Tugas Akhir (SI-40Z1) Evaluasi Perbandingan Konsep Desain Dinding Geser Tahan Gempa Berdasarkan SNI Beton Bab III Studi Kasus BAB III STUDI KASUS

Tugas Akhir (SI-40Z1) Evaluasi Perbandingan Konsep Desain Dinding Geser Tahan Gempa Berdasarkan SNI Beton Bab III – Studi Kasus

BAB III STUDI KASUS

3.1

Sistem Struktur Prototipe

Pada tugas akhir ini akan dilakukan evaluasi hasil desain dinding geser dengan dua konsep desain yang berbeda yaitu konsep desain berdasarkan gaya dalam dan konsep desain kapasitas. Struktur bangunan bertingkat dimodelkan sebagai portal terbuka dengan menggunakan software ETABS 9.0 berupa prototipe gedung bertingkat 10 lantai dengan sistem balok kolom. Fungsi gedung adalah gedung perkantoran. Gedung terdiri dari 5 bay, masing-masing dalam arah x dan y, dengan panjang tiap bay 8 meter. Tinggi antar lantai adalah sebesar 4 meter. Asumsi data yang digunakan adalah fc’ 30 MPa dan fy 400 MPa.

Sistem struktur yang akan dibahas adalah sistem struktur tunggal, dimana sistem portal akan memikul seluruh beban gravitasi dan dinding geser memikul seluruh beban gempa. Sistem dinding geser yang akan dibahas adalah sistem dinding geser kantilever. Denah dari struktur yang ada dalam pemodelan tugas akhir kami adalah sebagai berikut:

8m 8m DINDING GESER

Y

X

Gambar 3.1 Denah Struktur Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-1


Berikut ini tampak bangunan gedung tiga dimensi dengan elemen dinding geser:

Gambar 3.2 Model Struktur Gedung

3.1.1

Pembebanan Struktur

Perencanaan pembebanan dimaksudkan untuk memberikan pedoman dalam menentukan beban-beban yang bekerja pada bangunan. Secara umum, beban direncanakan sesuai Pedoman Perencanaan untuk Rumah dan Gedung (SKBI-1.3.53.1987) sebagai berikut: a. Beban mati Beban mati adalah seluruh bagian bangunan yang bersifat tetap dan tidak terpisahkan dari bangunan yang dimaksud selama masa layannya. Beban mati yang diperhitungkan dalam model ini adalah antara lain: - Beban sendiri beton bertulang 2400 kg/m3 - Beban SIDL tiap lantai 140 kg/m2

Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-2


b. Beban hidup Beban hidup yang diperhitungkan adalah untuk bangunan gedung perkantoran sebesar 250 kg/m2. c. Beban hidup atap Pada bangunan dengan atap yang dapat dicapai orang, dikenai beban hidup atap sebesar 100 kg/m2. d. Beban gempa Beban gempa sesuai dengan SNI Gempa 1726-2002 atau mode yang mendominasi. Gedung dianalisis terhadap gaya gempa di zona 4 dengan asumsi tanah sedang sehingga didapat nilai Ca = 0,28 dan Cv = 0,42.

Gambar 3.3 Respons Spektrum Gempa Zona 4

Seluruh beban tersebut di atas diperhitungkan dengan faktor pembesaran dan kombinasi sebagai berikut: a. 1,4D b. 1,2D +1,6L c. 1,2D + 0,5L ±1,0E d. 0,9D ±1,0E


III-3


Dengan masing-masing beban gempa (E) merupakan kombinasi gaya gempa arah acuan dan 0,3 gaya gempa arah tegak lurusnya.

Dari preliminary design (terlampir) didapat dimensi elemen-elemen struktur pada gedung yaitu: - tebal pelat

= 300 mm

- balok

= 650 x 250 mm

- kolom sudut

= 400 x 400 mm

- kolom tepi

= 550 x 550 mm

- kolom tengah

= 800 x 800 mm

- tebal dinding geser = 400 mm

3.1.2

Perhitungan Kekakuan (k)

Pada pemodelan struktur yang sudah dibuat dicek terlebih dahulu perbandingan kekakuan antara portal dan dinding geser. Perhitungan kekakuan portal hanya dihitung terhadap kekakuan kolom karena gaya lateral secara langsung akan dipikul oleh kolom sedangkan balok lebih dominan menerima gaya aksial. Dalam hal ini kekakuan dinding geser harus lebih besar dibandingkan dengan kekakuan portal. Hal ini untuk memastikan bahwa dengan didominasinya kekakuan oleh dinding geser seluruh gaya lateral yang bekerja pada gedung yaitu gaya gempa akan diterima oleh dinding geser.

3.1.2.1 Kekakuan Arah X

Kekakuan dihitung perlantai bangunan. Dari preliminary design diambil tebal dinding geser 400 mm. Dimensi kolom tepi sebesar 550x550 mm dan dimensi kolom tengah 800 x800

mm.

Modulus

elastisitas

(Ec)

beton

diambil

sebesar

4700 f c' = 4700 30 = 25.742,96MPa .


III-4

Tugas Akhir (SI-40Z1) Evaluasi Perbandingan Konsep Desain Dinding Geser Tahan Gempa Berdasarkan SNI Beton Bab III – Studi Kasus portal

dinding geser k10

X10

k9

X9

k8

X8

k7

X7

k6

X6

k5

X5

k4

X4

k3

X3

k2

Z

k1

X2 X1

X

Gambar 3.4 Pemodelan Kekakuan Portal dan Dinding Geser Arah X

Maka, kekakuan pada tiap lantai bangunan adalah:

k1 = k 2 = ... = k10 = Kekakuankolom + Kekakuandinding geser ⎡12 EI ⎤ ⎡12 EI ⎤ k kolom = 2 ⎢ 3 ⎥ + 2⎢ 3 ⎥ ⎣ h ⎦ kolom tepi ⎣ h ⎦ kolom tengah

k kolom k kolom

⎡12 × 25.742,96 MPa × 1 × 550 × 550 3 ⎤ ⎡12 × 25.742,96MPa × 1 × 800 × 800 3 ⎤ 12 12 ⎢ ⎥ ⎥ =2 + 2⎢ 4.000 3 4.000 3 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ = 73.613,80 N mm + 329.509,89 N mm

k kolom = 403.123,69 N mm ⎡12 EI ⎤ k dinding geser = ⎢ 3 ⎥ ⎣ h ⎦ dinding geser k dinding geser k dinding geser

⎡12 × 25.742,96 MPa × 1 × 400 mm × 8400 3 mm ⎤ 12 ⎥ =⎢ 4.000 3 ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ = 95.362.221,78 N mm

k1 = 403.123,69 N mm + 95.362.221,78 N mm k1 = 95.765.345,47 N mm Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-5


Perbandingan kekakuan kolom dan dinding geser adalah: Kekakuan kolom =

k kolom 403.123,69 N mm = × 100 = 0,42 % k1 95.765.345,47 N mm

Kekakuan dinding geser =

k dinding geser k1

=

95.362.221,78 N mm × 100 = 99,58 % 95.765.345,47 N mm

3.1.2.2 Kekakuan Arah Y

Perhitungan kekakuan pada arah Y dilakukan sama seperti pada arah X, dimana kekakuan dihitung per lantai. portal

dinding geser k10

X10

k9

X9

k8

X8

k7

X7

k6

X6

k5

X5

k4

X4

k3

X3

k2

Z

k1

X2 X1

Y

Gambar 3.5 Pemodelan Kekakuan Portal dan Dinding Geser Arah Y

Kekakuan pada tiap lantai bangunan adalah: k1 = k 2 = ... = k10 = Kekakuankolom + Kekakuandinding geser ⎡12 EI ⎤ ⎡12 EI ⎤ ⎡12 EI ⎤ k1 = 2 ⎢ 3 ⎥ + 2⎢ 3 ⎥ + 2⎢ 3 ⎥ ⎣ h ⎦ dinding geser ⎣ h ⎦ kolom tengah ⎣ h ⎦ kolom tepi ⎡12 × 25.742,96 MPa × 1 × 550 × 550 3 ⎤ ⎡12 × 25.742,96MPa × 1 × 800 × 800 3 ⎤ 12 12 ⎥ + 2⎢ ⎥ k kolom = 2 ⎢ 3 3 4.000 4.000 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ k kolom = 73.613,80 N mm + 329.509,89 N mm k kolom = 403.123,69 N mm Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-6


⎡12 EI ⎤ k dinding geser = 2 ⎢ 3 ⎥ ⎣ h ⎦ dinding geser k dinding geser k dinding geser

⎡12 × 25.742,96 MPa × 1 × 400 mm × 2.800 3 mm ⎤ 12 ⎥ = 2⎢ 4.000 3 ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ = 7.063.868,28 N mm

k1 = 403.123,69 N mm + 7.063.868,28 N mm k1 = 7.466.991,98 N mm Perbandingan kekakuan kolom dan dinding geser adalah: Kekakuan kolom =

k kolom 403.123,69 N mm = × 100 = 5,40 % k1 7.466.991,98 N mm

Kekakuan dinding geser =

k dinding geser k1

=

7.063.868,28 N mm × 100 = 94,60 % 7.466.991,98 N mm

Maka, kekakuan dinding geser ≥ 90% dan kekakuan kolom ≤ 10% sehingga dapat dipastikan hampir seluruh gaya gempa diterima oleh dinding geser.

3.2

Pemodelan dan Analisis Struktur

3.2.1

Pemodelan Elemen Struktur dalam ETABS 9.0

Pemodelan elemen struktur dalam ETABS 9.0 meliputi elemen pondasi, pelat, balok, kolom, dan dinding geser.

3.2.1.1 Pondasi

Pemodelan pondasi dilakukan dengan menganggap bahwa pondasi memberikan kekangan translasi dan rotasi yang cukup pada semua arah sumbu bangunan. Berdasarkan asumsi yang digunakan tersebut, pondasi dimodelkan sebagai perletakan jepit pada lantai dasar bangunan, yaitu pada ujung-ujung bawah kolom lantai dasar.


III-7


3.2.1.2 Pelat

Dalam program ETABS, pelat lantai dapat dimodelkan menjadi tiga tipe yang berbeda, antara lain: 1. Shell Tipe pelat lantai shell memiliki kekakuan membran pada kedua arah tegak lurus bidang dan out-of-plane bending stiffness. 2. Membrane Pelat lantai dengan jenis ini hanya memiliki kekakuan membran pada kedua arah tegak lurus bidangnya. 3. Plate Pelat lantai jenis ini hanya memiliki out-of-plane plate bending stiffness.

Model struktur yang digunakan dalam tugas akhir ini menggunakan tipe pelat lantai dua arah membrane sehingga beban yang bekerja nantinya akan didistribusikan ke balok pada kedua arah bidang tegak lurus pelat yang dimaksud. Gaya mendatar biasanya dianggap bekerja di permukaan lantai. Kekakuan lantai dalam arah mendatar sangat besar dibanding dengan kekakuan dinding geser atau kolom, oleh karena itu setiap lantai umumnya dianggap berpindah sebagai benda tegar ( rigid body ) dalam bidang datarnya. Pelat lantai dimodelkan untuk bekerja sebagai rigid diaphragm.

3.2.1.3 Balok

Balok dimodelkan sebagai elemen frame dengan memiliki hubungan (joint) yang kaku sehingga momen-momen maksimum tempat terjadinya sendi plastis adalah pada kedua ujung balok.

3.2.1.4 Kolom

Kolom dimodelkan sebagai elemen frame yang memiliki hubungan (joint) yang kaku sehingga momen-momen maksimum tempat terjadinya sendi plastis adalah pada kedua ujung kolom, namun begitu kolom yang diperbolehkan plastis hanya kaki-kaki kolom lantai dasar. Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-8


3.2.1.5 Dinding Geser

Dinding geser dimodelkan sebagai elemen wall dengan tipe membrane sehingga memiliki kekakuan membran pada kedua arah tegak lurus bidangnya.

3.3 Desain Dinding Geser

Pemodelan yang dibuat dalam tugas akhir ini memiliki berbagai karakteristik perencanaan sebagai batasan analisis yaitu sebagai berikut: 1. Model struktur berupa prototipe gedung 10 lantai dengan dinding geser sebagai elemen pemikul gaya lateral bangunan. 2. Dinding geser yang akan didesain adalah dinding geser kantilever berbentuk C yang diassign sebagai P1 dan P2. 3. Struktur direncanakan di daerah gempa wilayah 4 dengan kondisi tanah sedang, dan dengan menggunakan SNI Gempa 1726-2002 diperoleh Ca = 0,28 dan Cv = 0,42. 4. Faktor reduksi gempa, R = 6

Desain dinding geser akan dilakukan secara seragam untuk semua lantai, oleh karena itu gaya dalam yang diambil adalah gaya dalam maksimum yang terdapat pada lantai 1. Adapun hasil analisis menggunakan ETABS 9.0 didapat sebagai berikut: TABEL 3.1 GAYA DALAM DINDING GESER


Gaya Dalam

Dinding Geser

Pu (kN)

33.652,13

Vu2 (kN)

6.300,99

Vu3 (kN)

3.898,83

Mu2 (kNm)

28.355,69

Mu3 (kNm)

129.509,30

III-9


3.3.1

Desain Dinding Geser Berdasarkan Konsep Gaya Dalam

Konsep perencanaan dinding geser untuk bangunan tahan gempa yang didasarkan pada gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa dilakukan baik untuk desain lentur dan desain geser. Konsep ini mengacu pada Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002. Pedoman yang dipakai dalam merencanakan dinding geser adalah pasal 23.6 yaitu dinding struktural beton khusus dan balok perangkai khusus.. Dinding geser yang akan didesain adalah dinding geser kantilever berbentuk C. Dinding Geser P1

3 2

Dinding Geser P2

Gambar 3.6 Model Sistem Dinding Geser Kantilever C

Data-data yang digunakan untuk desain adalah: h (tebal dinding geser) fc' fy hw (tinggi story) lw (bentang) arah X lw (bentang) arah Y Dimensi kolom terkecil

400 30 400 40.000 8.400 2.800 400

mm MPa MPa mm mm mm mm

Pada contoh pembahasan di bawah ini dinding geser yang didesain adalah dinding geser yang diassign sebagai P1 sesuai dengan hasil analisis dari ETABS. Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-10


1. Pengecekan kebutuhan boundary element. Dinding geser direncanakan memiliki komponen batas khusus (boundary element) di sekeliling sisi luarnya dan di tepi-tepi bukaan dinding dimana tegangan tekan tepi pada serat terluar, akibat beban-beban terfaktor termasuk beban gempa melampaui 0,2 fc’. Komponen batas khusus dihentikan pada tempat dimana tegangan tekan tersebut kurang daripada 0,15 fc’. P M l /2 f max = u + u w Ag I Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

33.652,13 28.355,69 × 8.400 / 2 + = 16,04 MPa 8.400 × 400 400 × 8.400 3 / 12 > 0,2 f c '

f max = f max

16,04 MPa > 6 MPa (butuh boundary element ) Panjang boundary element: 0,2 f c ' 0,15 f c ' = 4.200 4.200 − b (4.200 − b ) = 4.200 × 0,15 0,2 (4.200 − b ) = 3.150 mm b = 1.050 mm, diambil panjang boundary = 1.200 mm

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm): 33.652,13 129.509,3 × 2.800 / 2 + = 277,83 MPa 2.800 × 400 400 × 2.800 3 / 12 > 0,2 f c '

f max = f max

277,83 MPa > 6MPa (butuh boundary element ) Panjang boundary element: 0,2 f c ' 0,15 f c ' = 2.800 2.800 − b (2.800 − b ) = 2.800 × 0,15 0,2 (2.800 − b ) = 2.100 mm b = 700 mm, diambil panjang boundary = 750 mm


III-11


2. Detailing Persyaratan Boundary Komponen batas harus menerus secara horizontal dari sisi serat tekan terluar sejarak tidak kurang dari (c − 0,1 l w ) dan c . 2

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm): c>

lw δ 600⎛⎜ u ⎞⎟ ⎝ hw ⎠

Asumsi diambil

δu

hw

= 0,007 , maka c >

(c − 0,1 l w ) = 2.000 − (0,1 × 8.400) = 1.160 mm

8.400 = 2.000 mm , sehingga 600 × 0,007

dan c = 2.000 = 1.000 mm . Maka, 2 2

diambil panjang boundary 1.200 mm.

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm): Asumsi diambil sehingga

δu

hw

= 0,007 , maka c >

2.800 = 666,67 mm ≈ 667 mm , 600 × 0,007

(c − 0,1 l w ) = 667 − (0,1 × 2.800) = 387 mm

dan

c = 667 = 333,5 mm . 2 2

Maka, diambil panjang boundary 750 mm.

Tulangan transversal komponen batas khusus harus memenuhi persyaratan berikut: -

Rasio volumetrik tulangan spiral atau sengkang cincin, ρs, tidak boleh kurang dari: '

ρ s = 0,12 f c f = yh -

0,12 × 30 = 0,009 400

Luas total penampang sengkang tertutup persegi tidak boleh kurang dari ⎛sh f ' ⎞ ⎛ 100 × 300 × 30 ⎞ 2 Ash = 0,09⎜ c c = 0,09⎜ ⎟ ⎟ = 202,5 mm f yh ⎠ 400 ⎝ ⎠ ⎝

Dipakai D-16 (As = 200,96 mm2) untuk diameter tulangan transversal boundary.

Spasi tulangan transversal boundary, diambil terkecil dari: s ≤ 1 kolom terkecil 4 s ≤ 1 × 400 mm = 100 mm 4 Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-12


s ≤ 6 d b = 6 × 19 mm = 114 mm Diambil spasi tulangan transversal boundary 100 mm.

3. Desain lentur dan beban aksial di dasar dinding geser. Minimum tulangan terkonsentrasi pada daerah boundary dinding: As ≥ 0,002bw l w Maksimum tulangan terkonsentrasi pada daerah boundary dinding: As ≤ 0,06 × area of concentrated re inf orcement region Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm): Minimum tulangan terkonsentrasi:

As ≥ 0,002bw l w As ≥ 0,002 × 400mm × 8.400mm = 6.720mm 2 Maksimum tulangan terkonsentrasi: As ≤ 0,06 × (1.200 + 50) × 400 = 30.000 mm 2

Dipakai D-22 (As = 379,94 mm2) 6.720mm 2 n= = 17,69 ≈ 20buah tulangan 379,94mm 2 Dipakai 20 D − 22 di pertemuan antar dinding ( As = 7.598,80mm 2 )

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm): Minimum tulangan terkonsentrasi:

As ≥ 0,002bw l w As ≥ 0,002 × 400mm × 2.800mm = 2.240mm 2 Maksimum tulangan terkonsentrasi: As ≤ 0,06 × (700 + 50) × 400 = 18.000 mm 2

Dipakai D-22 (As = 379,94 mm2) 2.240mm 2 n= = 5,89 ≈ 8 buah tulangan 379,94mm 2 Dipakai 8 D − 22 di boundary ujung dinding ( As = 3.039,52 mm 2 ). Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-13


4. Tulangan terdistribusi di panel dinding geser Untuk dinding dengan tebal 400 mm, maksimum diameter tulangan adalah 1 tebal = 1 × 400 mm = 40 mm . 10 10

Distribusi tulangan, di daerah sendi plastis smax = 300 mm di tiap arah. Di luar daerah sendi plastis, smax = 450 mm di tiap arah. Rasio penulangan harus lebih besar dari 0,0025 di tiap arah.

Pada panel dinding dibutuhkan 2 lapis tulangan bila Vu melebihi Vn = 1 ACV 6

fc ' .

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm): 1 ACV 6 > Vn

Vn = Vu 2

fc ' =

1 × 400 × 8.400 × 30 = 3.067,24kN 6

6.300,99 kN > 3.067,24 kN (butuh 2 lapis tulangan)

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm): 1 ACV 6 > Vn

Vn = Vu 3

fc ' =

1 × 400 × 2.800 × 30 = 1.022,4 kN 6

3.898,83 kN > 1.022,4 kN (butuh 2 lapis tulangan )

(

5. Kuat geser dinding struktural tidak diperkenankan lebih dari Vn = Acv α c

Vu sehingga rasio tulangan maksimum: ρ n =

)

fc ' + ρn f y ,

φ − Acvα c f c ' Acv f y

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm):

(

Vn = Acv α c Vu

ρn =

fc ' + ρn f y

)


6.300,99 × 1.000

ρn =

− 8.400 × 400 × 1 30 0,55 6 = 0,00624 ≥ 0,0025 (OK ) 8.400 × 400 × 400


III-14


Dipakai tulangan transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2, sehingga: 2 × 283,385 mm 2 0,00624 = s × 400 mm s = 227 mm, diambil s = 230 mm Distribusi tulangan longitudinal diambil dengan ρ ≥ 0,0025 . Dipakai tulangan longitudinal 15 pasang D-22 dengan tebal 400 mm, sehingga:

ρv =

2 × 15 × 379,94 mm 2 = 0,00475 > 0,0025 (OK ) 6.000 × 400

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm):

(

Vn = Acv α c Vu

ρn =

fc ' + ρn f y

)


3.898,33 × 1.000 2

− 2.800 × 400 × 1 30 0,55 6 = 0,00563 ≥ 0,0025 (OK ) 2.800 × 400 × 400

ρn =

Dipakai tulangan transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2, sehingga: 2 × 283,385 mm 2 s × 400 mm s = 251,67 mm, diambil s = 250 mm

0,00563 =

Distribusi tulangan longitudinal diambil dengan ρ ≥ 0,0025 . Dipakai tulangan longitudinal 5 pasang D-22 dengan tebal 400 mm, sehingga:

ρv =

2 × 5 × 379,94 mm 2 = 0,00463 > 0,0025 (OK ) 2.050 × 400

6. Desain panjang penyaluran Tulangan transversal pada dinding geser harus dipasang sampai ke dalam boundary element dengan panjang penyaluran tertentu. Panjang penyaluran tidak boleh lebih kecil dari ketentuan berikut yaitu: Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-15


l d ≥ 3,5l dh dimana ldh adalah nilai terbesar dari:

l dh =

db f y 4 fc '

=

19 × 400 4 30

= 316,89 mm

ldh = 8 db = 8 x 19 = 152 mm Diambil l dh = 316,89 mm ≈ 320 mm maka ld = 3,5 ldh = 3,5 x 320 mm = 1.120 mm diambil panjang penyaluran sebesar 1.120 mm.

Lateral confinement

Ld

Gambar 3.7 Panjang Penyaluran pada Boundary Element

7. Desain sambungan lewatan (Lap-splice) Panjang sambungan lewatan dilakukan maksimum 50% jumlah tulangan dengan panjang penyaluran sebagai berikut: Ld (lap-splice) = 1,3 Ld

Ld = Ld =

db f y 4 fc '

≥ 0,04d b f y

22 × 400 4 30

= 401,66 mm ≥ 0,04 x 22 x 400 = 352 mm

maka Ld (lap-splice) = 1,3 x 401,66 = 522,16 mm, diambil 550 mm.


III-16


Ld (lap-splice) Ld (lap-splice)

diameter = db

Gambar 3.8 Panjang Sambungan Lewatan

8. Mengecek persyaratan kekuatan dinding Untuk mengecek kekuatan dinding geser kami menggunakan diagram interaksi dengan menggunakan penampang dinding geser sebagai kolom. Untuk itu digunakan program PCACOL untuk menganalisis diagram interaksi Momen-Aksial. Hasil eksekusi pada program tersebut memenuhi persyaratan (hasil analisis dengan PCACOL terlampir).

Dari hasil perhitungan desain dinding geser berdasarkan konsep gaya dalam didapat hasil seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut: TABEL 3.2 HASIL DESAIN DINDING GESER DENGAN KONSEP GAYA DALAM Tulangan Panel Dinding Tul. Longitudinal Tul. Transversal Tulangan Boundary Tul. Longitudinal Tul. Transversal


Dinding Geser Arah X

Dinding Geser Arah Y

30 D-22 D-19 @ 230 mm

10 D-22 D-19 @ 250 mm

20 D-22 D-16 @ 100 mm

8 D-22 D-16 @ 100 mm

III-17


Tul.longitudinal 10 D-22 Tul.transversal 2 D-19 @250 mm

Tul.longitudinal 30 D-22 Tul.transversal 2 D-19 @230 mm

DETAIL A

DETAIL B

20 D-22

8 D-22 D-16 @100 mm D-16 @100 mm

DETAIL A

DETAIL B Gambar 3.9

Detail Penulangan Dinding Geser (Desain Konsep Gaya Dalam)

3.3.2

Desain Dinding Geser Berdasarkan Konsep Desain Kapasitas

Dalam perencanaan dinding geser menggunakan konsep desain kapasitas, terjadi pembesaran dinamis kuat geser rencana dinding geser pada penampang dasar yang dihitung dengan persamaan berikut: Vu , d ,maks = ω d × 0,7 ×

M kap ,d M E ,d ,maks

× V E ,d ,maks

Dimana:

ω d adalah koefisien pembesar dinamis yang memperhitungkan pengaruh dari terjadinya sendi plastis pada struktur secara keseluruhan.


III-18


M kap , d adalah momen kapasitas dinding geser pada penampang dasar yang dihitung

berdasarkan luas baja tulangan yang terpasang dengan tegangan tarik baja tulangan sebesar 1,25 f y . M E ,d ,maks adalah momen lentur maksimum dinding geser akibat beban gempa tak

terfaktor pada penampang dasar. V E ,d , maks adalah gaya geser maksimum dinding geser akibat beban gempa tak

terfaktor pada penampang.

Momen kapasitas dinding geser, Mkap didapat dari momen nominal tulangan terpasang dengan tegangan tarik baja 1,25 fy. Momen nominal penampang (Mn) dinding geser didapat dengan bantuan program PCACOL. Dari hasil analisis PCACOL didapat momen nominal yaitu Mn arah X sebesar 36.507,10 kNm dan Mn arah Y sebesar 131.018,30 kNm. Dari momen kapasitas yang didapat dilakukan peningkatan kapasitas geser dengan Vu , d ,maks = ω d × 0,7 ×


× V E ,d ,maks .

Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm): Vu Mu

6.300,99 kN 28.355,70 kNm

Vu ,d ,maks = ω d × 0,7 ×


× VE ,d ,maks

1,25 × 36.507,10 kNm × 6.300,99 kN 28.355,70 kNm = 9.227,78 kN

Vkap = 1,3 × 0,7 × Vkap

Kapasitas tulangan geser yang digunakan:

(

Vn = Acv α c Vu

ρn =

fc ' + ρn f y

)


Didapat ρ n = 0,0102 Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-19


Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat

2 × 283,385mm 2 = 138,91 mm, diambil 135 mm spasi, s = 0,0102 × 400

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm): Vu Mu

3.898,83 kN 129.509,30 kNm 1,25 × 131.018,30 kNm × 3.898,83 kN 129.509,30 kNm = 4.486,59 kN

Vkap = 1,3 × 0,7 × Vkap


(

Vn = Acv α c Vu

ρn =

fc ' + ρn f y

)


Didapat ρ n = 0,00682 Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat spasi, s =

2 × 283,385mm 2 = 207,70 mm, diambil 210 mm 0,00682 × 400

Maka, hasil desain dengan peningkatan geser pada konsep desain kapasitas dapat dilihat pada tabel berikut: TABEL 3.3 HASIL DESAIN DINDING GESER DENGAN KONSEP DESAIN KAPASITAS Dinding Geser Arah X Dinding Geser Arah Y Tulangan Panel Dinding Tul. Longitudinal Tul. Transversal Tulangan Boundary Tul. Longitudinal Tul. Transversal


30 D-22 2 D-19 @ 135 mm

10 D-22 2 D-19 @ 210 mm

20 D-22 D-16 @ 100 mm

8 D-22 D-16 @ 100 mm

III-20


Peningkatan kapasitas geser juga dilakukan dengan aturan yang mengacu pada CSA (Canadian Standard Association) dimana peningkatan kapasitas geser dicari dengan persamaan berikut: Vkap = 1,47 ×

Mn × Vu Mu

Sehingga, didapat: Bentang dinding geser arah X (lw = 8.400 mm): 36.507,10 kNm × 6.300,99 kN 28.355,70 kNm = 11.925,13 kN

Vkap = 1,47 × Vkap


(

Vn = Acv α c Vu

ρn =

fc ' + ρn f y

)


Didapat ρ n = 0,0138 Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat spasi, s =

2 × 283,385mm 2 = 102,30 mm, diambil 100 mm 0,0138 × 400

Bentang dinding geser arah Y (lw = 2.800 mm): 131.018,30 kNm × 3.898,83 kN 129.509,30 kNm = 5.798,06 kN

Vkap = 1,47 × Vkap


(

Vn = Acv α c Vu

ρn =

fc ' + ρn f y

)


Didapat ρ n = 0,00948 Ester Yuliari (150 04 076) Suhelda (150 04 090)

III-21


Dipakai tulangan geser transversal D-19 dengan As = 283,385 mm2 , sehingga didapat

2 × 283,385mm 2 = 149,41 mm, diambil 150 mm . spasi, s = 0,00948 × 400 TABEL 3.4 PERBANDINGAN HASIL DESAIN DINDING GESER DENGAN PENINGKATAN KAPASITAS GESER Konsep Desain Gaya Dalam (SNI 2847-2002) Desain Kapasitas (SNI 2847-1992) Desain Kapasitas (CSA)


Tulangan Transversal Dinding Geser Arah X Dinding Geser Arah Y D-19 @230 mm D-19 @250 mm D-19 @135 mm D-19 @210 mm D-19 @100 mm D-19 @150 mm

III-22

Tugas Akhir (SI-40Z1) Evaluasi Perbandingan Konsep Desain Dinding Geser Tahan Gempa Berdasarkan SNI Beton Bab III Studi Kasus BAB III STUDI KASUS

Recommend Documents