SISTEM STRUKTUR BANGUNAN TINGGI
Struktur bangunan adalah bagian dari sebuah sistem bangunan yang bekerja untuk menyalurkan beban yang diakibatkan oleh adanya bangunan di atas tanah.
Menurut KBBI Online arti kata struktur adalah cara sesuatu disusun atau dibangun; susunan; bangunan; yang disusun dengan pola tertentu. 1
Dalam sistem konstruksi bangunan, struktur berfungsi untuk memberi kekuatan dan kekakuan untuk mencegah sebuah bangun/bangunan tersebut tetap kokoh berdiri. 2
Fungsi utama dari sistem struktur adalah untuk memikul beban yang bekerja pada bangunan (beban mati, beban hidup, beban angin, beban konstruksi, dan beban lain;) dan menyalurkannya ke tanah melalui pondasi.
A. Stabilitas bangunan Tinggi
Bangunan tinggi umumnya mempunyai bentuk dasar segiempat, segitiga, bujur sangkar, bulat, elips, atau kombinasi dari bentuk-bentuk tersebut. Bangunan tinggi yang dengan bentuk dasar empat persegi panjang apabila menerima beban geser (beban gempa) akan terguling. (Gambar)3
Agar supaya stabil, maka pada bangunan diberi :
1 2 3 4
1. Diberi podium, sehingga memperbesar jarak titik berat masa bangunan dengan titik guling
3. Dengan basement, sehingga menambah ketahanan nilai momen guling
4. Penggabungan podium dan basement ( atau dengan tiang pancang)
B. Unsur-unsur dasar bangunan tinggi:
1. Bentuk linier, berupa kolom, balok yang mampu menahan gaya rotasi dan gaya aksial.
2. Bentuk bidang/permukaan, berupa:
dinding, padat maupun berlubang atau berangka, mampu menahan gaya rotasi dan aksial (gaya yang bekerja tegak lurus)
plat atau beruas,ditumpu pada rangka lantai, mampu memikul beban didalam dan tegak lurus pada bidang tersebut.
3. Bentuk spasial, terdiri dari fasade atau inti (core), dengan mengikat agar berlaku satu kesatuan.
Yang bila unsur-unsur ini disatukan,akan membentuk struktur tulang banguanan yang menghasilakan system struktur yang mamapu menahan beban pada bangunan.
C. Penyaluran beban
Beban vertikal dapat ditahan oleh balok-balok (beban mati dan beban hidup) sedangkan beban horizontal dapat ditahan kolom (angin).
1. Penyalur beban vertical / tegak / gravitasi
Beban gravitasi merupakan beban yang berasal dari beban mati struktur dan beban hidupnya yang bekerja pada suatu bangunan dengan cara menyebarkan beban gravitasi kolom, balok, dinding, lantai dan disalurkan ke pondasi/tanah.
2. Penyalur beban horizontal / datar
3. Struktur lantai
Merupakan penahan beban gravitasi dan merupakan bagian terbesar yang perlu dipertimbangkan pemilihannya, diantaranya :
a. Makin ringan beban lantai, makin berkurang dimensi kolom dan pondasinya dan memungkinkan untuk bentang yang lebih besar.
b. Kapasitas lantai untuk memikul beban pada saat pekerjaan konstruksi c. Dapat menyediakan tempat/ruang bagi saluran utuilitas yang diperlukan. d. Memenuhi persyaratan bagi ketahanan api
e. Memungkinkan bagi kesinambungan pekerjaan konstruksi (waktu)
f. Mengurangi penggunaan alat bantu pekerjaan dalam pembuatan pelat lantai.
Sistem struktur lantai:
a. Pelat satu arah (one way slab) : ditumpu balok anak yang sejajar satu sama lainnya,pelat dianggap sebagai balaok tipis yang ditumpu banyak tumpuan.
b. Pelat rusuk satu arah (one way rib/joist slab) : ditumpu rusuk, jarak antar anak balok sangat berdekatan.
c. Pelat dua arah (two way slab on beam) : ke-empat sisinya ditumpu oleh balok
d. Pelat tanpa balok-tanpa kolom (flat plate) : tanpa penebalan disekeliling kolom,beban vertikal langsung dipikul kolom dari segala arah.
e. Pelat tanpa balok-dengan kepala kolom (flat slab) : terdapat penebalan kepala kolom dan pelat lantai pada puncak kolom, sehingga dapat menimbulkan gaya lateral & Momen lentur.
4. Sistem penahan gaya lateral
Gaya lateral adalah gaya angin dan gempa. Beban angin terkait dengan dimensi ketinggian bangunan, sedangkan beban gempa terkait dengan massa bangunan.
Rangka pengaku (braced frame) : terdiri dari kolom dan balok yang diberi pengaku diagonal,bisa berbentuk X atau K.
Dinding geser (shear wall) : komponen vertikal yang sangat kaku boleh mempunyai bukaan ±5%. Fungsi dinding geser dapat berubah menjadi dinding penahan beban (bearing wall) apabila menerima beban tegak lurus dinding geser. Pada bangunan tinggi, lebih sering dipakai gabungan portal penahan beban dan
dinding geser.
D. Pengelompokkan system struktur bangunan tinggi
Struktur yang digunakan pada bangunan bertingkat tinggi dan menengah adalah :
1. Sistem struktur rangka (frame) :
Terdiri dari balok-balok horizontal dan kolom sebagai unsur tegak,yang tersusun teratur dan tegak lurus yang dapat menahan beban yang disalurkan ke pondasi.
*Agar bangunan tetap stabil akibat gaya lateral, maka hubungan antara balok dan kolom diberi :
a. Hubungan kaku (joint rigidty), menciptakan sambungan kaku antara bagian rangka.
b. Triangulasi (triangulation), menjadikan rangka menjadi system segitiga (diberi ikatan angin tau bracing)
c. Dinding geser (shear wall), mengakukan rangka dengan diberi dinding geser.
E. Sistem Dilatasi Bangunan4
Pengertian dilatasi adalah sebuah sambungan / garis pada sebuah bangunan yang karena sesuatu hal memiliki sistim struktur berbeda. Fungsi Dilatasi gunanya untuk menghindari kerusakan atau retak – terak pada bangunan yang ditimbulkan oleh gaya Vertikal dan horizontal, seperti pergeseran tanah, gempa bumi, dan lain - lain.
Bangunan yang mempunyai tingkat tekanan yang berbeda. Maka bangunan yang mendapat tekanan yang rendah akan berbeda strukturnya dengan bangunan yang mempunyai tekanan yang lebih tinggi walaupun dalam satu gedung.
Proses dilatasi dilakukan dengan membuat struktur bangunan tidak memakai satu dinding sebagai pemisah. Bangunan yang satu memakai dinding sendiri dan bangunan sampingnya makai dinding sendiri. Sehingga walaupun terlihat menyatu sebenarnya terpisah. Ini dilakukan untuk mengurangi efek samping dari bencana gempa.
Dilatasi bangunan biasanya diterapkan pada :
1. Bangunan yang mempunyai tinggi berbeda – beda. ( pertemuan antara bangunan yang rendah dengan yang tinggi ).
2. Pemisah bangunan induk dengan bangunan sayap. 3. Bangunan yang memiliki kelemahan geometris. 4. Bangunan yang memiliki panjang >30m.
5. Bangunan yang berdiri diatas tanah yang kurang rata. 6. Bangunan yang ada didaerah gempa.
7. Bangunan yang mempunyai bentuk denah bangunan L, T, Z, O, H, dan U.
Contoh Sketsa Bangunan.
Gambar sketsa bangunan diatas merupakan salah satu contoh bangunan yang harus memakai sistem dilatasi. Untuk menahan gaya vertical dan gaya horizontal yang timbul perlu dibuat sistem dilatasi.
Tampak Denah Tampak Denah
Sistem dilatasi digunakan pada pertemuan antar bangunan yang memiliki tinggi yang berbeda. Hal ini dikarenakan beban gaya yang diterima bangunan berbeda – beda antara bangunan yang tinggi dengan bangunan yang lebih rendah.
Sistem dilatasi yang sering digunakan adalah system dilatasi kolom. Sistem ini digunakan untuk bangunan – bangunan yang panjang. Sistem ini juga mempunyai kelebihan yaitu mampu menahan gaya horizontal yang timbul ( gempa bumi ). Selain itu juga relative aman, dan apabila ada kerusakan – kerusakan tidak terlalu vatal.
1 http://kbbi.web.id/struktur
2
rachmat-arsitektur.blogspot.com/2011/02/elemen-elemen-sistem-struktur-bangunan.html 3
http://documents.tips/documents/sistem-struktur-bangunan-tinggi03.html 4
