sistem struktur vertikal.docx

8/10/2019 SISTEM STRUKTUR VERTIKAL.docx

1/32

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

Vektor aktif

Bulk aktif

Surface aktif

.........tidak memiliki dasar mekanisme kerja sendiri/mandiri.

Karena kemungkinan pengembangan tinggi dan beban horisontal, maka keseimbangan

horisontal merupakan komponen utama dalam perancangannya.

Pada ketinggian bangunan tertentu, masalah pembebanan horisontal menjadi faktor penentu

untuk rancangan.

Sistem pengumpulan beban saling berpengaruh dengan bentuk organisasi kegiatan pada

denah bangunan, sehingga tercapai kemungkinan pengurangan elemen vertikal penyaluran

beban dalam jumlah dan kelompok/bagian.


2/32

Sistem gabungan/komposit penyaluran beban pada struktur vertikal

Sistem bentang bebas(free-span) dengan

pendukung di tengah

Sistem bentang (bay)dan kantilever

Sistem bentang bebas(free-span) dan

kantilever

Sistem bentang tidaksimetri

Beban perlantaidisalurkan sebagianke bagian tengah dansebagian ke dinding

tepi

Beban-bebandisalurkan ke titik-titikdi tengah sistembentang pengumpul

beban

Beban disalurkan ketitik antara(intermediate)pengumpul beban,

yang ke duanyamengumpulkan bebandari bagian tepid an

tengah bangunan

Beban disalurkantidak seimbang ke

tittik pengumpul


3/32

Prinsip dasar sistem penyaluran beban pada struktur vertikal:

Sistem bentang

(bay system)

Sistem kantilever

(cantilever system)

Sistem bentang bebas

(free-span system)

Pengumpulan bebanhorizontal danpenyaluran beban

vertikal

Titik-titik pengumpulanbeban disalurkan

merata

Titik-titik pengumpulanbeban dibagian

tengah bangunan

Titik-titik pengumpulanbeban pada bagian

tepi bangunan

Bentang dua arah (2-

way span direction)

Bentang satu arah (1-way span direction)

Beban lantai per unitarea terkumpul dandisalurkan ke tanah

pada setiap titik

Beban lantaidisalurkan ke shafa ditengah bangunan dandisalurkan ke tanah

memusat

Beban lantaidisalurkan ke tepi luarbangunan dan

disalurkan ke tanah


4/32

SISTEM DENGAN PEMBEBANAN VERTIKAL TIDAK LANGSUNG PADA TIPE BENTANG

(BAY-TYPE) SISTEM GANTUNG (SUSPENSION) PADA STRUKTUR VERTIKAL

A.

Sistem dengan beberapa lantai gantung pada balok di tengah

B.

Sistem dengan gantung yang menerus

C.

Sistem dengan kombinasi penggantung dan pendukung pada beberapa kelompok lantai


5/32

BENTUK TIPIKAL TOWER YANG DIKEMBANGKAN DARI DENAH 4 PERSEGI

SISTEM PENERIMA BEBAN KOLOM DIATAS MUKA TANAH

Pengumpulan

beban

Dalam sistem

bentang (bay)

Dalam sistemkantilever

Dalam sistembentang bebas

(free-spam)


6/32

Keterangan:

A.

Balok sprandel di bawah pelat lantai

B.

Balok sprandel di atas pelat lantai

C. Balok sprandel pada 2 lantai

D.

Panel ganda (multi-panel) berbentuk rangka sebagai balok sprandel

BENTUK TOWER DIKEMBANGKAN DARI BENTUK DENAH BUNDAR:

Pengumpulan

beban

Dalam sistem

bentang (bay)

Dalam sistem

kantilever


(free-spam)


7/32

BENTUK PELAT TIPIKAL SEBAGAI PENGEMBANGAN DENAH PERSEGI:

Pengumpulan

beban

Dalam sistem

bentang (bay)

Dalam sistem

kantilever


(free-spam)


8/32

BENTUK PELAT SEBAGAI PENGEMBANGAN DENAH LANTAI LENGKUNG:

PENYALURAN BEBAN VERTIKAL PADA SISTEM BENTANG PERSEGI (SQUARE BAY

SYSTEM)

Lokasi titik-titik pengumpulan beban kaitannya dengan unit bentang (bay)


9/32

Posisi beban unit bentang pertitik pada pengumpulan beban

12 unit12 kolom 12 unit16 kolom 12 unit20 kolom 12 unit31 kolom


10/32

BEBAN KRITIS DAN DEFLEKSI PADA SISTEM STRUKTUR VERTIKAL:

Beban-beban yang menentukan dalam perancangan sistem struktur vertikal merupakan hasil dari

beban hidup wajib (super-imposing): beban mati, beban hidup dan angin. Kombinasi tersebut

membentuk gaya miring (slant). Semakin 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 juga. Akibatnya

pada struktur menjadi lebih banyak (predominant) dalam kaitannya dengan penyebab beban

vertikal. Struktur vertikal dipertegang oleh angin (beban)

Gaya kompresif/tekan Momen putar(filting) Momen lentur (bending) Gaya geser (shear)


11/32

Sistem stabilisasi beban lateral karena pengaruh angin pada struktur bentang (bay-type):

(a)

Dinding geser (sistem surface-aktif)

(b)

Pengait/pengaku angin (wind-bracing)(sistem vektor-aktif)

(c)

Rangka angin (wind-frame)(sistem bulk-aktif)

(d)

Diafragma rangka (sistem surface aktif)

SISTEM YANG LENGKAP DAN TAMBAHAN PADA PENYALURAN BEBAN ANGIN:


12/32

KELENGKAPAN PENGIKAT ANGIN DALAM PERANCANGAN DENAH LANTAI:

KETAHANAN TERHADAP PENGARUH ANGIN PADA ARAH MELINTANG DAN MEMANJANG

Berkaitan dengan denah lantai dan bidang-bidang penutup/dinding.

Melalui core sirkulasi

Melalui dinding luar

Elemen struktur untukpengikat angin (wind-bracing):

Dinding-dinding coresirkulasi

Dinding-dinding luaratau partisi

Rangka-rangka kolom

dan balok


13/32

Melalui rangka

BEBAN YANG BERPENGARUH PADA BANGUNAN TINGGI

Dua macam beban, yaitu:

a)

Geofisika

Beban grafitasi:

pemakaian (kantor, pabrik, tempat tinggal, umum)

beban mati

konstruksi

Beban seismologi

Beban meteorologi

Air, bumi (settlement, pressure)

Angin (tenang, kencang)

Salju, debu, hujan

b)

buatan manusia

Terikat tekanan:

Menahan volume

Pembebanan yang lama

Perubahan temperatur (ekspansi, kontraksi)

Perubahan kelembaban (kembang, kempio)

Prestress (pra tegang)

Ketidak sesuaian

Sisa

Produksi

Berdirinya bangunan

Pengelasan


14/32

Dinamik

Secara acak

Angin kencang

Perubahan pemakaian

Pukulan

Relatif tenang (perpindahan manusia)

Vibrasi (getaran)

Elevator

Kendaraan

Mesin-mesin

Beban geofisika dipengaruhi oleh:

Masa

Ukuran

Bentuk

Bahan

Beban yang bersumber dari buatan manusia berasal dari pergerakan manusia dan peralatan,

gaya-gaya terikat pada struktur selama proses manufaktur dan pembangunan.

Beban diklasifikasikan dua kategori, yaitu statik dan dinamik:

Beban statik adalah merupakan bagian permanen dari struktur

Beban dinamik adalah beban-beban yang temprorer terhadap ruang atau struktur.

Beban 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. Estimasi beban mati 1520 % dari keseluruhan beban.

Beban hidup lebih bervariasi dan tidak dapat dipastikan, karena perubahannya selain karena

waktu juga sebagai fungsi dari lokasi/penempatan. Beban ini disebut juga 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


15/32

Bagian-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.

Kapasitas beban pada bangunan berkurang karena umur abngunan, yan gdiakibatkan oleh beban

angin, getaran, perubahan temperatur, pergeseran, perubahan-perubahan menerus karena

pengaruh lingkungan.

Sedangkan beton dan bata misalnya, makin lama akan meningkat kapasitas beban atau

dukungannya.

Dari sudut struktural, pemilihan sistem struktur yang sesuai tergantung atas 3 faktor, yaitu:

Beban yang akan didukung

Perlengkapan bahan-bahan bangunan

Aksi struktural: beban dialirkan melalui bagian-bagian bangunan ke tanah

Beban konstruksi:

Pada umumnya bgian-bagianstruktural dirancangan untuk menanggulangi beban hidup

dan mati, namun adakalanya dirancang jauh melebihi. Hal tersebut dibutuhkan untuk

memenuhi pembebanan saat pelaksanaan pembangunan, misalnya adanya penimbunan

bahan-bahan yang berat, pemindahan dan sebagainya. Pada beton precast, saat -saatkritisnya adalah saat cetakan panel berat tersebut diangkat dari pencetaknya. Panel

tersebut harus juga tahan terhadap proses pengangkutan-pembangunan-kejutan-

regangan saat-saat pemasangannya


16/32

Beban hujan, es dan salju:

Air merupakan bahan yang cukup berat dan harus diperhitungkan, terutama pada bentuk

atap datar saat terjadi penyumbatan saluran drainasinya. Saat air menimbun maka lantai

atap tersebut dapat melengkung. Proses ini diseebut ponding atau mengolam (seperti

kolam) yang menyebabkan runtuhnya atap tersebut.

Beban angin:

Bangunan struktur batu yang memiliki bidang pembukaan yang sempit, jarak antar

kolomnya sempit, bagian-bagiannya masif, bidang-bidang partisinya berat sehingga

bangunan tersebut sangat berat, masalah beban angin bukan hal yang berat. Namur

pengenalan bangunan rangka baja yang ringan sehingga berat tidak lagi menjadi factor

pembatas ketinggian bangunan, maka era bangunan tinggi tersebut mendapatkan

masalah-masalah baru. Untuk mengurangi beban mati dan mencipta ruang-ruang yang

besar dan lebih fleksibel, balok dengan bentang yang lebih lebar, partisi-partisi yang dapat

dipindah-pindahkan dan lain-lain telah dikembangkan. Hal-hal tersebut telah banyak

mengurangi tingkat kekakuan bangunan (rigidity) sehingga beban lateral berupa

goyangan menjadi pokok perhatian bagi kekuatan bangunan tersebut.

Pengaruh angin pada bangunan hdala dinamik yang dipengaruhi oleh factor lingkungan

seperti kekasaran dan bentuk area dalam skala besar, bentuk, kelangsingan dan tekstur

wajah bengunan dan penataan bangunan-bangunan yang berdekatan.

Beban angin dapat ditinjau atas:

Kecepatan angin

Topologi sebagai faktor pokok tekanan angin

Tekanan angin

Turbulence (putaran angin)

Arah angin

Toleransi manusia

Beban seismik:

Terutama timbul oleh adanya geseran lapisan bumi yang disebut gempa. Beban gempa ini

sangat berpengaruh dan bahkan merusak struktur bangunan, karena gerakan yang timbul

adalah vertikal dan horisontal secara bersamaan. Akselerasinya diukur sebagai penetrasi


17/32

akselerasi grafitasi yang merupakan dasar perancangan bangunan tahan gempa. Untuk

melindungi pemakai bangunan, maka bangunan harus tahan dan tidak runtuh karena

gempa.

Tingkah laku bangunan saat terjadi gempa:

Persyaratan tambahan:

Pondasi pile atau caisson yang dihubungkan dengan pengikat, dengan kemampuan

terhadap tekanan/tegangan beban horisontal sebersar 10 % 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 5 % dimensi

bangunan maksimal pada lantai tersebut.

Putaran yang disebabkan oleh angin dan gempa harus dapat ditahan oleh bangunan.

Kemampuan rangka ruang menahan momen paling tidak 25 % dari syarat gaya seismik dari

struktur keseluruhan.

Dan lain-lain (HRBS page 28)


18/32

Beban tekanan tanah dan air:

Bagian struktur bangunan di bawah muka tanah mendukung beban yang berbeda dengan

bagian yang ada diatas muka tanah. Sub struktur mendukung tekanan lateral dari tanah

dan air tanah yang tegak lurus terhadap dinding substruktur dan lantainya. Tekanan air

tanah pada setiap titik setara dengan berat satuan zat cair yang dikalikan dengan jarak

muka air tanah kedalam substruktur.

Beban karena menahan perubahan volume material:

Yaitu memuai dan menyusut karena pengaruh temperatur. Bangunan tinggi yang lebih

ringan dengan bentuk-bentuk arsitektural exposed menyebabkan kekakuan

bangunannya berkurang dan mudah sekali terpengaruh gerakan dan beban induksi

temperatur. Fasade struktur yang exposed yang punya perbedaan suhu terhadap suhu

interior bangunan yang dikontrol, menyebabkan gerakan vertikal pada bidang tepi

bangunan, yaitu terjadinya kontraksi (menyusut) bila suhu menurun dan ekspansi

(memuai) saat temperatur naik.

Gerakan horisontal pada struktur lantai disebabkan oleh struktur atap yang exposed,

dengan adanya perbedaan suhu disekitar tepi bangunan yaitu bagian yang exposed

terhadap radiasi matahari dan bagian yang terlindung.

Posisi kolom terhadap facade bangunan menghasilkan tingkat exposed yang beragam,

yaitu:


19/32

Keterangan:a)

di dalam

b)

pada garis dinding

c)

sebagian exposed

d)

exposed seluruhnya

Macam dan pengaruh gerakan induksi temperatur:

a)

bengkoknya kolom (bending)

b)

gerakan karena perbedaan kolom-kolom exterior dan interior

c)

gerakan karena perbedaan kolom-kolom eksterior

d)

gaya perubahan bentuk pada lantai

e)

gerakan karena perbedaan atap dan lantai di bawahnya


20/32

Perbedaan susut dan muai antara bidang atap exposed dan lantai dibawahnya dapat

meretakkan struktur dinding pendukung batu bata atau terjadi kolom yang membengkok

(bending) pada bangunan rangka kaku (rigid)

f)

dan lain-lain cara menahan secara fisik (lihat HRBS page 44)

menahan secara mekanik (lihat HRBS page 45)

Beban susut muai pada struktur nbangunan punya banyak kesamaan dengan pengaruh suhu

Beban kejut (impact) dan dinamik:

Beban getaran dapat berasal dari bangunan tersebut maupun kondisi sekitarnya. Sumber

internal hdala dari elevator escalador, mesin-mesin, peralatan mekanik, mobil-mobil dan

sebagainya yang diakibatkan oleh akselerasi dan deselerasi mendadak dari lift dan mobil

sehingga beban kejut dapat mempengaruhi struktur. Sumber outdoor beban getar adalah

gaya-gaya oleh angin dan seismik/gempa, suara, pengaruh trafik disekitarnya. Untuk

melakukan control terhadap vibrasi/getaran tidak hanya memperkuat bagian-bagian

bangunan saja, tetapi dengan melakukan isolasi sumber getar atau meredam gerakan.

Sumber 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. Peningkatan beban hidup untuk

menanggulangi efek dinamik, yaitu:

Pendukung elevador 100%

Crane pengangkat 25%


21/32

Pendukung mesin ringan 20%

Pendukung unit power/tenaga 50%

Pendukung/penggantung lantai/balkon 33%

Beban ledakan (blast):

Bangunan harus mampu melawan gaya tekan internal dan eksternal yang disebabkan

oleh ledakan. Runtuhnya sebagian dari bangunan oleh ledakan gas internal karena

sabotasi/kecelakaan karena kebocoran api dan gas. Ledakan yang ditimbulkan

menimbulkan tekanan yang tinggi di area ledakan, memberikan beban yang Sangay tinggi

terhadap elemen bangunan, sehingga dinding-lantai-jendela terlepas. Tekanan internal ini

harus dapat diblokir secara lokal sehinggga tidak menimbulkan meluasnya struktur lebih

berat.

Beban kombinasi:

Karena kombinasi efek pembebanan pada bangunan sepanjang wktu sehingga Sangay

penting merancang struktur yang memperhatikan kemungkinan kombinasi pembebanan.


22/32

STRUKTUR BANGUNAN TINGGI

Elemen struktural dasar dari statu bangunan:

1.

Elemen linier

Kolom

Balok

2.

Elemen bidang

Dinding : baik masif, berlubang-lubang, maupun ber-rangka, harus mampu

menahan gaya aksial dan rotasi.

Pelat 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.

3.

Elemen ruang

Core : mengikat bangunan menjadi satu kesatuan dan bekerja sebagai satu

unit.

Bentuk-bentuk bangunan yang umum, yaitu:

a)

Dinding pendukung paralel (parallel bearing walls)

Merupakan elemen vertical planar yang ter-prategang (prestress) karena beratnya sendiri,

sehingga dapat menyerap beban lateral secara efisien. Sistem ini digunakan untuk bangunanyang tidak membutuhkan ruang-ruang yang luas dan tidak membutuhkan struktur core untuk

sistem mekaniknya.

b)

Core dan dindidg pendukung facade (cores and facade bearing walls)

Elemen vertikal planar membentuk dinding eksterior mengelilingi struktur core, yang

memungkinkan bentuk ruang interior terbuka. Hal ini tergantung dari kapasitas rentang (span)

dari struktur lantainya. Bagian core mewadahi mekanikal dan sistem transportasi vertikal, yang

menambah kekakuan bangunan.

c)

Kotak-kotak yang mampu mendukung sendiri (self supporting boxes)

Kotak-kotak tersebut merupakan unit preflab 3 dimensi, yang membentuk dinding-dinding

pendukung bila diatur dan saling dikaitkan. Bila dilakukan penyusunan seperti susunan batu

bata, maka dapat dibentuk sistem balok-dinding bersilang.

Mampu menahan gaya aksial dan rotasi


23/32

d)

Pelat lantai konsol (cantilever slab)

Dengan mendukung sistem lantai dari core pusat memungkinkan terbentuknya ruang yang

bebas kolom dengan kekuatan pelat lantai sesuai kebutuhan bangunan. Kekakuan pelat dapat

ditingkatkan dengan pemanfaatan teknik pra-tegang.

e)

Pelat lantai datar (flab slab)

Sistem planar horisontal ini terdiri atas pelat lantai beton yang tebal-seragam yang didukung

oleh kolom-kolom. Bila pada puncak kolom-kolom tidak terdapat penebalan/kepala, maka

bentuknya adalah sistem pelat lantai datar. Sistem ini tidak memiliki balok-balok yang tebal

sehingga memungkinkan adanya efisiensi/minimum jarak antar lantai bangunan.

f)

Interspasial (interspatial)

Struktur konsol ber-rangka berlantai banyak pada setiap lantai memebentuk ruang-ruang yang

dapat dimanfaatkan pada dan diatas rangka. Ruang-ruang diatas rangka merupakan ruang

yang terbuka (free space)

g) Sistem gantung (suspension)

Sistem ini memanfaatkan bahan secara efisien dengan memanfaatkan penggantung untuk

mendukng beban. Beban grafitasi didukung oleh kabel-kabel untuk membentuk rangka konsol

pada core pusat.

h)

Sistem rangka pendukung (staggered truss)

Bangunan rangka berlantai banyak merupakan rangkaian rangka yang letaknya berselang-

seling. Selain mendukung beban vertikal, penataan rangka dapat mengurangi persyaratan

pengukuh pengaruh angin (wind bracing) dengan menyalurkan beban angin ke dasar

bangunan melalui bagian beban (web) dan pelat lantai (slab).

i)

Sistem rangka kaku (rigid frame)

Hubungan 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 jarak antar kolom menjadi dasar

perancangannya.

j)

Core dan sistem rangka kaku (core and rigid frame)

Rangka kaku mewadahi 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.


24/32

k)

Sistem 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)

Sabuk rangka mengikat kolom-kolom tepi pada core sehingga mengurangi aksi yang timbul

pada setiap kolom dari rangka core. Batang pengukuh (bracing) ini disebut cap trussing bila

terletak pada puncak bangunan, dan disebut belt trussing bila terletak pada bagian

bawahnya.

m)

Sistem tabung di dalam tabung (tube in tube)

Kolom-kolom dan balok-balok eksterior tersusun saling berdekatan sehingga nampaknya dari

facade bangunan sebagai dinding dengan lubang-lubang pembukaan sebagai jendela.

Keseluruhan bangunan bekerja sebagai tabung diatas muka tanah dengan core dalam

membentuk tabung yang meningkatkan kekakuan bangunan dengan cara membagi beban

dengan tabung luar.

n)

Sistem 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.


25/32


26/32

GARIS BESAR PERENCANAAN BANGUNAN TINGGI

a)

Segi ekonomik

Harus mempertimbangkan biaya pembangunan dan pengoperasian bangunan

Semakin tinggi bangunan, maka dibutuhkan raungan yang lebih luas untuk mewadahi

struktur, sistem mekanik, elevator dan lain-lain sehingga luasan ruang yang dapat

digunakan menyempit, sedangkan biaya yang dikeluarkan untuk fasilitas bangunan

meningkat. Juga semakin tinggi suatau bangunan, maka dibutuhkan fasilitas pelengkap

yang lebih berkualitas dan canggih.

b)

Kondisi tanah

Pemilihan macam bangunan adalah Sangay ditentukan oleh jenis geologi sitenya, karena

itu kondisi tanah harus diketahui sebelum menentukan sistem strukturnya. Pada site

tertentu, kemampuan daya dukung tanah kurang baik sehingga dibutuhkan tiang pancang

(pile) atau pondasi caisson. Untuk keadaan demikian, bangunan berat dengan beton akan

Sangay mal dibanding konstruksi baja ringan.

Pada setiap kasus, 3 variabel struktur bangunan adalah: superstruktur, sub struktur, dan

tanah.

c)

Rasio tinggi dan lebar bangunan

Bila rasio tinggi dan lebar bangunan meningkat , maka tingkat kekakuan bangunan

meningkat. Kekakuan tersebut bergantung pada usuran dan jumlah trafe (bay), sistemstruktur, dan kekakuan bagian-bagian/penyampung bangunan.

Sistem yang harus dipilih adalah secara ekonomis mampu mewadahi pengaruh lateral dan

sesuai ukuran trafenya.

d)

Proses pembangunan dan fabrikasi

Perencanaan prosedur pembangunan dan fabrikasi menghasilkan faktor-faktor penting

berkaitan dengan pemilihan sistem struktur, yang mungkin erat kaitannya dengan metode

konstruksi prefabrikasi. Sistem-sistem tersebut dipilih karena dapat menghemat biaya

tenaga pelaksanaan dan waktu untuk pembangunannya, sehingga diusahakan sesedikit

mungkin jumlah bagian-bagian struktur untuk mempersingkat waktu pelaksanaan.

Bentuk-bentuk yang rumit dihindari, pengelasan componen di lapangan dikurangi dan lain-

lain.


27/32

e)

Sistem mekanik

Sistem mekanik yang meliputi HVAC (heat, ventilating, AC), elevator, listrik, pemipaan dan

sistem pembuangan dapat mencapai 1/3 dari harga bangunan. Dan sistem suplai energi

dapat terkonsentrasi di core mekanik.

f)

Penanggulangan kebakaran

Masalah kebakaran merupakan bagian terpenting pada bangunan tinggi, karena:

1)

Ketinggian bangunan menyebabkan tangga-tangga mobil pemadam kebakaran tidak

dapat menjangkau, sehingga diperlukan pengamanan dari dalam bangunan.

2)

Pengamanan secara menyeluruh tidak dapat dilakukan dalam waktu singkat.

Bagian yang paling bahaya selain panasnya api kebakaran yaitu: efek asap dan gas-gas

beracun.

Sistem konstruksi bangunan harus mampu memberikan:

1)

Kesempurnaan struktur untuk jangka waktu yang cukup lama dengan

memanfaatkan bahan-bahan tahan api, yang tidak mudah terbakar ataupun tidak

menghasilkan asap/gas beracun.

2)

Pembatasan api untuk menangkal meluasnya api ke berbagai area.

3)

Sistem jalur darurat yang mencukupi.

4)

Sistem deteksi api dan asap yang efektif.

5)

Penggunaan sprinkler-sprinkler dan ventilasi bagi asap dan udara panas.g)

Peraturan setempat

Peraturan daerah yang mengatur zona-zona kegiatan dalam kota yang dapat

mempengaruhi pemilihan sistem dan konstruksi.

Misal: pembatasan ketinggian bangunan, garis rooi horizontal dan vertical, tinggi antar

lantai yang seminim mungkin dan lain-lain.

h)

Kemampuan penanganan dan pembiayaan bagi bahan-bahan utama konstruksi

Biaya pengiriman pada lokasi, yang bagi bahan-bahan umum lebih murah, tetapi untuk

pengiriman bahan-bahan prefabrikasi menjadi lebih mahal.

Kemampuan penanganan/pelaksanaan dengan bahan-bahan yang baru, mutahir/teknologi

tinggi.

Keseluruhan pemikiran terhadap persoalan yang timbul perlu dipertimbangkan lagi

berkaitan dengan masalah pembiayaan.


28/32

STRUKTUR BANGUNAN TINGGI YANG UMUM DIPILIH

Dengan tinggi bangunan yang meningkat sehingga berakibat:

Gaya lateral meningkat

Dengan ketinggian tertentu goyangan (sway) meningkat, sehingga dibutuhkan

pengendalian kekakuan bangunan selain kekakuan bahan struktur.

Tingkat kekakuan bangunan karena sistem struktur

Efisiensi sistem-sistem tertentu berkaitan dengan persyaratan ruang untuk mendapatkan

kekakuan maksimum dan berat/beban minimum

Sehingga dibutuhkan pengembangan sistem-sistem baru, misalnya:

Bahan struktur berkekuatan tinggibaja, beton khusus.

Aksi komposit pada elemen struktural.

Teknik-teknik pengikat barupengelasan, pembautan.

Perkiraan tingkah laku struktur menyeluruh dengan menggunakan komputer.

Pengunaan bahan konstruksi yang ringan.

Teknik 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 1020 lantai.

Secara umum struktur dinding pendukung disusun oleh dinding-dinding linier, maka dengan

penataan posisi dinding pendukung di dapat 3 kelompok dasar yaitu:

Sistem dinding melintang (cross-wall)

Terdiri atas dinding-dinding linier yan gbertemu tegak lurus dengan panjang bangunan,

sehingga tidak berpengaruh pada pengolahan faade utama dari bangunan.

Sistem dinding memanjang (long-wall)

Terdiri atas dinding-dinding linier yang parallel dengan panjang bangunan, sehingga dapat

membentuk faade utama bangunan.

Sistem 2 arah (two-way)

Terdiri atas dinding-dinding yang mendukung pada ke dua arah, yaitu memanjang dan

melintang.


29/32

Pengaruh struktur dinding pendukung oleh pembebanannya tergantung dari jenis bahandan jenis

interaksi antara bidang lantai horizontal dan bidang dinding vertikal. Pada konstruksi batu bata dan

sistem prefabrikasi beton terjadi struktur lantai yang bersendi pada dinding menerus. Sedangkan

pada bangunan cetak di tempat (cast-in-place) pelat-pelat lantai dan dinding merupakan kesatuan

menerus.

Pada struktur dinding pendukung, beban vertikal disalurkan langsung ke struktur lantai. Rentang

lantai berkisar antara 4 8 meter, bergantung kemampuan dukung dan kekakuan lateral dari

sistem lantai.

Gaya-gaya horizontal disalurkan ke struktur lantai (sebagai diafragma horizontal) ke dinding geser

(shear wall) parallel terhadap aksi gaya. Dinding geser ini mendukung beban yang diterima oleh

tinggi oleh tingginya kekakuan sebagai balok yang tebal, mewadahi beban geser dan lenturan

melawan runtuh.

Pada bangunan beton cast-in-place kestabilan didukung oleh gaya portal sistem lantai dan dinding

yang monolitik yang bekerja sebagai kotak terhadap pengaruh lentur.

Sangat jarang terwujud bentuk didnding geser yang massif (bebas perlubangan) karena selalu

dibutuhkan perlubangan pada bidang tersebut yang hal ini merupakan titik perlemahan.

Perlubangan tersebut digunakan sebagai jendela/pintu/koridor/jalur fasilitas-fasilitas yang bersifat

mekanik dan elektrik/listrik dan lain-lain.


30/32

STRUKTUR CORE GESER (SHEAR CORE)

Ukuran transportasi vertikal

Berdasarkan bangunan digunakan core untuk mewadahi

Fungsi sistem distribusi energi

Sistem shear wall stabilitas lateral pada bangunan

Bentuk core:

Core terbuka

Core tertutup

Core tunggal

Core kombinasi dengan dinding linierJumlah core:

tunggal

ganda/banyak


31/32

Letak/lokasi core:

internal

perimeter

eksternal

Penataan core:

simetri

asimetri

Bentuk bangunan sebagai dasar dari bentuk core:

langsung

tidak langsung

Bahan core:

baja

beton

kombinasi baja beton

Core rangka baja:

Dapat memenuhi prinsip rangka vierendeel menahan stabilitas lateral.

Sistem rangka vierendeel agak lebih fleksibel, sehingga layak digunakan pada bangunan

betingkat rendah (low-rise).

Batang pengukuh (bracing) diagonal rangka vierendeel (rangka truss vertikal) digunakan

untuk mempertinggi tingkat kekakuan (stiffness) bangunan-bangunan yang lebih tinggi.

Keuntungan core rangka baja: waktu perakitan bagian-bagian prefabrikasi yang relatif

cepat.

Core beton:

Membatasi ruang karena harus mendukung beban.

Tidak dibutuhkan pemikiran tambahan untuk mencegah bahaya kebakaran.

Rendahnya tingkat ke-liat-an (ductility) terdapat pada bahan beton ini sebagai

kekurangannya dalam menghadapi beban gempa.


32/32

sistem struktur vertikal.docx

Documents