Download - Struktur Plat Lipat
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
1/24
Struktur Plat Lipat
2.4.a Pengertian
Plat adalah struktur planar kaku yang secara khas terbuat dari material monolit yang
tingginya lebih kecil dibandingkan dengan dimensi-dimensi lainnya. Struktur plat lipat yaitu
bentuk yang terjadi dari lipatan bidang-bidang datar dimana kekakuan dan kekuatannya terletak
pada keseluruhan bentuk itu sendiri. Beban yang umum pada pelat mempunyai sifat banyak arah.
Bentuk lipatan mempunyai kekuatan yang lebih dibandingkan dengan bentuk- bentuk yang datar
dengan luas yang sama dan dari bahan yang sama pula. Pelat dapat ditumpu di seluruh tepinya atau hanya
pada titik-titik tertentu (misalnya oleh kolom atau campuran antara tumpuan menerus dan titik). Kondisi
tumpuan dapat sederhana atau jepit. Karakteristik suatu struktur bidang lipat adalah masing-masing
elemen plat berukuran relatif rata (merupakan sederetan elemen tipis yang saling dihubungkan
sepanjang tepinya).
Dengan membentuk lipatan-lipatan kaku pada suatu sistem struktur yang bekerja secara
efisien untuk menyalurkan beban sehingga memungkinkan dicapainya bentang-bentang lebar di
antara tumpuan-tumpuan yang direncanakan. fisiensi dari struktur bidang lipat dicapai karena
struktur tersebut bekerja sekaligus sebagai pelat datar (slab)! balok (beam)! dan rangka kaku
(truss).
2.4.b Sejarah
Kubah lipat rangka kompleks telah dibangun oleh para desainer "othic-an! terutama di
sepanjang pantai Baltik! Bohemia! dan Sa#ony. Para arsitek $uslim dari abad kelima belas yang
digunakan juga prinsip kubah lipat. %plikasi pertama dari pelat diprakarsai oleh hlers di
&erman. Di antara bangunan modern! pertama struktur plat lipat digunakan pada hanggar beton
'reyssinent di rly dan bunker batubara &erman aal *+,-an.
2.5.c Konsep
Selembar kertas tipis dan datar tidak dapat menahan beban sendiri.
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
2/24
"ambar ,..c.* Dasar-dasar struktur lipatan
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *13
"ambar ,..c., Dasar-dasar struktur lipatan
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *13
Ketika selembar kertas tipis terletak di antara dua benda! kertas tersebut akan membungkuk karena ia memiliki kekuatan yang cukup untuk membaa beratnya sendiri.
"ambar ,..c.4 %nalogi kertas
Sumber/ archipress-ub.blogspot.com
Bentuk lipatan mempunyai kekakuan yang lebih dibandingkan dengan bentuk-bentuk yang
datar dengan luas yang sama dan dari bahan yang sama pula. 2al ini karena momen energia yang
didapat dari bentuk lipatan akan jauh lebih besar daripada momen energia yang didapat dari
bidang datar.
&ika sepotong kertas yang sama dilipat berkali kali! maka lipatan kertas tersebut mampu
menumpu seratus kali lipat dari beratnya sendiri. Dengan terbentuknya lipatan ini! gaya-gaya
akibat berat sendiri dan gaya-gaya luar dapat ditahan oleh bentuk itu sendiri.
"ambar ,..c.5 6ipatan
Sumber/ archipress-ub.blogspot.com
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
3/24
&ika beban meningkat meleati titik ini maka struktur akan gagal dan lipatan akan
meratakan keluar.
"ambar ,..c. 6ipatan
Sumber/ archipress-ub.blogspot.com
Bentuk yang terjadi dari lipatan bidang-bidang datar dimana kekakuan dan kekuatannya
terletak pada keseluruhan bentuk itu sendiri. Kekuatan dan kekakuan lebih besar jika dilipat atau
dibentangkan sehingga dapat meningkatkan kedalaman dan momen inersia.
2.5.d Jenis-Jenis
a. $enurut jenisnya! struktur plat lipat dapat dibedakan menjadi 4 jenis yang
dikembangkan dari bentuk dasar! antara lain/
• Bentuk prismatis ialah bentuk yang terdiri dari bidang-bidang datar bersudut siku-siku dan
bidang-bidang yang melintang tegak lurus pada kedua belah sisi ujung bidang datar bersudut
siku-siku tersebut.
"ambar ,..d.a.* Bentuk dasar struktur lipatan prismatis
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+4
• Bentuk piramidal ialah bentuk yang terdiri dari bidang-bidang datar berbentuk segi tiga.
"ambar ,..d.a., Bentuk dasar struktur lipatan piramidal
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
4/24
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+4
• Bentuk semiprismatis ialah bentuk yang terjadi dari gabungan kedua bentuk di atas.
"ambar ,..d.a.4 Bentuk dasar struktur lipatan semiprismatis
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+4
Keuntungan dan kerugian dari bentuk konstruksi lipatan adalah sebagai berikut/ Segi
konstruksinya adalah sebagai bidang 7ertikal! yang dapat menggantikan kolom-kolom dan
sekaligus menjadi bearing all.
b. &enis struktur plat lipat berdasarkan konstruksinya! antara lain/
• Plat lipat dua segmen
Komponen dasar dari struktur plat lipat terdiri dari/ plat miring! plat tepi yang digunakan
untuk menguatkan plat yang lebar! pengaku untuk membaa beban ke penyangga dan
menyatukan plat! serta kolom untuk menyangga struktur.
"ambar ,..d.b.* Plat lipat dua segmen
Sumber/ Benjamin! B.S! Structures for %rchitect!
• Plat lipat tiga segmen
Pengaku terakhirnya berupa rangka yang lebih kaku daripada balok penopang bagian dalam.
Kekuatan dari reaksi plat di atas rangka kaku tersebut akan cukup besar dan di kolom luar tidak
akan diseimbangkan oleh daya tolak dari plat yang berdekatan. 8kuran rangka dapat dikurangi
dengan menggunakan tali baja antara ujung kolom.
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
5/24
"ambar ,..d.b., Plat lipat tiga segmenSumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S
• Plat lipat kubah
Plat lipat kubah merupakan jenis plat lipat yang memiliki bentuk kubah.
"ambar ,..d.b.4 'olded Plate Dome
Sumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
6/24
"ambar ,..d.b.5 'olded Plate DomeSumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S
• 'olded Plate %rch
'olded plate %rch merupakan folded plate dengan bentuk yang melengkung seperti busur.
"ambar. ,..d.b. 'olded Plate %rch
Sumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S
"ambar ,..d.b.3 'olded Plate %rch Structures
Sumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
7/24
• Bentuk 9
$asing-masing unit di atas mempunyai satu plat miring yang lebar dan dua plat tepi yang
diatur dengan jarak antar unit dengan jendela. Bentuk ini disebut 9 shell dan sama dengan lou7er
yang digunakan untuk 7entilasi jendela. Bentuk 9 ini adalah bentuk struktur yang kurang efisien
karena tidak menerus dan kedalaman efektifnya lebih kecil daripada kedalaman 7ertikalnya.
"ambar ,..d.b.: Bentuk 9
Sumber/ .ketchum.org
• Dinding yang menerus dengan Plat
Pada struktur ini ! dinding merupakan konstruksi beton yang miring. Dinding didesain
menerus dengan plat atap. Kolom tidak dibutuhkan di pertemuan tiap-tiap panel dinding karena
dinding ditahan di ujung atas.
"ambar ,..d.b.1 Dinding yang menerus dengan plat
Sumber/ .ketchum.org
• Kanopi
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
8/24
Bentuk ini digunakan untuk kanopi kecil di main entrance bangunan. Struktur ini mempunyai
empat segmen. Pengaku struktur diletakkan tersembunyi di permukaan atas sehingga tidak
terlihat dan plat (shell) akan muncul untuk menutup kolom 7ertikal. Di dinding bangunan harus
terdapat pengaku struktur tersembunyi di konstruksi dinding.
"ambar ,..d.b.+ Kanopi
Sumber/ .ketchum.org
• Plat lipat yang meruncing ke ujung (;apered 'olded Plate)
Struktur ini dibentuk oleh elemen-elemen runcing. Berat plat di tengah bentang merupakan
dimensi kritis untuk kekuatan tekukan. Struktur ini tidak efisien dan tidak cocok untuk bentang
lebar karena memiliki kelebihan beban untuk bentang lebar.
"ambar ,..d.b.* ;apered 'olded Plate
Sumber/ .ketchum.org
• Plat lipat penyangga tepi (dge Supported 'olded Plate)
Plat tepi dapat dikurangi dan struktur atap dapat dibuat terlihat sangat tipis jika plat tepi
ditopang oleh rangkaian kolom. Struktur ini cocok digunakan untuk bangunan dengan estetika
tinggi dengan desain atap yang tipis.
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
9/24
"ambar ,..d.b.** dge Supported 'olded Plate
Sumber/ .ketchum.org
• Plat lipat kuda-kuda
;erdapat ikatan hori
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
10/24
• Plat di atas kolom
Plat dapat dianalisis sebagai grid-grid menerus.
"ambar,..d.c.* Plat bujursangkar yang ditumpu sederhana pada empat kolom.
Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 54
Pada gambar di atas! plat ditumpu sederhana yang terletak di atas kolom-kolom dan dapat
dilihat bentuk terdefleksinya baha kelengkungan plat akan lebih besar di jalur plat yang
semakin dekat dengan tepi-tepi bebas plat. 2al ini menunjukkan baha momen internal yang
timbul pada plat untuk mengimbangi momen eksternal akibat beban akan lebih besar di tepi-tepi
plat dibandingkan dengan yang di tengah. Karena plat tersebut berubah bentuk dengan
kelengkungan ganda akibat beban! maka jelas baha momen yang timbul mempunyai banyak
arah! bukan hanya satu arah seperti yang biasanya terjadi pada elemen berlengkungan tunggal
(balok).
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
11/24
Plat harus memberikan momen tahanan total yang sama dengn balok analogi. %pabila plat
didesain! jelas baha penggunaan plat tidak selalu memberikan penghematan material
dibandingkan dengan balok analogi. Bagaimana pun! balok analogi pada umumnya lebih tinggi
daripada plat. Keuntungan nyata dari penggunaan plat dua arah dalam hal penghematan material!
juga keuntungan kondisi tumpuan.
• Plat yang Ditumpu Sederhana di ;epi-tepi $enerus
$encari reaksi plat tidak mudah dilakukan! dengan meninjau bagaimana plat itu
berdefleksi! dapat dilihat baha reaksi tidak terdistribusi secara merata! tetapi maksimum di
tengah masing-masing tumpuan! dan semakin kecil pada bagian pojoknya.
"ambar ,..d.c., 0eaksi Plat.
Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 53
%da hal yang perlu diperhatikan yaitu pojok plat cenderung terangkat ke atas apabila plat
dibebani 7ertikal ke baah. %pabila plat ditahan dari aksi ke atas! tentu harus ada gaya reaksi
terpusat di pojok-pojok. ¨ah total reaksi ke atas tidak merata dan reaksi terpusat ke baah di
pojok-pojok harus sama dengan beban 7ertikal total pada plat = fakta yang jelas harus terpenuhi
berdasarkan tinjauan keseimbangan.
Pada plat yang terletak di atas tumpuan menerus! momen yang diasosiasikan dengan reaksi
harus lebih kecil daripada yang diasosiakan dengan reaksi terpusat karena persentase reaksi yang
lebih besar terdapat di bagian yang semakin dekat dengan pusat momen.
Plat yang ditumpu menerus jauh lebih dikehendaki dibandingkan dengan plat yang ditumpu
hanya di keempat pojoknya. %pabila tumpuan gabungan tersebut digunakan! maka aksi dua arah
akan semakin jelas terjadi.
• Plat dengan ;umpuan ;epi &epit $enerus
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
12/24
"ambar ,..d.c.4 Plat yang Ditumpu &epit secara $enerus
Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 5:
Dengan tumpuan tepi berupa jepit! momen-momen pada plat menjadi lebih berkurang. 2al
inilah yang menguntungkan dari penggunaan tumpuan jepit pada plat.
>ariasi dari plat yang telah dibahas di atas! tetapi sekarang ditumpu oleh balok menerus di
mana balok-balok itu ditumpu oleh kolom-kolom. ?ni adalah jenis struktur yang banyak
digunakan pada gedung. %pabila balok itu sangat kaku! kondisi tumpuan plat semakin mendekati
situasi tumpuan tepi menerus! termasuk juga momen-momen yang terjadi pada plat. Sebaliknya!
apabila balok itu sangat fleksibel! perilaku plat lebih mendekati perilaku yang ditunjukkan oleh
kolom-kolom di keempat pojoknya. Pada keadaan demikian! momen plat akan lebih besar
dibandingkan dengan keadaan sebelumnya. &adi! jelas baha kekakuan relatif balok tepi sangat
mempengaruhi besar momen yang timbul pada plat.
•Proporsi Bentang (Bay)/ fek terhadap $omen
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
13/24
"ambar/ Deformasi pada Plat Segiempat yang Ditumpu $enerus di Seluruh ;epinya
Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 5+
Pada kur7a defleksi plat tersebut! hanya jalur plat dalam arah pendek saja yang mengalami
kelengkungan besar. &alur longitudinal hampir tidak berdeformasi! dan hanya bertranslasi ke
baah sebagai satu kesatuan. ?mplikasinya! hanya jalur pada arah pendek yang memberikan
tahanan momen internal dan berpartisipasi dalam memikul beban. &alur pada bentang panjang
hampir tidak memikul beban sama sekali.
Semakin persegi panjang ukuran plat! akan semakin bersifat satu arah! bukan dua arah. Dalam
keadaan demikian! plat itu seolah-olah hanya ditumpu di sepanjang tepi-tepi panjang sejajar.
Sebagai akibatnya! keuntungan dari aksi dua arah tidak dapat diperoleh.
•
fek "aya "eser Daerah pada plat yang menahan gaya geser eksternal dapat diperoleh dengan meninjau garis
keruntuhan geser potensial. Suatu plat beton bertulang! misalnya! cenderung untuk gagal seperti
berikut/
"ambar "aya "eser pada Plat
Sumber / Daniel Schodek. Struktur. *++1. 2al 5**
Dengan demikian! daerah pada plat yang dapat memberikan tahanan terhadap keruntuhan
pons adalah permukaan retak. Kerutuhan pons merupakan hal yang sangat penting untuk
diperhatikan! terutama pada plat tipis! juga plat yang ditumpu di atas kolom kecil.
Penggunaan plat tebal dan atau kolom berukuran besar @atau kolom dengan kepala kolom
(kapital)A dapat mengurangi tegangan geser yang terjadi pada plat.
2.5.e Sistem Pembebanan dan Gaa
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
14/24
Pada bidang lipat! beban akan disalurkan meleati bidang sehingga beban akan ja tuh pada titik
lipatan kebaah. $aka dari itu akan lebih efektif bila tumpuan diletakan pada bagian lipatan baah.
Dalam satu bidang datar semua gaya yang bekerja diuraikan menjadi/
"aya sejajar bidang dan gaya tegak lurus bidang. "aya sejajar bidang akan lebih kuat untuk
dipikul bidang tersebut daripada jika gaya dengan besar yang sama tersebut bekerja tegak lurus.
"ambar ,..f.* Struktur lipatan sederhana dan pembebanan bidang dengan gaya tegak lurus
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *11
Selain itu bidang datar lebih mudah jatuh dibanding dengan bentuk lipatan. 2al ini
disebutkan tidak adanya titik kumpul penahan gaya dan setiap titik menjadi penahan gaya dan
momen.
"ambar ,..f., Struktur lipatan sederhana dan pembebanan bidang dengan titik kumpulSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *11
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
15/24
&ika gaya tersebut bekerja pada lipatan! maka akan terjadi sebagai berikut/
"aya dengan arah memanjang akan dipikul oleh bidang datar dari lipatan/ "aya dengan
arah melintang! yang diuraikan menjadi dua gaya di mana masing-masing besarnya lebih kecil
daripada gaya arah melintang tersebut.
"ambar ,..f.4 Pembebanan struktur lipatan dengan gaya melintang dan memanjangSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *1+
8ntuk gaya P yang bekerja pada tengah-tengah bidang! gaya diuraikan menjadi/ gaya
sejajar bidang dan gaya tegak lurus. Sedangkan untuk gaya P yang bekerja pada rusuk-rusuk
lipatan (garis lipatan) akan diuraikan sejajar pada masing-masing bidang datar yang berselisihan
itu.
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
16/24
"ambar ,..f.5 Pembebanan struktur lipatanSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *1+
Besarnya kemiringan bidang datar dari lipatan ini menentukan pula besarnya uraian dari gaya
yang bekerja.
Dari uraian gaya P tersebut ternyata bidang lipatan akan lebih kuat memikul gaya-gaya!
baik yang arah melintang maupun memanjang daripada bidang datar. Karena gaya P yang
diuraikan dengan arah sejajar bidang akan dipikul bidang itu sendiri! maka beban P yang harus
dipikul oleh konstruksi jadi kecil.
8ntuk menjaga perubahan bentuk lipatan! maka perlu untuk mempertahankan jarak h dan b
serta tebal d.
"ambar ,..f. Pembebanan struktur lipatan
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
17/24
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+
"aya P yang bekerja pada perubahan besar pada jarak b dan h. Karena itu rusuk-rusuk (%)! (B)!
()! harus dipegang dan ditahan dengan jalan/ tumpuan dipegang teguh! atau rusuk merupakan
sesuatu yang kaku. &adi di sini dapat diterangkan! baha yang sebenarnya menahan gaya-gaya
adalah tiap-tiap bidang! sedangkan rusuk-rusuk berfungsi sebagai pemegang dan pengaku
bidang. Bidang lipatan ini ada kemungkinan akan dapat melentur! tergantung kepada panjang 6.
"ambar ,..f.3 Pembebanan struktur lipatan
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
18/24
"ambar ,..f.: "aya dan momen pada struktur lipatan
Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+*
Pada gambar di atas! untuk harga h dan b panjang 6 harus ditentukan supaya tak terjadi lenturan
tersebut.
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
19/24
Pada tempat-tempat mencapai panjang 6 tersebut! diadakan bidang pengaku yang menahan
terjadinya lenturan.
"ambar ,..f.1 Pembebanan struktur lipatanSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+
Pada gambar di atas! momen lentur yang terjadi ini adalah akibat beban merata pada lipatan atau
akibat berat sendiri. Besarnya momen yang terjadi tergantung dari besarnya sudut. $akin besar
sudutnya makin besar momen yang terjadi. $enurut pengalaman! sudut yang paling efektif
adalah sudut 5C.
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
20/24
"ambar ,..f.+ "aya dan momen pada struktur lipatanSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+*
2.5.! Sistem Stabilisasi
Pada dasarnya ada dua jenis sistem permukaan lipat! antara lain/
• Permukaan polyhedral/ mereka membentuk permukaan unit spasial dasar dua dimensi.
• Benar permukaan terlipat/ mereka membentuk unit permukaan dasar tiga dimensi.
Struktur plat lipat dapat diatur dari titik pandang sebagai berikut juga menunjukkan.
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
21/24
"ambar ,..f.* Sistem Struktur Plat 6ipat
Sumber/ olfgang Schueller. 2ori
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
22/24
"ambar ,..f., Struktur Plat 6ipat
Sumber/ olfgang Schueller. 2ori
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
23/24
"ambar ,..f.4 Perilaku struktural permukaan dengan lipat paralelSumber/ olfgang Schueller. 2ori
-
8/19/2019 Struktur Plat Lipat
24/24
Struktur pelat lipat dapat dibuat dari hampir semua jenis material. Salah satu material
yang banyak digunakan untuk plat lipat adalah beton bertulang. $aterial ini paling baik
digunakan karena dapat dengan mudah dibuat. $aterial lain yang sering digunakan adalah baja!
plastik! dan kayu! dan karton.
2.5.h Kelemahan dan Kelebihan
Kelemahan struktur plat lipat antara lain/
F &ika bentang terlalu lebar maka akan melendut.
F $emungkinkan talang kantong bila terdapat salah perancangan.F Penggunaan material lebih banyak.
F $ampu menahan bentuk sendiri.
F $ampu menahan beban luar.Kekurangan struktur plat lipat! yaitu/
F Bidang lipat sekaligus dapat menjadi kolom dan bearing all.