Widi Hartono, Sipil UNS Pelat Satu Arah
Pendahuluan Pelat beton dibuat untuk menyediakan suatu permukaan horizontal yang rata pada lantai bangunan, atap, jembatan atau jenis struktur lainnya. Pelat beton dapat ditumpu oleh dinding, balok, kolom, atau dapat juga terletak langsung di atas tanah (slab on ground). Pada struktur balok-pelat, umumnya balok dan pelat dicor secara bersamaan sehingga menghasilkan suatu kesatuan struktur yang monolit. Ketebalan dari pelat beton umumnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan ukuran bentangannya. Widi Hartono, Sipil UNS
Komponen Bangunan Widi Hartono, Sipil UNS
Jenis-jenis Pelat Pelat datar (Flat Plates) • Lantai datar (Flat Slabs) • Lantai waffle • Pelat berusuk • Sistem pelat lantai dengan balok (1 arah dan 2 arah) • Pelat basement Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat datar (Flat Plates) Terdiri dari pelat yang tertumpu langsung ke kolom tanpa adanya penebalan panel dan kepala kolom. Potensi kegagalan struktur terbesar akan timbul akibat geser pons, yang akan menghasilkan tegangan tarik diagonal. Sebagai akibat tidak adanya penebalan panel dan kepala kolom, maka dibutuhkan ketebalan pelat yang lebih besar atau dengan memberikan penulangan ekstra di area sekitar kolom. Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat datar (Flat Plates)
Widi Hartono, Sipil UNS
Lantai datar (Flat Slabs) Sistem lantai datar memiliki kemiripan dengan sistem pelat datar. Perbedaannya terletak pada adanya penebalan di sekitar kolom. Beban pelat ditransfer secara langsung ke kolom. Kolom cenderung akan menimbulkan kegagalan geser pons pada pelat, yang dapat dicegah dengan beberapa alternatif : • Memberikan penebalan setempat pada pelat (drop panel) serta menyediakan kepala kolom (column capital) Menyediakan penebalan panel namun tanpa kepala kolom, panel di sekitar kolom harus cukup tebal untuk memikul terjadinya tegangan tarik diagonal yang muncul akibat geser pons Menggunakan kepala kolom tanpa ada penebalan panel, namun hal ini jarang diaplikasikan Widi Hartono, Sipil UNS
Lantai datar (Flat Slabs)
Widi Hartono, Sipil UNS
Lantai waffle Sistem ini menyerupai waffle yang dibentuk dengan fiberglass atau metal form. Agar tahanan gesernya tinggi, sistem pelat ini diberi bentukan solid pada/sekitar kolom. dapat menahan beban yang lebih besar, langit- langit dapat dibuat ter-exposed (datar), dan proses pengerjaan cepat. harga formwork yang cukup mahal Widi Hartono, Sipil UNS
Lantai waffle Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat Berusuk Hampir sama dengan pelat waffle, hanya ini arah rusuknya satu arah Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat Berusuk Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat Satu Arah Jika sistem pelat hanya ditumpu di kedua sisinya, maka pelat tersebut akan melentur atau mengalami lendutan dalam arah tegak lurus dari sisi tumpuan. Beban akan didistribusikan oleh pelat dalam satu arah saja yaitu ke arah tumpuan. Apabila pelat tertumpu di keempat sisinya, dan rasio bentang panjang terhadap bentang pendek lebih besar atau sama dengan 2, maka hampir 95% beban akan dilimpahkan dalam arah bentang pendek, dan pelat akan menjadi sistem pelat satu arah. Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat Satu Arah Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat Dua Arah Pada sistem struktur ini pelat beton ditumpu oleh balok di keempat sisinya. Beban dari pelat ditransfer ke keempat balok penumpu yang selanjutnya mentransfer bebannya ke kolom. Balok akan meningkatkan kekakuan pelat, sehingga lendutan yang terjadi akan relatif kecil. Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat Satu Arah Widi Hartono, Sipil UNS
Pelat Satu Arah
Jika sistem pelat hanya ditumpu di kedua sisinya, maka pelat tersebut akan melentur atau mengalami lendutan dalam arah tegak lurus dari sisi tumpuan. • Beban akan didistribusikan oleh pelat dalam satu arah saja yaitu ke arah tumpuan. Apabila pelat tertumpu di keempat sisinya, dan rasio bentang panjang terhadap bentang pendek lebih besar atau sama dengan 2, maka hampir 95% beban akan dilimpahkan dalam arah bentang pendek, dan pelat akan menjadi sistem pelat satu arah. Widi Hartono, Sipil UNS
Perencanaan Pelat Satu Arah Pelat beton yang memiliki perbandingan panjang antara bentang panjang terhadap bentang pendek lebih atau sama dengan 2, dikategorikan sebagai pelat satu arah. (Lpanjang/Lpendek > 2,0) arah pendek. Pada sistem pelat satu arah, hampir seluruh beban dilimpahkan dalam • Desain pelat satu arah pada umumnya dapat dilakukan seperti halnya • struktur balok yang dianggap memiliki lebar 1 m. • Jika pelat hanya terdiri dari satu bentangan saja, dengan anggapan tertumpu sederhana di kedua sisinya, maka momen lentur yang timbul akibat beban q yang terdistribusi merata, adalah M = qL2/8, dengan L adalah panjang bentang antara kedua tumpuan. Bila pelat yang sama tertumpu pada beberapa tumpuan, maka akan timbul momen positif dan momen negatif pada pelat yang dapat dihitung melalui prosedur analisis struktur, atau dapat juga menggunakan koefisien momen yang diberikan dalam SNI 2847:2013, pasal 8.3.3. Widi Hartono, Sipil UNS
Perencanaan Pelat Satu Arah Jika pelat hanya terdiri dari satu bentangan saja, dengan anggapan tertumpu sederhana di kedua sisinya, maka momen lentur yang timbul akibat beban q yang terdistribusi merata, adalah M = qL2/8, dengan L adalah panjang bentang antara kedua tumpuan. q L Widi Hartono, Sipil UNS Mu = 1/8*q*L2
Perencanaan Pelat Satu Arah Bila pelat yang sama tertumpu pada beberapa tumpuan, maka akan timbul momen positif dan momen negatif pada pelat yang dapat dihitung melalui prosedur analisis struktur, atau dapat juga menggunakan koefisien momen yang diberikan dalam SNI 2847:2019, pasal 6.5.2. Nilai koefisien momen tersebut dapat digunakan jika: 1. Beda Panjang bentang tidak terlalu jauh, dengan batasan panjang bentang tidak boleh melebihin 20% dari bentang terpendek 2. Beban yang bekerja adalah beban merata 3. Beban hidup tidak melebihi 3 kali beban mati Widi Hartono, Sipil UNS
Koefisien Momen Balok dan Pelat Satu Arah Widi Hartono, Sipil UNS
Ketebalan Minimum Plat Satu Arah Berlaku untuk beton normal Apabila nilai fy > 420MPa, harus dikalikan dengan (0.4+fy/700) Widi Hartono, Sipil UNS
Batasan Lendutan Widi Hartono, Sipil UNS
Perencanaan Pelat Satu Arah Selimut beton untuk struktur pelat tidak boleh kurang dari 20 mm, untuk pelat yang tidak berhubungan langsung dengan cuaca dan tanah Luas tulangan minimum pelat satu arah diatur dalam SNI 2847-2019 pasal 7.6.1.1 Spasi maksimum s untuk tulangan ulir harus kurang dari 3h dan 450 mm. Spasi tulangan yang disyaratkan tidak boleh melebihi nilai terkecil dari 5h dan 450 mm Widi Hartono, Sipil UNS
Perencanaan Pelat Satu Arah Widi Hartono, Sipil UNS
Detail Penulangan Widi Hartono, Sipil UNS
Contoh Diketahui pelat lantai ditumpu balok seperi gambar disamping. Pelat memikul beban mati sebesar 950Kg/m2 dan beban hidup 550Kg/m2. Apabila mutu beton normal fc' adalah 25MPa dan mutu baja tulangan adalah fy = 400MPa. Rencanakan kebutuhan tulangannya? Widi Hartono, Sipil UNS 2.50m 2.50m 5.50m
Penyelesaian 1. Menentukan tebal pelat minimum Pelat adalah memiliki satu ujung menerus sehingga h = L 24 = 2000 24 h = 83.3mm direncanakan tebal plat 120mm d = 120-20-10/2 = 95mm (direncanakan tulangan diameter 10mm) 2. Pembebanan plat qD = 0.12*2400 + 950 = 1238 Kg/m2 qL = 550 Kg/m2 qU = 1.2qD + 1.6qL = 1.2*1238 + 1.6*550 qU = 2365,6 Kg/m2 Widi Hartono, Sipil UNS
Penyelesaian 3. Menghitung momen plat Terdapat momen tumpuan dan momen lapangan yang besarnya MuA = -1/24*qu*L^2 = -1/24* 2365,6 *2^2 MuA = -616,0417 Kgm = -6.160.417 Nmm MnA = MuA /0.9 = - 6.844.907 Nmm MuB = 1/14*qu*L^2 = -1/14* 2365,6 *2^2 MuB = 1056,0714 Kgm = 10.560.714 Nmm MnA = MuB /0.9 = Nmm = 11.734.127 Nmm MuC = -1/9*qu*L^2 = -1/9* 2365,6 *2^2 MuC = -1642,7778 Kgm = -16.427.778 Nmm MnC = MuC /0.9 = Nmm = -18.253.086 Nmm Widi Hartono, Sipil UNS A B C B A
Penyelesaian 4. Menghitung kebutuhan tulangan m = . = . ∗ = 18,8235 R = = 6.844.907 ∗ = 0,7584 =
1 − 1 −
= 0,0019312 As = *b*d =0,0019312*1000*95 = 183,46 mm2 A = 0.0020*b*h = 0.0020*1000*120 = 240 mm2 A = 240 mm2 A = 0.24 ∗ 3.14 ∗ 10 = 78,5 mm2 Widi Hartono, Sipil UNS
Penyelesaian s = 1000/(240/78.5 ) s = 327.08 mm Dipasang D10-320mm, memenuhi syarat < 3h atau < 450mm Untuk tulangan susut atau tulanga bagi diambil Asmin, sehingga dipasang D10-320 Widi Hartono, Sipil UNS Mn m Rn As Asmin As pasang As D10 Jarak Tul dipasang A - 6.844.907 18,8235 0,7584 0,0019312 183,46 240,00 240 78,5 327,08 D10-320 Satuan 11.734.127 - 18.253.086 Nmm 18,8235 mm 2,0225 mm B C 18,8235 1,3002 0,0033565 318,87 240,00 318,87 78,5 246,18 D10-240 0,0053229 505,68 mm2 240,00 mm2 505,68 mm2 78,5 mm2 155,24 buah D10-150 buah
Penyelesaian Widi Hartono, Sipil UNS
Penyelesaian Widi Hartono, Sipil UNS
Penyelesaian Widi Hartono, Sipil UNS
Widi Hartono, Sipil UNS SELESAI