MENGENAL STRUKTUR PELAT

1.  Definisi

Pelat  adalah  elemen  horizontal  struktur  yang  mendukung  beban  mati maupun  beban  hidup  dan  menyalurkannya  ke  rangka  vertikal  dari sistem struktur 

2.  Tinjauan Umum Pelat

Pelat  merupakan  struktur  bidang  (permukaan)  yang  lurus,  (datar  atau melengkung) yang tebalnya jauh lebih kecil dibanding dengan dimensi yang lain.  Segi statika, kondisi tepi (boundary condition) pelat dibagi menjadi :

-  Tumpuan bebas  ( free )  

-  Bertumpu sederhana ( simply supported ) 

-  Jepit  

Pemakaian Pelat

-  Struktur arsitektur 

-  Jembatan  

-  Perkerasan jalan  

-  Struktur hidrolik  

-  Dll

Berdasarkan  aksi  strukturalnya,  pelat  dibedakan  menjadi  empat (Szilard, 1974)

1.  Pelat  kaku :  merupakan pelat tipis  yang  memilikki ketegaran lentur (flexural  rigidity),  dan  memikul  beban  dengan  aksi  dua  dimensi, terutama  dengan  momen  dalam  (  lentur  dan  puntir)  dan  gaya  geser transversal, yang umumnya sama dengan balok Pelat yang dimaksud dalam bidang teknik adalah pelat kaku, kecuali jika dinyatakan lain.

2.       Membran  :  merupakan  pelat  tipis  tanpa  ketegaran  lentur  dan memikul  beban  lateral  dengan  gaya  geser  aksial  dan  gaya  geser terpusat.  Aksi  pemikul  beban  ini  dapat  didekati  dengan  jaringan kabel  yang  tegang  karena  ketebalannya  yang  sangat  tipis  membuat daya tahan momennya dapat diabaikan.

3.  Pelat  flexibel  :  merupakan  gabungan  pelat  kaku  dan  membran  dan memikul  beban  luar  dengan  gabungan  aksi  momen  dalam,  gaya geser transversal dan gaya geser terpusat, serta gaya aksial Struktur  ini  sering  dipakai  dalam  industri  ruang  angkasa  karena perbandingan berat dengan bebannya menguntungkan

4.  Pelat  tebal  :  merupakan  pelat  yang  kondisi  tegangan  dalamnya menyerupai kondisi kontinu tiga dimensi

3.  Sistem Pelat Satu Arah

Pada bangunan bangunan beton bertulang, suatu jenis lantai yang umum dan  dasar  adalah  tipe  konstruksi  pelat  balok-balok  induk  (gelagar). Dimana  permukaan  pelat  itu  dibatasi  oleh  dua  balok  yang  bersebelahan pada sisi dan dua gelagar pada kedua ujung. Pelat satu arah adalah pelat yang  panjangnya  dua  kali  atau  lebih  besar  dari  pada  lebarnya,  maka hampir  semua  beban  lantai    menuju  ke  balok-balok  dan  sebagian  kecil saja yang akan menyakur secara langsung ke gelagar.

Kondisi  pelat  ini  dapat  direncanakan  sebagai  pelat  satu  arah  dengan tulangan  utama  sejajar  dengan  gelagar  atau  sisi  pendek  dan  tulangan susut atau suhu sejajar dengan balok-balok atau sisi panjangnya. Permukaan  yang  melendut  dari  sistem  pelat  satu  arah  mempunyai kelengkungan tunggal. Sistem pelat satu arah dapat terjadi pada pelat tunggal maupun menerus, asal perbandingan panjang bentang kedua sisi memenuhi.

4.  Sistem Pelat Dua Arah

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 dari dua Beban  pelat  lantai  pada  jenis  ini  disalurkan  ke  empat  sisi  pelat  atau  ke empat balok pendukung, akibatnya tulangan utama pelat diperlukan pada kedua  arah  sisi  pelat.  Permukaan  lendutan  pelat  mempunyai kelengkungan ganda.

5.  Metode Analisa Struktur Pelat

a.  Metode klasik 

Metode  ini  sebagian  besar  ditentukan  pada  teori  elastis,  di  mana pemakaian  analisis  tingkat  tinggi  banyak  dijumpai.  Metode  ini didasarkan  pada  fenomena  fisis  pelat,  yaitu  lenturan  pelat.  Lenturan dibuat  model  matematis  dengan  menggunakan  penyederhanaan- penyederhanaan

b. Metode Pendekatan dan numerik, antara lain :

1.   Metode garis luluh 

Dalam metode ini kekuatan suatu pelat dimisalkan ditentukan oleh lentur  saja.  Pengaruh-pengaruh  lain  seperti  lendutan  dan  geser  harus ditinjau tersendiri.

2.  Metode jaringan balok

Metode ini didasarkan pada metode kekakuan ( mengubah struktur kinematis  tak  tentu  menjadi  struktur  kinematis  tertentu).  Analisis struktur  pelat  didekati  dengan  pendekatan  jaringan  balok  silang, struktur  pelat  dianggap  tersusun  dari  jalur-jalur  balok  tipis  dalam masing-masng arah dengan tinggi balok sama dengan pelat.

3.  Metode pendekatan PBI 71

Didasarkan  pada  pendekatan  momen  dengan  menggunakan koefisien-koefisien  yang  disederhanakan.  Momen-momen  yang dihasilkan  didapat  dari  rumus  momen  yang  sudah  ada.  Besarnya momen ini dipengaruhi oleh besarnya beban terbagi rata per meter panjang,  panjang  bentang arah x  dan  arah y  dari  panel pelat.  Dari hitungan  momen  didapatkan  Mlx  (  momen  lapangan  pada  arah  x), Mtx  (  momen  tumpuan/tepi  pada  arah  x),  Mly  (  momen  lapangan pada arah y), Mty ( momen tumpuan/tepi pada arah y). Perhitungan  momen-momen  tersebut  harus  sesuai  dengan perletakan masing-masing sisi struktur pelat yang direncanakan.

4.  Metode pendekatan SNI-2847-2002  

-   Metode perencanaan langsung ( Direct Design Method )

Pada  metode  ini  yang  didapatkan  adalah  pendekatan  momen dengan menggunakan koefisien-koefisien yang disederhanakan.

-  Metode portal ekivalen ( Eqivalen Frame Method ) Metode  ini  digunakan  untuk  memperoleh  variasi  longitudinal dari  momen  dan  geser,  maka  kekakuan  relative  dari  kolom- kolom,  berikut  sistem  lantai  dimisalkan  di  dalam  analisis pendahuluan  dan  kemudian  diperiksa  seperti  halnya  dengan perencanaan dari struktur statis tak tentu lainnya.

BEBAN PADA PELAT

BERBAGAI KONDISI TUMPUAN PELAT 

PELAT PERSEGI PANJANG YANG DITUMPU SEDERHANA

Contoh :

1.       PELAT PERSEGI PANJANG YANG DITUMPU SECARA SEDERHANA SERTA  MENGALAMI  BEBAN SINUSOIDAL

2.       PELAT PERSEGI PANJANG YANG DITUMPU SECARA SEDERHANA SERTA  MENGALAMI  BEBAN MERATA

3.       PELAT PERSEGI PANJANG YANG DITUMPU SECARA SEDERHANA SERTA  MENGALAMI  BEBAN/ TEKANAN HIDROSTATIK

4.       PELAT PERSEGI PANJANG YANG DITUMPU SECARA SEDERHANA SERTA  MENGALAMI  BEBAN BERBENTUK PRISMA SEGITIGA

5.       PELAT PERSEGI PANJANG YANG DITUMPU SECARA SEDERHANA SERTA  MENGALAMI  BEBAN SEBAGIAN

6.       PELAT PERSEGI PANJANG YANG DITUMPU SECARA SEDERHANA SERTA  MENGALAMI  BEBAN TERPUSAT

PELAT PERSEGI PANJANG DENGAN BERBAGAI KONDISI TEPI

1.       Lenturan  pelat  persegi  panjang  akibat  momen  yang  terbagi  sepanjang tepi-tepinya.

2.       Pelat-pelat  persegi  panjang  dengan  dua  tepi    yang  berhadapan  ditumpu secara sederhana dan dua sisi lainnya dijepit.

3.       Pelat-pelat  persegi  panjang  di  mana  ketiga  tepinya  ditumpu  secara sederhana dan satu tepinya dijepit.

4.       Pelat-pelat persegi panjang yang semua tepinya dijepit.

5.       Pelat  persegi  panjang  dengan  sebuah  tepi  atau  dua  buah  tepi  yang berdekatan ditumpu secara sederhana dan tepi lainnya dijepit.

6.       Pelat persegi panjang dengan dua tepi  yang berhadapan ditumpu secara sederhana,  tepi  ketiga  bebas,  dan  tepi  keempat  terjepit  atau  ditumpu secara sederhana.

7.       Pelat persegi panjang dengan tiga buah tepinya terjepit dan tepi keempat bebas. Misalnya  untuk  tangki  empat  persegi  panjang  atau  dinding  penahan tanah.

8.       Pelat persegi panjang dengan dua tepi  yang berhadapan ditumpu secara sederhana, dan dua tepi lainya bebas atau ditumpu secara elastis.