Perencanaan Penulangan Dinding Geser (Shear Wall) Berdasarkan Tata Cara Sni 03-2847-2002

DAFTAR PUSTAKA

Agus, (2002). Rekayasa Gempa untuk Teknik Sipil, Padang : Institut Teknologi Padang

Anonim 1, (2002). Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung .SNI 03-2847-2002, Bandung : Badan Standarisasi Nasional.

Anonim 2, (2002). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung. SNI 03-1726-2002 : Badan Standarisasi Nasional.

Imran, Iswandi. Yuliari, Ester. Suhelda, & Kristianto, A., Aplicability Metoda Desain Kapasitas pada Perancangan Struktur Dinding Geser Beton Bertulang, Seminar dan Pameran HAKI, “Pengaruh Gempa dan Angin terhadap Struktur” : 1-10

Liono, Sugito, (2011). Pendetailan Tulangan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa sesuai dengan SNI-03-2847-2002, Jurnal Teknik Sipil Vol.7 : 15-41.

Paulay, T., Priestlay, M.J.N., (1991). Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings, Canada : John Wiley & Sons, Inc.

Pranata, Yosafat Aji, (2011). Pemodelan Dinding Geser Bidang sebagai Elemen Kolom Ekivalen pada Gedung Beton Bertulang Bertingkat Rendah, Jurnal Teknik Sipil Vol.7 : 85-96.

Tumilar, Steffie, (2008). Petunjuk Penggunaan Ketentuan Seismik dan Angin Berdasarkan ASCE 7-05 dan IBC 2006, Jakarta : HAKI

Tumilar, Steffie, (2009). Petunjuk Perancangan Struktur Berdasarkan Ketentuan ASCE 7-05, IBC-2009, dan ACI 318-08, Jakarta : HAKI

B A B I I I A N A L I S A

3.1 Umum

Dinding geser (shear wall) didefinisikan sebagai komponen struktur vertikal yang relatif sangat kaku. Dinding geser pada umumnya hanya boleh mempunyai bukaan sekitar 5% agar tidak mengurangi kekakuannya. Bangunan beton bertulang yang tinggi sering didesain dengan dinding geser untuk menahan gempa. Selama terjadinya gempa, dinding geser yang didesain dengan baik dapat dipastikan akan meminimalkan kerusakan bagian non struktural bangunan seperti jendela, pintu, langit-langit dan seterusnya. Dinding geser bisa digunakan untuk menahan gaya lateral saja maupun sebagai dinding pendukung.

3.2 Analisa Dinding Geser

Dalam perencanaan sebuah dinding geser proses desain dilakukan dalam beberapa tahap sebagai berikut :

1. Permodelan dinding geser (shear wall)

2. Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada struktur serta menggunakan kombinasi pembebanan untuk desain

3.2.1 Pemodelan Dinding Geser ( shear wall )

D C B A

1 2 3 4

3.2.2 Perhitungan Gaya-gaya Pada Struktur dan Kombinasi Pembebanan 3.2.2.1 Berat Sendiri / Beban Mati ( )

Berat Sendiri Pelat ( Wp )

Berat Sendiri Balok ( Wb )

Berat Sendiri Kolom ( Wk )

Berat Sendiri Dinding Geser (Wd )

3.2.2.2 Beban Hidup ( )

Beban hidup untuk perkantoran q = 2,5 kN ( 30 % yang bekerja )

3.2.2.3 Beban Gempa ( Analisa Statik Ekivalen )

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perhitungan struktur akibat gempa adalah :

e. Beban geser dasar gempa. Untuk analisis beban statik ekivalen dalam arah horizontal digunakan rumus pada persamaan ( 2.1 ) sebagai berikut :

V = .. Wt

f. Beban geser akibat gempa ( V ) yang dibagikan sepanjang tinggi gedung menjadi bahan-bahan horizontal terpusat yang bekerja pada tiap lantai gedung. Pembagian gaya geser tersebut menggunakan rumus pada persamaan ( 2.2 ) sebagai berikut :

= . .

∑ .

g. Waktu getar alami struktur gedung setelah direncanakan dengan pasti, direncanakan menggunakan rumus pada persamaan ( 2.3 ) sebagai berikut :

T

=

6,3

∑ .

∑ .

h. Faktor keutamaan ( I ).

3.2.2.4 Kombinasi Pembebanan untuk Desain

Kombinasi pembebanan untuk perancangan struktur beton akibat gempa berdasarkan SNI - 03 - 2847 – 2002 yang digunakan untuk perencanaan dinding geser adalah sebagai berikut :

1. U = 1,4 D

2. U = 1,2 D + 1,6 L

3. U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W 4. U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E 5. U = 0,9 D ± 1,0 E

3.2.3 Analisa Struktur untuk Mendesain Tulangan Dinding Geser (shear wall)

Langkah-langakh perhitungan tulangan pada dinding geser :

1. Tentukan baja tulangan horizontal dan tranversal minimum yang diperlukan

 Periksa apakah dibutuhkan dua layer tulangan

Baja tulangan harus dua layer apabila gaya geser terfaktor ( V ) melebihi kuat dinding geser beton yang ada ( V ada).

V > V ada = A

 Baja tulangan horizontal dan tranversal yang dibutuhkan

2. Tentukan baja tulangan yang diperlukan untuk menahan geser

Kuat geser dinding geser ( shear wall ) yang direncanakan dhitung dengan menggunakan rumus pada persamaan ( 2.10 ):

V  A (α ′ + ρ . f )

Dimana :

A = Luas penampang total dinding struktural α = ¼ untuk h / l  1,5

= 1

6 untuk h / l ≥ 2

ρ = rasio penulangan arah horizontal (tranversal)

3. Tentukan tulangan transversal yang diperlukan di special boundary element

 Confinement kolom pada boundary element

Spasi maksimum hoops ditentukan oleh yang terkecil diantara : - 1 ₄ panjang sisi terpendek

- 6 x diameter tulangan longitudinal - Spasi hoops , s ≤ 100 +

 Confinement untuk shear wall

Spasi maksimum hoops ditentukan oleh yang terkecil diantara : - 1 ₄ panjang sisi terpendek

- 6 x diameter tulangan longitudinal - Spasi hoops , s ≤ 100 +

B A B IV A P L I K A S I

4.1 Umum

Dalam tugas akhir ini maka diberikan suatu contoh perhitungan untuk perencanaan struktur dengan sistem kombinasi open frame dan dinding geser dengan metode konvensional yang dibandingkan dengan struktur open frame dinding batu bata. Hasil perhitungan dibuat dalam suatu tabel. Bangunan yang direncankan adalah portal 6 lantai dimana letak shearwallnya simetris dan beraturan. Data-data yang digunakan dalam aplikasi ini adalah sebagai berikut :

D C B A

1 2 3 4

1 1

D D

4.2 Struktur Dinding Geser ( shear wall )

Direncanakan struktur 6 lantai dengan tinggi 24 m yang menggunakan dinding geser (shear wall) dengan panjang 600 cm, lebar 600 cm dan tebal 30 cm. Komponen struktur yaitu balok 30x40 cm, kolom 40x40 cm, dan tebal pelat lantai 12 cm. Digunakan mutu beton fc’ = 35 Mpa dengan Modulus elastisitas Ec = 27805,6 MPa dan mutu baja fy = 400 Mpa dengan modulus elastisitas Es = 210000 Mpa. Berat jenis beton (γ ) = 24 kN/m , Berat jenis keramik (γ ) = 21 kN/m .

4.2.1 Perhitungan Gaya – Gaya yang Bekerja pada Struktur Dinding Geser (shear wall)

1. Perhitungan Berat Sendiri a. Pelat lantai

keramik atau tegal t = 2 cm , q = t . γ = 0,02 (21) = 0,42 kN/m spesi atau adukan semen (tebal 1 cm) q = 0,021 kN/m

Ducting AC q = 0,020 kN/m

Beban plafon tambah penggantung q = 0,018 kN/m Beban tambahan (total) finishing lantai 1

qf = q + q + q + q

= 0,42 + 0,021 + 0,02 + 0,018=0,479 kN/m  ambil 0,5 kN/ Beban total finishing lantai 2 qf = qf = 0,5 kN/m

Beban total finishing lantai 3 qf = qf = 0,5 kN/m Beban total finishing lantai 4 qf = qf = 0,5 kN/m Beban total finishing lantai 5 qf = qf = 0,5 kN/m Beban total finishing lantai 6 (atap) qf = qf = 0,5 kN/m

 Berat sendiri plat lantai ditambah berat finishing

-Bs pelat lantai +finishing 1 Wp = [( n – 1).l . (n - 1). l ] . ((t . γ ) + qf ) = [( 4 – 1).6. (4 -1).6 ] . ((0,12 . 24)+ 0,5 )= 1095,12 kN

-Bs pelat lantai +finishing 2 Wp = [( n – 1).l . (n - 1). l ] . ((t . γ ) + qf ) = [( 4 – 1).6. (4 -1).6 ] . ((0,12 . 24)+ 0,5 )= 1095.12 kN

-Bs pelat lantai +finishing 3 Wp =[( n – 1).l .(n - 1). l ].((t . γ ) + qf ) =1095,12 kN

-Bs pelat lantai +finishing 4 Wp =[( n – 1).l .(n - 1). l ].((t . γ ) + qf ) =1095,12 kN

-Bs pelat lantai +finishing 5 Wp =[( n – 1).l .(n - 1). l ].((t . γ ) + qf ) =1095,12 kN

-Bs pelat lantai +finishing 6 Wp =[( n – 1).l .(n - 1). l ].((t . γ ) + qf ) =1095,12 kN

b. Berat Sendiri Balok

- Berat sendiri Balok memanjang dan melintang lantai 1

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = [ (4 (4 - 1).(6)(0,3).(0,4)) + ( 4 – 1 ) . 4 . 6 . (0,3) .(0,4))] 24

= 241,92 kN

-Berat sendiri Balok memanjang dan melintang lantai 2

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = [ (4 (4 - 1).(6)(0,3).(0,4)) + (( 4 – 1 ) . 6 .4 . (0,3) .(0,4))] 24

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = 241,92 kN

-Berat sendiri Balok memanjang dan melintang lantai 4

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = 241,92 kN

-Berat sendiri Balok memanjang dan melintang lantai 5

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = 241,92 kN

-Berat sendiri Balok memanjang dan melintang lantai 6

Wb = [ (n (n -1 ).l . bm . hm ) + ((n – 1 ) . n . l . bl . hl ) ] γ = 241,92 kN

c. Berat Sendiri Kolom

Banyak kolom n = 16

-Berat sendiri lantai kolom dasar Wk = n . (1/2 . lk .bk .hk . γ ) = 16 . (1/2).(4).(0,4).(0,4). (24) = 122,88 kN

-Berat sendiri kolom lantai 1

Wk = n . [(1/2 . lk .bk .hk . γ ) + (1/2 . lk .bk .hk . γ )] = 16 . [(1/2 . (4).(0,3).(0,3).24) + ((1/2).(4).(0,3).(0,3).(24)] = 245,76 kN

-Berat sendiri kolom lantai 2

= 245,76 kN -Berat sendiri kolom lantai 3

Wk3 = n . [(1/2 . lk .bk .hk . γ ) + (1/2 . lk .bk .hk . γ )]

= 245,76 kN -Berat sendiri kolom lantai 4

Wk = n . [(1/2 . lk .bk .hk . γ ) + (1/2 . lk .bk .hk . γ )] = 245,76 kN

-Berat sendiri kolom lantai 5

Wk = n . [(1/2 . lk .bk .hk . γ ) + (1/2 . lk .bk .hk . γ )] = 245,76 kN

-Berat sendiri kolom lantai 6

Wk = n . (1/2 . lk .bk .hk . γ ) = 122,88 kN

d. Berat Dinding Geser ( Wd )

Banyak dinding geser n = 8

Tebal dinding geser t = 300 mm

Tinggi dinding h = lk + lk + lk + lk + lk + lk

= 4000 + 4000 + 4000 + 4000 + 4000 + 4000 = 24000 mm = 24 m

Lebar dinding geser l = 6000 mm = 6 m -Lantai dasar Wd = n . (½ .t . lk .l . γ )

= 8 . (½.(0,3).(4).(6).(24)) = 691,2 kN -Lantai 1 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ )

-Lantai 2 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 3 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 4 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 5 Wd =n .(½ . t .(lk + lk ). l . γ ) =1382,4 kN -Lantai 6 Wd =n . (½ .t . lk .l . γ ) = 691,2 kN

Berdasarkan perhitungan di atas maka semua hasil perhitungan dibuat dalam suatu tabel sebagai berikut :

Tabel 4.1 Berat Sendiri atau Beban Mati (wbs) tiap lantai Tingkat

Lantai

Berat sendiri (kN) Total Berat Sendiri Pelat Balok Kolom Dinding Geser (kN)

6 1095,2 241,92 122,88 691,2 2151,2

5 1095,2 241,92 245,76 1382,4 2965,28

4 1095,2 241,92 245,76 1382,4 2965,28

3 1095,2 241,92 245,76 1382,4 2965,28

2 1095,2 241,92 245,76 1382,4 2965,28

1 1095,2 241,92 245,76 1382,4 2965,28

Lantai Dasar 122,88 691,2 814,08

6571,2 1451,52 1474,56 8294,4 17791,68

2. Perhitungan Beban Hidup

Beban hidup untuk perkantoran q = 2,5 kN ( 30 % yang bekerja ) -Lantai 1 W = 30 % [(n – 1).l . (n – 1).l ].q

= 0,3 . [(4 – 1).6. (4 – 1).6].(2,5) = 243 kN -Lantai 2 W = 30 % [(n – 1).l . (n – 1).l ].q

= 0,3 . [(4 – 1).6. (4 – 1).6].(2,5) = 243 kN -Lantai 3 W = W = 243 kN

-Lantai 4 W = W = 243 kN -Lantai 5 W = W = 243 kN

-Lantai 6 W = W = 243 kN

Wll = W + W + W + W + W + W

= 243 + 243 + 243 + 243 + 243 + 243 = 1458 kN

3. Berat Bangunan per Lantai Akibat Beban Mati dan Beban Hidup ( dead load + live load )

-Lantai Dasar W = W + W = 814,08+ 0 = 814,08 kN -Lantai 1 W = W + W = 2965,28 + 243 = 3208,28 kN -Lantai 2 W = W + W = 2965,28 + 243 = 3208,28 kN -Lantai 3 W = W + W = 2965,28 + 243 = 3208,28 kN -Lantai 4 W = W + W = 2965,28 + 243 = 3208,28 kN -Lantai 5 W = W + W = 2965,28 + 243 = 3208,28 kN -Lantai 6 W = W + W = 2151,2 + 243 = 2394,2kN Tabel 4.2 Berat total tiap lantai

4. Analisis Statik Ekivalen

Fungsi bangunan : perkantoran

Tingkat Lantai Beban Mati Beban Hidup ( W + W )

kN kN kN

6 2151,2 243 2394,2

5 2965,28 243 3208,28

4 2965,28 243 3208,28

3 2965,28 243 3208,28

2 2965,28 243 3208,28

1 2965,28 243 3208,28

Lantai Dasar 814,08 0 814,08

Jenis tanah : lunak

Data material :

-Berat jenis beton = 24 KN/m -Mutu beton ( f’c ) = 35 MPa -Mutu baja (fy) = 400 MPa

Data gempa, wilayah gempa 4, jenis tanah lunak sesuai dengan SNI-1726-2002 : -Faktor keutamaan ( I ) (untuk perkantoran) = 1

-Nilai R, untuk B-T , Sistem ganda R = 6,5 -Nilai R, untuk U-S, SRPMM R = 6,5

Data struktur -Jumlah bentang

 Arah B-T = 3 bentang

 Arah U-S = 3 bentang - Panjang tiap bentang

 Arah B-T = 6 m

 Arah U-S = 6 m

-Jumlah portal

 Arah B-T = 4 portal

 Arah U-S = 4 portal -Jumlah tingkat = 6 tingkat

 Tinggi tingkat 1-6 = 4 m

Tabel 4.3 Dimensi Bangunan

Tingkat

Dimensi

Balok Kolom

pjg arah U-S pjg arah B-T Lebar Tinggi Panjang Lebar Tinggi

Cm Cm cm cm cm cm cm

6 600 600 30 40 400 40 40

5 600 600 30 40 400 40 40

4 600 600 30 40 400 40 40

3 600 600 30 40 400 40 40

2 600 600 30 40 400 40 40

1 600 600 30 40 400 40 40

-Jumlah balok per tingkat arah B-T = 8 -Jumlah balok per tingkat arah U-S = 8

-Jumlah kolom per tingkat = 4

-Pelat lantai

 Tebal lantai = 12 cm

 Luas total = 18 x 18 = 324 m - Beban

 Beban mati

o Beban mati tambahan pada plat lantai = 0,5 kN/m o Tebal dinding geser = 30 cm

 Beban hidup o Lantai = 2,5 kN/m

Tabel 4.4 Berat Bangunan per tingkat

Tingkat Lantai

Beban Sendiri Beban Hidup Beban

Total Pelat Balok Kolom Dinding Geser (reduksi 30 %)

kN kN kN kN kN kN

6 1095 241,92 122,88 691,2 243 2394,2

5 1095 241,92 245,76 1382,4 243 3208,28

4 1095 241,92 245,76 1382,4 243 3208,28

3 1095 241,92 245,76 1382,4 243 3208,28

2 1095 241,92 245,76 1382,4 243 3208,28

1 1095 241,92 245,76 1382,4 243 3208,28

TOTAL 6571 1451,5 1351,7 7603,2 1458 18435,6

Taksiran waktu getar alami (T) secara empirik -Berdasarkan UBC untuk arah B-T sistem ganda

Tinggi gedung ( h ) = 24,00 m

C = 0,0488

T = C.( h ) /

= 0,0488.( 24) / = 0,53 detik -Arah U-S sistem SPRMM

Tinggi gedung ( h ) = 24,00 m

C = 0,0731

T = C.( h ) /

= 0,0731 . ( 24) / = 0,793 detik

-Kontrol pembatasan T sesuai SNI 03-1728-2002 pasal 5.6, dimana ; (T < ζn)

ζ = 0,17 untuk Wilayah Gempa 4 n = 6

-Untuk fungsi gedung perkantoran Wilayah Gempa : 4 Jenis tanah : lunak Coba T : 0,53 detik

Diperoleh C = 0,85 untuk T < 1 detik I = 1

R = 6,5 (sistem ganda)

Beban gempa nominal staitik ekivalen (V) yang ditetapkan dengan persamaan :

V = . . Wt

Beban geser akibat gempa (V) yang dibagikan sepanjang tinggi gedung menjadi beban-beban horizontal terpusat yang bekerja pada tiap lantai gedung. Pembagian gaya geser tersebut menggunakan rumus sebagai berikut :

= . .

∑ .

Tabel 4.5 Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat

Tingkat Panjang Kolom Tinggi Tingkat Beban

Total _{. V} F

( ) (W)

m m kN kNm kN kN

6 4,00 24,00 2394,2 57460,8 2410,81 554,2021 5 4,00 20,00 3208,28 64165,6 2410,81 618,869 4 4,00 16,00 3208,28 51332,5 2410,81 495,0952 3 4,00 12,00 3208,28 38499,4 2410,81 371,3214 2 4,00 8,00 3208,28 25666,2 2410,81 247,5476 1 4,00 4,00 3208,28 12833,1 2410,81 123,7738

Berdasarkan pasal 6.1.4 SNI 03-1728-2002 di puncak gedung tidak ada beban horizontal gempa terpusat karena rasio:

= = 1,33 < 3

Tabel 4.6 Analisa T Akibat Gempa

Tingkat

Panjang Kolom

Tinggi Tingkat

Beban

Total F di

W . d F . d

( ) (W)

m m kN kN mm

6 4,00 24,00 2394,2 554,202 60,00 8619120 33252,1 5 4,00 20,00 3208,28 618,869 50,00 8020700 30943,5 4 4,00 16,00 3208,28 495,095 40,00 5133248 19803,8 3 4,00 12,00 3208,28 371,321 30,00 2887452 11139,6 2 4,00 8,00 3208,28 247,548 20,00 1283312 4950,95 1 4,00 4,00 3208,28 123,774 10,00 320828 1237,74

26264660 101328

-Kontrol atau Analisa terhadap T Rayleigh

Besarnya T yang menggunakan rumus empiris harus dibandingkan dengan Trayleigh dengan persamaan :

T = 6,3 ∑ .

∑ .

= 6,3 26264660

9810. 101328 = 1, 024

Dimana : g = 9810 mm/s

= 0,53 < = 1,024 ... oke

Maka, nilai T sudah memenuhi ketentuan sehingga tidak perlu dilakukan perhitungan ulang gaya gempa.

Dari hasil program SAP2000 didapat gaya-gaya ( M, D, N ) yang terjadi pada dinding geser (dapat dilihat pada table 4.7).

Tabel 4.7 Gaya-Gaya yang Terjadi pada Dinding Geser dari Hasil Program SAP2000

Tingkat

Gaya-gaya dalam

P V M

kN Kn kNm

6 504,16 2612,66 596,03

6 -2146,07 -2612,66 -596,03

5 1948,59 2612,66 636,30

5 -2146,07 -2612,66 -636,30

4 1948,59 2875,46 636,30

4 -2032,77 -2875,46 -636,30

3 1415,73 2875,46 578,11

3 -1572,04 -2875,46 -578,11

2 1415,73 2793,33 546,94

2 -1572,04 -2793,33 -546,94

1 1385,79 2793,33 537,68

1 -4463,79 -2793,33 -537,68

Sesuai SNI 1728 2002 , Pada Sistim Ganda (SG) ; beban lateral bumi ( beban

gempa) dipikul bersama oleh dinding geser (DS) dan rangka secara proporsional. Dimana dinding geser (DS) tersebut memikul maximum 75 % dari gaya lateral yang terjadi.Dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut :

Tabel 4.8 Perbandingan Beban Lateral pada Dinding Geser dan Seluruh Bangunan

Tingkat V V2 V/V2

Pada Dinding Geser Seluruh Bangunan %

6 2612,66 5468,122 47,78%

5 2612,66 5567,621 46,93%

4 2875,46 5523,394 52,06%

3 2875,46 5475,727 52,51%

2 2793,33 5410,519 51,63%

Dari hasil di atas dapat dilihat bahwa dinding geser yang direncanakan memenuhi sistem ganda, dimana gaya lateral yang dipikul oleh dinding geser adalah 52,51 %.

4.2.2 Perencanaan Penulangan Dinding Geser (shear wall) Secara Konvensional

- Lantai Satu ( 1 )

Dimana :

Mu = 537,68 kN Vu = 2793,33 kN Pu = 4463,79 kN

1. Baja tulangan horizontal dan tranversal minimum yang diperlukan

 Periksa apakah dibutuhkan dua lapis tulangan

Baja tulangan dua layer apabila gaya geser terfaktor yang terjadi melebihi V ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

V = 2793,33 kN > V ada = 1774,824 kN ( memerlukan dua layer tulangan )

Kuat Geser Maksimum :

V max = A = . , √35 . 10 = 8874,119 kN ……Ok (gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser dinding geser).

 Baja tulangan horizontal dan transversal yang dibutuhkan

Luas dinding geser / meter panjang : = t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m Permeter minimal harus ada :

= 0,3 .(0,0025) = 0,3 . (0,0025) = 750 mm2

Bila digunakan baja tulangan ∅16 untuk vertikal dan horizontal, maka untuk 2 lapis menjadi :

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

Karena digunakan dua layer , maka jumlah tulangan yang diperlukan adalah :

n

=

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

( tidak memenuhi syarat batas maksimum, spasi harus diperkecil dan tidak boleh melebihi 45 cm )

Kita ambil s = 300 mm

2. Tulangan untuk menahan geser

Kita asumsikan menggunakan dua layer tulangan D16 dengan jarak 300 mm,

∅16.

Kuat geser dinding geser:

V = A (α + ρ . f ) Dimana :

= = 4 > 3

ρ = = . .( )

. = 0,0045 ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

V = A (α + ρ . f )

= (1800000) . [(0,1667 . √35 )+ (0,0045 . 400 )] . 10 = 5015,179 kN

V = 2793,33 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

Dinding geser (shearwall) cukup kuat menahan geser. Untuk itu, kita bisa menggunakan dua layer ∅16–300 mm

3. Menentukan tulangan tranversal yang diperlukan

 Confinement kolom 40x40 cm pada boundary element

Kita menggunakan kolom ukuran 40 x 40 cm pada boundary element , asumsikan hoop (sengkang) berbentuk persegi dengan tulangan ∅12 Karateristik inti penampang :

h = dimensi inti (jarak yang diukur dari centroid ke centroid hoops) h = l – (2x40 mm + 2 )= 508 mm

Spasi maksimum hoops ditentukan oleh yang terkecil diantara : - 1 ₄ panjang sisi terpendek = 1 ₄ . 600 = 150 mm

- 6 x diameter tulangan longitudinal = 6 x 25 = 150 mm - Spasi hoops , s ≤ 100 +

s ≤ 100 + = 100 + = 104 mm Maka, digunakan hoops dengan tulangan D12 – 100 mm

Sehingga dengan D12 spasi 100 mm, confinement yang dibutuhkan : A = , . . . = , . . . = 399,263 mm

Kolom menggunakan 12 ∅ 25 , sehingga kita hanya dapat mengaitkan 4 hoops dan cross ties dimasing – masing sisi.

A = 4.(1/4). .d = 531 mm > A = 399,263 mm …….. Ok Maka , 4 hoops dgn ∅12 -100 mm dapat digunakan.

 Confinement untuk shearwall

Sebagai trial awal digunakan d = 12 mm. Spasi maksimum yang diizinkan untuk D12 adalah :

- 1 ₄ panjang sisi terpendek = 1 ₄ . 600 = 150 mm - 6 x diameter tulangan longitudinal = 6 x 25 = 150 mm - Spasi hoops , s ≤ 100 +

h = t - (2 x 40 mm) – d = 300 – (2 x 40) – 12 = 208 mm

s ≤ 100 + = 100 + =170,667 mm Ambil spasi s = 100 mm

Untuk confinement arah paralel terhadap shearwall gunakan ∅12 -100 mm A = , . . . = , . . . = 163, 013 mm

- Lantai Dua ( 2 )

Dimana :

Mu = 546,94 kN Vu = 2793,33 kN Pu = 1572,04 kN

1. Baja tulangan horizontal dan tranversal minimum yang diperlukan

 Periksa apakah dibutuhkan dua lapis tulangan

Baja tulangan dua layer apabila gaya geser terfaktor yang terjadi melebihi V ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

V = 2793,33 kN > V ada = 1774,824 kN ( memerlukan dua layer tulangan ) Kuat Geser Maksimum :

V max = A = . , √35 . 10 = 8874,119 kN ……Ok (gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser dinding geser).

 Baja tulangan horizontal dan transversal yang dibutuhkan

Rasio distribusi tulangan minimum ρ = 0.0025 dan spasi maksimum 45 cm Luas dinding geser / meter panjang :

= t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m Permeter minimal harus ada :

Bila digunakan baja tulangan ∅16 untuk vertikal dan horizontal, maka untuk 2 lapis menjadi :

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

Karena digunakan dua layer , maka jumlah tulangan yang diperlukan adalah :

n =

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

( tidak memenuhi syarat batas maksimum, spasi harus diperkecil dan tidak boleh melebihi 45 cm )

Kita ambil s = 300 mm

2. Tulangan untuk menahan geser

Kita asumsikan menggunakan dua layer tulangan D16 dengan jarak 300 mm,

∅16.

Kuat geser dinding geser:

V = A (α + ρ . f ) Dimana :

= = 4 > 3

α = ¼ untuk h / l  1,5 ; α = 1 ₆ untuk h / l ≥ 2

ρ = = . .( )

. = 0,0045 ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

= 5015,179 kN

V = 2793,33 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

Dinding geser (shearwall) cukup kuat menahan geser. Untuk itu, kita bisa menggunakan dua layer ∅16–300 mm

3. Menentukan tulangan tranversal yang diperlukan

 Confinement kolom 40x40 cm pada boundary element

Kita menggunakan kolom ukuran 40 x 40 cm pada boundary element , asumsikan hoop (sengkang) berbentuk persegi dengan tulangan ∅12 Karateristik inti penampang :

h = dimensi inti (jarak yang diukur dari centroid ke centroid hoops) h = l – (2x40 mm + 2 )= 508 mm

Spasi maksimum hoops ditentukan oleh yang terkecil diantara : - 1 ₄ panjang sisi terpendek = 1 ₄ . 600 = 150 mm

- 6 x diameter tulangan longitudinal = 6 x 25 = 150 mm - Spasi hoops , s ≤ 100 +

s ≤ 100 + = 100 + = 104 mm Maka, digunakan hoops dengan tulangan D12 – 100 mm

Sehingga dengan D12 spasi 100 mm, confinement yang dibutuhkan : A = , . . . = , . . . = 399,263 mm

Kolom menggunakan 12 ∅ 25 , sehingga kita hanya dapat mengaitkan 4 hoops dan cross ties dimasing – masing sisi.

A = 4.(1/4). .d = 531 mm > A = 399,263 mm …….. Ok Maka , 4 hoops dgn ∅12 -100 mm dapat digunakan.

- Lantai Tiga ( 3 )

Dimana :

Mu = 578,11 kN Vu = 2875,46 kN Pu = 1572,04 kN

1. Baja tulangan horizontal dan tranversal minimum yang diperlukan

 Periksa apakah dibutuhkan dua lapis tulangan

Baja tulangan dua layer apabila gaya geser terfaktor yang terjadi melebihi V ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

V = 2875,46 kN > V ada = 1774,824 kN ( memerlukan dua layer tulangan ) Kuat Geser Maksimum :

V max = A = . , √35 . 10 = 8874,119 kN ……Ok (gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser dinding geser).

 Baja tulangan horizontal dan transversal yang dibutuhkan

Rasio distribusi tulangan minimum ρ = 0.0025 dan spasi maksimum 45 cm Luas dinding geser / meter panjang :

= t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m Permeter minimal harus ada :

Bila digunakan baja tulangan ∅16 untuk vertikal dan horizontal, maka untuk 2 lapis menjadi :

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

Karena digunakan dua layer , maka jumlah tulangan yang diperlukan adalah :

n =

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

( tidak memenuhi syarat batas maksimum, spasi harus diperkecil dan tidak boleh melebihi 45 cm )

Kita ambil s = 300 mm

2. Tulangan untuk menahan geser

Kita asumsikan menggunakan dua layer tulangan D16 dengan jarak 300 mm,

∅16.

Kuat geser dinding geser:

V = A (α + ρ . f ) Dimana :

= = 4 > 3

α = ¼ untuk h / l  1,5 ; α = 1 ₆ untuk h / l ≥ 2

ρ = = . .( )

. = 0,0045 ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

V = A (α + ρ . f )

= 5015,179 kN

V = 2875,46 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

Dinding geser (shearwall) cukup kuat menahan geser. Untuk itu, kita bisa menggunakan dua layer ∅16–300 mm

3. Menentukan tulangan tranversal yang diperlukan

 Confinement kolom 40x40 cm pada boundary element

Kita menggunakan kolom ukuran 40 x 40 cm pada boundary element , asumsikan hoop (sengkang) berbentuk persegi dengan tulangan ∅12 Karateristik inti penampang :

h = dimensi inti (jarak yang diukur dari centroid ke centroid hoops) h = l – (2x40 mm + 2 )= 508 mm

Spasi maksimum hoops ditentukan oleh yang terkecil diantara : - 1 ₄ panjang sisi terpendek = 1 ₄ . 600 = 150 mm

- 6 x diameter tulangan longitudinal = 6 x 25 = 150 mm - Spasi hoops , s ≤ 100 +

s ≤ 100 + = 100 + = 104 mm Maka, digunakan hoops dengan tulangan D12 – 100 mm

Sehingga dengan D12 spasi 100 mm, confinement yang dibutuhkan : A = , . . . = , . . . = 399,263 mm

Kolom menggunakan 12 ∅ 25 , sehingga kita hanya dapat mengaitkan 4 hoops dan cross ties dimasing – masing sisi.

- Lantai Empat ( 4 )

Dimana :

Mu = 636,30 kN Vu = 2875,46 kN Pu = 2032,77 kN

1. Baja tulangan horizontal dan tranversal minimum yang diperlukan

 Periksa apakah dibutuhkan dua lapis tulangan

Baja tulangan dua layer apabila gaya geser terfaktor yang terjadi melebihi V ada.

V ada = A

A = l . t = 600 . 30 = 18000 cm = 1,8 m V ada = A = , .√35 . 10 = 1774,824 kN

V = 2875,46 kN > V ada = 1774,824 kN ( memerlukan dua layer tulangan ) Kuat Geser Maksimum :

V max = A = . , √35 . 10 = 8874,119 kN ……Ok (gaya geser yang bekerja masih di bawah batas atas kuat geser dinding geser).

 Baja tulangan horizontal dan transversal yang dibutuhkan

Rasio distribusi tulangan minimum ρ = 0.0025 dan spasi maksimum 45 cm Luas dinding geser / meter panjang :

= t . 1 m = 0,3 . (1) = 0,3 m Permeter minimal harus ada :

Bila digunakan baja tulangan ∅16 untuk vertikal dan horizontal, maka untuk 2 lapis menjadi :

A = 2 . = 2 . ¼ .( 16) = 402,2 mm

Karena digunakan dua layer , maka jumlah tulangan yang diperlukan adalah :

n =

, = 1,86 ≈ 2 pasang

s = = 500 mm

( tidak memenuhi syarat batas maksimum, spasi harus diperkecil dan tidak boleh melebihi 45 cm )

Kita ambil s = 300 mm

2. Tulangan untuk menahan geser

Kita asumsikan menggunakan dua layer tulangan D16 dengan jarak 300 mm,

∅16.

Kuat geser dinding geser:

V = A (α + ρ . f ) Dimana :

= = 4 > 3

α = ¼ untuk h / l  1,5 ; α = 1 ₆ untuk h / l ≥ 2

ρ = = . .( )

. = 0,0045 ρ = 0,0045 > ρ = 0,0025 …….Ok

= 5015,179 kN

V = 2875,46 kN < V = 5015,179 kN ……. Ok

Dinding geser (shearwall) cukup kuat menahan geser. Untuk itu, kita bisa menggunakan dua layer ∅16–300 mm.

Dan begitu juga selanjutnya pada tingkat 5 dan 6, mempunyai tulangan horizontal dan vertikal 2 ∅16 - 300 mm, dimana kolomnya memiliki tulangan 12

∅25.

4.3 Perhitungan Beban dan Gaya-Gaya pada Struktur Dinding Geser tanpa Tulangan

Komponen struktur yaitu balok 45x45 cm, kolom 45x55 cm, tebal pelat 12 cm dan tebal dinding bata 15 cm.

a. Perhitungan berat sendiri dan beban hidup tiap lantai 1. Lantai 6 (atap)

 Berat sendiri (Wd)

- Pelat lantai = 18 x 18 x 0,12 x 24 = 933,12 kN - Balok = 4 x {(18 x 0,40 x 0,50) + (18 x 0,40 x 0,50)} x 24 = 691,2 kN - Kolom = 16 x 0,50 x 0,50 x (1/2 x 4) x 24 = 192 kN - Dinding bata = 4 x 18 x 0,15 x (1/2 x 4) x 17 = 367,20 kN

- Plafond = 18 x 18 x 0,018 = 5,83 kN

- Spesi = 18 x 18 x 0,01 x 21 = 68,04 kN - Keramik = 18 x 18 x 0,02 x 21 = 136,08 kN

 Beban Hidup (Wl)

- Wl = 250 kg = 2,5 kN/m2 - Koefisien reduksi = 30 %

- Wl6 = 0,3 x 18 x 18 x 2,5 = 243 kN  Beban Total

- W6 = Wd + Wl

= 2393,47 kN + 243 kN = 2636,47 kN

2. Lantai 5

 Berat sendiri (Wd)

- Pelat lantai = 18 x 18 x 0,12 x 24 = 933,12 kN - Balok = 4 x {(18 x 0,45 x 0,55) + (18 x 0,45 x 0,55)} x 24= 855,36 kN - Kolom = 16 x 0,5 x 0,5 x (2 x ½ x 4) x 24 = 384 kN - Dinding bata = 4 x 18 x 0,15 x (2 x ½ x 4) x 17 = 734,40 kN

- Plafond = 18 x 18 x 0,018 = 5,83 kN

- Spesi = 18 x 18 x 0,01 x 21 = 68,04 kN - Keramik = 18 x 18 x 0,02 x 21 = 136,08 kN

Total Berat sendiri (Wd5) = 3116,83 kN  Beban Hidup (Wl)

- Wl = 250 kg = 2,5 kN/m2 - Koefisien reduksi = 30 %

- Wl5 = 0,3 x 18 x 18 x 2,5 = 243 kN

- Beban Total

- W5 = Wd + Wl

= 3116,83 kN + 243 kN = 3359,83 kN

Untuk lantai 4,3, 2 dan 1 perhitungan beban-bebannya sama dengan perhitungan lantai 5.

b. Analisis Statik Ekivalen

Fungsi bangunan : perkantoran

Wilayah gempa : 4

Jenis tanah : lunak

Data gempa, wilayah gempa 4, jenis tanah lunak sesuai dengan SNI-1726-2002 : -Faktor keutamaan ( I ) (untuk perkantoran) = 1

-Nilai R, untuk B-T , Sistem ganda R = 6,5 -Nilai R, untuk U-S, SRPMM R = 6,5

Taksiran waktu getar alami (T) secara empirik -Berdasarkan UBC untuk arah B-T sistem ganda

Tinggi gedung ( h ) = 24,00 m

C = 0,0488

T = C.( h ) /

-Arah U-S sistem SPRMM

Tinggi gedung ( h ) = 24,00 m

C = 0,0731

T = C.( h ) /

= 0,0731 . ( 24) / = 0,793 detik

-Kontrol pembatasan T sesuai SNI 03-1728-2002 pasal 5.6, dimana ; (T < ζn)

ζ = 0,17 untuk Wilayah Gempa 4 n = 6

T = 0,17 x 6 = 1,02 > T = 0,793detik……oke -Untuk fungsi gedung perkantoran

Wilayah Gempa : 4 Jenis tanah : lunak Coba T : 0,53 detik

Diperoleh C = 0,85 untuk T < 1 detik I = 1

R = 6,5 (sistem ganda)

Tabel 4.9 Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat

Tingkat

Panjang Kolom

Tinggi Tingkat Beban Total

. V F

( ) (W)

m m kN kNm kN kN

6 4.00 24.00 2636.47 63275.3 2541.58 607.1742

5 4.00 20.00 3359.83 67196.6 2541.58 644.8023

4 4.00 16.00 3359.83 53757.3 2541.58 515.8418

3 4.00 12.00 3359.83 40318 2541.58 386.8814

2 4.00 8.00 3359.83 26878.6 2541.58 257.9209

1 4.00 4.00 3359.83 13439.3 2541.58 128.9605

Berdasarkan pasal 6.1.4 SNI 03-1728-2002 di puncak gedung tidak ada beban horizontal gempa terpusat karena rasio:

= = 1,33 < 3

Tabel 4.10 Analisa T Akibat Gempa

Tingkat

Panjang Kolom

Tinggi

Tingkat Beban Total F di

W . d F . d

( ) (W)

m m kN kN mm

6 4.00 24.00 2636.47 607.174 60.00 9491292 36430.5 5 4.00 20.00 3359.83 644.802 50.00 8399575 32240.1 4 4.00 16.00 3359.83 515.842 40.00 5375728 20633.7 3 4.00 12.00 3359.83 386.881 30.00 3023847 11606.4 2 4.00 8.00 3359.83 257.921 20.00 1343932 5158.42 1 4.00 4.00 3359.83 128.960 10.00 335983 1289.6

27970357 107359

-Kontrol atau Analisa terhadap T Rayleigh

Besarnya T yang menggunakan rumus empiris harus dibandingkan dengan Trayleigh dengan persamaan :

T

=

6,3 ∑ . ∑ .

= 6,3 27970357

9810. 107359= 1,027

Dimana : g = 9810 mm/s

Maka, nilai T sudah memenuhi ketentuan sehingga tidak perlu dilakukan perhitungan ulang gaya gempa.

Dari hasil program SAP2000 didapat gaya-gaya ( M, D, N ) yang terjadi pada dinding geser (dapat dilihat pada table 4.11).

Tabel 4.11 Gaya-Gaya yang Terjadi pada Struktur Open Frame

Tingkat

Gaya-gaya dalam

P V2 M3

kN kN kN

6 101,314 439,700 487,825

6 -1770,396 -439,700 -500,818

5 143,124 675,692 522,893

5 -4523,286 -675,692 -847,229

4 99,194 671,781 524,035

4 -7285,999 -671,781 -949,822

3 77,661 666,537 523,995

3 -10061,808 -666,537 -1057,389

2 44,180 688,061 551,381

2 -12855,056 -688,069 -1121,034

1 92,853 689,661 571,747

4.4 Hasil dan Pembahasan

Tabel 4.12 Hasil dan Pembahasan Struktur Dinding Geser dan Struktur Dinding Geser tanpa tulangan

No .

Struktur Dinding Geser tanpa Tulangan (open frame)

Struktur Dinding Geser (open frame + shear wall) 1. Gaya gempa (F) = 2541,581 kN Gaya gempa (F) = 2410,809 kN

2. Ukuran kolom (50x50 cm) Ukuran kolom (40x40 cm) + shear wall (600x30 cm)

3. Ukuran balok (45x55 cm) Ukuran balok (30x40) 4. Normal pada kolom paling bawah =

15684,304 kN

Normal pada kolom paling bawah = 14189,268 kN

5. Gaya lintang pada kolom = 2669,236 kN Gaya lintang pada kolom = 976,06 kN Gaya lintang pada shear wall = 2875,46 kN 6. Momen pada kolom bawah = 539,297 kN Momen pada kolom bawah = 99,322 kN 7. Momen tumpuan balok = 1252,231 kN Momen tumpuan balok = 773,791 kN 8. Momen lapangan balok = 549,674 kN Momen lapangan balok = 451,76 kN 9. Deflection maksimum arah horizontal =

65,686 mm

Deflection maksimum arah horizontal = 20,031 mm

10. Tulangan pada kolom bawah = 368,236 kg/m3

Tulangan pada kolom bawah = 457,695 kg/m3,

Tulangan shear wall = 25,562 kg/m3 11. Tulangan balok = 120,848 kg/m3 Tulangan balok = 155,708 kg/m3 12. Volume pekerjaan = 802,32 m3 Volume pekerjaan = 744 m3

B A B V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Gaya geser maksimum yang terjadi pada dinding geser (Vu ) adalah 2875,46 kN.

2. Dinding geser (shear wall) yang direncanakan menggunakan dimensi panjang /lebar dinding geser 6 m dan tebal 30 cm dengan tinggi gedung 24 m.

3. Dinding geser (shear wall) yang direncanakan menggunakan dua layer baja tulangan D16-300.

4. Berdasarkan perhitungan analisa struktur pada perencanaan struktur dinding geser diperoleh kuat geser (V ) sebesar 5015,179 kN (V > Vu ). Dengan demikian, dinding geser (shear wall) cukup kuat menahan gaya geser yang terjadi pada struktur.

5. Dari data perbandingan volume pekerjaan didapat :

- Volume pekerjaan kombinasi Struktur Open Frame dengan Dinding Geser (shear wall) = 744 m3

B A B I I

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1 Umum

Gaya gempa sangat berbahaya karena gerakan tiba-tiba pelepasan energi tegangan yang kemudian dipindahkan melalui tanah dalam bentuk gelombang getaran elastis yang dipancarkan ke segala arah dari titik runtuh (rupture point). Perpindahan gelombang inilah pada suatu lokasi (site) bumi yang disebut gempa bumi. Ketika terjadinya gempa, suatu struktur mengalami getaran gempa dari lapisan tanah di bawah dasar bangunannya secara acak dalam berbagai arah.

Adapun cara yang paling sederhana dan langsung dapat dipakai untuk menentukan pengaruh gempa terhadap struktur adalah dengan analisa beban statik ekuivalen. Analisa beban statik ekuivalen hanya boleh dilakukan untuk struktur - struktur gedung yang sederhana dan beraturan yang tidak menunjukkan perubahan yang mencolok dalam perbandingan antara berat dan kekakuan pada tingkat-tingkatnya. Sementara struktur-struktur gedung yang tidak begitu mudah diperkirakan perilakunya terhadap gempa harus direncanakan dengan cara analisa dinamik. Oleh gempa mengakibatkan adanya perubahan-perubahan dalam bentuk struktur yang menyebabkan simpangan-simpangan dari lantai-lantainya tak beraturan sehingga gaya inersianya menjadi tidak beraturan.

2.1.1 Tipe Struktur

Dalam mendesain sistem struktural perlu diperhatikan kestabilan lateral. Bagaimana suatu struktur dapat menahan gaya lateral tidak saja akan

mempengaruhi desain elemen – elemen vertikal struktur tetapi juga elemen horizontalnya. Struktur harus disusun sedemikian rupa hingga mekanisme pikul beban lateral mencukupi untuk memikul semua jenis kondisi beban lateral yang mungkin terjadi padanya. Adapun tiga struktur penahan gempa dari gedung bertingkat banyak adalah :

1. Portal Terbuka (Open Frame)

Simpangan antar tingkat yang besar dapat mengakibatkan sendi – sendi plastis pada balok. Sesuatu yang perlu diperhatikan seksama bahwa terbentuknya sendi –sendi plastis jangan sampai terlalu dini karena begitu tingginya bangunan. Portal terbuka segi empat yang terdiri dari kolom dan balok dengan hubungan monolit membentuk ruangan yang besar dan memberikan daya tahan horizontal pada kerangka keseluruhan. Pada struktur beton bertulang dan yang sejenis, kekuatan batang tidak begitu besar sehingga daya tahannya terbatas dan pada gedung bertingkat pemakaian gabungan portal terbuka dan dinding geser umumnya lebih menguntungkan.

2. Portal Dinding

Mengingat bahwa sendi plastis jangan terlalu dini untuk terjadi pada bangunan bertingkat tinggi, oleh karenanya perlu elemen struktur yang lain yakni struktur dinding beton bertulang yang dapat mengendalikan simpangan antar tingkat yang berlebihan pada tingkat – tingkat bawah. Portal dinding adalah dinding luar gedung yang ditujukan untuk bekerja sebagai balok dan kolom serta penahan gaya gempa. Antar struktur dan portal mempunyai pola simpangan yang saling berlawanan. Struktur portal akan mengalami pola simpangan didominasi shear, sedangkan struktur dinding memiliki pola

simpangan yang didominasi lentur (flexure). Tingkat – tingkat bawah struktur portal umumnya dibantu oleh struktur dinding. Namun sebaliknya pada tingkat atas struktur dinding ini memiliki pengaruh yang kurang baik.

3. Dinding Geser (Shearwall)

Shear wall, yaitu diding dengan material batu bata atau batako yang diperkuat secara khusus dengan angker baja, dimana struktur dengan dinding geser dan portal-portal bertulang ikut menahan beban gempa melalui aksi komposit sehingga meningkatkan kekakuan dan menahan gaya lateral.Deformasi pada dinding kantilever menyerupai deformasi balok kantilever yang tegak lurus tanah dan selain deformasi lentur, dinding mengalami deformasi geser dan rotasi secara keseluruhan akibat deformasi tanah.

2.2 Dinding Geser (shear wall)

Sebuah dinding geser atau shear wall merupakan dinding yang dirancang untuk menahan geser, gaya lateral akibat gempa bumi. Banyak bangunan yang menggunakan dinding geser untuk membuat rumah yang lebih aman dan lebih stabil. Ketika dinding geser dibangun, itu dibangun dalam bentuk garis berat menguatkan dan diperkuat panel. Dinding idealnya menghubungkan dua dinding eksterior, dan juga penahan dinding geser lainnya dalam struktur.

Dinding geser yang efektif adalah baik kaku dan kuat. Dalam struktur bertingkat, dinding geser sangat penting, karena selain untuk mencegah kegagalan dinding eksterior, mereka juga mendukung beberapa lantai gedung, memastikan bahwa mereka tidak runtuh akibat gerakan lateral dalam gempa bumi.

Gambar 2.1 Dinding geser menerima gaya lateral

Gambar 2.1 memperlihatkan dinding geser yang menerima gaya lateral Vu. Dinding tersebut sebenarnya adalah balok kantilever dengan lebar h dan tinggi keseluruhan lw. Pada gambar bagian (a) dinding tertekuk dari kiri ke kanan akibat Vn dan akibatnya tulangan yang diperlukan sebelah kiri atau pada sisi tarik. Jika Vn diterapkan dari sisi kanan seperti diperlihatkan pada gambar bagian (b), tulangan tarik akan diperlukan pada sisi kanan kanan dinding. Maka dapa kita lihat bahwa dinding geser memerlukan tulangan tarik pada kedua sisinya karena Vu bisa datang dari kedua arah tersebut. Untuk perhitungan lentur, tinggi balok yang diperlukan dari sisi tekan dinding ke titik berat tulangan tarik adalah sekitar 0,8 dari panjang dinding lw. Dinding geser bekerja sebagai sebuah balok kantilever vertikal dan dalam menyediakan tahanan lateral, dinding geser menerima gaya tekuk maupun geser. Untuk dinding seperti itu, geser maksimum Vu dan momen maksimum Mu terjadi pada dasar dinding. Jika tegangan lentur diperhitungkan, besar tegangan lentur

tersebut akan dipengaruhi oleh beban aksial desain Nu dan selanjutnya pengaruh tegangan lentur tersebut harus dimasukkan dalam analitis.

Geser lebih terpengaruh pada dinding yang mempunyai perbandingan tinggi dan panjang yang kecil. Momen lebih berpengaruh pada dinding yang lebih tinggi, terutama pada dinding dengan tulangan yang terdistribusi secara merata. Tulangan ditempatkan mengelilingi semua bukaan, baik diperlukan atau tidak oleh analisa struktur. Praktek seperti ini penting untuk mencegah retak tarik diagonal yang cenderung berkembang menyebar dari pojok bukaan.

2.2.1 Jenis Dinding geser

Jenis dinding geser berdasarkan banyaknya dinding dibagi atas : 1. Dinding geser sebagai dinding tunggal (gambar 2.2a)

2. Beberapa dinding geser disusun membentuk CORE (gambar 2.2b)

Gambar 2.2a Dinding geser tunggal Gambar 2.2b Dinding geser core

Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas :

1. Dinding geser sebagai dinding eksterior 2. Dinding geser sebagai dinding interior 3. Dinding geser simetri

4. Dinding geser asimetri

5. Dinding geser penuh selebar bangunan

6. Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan

Dinding geser dikategorikan berdasarkan geometrinya yaitu:

1. Flexural wall (dinding langsing), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≥ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku lentur.

2. Squat wall (dinding pendek), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≤ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku geser.

3. Coupled Dinding geser(dinding berangkai), dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh balok-balok perangkai, sebagai gaya-gaya tarik dan tekan yang bekerja pada masing-masing dasar pasangan dinding tersebut.

Gambar 2.3 Dinding geser berdasarkan geometrinya

hw

lw

(a)

Dinding Langsing (Flexural Wall)

hw

lw

(b) Dinding Pendek

(Squat Wall)

(c)

Dinding Berangkai (Couple Shear Wall)

Balok Perangkai

Balok Perangkai Balok Perangkai

2.2.2 Fungsi Dinding Geser

Fungsi dinding geser ada dua, yaitu kekuatan dan kekakuan, artinya : 1. Kekuatan

 Dinding geser harus memberikan kekuatan lateral yang diperlukan untuk melawan kekuatan gempa horizontal.

 Ketika dinding geser cukup kuat, mereka akan mentransfer gaya horizontal ini ke elemen berikutnya dalam jalur beban di bawah mereka, seperti dinding geser lainnya, lantai, pondasi dinding, lembaran atau footings.

2. Kekakuan

 Dinding geser juga memberikan kekakuan lateral untuk mencegah atap atau lantai di atas dari sisi-goyangan yang berlebihan.

 Ketika dinding geser cukup kaku, mereka akan mencegah membingkai lantai dan atap anggota dari bergerak dari mendukung mereka.

 Juga, bangunan yang cukup kaku biasanya akan menderita kerusakan kurang nonstruktural

2.2.3 Perilaku Dinding Geser (Shearwall) akibat gempa

Dinding geser (shearwall) adalah unsur pengaku vertikal yang dirancang untuk menahan gaya lateral atau gampa yang bekerja pada bangunan. Dinding geser dengan lebar yang besar akan menghasilkan daya tahan lentur dan geser yang sangat tinggi dan merupakan sistem struktur yang paling rasional dengan memanfaatkan sifat-sifat beton bertulang. Pada

konstruksi pelat beton bertulang, lantai dapat dianggap tidak mengalami distorsi karena ketegaran lantai sangat besar. Jadi gaya geser yang ditahan oleh sistem struktur disetiap tingkat bisa dihitung berdasarkan rasio ketegaran dengan memakai prinsip statis tak tertentu. Gambar 2.1 memperlihatkan deformasi portal terbuka dan dinding geser kantilever yang memikul gaya gempa secara terpisah, terlihat bahwa deformasi kedua sistem ini berlainan.

Gambar 2.4 Deformasi portal terbuka dan dinding geser

Deformasi pada dinding kantilever menyerupai deformasi balok kantilever yang tegak lurus tanah dan selain deformasi lentur, dinding mengalami deformasi geser dan rotasi secara keseluruhan akibat deformasi tanah. Sebagai perbandingan deformasi portal terbuka besarnya cenderung sama pada tingkat atas dan bawah, sedangkan deformasi pada dinding geser sangat kecil didasar dan besar dipuncak. Gedung yang sesungguhnya tidak memiliki dinding geser yang berdiri sendiri karena dinding berhubungan dalam segala arah dengan balok atau batang lain ke kolom-kolom disekitarnya. Sehingga deformasi dinding akan dibatasi dan keadaan ini sebagai pengaruh pembatasan (boundary effect). Agar daya tahan dinding dapat berfungsi sebagaimana mestinya, maka syarat-syarat dibawah ini harus

diperhatikan dalam tujuan perancangan dinding geser. 1. Dinding geser sebaiknya menerus sampai keatas.

(a)letak diding geser berbeda (b) dinding geser menerus Gambar 2.5 Letak diding geser

Bila letak dinding geser berbeda antara satu tingkat dengan tingkat lainnya seperti pada gambar 2.5a, gaya geser yang terpusat di dinding atas, w1, harus disalurkan ke dinding bawah w2. Dalam hal ini, balok atau pelat D akan memikul gaya tarik dan tekan yang besar. Sebaliknya pada dinding seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.5b, pondasi memikul gaya yang besar karena momen guling (overturning moment) dan tarikan keatas bisa terjadi sehingga menyulitkan perencanaan, namun masalah ini bisa diatasi dengan melebarkan dinding ditingkat bawah, memperkuat dengan kerangka melintang yang tegak lurus pada kedua sisi dinding atau memperkuat balok pondasi.

2. Untuk memperoleh dinding geser yang kuat, balok keliling dan balok pondasi sebaiknya diperkuat. Untuk mengurangi deformasi lentur pada dinding, balok disekitar dinding harus dibuat kuat dan tegar agar daya tahannya lebih baik dan momen lentur dinding harus diusahakan mendekati momen lentur portal terbuka.

3. Bila dinding atas dan bawah tidak menerus atau berseling gaya gempa yang ditahan oleh dinding harus disalurkan melalui lantai.

2.3 Struktur Beton Bertulang 2.3.1 Pembebanan Struktur

Ketentuan mengenai dan defenisi beban-beban yang bekerja pada struktur adalah sebagai berikut :

1. Beban Mati adalah berat dari semua bagian suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung itu.

2. Beban Hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung, ke dalamny termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari gedung tersebut, termasuk beban akibat air hujan pada atap.

3. Beban Gempa adalah semua beban statistik ekivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa tersebut.

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perhitungan struktur akibat gempa adalah :

a. Beban geser dasar gempa. Untuk analisis beban statik ekivalen dalam arah horizontal digunakan rumus sebagai berikut :

Dimana :

V = Beban gempa horizontal C = Koefisien gempa

I = Faktor keutamaan gedung R = Faktor reduksi gempa Wt = Berat total gedung

b. Beban geser akibat gempa ( V ) yang dibagikan sepanjang tinggi gedung menjadi bahan-bahan horizontal terpusat yang bekerja pada tiap lantai gedung. Pembagian gaya geser tersebut menggunakan rumus sebagai berikut :

= . .

∑ .

( 2.2 )

Dimana :

= Beban gempa horizontal pada lantai ke-i = Berat lantai ke-i

= Tinggi lantai ke-i

V = Beban geser akibat gempa

c. Waktu getar alami struktur gedung setelah direncanakan dengan pasti, direncanakan menggunakan rumus :

T

=

6,3

∑ .

∑ .

( 2.3 )

Dimana :

T = Waktu getar alami fundamental g = Percepatan gravitasi ; g = 9810 mm/s

d. Faktor keutamaan ( I ) digunakan untuk memperbesar beban gempa rencana agar tingkat kerusakan struktur terhadap gempa semakin kecil dan diharapkan struktur gedung dapat memikul beban gempa dengan periode ulang lebih panjang.

Tabel 2.1 Faktor keutamaan bangunan

Gedung atau Bangunan Faktor Keutamaan

(I) Gedung Umun Seperti untuk penghunian,perniagaan dan

perkantoran

1

Monumen dan bangunan monumental 1

Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit,instalasi air bersih,pembangkit tenaga listrik,pusat penyelamatan dalam keadaan arurat,fasilitas radio dan televise.

1.5

Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas,produk minyak bumi,asam,bahan beracun.

1.5

Cerobong,tangki diatas menara. 1.25

2.3.2 Persyaratan Kekuatan

Struktur yang direncanakan kekuatannya harus lebih besar dari kekuatan yang diperlukan dalam menahan gaya-gaya yang bekerja.

Kuat rencana > Kuat perlu

Berdasarkan SNI - 03 - 2847 - 2002, agar struktur dan komponen struktur memenuhi syarat kekuatan dan layak pakai terhadap macam-macam kombinasi beban, maka harus dipenuhi ketentuan dari faktor beban sebagai

1. Kuat Perlu

Kuat perlu terbagi dalam beberapa kombinasi pembebanan yaitu :

a. Kuat Perlu U untuk menahan beban mati (D) paling tidak harus sama dengan :

U = 1,4 D ( 2.4 )

b. Kuat perlu (U) yang menahan beban mati (D) dan beban hidup (L), paling tidak harus sama dengan :

U = 1,2 D + 1,6 L ( 2.5 )

c. Kuat perlu (U) yang menahan beban mati (D), beban hidup (L) dan beban angin (W), yaitu :

U = 1,2 D + 1,0 L + 1,6 W ( 2.6 ) d. Bila ketahan struktur terhadap gempa (E) harus diperhitungkan

terhadap perencanaan, maka nilai U berlaku :

U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E ( 2.7 ) Atau

U = 0,9 D ± 1,0 E ( 2.8 )

Kuat perlu (U) yang dipakai adalah kuat perlu (U) yang nilai terbesar, karena pada desain bangunan gedung kantor beban angin dan beban khusus tidak ditinjau dikarenakan pengaruhnya terhadap bangunan tidak signifikan maka kuat perlu yang diperhitungkan adalah kuat perlu pada point (b) dan (d).

2. Kuat Rencana

Kuat rencana suatu komponen struktur, sambungannya dengan komponen struktur lain, dan penampangnya, sehubungan dengan perilaku lentur, beban

normal, geser, dan torsi, harus diambil sebagai hasil kali kuat nominal, yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi dari tata cara ini, dengan suatu faktor reduksi kekuatan.

Tabel 2.2 Faktor reduksi kekuatan

No. Uraian Faktor Reduksi ()

1. Lentur tanpa beban aksial  0,80

2. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur  0,80 3. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur :

a. Komponen struktur dengan tulangan spiral maupun sengkang ikat.

b. Komponen struktur dengan tulangan sengkang biasa.

 0,70

 0,65

4. Gaya geser dan torsi  0,60

5. Tumpuan pada beton  0,70

2.3.3 Detail Tulangan Tahan Gempa

Dalam SNI-03-2847-2002 diatur tentang ketentuan detail tulangan untuk struktur tahan gempa. Sebagai contoh sebuah struktur yang direncanakan hanya terhadap beban gravitasi tetapi dikehendaki agar mampu tahan gempa berarti ketentuan detail tulangan mengikuti ketentuan di pasal 23. Dalam SNI-03-2847-2002 diatur beberapa ketentuan detail tulangan sesuai dengan sistem rangka yang digunakan. Untuk sistem rangka yang direncanakan berperilaku elastis dapat menggunakan ketentuan detail tulangan pasal 9, untuk sistem rangka yang direncanakan berperilaku daktail menengah (sistem rangka pemikul momen menengah/SRPMM) atau

berperilaku daktail penuh (sistem rangka pemikul momen khusus/SRPMK) harus mengikuti ketentuan detail tulangan dalam pasal 23.

1. Ketentuan Detail Tulangan SRPMM

SRPMM adalah sistem rangka pemikul momen menengah dimana struktur rangka beton bertulang direncanakan berperilaku daktail menengah artinya tidak semua kapasitas daktilitas strukturnya dikerahkan semuanya. Desain tersebut dilakukan dengan membagi gaya gempa elastis dengan sebuah faktor yang sedang sehingga struktur direncanakan dengan nilai beban gempa yang lebih kecil tapi dengan pendetailan tulangan yang sesuai diharapkan saat terjadi gempa tidak terjadi kerusakan-kerusakan yang berat. Karena daktilitas yang dikerahkan masih dalam tingkat menengah maka detail tulangan yang disyaratkan juga tidak terlalu ketat, terutama dalam pendetailan elemen-elemen vertikalnya. Untuk elemen lentur balok, SNI-03-2847-2002 menerapkan beberapa ketentuan penting detail tulangan SRPMM sebagai berikut :

 Jumlah tulangan positif di muka kolom tidak lebih kecil dari 1/3 jumlah tulangan negatif pada lokasi yang sama.

 Jumlah tulangan positif dan negatif pada sepanjang bentang tidak lebih kecil dari 1/5 jumlah tulangan terbesar pada kedua muka kolom.

 Di kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang lokasi 2h (h=tinggi balok) diukur dari muka kolom ke tengah bentang, spasi sengkang pertama 50 mm. Spasi maksimum sengkang di lokasi tersebut tidak boleh lebih dari d/4, 8db, 24ds, 300 mm. Lokasi sepanjang 2h adalah lokasi dimana diharapkan terjadi sendi plastis.

 Sengkang di sepanjang bentang balok tidak boleh dipasang dengan spasi melebihi d/2. Untuk elemen aksial-lentur kolom, SNI-03-2847-2002 menerapkan beberapa ketentuan penting detail tulangan SRPMM sebagai berikut :

 Ditetapkan sebuah panjang Lo yaitu lokasi dimana diharapkan terjadi sendi plastis, panjang Lo diambil sebagai nilai terbesar dari 1/6 Hn, hkolom, 500 mm. Hn adalah tinggi bersih kolom, h adalah dimensi penampang kolom terbesar.

 Pada daerah Lo harus dipasang sengkang dengan spasi so tidak melebihi 8db, 24 ds, ½ b, 300 mm. Dimana ”b” adalah dimensi penampang kolom terkecil.

 Pada lokasi selain Lo spasi sengkang dipasang dengan jarak maksimum 2so.

2. Ketentuan Detail Tulangan SRPMK

SRPMK adalah sistem rangka pemikul momen khusus dimana struktur rangka beton bertulang direncanakan berperilaku daktail penuh artinya semua kapasitas daktilitas strukturnya dikerahkan secara maksimal. Desain tersebut dilakukan dengan membagi gaya gempa elastis dengan sebuah faktor yang besar sehingga struktur direncanakan dengan nilai beban gempa yang kecil sekali tapi dengan pendetailan tulangan yang sesuai diharapkan saat terjadi gempa tidak terjadi kerusakan-kerusakan yang berat karena strukturnya mampu mengembangkan daktilitasnya secara penuh. Karena daktilitas yang dikerahkan sudah maksimal maka detail tulangan yang disyaratkan juga cukup ketat, terutama dalam pendetailan elemen-elemen vertikalnya.

Untuk elemen lentur balok, SNI-03-2847-2002 menerapkan beberapa ketentuan penting detail tulangan SRPMK sebagai berikut :

 Jumlah tulangan positif di muka kolom tidak lebih kecil dari 1/2 jumlah tulangan negatif pada lokasi yang sama. - Jumlah tulangan positif dan negatif pada sepanjang bentang tidak lebih kecil dari ¼ jumlah tulangan terbesar pada kedua muka kolom.

 Di kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang lokasi 2h (h=tinggi balok) diukur dari muka kolom ke tengah bentang, spasi sengkang pertama 50 mm. Spasi maksimum sengkang di lokasi tersebut tidak boleh lebih dari d/4, 8db, 24ds, 300 mm. Lokasi sepanjang 2h adalah lokasi dimana diharapkan terjadi sendi plastis.

 Sengkang di sepanjang bentang balok tidak boleh dipasang dengan spasi melebihi d/2.

Untuk elemen aksial-lentur kolom, SNI-03-2847-2002 menerapkan beberapa ketentuan penting detail tulangan SRPMK sebagai berikut :

 Ditetapkan sebuah panjang Lo yaitu lokasi dimana diharapkan terjadi sendi plastis, panjang Lo diambil sebagai nilai terbesar dari 1/6 Hn, h kolom, 500 mm. Hn adalah tinggi bersih kolom, h adalah dimensi penampang kolom terbesar. Pada daerah Lo harus dipasang sengkang dengan spasi tidak melebihi 6db, 1/4 b,

s = 100 +  100 ≤ s ≤150 . ( 2.9 )

 Jika nilai gaya aksial pada kolom melebih 0.1f’cAg, maka sengkang tersebut diatas dipasang di seluruh tinggi kolom. Jika tidak maka pada lokasi selain Lo, spasi sengkang dipasang dengan jarak maksimum 6db / 150 mm, diambil nilai yang terkecil.

 Pada ujung kolom yang berhenti di pondasi (pilecap, telapak) atau dinding beton bertulang maka sengkang tersebut diatas harus diteruskan sampai ke dalam pondasi sepanjang panjang penyaluran tarik.

2.4 Perencanaan Dinding Geser

Dalam prakteknya dinding geser selalu dihubungkan dengan sistem rangka pemikul momen pada gedung. Dinding struktural yang umum digunakan pada gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 (BSN, 2002), dinding geser beton bertulang kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang fungsi utamanya adalah untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada dinding ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur (bukan akibat gaya geser), melalui pembentukkan sendi plastis di dasar dinding.

Nilai momen leleh pada dasar dinding tersebut dapat mengalami peningkatan terbatas akibat pengerasan regangan (strain hardening). Jadi berdasarkan SNI 03-1726-2002, dinding geser harus direncanakan dengan metode desain kapasitas. Dinding geser kantilever termasuk dalam kelompok flexural wall, dimana rasio antara tinggi dan panjang dinding geser tidak boleh kurang dari 2 dan dimensi panjangnya tidak boleh kurang dari 1,5 m.

Kerja sama antara sistem rangka penahan momen dan dinding geser merupakan suatu keadaan khusus, dimana dua struktur yang berbeda sifatnya tersebut digabungkan. Dari gabungan keduanya diperoleh suatu struktur yang lebih kuat dan ekonomis. Kerja sama ini dapat dibedakan menjadi beberapa macam, seperti (BSN, 2002):

a) Sistem rangka gedung yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Pada sistem ini, beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. Sistem rangka gedung dengan dinding geser beton bertulang yang bersifat daktail penuh dapat direncanakan dengan menggunakan nilai faktor modifikasi respon, R, sebesar 6,0.

b) Sistem ganda, yang merupakan gabungan dari sistem pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan sistem rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral yang bekerja. Kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral gempa, dengan memperhatikan interaksi keduanya. Nilai R yang direkomendasikan untuk sistem ganda dengan rangka SRPMK adalah 8,5.

c) Sistem interaksi dinding geser dengan rangka. Sistem ini merupakan gabungan dari sistem dinding beton bertulang biasa dan sistem rangka pemikul momen biasa.

Perencanaan dinding geser sebagai elemen struktur penahan beban gempa pada gedung bertingkat bisa dilakukan dengan konsep gaya dalam (yaitu dengan hanya meninjau gaya-gaya dalam yang terjadi akibat kombinasi beban gempa) atau dengan konsep desain kapasitas. Pada bagian berikut ini, kedua konsep desain tersebut akan dijelaskan.

2.4.1 Konsep Gaya Dalam

Menurut konsep ini dinding geser didesain berdasarkan gaya dalam Vu dan Mu yang terjadi akibat beban gempa. Konsep desain dinding geser berdasarkan gaya dalam ini pada dasarnya mengacu pada SNI 03-2847-2002 dan ACI 318-05 (ACI 318, 2005). Kuat geser perlu dinding struktural (Vu) diperoleh dari analisis beban lateral dengan faktor beban yang sesuai, sedangkan kuat geser nominal, Vn , dinding struktural harus memenuhi:

V  A (α ′ + ρ . f ) ( 2.10 ) Dimana :

A = Luas penampang total dinding struktural

α = ¼ untuk h / l  1,5 = 1

6 untuk h / l ≥ 2

ρ = rasio penulangan arah horizontal (tranversal)

Perlu dicatat bahwa pada persamaan di atas pengaruh adanya tegangan aksial yang bekerja pada dinding geser tidak diperhitungkan. Hal ini berarti bahwa persamaan tersebut di atas akan menghasilkan nilai kuat geser yang bersifat konservatif. Selain itu, agar penerapan konsep desain geser berdasarkan gaya dalam ini berhasil, maka kuat lebih (overstrength) desain

Dalam kaitan dengan hal ini, SNI 03-2847-02 mensyaratkan agar beton dan tulangan longitudinal dalam lebar efektif flens, komponen batas, dan badan dinding harus dianggap efektif menahan lentur.

Dinding juga harus mempunyai tulangan geser tersebar yang memberikan tahanan dalam dua arah orthogonal pada bidang dinding. Apabila rasio hw/lw tidak melebihi 2, rasio penulangan ρv (longitudinal) tidak boleh kurang daripada rasio penulangan ρn (lateral). Selain itu, berdasarkan SNI 03-2847-02 dinding struktural dengan rasio hw/lw tidak melebihi 2 (yaitu dinding struktural yang perilakunya bersifat brittle) sebaiknya didesain dengan metoda desain kapasitas. Sebagai alternatif, dimana kuat geser nominalnya tetap dipertahankan lebih kecil daripada gaya geser yang timbul sehubungan dengan pengembangan kuat lentur nominalnya, maka dinding struktural tersebut dapat didesain dengan faktor reduksi yang lebih rendah, yaitu 0,55.

2.4.2 Konsep Desain Kapasitas

Berdasarkan SNI beton yang berlaku (SNI 03-2847-02), struktur beton bertulang tahan gempa pada umumnya direncanakan dengan mengaplikasikan konsep daktilitas. Dengan konsep ini, gaya gempa elastik dapat direduksi dengan suatu faktor modifikasi response struktur (faktor R), yang merupakan representasi tingkat daktilitas yang dimiliki struktur. Dengan penerapan konsep ini, pada saat gempa kuat terjadi, hanya elemen–elemen struktur bangunan tertentu saja yang diperbolehkan mengalami plastifikasi sebagai sarana untuk pendisipasian energi gempa yang diterima struktur.

Elemen-elemen tertentu tersebut pada umumnya adalah elemen-elemen struktur yang keruntuhannya bersifat daktil. Elemen-elemen struktur lain yang tidak diharapkan mengalami plastifikasi haruslah tetap berperilaku elastis selama gempa kuat terjadi.

Selain itu, hirarki atau urutan keruntuhan yang terjadi haruslah sesuai dengan yang direncanakan. Salah satu cara untuk menjamin agar hirarki keruntuhan yang diinginkan dapat terjadi adalah dengan menggunakan konsep desain kapasitas. Pada konsep desain kapasitas, tidak semua elemen struktur dibuat sama kuat terhadap gaya dalam yang direncanakan, tetapi ada elemen-elemen struktur atau titik pada struktur yang dibuat lebih lemah dibandingkan dengan yang lain. Hal ini dibuat demikian agar di elemen atau titik tersebutlah kegagalan struktur akan terjadi di saat beban maksimum bekerja pada struktur. Pada dinding geser kantilever, sendi plastis diharapkan terjadi pada bagian dasar dinding. Dalam konsep desain kapasitas, kuat geser di dasar dinding harus didesain lebih kuat daripada geser maksimum yang mungkin terjadi pada saat penampang di dasar dinding tersebut mengembangkan momen plastisnya.

2.5 Persyaratan Dinding Geser

Pada dinding yang tinggi atau juga dinding geser serta gabungan dinding-dinding seperti pada dinding-dinding core yang paling menentukan adalah beban aksial dan lentur, seperti yang berlaku pada kolom. Oleh karena itu, prosedur desain dan perhitungan-perhitungan pada kolom juga secara umum juga dapat diaplikasikan. Detail penulangan untuk dinding berbeda dari penulangan kolom. Elemen-elemen

pembatas mungkin dapat diletakan pada akhir atau sudut bidang dinding untuk meningkatkan ketahanan momen-nya, seperti pada Gambar 7.33. Struktur dinding beton berlaku untuk dinding yang menahan beban aksial, dengan atau tanpa lentur. Dinding harus direncanakan terhadap beban eksentris dan setiap beban lateral atau beban lain yang bekerja padanya. Panjang horizontal dinding yang dapat dianggap efektif untuk setiap beban terpusat tidak boleh melebihi jarak pusat ke pusat antar beban, ataupun melebihi lebar daerah pembebanan ditambah 4 kali tebal dinding.

Dinding harus diangkurkan pada komponen-komponen struktur yang berpotongan dengannya misalnya lantai dan atap, atau pada kolom, pilaster, sirip penyangga, dan dinding lain yang bersilangan, dan pada fondasi telapak. Rasio minimum untuk luas tulangan vertikal terhadap luas bruto beton haruslah:

a) 0,0012 untuk batang ulir yang tidak lebih besar daripada D16 dengan tegangan leleh yang disyaratkan tidak kurang daripada 400 Mpa.

b) 0,0015 untuk batang ulir lainnya.

c) 0,0012 untuk jaring kawat baja las (polos atau ulir) yang tidak lebih besar daripada P16 atau D16.

Rasio minimum untuk luas tulangan horizontal terhadap luas bruto beton haruslah:

a) 0,0020 untuk batang ulir yang tidak lebih besar daripada D16 dengan tegangan leleh yang disyaratkan tidak kurang daripada 400 Mpa.

b) 0,0025 untuk batang ulir lainnya.

c) 0,0020 untuk jarring kawat baja las (polos dan ulir) yang tidak lebih besar daripada P16 atau D16.

Pada dinding dengan ketebalan lebih besar daripada 250 mm, kecuali dinding ruang bawah tanah, harus dipasang dua lapis tulangan di masing-masing arah yang sejajar dengan bidang muka dinding dengan pengaturan sebagai berikut:

1) Satu lapis tulangan, yang terdiri dari tidak kurang daripada setengah dan tidak lebih daripada dua pertiga jumlah total tulangan yang dibutuhkan pada masing-masing arah, harus ditempatkan pada bidang yang berjarak tidak kurang daripada 50 mm dan tidak lebih daripada sepertiga ketebalan dinding dari permukaan luar dinding.

2) Lapisan lainnya, yang terdiri dari sisa tulangan dalam arah tersebut di atas, harus ditempatkan pada bidang yang berjarak tidak kurang dari 20 mm dan tidak lebih dari sepertiga tebal dinding dari permukaan dalam dinding. Jarak antara tulangan-tulangan vertikal dan antara tulangan-tulangan horizontal tidak boleh lebih besar daripada tiga kali ketebalan dinding dan tidak pula lebih besar daripada 500 mm.

Tulangan vertikal tidak perlu diberi tulangan pengikat lateral bila luas tulangan vertikal tidak lebih besar daripada 0,01 kali luas bruto penampang beton, atau bila tulangan vertikal tidak dibutuhkan sebagai tulangan tekan. Di samping adanya ketentuan mengenai tulangan minimum, di sekeliling semua bukaan jendela dan pintu harus dipasang minimal dua tulangan D16. Batang tulangan ini harus lebih panjang dari sisi-sisi bukaan. Terhadap sudut-sudut bukaan, batang tulangan harus diperpanjang sejauh jarak yang diperlukan untuk mengembangkan kemampuannya tetapi tidak kurang dari 600 mm.

B A B I

P E N D A H U L U A N

1.1 Latar Belakang

Dalam menghitung struktur bangunan bertingkat ada 2 cara, yakni dengan Open Frame atau dengan kombinasi Open Frame dengan shear wall. Struktur bangunan bertingkat tinggi dapat menggunakan berbagai macam sistem struktur dalam perencanaannya. Setiap jenis sistem akan memberikan perilaku struktur yang berbeda-beda. Struktur bangunan dengan kombinasi open frame dengan shear wall, dinding (shear wall) ikut memikul beban yang terjadi pada struktur. Sedangkan pada sistem open frame dinding tidak ikut memikul beban yang terjadi pada struktur, dengan kata lain dinding hanya berfungsi sebagai bangunan pendukung. Struktur bangunan bertingkat rawan terhadap gaya lateral, terutama akibat gaya yang ditimbulkan gempa. Pada daerah rawan gempa seperti Indonesia perlu dilakukan perencanaan yang menyeluruh terhadap desain bangunan tahan gempa. Seiring perkembangannya, sistem bangunan tinggi yang sering digunakan adalah sistem rangka kaku murni yang terdiri dari kolom dan balok. Saat ini sistem tersebut sudah mulai banyak digantikan oleh sistem dinding geser (shear wall), perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah memunculkan salah satu solusi untuk meningkatkan kinerja struktur bangunan tingkat tinggi yaitu dengan pemasangan dinding geser (shear wall) untuk menambah kekakuan struktur dan menyerap gaya geser seiring dengan semakin tingginya struktur, karena sistem dinding geser memiliki banyak kelebihan dalam menahan gaya-gaya lateral pada bangunan.

Sebuah dinding geser (shear wall) adalah dinding yang berfungsi sebagai pengaku yang menerus sampai ke pondasi dan juga merupakan dinding inti untuk memperkaku seluruh bangunan yang dirancang untuk menahan gaya geser, gaya lateral akibat gempa bumi. Dinding geser pada umumnya bersifat kaku, sehingga deformasi (lendutan) horizontal menjadi kecil. Pada aplikasi di lapangan shear wall sering di tempatkan di bagian ujung dalam fungsi suatu ruangan, ataupun di tempatkan memanjang di tengah searah tinggi bangunan berfungsi untuk menahan beban angin ataupun beban gempa yang ditransfer melalui struktur portal ataupun struktur lantai. Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan terserap oleh dinding geser tersebut.

Dalam perencanaan struktur tahan gempa, penggunaan dinding geser (shearwall) bermanfaat dalam menahan beban gempa arah lateral. Karena adanya shearwall, mekanisme sendi plastis yang biasanya terjadi ketika struktur mengalami gempa maka beban gempa akan dialirkan menuju kaki shearwall. Selain itu, pemasangan shearwall dapat mengurangi simpangan antar tingkat gedung, hal ini terjadi karena besarnya kekakuan bangunan menjadi lebih besar dibandingkan bangunan gedung yang tidak menggunakan shearwall sebagai benteng terakhirnya. Berdasarkan SNI 03-1726-2002, dinding geser beton bertulang kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang fungsi utamanya adalah untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada dinding ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur (bukan akibat gaya geser). Perencanaan dinding geser sebagai elemen struktur penahan beban gempa pada gedung bertingkat dilakukan dengan konsep gaya dalam (yaitu dengan hanya meninjau gaya-gaya dalam yang

terjadi akibat kombinasi beban gempa), kemudian setelah itu direncanakan penulangan dinding geser.

.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Menentukan besar gaya pada dinding geser pada suatu konstruksi portal 6 lantai dimana letak shearwallnya simetris dan beraturan, dimana shearwall nya dengan dan tanpa tulangan.

2. Merencanakan penulangan dari dinding geser sesuai dengan gaya-gaya yang terjadi akibat kombinasi beban gempa (konsep gaya dalam).

3. Membandingkan antara dinding geser yang menggunakan tulangan dengan dinding geser tanpa tulangan

1.3 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah yang ada dalam tugas akhir ini adalah :

1. Peraturan pembebanan antara lain berat sendiri, beban hidup, dan beban gempa yang dipakai bedasarkan SNI 03-2847-2002 (anonim 1, 2002) 2. Peraturan yang dipakai untuk perhitungan gempa yaitu SNI 03-1726-2002

(anonim 2, 2002)

3. Beban gempanya adalah beban statis

4. Perhitungan dinding geser diambil dari Steffie Tumilar,ACI 318-08 5. Pondasinya tidak dihitung

1.4 Metodologi Penulisan

Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah mengumpulkan data dari kajian literatur dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan metode analitis dengan menghitung persamaan serta masukan-masukan dari dosen pembimbing. Penganalisaan struktur dilakukan dengan program komputer.

A B S T R A K

Struktur bangunan bertingkat rawan terhadap gaya lateral, terutama akibat gaya yang ditimbulkan gempa. Indonesia juga termasuk ke dalam wilayah yang memiliki instensitas terjadi gempa yang tinggi. Dalam menghitung struktur bangunan bertingkat ada 2 cara, yakni dengan Open Frame dan kombinasi Open Frame dengan shear wall.Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah memunculkan salah satu solusi untuk meningkatkan kinerja struktur bangunan tingkat tinggi yaitu dengan pemasangan dinding geser (shear wall) untuk menambah kekakuan struktur dan menyerap gaya geser seiring dengan semakin tingginya struktur. Dinding geser (shear wall) adalah dinding yang berfungsi sebagai pengaku yang menerus sampai ke pondasi dan juga merupakan dinding inti untuk memperkaku seluruh bangunan yang dirancang untuk menahan gaya geser, gaya lateral akibat gempa bumi. Dinding geser pada umumnya bersifat kaku, sehingga deformasi (lendutan) horizontal menjadi kecil. Untuk mengetahui kuat geser dari dinding geser dilakukan sebuah desain bangunan dengan struktur kombinasi open frame dan dinding geser (shear wall). Direncanakan bangunan dengan komponen-komponen strukturnya yaitu balok (20x30)cm, kolom (30x30)cm, shear wall dengan tebal dinding 30 cm dan tebal pelat 12 cm. Dari hasil perhitungan menggunakan program SAP2000 didapat Vmax yang

terjadi pada shear wall adalah 2875,46 kN, dan direncanakan tulangan shear wall secara konvensional menggunakan dua layer ∅ 16-300 mm. Kuat geser dinding geser (shear wall) Vn = 5015,179 kN, maka dinding geser cukup kuat menahan gaya geser

yang terjadi pada struktur. Struktur kombinasi open frame dan shear wall dibandingkan dengan struktur open frame. Struktur open frame menggunakan balok (45x45)cm, kolom (45x55)cm, menggunakan dinding bata sebagai struktur pendukung dan tebal pelat 12cm. Dari hasil perhitungan volume pekerjaan didapat volume pekerjaan struktur open frame dengan shear wall = 645 m3 dan volume pekerjaan struktur open frame = 759,66 m3.

PERENCANAAN PENULANGAN DINDING GESER (SHEAR

WALL) BERDASARKAN TATA CARA SNI 03-2847-2002

Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

FEBRY ANANDA MS

07 0404 136

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

2.3.3. Detail Tulangan Tahan Gempa ... 18

2.4. Perencanaan Dinding Geser ... 22

2.4.1. Konsep Gaya Dalam ... 24

2.4.2. Konsep Desain Kapasitas... 25

2.5. Persyaratan Dinding Geser... 26

BAB III. Analisa ... 29

3.1. Umum ... 29

3.2. Analisa Dinding Geser ... 29

3.2.1. Pemodelan Dinding Geser (Shear Wall) ... 30

3.2.2. Perhitungan Gaya-gaya Pada Struktur dan Kombinasi Pembebanan ... 32

3.2.2.1. Berat Sendiri/Beban Mati (Wbs) ... 32

3.2.2.2. Beban Hidup (WL) ... 32

3.2.2.3. Beban Gempa (Analisa Statik Ekivalen) ... 32

3.2.2.4. Kombinasi Pembebanan untuk Desain ... 33

3.2.3. Analisa Struktur untuk Mendesain Tulangan Dinding Geser ... 33

BAB IV. APLIKASI ... 35

4.1.Umum ... 35

4.2.Struktur Dinding Geser (shear wall) ... 38

4.2.2.Perencanaan Penulangan Dinding Geser Secara Konvensional . 48 4.3.Perhitungan Beban dan Gaya-Gaya pada Struktur Dinding Geser

tanpa tulangan ... 61

4.4.Hasil dan Pembahasan ... 66

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 67

5.1 Kesimpulan ... 67

5.2. Saran ... 68

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Dinding geser menerima gaya lateral Gambar 2.2.a Dinding geser tunggal

Gambar 2.2.b Dinding geser core

Gambar 2.3. Dinding geser berdasarkan geometrinya Gambar 2.4. Deformasi portal terbuka dan dinding geser Gambar 2.5. Letak diding geser

Gambar 3.1. Denah Bangunan

Gambar 3.2. Pemodelan Dinding Geser Gambar 4.1. Denah Bangunan

Gambar 4.2 Potongan D - D Gambar 4.3 Potongan 1 – 1

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Faktor keutamaan bangunan Tabel 2.2. Faktor reduksi kekuatan

Tabel 4.1. Berat Sendiri atau Beban Mati (wbs) tiap lantai Tabel 4.2. Berat total tiap lantai

Tabel 4.3. Dimensi Bangunan Tabel 4.4. Berat Bangunan per tingkat

Tabel 4.5. Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat Tabel 4.6. Analisa T Akibat Gempa

Tabel 4.7. Gaya-Gaya yang Terjadi pada Dinding Geser dari Hasil Program SAP2000

Tabel 4.8. Perbandingan Beban Lateral pada Dinding Geser dan Seluruh Bangunan

Tabel 4.9. Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat Tabel 4.10. Analisa T Akibat Gempa

Tabel 4.11. Gaya-Gaya yang Terjadi pada Struktur Open Frame

Tabel 4.12. Hasil dan Pembahasan Struktur Dinding Geser dan Struktur Dinding Geser tanpa tulangan

DAFTAR NOTASI

A : luas penampang, mm2 As : luas tulangan, mm2

Ac : luas penampang dinding geser beton, cm2 Acp : luas penampang dinding yang ditinjau, cm2 Acv : luas penampang total dinding structural, cm2 bw : panjang dinding geser beton, cm

C : koefisien gempa D : beban mati, kN

d : tebal dinding geser beton, cm E : beban gempa, kN

Ec : modulus elastisitas beton, Mpa Es : modulus elastisitas baja, Mpa

Fi : beban gempa horizontal pada lantai ke-i, kN

f'c : kuat tekan beton, N/mm2

fy : kuat leleh baja, N/mm2

g : percepatan gravitasi ; g = 9810 mm/s2 hwt : tinggi bangunan, m

I : factor keutamaan gedung L : beban hidup, kN

Lw : panjang dinding geser, m Mu : momen ultimate, kNm Pu : gaya aksial ultimate, kN

R : faktor reduksi gempa

sx : jarak sengkang (space hoops), mm T1 : waktu getar alami fundamental, s U : kuat perlu, kN

V : beban gempa horizontal, kN

Vc : kapasitas kemampuan beton untuk menahan gaya geser, kN

Vn : kuat geser nominal, kN

Vs : kuat geser tulangan, kN

Vu : gaya geser terfaktor, kN W : beban angin, kN

Wbi : beban sendiri balok, kN

Wdi : beban sendiri dinding geser, kN Wki : beban sendiri kolom, kN

Wpi : beban sendiri pelat, kN Wt : berat total gedung, kN Wi : berat lantai ke-i, kN zi : tinggi lantai ke-I, m Ø : faktor reduksi

γb : berat jenis beton ; γb = 24 kN/m3

γk : berat jenis keramik ; γk = 21 kN/m3

ρn : rasio tulangan arah horizontal (transversal)