1

BAB I P E L A T

Dalam pertemuan ini anda akan mempelajari hal-hal tentang pelat lantai

beton yang meliputi pendahuluan, desain pelat satu arah dan pelat dua arah. Pelat

merupakan salah satu elemen struktur beton, sehingga hal ini berguna dalam

merencanakan/mendesain suatu bangunan bertingkat. Pertanyaan yang mungkin

timbul dalam benak anda adalah:

Apa yang dimaksud dengan pelat?

Jenis-jenis pelat ada berapa macam?

Berapa tebal pelat yang aman pada suatu gedung bertingkat ataupun

konstruksi lain?

Bagaimana menentukan diemeter dan jarak tulangan supaya memenuhi

syarat keamanan?

Bagaimana menggambarkan tulangan yang diperoleh dari perhitungan?

Selain pelat pada mata kuliah ini, anda telah mengetahui elemen struktur

balok dan kolom yang telah dipelajari pada mata kuliah Struktur Beton Dasar

yang dapat digunakan bersama-sama dalam perencanaan/desain suatu bangunan.

Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, diharapkan anda dapat mendesain suatu

konstruksi bangunan bertingkat tiga.

P E N D A H U L U A N

2

Setelah mempelajari mata kuliah ini, mahasiswa diharapkan mampu

menjelaskan pelat lantai secara umum, mendesain pelat satu arah dan pelat dua

arah serta dapat menggambar hasil desainnya.

3

1.1. Pendahuluan

Pelat atau slab adalah elemen bidang tipis yang menahan beban-beban

transversal melalui aksi lentur ke masing-masing tumpuan.

Teori pertama tentang bangunan dengan lantai beton bertulang diturunan

berdasarkan asumsi yang identik dengan bangunan kayu. Gaya-gaya pada struktur

kayu ditransmisikan dari lantai kayu ke balok anak, balok induk dan ke kolom.

Sistem slab-balok-kolom beton bertulangpun dianggap serupa. Distribusi

bebannya sedemikian rupa, sehingga defleksi lajur pelat yang orthogonal adalah

sama.

Pada konstruksi beton bertulang, pelat digunakan sebagai lantai, atap dari

gedung, lantai jembatan, lapis perkerasan pada jalan raya dan landasan bagi

pesawat terbang di bandara. Hal ini terjadi karena pelat merupakan elemen

struktur penahan beban vertikal yang rata dan dapat dibuat dengan luasan yang

cukup besar.

1.1.1. Syarat-Syarat Tumpuan

Untuk merencanakan pelat beton bertulang, yang perlu dipertimbangkan

bukan hanya pembebanan, tetapi juga ukuran dan syarat-syarat tumpuan pada tepi.

Ada tiga jenis perletakan pada pelat, yaitu:

a) Tertumpu bebas

P E N Y A J I A N

4

(b) Tepi dengan tumpuan terjepit penuh

b) Terjepit penuh/terjepit sempurna

c) Terjepit sebagian/terjepit elastis

1.1.2. Tipe Pelat

a) Sistem Flat Slab

Pelat beton bertulang yang langsung ditumpu oleh kolom-kolom tanpa balok-

balok disebut Sistem Flat Slab. Sistem ini digunakan bila bentang tidak besar

dan intensitas beban tidak terlalu berat, misalnya bangunan apartemen atau

hotel.

Kadang-kadang bagian kritis pelat disekitar kolom penumpu perlu dipertebal

untuk memperkuat pelat terhadap gaya geser, pons dan lentur. Bagian

penebalannya disebut Drop Panel, sedangkan penebalan yang membentuk

kepala kolom disebut Column Capital. Flat slab yang memiliki ketebalan

(a) Tepi ditumpu bebas (c ) Tepi dengan tumpuan terjepit sebagian

Gambar 1.1. Jenis perletakan pada pelat

5

merata tanpa adanya Drop Panel dan Column Capital disebut Flat Plate.

Tebal lantai Flat Slab adalah 125 hingga 250 mm untuk bentangan 4,5 hingga

7,5 m.

Sistem ini banyak digunakan pada bangunan rendah yang beresiko rendah

terhadap beban angin dan gempa.

b) Sistem Lantai Grid

Sistem lantai grid 2 arah (Waffle-system) memiliki balok-balok yang saling

bersilangan dengan jarak yang relatif rapat yang menumpu pelat atas yang

tipis. Ini dimakudkan untuk mengurangi berat sendiri pelat dan dapat didesain

sebagai Flat Slab atau pelat dua arah, tergantung konfigurasinya. Sistem ini

efisien untuk bentang 9 hingga 12 m.

Gambar 1.2. Sistem lantai flat plate dan flat slab

6

c) Sistem Lajur Balok

Sistem ini hampir sama dengan system balok-pelat tetapi menggunakan balok-

balok dangkal yang lebih lebar. Sistem lajur balok banyak diterapkan pada

bangunan yang mementingkan tinggi antar lantai. Balok lajur tidak perlu

dihubungkan dengan kolom interior atau eksterior. Alternatif lain adalah

dengan menempatkan balok anak membentang di antara balok-balok lajur.

Sistem ini menghemat pemakaian cetakan.

Gambar 1.3. Sistem lantai grid

Gambar 1.4. Sistem lajur balok

7

d) Sistem Pelat dan Balok

Sistem ini terdiri dari slab menerus yang ditumpu balok-balok monolit yang

umumnya ditempatkan pada jarak sumbu 3 m hingga 6 m. Tebal pelat

ditempatkan berdasarkan pertimbangan struktur yang biasanya mencakup

aspek keamanan terhadap bahaya kebakaran. Sistem ini yang banyak dipakai.

1.1.3. Klasifikasi Pelat

Pelat diklasifikasikan berdasarkan cara pelat tersebut didukung. Dengan

sistem pendukung tersebut, pelat akan melendut dalam satu arah atau dua arah.

Pada pelat satu arah, biasanya pelat hanya ditumpu pada kedua sisinya

yang saling berhadapan.

Gambar 1.5. Sistem lantai pelat dan balok

Gambar 1.6. Pelat satu arah

8

lx

ly ly

Pada pelat dua arah, pelat ditumpu pada ke empat sisinya. Tetapi bila

perbandingan antara sisi panjang (Ly) dan sisi pendek (Lx) lebih besar dari 2,

maka pelat tersebut dapat dianggap sebagai pelat satu arah, di mana beban pelat

hanya dipikul dalam arah bentang pendek.

1.2. Pelat Satu Arah (One Way Slab)

1.2.1. Distribusi Gaya

Distribusi gaya dalam pada pelat satu arah di atas dua atau lebih tumpuan

dapat dianggap sebagai balok di atas dua atau lebih tumpuan.

Untuk struktur statis tertentu, besar reaksi perletakannya dapat ditentukan

dengan persamaan keseimbangan statika:

; ;

Untuk struktur statis tak tentu, besar reaksi perletakannya dapat ditentukan

dengan cara Clayperon, cara Cross dan lain-lain. Selain cara tersebut di atas,

Gambar 1.7. Pelat dua arah

9

boleh direncanakan dengan cara berikut ini, asalkan batasan-batasan berikut

dipenuhi.

a) Jumlah bentang 2

b) Selisih antara bentang terpanjang dan terpendek lebih kecil atau sama dengan

sepertiga bentang terpanjang

A B C

c) Beban yang bekerja adalah beban terbagi rata

d) Beban hidup 3 x beban mati

e) Penggunaan kofisien momen dapat berdasarkan:

untuk momen lapangan : bentang teoritis (l) di antara dua tumpuan

untuk momen tumpuan : bentang teoritis (l) rata-rata di kiri dan kanan

tumpuan

f) Koefisien momen-momen yang ditetapkan dalam SK SNI-T1991-03 akan

dirangkum pada Tabel 1.1.

10

Tabel 1.1. Koefisien Momen, dikalikan

1.2.2. Bentang Teoritis Pelat

Dalam perhitungan perencanaan pelat beton bertulang, digunakan istilah

bentang teoritis yang dinyatakan dengan .

di mana : = bentang bersih

a = panjang perletakan pada kedua tumpuan

11

Untuk perletakan yang monolit dengan pelat:

h = tebal pelat

b1, b2 = lebar balok

bila maka

bila maka mm

Untuk perletakan yang tidak monolit dengan pelat:

h = tebal pelat

b1, b2 = lebar balok

bila maka

bila maka

1.2.3. Tebal Minimum Pelat

Pada SK SNI-T-15-1991-03 tabel 3.2.5.a, tercantum tebal minimum

sebagai fungsi dari bentang.

Tabel 1.2. Tebal minimum pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung

h

ln b2 b1

h

ln b2 b1

Gambar 1.8. Perletakan yang monolit dengan pelat

Gambar 1.9. Perletakan yang tidak monolit dengan pelat

12

Komponen

Dua

tumpuan

Satu ujung

menerus

Dua ujung

menerus Kantilever

fy (MPa) fy (MPa) fy (MPa) fy (MPa)

400 240 400 240 400 240 400 240

Pelat solid

satu arah

1.2.4. Pemeriksaan Lebar Retak

Retak pada komponen stuktur dengan tulangan dapat mengakibatkan korosi

pada baja tulangan. Oleh karena itu bila meninjau lebar retak, harus

memperhitungksn kemungkinan korosi.

Secara eksperimen, lebar retak ditentukan sebagai berikut:

di mana : = lebar retak

= perbandingan lebar retak pada penampang tidak bertulang terhadap penampang bertulang

= 1,2 untuk pelat lantai

fs = tegangan pada tulangan 0,6 fy

A = luas = 2 dc s

dc = jarak antara titik berat tulangan tarik ke serat tarik terluar

s = jarak antar tulangan

13

Rumus di atas hanya berlaku untuk fy > 300 MPa. Untuk fy 300 MPa

lebar retak tidak perlu diperiksa.

Lebar retak yang disyaratkan:

= 0,40 mm, untuk struktur di dalam ruangan/tidak dipengaruhi cuaca

= 0,30 mm, untuk struktur di luar ruangan/dipengaruhi cuaca

Pada SK SNI-T-15-1991-03 pasal 3.3.3.6, agar persyaratan untuk batas

lebar retak memadai, maka:

30 MN/m (di dalam ruangan)

25 MN/m (di luar ruangan)

1.2.5. Detail Penulangan

a) Spasi Tulangan

Gambar 1.10. Lebar retak pada pelat satu arah(ref.[5])

Gambar 1.11. Jarak bersih antar tulangan

A

dc

s

dc

s s s

14

Jarak bersih antar tulangan sejajar selapis

dtul atau 25 mm

Jarak bersih antar tulangan sejajar untuk pelat dan dinding

3 tebal pelat/dinding atau 500 mm

b) Selimut Beton

Tebal minimum penutup beton yang disyaratkan dalam SK SNI-T-15-1991-03

ditunjukkan pada tabel berikut:

Tabel 1.3. Tebal minimum penutup beton pada tulangan terluar

Komponen

struktur Di dalam ruangan Di luar ruangan

Lantai/dinding Dtul D36 = 20 mm

Dtul > D36 = 40 mm

D19D56 = 50 mm

Dtul D16 = 40 mm

Balok semua Dtul = 40 mm Dtul > D16 = 50 mm

Dtul D16 = 40 mm

Kolom semua Dtul = 40 mm Dtul > D16 = 50 mm

Dtul D16 = 40 mm

c) Tulangan Susut (Tulangan Pembagi)

Rasio tulangan susut dan suhu terhadap luas bruto penampang beton

diperlihatkan pada tabel berikut:

15

Tabel 1.4. Rasio tulangan susut

fy (MPa)

< 300

= 300 0,0020

= 400 0,0018

> 400

Jarak antara tulangan sejajar selapis untuk tulangan susut

5 tebal pelat atau 500 mm

Tulangan susut dipasang tegak lurus terhadap tulangan pokok pada pelat

satu arah. Tulangan susut disebut juga tulangan pembagi.

1.3. Pelat Dua Arah (Two Way Slab)

Sistem pelat ini berdasarkan kondisi tumpuannya, dapat melendut dalam

dua arah. Pelat lantai/atap gedung umumnya menggunakan sistem pelat dua arah,

yang mana pelat tersebut dipikul oleh balok-balok dan atau kolomkolom dan

atau dinding-dinding yang letaknya teratur sehingga panel-panel pelatnya

berbentuk empat persegi panjang.

Ditinjau dari sistem pendukungnya, sistem pelat dua arah dikelompokkan

menjadi dua, yaitu:

1. Pelat dengan balok

16

2. Pelat tanpa balok, ada dua macam:

a) Dipikul langsung oleh kolom (Flat Plate)

b) Dipikul oleh kolom dengan kepala kolom dan atau penebalan pelat di

sekitar kolom (Flat Slab)

Pada pelat dengan balok di mana panel-panel pelatnya berbentuk empat

persegi panjang, besarnya momen maksimum di tumpuan (Mtp) dan di lapangan

(Mlap) pada kedua arah dapat ditentukan dengan menggunakan tabel-tabel yang

tersedia dengan tebal pelat tetap yang ditumpu pada ketiga atau keempat sisinya

dngan memperhatikan kondisi tumpuannya.

Bila panel-panel pelatnya tidak berbentuk persegi empat (tidak beraturan),

besarnya Mtp dan Mlap pada kedua arah ditentukan dengan metode garis leleh

(Yield Line Method). Bila terdapat lubang pada panel pelat berbentuk persegi

empat, besarnya Mtp dan Mlap pada kedua arah ditentukan dengan metode jalur

(Strip Method).

Menurut SK SNI-T-15-1991-03: baik untuk pelat dengan atau tanpa balok,

perhitungan Mtp dan Mlap dapat ditentukan dengan Cara Perencanaan Langsung

(Direct Design Method), asalkan persyaratan pada pasal 3.6.6. dipenuhi. Bila

persyaratan tersebut tidak dipenuhi, dimungkinkan menggunakan Cara Rangka

Ekivalen (Portal Equivalent Method) pada pasal 3.6.7.

Pembahasan pelat dua arah dikhususkan pada panel pelat yang berbentuk

empat persegi panjang dengan tebal pelat tetap.

17

1.3.1. Perhitungan Gaya-gaya Dalam

Perhitungan gaya-gaya dalam (Mtp dan Mlap) dapat menggunakan tabel-

tabel yang ada, diantaranya Peraturan Beton Indonesia (PBI) 1971 dan SK SNI-T-

15-1991-03. Peraturan-peratutan tersebut menyediakan tabel untuk pelat persegi

yang menumpu pada keempat sisinya akibat beban terbagi rata.

Kondisi-kondisi tumpuan pada tabel-tabel tersebut adalah:

a) Tertumpu bebas

Asumsi pelat tertumpu bebas, diambil

apabila tepi pelat tersebut menumpu atau

tertanam di dalam tembok.

Pada tepi pelat ini harus dianggap

bekerja momen tumpuan tidak terduga

sebesar harga terbesar dari:

0,5 Mlap di arah tepi pelat tersebut atau

0,3 Mlap di arah tepi pelat tersebut

Pada sudut-sudut pelat di mana bertemu tepi-tepi yang menumpu bebas, harus

dipasang tulangan atas dan tulangan bawah dalam kedua arah untuk memikul

momen-momen puntir. Jumlah tulangan untuk kedua arah tersebut harus

diambil sama dengan jumlah tulangan lapangan terbesar. Jaring tulangan ini

harus meliputi daerah tidak kurang dari 1/5 x bentang pelat di arah tepi pelat

yang ditinjau.

18

b) Terjepit Elastis

Asumsi pelat terjepit elastis pada salah

satu sisinya diambil apabila tepi pelat

tersebut merupakan satu kesatuan

monolit dengan balok pemikulnya yang

relatif tidak terlalu kaku dan sesuai

dengan kekakuannya memungkinkan

pelat berputar pada tumpuan itu.

Secara umum kondisi tumpuan ini yang sering dijumpai di lapangan.

c) Tejepit penuh/terjepit sempurna

Asumsi pelat terjepit penuh pada salah

satu sisinya diambil apabila tepi pelat

tersebut merupakan satu kesatuan

monolit dengan balok pemikulnya yang

relative sangat kaku atau apabila

penampamg pelat di atas tumpuan itu

merupakan bidang simetri terhadap

pembebanan dan ukuran-ukuran pelat.

Besar momen-momen lapangan dan momen-momen tumpuan di dalam

panel pelat persegi yang menumpu pada ke empat sisinya akibat beban terbagi

rata untuk berbagai kondisi tumpuan adalah sebagai berikut:

19

Tabel 1.5. Momen di dalam pelat persegi yang menumpu pada ke empat tepinya

akibat beban terbagi rata

20

Tabel 1.6. Momen di dalam pelat persegi yang menumpu pada ke empat tepinya

akibat beban terbagi rata

21

Ip1

1.3.2. Bentang Teoritis Pelat

Penentuan bentang teoritis pada masing-masing arah seperti pada pelat satu

arah.

1.3.3. Tebal Minimum Pelat

Menurut SK SNI-T-15-1991-03:

. (1.1.)

dimana : h = tebal pelat (mm)

= bentang bersih terpanjang, diukur dari muka kolom (mm)

fy = tegangan leleh baja (MPa)

= perbandingan antara bentang bersih terpanjang dan bentang bersih terpendek

m = harga rata-rata dari perbandingan kekakuan lentur balok

terhadap kekakuan lentur pelat pada ke empat sisinya.

..(1.2)

22

Inersia balok Inersia pelat

45 45

b

bm = b + {2 (hb-h)}

h

hb

Gambar 1.12. Denah pelat, potongan balok dan potongan pelat

b) Potongan balok

h b

a

c) Potongan pelat

I p2

ax ax ax ax

ay

a) Denah pelat

ay

ay

lp1

23

.(1.3)

...(1.4)

(1.5)

Dalam menentukan harga m, harga h harus diperkirakan terlebih dahulu.

Perkiraan harga h didasarkan pada pembatasan harga h yang akan diperoleh dari

persamaan tadi.

ln1 ln1 < ln2

ax

l n2

ay (1)

(2)

(3)

(4)

Gambar 1.13. Panjang bentang dan penomoran tepi pelat

24

Apabila tidak digunakan balok atau balok yang digunakan sangat fleksibel,

maka harga h yang akan diperoleh menjadi terlampau besar dari yang

sesungguhnya diperlukan.

Untuk mengatasi hal tersebut, harga h tidak boleh melampaui:

..(1.6)

Sebaliknya apabila balok yang digunakan sangat kaku, maka harga h yang

akan diperoleh menjadi terlampau kecil dari yang sesungguhnya diperlukan.

Untuk mengatasi hal tersebut, harga h tidak boleh kurang dari:

(1.7)

Penentuan tebal pelat berdasarkan persamaan (1.1) telah menjamin

kenyamanan dalam penggunaannya, dengan kata lain lendutan yang terjadi tidak

perlu diperhitungkan lagi.

Dalam segala hal, hmin pelat tidak boleh kurang dari harga berikut ini:

Untuk m < 2,0 hmin = 120 mm (pada pelat lantai)

Untuk m 2,0 hmin = 90 mm (pada pelat atap)

1.3.4. Pemeriksaan Lebar Retak

Pemeriksaan lebar retak pada sistem pelat dua arah sama pada sistem pelat

satu arah.

25

s s

s s

dc

dc

Untuk arah bentang pendek

Untuk arah bentang panjang

1.3.5. Detail Penulangan

Detail penulangan pada pelat dua arah sama seperti pada pelat satu arah.

ly

l x

Gambar 1.14. Lebar retak pada pelat pelat dua arah

26

A. Rangkuman

Pelat atau slab adalah elemen bidang tipis yang menahan beban-beban

transversal melalui aksi lentur ke masing-masing tumpuan. Ada tiga jenis

perletakan pada pelat yaitu tertumpu bebas, terjepit penuh/sempurna dan

terjepit sebagian/elastis. Sistem lantai terdiri dari sistem flat slab (termasuk

drop panel dan column capital) dan flat plate, sistem grid, sistem lajur balok

serta sistem pelat dan balok.

Pelat diklasifikasikan pelat satu arah apabila:

ditumpu pada ke dua sisi yang berhadapan

perbandingan sisi panjang dengan sisi pendek (ly/lx) > 2

Pelat diklasifikasikan pelat dua arah apabila:

ditumpu pada ke empat sisinya

perbandingan sisi panjang dengan sisi pendek (ly/lx) 2

Bentang teoritis (l) pada pelat satu arah dan pelat dua arah berbeda untuk

perletakan yang monolit dengan pelat dan yang tidak monolit dengan pelat.

Pemeriksaan lebar retak hanya berlaku untuk fy > 300 MPa. Untuk fy 300

MPa, lebar retak tidak perlu diperiksa.

Tulangan pada pelat satu arah terdiri dari tulangan lentur/utama dan tulangan

susut/pembagi yang dipasang saling tegak lurus. Sedangkan tulangan pada

P E N U T U P

27

pelat dua arah terdiri dari tulangan pada arah panjang dan arah pendek yang

dipasang saling tegak lurus.

Menentukan tebal pelat (h) dihitung dengan persamaan (1.1), tetapi nilai

tersebut harus terletak antara hmin (persamaan (1.6)) dan hmaks (persamaan

(1.7)).

Tebal minimum pelat (hmin) tidak boleh kurang dari:

120 mm (pada pelat lantai)

90 mm (pada pelat atap)

Lebar retak yang terjadi () tidak boleh kurang dari lebar retak yang

disyaratkan (), yaitu:

0,4 mm (untuk struktur di dalam ruangan)

0,3 mm (untuk struktur di luar ruangan)

Jarak bersih antar tulangan pada pelat satu arah:

tulangan lentur dtul atau 25 mm

3 x h atau 500 mm

tulangan susut 5 x h atau 500 mm

Jarak bersih antar tulangan pada pelat dua arah:

pada bentang panjang dan bentang pendek

dtul atau 25 mm

3 x h atau 500 mm

28

B. S o a l

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini:

1) Apa yang dimaksud dengan pelat atau slab?

2) Sebutkan tiga jenis perletakan pada pelat!

3) Jelaskan persamaan dan perbedaan antara sistem lantai flat slab dengan

flat plate!

4) Sebutkan minimal 3 macam tipe pelat!

5) Diketahui suatu panel pelat lantai dengan ukuran sisi panjang 4 m dan sisi

pendek 2,5 m. Pelat tersebut temasuk pelat satu arah atau pelat dua arah?

6) Diketahui suatu lantai beton yang direncanakan terletak di luar ruangan.

Berapa tebal minimum penutup beton, jika digunakan tulangan D22-200

dan tulangan D16-125?

7) Diketahui suatu pelat dua arah, yang terjepit elastic pada keempat sisinya.

Perbandingan bentang panjang dan pendek adalah 2,0.

Berapa nilai koefisien yang akan digunakan untuk menghitung momen

tumpuan dan momen lapangan pada bentang panjang dan bentang pendek?

8) Tuliskan rumus untuk menghitung momen berdasarkan gambar di bawah

ini:

9) Hitung rasio tulangan susut () jika diketahui tegangan leleh baja (fy) =

240 MPa!

10) Diketahui suatu pelat dua arah terletak di dalam ruangan dengan kuat

tekan beton = 35 MPa. Tebal pelat 130 mm, tulangan utama D19-150 dan

tulangan susut D10-150.

29

Hitung lebar retak pelat tersebut jika tegangan leleh baja = 250 MPa!

Hitung lebar retak pelat tersebut jika tegangan leleh baja = 420 MPa!

C. Tindak Lanjut

Jika anda tidak dapat menyelesaikan soal 110, maka anda tidak dapat

membaca bab selanjutnya.

Jika anda dapat menyelesaikan dengan baik soal 14, maka saudara dapat

melanjutkan membaca bab selanjutnya tetapi harus mengulang sub bab 1.2.

dan 1.3.

Jika anda dapat menyelesaikan dengan baik soal 510, maka anda dapat

membaca bab selanjutnya tetapi harus mengulang sub bab 1.1.

Jika anda dapat menyelesaikan dengan baik 78 soal, maka anda dapat

melanjutkan membaca bab selanjutnya.