sistem struktur 2.docx

8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx

1/16

Struktur BangunanStruktur Bangunan Secara Umum

Oleh :

Kelompok 8

Annisa Arifandita Mifshella

Chrisfela Wulandari

Ria Utami

Rofika Ratna Ardiansyah

Rumeisyah

Fakultas TeknikJurusan Teknik Sipil S1

Universitas Riau

2010


2/16


3/16


4/16


5/16

STRUKTUR BANGUNAN

Perancangan bangunan adalah suatu system menyeluruh di mana struktur penunjang fisik sebagai

bagian organic tumbuh bersama rancangan bangunan tersebut; struktur tidak bisa lagi dipandang sebagai

suatu tambahan terpisah yang tidak berhubungan, untuk kemudian dimuat di dalam ruang fungsional oleh

insinyurnya. Walaupun pendekatan rancangan yang menyeluruh ini harus ditetapkan pada semua

bangunan arsitektur, hal ini sangat penting apabila kita kaitkan dengan skala bangunan tinggi yang

memerlukan system penunjang struktur yang rumit di mana gaya-gaya fisik dan lingkungan merupakan

penentu rancangan yang utama. Bangunan harus mampu menghadapi gaya-gaya vertical gravitasi dan

gaya-gaya horizontal angin di atas tanah serta gaya-gaya gempa di bawah tanah. Kulit bangunan harus

menahan perbedaan suhu, tekanan udara, dan kelembaban antara lingkungan luar dan dalam bangunan.

Unsur-unsur struktur bangunan harus tanggap terhadap semua gaya ini. Batang-batangnya harus disusun

dan disambung satu sma lain sehingga dapat menyerap gaya-gaya ini dan meneruskannya dengan aman

ke tanah dengan usaha sedikit mungkin. Unsur-unsur struktur adalah tulang punggung yang penting untuk

badan bangunan.

STRUKTUR BANGUNAN TINGGI YANG LAZIM

Maksud bagian ini adalah untuk memperkenalkan system-sistem bangunan tinggi pendukung beban yang

lazim dijumpai. Unsur-unsur struktur dasar bangunan adalah sebagai berikut:

- Unsur Linier Kolom dan balok. Mampu menahan gaya aksial dan gaya rotasi.

-

Unsur Permukaan

a. Dinding. Bisa berlubang atau berangka, mampu menahan gaya-gaya aksial dan rotasi.

b. Plat. Padat atau beruas, ditumpu pada rangka lantai, mampu memikul beban di dalam dan

tegak lurus terhadap bidang tersebut.

- Unsur Spasial

Pembungkus fasade atau inti (core), misalnya dengan mengikat bangunan agar berlaku sebagai

suatu kesatuan.

Perpaduan dari unsur-unsur dasar di atas akan membentuk struktur tulang dari bangunan.

Tipe struktur bangunan yang lazim:

- Dinding pendukung sejajar (parallel bearing walls)

Sistem ini terdiri dari unsure-unsur bidang vertical yang dipratekan oleh berat sendiri, sehingga

menyerap gaya aksi lateral secara efisien.


6/16

- Inti dan dinding pendukung fasade (core and faade bearing walls)

Unsur bidang vertical membentuk dinding luar yang mengelilingi sebuah struktur inti.

- Boks berdiri sendiri (self supporting boxes)

Boks merupakan unit tiga dimensi prefabrikasi yang menyerupai bangunan dinding pendukung

apabila diletakkan di suatu tempat dan digabung dengan unit lainnya.

- Plat terkantilever (cantilevered slab)

Pemikulan system lantai dari sebuah inti pusat akan memungkinkan ruang bebas kolom yang

batas kekuatan platnya adalah batas besar ukuran bangunan.

- Plat rata (flat slab)

Sistem bidang horizontal pada umumnya terdiri dari plat lantai beton tebal rata yang ditumpu

pada kolom.

- Interspasial (interspatial)

Struktur rangka tinggi selantai yang terkantilever diadakan pada setiap lantai antara untuk

memungkinkan ruang fleksibel di dalam dan di atas rangka.

- Gantung (suspention)

Sistem ini memungkinkan penggunaan bahan secara efisien dengan menggunakan penggantung

sebagai pengganti kolom untuk memikul beban lantai.

- Rangka selang seling (staggered truss)

Rangka tinggi selantai disusun sedemikian rupa sehingga setiap lantai bangunan menumpang di

bagian atas suatu rangka dan di bawah rangka di atasnya.

-

Rangka kaku (rigid frame)

Sambungan kaku digunakan antara susunan unsure linear untuk membentuk bidang vertical dan

horizontal.

- Rangka kaku dan inti (rigid frame and core)

Rangka kaku bereaksi terhadap beban lateral, terutama melalui lentur balok dan kolom.

- Rangka trussed (trussed frame)

Gabungan rangka kaku (atau bersendi) dengan rangka geser vertical akan memberikan

peningkatan kekuatan dan kekakuan struktur.

-

Rangka belt trussed dan inti (belt trussed frame and core)

Belt truss mengikat kolom fasade ke inti sehingga meniadakan aksi terpisah rangka dan inti.

- Tabung dalam tabung (tube in tube)

Kolom dan balok eksterior ditempatkan sedemikian rapat sehingga fasade menyerupai dinding

yang diberi perlubangan (untuk jendela).

- Kumpulan tabung (bundled tube)


7/16

Sistem kumpulan tabung dapat digambarkan sebagai suatu himpunan tabung-tabung terpisah

yang membentuk multisel.

PERTIMBANGAN UMUM PERENCANAAN

Pemilihan struktur bangunan tinggi tidak hanya berdasarkan atas pemahaman struktur dalam konteksnya

semata. Pemilihannya lebih kea rah factor fungsi dikaitkan dengan kebutuhan budaya, social, ekonomi,

dan teknologi. Beberapa factor yang terutama berkaitan dengan perencanaan teknologi dari bangunan

tinggi adalah sebagai berikut:

1. Pertimbangan umum ekonomi

- Besar biaya proyek yang dibangun.

- Besar biaya yang diperlukan oleh proyek untuk beroperasi setelah selesai (biaya untuk

utilitas, pemeliharaan, asuransi, pajak, bunga pinjaman).

2. Kondisi tanah

Kondisi tanah harus diperiksa sebelum system struktur apa pun diputuskan sehingga perilakunya

dapat diketahui.

3. Rasio tinggi lebar suatu bangunan

Dengan meningkatnya rasio minimum tinggi terhadap lebar suatu bangunan, kekakuan bangunan

pun harus ditingkatkan.

4. Pertimbangan fabrikasi dan pembangunan

Perencanaan prosedur fabrikasi dan pembangunan merupakan factor-faktor yang penting dalam

mempertimbankan pilihan system struktur, bahkan factor-faktor ini dapat menjadi pertimbangan

yang menentukan metode konstruksi prefab.

5.

Pertimbangan mekanis (system utilitasnya)

6. Pertimbangan tingkat bahaya kebakaran

7. Pertimbangan peraturan bangunan setempat

8. Ketersediaan dan harga bahan konstruksi utama

JENIS BEBAN PADA STRUKTUR BANGUNAN

Beban yang berlaku pada sebuah bangunan adalah biasanya dalam bentuk static dan dari berbagai sumber

seperti yang disebutkan di atas tetapi untuk tujuan reka bentuk dibagiankan kepada beberapa jenis, yaitu:

a. Beban Mati

b.

Beban Hidup

c. Beban Konstruksi


8/16

d. Beban Angin

e. Beban Seismik

PENGERTIAN STRUKTUR BANGUNAN

Defenisi struktur dalam kontek hubungannya dengan bangunan adalah sebagai sarana

untuk menyalurkan beban dan akibat penggunaannya atau kehadiran bangunan kedalam tanah

(scodek, 1983)

LIMA GOLONGAN BENTUK STRUKTUR (SUTRISNO, 1983)

1. STRUKTUR RANGKA

2. STRUKTUR PERMUKAAN BIDANG(STRUKTUR LIPATAN DAN CANGKANG)

3. STRUKTUR KABEL DAN BOIMAORFIK

CONTOH STRUKTUR BANGUNAN.

DINDING

ATAP

BALOK DAN KOLOM

PONDASI

DLL

DINDING

Dinding adalah bagian dari suatu bangunan yang keberadaannya vertikal dan memanjang

serta berbungsi untuk membatasi suatu ruang/bagian terhadap ruang atau bagian yang lain

(nonstruktural),yang kadang-kadang juga berfungsi sebagai pemikul beban (strutural

BAHAN-BAHAN YANG DAPAT DIJADIKAN DINDING

1. KAYU


9/16

Dinding dari kayu hanya berfungsi sebagai dinding pembatas saja, tidak mampu

menahan beban (nonstruktural), disebut sebagai dinding partisi. Bahan-bahan yang sering

dipakai adalah papan, tripleks, multipleks, dan lain- lain.

2.BATU

Bahan dapat dari batu kali/gunung atau dari batu bara, yang disusun satu sama lain dengan satu

perakat yang disebut luluh dabn disebut dindingg batu atau tembok.Dinding batu atau tembok

ini lebih kaku dan kokoh dibandingkan kayu dan bersifat struktural ataupun nonstruktural,,

tergantung dari besarnya pembebanan dan tebalnya dinding.

3.Beton Bertulang

Disebut dinding beton bertulang karena terbuat dari bahan beto bertulang, bersifat struktural

bahkan sering dipakai juga untuk memikul beban atau gaya horizontal (misalnya shear wall).

STUKTUR DINDING DIBEDAKAN MENJADI DUA MACAM

1. DINDING STRUKTURAL

2. DINDING NONSTRUKTURAL

DINDING STRUKTURAL

Dinding struktural adalah dinding yang dapat berdiri sendiri dan tidak berubah

akibat beban-beban yang bekerja pada dirinya (stabil)

contoh:tembok dan dinding beton bertulang.

Dinding nonstructural

Dindiing nonstruktural adalah dinding yang tidak dapat menahan beban ataupun

dinding yang tidak dapat berdiri sendiri sehingga untuk keteguhannya (agar

stabil),memerlukan suatu penguatan dan perkakuan.

contoh: Dinding dari struktur kayu dan tembok (pasangan bata)setengah batu.

BALOK LOTENG


10/16

SUSUNAN BALOK LOTENG

1. SUSUNAN BALOK TUNGGAL

2. SUSUNAN BALOK MAJEMUK ATAU GANDA

SUSUNAN BALOK TUNGGAL

a. Jarak antara tembok-tembok pemikul

b. tidak besar (l 4m).

c. Pada susunan balok ini hanya ada satu macam balok, yaitu balok anak.

d.Jarak antara balok anak antara 50-70 cm, tergantung dari bahan lantai yang

dipakai, papan atau multipleks.

SUSUNANBALOK MAJEMUK ATAU GANDA

a. Pada jarak bentang yang melebihi 4 meter, balok anak tidak dapat dipakai

sebagai balok tunggal.Untuk keperluan itu maka dipakai balok pemikul yang

diletakkan sedemikian rupa sehingga balok anak dapat dipakai, hanya saja

dengan arah yang berbeda.

b. Disini dipakai balok pemikul lain untuk memperpendek bentang.balok

pemikul ini disebut balok induk.

SISTEM STRUKTUR

1. Konstruksi Horizontal

A. Floor System

Pemilihan dari sistem lantai adalah sistem plat beton bertulang. Pemilihan ini

didasarkan pada:

Tipe dan besarnya beban yang ada Ukuran dan proporsi pada tumpuan struktur

Ketebalan konstruksi plat lantai yang diinginkan

Dari hal diatas, maka ditentukan sistem monstruksi lantai dua arah, penyaluran dua

arah atau lebih. Semua unsur lantai bekerja sama dalam menopang beban, rumus ketebalan


11/16

lantai t = 1/20 bentang, mempunyai kekakuan dua arah, jadi tidak perlu ditumpu keempat

sisinya.

Keuntungan sistem konstruksi dua arah :

Dapat meredam suara

Meredam getaran

Meredam panas dan kelembaban dengan lebih baik

Ketebalan lantai menjadi lebih tipis

Kerugiannya :

Ada bahaya pons maka kolom harus dapat diletakkan pada rusuknya pada lapisan

lantai. Cara mengatasinya adalah dengan mempertebal semua petak yang tertumpu oleh

kolom. Cara lain untuk mengatasi masalah pons yaitu dengan kolom diletakkan pada

rusuk lantai.

B. Balok

Balok bersama dengan plat lantai merupakan struktur yang berfungsi menahan

gaya-gaya horizontal. Juga merupakan elemen structural dari suatu bangunan yang biasa

digunakan dengan pola berulang. Fungsi utama balok adalah membentuk bidang kaku

horizontal. Bintang ini memperkokoh dan bergabung dengan struktur bangunan verticalsehingga memungkinkan bangunan untuk bertindak terhadap gaya-gaya sebagai suatu unit

tertutup.

2. Konstruksi Vertikal

A. Kolom

Kolom adalah merupakan Elemen verikal yang sangat banyak disunakan. Kolom

tidak harus selalu berarah vertical, meskipun suatu elemen struktur bisa berarahmiring,asalkan bisa memenuhi definisi kolom, yaitu beban aksial hanya diberikan ujung-ujungnya

dan tidak ada beban transversal

B. Roof System

Roof system terbagi dua, yaitu:


12/16

Roof System Auditorium

Auditorium membutuhkan bentang lebar maka dipilh struktur rangka atap baja (steel

joist roof sistem). Pola dasar segitiga pada rangka atap baja sama bentuk dan

komposisinya.

Roof System Tower

Rangka Atap yang menggunakan rangka baja dengan bentuk dan sususan pada roof

sistem sederhana bangunan rumah tinggal, yaitu bentuk limasan dengan penutup atap

kriplok.

3. Utilitas Bangunan

Terdiri dari pengaturan dan penempatan unsur-unsur yang membentuk suatu bangunan.

Misalnya sistem core, sewage treatment, pendistribusian air, tranportasi vertical (tangga, lift),

tata udara, instalasi listrik, penangkal petir, sistem pencegahan dan penanggulangan kebakaran,

sistem telekomunikasi, sound sistem (pada hall, mall, tempat-tempat umum).

4. Estetika Bangunan

Terdiri dari bentuk bangunan dan expresi bangunan yang memberikan cirri khas atau

warna tersendiri bagi bangunan tersebut.

HUBUNGAN STRUKTUR TERHADAP BANGUNAN

Struktur merupakan bagian dari sebuah bangunan yang menahan beban yang diberikan

kepadanya. Fungsi dari struktur dapat disimpulkan untuk memberikan kekuatan yang diperlukan

untuk mencegah sebuah bangunan mengalami keruntuhan. Lokasi struktur dalam bangunan tidak

selalu jelas karena struktur dapat digabungkan dengan bagian-bagian non-struktural denganberbagai cara. Contoh-contoh bangunan struktural dan non-struktural seperti :

a. Bangunan Igloo

Igloo merupakan struktur yang lapisan permukaannya berfungsi sebagai pendukung.

Blok-blok es membentuk tumpuan sendiri untuk menahan kubah.


13/16

b. Bangunan Teepe

Pada teepe kulitnya merupakan elemen non-struktural yang didukung oleh struktur dari

batang kayu. Pemisahan sangat jelas : permukaan luar sepenuhnya merupakan elemen non-

struktural dan tiang memiliki fungsi struktur yang murni.

c. Aula pameran

elemen utamanya adalah kulit shell beton bertulang yang berfungsi sebagai penopang.

d. Bangunan gedung

kulitnya merupakan elemen non-struktural yang terbuat dari lapisan logam yang

didukung oleh rangka baja yang mempunyai fungsi struktural.

e. Patung liberty di New York

permukaan yang tipis didukung oleh rangka struktur segitiga. Pengaruh pertimbangan

struktur pada bentuk akhirnya sangat sedikit.

5.1. PERSYARATAN STRUKTURAL

Untuk memenuhi fungsinya sebagai tumpuan bangunan dalam merespon beban apapun

yang mungkin dibebankan di atasnya, sebuah struktur harus memenuhi 4 hal, yaitu :

1. Berada dalam keadaan setimbang

2. Stabil

3. Kekuatan yang cukup

4. Kekakuan yang cukup

5.2. JENIS-JENIS BEBAN PADA BANGUNAN GEDUNG DALAM PERATURAN

PEMBEBANAN INDONESIA UNTUK GEDUNG TH 1983

a. Beban Mati


14/16

Adalah berat semua bagian dari suatu bangunan yang bersifat tetap termasuk segala unsur

tambahan, finishing, mesin-mesin, peralatan yang tetap yang merupakan bagian-bagian yang

tidak terpisahkan dari gedung itu. Misalnya :

Berat sendiri konstruksi beton bertulang : 2400 kg/m3

Berat ubin pada pelat lantai : 24 kg/m

2

Berat sendiri genteng beton beserta reng dan kasau : 50 kg/m2

b. Beban Hidup

Adalah semua beban yang terjadi akibat hunian atau penggunaan gedung yang sifatnya

dapat berpindah-pindah (tidak tetap) :

Dapat bergerak : manusia, hewan, dan air yang mengalir

Dapat dipindahkan : kendaraan, mebel-mebel, mesin-mesin yang tidak permanen

Pada atap : beban yang berasal dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan

jatuh ( energy kinetik butiran air )

Misalnya : beban hidup pada lantai rumah tinggal : 200 kg/ m2, beban hidup pada ruang kuliah :

250 kg/ m2.

c. Beban Angin

Adalah beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih

tekanan udara ( angin ), dengan aturan berikut :

1. Tekanan tiup angin (p) harus diambil minimum 25 kg/ m2.

2. Tekanan tiup angin di laut dan tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai minimum

40 kg/ m2

3. Untuk daerah-daerah di dekat laut dan daerah-daerah lain tertentu, dimana terdapat

kecepatan-kecepatan angin yang mungkin menghasilkan tekanan tiup yang lebih besar


15/16

dari pada yang ditentukan dalam butir 1 dan , tekanan tiup angin (p) harus dihitung

sebagai berikut :

P = V2/16 kg/ m

2

4. Pada cerobong tekanan tiup ditentukan dengan rumus ;

P = 42,5 + 0,6 htkg/ m2dimana ht: tinggi cerobong (m)

d. Beban Gempa

adalah beban yang diakibatkan oleh gerakan tanah akibat gempa bumi (tektonik atau

vulkanik).

e. Pengaruh-pengaruh Khusus ( K )

Adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang terjadi akibat

suhu, pengangkatan dan pemasangan, penurunan pondasi, susut, gaya-gaya tambahan yang

berasal dari beban hidup seperti gaya sentrifugal dan gaya dinamis dari mesin-mesin, serta

pengaruh-pengaruh khusus lainnya.

Kombinasi pembebanan yang harus ditinjau adalah :

1. Kombinasi pembebanan tetap (BT) : M + H

2. Kombinasi pembebanan sementara (BS) : M + H + A atau M + H + G

3. Kombinasi pembebanan khusus (BK) : BT + K atau BS + K


16/16

sistem struktur 2.docx

Documents