BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Rancangan sebuah bangunan tinggi untuk penggunaan tunggal seperti
apartemen, perkantoran, sekolahan dan rumah sakit, ataupun untuk penggunaan ganda
berskala lebih besar, sudah tentu memerlukan pendekatan berbagai disiplin ilmu
perencanaan, fabrikasi bahan, dan konstruksi bangunan.
Para ahli secara keseluruhan dalam tim tersebut harus menggunakan
pendekatan perencanaan bangunan sebagai suatu sistem yang menyeluruh dimana
struktur penunjang fisik sebagai bagian organik tumbuh bersama rancangan bangunan
tersebut. Struktur tidak boleh dipandang sebagai suatu tambahan yang tidak
berhubungan dalam ruang fungsional oleh perancangnya, karena skala bangunan tinggi
pasti memerlukan sistem penunjang struktur yang rumit dimana gaya-gaya fisik dan
lingkungan merupakan penentu rancangan yang penting. Dalam hal ini bangunan harus
mampu menahan gaya-gaya vertikal gravitasi dan gaya horizontal angin serta gaya
gempa di bawah tanah.
Dapat dikatakan bahwa struktur bangunan tinggi yang dikembangkan hingga
konstruksi di lapangan, shear wall ini sering ditempatkan di bagian ujung dalam fungsi
ruang suatu bangunan, ataupun ditempatkan memanjang di tengah searah tinggi
bangunan, yang mana akan berfungsi untuk menahan beban angin ataupun beban gempa
yang ditransfer melalui struktur portal atau struktur lantai.
Sedangkan core wall adalah merupakan sistem dinding pendukung linear yang
cukup sesuai untuk bangunan tinggi yang kebutuhan fungsi dan utilitasnya tetap yang
juga berfungsi untuk memenuhi kekakuan lateral yang diperlukan oleh struktur
bangunan. Dan dalam aplikasi konstsruksi di lapangan kita dapat mengenal struktur core
wall ini sebagai struktur ruang lift, shaft atau service duct. Struktur core wall ini juga
biasanya ditempatkan memanjang searah tinggi bangunan.
Sebagai gambarannya, core wall dapat dibayangkan sebagai penahan lateral
yang mirip dengan balok besar yang terkantiliver dari tanah. Oleh sebab itu tegangan
geser dan lentur yang bekerja pada dinding inti menyerupai balok berpenampang
persegi, dengan anggapan bahwa struktur itu akan sanggup menahan gaya-gaya yang
bekerja padanya dan tidak akan runtuh. Karena inti ini juga memikul beban gravitasi,
keuntungannya adalah timbul pratekan oleh gaya-gaya induksi sehingga inti tersebut
tidak perlu dirancang untuk menahan tegangan tarik oleh lentur yang diakibatkan oleh
beban lateral (hal ini nyata sangat berlaku pada struktur inti beton yang besar).
Dalam aplikasi desain konstruksi dewasa ini, penggunaan core wall
dipertimbangkan sebagai suatu bagian dari sistem konstruksi bangunan tinggi yang bisa
eksentrisitas struktur. Selain itu, struktur ini juga dapat dibuat secara asimetris dan
ditempatkan di dalam ataupun di luar bangunan.
1.2. Perumusan Masalah
Semakin tinggi suatu bangunan, pentingnya aksi gaya lateral menjadi semakin
berarti. Pada ketinggian tertentu, ayunan lateral bangunan menjadi demikian besar
sehingga pertimbangan kekakuan, kekuatan bahan struktur, akan sangat menentukan
keberhasilan rancangan. Tingkat kekakuan terutama bergantung pada jenis sistem
struktur yang dipilih. Selain itu, efisiensi suatu sistem struktur tertentu berhubungan
(berbanding lurus) dengan kuantitas material yang dipergunakan. Sehingga optimasi
suatu struktur untuk kebutuhan ruang tertentu haruslah menghasilkan kekakuan
maksimum, tetapi dengan berat seminimal mungkin. Dengan demikian akan
menciptakan suatu sistem struktur yang inovatif dan dapat diterapkan hingga ambang
ketinggian tertentu.
Kestabilan dan kekakuan suatu jenis struktur bangunan tinggi untuk menahan
beban sangat tergantung pada sistem struktur itu sendiri. Dalam proses perencanaan
suatu bangunan tinggi (apakah bangunan itu terbuat dari beton ataupun baja), kita
mempunyai tujuan yang hendak dicapai adalah bahwa bangunan itu nantinya akan
mampu menahan beban-beban vertikal, horizontal maupun beban gempa yang terjadi
padanya.
Untuk aplikasi struktur bangunan tinggi konstruksi beton, ada dua sistem
seperti yang disebutkan di atas (gaya-gaya horizontal, vertikal, maupun gempa), yakni
kita dapat mengaplikasikan sistem struktur shear wall (dinding geser) atau
menggunakan sistem struktur core wall (dinding inti).
Sesuai penjelasan sebelumnya pada bagian pendahuluan, sistem shear wall ini
direncanakan dengan menempatkan struktur dinding geser tersebut sesuai dengan tujuan
perencanaan yang kita kehendaki, sehingga mampu mengeliminasi gaya-gaya luar yang
akan timbul pada struktur tersebut.
Sedangkan sistem core wall kita aplikasikan pada struktur shaft perpipaan,
shaft lift, dimana kita kadangkala merencanakan suatu sistem tabung beton yang
konstruksinya adalah berupa pelat beton tipis, yang dibuat dari bawah hingga ke atas
bangunan.
Pemahaman analisis suatu struktur inti terhadap beban lateral bergantung pada
bentuk, tingkat homogenitas, kekakuan dan arah datangnya beban. Di setiap lantai
terdapat bukaan struktur inti yang berkesinambungan yang dikombinasikan dengan
balok pengikat yang akan menimbulkan karakteristik perilaku struktur inti tersebut.
Struktur inti tersebut dapat berlaku sebagai penampang terbuka dan terpengaruh gaya
yang bekerja padanya (menekuk) pada bagian atasnya, terutama jika menerima gaya
asimetris yang menimbulkan puntir. Dengan demikian, tegangan torsi tambahan pada
bagian atas inti akan terjadi bersamaan dengan lentur lateral tambahan serta geser pada
Gambar 1.1. Denah tampang core wall 2 cell
Dalam tesis ini pembahasannya akan difokuskan pada struktur core wall dua
cell, yaitu core wall yang diberi pelat pengaku di bagian tengahnya. Dengan adanya
beban torsi pada pelat dinding, maka akan terjadi pelengkungan (warping). Oleh sebab
itu, dalam tesis ini, analisis dari permasalahannya akan membahas core wall dua cell
dengan konsep dinding tipis (thin wall).
1.3. Tujuan Pembuatan Tesis
Adapun tujuan pembahasan yang diharapkan dari penulisan tesis ini intinya
adalah sebagai berikut :
Dengan adanya beban Torsi yang terjadi pada Core Wall 2 Cell dari analisa pembebanan
akibat beban angin, akan ditinjau bagaimana tegangan-tegangan yang terjadi pada pelat
tipis Core Wall 2 Cell tersebut.
Core Wall berperilaku bagai dinding penahan yang mampu mengeliminasi gaya-gaya
segi empat ataupun kolom besar yang juga berpenampang segi empat dengan kondisi
jepit bebas menjulang dari bawah sampai ke atas.
1.4. Pembatasan Masalah
Sebagai pembatas permasalahan yang akan dibahas dalam penulisan tesis ini
adalah sebagai berikut :
a. Beban luar yang ditinjau hanya beban angin yang dimodifikasi menimbulkan
beban torsi pada pelat core wall 2 cell.
b. Analisa perhitungan struktur akan dibantu dnegan menggunakan methode elemen
hingga
c. Material pelat core wall 2 cell yang dianalisa diasumsikan terbuat dari beton.
d. Bahan yang ditinjau diasumsikan bersifat homogen, isotropis dan berlaku Hukum
Hooke
e. Menggunakan teori lendutan kecil sehingga diasumsikan penampang masih utuh
serta belum sampaim pada stadium retak..
e. Tampang core wall 2 cell yang ditinjau adalah pelat tipis bertampang segi empat.
1.5. Metodologi Pembuatan Tesis
Metodologi yang dipakai dalam penyusunan tesis ini adalah kajian studi
analisis perhitungannya akan dibandingkan dengan hasil perhitungan dengan
menggunakan Metode Finite Elemen..
1.6. Sistematika Penulisan Tesis
Sebagai salah satu produk tulisan ilmiah, maka penulisan tesis ini akan mengacu
kepada format penulisan tulisan ilmiah yang baku, yang sesuai dengan sistematika
penulisan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
1.2. Perumusan Masalah
1.3. Tujuan Pembuatan Tesis
1.4. Pembatasan Masalah
1.5. Metodologi Pembuatan Tesis
1.6. Sistematika Penulisan Tesis
BAB II : LANDASAN TEORI CORE WALL 2.1. Karakterisitik Bentuk dan Letak Core Wall
2.2. Karakterisitik Beban Core Wall
2.3. Torsi pada batang penampang dinding tipis terbuka
BAB III : IDEALISASI STRUKTUR CORE WALL 2 CELL 3.1. Box Girder Dengan Dua Lubang
3.2. Gaya-Gaya dan Tegangan Shell dalam Terminologi Gaya Batang
BAB IV : ANALISA PEMBAHASAN STRUKTUR CORE WALL DUA CELL 4.1. Masalah Torsi
4.2. Torsi dan Lentur pada Batang dengan Penampang Dinding Tipis Terbuka
4.3. Torsi pada Batang dengan Penampang Dinding Tipis Tertutup
4.4. Lentur dan Torsi pada Penampang Persegi
BAB V : METODE ELEMEN HINGGA
5.1.Constant Strain Triangle Elemen (CST Elemen) dan Elemen Segi Empat
5.2. Element Quadrilateral Empat Noche Isoparametrik
BAB VI APLIKASI 6.1.Data – Data
6.2.BebanTorsi
6.3.Distribusi Tegangan
6.4.Distribusi Tegangan Pada Sekat Tengah
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1. Kesimpulan
