Perilaku Kegagalan Pelat dalam Geser Dua Arah Rencana Pelat Geser Dua Arah

Universitas Sumatera Utara Gedung 1987 adalah beton bertulang 2400 kgm 3 ,berat keramik 39 kgm 2 ,berat spesi 21 kgm 2 .

3.8.2 Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung,dan kedalamnya termasuk beban – beban pada lantai yang berasal dari barang – barang yang dapat berpindah.Yang termasuk beban mati sesuai Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung 1987 adalah untuk lantai gedung 250 kgm 2 . Kombinasi pembebanan yang harus ditinjau adalah sebagi berikut : a. Wu = 1.4 W L b. Wu = 1.2 W D + 1.6 W L Dimana : W D = Beban Mati W L = Beban Hidup Wu = Kuat Perlu

3.9 Kekuatan Geser Pelat Dua Arah

Dalam kasus pelat dua arah atau pondasi,mekanisme kegagalan geser seperti yang ditunjukkan dalam gambar 3.10 adalah mungkin.Geser satu arah atau balok berperilaku geser gbr 3.10a mengakibatkan retak miring memanjang melintasi keseluruhan lebar struktur.Geser dua arah atau punching shear mengakibatkan bentuk kerucut atau bentuk permukaan pyramid dengan ujung terpotong sekitar kolom yang ditunjukkan dalam gambar 3.10b.

3.9.1 Perilaku Kegagalan Pelat dalam Geser Dua Arah

Momen maksimum pada pelat datar dengan beban merata terjadi disekitar kolom dan membuat retak lingkaran sekitar masing – masing kolom.Setelah penambahan beban,retak perlu dibentuk garis perbesarannya sesuai dengan pengembangan mekanisme garis leleh dan diwaktu yang sama,kemiringan atau bentuk retak geser permukaan kerucut yang ditunjukkan dalam gambar 3.10b.Retak ini dapat dilihat pada gambar 3.11,dimana menunjukkan keretakan pelat sepanjang dua sisi disekitar kolom setelah pelat gagal dalm geser dua arah. Universitas Sumatera Utara Sumber : Reinforced Concrete,MacGregor G.J Alexander dan Simmonds menjelaskan kegagalan geser punching dengan menggunakan model truss yang ditunjukkan pada gambar 3.11,geser ditransfer oleh tegangan geser.Sekali keretakan terbentuk,geser tidak dapat lagi Gambar 3.10 Kegagalan geser a Geser satu arah b Geser dua arah Gambar 3.11 Retak miring dalam pelat setelah kegagalan Universitas Sumatera Utara melintasinya.Sekarang geser ditransfer oleh strut A-B dan C-D memanjang dari bawah pelat pada kolom ke penulangan atas pelat pada A dan D.Bersamaan dengan strut yang keluar pada keempat sisi kolom.Komponen horizontal dari gaya dalam strur menyebabkan perubahan gaya dalam dalam tulangan pada A dan D,komponen vertical mendorong keatas pada tulangan dan ditahan oleh tegangan tarik dalam beton antara tulangan.Dengan segera,beton ini mengalami keretakan pada permukaan tulangan dan mengakibatkan kegagalan punching.Sepertinya kegagalan terjadi secara tiba – tiba dengan sedikit sampai berbahaya.Sekali kegagalan geser punching terjadi,menyebabkan kehilangan kapasitas geser pada sambungan.Pada kasus pelat dua arah, momen tulangan negative didekat bagian atas pelat merobek pada bagian atas pelat,sehingga kehilangan hubungan sambungan antara pelat dengan kolom.

3.9.2 Rencana Pelat Geser Dua Arah

Berdasarkan tes extensive,Moe menyimpulkan bahwa penampang kritis yang terdapat pada permukaan kolom.Peraturan ACI memakai kesimpulan Moe,bahwa banyaknya persamaan perencanaan yang lebih sederhana dengan menganggap penampang kritis yang ditetapkan pada d2 jauh dari muka kolom,dimana d adalah ketebalan efektif rata – rata dari pelat.

3.9.2.1 Lokasi Keliling Kritis

Geser dua arah yang diasumsikan menjadi kritis pada penampang vertical pelat berujung pada pelat pelat atau pondasi dan menyebar sekitar kolom.Sesuai dengan ACI Bab 11.12.1.2,penampang ini dipilih sehingga tidak kurang dari d2 dari muka kolom dan sehingga panjang bo adalah minimum.Pada pelat dengan drop panel sekitar kolom, dua penampang kritis akan ditunjukkan seperti gambar 3.12. Ketika pembukaan kurang dari 10 kali tebal pelat dari kolom,ACI bab 11.12.5 mensyaratkan bahwa keliling kritis dapat direduksi seperti gambar 3.12.

3.9.2.2 Persamaan Rencana : Geser Dua Arah dengan Mengabaikan Transfer Momen

Ketidak seimbangan beban lantai, atau beban lateral, pada bangunan flate plate menginginkan kedua antara momen dan geser ditransfer dari pelat ke kolom.Pada kasus kolom interior pada bangunan brace flat plate, kasus beban terburuk untuk geser biasanya sesuai dengan mengabaikan transfer momen dari pelat Universitas Sumatera Utara kekolom.Sama halnya, kolom biasanya mentranfer sedikit atau tidak sama sekali momen ke pondasi – pondasi. Perencanaan geser dua arah tanpa mentransfer momen dihasilkan dengan menggunakan beberapa persamaan.Persamaan dasar untuk rencana geser adalah : Vu ≤ ϕ Vc pers.3.4 Dimana Vu adalah factor tegangan geser akibar beban dan Vn adalah tahanan geser nominal pada pelat atau pondasi.Untuk geser,kekuatan factor reduksi, ϕ dalah 0,85. Untuk beban merata pelat dua arah pada area tributary digunakan untuk mengitung Vu yang dibatasi garis geser nol.Untuk pelat interior garis ini dapat diasumsikan melewati bagian tengah pelat.Untuk pelat tepi koefisien momen pada ACI bab.13.6.3.3 sesuai dengan garis nol pada 0.45 ln dan 0.44 ln dari tumpuan eksterior dalam flat plate dengan dan tanpa balok tepi.Untuk penyederhanaan,garis geser nol sering diasumsikan terjadi pada tengah bentang.Ini konservatif untuk geser pada kolom eksterior,dimana Vu akan terlalu tinggi tapi tidak konservatif untuk geser pada kolom interior. Gambar 3.12 Lokasi keliling Geser Kritis Universitas Sumatera Utara Sumber : Reinforced Concrete,MacGregor G.J Kekuatan geser dari lantai pelat cendawan atau pelat datar sekitar kolom dalam cirian dibawah beban mati dan beban hidup penuh adalah analog dengan kekuatan geser dari pondasi hamparan persegi atau bujur sangkar yang dibebani oleh beban kolom terpusat,kecuali kalau yang satu merupakan kebalikan yang lainnya.Permukaan yang dicakup antara pasangan – pasangan garis – garis pusat yang sejajar dari panel –panel yang berdekatan dari lantai adalah mirip dengan permukaan pondasi,oleh karena tidak terdapat gaya geser sepanjang garis pusat dari panel – panel cirian didalam sistem lantai. Kekuatan geser dari pelat cendawan atau pelat datar pertama – tama harus diperiksa terhadap aksi balok lebar dan kemudian untuk aksi dua arah.Didalam aksi balok lebar,penampang kritis adalah sejajar dengan garis pusat panel dalam arah tranversal dan menerus pada seluruh jarak antara dua garis pusat panel longitudinal yang berdekatan. Perilkaku geser pelat dua arah dan pelat datar adalah masalah tiga variable tekanan.Kegagalan geser kritis pada beberapa keliling pada luas yang dibebani dan dilokasikan dengan tujuan untuk menerapkan minimum keliling geser bo .Berdasarkan analisis yang luas dan pembuktian dengan percobaan,garis geser seharusnya tidak lebih dari jarak d2 dari beban terpusat atau area reaksi. Gambar 3.13 Penampang Kritis dalam pelat dengan Drop panel Universitas Sumatera Utara Bila tidak ada dalam merencanakan penulangan geser yang khusus,maksimum kekuatan geser nominal yang diizinkan Vc pada penampang sesuai dengan ACI adalah nilai yang paling kecil yaitu : Vc = 2 + β ′ d pers.3.5 Dimana β adalah rasio sisi panjang dan sisi pendek kolom,beban terpusat atau area area reaksi, dan b o adalah keliling penampang kritis Vc = b + 2 ′ d pers.3.6 Dimana, adalah 40 untuk kolom interior, 30 untuk kolom tepi dan 20 untuk kolom tepi dan Vc = 4 ′ d pers.3.7 Gambar 3.15 Dampak bukaan pada Penampang kritis untuk geser Gambar 3.14 Penampang Kritis dan Luas tributary untuk geser dalam flat slab Universitas Sumatera Utara Sumber : Reinforced Concrete,MacGregor G.J

3.10 Perencanaan Pelat dengan Balok dalam Dua Arah.

Karena penambahan ketebalan,sebuah balok adalah lebih kaku daripada persambungan pelat dan mengakibatkan adanya momen – momen pada balok. Pada kasus ini, momen pada jalur kolom dibagi antara pelat dan balok.Sehingga terjadi pengurangan tulangan yang diinginkan pada pelat dalam jalur kolom,walupun balok memerlukan tulangan. Kekakuan lebih besar pada balok mereduksi keseluruhan defleksi,mengakibatkan ketebalan pelat dapat diperkecil daripada kasus pada pelat datar flat plate. Keuntungan pelat dengan balok dalam dua arah dalam mengurangi berat antara pelat dengan balok.Juga,geser dua arah tidak banyak mempengaruhi untuk dua arah pada pelat dengan balok,yang mengizinkan ketebalan pelat Gambar 3.16 Penampang kritis dab Area tributary untuk geser Universitas Sumatera Utara diperkecil.Hal ini terjadi untuk keseluruhan ketebalan system lantai dan termasuk perencanaan penulangan. Dalam perencanaan langsung untuk perhitungan momen pelat dengan balok adalah memiliki prosedur yang sama yang digunakan untuk pelat tanpa balok, dengan penambahan satu langkah.Oleh karena itu,perencanaan yang digunakan adalah : a Menghitung Mo b Pembagian Mo antara daerah momen positif dan momen negative c Pembagian momen negative dan momen positif pada jalur kolom dan jalur tengah d Pembagian momen jalur kolom antara balok dan pelat Sejumlah momen direncanakan ke jalur kolom dan jalur tengah pada langkah ketiga dan pembagian momen antara balok dan pelat pada langkah keempat adalah fungsi α 1 l 2 l 1 l 1 ,dimana α 1 adalah rasio kekakuan balok – pelat dengan tulangan yang direncanakan. Kemudian pelat didukung pada balok yang memiliki α 1 l 2 l 1 ≥ 1,0, balok tersebut harus direncanakan untuk kekuatan geser yang dihitung dengan mengasumsikan area tributary adalah 45 garis sudut pada pelat – pelat,dan garis tengah pada pelat.Jika nalok memiliki α 1 l 2 l 1 antara 0 dan 1,0, kekuatan geser dihitung dari area tributary yang dikalikan dengan α 1 l 2 l 1 . Dimensi balok juga dipengaruhi oleh kekuatan geser dan kekuatan lentur.Potongan penampang seharusnya yang cukup besar supaya Vu ≤ Ø Vc + Vs , dimana batas bawah praktis pada Vc + Vs seharusnya 6 b w d.Lokasi kritis untuk lentur adalah momen negative maksimum,dimana titik rasio penulangan,ρ, yang tidak melebihi antara 0,5 ρ b - 0,75 ρ b. ACI mengizinkan nilai α 1 l 2 l 1 dari nol tidak ada balok ke nilai yang lebih besar α 1 l 2 l 1 sangat kaku balok .Sebagai penjelasan yang lebih cepat, kesulitan dalam perencanaan, penyesuian terhadap geser,jika α 1 l 2 l 1 antara 0 dan 1,0 dan direkomendasikan bahwa perbandingan kekakuan balok dapat ditentukan. Universitas Sumatera Utara Sumber : Reinforced Concrete,MacGregor G.J 3.11 Penulangan untuk Flat slab dan Pelat - Balok Detail penulangan pada flat slab dapat ditentukan sebagai berikut : a Luas,Jarak,Selimut beton dan Diameter tulangan. Code IS berprovisi bahwa luas,jarak dan diameter tulangan untuk flat slab adalah sama seperti pelat-pelat tepi seperti yang dijelaskan pada bagian 7.2.5 yaitu luas rencana tulangan dlam setiap arah tidak lebih dari 0.15 atau 0.12 dari luas bruto penampang, jarak tulangan utama tidak lebih dari tiga kedalaman efektif pelat atau 450 mm,selimut beton tidak lebih dari 15mm,diameter tulangan utama tidak kurang dari 8 mm untuk tulangan ulir dan 10 mm untuk tulangan polos .Kecuali pada Gambar 3.17 Area tributary untuk perhitungan geser dalam balok mendukung pelat dua arah Gambar 3.18 Keliling geser dalam pelat dengan balok Universitas Sumatera Utara jarak maksimum penulangan dalam flat slab yang dibatasi sampai dua kali dari kedalaman efektif pelat. b Detail Penulangan Lenturan Penulangan lenturan untuk momen maksimum pada jalur kolom dan tengah direncanakan sepanjang pelat dan adanya pembatasan.Ketika perencanaan berdasarkan metode rencana langsung sesuai dengan spesifikasi Code IS,aturan sederhana secara langsung dan menentukan diameter tulangan pada flat slab tanpa drop dan dengan drop . c Detail Penulangan Geser Kemungkinan cara dalam merencanakan penulangan geser pelat dengan kepala kolom.Detail penulangan geser pada bentuk tulangan sangkar balok vertical dalam satu arah dan bentuk tulangan sangkar balok dibawah dan atas balok yang telah banyak digunakan 3.11.1 Penutup dan Ketebalan Efektif Minimum penutup bersih ke permukaan tulangan 19 mm dan diberikan tulangan yang lebih kecil bila pelat tidak terkena langsung dengan tanah atau cuaca.Untuk beton yang terkena dengan cuaca ,minimum penutup bersih adalah 38 mm dan 50 mm untuk tulangan yang lebih besar.Untuk beton yang terkena air garam harus memiliki penutup beton yang lebih besar dan lapisan batang tulangan. Untuk bentang panjang pada pelat datar atau flatslab , d = h – ¾ - 0,5d b dan untuk bentang yang pendek d = h – ¾ - 1.5d b . Untuk perencanaan awal ini dapat diambil : Untuk flate plate atau flatslab bentang 7 m: Bentang panjang d = h – 30 mm Bentang pendek d = h – 45 mm Untuk flate plate atau flatslab bentang lebih dari 7 m : Bentang panjang d = h – 30 mm Universitas Sumatera Utara Bentang pendek d = h – 50 mm Penting untuk tidak menaksir d dalam pelat karena ketidaktelitian konstruksi normal cenderung menghasilkan nilai d lebih kecil.

3.11.2 Persyaratan spasi,Penulangan minimum,dan Ukuran tulangan