06. Pelat Dua Arah I (Kuliah VI)

Desain Sistem Pelat Dua Arah

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah Pelat satu arah menahan beban dalam satu arah. Pelat dua arah menahan beban dalam dua arah.

1

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah Pelat satu dan dua arah menahan beban dalam dua arah.

Pelat satu arah: Umumnya, sisi panjang / sisi pendek > 2

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah

Flat slab

Pelat dua arah yang diberi balok

2

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah Untuk pelat dan lantai datar, sambungan kolom dapat berupa contoh-contoh berikut:

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah

Flat Plate

Waffle slab

3

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah

Pelat berusuk dua arah dan sistem lantai wafel: Ketebalan pelat pada umumnya berkisar antara 50100 mm.

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah • Flat Plate cocok u bentang 6 – 7.5 m dengan LL= 300 -500 kg/m2 Kelebihan – Formwork murah – Ceiling terbuka (exposed) – Cepat Kekurangan – Kapasitas geser rendah – Kekakuan rendah (defleksi besar)

4

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah • Flat Slab cocok u bentang 6–9m dgn LL=400-750kg/m2 Kelebihan – Formwork murah – Langit2 dapat dibuat terexposed (datar) – Cepat Kekurangan – Butuh formwork khusus u capital and drop panels

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah • Waffle Slab cocok u bentang 9–14m dgn LL= 400 -750 Kg/m2 Kelebihan – Dapat menahan beban yang lbh besar – Langit2 dpt dibuat tereksposed – Cepat Kekurangan – Formwork dgn panels cukup mahal

5

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah • Pelat satu arah yg ditumpu balok cocok u bentang 3-6m dgn LL= 300-500 kg/m2 – Dapat digunakan u bentang yang lbh besar namun butuh biaya tinggi dan defleksi juga besar • Sistem Pelat berusuk satu arah cocok u bentang 6-9m dgn LL= 400-600 kg/m2 – Kuantitas beton dan baja tulangan relatif rendah – Formwork mahal.

Perbandingan Perilaku Pelat Satu Arah dan Dua Arah ws = beban yg kebentang pendek wl = beban yg kebentang panjang δA = δB 5ws A4 384 EI

ws

=

B

4 4

=

5wl B 4 384 EI

For B = 2A ⇒ ws = 16 wl

wl A Rule of Thumb: Untuk B/A > 2, desain sbg pelat satu arah

6

Konsep Desain Umum (1) Metoda Desain Langsung (DDM) Terbatas pada sistem plat yang dibebani merata dan ditumpu kolom dgn spasi yang sama. Metoda ini menggunakan koefisien2 u menentukan momen rencana pd penampang kritis. Jika tdk memenuhi syarat SNI pasal 15.6.1, maka pelat harus dianalysis dengan cara yang lebih akurat.

Konsep Desain Umum (2) Metoda Portal Eqivalen (EFM) Bangunan 3-D dibagi menjadi kumpulan portal2 eqivalen 2-D dgn memotong bangunan sepanjang garis2 tengah antar kolom. Portal tsb kemudian dianalisis secara terpisah di arah longitudinal dan transversal dan dianalisis lantai per lantai.

7

Metoda Portal Eqivalen (EFM)

Portal eqivalen longitudinal

Portal eqivalen transversal

Metoda Portal Eqivalen (EFM)

Elevasi portal

Tampak perspective

8

Metoda Analysis (1) Analisis Elastik Pelat beton dpt diperlakukan sbg pelat elastik. Metoda Timoshenko dapat digunakan u analisis. Atau pakai analisis elemen hingga.

Metoda Analysis (2) Analisis Plastic Metoda garis leleh dapat digunakan u menentukan kondisi batas pelat dgn meninjau garis leleh yg terjadi sbg bentuk mekanism runtuh. Metoda Lajur/Strip, dimana pelat dibagi menjadi strip dan beban pd pelat didistribusikan pd 2 arah ortogonal dan strip kemudian dianalisis sbg balok.

9

Lajur Kolom dan Tengah Pelat dipisah menjadi lajur kolom dan tengah untuk analisis

Tebal Pelat Minimum untuk Konstruksi Dua Arah SNI pasal 11.5.3 mensyaratkan tebal pelat minimum u mengontrol defleksi. Ada 3 persamaan empiris u penentuan tebal pelat (h), yang didasarkan atas hasil riset eksperimental. Jika batasan ini tidak dipenuhi maka defleksi harus dihitung.

10

Tebal Pelat Minimum untuk Konstruksi Dua Arah (a) U

0.2 ≤ α m ≤ 2

f ⎞ ⎛ ln ⎜⎜ 0.8 + y ⎟⎟ 1500 ⎠ ⎝ h= 36 + 5β (α m − 0.2 ) fy dalam MPa. Tetapi tidak kurang dari 120 mm.

Tebal Pelat Minimum untuk Konstruksi Dua Arah (b) U

2 < αm

f ⎞ ⎛ ln ⎜⎜ 0.8 + y ⎟⎟ 1500 ⎠ h= ⎝ 36 + 9 β fy dalam MPa. Tetapi tidak kurang dari 90 mm.

11

Tebal Pelat Minimum untuk Konstruksi Dua Arah (c) U α m < 0.2 Gunakan tabel berikut:

Tebal Pelat Minimum untuk Konstruksi Dua Arah Pelat tanpa balok interior yg membentang antar tumpuan dan ratio bentang panjang thd pendek < 2 Lihat pasal 11.5.3.3 u pelat dgn balok yang membentang antar tumpuan disemua sisi.

12

Tebal Pelat Minimum untuk Konstruksi Dua Arah Definition: h =

Tebal pelat minimum tanpa balok interior

ln = Bentang bersih diarah bentang panjang (diukur dari muka ke muka kolom) β = rasio bentang panjang thd bentang pendek αm= Nilai rata2 α u semua balok pada sisi pelat.

Definisi Rasio Kekakuan Balok-Pelat, α Memperhitungkan efek kekakuan balok yang berada disepanjang tepi pelat yang mengurangi defleksi pelat ditumpunya.

α=

kekakuan flexural balok kekakuan flexural pelat

13

Definisi Rasio Kekakuan Balok-Pelat, α α=

4E cb I b / l 4E cs I s / l

=

E cb I b E cs I s

E cb = Modulus elastisitas balok beton E sb = Modulus elastisitas pelat beton I b = Momen inersia balok tak retak I s = Momen inersia pelat tak retak

Dengan lebar yang dibatasi dalam arah lateral oleh garis tengah panel-panel yang bersebelahan di masing-masing sisi balok.

Penampang Balok dan Pelat untuk Perhitungan α

14

Penampang Balok dan Pelat untuk Perhitungan a

Penampang Balok dan Pelat untuk Perhitungan a

Definisi penampang balok

15

Tebal Pelat Minimum untuk Konstruksi Dua Arah Pelat tanpa drop panels sesuai 15.3.7.1 dan 15.3.7.2, tmin = 120 mm Pelat dgn drop panels sesuai 15.3.7.1 dan 15.3.7.2, tmin = 100 mm

Contoh Suatu sistem lantai flat plate dengan panel 7,2 x 6 m, ditumpu kolom persegi 500 mm. Tentukan ketebalan pelat minimum yang dibutuhkan untuk panel interior dan eksterior. fc = 25 MPa dan fy = 400 MPa. Bandingkan bila sistem pelatnya adalah sistem balok dan pelat. Ukuran balok tepi = 300x550 Ukuran balok tengah=400x550

7200

7200

16