SISTEM STRUKTUR sistem operasi BIOMORFIK

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkah dan rahmat-Nya, kami dapat menyelesaikan laporan ini. Penulisan laporan ini dilakukan dalam rangka menyelesaikan tugas matakuliah Struktur Bangunan Lanjut. Kami menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan laporan ini, akan sangatlah sulit bagi kami untuk menyelesaikan laporan ini. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih kepada :

1. Andalucia S.T M.Sc , selaku Pembimbing matakuliah Arsitektur Tropis

2. Keluarga yang telah memberikan dukungan moril maupun materi dalam penyelesaian laporan ini.

3. Rekan-rekan Arsitektur Universitas Sumatera Utara.

Akhir kata, kami berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, 11 Januari 2015

DAFTAR ISI

SISTEM STRUKTUR BIOMORFIK

1

INFORMASI UMUM

2

STRUKTUR BANGUNAN

2

SITEM BRACED FRAME

3

SISTEM SHEAR WALL

4

CORE BANGUNAN

5

KOLOM BANGUNAN

8

SISTEM LOADING LATERAL

9

SISTEM DAMPING

10

TUNED MASS DAMPER

11

APLIKASI TUNED MASS DAMPER

12

STRUKTUR BIOMORFIK

TAIPEI 101 (Taipei, Taiwan)

PENGERTIAN STRUKTUR BIOMORFIK

Analogi arsitektur biomorfik diartikan bahwa arsitektur sebagai makhluk hidup atau arsitektur itu hidup. Jika arsitektur itu hidup maka arsitektur mengalami metabolisme yaitu tumbuh dan berkembang. Halini merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Pertumbuhan dan perkembangan sebuah hasil karya arsitekturbisa direncanakan. Gagasan pertumbuhan tersebut bisa dilakukan secara vertikal atau horisontal. Jika perkembangan karya arsitektur tersebut tidak direncanakan maka perkembangannya bisa secara sporadisyaitu tidak beraturan. Bangunan adalah suatu proses biologis, bangunan bukan suatu proses estetika.Teori Arsitektur yang berdasarkan analogi biologis ada dua bentuk. Pertama yang bersifat umum,terpusat pada hubungan antara bagian-bagian bangunan atau antara bangunan dengan penempatannya /penataannya, seperti konsep Frank Lloyd Wright dengan Arsitektur Organis-nya. Yang kedua, yang bersifat khusus, terpusat pada pertumbuhan proses-proses dan kemampuan gerakan yang berhubungan dengan organism.

INFORMASI UMUM

 Arsitek – C.Y.Lee & Partners  Structural Engineer – Shaw Shieh  Konsultan Struktur – Thornton

Tomasetti  Tinggi – 508 M

 Jumlah Lantai – 101 Lantai  Ukuran Lahan – 50 x 50 M

 Biaya Pembangunan US$ 700 Juta  Fungsi Bangunan – Kantor dan Mall  Daya Tampung Parkir – 1800 Unit  Beroperasi Sejak Juni 1998 (Mall)

GAYA ARSITEKTURAL

Gaya arsitektural bangunan ini sangat dipengaruhi dengan budaya masyarakat Tiongkok, dimana bangunan ini terinspirasi dari bambu dan pagoda. Dimana bambu sendiri memiliki nilai filosofi muda, tumbuh, dan kekuatan sepanjang masa. Sama seperti bambu nilai pagoda yang di terapkanpun memiliki maksud, yakni: memiliki delapan sudut yang menonjol, dimana angka delapan sendiri dalam kebudayaan Tiongkok dipercaya membawa keberuntungan, selain itu juga bermakna harmonis, kemakmuran, simetri dan ritme.

STRUKTUR BANGUNAN

Bangunan Taipei 101 ini menggunakan material baja 60ksi, beton 10.000 psi selain itu bangunan ini juga menggunakan beberapa sistem struktur yang diperlukan diantaranya;

Outrigger Trusses, Moment Frames, Belt Trusses. Sementara itu untuk menahan gaya lateral sendiri dipergunakan lah braced frame outrigger dari core bangunan hingga ujung terluar bangunan, rangka-rangka yang mengelilingi bangunan, dan dinding geser.

SISTEM OUTRIGGER & CORE

Kedua sistem diatas adalah sebuah sistem yang terdiri dari core sebagai inti bangunan yang bersifat structural dan outrigger yang dipasang pada tiap=tiap lantai tertentu pada bangunan tinggi yang mempunyai hubungan langsung dengan core. Selain sebagai pengaku gaya lateral. Sistem outrigger juga digunakan untuk memperkecil ukuran kolom sehingga biaya bangunan bisa menjadi lebih ekonomis.

Gaya lateral yang bekerja pada bangunan diterima dan ditahan oleh outrigger yang kemudian disalurkan ke core sebagai bangunan yang meneruskannya ke pondasi sehingga gaya lateral tersebut dapat diatahan. Adapun contoh-contoh proyek yang menggunakan sistem ini ialah; Waterfront Place Brisbane, Australia, Two Prudential Plaza Chicago Illinois USA, Citibank Plaza Hongkong.

Gambar 1.2 Baja Outrigger pada setiap delapan lantaI Taipei 101

BRACED FRAME

Braced Frame merupakan sistem yang umum digunakan untuk menahan gaya lateral pada bangunan, sistem ini dikembangkan selama dimulainya high rise construction

Dalam aplikasinya, sistem ini dapat dipasang sebagai bagian awal dari desain awal bangunan, atau bisa juga dipasang pada bangunan yang sudah berdiri. Sistem ini diharapkan dapat meminimalisir kerusakan dan tentunya memberikan keselamatan bagi penghuninya. Jadi sistem ini diyakini lebih ekonomis dan lebih aman.

Gambar 1.3 Contoh pengaplikasian sistem

Struktur bangunan berwarna putih pada gambar di atas adalah gedung 3 lantai yang akan dilindungiSteel Brached Frame dari bahaya gempa.

1. Warna merah adalah rangka baja utama dari Steel Brached Frame

2. Warna hijau adalah pondasi baja untuk mendukung rangka baja Steel Brached Fram.

3. Warna kuning adalah fuses (sekering) yang berfungsi untuk melenturkan, membuang induksi energi dari gempa, dan memperkecil kerusakan, serta membatasi kerusakan bangunan hanya pada area tertentu.

4. Kabel berwarna putih yang berada di depan dan di belakang fuses (sekering) adalah tendon (urat baja) yang terdiri dari kawat-kawat baja pilinan. Tendon ini didesain elastis ketika gedung sedang digoncang gempa. Namun ketika goncangan berakhir, tendon yang terbuat dari material baja berkekuatan tinggi akan menyesuaikan pada panjang semula dan menarik gedung pada posisi semula

SHEAR WALL

Shear wall merupakan dinding samping yang berfungsi sebagai pengaku yang menerus sampai ke pondasi yang merupakan dinding inti untuk memperkaku seluruh bangunan untuk menahan gaya lateral.

SHEAR WALL

Ditempatkan pada bangunan sebagai eksterior atau interior, shear wall biasanya ditemui pada bangunan yang berbentuk slab (semakin tinggi bangunan maka shear wall yang digunakanpun semakin tebal (Metropolitan Tower-New York-USA).

CORE

Dinding geser yang diletakkan dalam bangunan, misalnya mengelilingi core yang berfungsi sebagai area servis, shaft dan tangga darurat yang menyerupai bentuk kotak atau bentuk lain yang kaku sebagai tipe dari struktur (77 West Waker Drive Chicago Illinois USA). Core juga sering dijadikan sebagai sistem struktur utama dimana umumnya diletakkan dibagian strategis yang diharapkan mampu menopang struktur bangunan yang menyebabkan kekakuan.

Gambar 1.4 Potongan Gedung Taipei 101

Selain sistem struktur yang telah dijelaskan bangunan ini juga menggunakan;

 380 Tiang pancang dengan plat lantai Uk. 3 Inchi  Mega kolom berbahan baja 8 cm dan beton

10.000psi

 Dinding dengan kemiringan 5-7 derajat  106.000 ton baja kwalitas 60-25 %  Curttain wall

 Dll

PONDASI

Gambar 1.5 Potongan lahan berikutsistem pondasi Taipei 101

Gambar 1.6 potongan lahan dan bangunan Taipei 101

Gambar 1.8 Rencana Rangka Lantai Bawah

KOLOM

Seperti pada bangunan-bangunan lainnya kolom memiliki fungsi untuk

menghantarkan beban bangunan baik struktur, perabot, maupun manusia menuju ke pondasi. Dalam core Taipei 101 sendiri terdapat enam belas kolom yang terletak pada titik-titik persimpangan empat baris bracing di setiap arah. Kolom-kolom tersebut didalamnya

memiliki bagian kotak yang terbuat dari plat baja yang diisi dengan beton untuk menambah kekakuan dan kekuatan dimana kolom ini dipergunakan hingga lantai 62.

Pada keliling bangunan dari lantai dasar hingga lantai 26 di setiap sisi bangunan dilengkapi dengan dua buah super kolom dan dua sub-super kolom juga dua buah kolom sudut. Super kolom dan sub-super kolom tadi merupakan bagian kotakbaja yang diisi beton dengan kekuatan10.000 psi hal ini dilakukan untuk kekuatan dan kekakuan bangunan.

Gambar 1.10 Kiri) Proses pengangkutan kolom dengan bantuan tower craine, Gambar 1.11 (Tengah) Super Kolom dari bangunan Taipei 101, Gambar 1.12 (Kanan) Fabrikasi Super

Kolom.

Gambar 16 Rencana Pengelasan Super Kolom dan pengerjaannya

LATERAL LOADING SYSTEM

Untuk penambahan kekakuan core, lantai terendah dari basement ke lantai 8 memiliki dinding geser beton cor antara kolom inti selain kawat diagonal. Beban terberat ditopang oleh kombinasi core, cantilevers dari inti ke ujung bangunan, kolom super dan special moment resisting frame (SRPMK). cantilevers (horizontal terikat dari inti ke ujung bangunan) terjadi pada 11 tingkat dalam struktur. 5 dari mereka adalah dua lantai tinggi dan satu lantai sisanya. Untuk menopang agar seimbang, ujung bangunan ditopang dengan special moment resisting frame grid kaku terhubung balok kaku dan kolom bentuk H yang mengikuti menara dinding eksterior lereng bawah setiap modul 8 lantai. Pada tiap tingkat, beban gravitasi dipindahkan ke 'super-kolom' melalui truss diagonal lantai.

Di atas lantai 26, hanya dua eksterior super-kolom terus naik hingga lantai 91, sehingga SRPMK terdiri dari 600 mm baja dalam balok flange lebar dan kolom, dengan kolom yang secara signifikan lebih kuat dari balok untuk stabilitas. Setiap 7 lantai dari SRPMK dilakukan oleh truss lantai untuk mentransfer kekuatan gravitasi dan kantilever dengan super-kolom, dan untuk menangani kekakuan cerita yang lebih besar dari inti di lantai kantilever.

DAMPING SYSTEM

Gambar 1.18 Pengaplikasian Damping Sistem pada Ta-Shin Bank Tujuan utama dari sistem tersebut adalah untuk melengkapi struktur redaman untuk

mengurangi energi dan untuk mengontrol getaran struktur yang tidak diinginkan.Pendekatan yang umum adalah untuk menambah gesekan atau redaman pada sendi bangunan untuk menstabilkan getaran struktur. Sejumlah besar peredam mungkin diperlukan untuk mencapai redaman efektif bila gerakan sendi tidak cukup untuk berkontribusi penyerapan energi. TUNED MASS DAMPER (TMD)

Sebuah TMD adalah sistem pasif redaman, yang terdiri dari pegas, perangkat

Gambar 1.19 Ilustrasi Sistem

TMD PADA TAIPEI 101

Taipei 101 menggunakan 800 ton TMD yang menempati 5 lantai (87-91). Bola dipasang di situs di lapisan pelat baja 12,5 cm-tebal. Hal ini dilas ke cradle baja ditangguhkan dari tingkat 92 dengan 3 "kabel, dalam 4 set 2 masing-masing. Delapan piston hidrolik utama, masing-masing sekitar 2 m, pegangan dudukan untuk mengusir energi dinamis sebagai panas. Sebuah pin sekitar 60-cm-dia memproyeksikan dari bawah bola membatasi gerakannya sekitar 1 m bahkan selama masa gaya lateral terkuat. menara setinggi 60 meter di bagian atas memiliki 2 peredam untuk mendukungnya.

Gambar 1.22 Perspektif TMD Taipei 101

TMD telah banyak digunakan untuk mengendalikan getaran dalam sistem teknik mesin. Dalam beberapa tahun terakhir, teori TMD telah diadopsi untuk mengurangi getaran gedung-gedung tinggi dan struktur teknik sipil lainnya. Peredam dinamis dan peredam massa disetel adalah realisasi dari peredam tuned dan peredam disetel untuk aplikasi kontrol getaran struktur.Tuned Mass Damper: Massa itu melekat pada bangunan melalui sistem

semi-dashpot.

Unsur-unsur inersia, ulet, dan disipasi dalam perangkat tersebut adalah: massa, pegas dan dashpot (atau redaman bahan) untuk aplikasi linear dan rekan-rekan rotary mereka dalam aplikasi rotasi. Tergantung pada aplikasi, perangkat ini berukuran dari beberapa ons (gram) ke banyak ton. Konfigurasi lainnya seperti peredam pendulum / peredam, dan tumpah peredam cair / peredam juga telah direalisasikan untuk aplikasi mitigasi getaran.

Gambar 1.23 Potongan Prinsip TMD

SISTEM TRANSPORTASI VERTIKAL

OBSERVATION DECK 2 single-dek, 1.600 kg (24 orang) per dek2004 Guinness Rekor lift tercepat di dunia dengan aerodinamis, dengan tekanan dikontrol aerodinamis, kecepatan 1.010 m / min.

LIFT PENGUNJUNG

10 double-deck, 2.040 kg (31 orang) per deck lift shuttle melayani lantai pengalihan

Gambar 1.24 Sistem Transportasi Vertikal

RESPON TERHADAP ANGIN

Gambar 1.26 Maket Studi Saat Test Kekuatan Terhadap Angin

Gambar 1.28 Analisa Prakiraan Pengaruh Angin Terhadap Bangunan 50 Tahun Mendatang

Gambar 1.29 Analia Prakiraan Pengaruh Angin terhadap Bangunan 100 Tahun Mendatang Angin merupakan salah satu faktor penting yang wajib untuk diperhitungkan dalam kita mendesain bangunan tinggi. Karena angin akan sangat mempengaruhi bangunan kita dan mampu menyebabkan bangunan patah karena kuatnya terjangan angin. Apalagi dalam kasus bangunan Taipei 101 ini, bangunan memiliki tinggi 101 lantai dan pernah tecatat sebagai gedung tertinggi dunia, tentulah harus mampu menghalau datangya angin ditambah lagi letak geografis kota Taipei sendiri yang rawan terjadinya bencana angin topan. Hal tersebut menyebabkan para perancang yang terlibat dalam pengerjaan bangunan Taipei 101, sangat konsern dalam masalah tersebut maka dari itu mereka melakukan uji kekuatan bangunan dengan metode wind tunnel, dimana maket bangunan dimasukkan kedalam sebuah ruangan seperti gua yang meniupkan angin sesuai perkiraan kekuatan yang ditentukan.

DAFTAR PUSTAKA

http://wiryanto.files.wordpress.com

http://kerendanunik.wordpress.com