Two way slab and one way slab

PELAT DUA ARAH

Pada dasarnya perencanaan plat dua arah atau bahasa keren-nya two way slab concrete nggak jauh beda dengan perencanaanplat dua arah metode rangka ekivalen. Namun metode ini lebihmudah, karena kita lansung dapat menggunakan koefisien-koefisien yang telah disediakan oleh SNI. Karena kitalansung dapat menggunakan koefisien tersebut, makanyadisebut perencanaan lansung (direct design).

Plat dua arah berbeda dengan plat satu arah. Dikarenakanpada perencanaanya plat dua arah menggunakan tulangan arahmemanjang dan tulangan arah melebar yang saling bersilangansatu sama lainnya. Boleh saling tegak lurus, boleh jugamembentuk sudut. Dan tulangan arah melebar musti beradadiatas tulangan memanjang, nggak boleh ketukar. Alasanya???Yah ada beberapa pasal dalam SNI yang menjelaskan tentangmaksud ini, dan ntar bisa terlalu panjang tulisan ini bilaaku menempatkannya pada blog ini (alasan lain karena akumalas ngetiknya, wkakakakaka….!!)

Step perencanaan plat dua arah metode DDM sebagai berikut:

1. Menentukan dimensi elemen-elemen struktur dan level beban hidup

2. Menghitung pembagian momen rencana pada plat dan balok

3. Merencanakan tulangan plat

4. Kombinasi pembebanan

5. Gambar

Sistem pelat dua arah dapat terjadi pada pelat tunggal maupun menerus, asal perbandingan panjang bentang kedua sisi memenuhi. Persyaratan jenis pelat lantai dua arah jika perbandingan dari bentang panjang terhadap bentang pendek kurang

Menurut bentuk geometri dan arah tulangan cara analisis pelat dibagi menjadi dua yaitu pelat satu arah dan pelat dua arah, yang masing-masing dibahas lebih mendalam pada pasal-pasal berikut. Penjelasan yang pertama ini hanya membahasSlab satu arah. Slab-kasau satu arah (one-way joist slab). Slab dua arah dan balok. Slab waffle dua arah. Pelat datar dua arah. Slab datar dua arah. Tulanganpada pelat lantai beton ada dua macam, tulangan rangkap (2 lapis) dan tulanganPada kolom berspasi ada dua sumbu utama melalui titik berat penampang, yaitu sumbu bebas bahan dan sumbu bahan. Sumbu bebas bahan adalah sumbu yang sejajar muka yang berspasi pada kolom, sedangkan sumbu bahan adalah sumbu yang tegak lurus arah sumbu .

Kolom yang tersusun dari gabungan kayu gergajian, kayu laminasi struktural, atau dari jenis kayu lain yang berbeda kekakuannya dan bekerja pada arah sejajar serat, atau kombinansi dengan pelat baja, atau batang baja,Sistem pelat dua arah dapat terjadi pada pelat tunggal maupun menerus, asal perbandingan panjang bentangkedua sisi memenuhi. Persyaratan jenis pelat lantai dua arah jika perbandingan dari bentang panjang terhadap bentang pendek kurang

DESAIN PELAT DUA ARAH. Posted on October 12, 2010 by Santus. 0. Pilih layout dan jenis pelat; Pilih tebal untuk kontrol defleksi. Asumsikan alfa m kurang dari 2, cari harga tinggi sementara. Tentukan alfa m, pada balok tepi dan balok

Dalam perhitungan struktur yang sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 dikenal adanya penulangan pelat/dak lantai satu arah dan dua arah. Menurut Istimawan Dipohusodo (dalam bukunya struktur beton bertulang) yang disebut dengan penulanganp_x=\frac{E}{c^2}\frac{v dan p_y=0 seperti sebelumnya. Untuk \theta=90^0 , kedua pelat konduktor paralel bidang-xz. Superposisi gelombang EM menjadi f(x,y,t)=2A\sin{\frac{ yaitu pandu gelombang yangmerambat ke arah-x

Pernah liat gambar di samping? Ayo tebak? Ini bukan kue lho,hehe.  Jadi apa donk? Sudah pasti jawabannya sama dengan judul postingan ini. Ini adalah gambar waffle slab, yaitu salahsatu tipe lantai yang terbuat dari material beton. Ciri khaswaffle slab yaitu keberadaan rusuk (joist) yang arahnya saling tegak lurus satu sama lain.

Tipe lantai ada macam-macam, diantaranya yang lazim digunakan adalah flat slab, ribbed slab, dan waffle slab. Tipe yang pertama yaitu flat slab sangat disukai oleh arsitek dan juga owner proyek karena tidak ada penggunaan rusuk yang menopangpelat lantainya. Hal itu sangat menguntungkan karena penggunaan ruang antar lantai semakin lapang selain tentunyalebih indah. Untuk tipe yang kedua yaitu ribbed slab, adalah tipe pelat lantai yang diberi rusuk satu arah untuk menambahkekuatan dan kekakuan pada arah pemasangannya. Sedangkan tipe yang terakhir yaitu waffle slab intinya sama dengan ribbed slab namun pemasangan rusuk pada 2 arah.  Nah, dengan keberadaan rusuk pada pelat tentu akan mengurangi ruang antar lantai dan tentunya pengguanaan material pun secara kasat mata terlihat lebih boros juga dibandingkan tipe flat slab.

Lalu apa untungnya donk kok waffle slab masih digunakan sampai saat ini? Seperti yang telah saya tulis di atas,  pada waffle slab terdapat rusuk 2 arah yang tentunya akan menambah aspekkekuatan dan tentu saja kekakuan pelat lantai itu sendiri. Namun di sisi lain ada trade-off yang harus diderita yaitu biaya produksi yang  lebih mahal.

Kapan kita perlu memepertimbangkan menggunakan lantai tipe waffle slab? Tipe pelat lantai seperti ini tentu akan jarang ditemui di rumah tinggal atau di mall. Dengan keunggulan stiffness yang lebih tinggi, waffle slab digunakan untuk struktur yang biasanya berkaitan dengan aspek getaran misalnya pabrik, lab, ruang dansa, dll. Getaran dapat disebabkan oleh manusia (langkah berjalan, menari/dansa, dll) atau disebabkan oleh mesin-mesin. Getaran yang terlalu besar akan menimbulakan ketidaknyamanan bagi orang di sekitarnya. Oleh karena itu, Prof. Murray memprakarsai terbentuknya peraturan di ASCE yang khusus meninjau aspek getaran pada gedung . Dari referensi publikasi jurnal internasional, para peneliti sangat merekomendasikan pelat tipe waffle slab sebagai salah satu faktor untuk mengatasi masalah getaran.

Kebetulan penelitian thesis saya saat ini adalah tentang aspek getaran pada gedung hi-tech semiconductor  factories yang persyaratan getarannya sangat ketat karena peralatan yang digunakan pada industri jenis ini berskala nano. Tentu saja untuk mengatasi menciptakan kondisi ruangan yang memenuhi syarat gearan tertentu tidak hanya menerapkan waffle slab semata, tetapi juga ada fakto-faktor lain yang dapat diterapkan. Nanti kalau sudah selesai, saya share juga di

blog ini

Concrete slab

Suspended slab under construction, with the formwork still in place.

Suspended slab formwork and rebar in place, ready for concrete pour. On reinforced concrete blockwork supporting walls.

A concrete slab is a common structural element of modern buildings. Horizontal slabs of steel reinforced concrete, typically between 10 and 50 centimetres thick, are most often used to construct floors and ceilings, while thinner slabs are also used for exterior paving.

In many domestic and industrial buildings a thick concrete slab, supported on foundations or directly on the subsoil, is used to construct the ground floor of a building. In highrise buildings and skyscrapers, thinner, pre-cast concrete slabs are slung between the steel frames to form the floors and ceilings on each level.

On the technical drawings, reinforced concrete slabs are often abbreviated to "r.c.slab" or simply "r.c.".

Thermal performanceThere are two main thermal considerations. The first is the question of insulating a floor slab. In older buildings, concrete slabs cast directly on the ground can drain heat from a room. In modern construction, concrete slabs are usually cast above a layer of insulation such as expanded polystyrene, and the slab may contain underfloor heating pipes. However, there are still uses for an uninsulated

slab, typically in outbuildings which are not heated or cooled to room temperature. In those cases, casting the slabdirectly onto a rocky substrate will maintain the slab at ornear the temperature of the substrate throughout the year, and can prevent both freezing and overheating.

The second consideration is the high thermal mass, which applies to walls and floors, or wherever the concrete is used within the thermal envelope. It is a disadvantage wherethe rooms are heated intermittently and require a quick response, as the concrete takes time to warm up, causing a delay in warming the building. But it is an advantage in climates with large daily temperature swings, where the slabacts as a regulator, keeping the building cool by day and warm by night.

[edit] DesignFor a suspended slab, there are a number of designs to improve the strength-to-weight ratio. In all cases the top surface remains flat, and the underside is modulated:

Corrugated, usually where the concrete is poured into a corrugated steel tray. This improves strength and prevents the slab bending under its own weight. The corrugations run across the short dimension, from side to side.

A ribbed slab, giving considerable extra strength on one direction.

A waffle slab, giving added strength in both directions.

Reinforcement design

A one way slab needs moment resisting reinforcement only in its short-direction. Because, the moment along long axes is so small that it can be neglected. When the ratio of the length of long direction to short direction of a slab is greater than 2 it can be considered as a one way slab.

A two way slab needs moment resisting reinforcement in both directions. If the ratio of the lengths of long and short side is less than one then moment in both direction should be considered in design.

[edit] ConstructionA concrete slab may be prefabricated or in situ. Prefabricated concrete slabs are built in a factory and transported to the site, ready to be lowered into place between steel or concrete beams. They may be pre-stressed (in the factory), post-stressed (on site), or unstressed. Itis vital that the supporting structure is built to the correct dimensions, or the slabs may not fit.

In situ concrete slabs are built on the building site using formwork - a type of boxing into which the wet concrete is poured. If the slab is to be reinforced, the rebars are positioned within the formwork before the concrete is pouredin. Plastic tipped metal, or plastic bar chairs are used to hold the rebar away from the bottom and sides of the form-work, so that when the concrete sets it completely envelops the reinforcement. For a ground slab, the form-work may consist only of sidewalls pushed into the ground. For a suspended slab, the form-work is shaped like a tray, often supported by a temporary scaffold until the concrete sets.

The formwork is commonly built from wooden planks and boards, plastic, or steel. On commercial building sites today, plastic and steel are more common as they save labour. On low-budget sites, for instance when laying a concrete garden path, wooden planks are very common. After the concrete has set the wood may be removed, or left there permanently.

In some cases formwork is not necessary - for instance, a ground slab surrounded by brick or block foundation walls, where the walls act as the sides of the tray and hardcore acts as the base.

pcaSlab is highly efficient in helping engineers analyze, design and investigate reinforced concrete floor systems. Like its predecessor ADOSS, pcaSlab now analyzes beams, one-way slab systems, two-way slab systems, and includes all thefunctionalities of pcaBeam.

This program incorporates torsion into shear design and investigation of beam systems. Shear capacity including torsion is represented in terms of required and provided area of transverse and longitudinal reinforcement.

Additional savings in both material and labor can be achieved using the moment redistribution feature. It allows up to 20% reduction of negative moments over supports reducing reinforcement congestions in these regions.

pcaSlab supports ACI 318-05, ACI 318-02, ACI 318-99, and CSAA23.3-94 codes in both English and metric units.

Analysis and design tools in pcaSlab are provided for the following systems:

Simple and continuous beams

One-way slabs

Two-way flat plates

Two-way flat slabs (with drop panels)

One-way pan joist systems (Standard modules)

One-way skip joist systems (Wide modules)

Two-way joist systems (Waffle slabs)

pcaSlab enables the user to integrate up to 20 spans and twocantilevers of multiple floor system types in each model. Beyond new slab analysis and design, pcaSlab can perform strength investigation for evaluation and/or modifications to existing building slabs. The program promises to save users time crosschecking designs with applicable provisions of relevant design codes.

Sistim Lantai Beton BetulangStruktur dan KonstruksiBangunan I1. Plat Satu Arah(One Way Slab)Plat Disupport dari 2 sisi oleh balok atau dindingpendukung.Plat satu arah umumnya digunakan untuk menahanbeban ringan/menengah diatas bentang yang relatifpendek.Jarak bentangan 6’ s/d 12’ (2 m s/d 4 m)Ketebalan plat lantai : 1/30 X bentangan plat.Ketebalan plat atap : 1/36 X bentangan plat.

2. Plat Berusuk Satu Arah(One Way Joist Slab)Plat berusuk satu arah umumnya digunakan untukmemikul beban berat, bentang lebih panjangdaripada plat/slab biasa tapi bukan untuk bebanberat terpusat.Rusuk dapat diperlebar pada ujung tumpuan untukmemperbesar ketahanan terhadap geser.Plat berusuk satu arahBalok pengikatrusuk, kedalaman(tinggi) samadengan rusuktetapi lebih besar.Ketebalan platuntuk lantai adalah: 1/24 X bentanganplat lantai.

3. Plat Wafel Dua Arah(Two Way Waffle Slab)Plat wafel dua arahdipergunakan untukbentangan yang lebardengan beban yangberat.Jarak bentangan 20’s/d 40’ (6,6 m s/d13,3 m).Ketebalan untuk platlantai adalah : 1/24 Xbentangan plat lantai.

4. Plat Dua Arah Dengan Pembalokan(Two Way Slabs With Beams)Plat dua arah didukungdari 4 sisi oleh balok.Bentang plat sedapatmungkin berbentukpersegi (mendekatipersegi).Dipergunakan untuk

bentang besar danbeban berat.Jarak bentangan 15’s/d 40’ (5 m s/d 13,3m).

5. Plat Datar Dua Arah(Two Way Flat Slab)Plat disupport olehkolom tanpa balokbalok.Drop panel dancolumn capmemperkuat slab padatumpuan kolom.Jarak bentangansampai dengan 12’(bentangan mencapaijarak 13,3 m).Ketebalan plat lantai :1/36 X bentangan plat.

6. Plat Datar Dua Arah(Two Way Flat Plate)Sistem hampir sama dengan TwoWay Flat Slab hanya tidakbeban dengan berat pertengan.Memiliki kelebihan dalam bentuk danpenempatan kolom yang fleksibel.Ketebalan plat lantai : 1/33 Xbentangan plat lantai.

Design of Flat Slabs

Slabs Slabs - Ribbed Slabs Ribbed SlabsOne way joists

Details of Construction

Details of Construction (2

Equivalent Span Equivalent Span Leq

Example of Joists Design

The design has two steps:1. Design of the top flat plate supported by the ribs (joists)2. Design of the joists as T beams (integrally connected withtop flat slab

Upper Flat Plate Design

Design of Joists Design

Design for Flexure

Verification of Shear

Design for Flexure

Cross Section

Area of Reinforcing Bars

2.2. Pelat Dua Arah

Sistem pelat dua arah mempunyai perbandingan bentangpanjang terhadap bentang pendek (ly/lx) antara 1,0 hingga2,0.

(2-1)

Beberapa metoda dapat digunakan untuk menganalisispelat jenis ini, diantaranya :

metoda koefisien momen, metode disain langsung (direct design method),

metode portal ekivalen (equivalent frame method), metoda garis leleh (yield line method).

2.2.1. Penulangan PelatPenempatan tulangan pada sistem pelat dua arah, sesuaidengan sifat beban dan kondisi tumpuannya, harusmemenuhi ketentuan yang ada pada SK-SNI-2002.

1.Luas tulangan pelat pada masing-masing arah darisistem pelat dua arah ditentukan dengan meninjaumomen-momen pada penampang kritis tapi tidak bolehkurang daripada yang disyaratkan.

2.Spasi tulangan pada penampang kritis tidak bolehlebih daripada dua kali tebal pelat kecuali untukbagian pelat yang berada pada daerah rongga ataurusuk.

3.Tulangan momen positif yang tegak lurus tepi tak-menerus harus diteruskan hingga mencapai tepipelat dan ditanam, dapat dengan kaitan, minimumsepanjang 150 mm ke dalam balok tepi, kolom, ataudinding.

4.Tulangan momen negatif yang tegak lurus tepi tak-menerus harus dibengkokan atau diangkur pada baloktepi, kolom, atau dinding, sesuai dengan ketentuanmengenai panjang penanaman.

5.Bila pelat tidak memiliki balok tepi atau dindingpada tepi tak-menerus, atau pada pelat yangmembentuk kantilever pada tumpuan makapengangkuran tulangan harus dilakukan didalampelat itu sendiri.

2.2.2 Tebal minimum Pelat dua Arah

Tebal minimum pelat tanpa balok interior yang

menghubungkan tumpuan-tumpuannya dan mempunyai rasiobentang panjang terhadap bentang pendek yang tidaklebih dari dua, harus memenuhi ketentuan Tabel 2.2 dantidak boleh kurang dari nilai berikut :

Pelat tanpa penebalan ………………………………………………..120 mm Pelat dengan penebalan ………………………………………………100 mm

Tebal pelat minimum dengan balok yang menghubungkantumpuan pada semua sisinya harus memenuhi ketentuansebagai berikut :

1. Untuk m yang sama atau lebih kecil dari 0,2,harus menggunakan Tabel 2.2.

2. Untuk m lebih besar dari 0,2 tapi tidaklebih dari 2,0, ketebalan pelat minimum harusmemenuhi

(2-2)

dan tidak boleh kurang dari 120 mmUntuk m lebih besar dari 2,0, ketebalan pelat minimum tidak boleh kurang dari:

(2-3)

dan tidak boleh kurang dari 90 mm

dimana : =

rasio kekakuan lentur penampang balokterhadap kekakuan lentur pelat dengan lebaryang dibatasi secara lateral oleh garis-garis sumbu tengah dari panel panel yangbersebelahan (bila ada) pada tiap sisibalok.

m = nilai rata-rata untuk semua balok padatepi-tepi dari suatu panel

β = rasio bentang bersih dalam arah memanjangterhadap arah memendek dari pelat dua arah

ln = panjang bentang bersih dalam arah memanjangdari konstruksi dua arah, diukur dari muka-ke-muka tumpuan pada pelat tanpa balok danmuka-ke-muka balok atau tumpuan lain padakasus lainnya, mm

Tabel 2.2. Tebal minimum untuk pelat dua arah

Pada tepi yang tidak menerus, balok tepi harusmempunyai rasio kekakuan tidak kurang dari 0,8 atausebagai alternatif ketebalan minimum yang ditentukanpers. (2-2) atau pers. (2-3) harus dinaikan palingtidak 10% pada panel dengan tepi yang tidak menerus.

2.2.3 Metode Koefisien Momen

Dalam metode koefisien momen ini, setiap panel pelatdi analisis sendiri-sendiri (masing-masing paneldianggap terpisah). Momen-momen lentur pelat padamasing-masing arah (arah x dan arah y) dapat

ditentukan dari tabel koefisien momen yang diberikan(Tabel 2.3 dan Tabel 2.4).

Tepi-tepi pelat dapat dianggap terletak bebas,terjepit penuh, atau terjepit elastis.

Terjepit penuh terjadi apabila bagian pelattersebut menjadi satu kesatuan monolit denganbalok yang relatif kaku, yang memungkinkan pelattersebut tidak dapat mengalami putaran sudut padatumpuannya.

Terjepit elastis terjadi apabila bagian pelattersebut menjadi satu kesatuan monolit denganbalok yang relatif tidak terlalu kaku, yangmemungkinkan pelat tersebut mengalami putaransudut pada tumpuannya.

Tepi-tepi pelat yang menumpu atau tertanam didalam dinding bata, harus dianggap sebagai tepiterletak bebas.

Catatan :

Terdapat sembilan set koefisien momen yang sesuaiuntuk sembilan kondisi tumpuan pelat (lihat Tabel 2.3dan Tabel 2.4)

Dengan mengacu pada kondisi tumpuan dari ke-empat sisipelat dan perbandingan ly/lx , maka momen per lebarsatuan dalam arah bentang pendek (Mtx dan Mlx) danbentang panjang (Mty dan Mly), dapat dihitung dari rumusberikut :

(2-4)

dimana qu : beban merata terfaktorX : koefisien momen, dimana nilainyatergantung dari perbandingan ly/lx dan kondisi tumpuanpelat, dibaca dari Tabel (2-3) dan Tabel (2-4).lx : panjang bentang dalam arah x ( sisipendek)

Catatan :

Tabel 2.3 Momen-momen pelat akibat beban terbagi rata (Tumpuan terjepit elastis)

Catatan :

Tabel 2.4 Momen-momen pelat akibat beban terbagi rata (Tumpuan terjepit penuh)