Struktur bangunan tingkat tinggi STRUKTUR KONSTRUKSI 4 Struktur bangunan tingkat tinggi

Sistem struktur bangunan tinggi dan perilaku pembebanan

SISTEM STRUKTUR Sistem struktur merupakan penggabungan berbagai elemen struktur secara tiga dimensi yang cukup rumit. Fungsi utama dari sistem struktur adalah untuk memikul secara aman dan efektif beban yang bekerja pada bangunan,serta menyalurkan ke tanah melalui pondasi.

SISTEM STRUKTUR BANGUNAN TINGGI

Beban gravitasi berasal dari beban mati struktur da beban hidup yang besarnya disesuaikan dengna fungsi bangunan. - Portal penahan momen terdiri dari komponen ( subsistem ) horizontal berupa balok dan komponen ( subsistem ) vertikal berupa kolom yang dihubungkan secara kaku ( rigid joints ). - Dinding geser ( shear wall ) didefinisikan sebagai komponen struktur vertikal yang relatif sangat kaku. Dinding geser hanya boleh mempunyai bukaan sedikit ( 5% ) agar tidak mengurangi kekakuannya. Fungsi dinding geser berubah menjadi dinding penahan beban ( bearing wall ), jika dinding geser menerima beban tegak lurus dinding geser. - Rangka pengaku ( braced frame ) terdiri dari balok dan kolom yang ditambahkan pengaku diagonal yang akan berpengaruh pada fleksibilitas perpanjangan atau perpendekan lantai dimana pengaku tersebut diletakkan.

Semakin tinggi suatu bangunan, pentingnya aksi gaya lateral menjadi semakin berarti. Pada ketinggian tertentu ayunan lateral bangunan menjadi demikian besar sehingga pertimbangan kekakuan, alih-alih kekuatan bahan struktur, menentukan rancangan. Derajat kekakuannya terutama bergantung pada jenis sistem struktur yang dipilih.

PERILAKU PEMBEBANAN PADA SISTEM STRUKTUR TINGKAT TINGGI

STRUKTUR DINDING PENDUKUNG Struktur dinding yang pada umumnya terdiri dari susunan dinding linear. Sistem ini dibagi menjadi 3 kelompok utama : 1. Sistem dinding melintang contoh pada bangunan Consorcio Building Concepcion Pembebanan dinding-dinding linear diletakan tegak lurus terhadap panjang bangunan sehingga tidak membatasi tampak bangunan.

Sistem dinding memanjang contoh pada bangunan Rene Van Zuuk Architekten Pembebanan dinding-dinding linear diletakan sejajar dengan panjang bangunan sehingga membentuk tampak depan

3. Sistem dua arah, terdiri dari peletakan dinding-dingding pada kedua arah Reaksi struktur dinding pendukung terhadap pembebanan bergantung pada bahan yang diunakan serta jenis interaksi yang digunakan serta jenis interaksi yang terjadi antara biadang lantai horizontal dengan bidang dinding vertikal. Artinya perilaku struktur adalah fungsi dari tingkat kontinuitas antara dinding –dinding dan antara dinding dengan plat

STRUKTUR INTI GESER Sistem inti yang terdapat di tengah yang difungsikan untuk sistem-sistem transportasi vertikal dan distribusi energi (lift,tangga,wc,dan shaff) sehingga membentuk sutu atau beberapa inti , bergantung pada ukuran dan fungsi bangunan. Inti-inti ini digunakan sebagai sistem dinding geser untuk memenuhi kekakuan lateral yang diperlukan oleh bangunan .

Di setiap lantai terdapat bukaan pada inti dan tingkat kesinambungan yang diberikan oleh balok pengikat akan menentukan perilaku inti serta bisa berlaku sebagai penampang terbuka dan berubah bentuk (menekuk) pada bagian atasnya tampa mampu melawan , terutama apabila menghadapi beban asimetris sehingga menyebabkan puntiran.

SISTEM KANTILEVER Sistem inti pusat bertindak terhadap beban gravitasi dan angin. Beban –beban graviasi pada sistem kantilever meningkat melai dari nol di bagian atas dan maksimum di bagian bawah.

SISTEM BANGUNAN GANTUNG Beban dari kabel harus dibawa kebagian atas inti sehingga menginduksi lebih banyak gaya prategang pada bagian atas inti .

SISTEM TRUSS INTERSPASIAL DAN STAGGERED Truss Interspasial Rangka digunakan pada lantai antara serta mendukung bagian atas dan bagian bawah plat lantai

BANGUNAN RANGKA STAGGERED lebih kokoh dari pada sistem interpasial BANGUNAN RANGKA STAGGERED lebih kokoh dari pada sistem interpasial. Pada rangka staggered digunakan pada setiap lantai, dan disusun menurut pola berselang. Dengan rangka berselang seling pada satu lantai dengan lantai lainnya, dapat dihasilkan ruang bebas yag cukup besar. Plat-plat lantainya menumpu pada bagian bawah lantai di atasnya

SISTEM PLAT RATA Sistem plat rata terdiri atas plat beton padat ataupun jenis wafel sehingga tidak memerlukan pembalokan lantai. Sifatnya menerus dengan dinding geser dan kolom. Beberapa keterbatasan dari sistem plat rata adalah sebagai berikut Beban mati yang besar tidak menguntungkan apabila menghadapi kondisi pondasi yang sulit Kemampuan bentangan yang relatif pendek

SISTEM RANGKA KAKU Rangka kaku adalah rangka berupa grid persegi teratur, terdiri dari balok horizontal dan kolom vertikal yang dihubungkan di suatu bidang dengan menggunakan sambungan kaku Contoh beberapa gambar denah yang menunjukkan penerapan sistem-sistem struktur dari berbagai bentuk ; Rangka melintang sejajar pada dua sumbu Bungkus eksternal dengan rangka inti internal Bungkus lingkaran eksternal dan internal (rangka melintang pada grid radial)

Lendutan disebababkan oleh lentur kantilever Lendutan disebababkan oleh lentur kantilever. Ketika melawan momen guling, rangka ini berlaku sebagai kantilever vertikal yang melentur melalui deformasi aksial serat-seratnya. Pemanjangan dan pemendekan kolom akan menghasilkan ayunan lateral. Deflaksi karena lentur balok dan kolom. Fenomenal ini dikenal sebagai shear lag atau frame wracking. Gaya horizontzl dan vertikal yang bekerja pada kolom dan balok menyebabkan terjadinya momen lentur pada batang-batang tersebut Deformasi total struktur sebenarnya. Superposisi dari kurva lendutan pada gambar a dan b menghasilkan deformasi akhir dari struktur

SISTEM BANGUNAN DINDING RANGKA GESER Menurut reaksinya terhadap beban geser , sistem rangka dinding geser dibagi menjadi 3 tipe : 1. Sistem rangka bersendi dinding geser

2. Sistem interaksi rangka bersendi Vierendeel dinding geser

3. Interaksi rangka kaku – dinding geser

SISTEM INTERAKSI DINDING GESER –RANGKA DENGAN BELT TRUSS KAKU Sistem ini tidak efisien lagi diatas ketinggian 40 lantai karena banyak sekali diperlukan pengaku yang kuat, efisiensi struktur akan meningkat sebesar 30% dengan menggunakan rangka sabuk ( belt truss ) untuk mngikat rangka ke inti.

SISTEM TABUNG Sistem tabung sangat efisiensi sehingga penggunaan bangunan,hampir sebanding dengan jumlah yang digunakan untuk bangunan rangka yang besarnya separuh dari bangunannya, macam – macam sistem tabung : 1. Tabung kosong a. Tabung rangka atau frame tube b. Tabung truss 2. Tabung pengaku interior.

SINGLE CORE Sistem struktur bangunan tinggi dengan inti tunggal (single core) dan kolom kolom berjarak pendek( mullion ) yang memikul lantai bersama inti gedung . Inti gedung kecuali memikul sebagian beban vertikal juga dibebani gaya horizontal akibat gempa bumi dan angin.

Pemilihan sistem struktur bangunan tinggi tidak hanya berdasarkan atas pemahamana struktur dalam konteksnya semata, tetapi lebih kepada faktor fungsi terkait dengan kebutuhan budaya, sosial, ekonomi dan teknologi. Beberapa faktor dalam perencanaan sistem pembangunan struktur bangunan tinggi adalah : 1. Pertimbangan umum ekonomi 2. Kondisi tanah 3. Rasio tinggi lebar suatu bangunan 4. Pertimbangan fabrikasi dan pembangunan 5. Pertimbangan mekanis (sistem utilitasnya) 6. Pertimbangan tingkat bahaya kebakaran 7. Pertimbangan peraturan bangunan setempat 8. Ketersediaan dan harga bahan konstruksi utama

THE END DAN TERIMA KASIH