Download - Sistem Struktur Vertikal
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
1/33
SISTEM STRUKTUR VERTIKAL
Ciri-ciri/persyaratan:
Merupakan elemen padat yang kaku, yang lebih mengutamakan pengembangan vertikal
Menahan beban lateral dan menahan dengan kuat pada bidang dasar/tanah Dapat mengumpulkan beban beban bidang-bidang horisontal di atas muka tanah dan
kemudian menyalurkan ke pondasi
Mementingkan pengumpulan beban bidang-bidang horisontal yang tersusun/saling
menumpang, yang secara vertikal mengalir ke dasar bangunan.
Dibentuk oleh berbagai sistem pengumpulan beban, penyaluran beban, dan kesimbangan
lateral
Digunakan untuk penyampaian/penyaluran sistem-sistem beban/gaya mekanisme:
Form aktif
ektor aktif
!ulk aktif
"urface aktif
.........tidak memiliki dasar mekanisme ker#a sendiri/mandiri.
$arena kemungkinan pengembangan tinggi dan beban horisontal, maka keseimbangan
horisontal merupakan komponen utama dalam perancangannya.%ada ketinggian bangunan tertentu, masalah pembebanan horisontal men#adi faktor penentu
untuk rancangan.
"istem pengumpulan beban saling berpengaruh dengan bentuk organisasi kegiatan pada
denah bangunan, sehingga tercapai kemungkinan pengurangan elemen vertikal penyaluran
beban dalam #umlah dan kelompok/bagian.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
2/33
"istem gabungan/komposit penyaluran beban pada struktur vertikal
"istem bentang bebas&free-span' denganpendukung di tengah
"istem bentang &bay'dan kantilever
"istem bentang bebas&free-span' dankantilever
"istem bentang tidaksimetri
!eban perlantaidisalurkan sebagian
ke bagian tengah dansebagian ke dindingtepi
!eban-bebandisalurkan ke titik-titik
di tengah sistembentang pengumpulbeban
!eban disalurkan ketitik antara
&intermediate'pengumpul beban,yang ke duanyamengumpulkan bebandari bagian tepid antengah bangunan
!eban disalurkantidak seimbang ke
tittik pengumpul
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
3/33
%rinsip dasar sistem penyaluran beban pada struktur vertikal:
"istem bentang&bay system'
"istem kantilever&cantilever system'
"istem bentang bebas&free-span system'
%engumpulan bebanhori(ontal danpenyaluran bebanvertikal
)itik-titik pengumpulanbeban disalurkan
merata
)itik-titik pengumpulanbeban dibagian
tengah bangunan
)itik-titik pengumpulanbeban pada bagian
tepi bangunan
!entang dua arah &*-+ay span direction'
!entang satu arah &-+ay span direction'
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
4/33
SISTEM DENGAN PEMBEBANAN VERTIKAL TIDAK LANGSUNG PADA TIPE BENTANG
(BAY-TYPE) SISTEM GANTUNG (SUSPENSION) PADA STRUKTUR VERTIKAL
. "istem dengan beberapa lantai gantung pada balok di tengah
!. "istem dengan gantung yang menerus
C. "istem dengan kombinasi penggantung dan pendukung pada beberapa kelompok lantai
!eban lantai per unitarea terkumpul dandisalurkan ke tanahpada setiap titik
!eban lantaidisalurkan ke shafa ditengah bangunan dandisalurkan ke tanahmemusat
!eban lantaidisalurkan ke tepi luarbangunan dandisalurkan ke tanah
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
5/33
BENTUK TIPIKAL TOWER YANG DIKEMBANGKAN DARI DENAH 4 PERSEGI
%engumpulan
beban
Dalam sistem
bentang &bay'
Dalam sistem
kantilever
Dalam sistem
bentang bebas&free-spam'
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
6/33
SISTEM PENERIMA BEBAN KOLOM DIATAS MUKA TANAH
$eterangan:
. !alok sprandel di ba+ah pelat lantai
!. !alok sprandel di atas pelat lantai
C. !alok sprandel pada * lantai
D. %anel ganda &multi-panel' berbentuk rangka sebagai balok sprandel
BENTUK TOWER DIKEMBANGKAN DARI BENTUK DENAH BUNDAR:
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
7/33
BENTUK PELAT TIPIKAL SEBAGAI PENGEMBANGAN DENAH PERSEGI:
%engumpulan
beban
Dalam sistem
bentang &bay'
Dalam sistem
kantilever
Dalam sistem
bentang bebas&free-spam'
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
8/33
BENTUK PELAT SEBAGAI PENGEMBANGAN DENAH LANTAI LENGKUNG:
%engumpulan
beban
Dalam sistem
bentang &bay'
Dalam sistem
kantilever
Dalam sistem
bentang bebas&free-spam'
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
9/33
PENYALURAN BEBAN VERTIKAL PADA SISTEM BENTANG PERSEGI (SQUARE BAY
SYSTEM)
okasi titik-titik pengumpulan beban kaitannya dengan unit bentang &bay'
%osisi beban unit bentang pertitik pada pengumpulan beban
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
10/33
* unit* kolom * unit kolom * unit*0 kolom * unit1 kolom
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
11/33
BEBAN KRITIS DAN DEFLEKSI PADA SISTEM STRUKTUR VERTIKAL:
!eban-beban yang menentukan dalam perancangan sistem struktur vertikal merupakan hasil dari
beban hidup +a#ib &super-imposing': beban mati, beban hidup dan angin. $ombinasi tersebut
membentuk gaya miring &slant'. "emakin kecil sudut gaya miring, semakin besar kesulitan
penyaluran gaya tersebut ke tanah/dasar bangunan.
Mekanisme dukung beban lateral:
Dengan peningkatan tinggi bangunan maka tekanan angin per-unit area meningkat #uga. kibatnya
pada struktur men#adi lebih banyak &predominant' dalam kaitannya dengan penyebab beban
vertikal. "truktur vertikal dipertegang oleh angin &beban'
2aya kompresif/tekan Momen putar&filting' Momen lentur &bending' 2aya geser &shear'
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
12/33
"istem stabilisasi beban lateral karena pengaruh angin pada struktur bentang &bay-type':
&a' Dinding geser &sistem surface-aktif'
&b' %engait/pengaku angin &+ind-bracing' 3 &sistem vektor-aktif'
&c' 4angka angin &+ind-frame' 3 &sistem bulk-aktif'
&d' Diafragma rangka &sistem surface aktif'
SISTEM YANG LENGKAP DAN TAMBAHAN PADA PENYALURAN BEBAN ANGIN:
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
13/33
KELENGKAPAN PENGIKAT ANGIN DALAM PERANCANGAN DENAH LANTAI:
KETAHANAN TERHADAP PENGARUH ANGIN PADA ARAH MELINTANG DAN MEMANJANG
!erkaitan dengan denah lantai dan bidang-bidang penutup/dinding.
Melalui core sirkulasi
Melalui dinding luar
5lemen struktur untukpengikat angin &+ind-bracing':
Dinding-dinding core
sirkulasi
Dinding-dinding luar
atau partisi
4angka-rangka kolom
dan balok
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
14/33
Melalui rangka
BEBAN YANG BERPENGARUH PADA BANGUNAN TINGGI
Dua macam beban, yaitu:
a' 2eofisika
!eban grafitasi:
pemakaian &kantor, pabrik, tempat tinggal, umum'
beban mati
konstruksi
!eban seismologi
!eban meteorologi
ir, bumi &settlement, pressure'
ngin &tenang, kencang'
"al#u, debu, hu#an
b' buatan manusia
)erikat tekanan:
Menahan volume
%embebanan yang lama
%erubahan temperatur &ekspansi, kontraksi'
%erubahan kelembaban &kembang, kempio'
%restress &pra tegang'
$etidak sesuaian
"isa
%roduksi
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
15/33
!erdirinya bangunan
%engelasan
Dinamik
"ecara acak
ngin kencang
%erubahan pemakaian
%ukulan
4elatif tenang &perpindahan manusia'
ibrasi &getaran'
5levator
$endaraan
Mesin-mesin
!eban geofisika dipengaruhi oleh:
Masa
6kuran
!entuk
!ahan
!eban yang bersumber dari buatan manusia berasal dari pergerakan manusia dan peralatan,
gaya-gaya terikat pada struktur selama proses manufaktur dan pembangunan.
!eban diklasifikasikan dua kategori, yaitu statik dan dinamik:
!eban statik adalah merupakan bagian permanen dari struktur
!eban dinamik adalah beban-beban yang temprorer terhadap ruang atau struktur.
!eban mati merupakan beban statik yang ditimbulkan oleh beban setiap elemen pada struktur,
yaitu: berat elemen pendukung beban pada bangunan, lantai, penyelesaian plafon, dinding
partisi permanen, penyelesaian facade bangunan, tangki penyimpanan air, sistem distribusi
secara mekanik dan lain-lain. 5stimasi beban mati 7 3 *0 8 dari keseluruhan beban.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
16/33
!eban hidup lebih bervariasi dan tidak dapat dipastikan, karena perubahannya selain karena
+aktu #uga sebagai fungsi dari lokasi/penempatan. !eban ini disebut #uga sebagai beban
pemakai yang termasuk berat orang, perabotan, partisi bongkar pasang, buku-buku, almari,
peralatan mekanik dan industri, kendaraan dan semua beban semi permanen atau temporer
!agian-bagian struktural dan rentangan antara lantai dengan bagian struktural harus dirancang
untuk mendukung beban yang terdistribusi secara seragam ataupun yang terkonsentrasi, yang
menghasilkan tegangan yang lebih besar.
$apasitas beban pada bangunan berkurang karena umur abngunan, yan gdiakibatkan oleh beban
angin, getaran, perubahan temperatur, pergeseran, perubahan-perubahan menerus karena
pengaruh lingkungan.
"edangkan beton dan bata misalnya, makin lama akan meningkat kapasitas beban atau
dukungannya.
Dari sudut struktural, pemilihan sistem struktur yang sesuai tergantung atas 1 faktor, yaitu:
!eban yang akan didukung
%erlengkapan bahan-bahan bangunan
ksi struktural: beban dialirkan melalui bagian-bagian bangunan ke tanah
Beban konstruksi:
%ada umumnya bgian-bagianstruktural dirancangan untuk menanggulangi beban hidup
dan mati, namun adakalanya dirancang #auh melebihi. 9al tersebut dibutuhkan untuk
memenuhi pembebanan saat pelaksanaan pembangunan, misalnya adanya penimbunan
bahan-bahan yang berat, pemindahan dan sebagainya. %ada beton precast, saat-saat
kritisnya adalah saat cetakan panel berat tersebut diangkat dari pencetaknya. %anel
tersebut harus #uga tahan terhadap proses pengangkutan-pembangunan-ke#utan-
regangan saat-saat pemasangannya
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
17/33
Beban hujan, es dan salju:
ir merupakan bahan yang cukup berat dan harus diperhitungkan, terutama pada bentuk
atap datar saat ter#adi penyumbatan saluran drainasinya. "aat air menimbun maka lantai
atap tersebut dapat melengkung. %roses ini diseebut ;ponding atau mengolam &seperti
kolam' yang menyebabkan runtuhnya atap tersebut.
Beban angin:
!angunan struktur batu yang memiliki bidang pembukaan yang sempit, #arak antar
kolomnya sempit, bagian-bagiannya masif, bidang-bidang partisinya berat sehingga
bangunan tersebut sangat berat, masalah beban angin bukan hal yang berat.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
18/33
)oleransi manusia
Beban seismik:
)erutama timbul oleh adanya geseran lapisan bumi yang disebut gempa. !eban gempa ini
sangat berpengaruh dan bahkan merusak struktur bangunan, karena gerakan yang timbul
adalah vertikal dan horisontal secara bersamaan. kselerasinya diukur sebagai penetrasi
akselerasi grafitasi yang merupakan dasar perancangan bangunan tahan gempa. 6ntuk
melindungi pemakai bangunan, maka bangunan harus tahan dan tidak runtuh karena
gempa.
)ingkah laku bangunan saat ter#adi gempa:
%ersyaratan tambahan:
%ondasi pile atau caisson yang dihubungkan dengan pengikat, dengan kemampuan
terhadap tekanan/tegangan beban horisontal sebersar 0 8 beban pile terbesar.
Distribusi beban geser horisontal ke elemen sistem penahan gaya lateral harus proporsional
terhadap kekakuan elemen-elemen tersebut.
Momen torsi horiosntal &puntiran' yang timbul kerana perbedaan titik pusat masa bangunan
dan titik pusat kekakuan bangunan, maka elemen penahan geser harus tahan terhadap
momen torsi sebesar yang berpengaruh pada lantai &geser' dengan titik pusat 7 8 dimensi
bangunan maksimal pada lantai tersebut.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
19/33
%utaran yang disebabkan oleh angin dan gempa harus dapat ditahan oleh bangunan.
$emampuan rangka ruang menahan momen paling tidak *7 8 dari syarat gaya seismik dari
struktur keseluruhan.
Dan lain-lain &94!" page *>'
Beban tekanan tanah dan air:
!agian struktur bangunan di ba+ah muka tanah mendukung beban yang berbeda dengan
bagian yang ada diatas muka tanah. "ub struktur mendukung tekanan lateral dari tanah
dan air tanah yang tegak lurus terhadap dinding substruktur dan lantainya. )ekanan air
tanah pada setiap titik setara dengan berat satuan (at cair yang dikalikan dengan #arak
muka air tanah kedalam substruktur.
Beban karena menahan perubahan volume material:
?aitu memuai dan menyusut karena pengaruh temperatur. !angunan tinggi yang lebih
ringan dengan bentuk-bentuk arsitektural e@posed menyebabkan kekakuan
bangunannya berkurang dan mudah sekali terpengaruh gerakan dan beban induksi
temperatur. Fasade struktur yang e@posed yang punya perbedaan suhu terhadap suhu
interior bangunan yang dikontrol, menyebabkan gerakan vertikal pada bidang tepi
bangunan, yaitu ter#adinya kontraksi &menyusut' bila suhu menurun dan ekspansi
&memuai' saat temperatur naik.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
20/33
2erakan horisontal pada struktur lantai disebabkan oleh struktur atap yang Ae@posed,
dengan adanya perbedaan suhu disekitar tepi bangunan yaitu bagian yang e@posed
terhadap radiasi matahari dan bagian yang terlindung.
%osisi kolom terhadap facade bangunan menghasilkan tingkat e@posed yang beragam,
yaitu:
$eterangan:
a' di dalam
b' pada garis dinding
c' sebagian e@posed
d' e@posed seluruhnya
Macam dan pengaruh gerakan induksi temperatur:
a' bengkoknya kolom &bending'
b' gerakan karena perbedaan kolom-kolom e@terior dan interior
c' gerakan karena perbedaan kolom-kolom eksterior
d' gaya perubahan bentuk pada lantai
e' gerakan karena perbedaan atap dan lantai di ba+ahnya
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
21/33
%erbedaan susut dan muai antara bidang atap e@posed dan lantai diba+ahnya dapat
meretakkan struktur dinding pendukung batu bata atau ter#adi kolom yang membengkok
&bending' pada bangunan rangka kaku &rigid'
f' dan lain-lain cara menahan secara fisik &lihat 94!" page BB'
menahan secara mekanik &lihat 94!" page B7'
!eban susut muai pada struktur nbangunan punya banyak kesamaan dengan pengaruh suhu
Beban kejut (impact) dan dinamik:
!eban getaran dapat berasal dari bangunan tersebut maupun kondisi sekitarnya. "umber
internal h=dala dari elevator escalador, mesin-mesin, peralatan mekanik, mobil-mobil dan
sebagainya yang diakibatkan oleh akselerasi dan deselerasi mendadak dari lift dan mobil
sehingga beban ke#ut dapat mempengaruhi struktur. "umber outdoor beban getar adalah
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
22/33
gaya-gaya oleh angin dan seismik/gempa, suara, pengaruh trafik disekitarnya. 6ntuk
melakukan control terhadap vibrasi/getaran tidak hanya memperkuat bagian-bagian
bangunan sa#a, tetapi dengan melakukan isolasi sumber getar atau meredam gerakan.
"umber getaran dapat diisolasi dengan memisahkan sumber dari struktur, sedangkan
gerakan yang bergetar diredam dengan mengontrol transmisi getaran dari satu ke eleven
lanilla dengan menggunakan isolator resilien. %eningkatan beban hidup untuk
menanggulangi efek dinamik, yaitu:
%endukung elevador 008
Crane pengangkat *78
%endukung mesin ringan *08
%endukung unit po+er/tenaga 708
%endukung/penggantung lantai/balkon 118
Beban ledakan (blast):
!angunan harus mampu mela+an gaya tekan internal dan eksternal yang disebabkan
oleh ledakan. 4untuhnya sebagian dari bangunan oleh ledakan gas internal karena
sabotasi/kecelakaan karena kebocoran api dan gas. edakan yang ditimbulkan
menimbulkan tekanan yang tinggi di area ledakan, memberikan beban yang "angay tinggi
terhadap elemen bangunan, sehingga dinding-lantai-#endela terlepas. )ekanan internal ini
harus dapat diblokir secara lokal sehinggga tidak menimbulkan meluasnya struktur lebih
berat.
Beban kombinasi:
$arena kombinasi efek pembebanan pada bangunan sepan#ang +ktu sehingga "angay
penting merancang struktur yang memperhatikan kemungkinan kombinasi pembebanan.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
23/33
STRUKTUR BANGUNAN TINGGI
5lemen struktural dasar dari statu bangunan:
. 5lemen linier
$olom
!alok
*. 5lemen bidang
Dinding : baik masif, berlubang-lubang, maupun ber-rangka, harus mampu
menahan gaya aksial dan rotasi.
%elat lantai &slab' : baik masif, ber-rusuk-rusuk, maupun didukung oleh
rangka/balok-balok lantai harus mampu mendukung gaya-gaya yang
mengenai maupun tegak lupus pada bidang tersebut.
1. 5lemen ruang
Core : mengikat bangunan men#adi satu kesatuan dan beker#a sebagai satu
unit.
!entuk-bentuk bangunan yang umum, yaitu:
a' Dinding pendukung paralel ¶llel bearing +alls'
Merupakan elemen vertical planar yang ter-prategang &prestress' karena beratnya sendiri,
sehingga dapat menyerap beban lateral secara efisien. "istem ini digunakan untuk bangunan
yang tidak membutuhkan ruang-ruang yang luas dan tidak membutuhkan struktur core untuk
sistem mekaniknya.
b' Core dan dindidg pendukung facade &cores and facade bearing +alls'
5lemen vertikal planar membentuk dinding eksterior mengelilingi struktur core, yang
memungkinkan bentuk ruang interior terbuka. 9al ini tergantung dari kapasitas rentang &span'
dari struktur lantainya. !agian core me+adahi mekanikal dan sistem transportasi vertikal, yang
menambah kekakuan bangunan.c' $otak-kotak yang mampu mendukung sendiri &self supporting bo@es'
$otak-kotak tersebut merupakan unit preflab 1 dimensi, yang membentuk dinding-dinding
pendukung bila diatur dan saling dikaitkan. !ila dilakukan penyusunan seperti susunan batu
bata, maka dapat dibentuk sistem balok-dinding bersilang.
Mampu menahan gaya aksial dan rotasi
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
24/33
d' %elat lantai konsol &cantilever slab'
Dengan mendukung sistem lantai dari core pusat memungkinkan terbentuknya ruang yang
bebas kolom dengan kekuatan pelat lantai sesuai kebutuhan bangunan. $ekakuan pelat dapat
ditingkatkan dengan pemanfaatan teknik pra-tegang.
e' %elat lantai datar &flab slab'
"istem planar horisontal ini terdiri atas pelat lantai beton yang tebal-seragam yang didukung
oleh kolom-kolom. !ila pada puncak kolom-kolom tidak terdapat penebalan/kepala, maka
bentuknya adalah sistem pelat lantai datar. "istem ini tidak memiliki balok-balok yang tebal
sehingga memungkinkan adanya efisiensi/minimum #arak antar lantai bangunan.
f' nterspasial &interspatial'
"truktur konsol ber-rangka berlantai banyak pada setiap lantai memebentuk ruang-ruang yang
dapat dimanfaatkan pada dan diatas rangka. 4uang-ruang diatas rangka merupakan ruang
yang terbuka &free space'
g' "istem gantung &suspension'
"istem ini memanfaatkan bahan secara efisien dengan memanfaatkan penggantung untuk
mendukng beban. !eban grafitasi didukung oleh kabel-kabel untuk membentuk rangka konsol
pada core pusat.
h' "istem rangka pendukung &staggered truss'
!angunan rangka berlantai banyak merupakan rangkaian rangka yang letaknya berselang-
seling. "elain mendukung beban vertikal, penataan rangka dapat mengurangi persyaratan
pengukuh pengaruh angin &+ind bracing' dengan menyalurkan beban angin ke dasar
bangunan melalui bagian beban &+eb' dan pelat lantai &slab'.
i' "istem rangka kaku &rigid frame'
9ubungan yang kaku digunakan untuk mengikatkan elemen linier membentuk bidang-bidang
vertikal dan horisontal. Dengan kesempurnaan rangka ruang yang bergantung pada kekuatan
dan kekakuansetiap blok dan kolom, maka tinggi lantai dan #arak antar kolom men#adi dasar
perancangannya.
#' Core dan sistem rangka kaku &core and rigid frame'
4angka kaku me+adahi beban lateral melalui kelenturan balok-balok dan kolom-kolom, maka
dengan struktur core akan meningkatkan daya tahan terhadap lateral sebagai akibat interaksi
antara core dan rangka kaku.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
25/33
k' "istem rangka ber-rangka &trussed frame'
Merupakan kombinasi struktur rangka kaku dengan rangka vertikal tahan geser akan
meningkatkan kekuatan dan kekakuan struktur. Dalam sistem ini, rangka menahan beban
grafitasi dan rangka &truss' vertikalnya menahan beban angin.
l' Core dan rangka ber-rangka terikat &belt trussed frame and core'
"abuk rangka mengikat kolom-kolom tepi pada core sehingga mengurangi aksi yang timbul
pada setiap kolom dari rangka core. !atang pengukuh &bracing' ini disebut ;cap trussing bila
terletak pada puncak bangunan, dan disebut ;belt trussing bila terletak pada bagian
ba+ahnya.
m' "istem tabung di dalam tabung &tube in tube'
$olom-kolom dan balok-balok eksterior tersusun saling berdekatan sehingga nampaknya dari
facade bangunan sebagai dinding dengan lubang-lubang pembukaan sebagai #endela.
$eseluruhan bangunan beker#a sebagai tabung diatas muka tanah dengan core dalam
membentuk tabung yang meningkatkan kekakuan bangunan dengan cara membagi beban
dengan tabung luar.
n' "istem ikatan tabung &bundled tube'
Dalam sistem ini terdiri atas gabung beberapa buah tabung yang akan meningkatkan
kekakuan, sehingga memungkinkan mencapai ketinggian bangunan optimal dengan luasan
lantai maksimal.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
26/33
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
27/33
GARIS BESAR PERENCANAAN BANGUNAN TINGGI
a' "egi ekonomik
9arus mempertimbangkan biaya pembangunan dan pengoperasian bangunan
"emakin tinggi bangunan, maka dibutuhkan raungan yang lebih luas untuk me+adahi
struktur, sistem mekanik, elevator dan lain-lain sehingga luasan ruang yang dapat
digunakan menyempit, sedangkan biaya yang dikeluarkan untuk fasilitas bangunan
meningkat. uga semakin tinggi suatau bangunan, maka dibutuhkan fasilitas pelengkap
yang lebih berkualitas dan canggih.
b' $ondisi tanah
%emilihan macam bangunan adalah "angay ditentukan oleh #enis geologi sitenya, karena
itu kondisi tanah harus diketahui sebelum menentukan sistem strukturnya. %ada site
tertentu, kemampuan daya dukung tanah kurang baik sehingga dibutuhkan tiang pancang
&pile' atau pondasi caisson. 6ntuk keadaan demikian, bangunan berat dengan beton akan
"angay mal dibanding konstruksi ba#a ringan.
%ada setiap kasus, 1 variabel struktur bangunan adalah: superstruktur, sub struktur, dan
tanah.
c' 4asio tinggi dan lebar bangunan
!ila rasio tinggi dan lebar bangunan meningkat , maka tingkat kekakuan bangunan
meningkat. $ekakuan tersebut bergantung pada usuran dan #umlah trafe &bay', sistem
struktur, dan kekakuan bagian-bagian/penyampung bangunan.
"istem yang harus dipilih adalah secara ekonomis mampu me+adahi pengaruh lateral dan
sesuai ukuran trafenya.
d' %roses pembangunan dan fabrikasi
%erencanaan prosedur pembangunan dan fabrikasi menghasilkan faktor-faktor penting
berkaitan dengan pemilihan sistem struktur, yang mungkin erat kaitannya dengan metode
konstruksi prefabrikasi. "istem-sistem tersebut dipilih karena dapat menghemat biaya
tenaga pelaksanaan dan +aktu untuk pembangunannya, sehingga diusahakan sesedikit
mungkin #umlah bagian-bagian struktur untuk mempersingkat +aktu pelaksanaan.
!entuk-bentuk yang rumit dihindari, pengelasan componen di lapangan dikurangi dan lain-
lain.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
28/33
e' "istem mekanik
"istem mekanik yang meliputi 9C &heat, ventilating, C', elevator, listrik, pemipaan dan
sistem pembuangan dapat mencapai /1 dari harga bangunan. Dan sistem suplai energi
dapat terkonsentrasi di core mekanik.
f' %enanggulangan kebakaran
Masalah kebakaran merupakan bagian terpenting pada bangunan tinggi, karena:
' $etinggian bangunan menyebabkan tangga-tangga mobil pemadam kebakaran tidak
dapat men#angkau, sehingga diperlukan pengamanan dari dalam bangunan.
*' %engamanan secara menyeluruh tidak dapat dilakukan dalam +aktu singkat.
!agian yang paling bahaya selain panasnya api kebakaran yaitu: efek asap dan gas-gas
beracun.
"istem konstruksi bangunan harus mampu memberikan:
' $esempurnaan struktur untuk #angka +aktu yang cukup lama dengan
memanfaatkan bahan-bahan tahan api, yang tidak mudah terbakar ataupun tidak
menghasilkan asap/gas beracun.
*' %embatasan api untuk menangkal meluasnya api ke berbagai area.
1' "istem #alur darurat yang mencukupi.
B' "istem deteksi api dan asap yang efektif.
7' %enggunaan sprinkler-sprinkler dan ventilasi bagi asap dan udara panas.
g' %eraturan setempat
%eraturan daerah yang mengatur (ona-(ona kegiatan dalam kota yang dapat
mempengaruhi pemilihan sistem dan konstruksi.
Misal: pembatasan ketinggian bangunan, garis rooi hori(ontal dan vertical, tinggi antar
lantai yang seminim mungkin dan lain-lain.
h' $emampuan penanganan dan pembiayaan bagi bahan-bahan utama konstruksi
!iaya pengiriman pada lokasi, yang bagi bahan-bahan umum lebih murah, tetapi untuk
pengiriman bahan-bahan prefabrikasi men#adi lebih mahal.
$emampuan penanganan/pelaksanaan dengan bahan-bahan yang baru, mutahir/teknologi
tinggi.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
29/33
$eseluruhan pemikiran terhadap persoalan yang timbul perlu dipertimbangkan lagi
berkaitan dengan masalah pembiayaan.
STRUKTUR BANGUNAN TINGGI YANG UMUM DIPILIH
Dengan tinggi bangunan yang meningkat sehingga berakibat:
2aya lateral meningkat
Dengan ketinggian tertentu goyangan &s+ay' meningkat, sehingga dibutuhkan
pengendalian kekakuan bangunan selain kekakuan bahan struktur.
)ingkat kekakuan bangunan karena sistem struktur
5fisiensi sistem-sistem tertentu berkaitan dengan persyaratan ruang untuk mendapatkan
kekakuan maksimum dan berat/beban minimum
"ehingga dibutuhkan pengembangan sistem-sistem baru, misalnya:
!ahan struktur berkekuatan tinggiba#a, beton khusus.
ksi komposit pada elemen struktural.
)eknik-teknik pengikat baru pengelasan, pembautan.
%erkiraan tingkah laku struktur menyeluruh dengan menggunakan komputer.
%engunaan bahan konstruksi yang ringan.
)eknik konstruksi yang baru.
STRUKTUR DINDING PENDUKUNG (BEARING WALL)
Dengan pengembangan teknologi baru penggunaan rekayasa batu bata dan panel-panel
prefabrikasi beton menyebabkan konsep ekonomis dinding pendukung memungkinkan untuk
bangunan tinggi sampai tingkat menengah antara 0 3 *0 lantai.
"ecara umum struktur dinding pendukung disusun oleh dinding-dinding linier, maka dengan
penataan posisi dinding pendukung di dapat 1 kelompok dasar yaitu:
"istem dinding melintang &cross-+all'
)erdiri atas dinding-dinding linier yan gbertemu tegak lurus dengan pan#ang bangunan,
sehingga tidak berpengaruh pada pengolahan faEade utama dari bangunan.
"istem dinding meman#ang &long-+all'
)erdiri atas dinding-dinding linier yang parallel dengan pan#ang bangunan, sehingga dapat
membentuk faEade utama bangunan.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
30/33
"istem * arah &t+o-+ay'
)erdiri atas dinding-dinding yang mendukung pada ke dua arah, yaitu meman#ang dan
melintang.
%engaruh struktur dinding pendukung oleh pembebanannya tergantung dari #enis bahandan #enis
interaksi antara bidang lantai hori(ontal dan bidang dinding vertikal. %ada konstruksi batu bata dan
sistem prefabrikasi beton ter#adi struktur lantai yang bersendi pada dinding menerus. "edangkan
pada bangunan cetak di tempat &cast-in-place' pelat-pelat lantai dan dinding merupakan kesatuan
menerus.
%ada struktur dinding pendukung, beban vertikal disalurkan langsung ke struktur lantai. 4entang
lantai berkisar antara B 3 > meter, bergantung kemampuan dukung dan kekakuan lateral dari
sistem lantai.
2aya-gaya hori(ontal disalurkan ke struktur lantai &sebagai diafragma hori(ontal' ke dinding geser
&shear +all' parallel terhadap aksi gaya. Dinding geser ini mendukung beban yang diterima oleh
tinggi oleh tingginya kekakuan sebagai balok yang tebal, me+adahi beban geser dan lenturan
mela+an runtuh.
%ada bangunan beton cast-in-place kestabilan didukung oleh gaya portal sistem lantai dan dinding
yang monolitik yang beker#a sebagai kotak terhadap pengaruh lentur.
"angat #arang ter+u#ud bentuk didnding geser yang massif &bebas perlubangan' karena selalu
dibutuhkan perlubangan pada bidang tersebut yang hal ini merupakan titik perlemahan.
%erlubangan tersebut digunakan sebagai #endela/pintu/koridor/#alur fasilitas-fasilitas yang bersifat
mekanik dan elektrik/listrik dan lain-lain.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
31/33
STRUKTUR CORE GESER (SHEAR CORE)
6kuran transportasi vertikal
!erdasarkan bangunan digunakan core untuk me+adahi
Fungsi sistem distribusi energi
"istem shear +all stabilitas lateral pada bangunan
!entuk core:
Core terbuka
Core tertutup
Core tunggal
Core kombinasi dengan dinding linier
umlah core:
tunggal
ganda/banyak
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
32/33
etak/lokasi core:
internal
perimeter
eksternal
%enataan core:
simetri
asimetri
!entuk bangunan sebagai dasar dari bentuk core:
langsung
tidak langsung
!ahan core:
ba#a
beton
kombinasi ba#a beton
Core rangka ba#a:
Dapat memenuhi prinsip rangka ;vierendeel menahan stabilitas lateral.
"istem rangka vierendeel agak lebih fleksibel, sehingga layak digunakan pada bangunan
betingkat rendah &lo+-rise'.
!atang pengukuh &bracing' diagonal rangka vierendeel &rangka truss vertikal' digunakan
untuk mempertinggi tingkat kekakuan &stiffness' bangunan-bangunan yang lebih tinggi.
$euntungan core rangka ba#a: +aktu perakitan bagian-bagian prefabrikasi yang relatif
cepat.
Core beton:
Membatasi ruang karena harus mendukung beban.
)idak dibutuhkan pemikiran tambahan untuk mencegah bahaya kebakaran.
4endahnya tingkat ke-liat-an &ductility' terdapat pada bahan beton ini sebagai
kekurangannya dalam menghadapi beban gempa.
-
7/21/2019 Sistem Struktur Vertikal
33/33