Wall – Frame Structures.

1. Wall – Frame Structures. Suatustrukturdimanatahananlateralnyadipikulolehkombinasidari rigid frame dan shear wall dikategorikansebagai wall – frame structures. Akibatbeban lateral, wall akanberdeformasidalam flexural / bending mode dan rigid frame akanberdeformasidalam shear mode. Karena rigid frame dan shear wall berperilakuberbedamakaakantimbulinteraksipadasistemstrukturtersebut, sepertidapatdilihatpadagambarberikut.

3. Wall – frame structures hanya effective untukstruktursampaiketinggiankuranglebih 50 tingkat. Beberapakelebihandariperencanaandengansistem wall – frame structures adalah : • Drift yang ditimbulkanolehstruktur wall –frame jauhlebihkecildibandingkandenganbilabeban horizontal hanyadipikulkankepada shear wall saja. • Momenlenturpada wall akanlebihkecildibandingkandenganbilabeban horizontal hanyadipikulkankepada shear wall saja. • Kolom-kolomdirencanakansebagaistruktur yang fully braced. • Gaya geserpada frame jauhlebihteraturdanmeratasehinggapengaruhpadasistemlantainya pun akanberkurang.

5. Dengankonsepcontinuum model dandalamaplikasinyaakandibantudenganberbagai diagram. Dalamanalisainibeberapaasumsiuntuk continuum model yang harusdipenuhiadalah : • Properties daridindingdan frame tidakberubahsepanjangtinggibangunan. • Dindingdianggapsebagai flexural cantilever danberdeformasidalamlentursaja. • Frame dianggapsebagai continuous shear cantilever danberdeformasidalam shear dankolomdianggap axially rigid. • Connecting members diasumsikan horizontally rigid connecting danhanyamenyalurkanbeban horizontal sajasehinggamengakibatkan flexural dan shear cantilever mengalami lateral deflection yang samabesarnya.

6. Struktur yang dianggapsebagai uniform continuous model tersebutdapatdilihatpadagambarberikut.

7. Padakonsepini wall dan frame ditinjausecaraterpisahsepertiditunjukkanpadagambar (c), denganmasing-masing w adalahbebanluardan q adalah distributed internal interactive force yang bervarisasisepanjangketinggianbangunan. adalahgaya horizontal terpusat yang bekerjapadapuncakdiantara wall dan frame. Persamaan differential daribatanglenturuntukgeseradalah : dan, persamaanuntukgeserpada shear cantilever adalah :

8. dimana parameter (GA) menunjukkan story-height averaged shear rigidity dari frame, danpada shear member A menunjukkan effective shear area dan G adalah shear modulus. Bilakeduapersamaantersebutdiatasdidiferensialkanlagidandijumlahkanakanmenghasilkanpersamaansebagaiberikut : atau Persamaaniniadalahkarakteristikdaripersamaandifferential untukdeflection daristruktur wall – frame.

9. Solution daripersamaantersebutuntukbebanterbagi rata w dapatditulissebagaiberikut : Boundary conditions untuk solution darikonstanta adalah : dan Fixed padadasarstruktur : Padapuncak flexural cantilever : Resultante shear padapuncakstruktur = 0

10. Dengandemikianpersamaan lateral deflection daristrukturadalah : dimana : Turunanpertamadari y(z) adalahmenunjukkan story drift index, yaitu :

11. Selanjutnyaturunankeduadanketigamenunjukkandistribusidarimomenlenturdangayageserpadadindingstruktur.Selanjutnyaturunankeduadanketigamenunjukkandistribusidarimomenlenturdangayageserpadadindingstruktur. • Momenlenturpada wall dimana wall berperilakusebagai flexural cantilever adalah :

12. Momen yang dipikuloleh frame padasetiap level adalahsamadenganmomenluardikurangimomen wall padasetiap level yang bersangkutan, dengandemikianmakamomen yang dipikuloleh frame (z) padasetiap level denganbebanluarterbagi rata adalah : • Gaya geserpadadindingditentukanolehpersamaanberikut :

13. Gaya geser yang dipikuloleh frame padasetiap level adalahsamadengangayageserluar yang dikurangigayageser wall padasetiap level yang bersangkutan, dengandemikianmakagayageser yang dipikuloleh frame (z) padasetiap level denganbebanluarterbagi rata adalah : • Gaya interaksiterpusatpadapuncak yang bekerjadiantara wall dan frame didasarkanpadakenyataanbahwa slope dy/dz (H) padapuncakharusmemilikipasangangeserpadapuncak frame, yaitu yang besarnyaadalah : selanjutnyakarena total geserpadapuncak = 0

14. makagayageserpada frame yang memberikankeseimbanganadalah yang arahnyaberlawanandengangayageser yang bekerjapada wall, yaitu : Gaya geserpadalantaidasarstruktur. Berdasarkanasumsi rigid base dimanady/dz = 0, secaratidaklangsungmenyatakan / mengartikanbahwapadalantaidasarseluruhgeserakandipikuloleh wall dantidakadageser yang diterimaoleh frame. Sedangkandalamkenyataanlantaipertamaakanmengalami lateral deformation yang manamengakibatkantimbulnyageserpadakolomlantaidasarwalaupunbesarannya relative tidakbesar. Dengandemikianperluadakoreksi.

15. Jikapadadasarkolomberupatumpuan rigid (jepit) makagayageserpadatingkatdasardari rigid frame tadiditentukanolehpersamaanberikut : Untukkolomdengantumpuansendigayageserpadatingkatdasardari frame tadiditentukanolehpersamaanberikut : (GA): menyatakan shear atau racking rigidity rata-rata tingkatdari frame,

16. ; Bilainterstory drift dinyatakansebesar δ, makadenganmudah (GA) dapatditentukan, yaitu : dimana : G =

17. Padaumumnya wall – frame concrete structures dapatterdiridarirangkaian frame yang dihubungkandengan connecting beam yang kakusehingga shear rigidity padadaerahiniperludiperhatikandandikoreksisebagaiberikut :

19. Selanjutnyaanalisisdenganbantuan diagram dilakukansepertipenjelasanpadabab-babterdahulu, yaitudibagidalampembebananmerata, pembebananterpusatpadapuncakdanpembebanansegitiga.

20. Keseluruhan diagram termasuk factor bebannyadapatdilihatpadagambar-gambarberikut :

29. Estimasisimpangan lateral menurut Khan danSbarounisdilakukanmelaluiperantaraan diagram-diagram berikutdengannotasi-notasisebagaiberikut :

31. Denganmenggunakan parameter-parameter ratio kekakuantersebutdiatasmakasimpangan-lateral deflection daristruktursetelahmengalamiinteraksidapatdiperolehmelalui diagram-diagram dibawahini. Perluditambahkanbahwadalamanalisatersebutbelumtermasukpengaruh second-order ataudikenaldengan P- effect.

35. Perluditambahkanbahwadalamperencanaanstrukturdengan rigid base, frame padatingkatdasarsecarateoritisakanmemikulgayageser yang relatifkecilkarenahampirseluruhgayageserakandiserapoleh wall. Dalamkenyataan purely rigid base jarangterjadisehinggauntukmenapunggayagesertambahanpada frame perludiantisipasi. UntukitudalamperaturanAmerikakebanyakandisyaratkanbahwaperencanaangayageserpada frame harusdirencanakan paling sedikitsebesar 25 % daribebangeserrencanadaritingkat yang ditinjau. Selanjutnyasetelahdiketahuisimpangan-lateral deflection untukstruktur, perluditentukansimpanganantartingkatatauinterstory drift dankemudiangaya-gayadalampadastrukturdapatdidekatidenganpenyederhanaanyaitu, untuk frame yang ratio perbandingankekakuankolomdanbalok yang berimbangdapatdiasumsikanbahwa inflection point atautitikbalikdaribalokdankolomberadapadatengahbatang. Sehinggauntukkondisipadabalokakhirnyadapatdinyatakansebagaiberikut: