BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Pada bangunan tinggi tahan gempa umumnya gaya-gaya pada kolom cukup besar untuk menahan beban gempa yang terjadi sehingga umumnya perlu menggunakan elemen-elemen struktur kaku berupa dinding geser untuk menahan kombinasi gaya geser, momen, dan gaya aksial yang timbul akibat beban gempa. Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan terserap oleh dinding geser tersebut. Kolomkolom dianggap tidak ikut mendukung gaya horizontal, sehingga hanya didesain untuk menahan gaya normal (gaya vertikal) saja. Secara struktural dinding geser dapat dianggap sebagai balok kantilever vertikal yang terjepit bagian bawahnya pada pondasi atau basemen. Dinding geser berperilaku sebagai balok lentur kantilever. Oleh karena itu dinding geser atau shear wall selain menahan geser (shear force) juga menahan lentur. Panjang horisontal dinding geser biasanya 3-6 meter, dengan ketebalan kurang lebih 30 cm. Beberapa dinding geser dihubungkan oleh plat lantai beton (sebagai difragma) membentuk suatu sistem struktur 3 dimensi. Dinding geser pada umumnya bersifat kaku, sehingga deformasi (lendutan) horizontal menjadi kecil. Kerusakan pada elemen non struktural (dinding pembagi ruang, elemen fasad, langit-langit) baru terjadi pada gempa yang relatif kuat. Kerja sama antara sistem rangka penahan momen dan dinding geser merupakan suatu keadaan khusus, dimana dua struktur yang berbeda sifatnya tersebut digabungkan. 14
Dari gabungan keduanya diperoleh suatu struktur yang lebih kuat dan ekonomis. Kerja sama ini dapat dibedakan menjadi beberapa macam sistem struktur yang tercantum dalam SNI 03-1726- 2002,antara lain sebagai berikut : 1. Sistem dinding penumpu yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. 2. Sistem rangka gedung yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. 3. Sistem rangka pemikul momen yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. 4. Sistem ganda terdiri dari: a). rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi b). pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurangkurangnya 25% dari seluruh beban lateral c). kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi /sistem ganda. 5. Sistem struktur bangunan gedung kolom kantilever: (Sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral) 6. Sistem interaksi dinding geser dengan rangka. 15
7. Subsistem tunggal yaitu Subsistem struktur bidang yang membentuk struktur bangunan gedung secara keseluruhan. Jenis dinding geser berdasarkan banyaknya dinding dibagi atas : 1. Dinding geser sebagai dinding tunggal (gambar 1.1a) 2. Beberapa dinding geser disusun membentuk CORE (gambar 1.1b) Gambar 1.1a. dinding geser tunggal Gambar 1.1b. dinding geser core Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas : 1. Dinding geser sebagai dinding eksterior (gambar 1.2a) 2. Dinding geser sebagai dinding interior (gambar 1.2b) 3. Dinding geser simetri (gambar 1.2c) 4. Dinding geser asimetri (gambar 1.2d) 5. Dinding geser penuh selebar bangunan 6. Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan 16
dinding geser dinding geser dinding geser Dinding geser eksterior interior simetri asimetri Gambar 1.2a.-1.2d. Variasi susunan dinding geser 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. 17
1.2 Ruang Lingkup Pembahasan Pada umumnya dinding geser banyak digunakan dalam sistem ganda dimana dinding geser memikul sebagian beban horizontal akibat gempa atau rangka bresing. Dinding struktural yang umum digunakan pada gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai. 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 pembesian dinding geser seperti pada gambar 1.3b. Perencanaan dinding geser selain dapat dilakukan sesuai dengan formula-formula yang ada dalam peraturan yang mengatur tentang dinding geser dapat juga dilakukan dengan metode strut and tie model. Strut and Tie model adalah suatu pendekatan satuan yang menganggap bahwa semua pengaruh beban (M, N, V, T) bekerja secara serentak atau simultan. Pendekatan model Strut and Tie seperti pada gambar 1.3a adalah salah satu metode yang berguna dalam perencanaan geser kritis dari struktur. Model mempunyai pendekatan yang rasional terhadap batang pada struktur yang kompleks dengan suatu pemodelan rangka yang sederhana dengan beberapa teknik dan peraturan yang membantu perencana untuk dapat mengembangkan model yang ada. 18
Gambar 1.3a Pemodelan strut and tie pada Gambar 1.3b Pembesian dinding geser dinding geser. 1.3 Permasalahan Perancangan struktur beton berdasarkan limit analysis (anisis batas) telah banyak diselidiki oleh berbagai peneliti. Berbagai penelitian terus maju dan mengalami perkembangan dan muncullah berbagai model yang rasional yang dianggap cukup sederhana dan cukup akurat dalam aplikasianya. Dan sampai saat ini model yang dianggap konsisten dan rasional adalah pendekatan STRUT AND TIE METHODE. Dalam hal ini karena banyaknya peraturan dalam perhitungan beton struktur, maka yang dibahas adalah STRUT AND TIE MODEL 19
1.4 Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini : 1. Menentukan besar gaya pada dinding geser secara umum atau analisa struktur. 2. Merencanakan pembesian dari dinding geser sesuai dengan gaya-gaya yang diperoleh pada pemodelan strut and tie tersebut. 3. Mengetahui perbandingan tulangan secara konvensional dengan tulangan secara strut and tie model. 1.5 Pembatasan Masalah 1. Material dianggap isotropis dan homogen. 2. Struktur yang ditinjau adalah enam lantai dengan ukuran seperti pada gambar 1.3a 3. Beban yang bekerja adalah beban mati, beban hidup dan beban gempa horizontal. 4. Sistem yang digunakan adalah sistem ganda dimana dinding geser memikul sebagian beban horizontal akibat gempa. 5. Perletakan struktur adalah jepit. 1.6 Metodologi Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi literatur dengan menggunakan Strut and Tie Method. 20