yang
adanya aktivitas pergerakan lempeng
memyebar dan merambat melalui kerak
pelat
bumi.
tektonik,
yaitu
pergeseran
Kenyataannya,
lempeng-lempeng
lempeng-lempeng tektonik yang terjadi
tektonik ini selalu bergerak dan saling
secara tiba-tiba sehingga menyebabkan
mendesak satu sama lainnya.
gelombang seismik yang menyebar dan
Getaran bumi akibat gempa tektonik
merambat melalui lapisan lapisan kulit
inilah yang paling banyak menimbulkan
kerusakan
masif
dan
mengakibatkan
banyaknya korban jiwa. (Bambang Budiono dan Lucky Supriatna, 2011 ) GEMPA
INDONESIA
Gempa ringan, bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik pada elemen
Menurut SNI 1726:2012,BSN dan PETA (HAZARD)
Filosofi bangunan tahan gempa:
2010,
Kementrian Pekerjaan Umum wilayah gempa di indonesia untuk perencanaan bangunan gedung ditetapkan berdasarkan parameter : 1. PGA (percepatan puncak batuan dasar); 2. SS (percepatan batuan dasar pada periode pendek); 3. S1 (percepatan batuan dasar pada periode 1
non struktural maupun pada elemen strukturalnya. Gempa
sedang,
boleh
mengalami kerusakan pada elemen non strukturalnya
akan
tetapi
elemen
struktural tidak boleh rusak. Gempa
Kuat,
bangunan
boleh
mengalami kerusakan baik pada elemen
detik);
non
Parameter diatas dapat kita lihat dari
strukturalnya,
gambar dibawah ini :
penghuni
Gambar 1. 1 Peta Respon Spektra Percepatan 0,2 detik (Ss) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun.
bangunan
struktural
maupun akan
bangunan
tetapi tetap
elemen jiwa selamat
dalam arti sebelum bangunan runtuh masih cukup waktu bagi penghuni untuk keluar/mengungsi ke tempat aman Dari permasaalahan diatas disimpulkan bahwa suatu bangunan harus dapat memikul beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut. Baik beban lateral (beban gempa
Sumber : PETA HAZARD GEMPA INDONESIA 2010, Kementrian Pekerjaan Umum
dan beban angin) yang dapat menimbulkan
Gambar 1. 2 Peta Respon Spektra Percepatan 0,2 detik (Ss) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun.
mati dan beban hidup).
defleksi lateral serta beban gravitasi (beban
Salah satu metode yang digunakan dalam perencanaan struktur tahan gempa adalah dinding geser (shear wall). Dinding geser ini akan menghasilkan ketahanan lentur yang tinggi dengan memanfaatkan sifat-sifat beton bertulang. Dalam
perencanaan
struktur
tahan
Sumber : PETA HAZARD GEMPA INDONESIA 2010,
gempa, tiap elemen struktur didesain dengan
Kementrian Pekerjaan Umum
berbagai ketentuan tertentu. Begitu juga
dengan dinding struktural yang merupakan bangunan biasa disebut dengan inti struktural sistem struktur atau bagian dari sistem yang (structural cored). memikul beban gempa seperti dinding geser.
Dinding
geser
dikategorikan
Dinding geser dari beton bertulang adalah berdasarkan geometrinya yaitu: elemen
struktur
vertikal
yang
biasa
1. Flexural wall (dinding langsing), yaitu
digunakan pada gedung bertingkat tinggi
dinding geser yang memiliki rasio hw/lw
yang berfungsi untuk menahan gaya
≥ 2, dimana desain dikontrol oleh
lateral
(beban gempa dan angin).
perilaku lentur.
Sebuah dinding geser ( shear wall )
2. Squat wall (dinding pendek), yaitu
merupakan dinding yang dirancang untuk
dinding geser yang memiliki rasio
menahan geser atau gaya lateral akibat
hw/lw ≤ 2, dimana desain dikontrol
gempa
oleh perilaku geser.
bumi.
Banyak
bangunan
yang
menggunakan dinding geser untuk membuat
3. Coupled
shear
wall
(dinding
rumah yang lebih aman dan lebih stabil.
berangkai), dimana momen guling
Dinding geser yang efektif adalah baik kaku
yang
dan kuat. Dinding geser (shearwall) adalah
ditahan oleh sepasang dinding, yang
unsur pengaku vertikal yang dirancang untuk
dihubungkan
menahan gaya lateral atau gampa yang
perangkai, sebagai gaya-gaya tarik dan
bekerja pada bangunan.
tekan yang bekerja pada masing-
Dinding geser adalah dinding beton
masing
terjadi akibat beban gempa
dasar
oleh
balok-balok
pasangan
dinding
bertulang dengan kekakuan bidang datar
tersebut.
yang sangat besar, yang ditempatkan pada
Dalam prakteknya dinding geser selalu
lokasi tertentu (ruang lift atau tangga)
berhubungan dengan rangka struktur gedung.
untuk
Dinding geser yang umum digunakan adalah
menyediakan tahanan gaya/beban
horizontal (Pranata dan Yunizar, 2011). Penggabungan
dan
geser kantilever dan dinding geser berangkai.
dinding geser, terutama bagi bangunan tinggi
Dalam kasus dinding geser yang berdiri
dengan
dapat
bebas, deformasi yang terjadi mirip dengan
untuk
sebuah balok kantilever yang berdiri di atas
memperoleh kekenyalan/daktilitas (ductility)
tanah sehingga disebut sebagai cantilever
dan kekakuan sistem struktur. Penempatan
shear wall.
struktur
memberikan
antara
beton.
hasil
portal
dinding geser yang berdiri bebas atau dinding
Hal
yang
ini
baik
dinding geser dapat dilakukan pada sisi luar
Berdasarkan
SNI
03-1726-2002,
bangunan atau pada pusat bangunan. Dinding
pengertian dinding geser beton bertulang
geser yang ditempatkan pada bagian dalam
kantilever adalah suatu subsistem struktur
gedung yang fungsi utamanya adalah untuk
struktur bangunan boleh mengalami
memikul beban geser akibat pengaruh gempa
kerusakan ringan pada lokasi yang
rencana, yang runtuhnya disebabkan oleh
mudah diperbaiki yaitu pada ujung-
momen lentur (bukan oleh gaya geser)
ujung balok di muka kolom, yang
dengan terjadinya sendi plastis pada kakinya,
diistilahkan sendi
dimana
nilai
plastis,
struktur
momen
lelehnya
dapat
pada tahap ini disebut tahap First
mengalami
peningkatan
terbatas
akibat
Yield
pengerasan
regangan.
Dinding
geser
yang merupakan parameter
penting karena merupakan batas antara
kantilever termasuk dalam flexural wall
kondisi
dimana rasio rasio hw/lw ≥ 2 dan lebarnya
kondisi plastik (rusak) tetapi tidak
tidak boleh kurang dari 1,5 m.
roboh atau disingkat sebagai kondisi
Hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan dinding geser sebagai penahan
elastik (tidak rusak) dan
batas antara beban gempa ringan dan gempa kuat.
gaya geser yang besar akibat gempa yaitu
3. Di bawah gempa kuat (gempa dengan
bahwa dinding geser tidak boleh runtuh
periode ulang 200-500 tahun dengan
akibat gaya geser, sehingga apabila dinding
probabilitas 20%-10% dalam kurun
geser runtuh akibat gaya geser itu sendiri
waktu umur gedung) resiko kerusakan
maka otomatis keseluruhan struktur akan
harus
runtuh karena sudah tidak ada lagi yang
keruntuhan struktur. Jadi, kerusakan
menahan gaya geser tersebut.
struktur pada saat gempa kuat terjadi
Dalam tahan
gempa
perencanaan struktur
yang
diterima
tapi
tanpa
bangunan
harus didesain pada tempat-tempat
didesain
tertentu sehingga mudah diperbaiki
harus memenuhi kriteria sebagai berikut : 1. Di
dapat
bawah gempa ringan (gempa
dengan periode ulang 50 tahun dengan probabilitas 60% dalam kurun waktu
setelah gempa kuat terjadi. Menurut SNI 1726:2012 Dasar sistem utama yang menahan gaya lateral adalah : 1. Sistem Dinding Penumpu
umur gedung) struktur harus dapat
Dinding penumpu sering juga disebut
berespon elastik tanpa
mengalami
sebagai dinding geser. Dinding geser
kerusakan baik pada elemen struktural
membentang pada keseluruhan jarak
(balok, kolom, pelat dan pondasi
vertikal antar lantai. Jika dinding
struktur) dan elemen non struktural
ditempatkan
(dinding bata, plafond dan lain lain).
simetris
secara
dalam
hati-hati
dan
perencanaannya,
2. Di bawah gempa sedang (gempa
dinding geser sangat efisien dalam
dengan periode ulang 50-100 tahun)
menahan beban vertikal maupun lateral
dan
tidak
menggangu
persyaratan
Pemikul Momen yaitu Sistem Rangka
arsitektural. Dinding geser ini memikul
Pemikul Momen Biasa; Sistem Rangka
hampir seluruh beban lateral, beban
Pemikul Momen Menengah; Sistem
gravitasi juga ditahan dinding ini
Rangka Pemikul Momen Khusus.
sebagai dinding struktural.
4. Sistem Ganda (Dual Sistem)
2. Sistem Rangka Bangunan
Sistem Ganda dapat memberikan hasil
Pada sistem ini terdapat rangka ruang
yang baik untuk memperoleh daktilitas
lengkap yang memikul beban-beban
dan kekakuan sistem struktur.
gravitasi, sedangkan
Tipe sistem struktur ini memiliki 3 ciri
dipikul
oleh
beban
dinding
lateral
struktural.
dasar, yaitu :
struktural
Rangka ruang lengkap berupa Sistem
direncanakan memikul seluruh beban
Rangka Pemikul Momen yang penting
gempa, rangka balok kolom harus
berfungsi memikul beban gravitasi.
Walaupun
dinding
diperhitungkan
terhadap
efek
Pemikul beban lateral dilakukan oleh
simpangan lateral dinding struktural
Dinding
oleh beban gempa rencana, mengingat
Rangka
rangka tersebut di tiap lantai masih
yang tersebut terakhir ini harus secara
menyatu
dengan
tersendiri sanggup memikul sedikitnya
melalui
lantai-lantai.
dinamakan
dinding
struktur
Efek
syarat
ini
Pemikul
dan
Sistem
Momen
dimana
25 % dari beban dasar geser nominal.
kompatibilitas
deformasi . 3. Sistem
Struktural
Dinding Struktural dan Sistem Rangka
Rangka
Pemikul
Momen
Pemikul
Momen
direncanakan
untuk
(SRPM)
menahan beban dasar geser nominal (V)
Rangka pemikul Momen terdiri dari
secara proposional berdasarkan kekakuan
komponen
relatifnya.
berupa
(subsistem) balok
dan
horisontal komponen
(subsistem) vertikal berupa kolom yang
dihubungkan
Kekakuan dimensi
portal balok
secara tergantung
dan
kolom,
kaku. pada serta
proposional terhadap jarak lantai ke lantai dan jarak kolom ke kolom. Menurut tercantum
tabel
9
SNI 1726:2012
3 jenis Sistem
rangka
II. METODOLOGI 2.1.
Cs = 0.044 SDS Ie ≥ 0.01
persamaan (2.4.)
Geser Dasar Seismik Geser dasar seismik, V, dalam arah
Sebagai untuk struktur yang berlokasi
yang ditetapkan harus ditentukan sesuai
di daerah di mana S1 sama dengan atau lebih
dengan persamaan berikut ini :
besar dari 0,6 g, maka Cs harus tidak kurang dari :
persamaan (2.1.)
V = Cs W Ket : persamaan (2.5.)
2.2.
Cs
= koefisien respons seismik
W
= berat seismik efektif
Perhitungan
koefisien
Ket : respons
= parameter percepatan spektrum
SD1
respons desain dalam rentang
seismik Koefisien respons seismik, Cs, harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut :
S1
= periode 1 detik
T
= Parameter Percepatan Respon Maksimum Periode
persamaan (2.2.)
fundamental
struktur
(detik) Ket : SDS =
2.3. Reduksi interaksi tanah struktur Reduksi
parameter percepatan spektrum
interaksi
tanah
struktur
R
=
respons desain dalam rentang diijinkan bila ditentukan menggunakan pasal 13 SNI 1726:2012, atau prosedur yang periode pendek
Ie
=
faktor modifikasi respons
diterima secara umum lainnya yang disetujui
faktor keutamaan gempa
oleh otoritas yang berwenang.
Nila Cs yang dihitung dari persamaan
2.4. Nilai Maksimum Ss dalam Penentuan
diatas, tidak boleh melebihi :
Cs Untuk struktur beraturan dengan
persamaan (2.3.)
ketinggian lima tingkat atau kurang dan Nila Cs yang dihitung dari persamaan diatas, tidak boleh kurang dari :
mempunyai perioda ( T ) sebesar 0,5 detik atau
kurang,
Cs
diijinkan
dihitung
menggunakan nilai sebesar 1,5 untuk Ss.
2.5.
Penentuan Perioda ( T )
Tabel 2.1.
Koefisien Untuk Batas atas Pada
Perioda fundamental struktur ( T ),
Perioda yang Dihitung
dalam arah yang ditinjau harus diperoleh
Parameter percepatan
menggunakan
respons spektral desain
properti
struktur
dan
karateristik deformasi elemen penahan dalam analisis yang teruji. Perioda fundamental struktur ( T ), tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan atas pada perioda yang dihitung (Cu) dari tabel 2.12 dan periode fundamental pendekatan ( Ta ), yang ditentukan sesuai dengan pasal 7.8.2.1 SNI 1726:2012, pelaksanaan
Sebagai analisis
alternatif
untuk
pada
menentukan
Pada 1 Detik (SD1) ≥ 0,4
1,4
0,3
1,4
0,2 1,5 Sumber :SNI 1726:2012,BSN 0,15 1,6 Tabel 2.2. Koefisien Untuk Batas atas Pada ≤ 0,1 1,7 Tipe struktur Sistem rangka
Ct
momen di mana rangka
secara
perioda
memikul 100 persen gaya
bangunan pendekatan ( Ta ), yang dihitung
gempa yang disyaratkan
sesuai dengan pasal 7.8.2.1 SNI 1726:2012.
dan tidak dilingkupi atau
menggunakan
dihubungkan 2.6. Perioda
fundamental
pendekatan
(Ta) Perioda
fundamental
pendekatan
harus ditentukan dari persamaan berikut ini : persamaan (2.6.)
Ket : Ct
=
Ditentukan dari tabel 2.13
hn
=
Ketinggian Struktur (m)
x
=
Ditentukan dari tabel 2.13
x
pemikul
perioda fundamental struktur ( T ), diijinkan langsung
Koefisien Cu
dengan
komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka a Rangka Bajajika Pemikul dari defleksi dikenai 0,0724a Rangka Beton Pemikul 0,0466 Momen gaya gempa:baja Rangka dengan 0,0731a Momen Rangka baja dengan 0,0731a bresing eksentris Semua sistem struktur 0,0488a bresing terkekang terhadap Perioda yang Dihitung lainnya tekuk Sumber :SNI 1726:2012,BSN
0,8 0,9 0,75 0,75 0,75
Sebagai alternatif, diijinkan untuk menentukan perioda fundamental pendekatan ( Ta ) dalam detik, dari persamaan berikut untuk struktur dengan ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri dari rangka penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 m:
yang ditinjau.
persamaan (2.7.)
2.7.
Ket : =
N
Distribusi Vertikal Gaya Gempa Gaya gempa lateral
Jumlah Tingkat
Fx (kN) yang
timbul di semua tingkat harus ditentukan dari Perioda
fundamental
pendekatan
persamaan berikut :
dalam detik untuk Struktur dinding geser batu
bata
atau
beton
diijinkan
untuk
persamaan (2.10.)
ditentukan dari Persamaan 2.10 sebagai berikut: persamaan (2.11.)
persamaan (2.8.)
Ket :
Dimana
hn
telah
didefinisikan
Cvx
=
Faktor Distribusi Vertikal
V
=
gaya lateral desain total atau
sebelumnya, dan Cw dihitung dari Persamaan 2.11 berikut :
geser
persamaan (2.9.)
dasar
struktur,
dinyatakan kilonewton (kN)
Wi dan
di
=
bagian berat seismik efektif total struktur (W) yang ditempatkan
Wx
atau dikenakan pada tingkat i atau x tinggi dari dasar sampai tingkat i
hi Ket : AB Ai
= =
dan luas dasar struktur, dinyatakan
hx
=
atau x, dinyatakan dalam meter (m)
2
dalam meter persegi(m )
Eksponen yang terkait dengan
luas badan dinding geser “ i “, Di
=
dinyatakan
dalam
meter
hi
=
persegi(m2)
x
=
Panjang dinding geser “ i “,
Tinggi dinding geser “ i “, dinyatakan dalam meter (m) dinding geser
perioda struktur sebagai berikut: untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 0,5 detik atau
dinyatakan dalam meter (m)
jumlah
k
dalam
bangunan yang efektif dalam menahan gaya lateral dalam arah
kurang, k = 1, untuk struktur yang mempunyai perioda sebesar 2,5 detik atau lebih, k = 2, untuk struktur yang mempunyai perioda antara 0,5 dan 2,5 detik,
k
harus sebesar 2 atau harus
dan 2.0.
ditentukan dengan interpolasi 2.9.2. Dalam 21.9.4.1, nilai rasio hw / lw yang linier antara 1 dan 2.
digunakan untuk menentukan Vn untuk segmen-segmen dinding harus yang
2.8.
Distribusi Horizontal Gaya Gempa Geser tingkat desain gempa di semua
tingkat (Vx) (kN) harus ditentukan dari
lebih besar dari rasio-rasio untuk dinding
keseluruhan
dan
segmen
dinding yang ditinjau.
persamaan:
2.9.3. Dinding harus mempunyai tulangan geser terdistribusi yang memberikan
persamaan (2.12.)
tahanan dalam dua arah ortogonal pada bidang dinding. Jika hw / lw tidak melebihi 2,0, rasio tulangan ρl tidak
Ket : =
Fi
boleh kurang dari rasio tulangan ρt.
bagian dari geser dasar seismik (V ) yang timbul di Tingkat i dinyatakan dalam kilo newton (kN)
harus didistribusikan pada berbagai elemen vertikal sistem penahan gaya gempa di yang ditinjau berdasarkan pada
kekakuan lateral relatif elemen penahan vertikal dan diafragma. 2.9.
dinding
kombinasi Vn tidak boleh diambil lebih
struktur
adalah luas kombinasi bruto dari semua segmen dinding vertikal. Untuk salah satu dari segmen dinding vertikal individu, Vn tidak boleh diambil lebih besar dari 0,83 Acw √fc’ dimana Acw adalah luas penampang beton dari segmen dinding vertikal individu yang
Kekuatan geser
2.9.1. Vu
yang menahan gaya lateral yang sama,
besar dari 0,66 Acv √fc’ , dimana Acv
Geser tingkat desain gempa (Vx) (kN)
tingkat
2.9.4. Untuk semua segmen dinding vertikal
tidak
boleh
melebihi :
ditinjau. 2.9.5. Untuk
segmen
dinding
horizontal,
termasuk balok kopel, Vn tidak boleh persamaan (2.13.)
diambil lebih besar dari 0,83 Acw √fc’ dimana Acw adalah luas penampang
Dimana koefisien αc adalah 0.25 untuk hw / lw ≤ 1,5 adalah 0,17 untuk hw / lw ≥ 2,0 dan bervariasi secara linier antara 0,25 dan 0,17 untuk hw / lw antara 1,5
beton dari segmen dinding horizontal atau balok kopel.
Gambar 1. 3 Luas Joint Efektif
2.9.2. Elemen pembatas dinding struktur khusus 2.9.2.1. Kebutuhan untuk elemen pembatas khusus di tepi-tepi dinding struktur harus
dievaluasi
sesuai
dengan
21.9.6.2 atau 21.9.6.3. Persyaratan dari 21.9.6.4 dan 21.9.6.5 juga harus dipenuhi. Sumber :SNI 2847:2013,BSN
2.9.2.2. Subpasal ini berlaku untuk dinding
2.9.1. Desain untuk beban lentur dan
atau pier dinding yang secara efektif menerus dari dasar struktur sampai
aksial 2.9.1.1. Dinding struktur dan bagian-bagian dari dinding tersebut yang dikenai kombinasi beban lentur dan aksial harus didesain sesuai 10.2 dan 10.3 kecuali
bahwa
10.3.6
dan
persyaratan regangan nonlinier dari
sisi paling dinding dan didesain untuk mempunyai penampang kritis tunggal untuk lentur dan beban aksial.
Dinding
memenuhi
yang
tidak
persyaratan-persyaratan
ini harus didesain dengan 21.9.6.3.
10.2.2 tidak berlaku. Beton dan
(a)
tulangan
longitudinal
dengan elemen pembatas khusus
disalurkan
dalam
lebar
yang sayap
Daerah tekan harus diperkuat
dimana :
(flange) efektif, elemen pembatas, dan badan (web) dinding harus
persamaan (2.14.)
dianggap efektif. Pengaruh bukaan dinding harus ditinjau.
c dalam pers. (2.14) diatas
2.9.1.2. Kecuali bila analisis yang lebih detail dilakukan, lebar sayap (flange) efektif
dari
penampang
sayap
(flange) harus menerus dari muka badan (web) suatu jarak yang sama dengan
yang
lebih
kecil
dari
setengah jarak ke badan (web) dinding yang bersebelahan dan 25 persen tinggi dinding total.
berkaitan dengan sumbu netral terbesar yang dihitung untuk gaya
aksial
kekuatan yang
terfaktor
dan
momen
nominal
konsisten
dengan
perpindahan desain δu / hw dalam Pers. (2.30) tidak boleh diambil kurang dari 0,007;
(b) Bila elemen pembatas khusus
(a). Elemen
pembatas
disyaratkan oleh 21.9.6.2(a),
menerus secara horisontal dari
tulangan
pembatas
serat tekan terluar suatu jarak
khusus harus menerus secara
tidak kurang dari c – 0,1 lw dan
vertikal dari penampang kritis
c/2. Dimana c adalah tinggi
suatu jarak tidak kurang dari
sumbu netral terbesar yang
yang lebih besar dari lw atau
dihitung untuk gaya aksial
Mu / 4Vu .
terfaktor dan kekuatan momen
elemen
nominal 2.9.2.3. Dinding struktur yang tidak didesain terhadap ketentuan-ketentuan dari 21.9.6.2 harus memiliki elemen pembatas khusus pada batas-batas dan
tepi-tepi
sekeliling
bukaan
dinding struktur dimana tegangan tekan
serat
terjauh
maksimum,
terkait dengan kombinasi beban termasuk
pengaruh
gempa,
E
melebihi 0,2 fc’. Elemen pembatas khusus diizinkan untuk dihentikan dimana
tegangan
dihitung
kurang
tekan dari
yang
0,5
fc’.
Tegangan-tegangan harus dihitung untuk
gaya-gaya
terfaktor
menggunakan model elastis linier dan sifat penampang bruto. Untuk dinding dengan sayap (flange), lebar sayap
(flange)
efektif
seperti
didefinisikan dalam 21.9.5.2 harus digunakan. 2.9.2.4. Bila
harus
disyaratkan 21.9.6.3, dipenuhi:
(a)
pembatas oleh
21.9.6.2
sampai
(e)
(b). Dalam penampang bersayap (flanged), elemen pembatas harus mencakup lebar sayap (flange) efektif dalam kondisi tekan
dan
harus
menerus
paling sedikit 300 mm ke dalam badan (web); (c). Tulangan transversal elemen pembatas
harus
persyaratan
memenuhi
dari
21.6.4.2
hingga 21.6.4.4, kecuali Pers. (21-4) tidak perlu dipenuhi dan batas
spasi
transversal
dari
tulangan 21.6.4.3(a)
harus sebesar sepertiga dari dimensi terkecil dari elemen pembatas; (d). Tulangan transversal elemen pembatas di dasar dinding menerus
khusus
tumpuan
atau
menurut
harus
konsisten
dengan δu.
harus
elemen
yang
paling
ke
dalam
sedikit
21.9.2.3,
ld dari
tulangan longitudinal terbesar pada elemen pembatas khusus
kecuali bila elemen pembatas 2.9.2.5. Bila elemen pembatas khusus tidak khusus berhenti pada fondasi
disyaratkan
tapak, fondasi pelat penuh
21.9.6.3, (a) dan (b) harus dipenuhi
(mat),
(Gambar 2.14):
atau
fondasi,
penutup
dimana
tiang
tulangan
oleh
(a) Bila
21.9.6.2
rasio
atau
tulangan
transversal elemen pembatas
longitudinal
khusus harus menerus paling
dinding lebih besar dari 2,8/fy
sedikit 300 mm ke dalam
tulangan transversal pembatas
fondasi tapak, fondasi pelat
harus memenuhi 21.6.4.2, dan
penuh, atau penutup tiang
21.9.6.4(a). Spasi longitudinal
fondasi;
maksimum
(e). Tulangan
horizontal
dalam
badan (web) dinding harus
transversal
di
pembatas
tulangan pada
pembatas
tidak boleh melebihi 200 mm;
menerus ke dalam 150 mm
(b) Kecuali bila Vu pada bidang
dari ujung dinding. Tulangan
dinding kurang dari 0,083 Acv
harus
untuk
λ √fc’ , tulangan horizontal
dalam
yang
diangkur
mengembangkan kondisi
tarik
terkekang
Fy dalam
dari
berhenti
pada
tepi
inti
dinding struktur tanpa elemen
elemen
pembatas harus memiliki kait
pembatas menggunakan kait
standar
atau
Bila
tulangan tepi atau tulangan
elemen pembatas terkekang
tepi harus dilingkupi dalam
mempunyai
cukup
sengkang U yang memiliki
untuk menyalurkan tulangan
ukuran dan spasi yang sama
badan horizontal, dan Av fy / s
seperti,
dari tulangan badan tidak lebih
lewatkan
besar dari Ash fyt / s dari
horisontal.
kepala
standar.
panjang
tulangan transversal elemen pembatas
paralel
terhadap
tulangan
badan,
diizinkan
untuk menghentikan tulangan badan tanpa kait atau kepala standar.
yang
dan ke,
memegang
disambung tulangan
Gambar 1. 4 Rasio tulangan longitudinal untuk kondisi pembatas dinding tipikal
Untuk input data Shear Modulus , klik Orthotropic seperti dibawah ini Gambar 1. 6 Input Shear Modulus (modulus geser)
Sumber :SNI 2847:2013,BSN
2.10. Input Data Etabs 1.
Material Struktur Untuk material Beton ,Kuat Beton yang
direncanakan menggunakan mutu, fc’ = 30 MPa ≈ K 300 , Modulus Elastisitas Beton ( Ec ) = 4700 √fc’ = 25742960 KN/m2, Angka Poison ( Ʋ ) = 0,2 , Modulus Geser Beton ( G ) = Ec / (2 * (1 + Ʋ)) = 10726233.42 KN/m2 , Berat Jenis Beton per unit volume = 2,4 , 2.
Tulangan
Berat Beton Bertulang per unit volume = 24
Input properti tulangan ini sangat kita
KN/m3. Untuk mutu Tulangan, direncanakan menggunakan Diameter ≤ 10 mm BJTP-24: fy = 2400 kg/cm2 = 240000 KN/m2 , dan tulangan Diameter > 10 mm BJTD-40: fy = 4000 kg/cm2 = 400000 KN/m2.
perlukan karena adanya perbedaan ukuran diameter
tulangan
yang
di
pakai
di
Indonesia. Sebagai contoh untuk diameter tulangan deform 22D, Bar Area = ¼ π (22) 2 = 380.1327, dan untuk bar diameter = 22. Setelah itu baru dilakukan input data dengan cara Option – Preferences – Reinforcement
Data-data yang telah direncanakan bar size diatas diinput ke Etabs dengan cara: Define , Material Properties, Conc , Add New Material seperti gambar berikut : Gambar 1. 5 Input Material Beton Etabs
Gambar 1. 7 Input Data Tulangan yang digunakan
SNI 2847:2013 pasal 10.10.4.1 , untuk balok 0,35 Ig dengan klik set modifiers pada gambar diatas, Gambar 1. 11 Modifikasi Properti Inersia Penampang Balok
3.
Balok Input
elemen
Struktur
Balok
dilakukan dengan cara Define – Frame Section – Add Rectangular. Gambar 1. 8 Input Elemen Balok
4.
Kolom Untuk Input data kolom hampir sama
dengan balok, dan untuk faktor modifikasi inersia penampang kolom adalah 0.7 Ig. Gambar 1. 13 Input Data Selimut Beton Sesuai Satuan
Setelah itu baru dilakukan input detail penampang balok sesuai rencana. Gambar 1. 9 Input Detail Penam pang Balok
Gambar 1. 10 Input Data Selimut Beton Sesuai Satuan
Untuk langkah selanjutnya dilakukan modifikasi untuk inersia penampang sesuai
Gambar 1. 12 Input Detail Penampang Kolom
Gambar 1. 14 Input Detail Penampang Kolom Gambar 1. 17 Input Detail Penampang Shear Wall
5.
Shear Wall dan Core Wall Untuk melakukan input data Shear
Wall dan Core Wall hampir sama dengan pelat lantai adalah define – Wall/Slab/Deck Sections – Add New Wall dan faktor modifikasi inersia penampang Shear wall dan core wall adalah 0.7 Ig. terlihat seperti gambar dibawah ini : Gambar 1. 15 Input Detail Penampang Core Wall
Gambar 1. 16 Modifikasi Inersia Penampang Core wall
Gambar 1. 18 Modifikasi Inersia Penampang Shear wall
Data Awal Dinding Geser fc’ fy bw hw Tebal minimum dinding geser (h) 1.
hmin = 1/25 lw
2.
hmin = > 300 mm
Input dan Running Etabs Mu Pu Vu Menentukan Kebutuhan Lapis Tulangan Vu > 0.17 Menentukan Kuat Geser Maksimum Vu < 0.083
Vu > 0.083
Vu < 0.083
ρt max = Rasio Tulangan Yang dipakai ρl = 0.0025 atau ρl = 0.0025+0.5(2.5-(hw/lw))*(
ρl = 0.0025 dan ρt = 0.0025
-0.0025)
Cek Kebutuhan Elemen Pembatas dipakai nilai C terbesar ≥
,
≥ 0.007 Tidak
ya C = (ɛ c / (ɛ c + ɛy))*d
Jarak Elemen Vertikal terbesar dari : C – 0.1*Lw C/2
Jarak Elemen Horizontal terbesar dari : C – 0.1*Lw C/2
Pasal 21.9.6.5 SNI 2847:2013
Desain tulangan Transversal dan Longitudinal Syarat : s ≤ l w / 3; s ≤ 3h; dan 450 mm
Gambar 1. 19 Diagram alir perencanaan dinding geser
Mulai Informasi Perencanaan : Data tanah; Gambar Perencanaan ; Fungsi Bangunan; Mutu Bahan yang digunakan Estimasi Dimensi Elemen Struktur
Beban Gempa
Kombinasi Pembebanan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
V = Cs W
Beban Gravitasi
1,4 D 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lr atau R) 1,2 D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5 W) 1,2 D + 1,0 W + L + 0,5 (Lr atau R) (1,2 + 0,2 SDS) D + ρ QE + L 0,9 D + 1,0 W (0,9 - 0,2 SDS) D + ρ QE + 1,6 H
DL, LL
Analisa dengan Software Etabs
Gaya Kombinasi Pu Mu Vu
Perencanaan Dinding Geser
Perencanaan Pelat, Balok, Kolom, Pondasi
Selesai Gambar 1. 20
Diagram alir penulisan skripsi
III. Dari
6. Cakupan
KESIMPULAN
hasil
perhitungan
wilayah
SNI
1726:2012
perencanaan
mengenai gempa masih secara global
dinding geser ini diperoleh penulangan struktur
(makro), maka perlu dilakukan penelitian
dinding sebagai berikut :
dan pengkajian mengenai karakteristik
1. Dari Data SPT yang didapat diperoleh nilai
̅N
setelah
dikoreksi
pergerakan batuan dan rambatan gempa
dan
untuk
dikorelasikan dengan SNI 1726:2012
daerah
yang
lebih
kecil
(mikrozonasi).
(Gempa) Diperoleh bahwa Klasifikasi IV.
Situs didaerah tersebut adalah Tanah
Budiono, Prof. Ir. R. Bambang, dan Supriatna
Lunak (SE).
S.T, Lucky, 2011, Studi Komparasi
2. Grafik Respon Desain yang diperoleh sesuai SNI 1726:2012 dengan parameter
Desain
yaitu : Sa = 0.655 , T0 = 0,171, dan Ts =
Dengan Menggunakan SNI 03-1726-
0,853 adalah :
2002 dan RSNI 03 -1726-201X, ITB,
3.00
Bangunan
Tahan
Gempa
Bandung. Chu-Kia Wang dan G.Salmon, Charles. 1992,
2.50
PERCEPATAN RESPON SPEKTRA, SA(G)
DAFTAR PUSTAKA
Disain
2.00
Beton
Bertulang.
Jakarta:
Penerbit Erlangga.
1.50
McCormac, Jack.C. 2002, Desain Beton 1.00
Bertulang Jilid 2, Erlangga, Jakarta. 0.50
McCormac, Jack C. 2001, Desain Beton Beton 0.00 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
2.8
3
3.2
3.4
3.6
3.8
4
4.2
4.4
4.6
4.8
Bertulang, Jakarta: Penerbit Erlangga.
5
PERIODE, T (DETIK)
Nawy, Edward G. 1990, Beton Bertulang 3. Dinding
Geser
keseluruhan
yang
direncanakan
penampangnya
harus
direncakan sebagai elemen pembatas (Boundary Elemen). 4. Tulangan Transversal
Untuk
Penerbit PT. Eresco. PPIUG
1983,
Peraturan
Pembebanan
Indonesia untuk Gedung, Bandung: dan Tulangan
Longitudinal digunakan D16-300 mm. 5. Tulangan
Suatu Pendekatan Dasar, Bandung:
Yayasan
Lembaga
Penyelidikan
Masalah Bangunan.
pengangkuran Purwono, R.; Tavio; Imran, I., dan Raka I.G.P.
(Confinement) diperoleh D16-100 mm.
(2007),
Tata
Cara
Perhitungan
Struktur Beton Gedung dilengkapi
untuk
(SNI
Bangunan
03-2847-2006)
Penjelasan , ITSPress,
Surabaya, Indonesia. Schodek, D.L.. 1999, Struktur, Edisi kedua. Jakarta: Erlangga. SNI
1726:2012,
Standar
Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung, Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. SNI 2847:2013, Tata Cara Perhitungan Beton untuk Struktur Bangunan Gedung. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. Tavio dan Kusuma, Benny. 2009, Desain Sistem Rangka Pemikul Momen dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, Surabaya: Penerbit ITS Press.
