DESAIN DINDING GESER UNTUK LIFTPADA BANGUNAN TINGGI
1 Mohammad HamzahFadliEmail:
[email protected],
FakultasTeknikSipildanPerencanaanUniversitasGunadarma, Jakarta
2SulardiEmail: [email protected]:
[email protected] Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Sipil dan PerencanaanUniversitas Gunadarma, Jakarta
ABSTRACT: The purpose of this plan to get wall reinforcement,
its longitudinal reinforcement, transversal reinforcement, and
boundary component reinforcement.The design of shear wall elevator
/ core lift on the 10-story office building, its using Moment
Resisting Frame Systems and the walls are designed for axial loads
and bending loads. Height of the wall from the base to the LMR roof
is 40,80 meters with 6,50 meter of the longest panel segment. This
core is used for elevators 3 cars as vertical transportation.The
earthquake method uses Static Equivalent and Dynamic Response
Spectrum. Wall reinforcement is divided into 4 sections: ground
floor, 2nd 3rd floor, 4th 8th floor, and roof LMR roof floor (the
typical high). The method based on rules SNI 03-2847-2002 for wall
structure and SNI 03-1726-2012 for earthquake analysis. The results
for longitudinal reinforcement is using D10 - 200 in the area of
non-boundary, D10 - 100 in boundary area and transversal
reinforcement is using D10 - 200 in the area of non-boundary and
D10 - 100 in boundary areas, except 2nd 3rd floor, using D10 100
for all of transversal reinforcements.
Keywords: Core Lift, Elevator, Longitudinal, Transversal,
Boundary
ABSTRAK:Tujuan dari perancangan ini adalah untuk mendapatkan
penulangan dinding, yaitu penulangan longitudinal, sengkang
transversal, dan penulangan komponen batas. Perancangan dinding
geser elevator/core lift pada gedung perkantoran 10 lantai ini
menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen dimana dinding dirancang
untuk menahan beban aksial dan lentur. Ketinggian dinding dari
dasar sampai atap LMR adalah 40,80 meter dengan segmen panel
terpanjang 6,50 meter. Core ini digunakan untuk elevator 3 kabin
sebagai transportasi vertikal. Metode gempa rencana menggunakan
Statik Ekivalen dan Dinamik Respons Spektrum. Metode penulangan
dinding dibagi ke dalam 4 bagian lantai yaitu ground, lantai 2-3,
lantai 4-8, dan lantai atap-atap LMR sesuai tinggi tipikal. Metode
yang digunakan mengacu pada peraturan SNI 03-2847-2002 untuk
struktur dinding dan SNI 03-1726-2012 untuk analisis gempa rencana.
Hasil penulangan untuk longitudinal menggunakan D10 200 pada area
non-boundary dan D10 100 pada area boundary serta sengkang D10 200
pada area non-boundary dan D10 100 pada area boundary, kecuali
untuk lantai 2 3 semua sengkang D10 100.
Kata Kunci : Core Lift, Elevator, Longitudinal, Sengkang,
Boundary
1
1. PENDAHULUANSalah satu pemikiran utama pada perencanaan
bangunan bertingkat banyak adalah transportasi vertikal.
Transportasi vertikal memegang peranan yang cukup penting dalam
kelangsungan aktifitas dalam gedung. Penggunaan transportasi
vertikal ini akan menentukan efisiensi dan memakan volume suatu
gedung yang berhubungan dengan inti bangunan (core). Oleh sebab itu
perlu suatu perencanaan yang baik dalam menempatkan transportasi
vertikal dalam suatu gedung.Elevator yang merupakan salah satu
transportrasi vertikal biasanya digunakan pada gedung bertingkat
tinggi yang lebih dari tiga atau empat lantai, karena kempuan orang
untuk naik turun dalam menjalankan tugas maupun aktifitasnya
rata-rata hanya mampu diakukan sampai 4 lantai.Pada dasarnya
elevator harus ditunjang dengan struktur yang memberikan keamanan
dalam perjalanannya. Elevator akan didukung atau dilindungi oleh
sistem dinding geser. Dinding geser elevator merupakan dinding
struktural yang berfungsi sebagai penutup elevator dan sekaligus
menambah kekakuan bangunan. Perencanaan dinding geser elevator
menjadi sangat penting untuk sistem transportasi vertikal yang
disesuaikan dengan fungsi bangunan serta secara langsung ataupun
tidak langsung juga sebagai penyalur gaya lateral seperti gaya
gempa pada daerah sekitar bangunan.Tujuan penulisan dari tugas
akhir ini adalah merancang penulangan struktur dinding geser untuk
elevator atau core lift pada suatu gedung perkantoran 10 lantai
yang menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen (Moment Resisting
Frame System).Pada penulisan tugas akhir ini, pembahasan dibatasi
pada:1. Perancangan dilakukan dengan struktur gedung perkantoran 10
lantai termasuk lantai atap Lift Machine Room (LMR).2. Struktur
gedung menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM).3. Beban
gempa rencana dianalisis menggunakan metode analisis satatik
ekivalen dan dinamik respon spektrum.4. Perhitungan struktur
terpusat pada penulangan dinding geser elevator dengan acuan SNI
dan bantuan software ETABS.
2. TINJAUAN PUSTAKASistem rangka pemikul momen adalah sistem
struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban
gravitasi secara lengkap, sedangkan beban lateral yang diakibatkan
oleh gempa dipikul oleh rangka pemikul momen melalui mekanisme
lentur. Dinding geser pada dasarnya adalah komponen struktur yang
berfungsi untuk meningkatkan kekakuan dan menahan gaya-gaya
lateral. Dinding geser dapat diibaratkan sebagai dinding struktural
yang diproporsikan untuk menahan kombinasi dari geser, momen dan
gaya aksial yang ditimbulkan oleh gempa. Dinding struktural dapat
dikelompokkan sebagai berikut :1. Dinding struktural beton biasa,
yaitu dinding geser yang memiliki fungsi utama sebagai struktur
penahan mekanisme lentur.2. Dinding struktural beton khusus, yaitu
dinding geser yang selain memenuhi ketentuan dinding struktural
beton biasa juga di fungsikan sebagai penahan gaya gempa utama.
2.1 TulanganLenturDinding
Untuk komponen struktur lentur, dan untuk komponen struktur yang
dibebani kombinasi lentur dan aksial tekan dimana kuat tekan
rencana kurang dari nilai yang terkecil antara dan maka rasio
tulangan yang ada tidak boleh melampaui , yang merupakan rasio
tulangan yang menghasilkan kondisi regangan seimbang untuk
penampang yang mengalami lentur tanpa beban aksial. Untuk komponen
struktur dengan tulangan tekan, bagian yang disamai oleh tulangan
tekan tidak perlu direduksi dengan faktor 0,75.
2.2 Tulangan Geser DindingKuat geser pada sembarang penampang
horizontal terhadap geser yang sejajar bidang dinding tidak boleh
lebih besar daripada :
Untuk perencanaan terhadap gaya geser horizontal yang sejajar
bidang dinding, d harus diambil sebesar 0,8 lw. Nilai d yang lebih
besar, yaitu jarak antara serat tekan terluar hingga titik pusat
tulangan tarik, boleh digunakan apabila analisis didasarkan pada
kompatibilitas regangan.
2.3 Tulangan Komponen Batas (Boundary Element) DindingKomponen
batas merupakan bagian diniding yang diperkuat oleh tulangan
longitudinal dan transversal. Kebutuhan komponen batas khusus di
tepi-tepi dinding struktural harus dievaluasi berdasarkan
syarat-syarat yang telah ditetapkan pada SNI 03-2847-2002 untuk
sistem dinding yang menerus secara efektif dari dasar hingga puncak
bangunan.Jika komponen batas ditentukan lain, maka bila rasio
tulangan utama trepi dinding melebihi 400/fy, spasi tulangan
dinidng tidak boleh lebih dari 200 mm. Kecuali jika Vu pada bidang
dinding lebih kecil daripada Acv(fc)0,5, maka tulangan horizontal
yang berhenti pada tepi dinding struktural dengan tanpa komponen
batas harus dilungkupi dengan sengkang jenis U yang memiliki ukuran
dan spasi yang sama dengan tulangan horizontal, dan
disambunglewatkan dengan tulanganhorizontal.
Gambar 2.1 Rasio Tulangan pada Tepi DindingSumber : SNI 03 1726
2012
3. 4. METODE PERANCANGAN
Perancangandindinggeser elevator ini dibagi ke dalam 4 sections,
yaitu :ground floor, 2nd 3rdfloor, 4th 8thfloor, dan roof LMR roof
floor. Dinding pada tiap lantai tersebut akan direncanakan
penulangannya dalam menahan beban aksial-lentur, gaya geser, dan
compress atau tekan pada sisi dinding boundary element. Analisis
gempa rencana menggunakan metode Gempa Statik Ekivalen dan Dinamik
Respon Spektrum.
5. ANALISIS
Gambar 4.1Core Lift Rencana
Tabel 4.1 Dimensi Panjang Dinding dari As-As NoBentangPanjang
Dinding (mm)
1AB2280,00
2BC6500,00
3CD2280,00
4DE633,50
5FG1266,50
6HI1266,50
7AJ633,50
Gambar 4.2Gedung Perkantoran 10 Lantai
4.1 PembebananLiftBeban yang bekerja akibat pergerakan elevator
dianggap sebagai beban terpusat akibat gaya yang bekerja terhadap
berat kapasitas elevator sendiri yang diasumsikan elevator akan
berhenti di setiap lantai bangunan. Sedangkan beban reaksi akibat
ruang mesin lift dan pit lift sudah diketahui pada katalog sesuai
dengan spesifikasi elevatorrencana.
Tabel 4.2 Beban Reaksi LiftSpeedCapacityM/C Room Reaction
(kg)Pit Reaction (kg)
(m/minute)PersonsKgR1R2R3R4
1051510005450430086006600
Sumber : Hyundai Elevator Planning Guide, 2013
Maka besarnya gaya yang diakibatkan oleh pergerakan elevator
dengan kecepatan konstan (GLB) adalah :
Besarnya gaya akibat koefisien kejut adalah sebagai berikut
:
Gambar 4.3Beban-beban yang bekerja pada LMR
4.2Desain Tulangan Longitudinal dan KetebalanCore Lift
Tabel 4.3 Nilai Gaya Dalam Wall pada Ground Floor (unit :
kN-m)LoadLocPV2V3TM2M3
EnvelopeTop-9805.25691.2587.12983.4129317.1123050.81
Envelope Bottom-9937.58691.2587.12983.4129500.06524502.43
Nilai Momen yang terjadi pada suatu sudut orientation of pier
neutral axis pada suatu sudut adalah :
Ag= 2 x 150 x 708,50 = 212550mm2= 2 x 150 x 1266,5 = 379950 mm2=
2 x 150 x 2130 = 639000 mm2= 1 x 150 x 6650 = 997500 mm2Jumlah
total Ag= 2.229.000 m2
Nilai Batasan Tekan Maksimum sebesar :Ptop = 9805,25 kN <
31941,326 kN OKPbot= 9937,58 kN < 31941,326 Kn. OK
OL < OCOkeGambar4.4Diagram Interaksi pada Sudut Orientasi
3380 Terhadap Sumbu Netral Pier
4.3Desain Tulangan Geser Core LiftOutput hasil analisis ETABS
dalam mengevaluasi kapasitas core lift dinding geser dalam menahan
kombinasi geser mengambil panel atau segmen yang paling kritis
dalam menerima beban geser akibat kombinasi maksimum yaitu panel BC
dengan panjang 6500 mm dan tebal 150 mm.
a) Ground FloorData yang diperlukan untuk tinjauan desain
tulangan geser adalah :Pu= 1012473,718 NMu= 125099966,954 NmmVu=
80018,861 NConcrete Shear Capacity :
Kuat Geser dinding :
Rasio tulangan transversal (D10 200) :
..OkeBerdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat
kebutuhan tulangan geser = 375,00 mm2/m. Hasil desain manual
tulangan geser yaitu D10 (As = 78,5 mm2) dalam jarak spasi tulangan
masing-masing lapis 200 mm, jadi kebutuhan tulangan :
mm2/m, hasil tersebut sedikit lebih besar daripada As yang
terpasang dari desain ETABS, sehingga dapat dikatakan mendekati
ekonomis.
b) 2nd 3rdFloorRasio tulangan transversal (D10 100) :
.OK.
Berdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat
kebutuhan tulangan geser = 1407,101 mm2/m. Hasil desain manual
tulangan geser yaitu 2 D10 dalam jarak spasi tulangan masing-masing
lapis 100 mm, jadi kebutuhan tulangan = mm2/m, hasil tersebut
sedikit lebih besar daripada As yang terpasang dari desain ETABS,
sehingga dapat dikatakan mendekati ekonomis.
c) 4th 8thFloorRasio tulangan transversal (D10 200) :
.OK.Berdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat
kebutuhan tulangan geser = 850,956 mm2/m. Hasil desain manual
tulangan geser yaitu D10 dalam jarak spasi lapis 200 mm, jadi
kebutuhan tulangan :
mm2/m, hasil tersebut sedikit lebih besar daripada As yang
terpasang dari desain ETABS, sehingga dapat dikatakan mendekati
ekonomis.
d) Roof LMR RoofFloorRasio tulangan transversal (D10 200) :
.OK.Berdasarkan outputRebar Shear Design pada ETABS didapat
kebutuhan tulangan geser = 375 mm2/m. Hasil desain manual tulangan
geser yaitu D10 dalam jarak spasi lapis 200 mm, jadi kebutuhan
tulangan :
mm2/m, hasil tersebut sedikit lebih besar daripada As yang
terpasang dari desain ETABS, sehingga dapat dikatakan mendekati
ekonomis.
4.4Desain Tulangan Komponen Batas (Boundary Element) Core
LiftPeninjauan tulangan komponen batas dinding (boundary element)
dibagi kedalam 2 panel sebagai penerima beban tekan yang kritis,
yaitu panel AB dan panel BC.Perhitungan tulangan Boundary
Elementpada Ground Floor :
Gambar 4.5 Panel BC Tinjauan Boundary Element (biru)Data yang
dibutuhkan untuk penulangan boundary element BC adalah :Pu =
-57167,826 NBC = 6500 mmu = 40,385 mm
Gambar 4.6 Diagram Interaksi Dinding Geser Panel BCShear wall
harus diberi Boundary Element bila :
, dengan
< 0,007 jadi diambil nilai 0,007
c = 1700 mm > 1547,619 mm maka panel tersebut harus diberi
Boundary Element.Boundary element harus dipasang secara horizontal
tidak kurang daripada :1)
2)
Maka boundary element atau tulangan komponen batas harus
dipasang minimal sejauh 1050 mm, diambil jarak pakai 1250 mm dari
sisi masing-masing serat tekan terluar panel BC. Direncanakan
tulangan longitudinal komponen batas 13 D10 100 dengan clear cover
sebesar 30 mm.
Jumlah tulangan = 1250/200 = 6,25, maka dipasang 6 D10 200.Luas
pakai 6 D10 200, Av = 471 mm2> 254,754 mm2.OK.Selanjuatnya
adalah desain tulangan boundary element atau komponen batas untuk
segmen dinding panel AB seperti tampak pada gambar di bawah
ini.
Gambar 4.7 Panel AB Tinjauan Boundary Element (merah)Data yang
dibutuhkan untuk penulangan boundary element AB adalah :Pu =
13208,508 NBC = 2280 mmu = 40,385 mm
Gambar 4.8 Diagram Interaksi Dinding Geser Panel AB
c = 581 mm > 542,857 mm maka panel tersebut harus diberi
Boundary Element atau tulangan komponen batas.Boundary element
harus dipasang secara horizontal tidak kurang daripada :1)
2)
Maka boundary element atau tulangan komponen batas harus
dipasang minimal sejauh 353 mm, diambil jarak pakai 440 mm dari
sisi masing-masing serat tekan terluar panel AB.Direncanakan
tulangan longitudinal komponen batas 4 D10 100 dengan clear cover
sebesar 30 mm.
Direncanakan tulangan sengkang D10 100 untuk arah horizontal.
Luas tulangan transversal atau sengkang yang dibutuhkan tidak boleh
kurang dari :
Jumlah tulangan = 440-150/100 = 2,9 maka dipasang 3 D10 100.Luas
pakai 3 D10 100, Av = 235,5 mm2> 141,951 mm2.OK. Untuk
penulangan komponen batas atau Boundary Element pada lantai
berikutnya disamakan dengan perhitungan di atas pada ground floor
karena tulangan boundary dipasang menerus dari dasar sampai lantai
atap LMR.
4.5Hasil Desain
Gambar 4.9 Detail Core Lift (Passanger Elevator 3 Cars)
6. 7. KESIMPULANPada gedung perkantoran ini dirancang
elevator/lift 3 kabin dengan dinding geser yang memiliki ketebalan
150 mm dan tinggi dari dasar hingga sampai lantai atap Lift Machine
Room (LMR). Hasil perhitungan penulangan struktur dinding
memberikan hasil sebagai berikut :1. Longitudinal Reinforcement
Core Lift (Tulangan Utama)Lt. Ground: D10 200 untuk area
non-boundary dan D10 100 untuk area boundary atau komponen
batas.Lt. 2 3 :D10 200 untuk area non-boundary dan D10 100 untuk
area boundary atau komponen batas.Lt. 4 8 :D10 200 untuk area
non-boundary dan D10 100 untuk area boundary atau komponen
batas.Lt. Atap LMR :D10 200 untuk area non-boundary dan D10 100
untuk area boundary atau komponen batas.
2. Transversal Reinforcement Core Lift (Tulangan Sengkang)Lt.
Ground: D10 200 untuk area non-boundary dan D10 100 untuk area
boundary atau komponen batas.Lt. 2 3 :D10 100 untuk area
non-boundary dan D10 100 untuk area boundary atau komponen
batas.Lt. 4 8 :D10 200 untuk area non-boundary dan D10 100 untuk
area boundary atau komponen batas.Lt. Atap LMR :D10 200 untuk area
non-boundary dan D10 100 untuk area boundary atau komponen
batas.
8. 9. REFERENSI1. _. 2013. Brosur Passanger Elevator. Hyundai
Elevator Co., Ltd.2. _. 2013. Hyundai Elevator Planning Guide
(Untuk Konsultan dan perencana). Hyundai Elevator Co., Ltd.3. _.
2010. Perhitungan Kebutuhan Lift. Materi Utilitas Bangunan 2010.4.
Admin. 2010. Hoistway detail : Intermediate Support and Separator
Beam. Available from URL :
http://elevatorescalator.wordpress.com/2010/.5. Badan Standarisasi
Nasional. RSNI 03-1726-2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Jakarta : 2010.6.
Badan Standarisasi Nasional. SNI 05-7052-2004. Syarat-syarat Umum
Konstruksi Lift Penumpang yang Dijalankan dengan Motor Traksi Tanpa
Kamar Mesin. Jakarta : 2004.7. Christiani, Yohanna. 2009. Shear
Wall. Available from URL :
http://yohannachristiani.blogspot.com/2012/06/shear-wall.html.8.
Departemen Pekerjaan Umum. SNI 03 2847 2002. Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (Beta Version). Bandung :
2002.9. Asroni, Ali. Kolom Fondasi & Balok T Beton Bertulang.
Yogyakarta: Graha Ilmu, 2010.10. Doran, B. 2003. Elastic-plastic
analysis of R/C coupled shear wall : The equivalent stiffness ratio
of the tie element. Department of Civil Engineering, Faculty of
Civil Engineering, Yildzid Technical University : Istanbul,
Turkey.11. Imran, Iswandi. 2008. Aplicability Metoda Desain
Kapasitas pada Perancangan Struktur Dinding Geser Beton Bertulang.
Institut Teknologi Bandung.12. Khozin, Nur dan Andi Darmawan,
Saryono. Perencanaan Struktur Gedung Apartemen Berlian Jakarta.
Tugas Akhir.13. Suhelda dan Yuliani, Ester. Evaluasi Perbandingan
Konsep Desain Dinding Geser Tahan Gempa Berdasarkan SNI Beton.14.
Syarif, Nawar. 2011. Berkenalan dengan SRPM (Sistem Rangka Pemikul
Momen). Available from URL :
http//nawarsyarif.blogspot.com/2011/10/berkenalan-dengan-srpm-sistem-rangka.html.15.
Tavio dan Kusuma, Beny. 2010. Desain Sistem Rangka Pemikul Momen
dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya :
ITSpress.