PERENCANAAN PENULANGAN DINDING GESER (SHEAR WALL) BERDASARKAN TATA CARA SNI

Transkripsi

1 PERENCANAAN PENULANGAN DINDING GESER (SHEAR WALL) BERDASARKAN TATA CARA SNI Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : FEBRY ANANDA MS BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013

2 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 V max yang terjadi pada shear wall adalah 2875,46 kn, dan direncanakan tulangan shear wall secara konvensional menggunakan dua layer mm. Kuat geser dinding geser (shear wall) V n = 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 m 3 dan volume pekerjaan struktur open frame = 759,66 m 3. Kata kunci : Open frame, shear wall, tulangan, kuat geser.

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan judul PERENCANAAN PENULANGAN DINDING GESER (SHEAR WALL) BERDASARKAN TATA CARA SNI Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu : 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik sekaligus pembimbing yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya.

4 5. Teristimewa dihati buat keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, Ayahanda Marlis. A dan Ibunda Sariati yang telah memberikan doa, motivasi, semangat dan nasehat kepada saya. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, kasih sayang dan do a yang tiada batas untuk saya. Adik-adik tercinta Oktrymolvi MS dan Suci Indah Sari yang telah banyak membantu dan mendukung saya selama ini, terima kasih atas doanya. 6. Teristimewa dihati buat Ayu Silvia Delisa, yang banyak memberikan doa, motivasi, semangat, nasehat dan membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini, terima kasih atas doanya. 7. Buat saudara/i seperjuangan 07 Dimas, Arsad, Tomo, Sam, Inchen, Jora, Hafiz, Arul, Agung, Muna, Diki, Deddy, Dipa, Gufran, Faiz, Sadikin, Vina, Dina, Ina, Dita, serta teman-teman mahasiswa/i angkatan 2007 dan mahasiswa sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik. Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, Mei 2013 Penulis ( Febry Ananda MS )

5 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii DAFTAR NOTASI... ix BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Maksud dan Tujuan Pembatasan Masalah Mekanisme Pengujian Metodologi Penelitian... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Umum Tipe Struktur Dinding Geser (Shear Wall) Jenis Dinding Geser Fungsi Dinding Geser Perilaku Dinding Geser Akibat gempa Struktur Beton Bertulang Pembebanan Struktur Persyaratan Kekuatan... 16

6 Detail Tulangan Tahan Gempa Perencanaan Dinding Geser Konsep Gaya Dalam Konsep Desain Kapasitas Persyaratan Dinding Geser BAB III. Analisa Umum Analisa Dinding Geser Pemodelan Dinding Geser (Shear Wall) Perhitungan Gaya-gaya Pada Struktur dan Kombinasi Pembebanan Berat Sendiri/Beban Mati (Wbs) Beban Hidup (W L ) Beban Gempa (Analisa Statik Ekivalen) Kombinasi Pembebanan untuk Desain Analisa Struktur untuk Mendesain Tulangan Dinding Geser BAB IV. APLIKASI Umum Struktur Dinding Geser (shear wall) Pehitungan Gaya-gaya yang Bekerja pada Dinding Geser... 38

7 4.2.2.Perencanaan Penulangan Dinding Geser Secara Konvensional Perhitungan Beban dan Gaya-Gaya pada Struktur Dinding Geser tanpa tulangan Hasil dan Pembahasan BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 69

8 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. Gambar 2.4. Gambar 2.5. Gambar 3.1. Gambar 3.2. Gambar 4.1. Gambar 4.2 Dinding geser berdasarkan geometrinya Deformasi portal terbuka dan dinding geser Letak diding geser Denah Bangunan Pemodelan Dinding Geser Denah Bangunan Potongan D - D Gambar 4.3 Potongan 1 1

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Tabel 2.2. Tabel 4.1. Tabel 4.2. Tabel 4.3. Tabel 4.4. Tabel 4.5. Tabel 4.6. Faktor keutamaan bangunan Faktor reduksi kekuatan Berat Sendiri atau Beban Mati (wbs) tiap lantai Berat total tiap lantai Dimensi Bangunan Berat Bangunan per tingkat Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat Analisa T Akibat Gempa Tabel 4.7. Gaya-Gaya yang Terjadi pada Dinding Geser dari Hasil Program SAP2000 Tabel 4.8. Tabel 4.9. Perbandingan Beban Lateral pada Dinding Geser dan Seluruh Bangunan Perhitungan Gaya Gempa (statik ekivalen) per tingkat Tabel Analisa T Akibat Gempa Tabel Tabel Gaya-Gaya yang Terjadi pada Struktur Open Frame Hasil dan Pembahasan Struktur Dinding Geser dan Struktur Dinding Geser tanpa tulangan

10 DAFTAR NOTASI A : luas penampang, mm 2 A s : luas tulangan, mm 2 A c : luas penampang dinding geser beton, cm 2 A cp : luas penampang dinding yang ditinjau, cm 2 A cv : luas penampang total dinding structural, cm 2 b w : panjang dinding geser beton, cm C D d E : koefisien gempa : beban mati, kn : tebal dinding geser beton, cm : beban gempa, kn E c : modulus elastisitas beton, Mpa E s : modulus elastisitas baja, Mpa Fi : beban gempa horizontal pada lantai ke-i, kn f' c : kuat tekan beton, N/mm 2 f y : kuat leleh baja, N/mm 2 g : percepatan gravitasi ; g = 9810 mm/s 2 h wt : tinggi bangunan, m I L : factor keutamaan gedung : beban hidup, kn L w : panjang dinding geser, m M u : momen ultimate, knm P u : gaya aksial ultimate, kn

11 R s x : faktor reduksi gempa : jarak sengkang (space hoops), mm T 1 : waktu getar alami fundamental, s U V : kuat perlu, kn : beban gempa horizontal, kn V c : kapasitas kemampuan beton untuk menahan gaya geser, kn V n V s V u : kuat geser nominal, kn : kuat geser tulangan, kn : gaya geser terfaktor, kn W : beban angin, kn Wb i : beban sendiri balok, kn Wd i : beban sendiri dinding geser, kn Wk i : beban sendiri kolom, kn Wp i : beban sendiri pelat, kn Wt : berat total gedung, kn Wi : berat lantai ke-i, kn z i Ø : tinggi lantai ke-i, m : faktor reduksi γ b : berat jenis beton ; γ b = 24 kn/m 3 γ k : berat jenis keramik ; γ k = 21 kn/m 3 ρ n : rasio tulangan arah horizontal (transversal) ρ v : rasio tulangan arah longitudinal