STRUKTUR DINDING DINDING GESER GESER PADA PADA BANGUNAN
Shear wall atau lebih dikenal dengan istilah dinding geser adalah bagian element struktur yang dirancang berbentuk dinding beton bertulang yang secara umum diaplikasikan pada gedung bertingkat, memiliki fungsi untuk menahan menahan gaya geser, gaya gaya lateral akibat gempa bumi atau gaya lainnya yang bekerja. Shear wall pada gedung bertingkat secara umum biasanya menggunakan mutu beton di atas Fc 30 Mpa. Penggunaan shear wall wall lebih banyak digunakan pada bangunan bangunan high rise building karena semakin tinggi bangunan, bangunan, semakin besar gaya angin dan gempa gempa yang akan bekerja. ua fungsi utama dari shear wall adalah sebagai kekuatan dan sebagai pengaku. Shear wall diharapkan mampu menahan segala beban seperti beban geser, lateral, dan sebagainya. Sedangkan fungsi shear wall sebagai pengaku adalah menahan goyangan!goyangan yang terjadi pada bangunan akibat gempa bumi sehingga semua element struktur mempunyai tingkat kekakuan yang sama. "ika ada salah satu elemen struktur yang tidak kaku maka akan terjadi tingkat kerusakan pada seluruh bangunan. "enis inding #eser $Shear %all& %all& Pada 'angunan teerbagi menjadi 3 ( ). 'ear 'earin ing g wall wall ( adal adalah ah jeni jeniss dind dindin ing g gese geserr yang yang memi memilik likii ii fung fungsi si seba sebaga gaii pena penaha han n beba beban n gra*itasi. +. Frame Frame wall wall ( adalah adalah dinding dinding geser geser yang yang berfun berfungsi gsi sebagai sebagai penahan penahan gaya gaya latera lateral, l, geser dan pengaku pada sisi luar bangunan. inding inding ini terletak di antara dua kolom struktur. struktur. 3. ore ore wall wall ( adalah jenis jenis dinding dinding geser yang yang terletak terletak di pusat! pusat!pus pusat at massa banguna bangunan n yang berfungsi sebagai pengaku bangunan gedung. 'iasan ya core wall diletakkan pada lubang -ift yang berfungsi sebagai dinding lift sekaligus.
Posisi inding #eser $Shear %all& %all& Pada 'angunan #edung sebagai beikut( Penempatan dinding geser sangat tergantung dari beberapa faktor antara lain ( ). ingkat simetrisitas bangunan, +.
inggi bangunan, dan
3.
/sumsi dari perencana.
Fungsi tama inding #eser $Shear %all& %all& Pada 'angunan adalah( ). Sebagai Sebagai 1ekuatan 1ekuatan ( Shear wall wall diharapkan diharapkan mampu mampu menahan menahan segala beban beban seperti seperti beban beban geser, geser, lateral, dan sebagainya. inding geser harus memberikan kekuatan lateral yang diperlukan untuk melawan kekuatan gempa hori2ontal. 1etika dinding geser cukup kuat, konstruksi ini akan mentransfer gaya hori2ontal ke elemen berikutnya dalam jalur beban lainnya, seperti dinding geser lainnya, lantai, pondasi dinding, lembaran atau footings. +. Sebagai Sebagai 1ekakuan 1ekakuan ( Shear wall wall diharapka diharapkan n mampu menahan menahan goyang goyangan!goy an!goyangan angan yang yang terjadi terjadi pada bangunan akibat gempa bumi sehingga semua element struktur mempunyai tingkat kekakuan yang sama. "ika ada salah satu elemen struktur yang tidak kaku maka akan terjadi tingkat kerusakan pada seluruh bangunan. inding geser juga memberikan kekakuan lateral untuk mencegah atap atau lantai di atas dari sisi go yangan yang berlebihan.
'eberapa teknik pelaksanaan konstruksi shear wall ). Fabrikasi pemb embesi esian din dind ding ing sh shear wa wall. ll. +.
Pemas Pemasan anga gan n tula tulang ngan an *er *ertik tikal al yan yang g dico dicorr bersa bersama maan an den denga gan n pela pelatt lant lantai ai baw bawah ahny nya. a.
3.
Pema Pemasa sang ngan an tula tulang ngan an hori hori2o 2ont ntal al,, ikat ikat deng dengan an bend bendra rat. t.
.
Pemas Pemasan anga gan n bek bekis istin ting g pada pada dua dua sis sisii luar luar.. Pem Pemas asan anga gan n bek bekis istin ting g haru harusla slah h sesua sesuaii dengan yang disyaratkan agar didapatkan beton dengan kualitas yang baik.
4.
or beton dengan ready mi5.
6.
'ongkar be bekisting.
7.
Perawatan 8 curing beton
9lemen struktur struktur dinding geser( Pada umumnya dinding geser dikategorikan berdasarkan geometrinya , sebagai berikut( •
•
•
Fle5ural wall$dinding langsing&, yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw8lw : +, dimana desain dikontrol terhadap perilaku lentur. S;uat wall $dinding pendek&, yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw8lw < +, dimana desain dikontrol terhadap perilaku lentur. c. oupled shear wall $dinding berangkai&, dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa ditahan oleh sepasa ng dinding geser yang dihubungkan dengan balok!balok penghubung sebagai gaya tarik dan tekan yang bekerja pada masing!masing dasar dinding tersebut
Dalam merencanakan dinding geser, perlu diperhatikan bahwa dinding geser yang berfungsi untuk menahan gaya lateral yang besar akibat beban gempa tidak boleh runtuh akibat gaya lateral, l ateral, karena apabila dinding geser runtuh karena gaya lateral maka keseluruhan struktur bangunan akan runtuh karena
tidak ada elemen struktur yang mampu menahan gaya lateral. Oleh karena itu, dinding geser harus didesain untuk mampu menahan gaya lateral yang mungkin terjadi akibat beban gempa dimana berdasarkan SNI 0!"#$%!"0& pasal &$.'..&, tebal minimum dinding geser (td) tidak boleh kurang dari &00 mm. Dalam pelaksanaannya dinding geser selalu dihubungkan dengan sistem rangka pemikul momen. Dinding struktural yang biasa digunakan pada gedung tinggi adalah dinding geser kantile*er, dinding geser berangkai, be rangkai, dan sistem rangka! dinding geser (dual system). +erja sama antara sistem rangka penahan momen dan dinding geser merupakan suatu keadaan khusus, dimana dua struktur yang berbeda sifat dan perilakunya digabungkan digabungkan sehingga diperoleh struktur yang yang lebih ekonomis. 1erja sama ini dapat dibedakan dibedakan menjadi beberapa beberapa macam sistem struktur yaitu( •
Sistem ganda yaitu sistem struktur yang merupakan gabungan dari sistem rangka pemikul
•
momen dengan dinding geser atau bresing. =angka pe mikul momen sekurang!kurangnya mampu menahan +4> dari gaya lateral dan sisanya ditahan oleh dinding gese r. ?ilai koefisien modifikasi respons $=& yang direkomendasikan untuk siste m ganda dengan Sistem =angka Pemikul Momen 1husus $S=PM1& adalah 7. Sistem interaksi dinding geser dan rangka yaitu sistem struktur yang merupakan gabungan
•
dari sistem rangka beton bertulang dan dinding geser biasa. ?ilai = yang direkomendasikan untuk sistem interaksi dinding geser dan rangka adalah ,4. Sistem rangka gedung yaitu sistem struktur yang memiliki rangka ruang pemikul beban gra*itasi secara lengkap. Pada sistem ini, gaya lateral akibat gempa yang terjadi dipikul oleh dinding geser atau rangka bresing.
Perilaku Struktur Rangka Kaku, Dinding Dinding Geser, dan Struktur RangkaDinding Geser (Dual System) Perilaku Struktur Rangka Rangka Kaku (Rigid rame) rame)
Sistem rangka kaku atau rigid frame biasanya berbentuk rangka segi empat teratur yang terdiri dari balok hori2ontal dan kolom *ertikal *ertikal yang terhubung pada suatu bidang secara kaku $rigid&, sehingga pertemuan antara kolom dan balok dapat menahan momen. Pada dasarnya dasarnya rangka kaku akan ekonomis digunakan sampai 30 lantai untuk rangka baja dan sampai +0 lantai untuk rangka beton bertulang .1arena sifat hubungan yang yang kontinuitas antara kolom dan balok, maka maka mekanisme rangka kaku dalam menahan beban lateral merupakan suatu respons bersama dari balok dan kolom, terutama respons melalui lentur dari kedua jenis elemen tersebut. seperti yang ditunjukkan pada #ambar
#ambar tersebut menjelaskan bahwa lendutan lateral yang terjadi pada balok dan kolom pada struktur rangka kaku disebabkan oleh dua hal, yaitu(
a) !endutan !endutan dise"a"kan dise"a"kan #le$ lentur lentur kantile%er kantile%er
-enturan ini dikenal sebagai chord drift, yaitu dimana saat menahan momen guling $o*erturning moment& akibat beban lateral, struktur rangka beraksi sebagai suatu balok kantile*er *ertikal yang melentur dalam bentuk deformasi aksial dari kolom!kolom penyusunnya. -entur kantile*er ini kira!kira menyumbangkan +0> +0> dari total simpangan struktur ") De&lak De&laksi si karen karena a lentur lentur "al# "al#k k dan k#l# k#l#m m
Perilaku struktur akibat lentur balok dan kolom dikenal dikenal sebagai shear lag atau frame wracking. /danya /danya gaya geser yang terjadi pada kolom dan balok akan menimbulkan momen lentur pada kedua elemen tersebut. -enturan pada kolom dan balok menyebabkan terjadi distorsi secara keseluruhan pada rangka gedung. ipe deformasi ini men yebabkan @ A0> dari total simpangan struktur yang terdiri dari 64> akibat lenturan balok dan )4> akibat lenturan kolom.
Pada #ambar tersebut menunjukkan suatu struktur rangka kaku yang menerima gaya lateral akan mengalami simpangan ke arah beban yang bekerja $#ambar c&, yang merupakan kombinasi simpangan yang diakibatkan oleh lentur kantile*er $#ambar a& sebesar +0> dari total keseluruhan simpangan dan lentur balok dan kolom $#ambar b& sebesar A0> dari total keseluruhan simpangan ') Perilaku Perilaku Dindin Dinding g Geser Geser (S$ear (S$earall* all*antile antile%er %er +all) +all)
inding geser merupakan suatu subsistem gedung yang memiliki fungsi utama untuk menahan gaya lateral akibat beban ge mpa. 1eruntuhan pada dinding geser disebabkan oleh momen lentur karena terjadinya sendi plastis pada kaki dinding. Semakin tinggi suatu gedung, simpangan hori2ontal yang terjadi akibat ga ya lateral akan semakin besar, untuk itu sering digunakan dinding geser pada struktur bangunan tinggi untuk memperkaku struktur sehingga simpangan yang terjadi dapat berkurang. inding geser juga berfungsi untuk mereduksi momen yang diterima struktur rangka sehingga di mensi struktur rangka dapat dibuat seefisien mungkin pada struktur bangunan tinggi akibat gaya lateral. #aya lateral yang terjadi pada suatu gedung, baik diakibatkan oleh beban ge mpa maupun angin akan disebar melalui struktur lantai yang berfungsi sebagai diafragma hori2ontal yang
kemudian akan ditahan oleh dinding geser karena memiliki kekakuan yang besar untuk menahan gaya lateral inding geser dapat dianggap sebagai balok yang tebal karena kekakuannya dan berinteraksi terhadap gaya lateral serta lentur terhadap momen guling $o*ertuning momen&. 1emampuan dinding geser dalam menahan gaya lateral, torsi, dan momen guling tergantung dari konfigurasi geometri, orientasi, dan lokasi dindinggeser pada suatu bangunan. d& Perilaku Perilaku Struktu Strukturr =angka! =angka!inding inding #eser $ual System& Semakin tinggi suatu gedung, penggunaan struktur rangka saja untuk menahan gaya lateral akibat beban gempa menjadi kurang ekonomis karena akan menyebabkan dimensi struktur balok dan kolom yang dibutuhkan dibutuhkan akan semakin besar untuk menahan menahan gaya lateral. Bleh karena itu, untuk meningkatkan kekakuan dan kekuatan struktur terhadap ga ya lateral dapat digunakan kombinasi antara C rangka kaku dengan dinding geser $dual system&. Pada struktur kombinasi ini, dinding geser dan kolom!kolom struktur akan dihubungkan secara kaku $rigid& oleh balok!balok pada setiap lantai bangunan. engan adanya hubungan yang rigid antara kolom, balok, dan dinding geser akan memungkinkan terjadinya interaksi antara struktur rangka dan dinding geser secara menyeluruh pada bangunan, dimana struktur rangka dan dinding geser akan bekerja bersama!sama dalam menahan beban yang bekerja baik it u beban gra*itasi maupun beban lateral. lateral. Selain itu, dengan menggunakan sistem ganda ini, maka simpangan lateral akan jauh berkurang seiring dengan peningkatan jumlah lantai struktur. struktur. Semakin tinggi suatu struktur gedung, semakin kecil s impangan yang terjadi. 'esarnya simpangan keseluruhan yang terjadi pada sistem rangka kaku!dinding geser diperoleh dengan cara menggabungkan perilaku kedua elemen tersebut seperti yang terdapat pada gambar berikut.
•
eformasi mode geser untuk rangka kaku $#ambar a& Pada struktur rangka kaku, sudut deformasi $lendutan& paling besar terjadi pada dasar struktur dimana terjadi geser maksimum.
•
eformasi mode lentur untuk dinding geser $#ambar b&
Pada struktur dinding geser, sudut deformasi $lendutan& paling besar terjadi pada bagian atas bangunan sehingga sistem dinding geser memberikan memberikan kekakuan paling kecil pada bagian atas bangunan.
•
Dnteraksi antara rangka kaku dan dinding geser $#ambar c& Dnteraksi antara struktur rangka kaku dan dinding geser diperoleh dengan membuat superposisi mode s defleksi terpisah yang menghasilkan kur*a S datar. Perbedaan sifat defleksi antara dinding geser dan rangka kaku menyebabkan dinding geser menahan simpangan rangka kaku pada bagian bawah, sedangkan rangka kaku akan menahan simpangan dinding geser pada bagian atas. engan demikian, geser akibat gaya lateral akan dipikul oleh rangka pada bagian atas bangunan dan dipikul oleh dinding geser dibagian bawah bangunan.
