Sistem Core
2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam arsitektur terdapat 3 hal penting yang sangat diperhatikan, yaitu Struktur, Utilitas dan Estetika. Namun untuk bangunan tinggi sistem struktur menjadi hal yang paling penting dan diperhatikan. Karena bangunan tinggi memiliki karakteristik yang berbeda dengan bangunan lainnya. Bangunan tinggi harus menumpu beban yang yang lebih besar dan juga harus memperhatikan kecepatan angin. Sehingga harus memiliki kekakuan yang lebih besar dari bangunan lainnya. Selain diperoleh dari kekuatan (strenghth) (strenghth) dan kekakuan (stiffness) (stiffness) elemen penyusun sistem struktur, kestabilan suatu sistem struktur dapat diperoleh dengan mengikat elemenelemen sistem struktur satu sama lain sehinngga deformasi yang terjadi pada sistem struktur akibat beban yang bekerja menjadi relatif lebih kecil. Beberapa cara untuk menjaga kestabilan struktur tersebut antara lain menambah elemen struktur diagonal pada struktur sehingga struktur tidak mengalami deformasi atau perubahan bentuk. Namun ketiga hal penting itu tetap saling berhubungan, sistem struktur pada bangunan tinggi juga dimanfaatkan sebagai utilitas dan estetika. Dalam perkembangannya, cukup banyak cara yang diakukan untuk menjaga kestabilan bangunan tinggi terutama dalam menahan beban lateral yang berpengaruh sangat besar pada bangunan tinggi. Beberapa sistem yang diperkenalkan adalah sistem struktur core. Sebagai salah satu sistem yang berfungsi menjaga kestabilan struktur, penempatan core harus diperhatikan agar dapat berfungsi dengan baik.
1.2
Rumusan Masalah
1.
Apakah yang dimaksud sistem struktur core ?
2.
Bagaimana tata letak sistem core dan apa dasar pertimbangannya ?
3.
Apa saja jenis-jenis sistem struktur core ?
4.
Apa saja manfaat dari penggunaan sistem struktur core ?
1
Sistem Core
1.3
Tujuan dan Manfaat
1.
Untuk mengetahui pengertian sistem struktur core.
2.
Untuk mengetahui penempatan sistem struktur core.
3.
Untuk mengethui elemen-elemen pada sistem struktur core.
4.
Untuk mengetahui manfaat dari sistem struktur core.
2014
2
Sistem Core
2014
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Core (inti bangunan)
Core atau inti bangunan menurut Schueller (1989) adalah suatu tempat untuk meletakan transportasi vertical dan distribusi energy ( seperti Lift, tangga, wc dan Shaft mekanis). Jadi Inti Bangunan (Core) adalah suatu tempat untuk meletakan system transportasi vertical dan mekanis dengan bentuk yang disesuaikan dengan fungsi bangunan serta untuk menambah kekakuan bangunan diperlukan system struktur dinding geser sebagai penyalur gaya lateral (seperti tiupan angina atau gempa bumi) pada inti. Bangunan yang harus menggunakan core adalah bangunan yang memiliki 4 lantai ke atas. Untuk lantai 4-10, bisa dipertimbangkan apakah ingin menggunakan core atau tidak, namun untuk lantai 10 ke atas, harus menggunakan core, karena pertimbangan kekuatan angin. Sedangkan untuk bangunan yang semakin tinggi, tentu core nya semakin besar, karena pertimbangan kekuatan angin dan beban yang ditumpu.
2.1.1
Bentuk inti bangunan
Untuk bentuk dan ukuran inti bangunan ridak ada batasnya tetapi inti bangunan mempunyai beberapa ciri khas yaitu :
Gambar 2.1 : Bentuk inti core Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
3
Sistem Core
a.
b.
c.
d.
e.
2014
Bentuk Inti
Inti Terbuka (N)
Inti tertutup (B)
Inti Tunggal dengan kombinasi inti linear (A)
Jumlah inti
Inti Tunggal
Inti Jamak
Letak Inti
Inti Dalam (C)
Inti Sekeliling (J)
Inti di Luar (M)
Susunan Inti
Inti Simetris (F)
Inti Asimetris (J)
Geometri Bangunan sebagai penentu bentuk bangunan
Langsung (K)
Tidak Langsung (P)
Menurut Juwana (2005), letak inti bangunan tinggi yang berbentuk menara (tower ) berbeda dengan bangunan yang berbentuk memanjang ( slab) yaitu : 1.
Inti pada bangunan bentuk bujur sangkar Bentuk bujur sangkar banyak digunakan untuk bangunan perkantoran dengan koridor mengelilingi inti bangunan. Contoh : Gedung Blok ‘G’ DKI, Gedung Indosat, Wisma Bumi Putera di Jakarta dan One Park Plaza di Los Angleles Amerika Serikat.
Gambar 2.2 : Bentuk inti core bujur sangkar Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
4
Sistem Core
2.
2014
Inti pada bangunan bentuk segitiga Contoh dari inti bangunan dengan bentuk segitiga adalah Hotel Mandarin di Jakarta, Gedung US Steel di Pittsburg Amerika Serikat, Riverside Development di Brisbane Australia dan Central Plaza di Hongkong.
Gambar 2.3 : Bentuk inti core segitiga Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
3.
Inti pada bangunan bentuk lingkaran Menara berbentuk lingkaran biasanya digunakan pada fungsi hunian (apartemen dan hotel) dengan koridor berada di sekeliling inti bangunan sebagai akses ke unit-unit hunian. Contoh dari inti bangunan dengan bentuk lingkaran adalah Shin-Yokohama Hotel di Jepang, Marina City di Chicago Amerika Serikat dan Gedung Tabung Haji di Kuala Lumpur Malaysia.
Gambar 2.4 : Bentuk inti core lingkaran Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
5
Sistem Core
4.
2014
Inti pada bangunan dengan bentuk memanjang Bangunan dengan bentuk memanjang biasanya digunakan untuk fungsi hotel, apartemen atau perkantoran. Seperti Gedung Central plaza di Jakarta, Gedung Inland Steel di Chicago Amerika Serikat merupakan bangunan memanjang dengan inti di luar bangunan.
Gambar 2.5 : Bentuk inti core memanjang Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
Sedangkan untuk inti yang berada di tengah bangunan biasanya digunakan untuk fungsi perkantoran. Contohnya adalah Wisma Indocement di Jakarta, Connaught Center(Jardine House) di Hongkong, Rockefeller Center dan Chase Manhattan Bank di New York Amerika Serikat.
Gambar 2.6 : Bentuk inti core memanjang Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
6
Sistem Core
2014
Selain itu, inti yang terletak di tengah bangunan memanjang memiliki banyak pola. Contohnya adalah Kantor Depdiknas (Departemen Pendidikan Nasional) di Jakarta dan Gedung Phoenix-Rheinrohr di Dusseldorf Jerman. 5.
Inti pada bangunan dengan bentuk silang Bangunan dengan bentuk ‘silang’ dan ‘Y’,’T’,’H’ atau ‘V’, merupakan variasi dari bangunan bentuk memanjang. Bentuk seperti ini dimaksudkan untuk mendapatkan luas lantai tipikal yang cukup luas tetapi bangunan tetap dapat memanfaatkan paencahayaan alamiah. Bangunan dengan bentuk ini banyak digunakan untuk fungsi hotel, apartemen dan perkantoran. Salah satu contohnya adalah Gedung Patra Jasa di Jakarta.
Gambar 2.7 : Bentuk inti core silang Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
6.
Inti pada bangunan bentuk Y Contoh dari inti bangunan dengan bentuk Y adalah Gedung Unilever di Hamburg jerman, Gedung Unesco di Paris dan Hotel Duta Merlin di Jakarta.
Gambar 2.8 : Bentuk inti core Y Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
7
Sistem Core
7.
2014
Inti pada banguanan dengan bentuk acak Bangunan dengan inti bangunan yang terletak di luar titik berat massa bangunan dan ditempatkan secara acak kurang menguntungkan bagi perencanaan bangunan tahan gempa. Contoh bangunan yang menggunakan bentuk inti tersebut adalah Gedung MBf Tower di Penang Malaysia dan Conrad International Centennial di Singapura.
Gambar 2.9 : Bentuk inti core acak Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
Perbedaan fungsi bangunan akan mempengaruhi pola letak inti bangunan. Pada bangunan tinggi, luas lantai bersih, sirkulasi dan jaringan utilitas serta pemanfaatan pencahayaan alamiah menjadi pertimbangan untuk menempatkan letak inti. Penempatan letak inti bangunan akan memberikan pengaruh pada bangunan.
8
Sistem Core
2014
Tabel 2.1 : Karakteristik Tata Letak Inti Bangunan Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
2.1.2
Fleksibilitas Penyewa
Gambar 2.10 : Flekibilitas penyewa Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
9
Sistem Core
2014
Penggunaan jumlah core disesuaikan dengan design yang ada dan dengan kesepakatan dengan pihak strukturnya. Jadi penggunaan core yang biasanya hanya 1 dapat di bagi menjadi 2 atau berapapun jumlahnya dengan membagi beban yang yang harus disangga ke setiap core yang ada.
2.2
STRUKTUR CORE (INTI BANGUNAN)
Struktur core wall yang bisa dijumpai dalam aplikasi konstruksi bangunan tinggi dewasa ini ada bermacam-macam. Antara lain adalah bentuk , Δ, O, atau core wall dua cell dengan pengaku di tengahnya berbentuk. Dari masing-masing bentuk core wall ini, mempunyai karakteristik yang berbeda-beda dalam memberikan fleksibilitas dan efektivitas pada struktur bangunan. Bangunan tinggi yang mempunyai struktur core wall, dibuat dengan salah satu pertimbangan adalah fleksibilitas untuk pengaturan posisi (tata letak) yang akan memberikan penghematan dan efisiensi maksimum pada bangunan secara keseluruhan. Pada sistim core (inti) sebagai pengaku bangunan secara keseluruhan, dimana gaya-gaya lateral yang bekerja disalurkan oelh balok-balok menuju ke core/inti sebagai elemen struktur utama. Core sebagai inti pengaku pendukung utama struktur bangunan, dengan material dari :
Core beton (shear wall atau bearing wall)
Core dari struktur baja (tube)
Gambar 2.11 : Struktur core Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
10
Sistem Core
2014
Posisi perletakan sistim core pada bangunan tergantung pada titik pusat keseimbangannya, dimana perletakkannya mempunyai beberapa varian, seperti :
Sentral core, dimana core (inti) terletak pada titik pusat massa bangunan.
Core pada tepi bangunan, berfungsi sebagai penahan gaya lateral secara langsung “lateral core”.
Bangunan dengan 2 (dua) core, dimana perletakan core pada kedua sisi bangunan.
Bangunan dengan core tersebar, dengan perletakan core tersebar pada seluruh bidang bangunan dan berada pada titik berat bangunan.
Core dengan shear wall, yang berguna untuk kekakuan. Dimana core dipadu dengan shear wall (dinding geser), sedang shear wall berperan sebagai penahan gaya geser daripada gaya horizontal.
Core dengan rangka kaku (baja), merupakan penggabungan core dengan rangka kaku sehingga menjadi satu kesatuan yang kaku dan stabil. Dan yang paling penting adalah bahwa sistem struktur core wall ini didesain
untuk dapat manahan gaya torsi yang timbul akibat tekanan angin yang eksentrisitas dan seragam pada pusat geser struktur core wall. Struktur core wall pada dasarnya adalah sistem struktur yang dibuat untuk mampu menahan gaya-gaya lateral yang timbul akibat gaya angin atau gempa yang merupakan beban dinamis. Untuk proses analisis mekanikanya, pengaruh gaya-gaya akibat beban angin dan gempa tersebut (yang merupakan beban dinamis) diperlakukan sebagai beban statis dan mengabaikan sifat dinamisnya.
Gambar 2.12 : Susunan struktur core Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
11
Sistem Core
2014
Kondisi eksentrisitas tekanan angin tersebut secara teknis dapat terjadi antara lain adalah karena :
Posisi struktur core wall yang ditempatkan di dalam bangunan. Penempatan struktur core wall yang dekat kepada pusat bangunan akan memberikan eksentrisitas tekanan angin yang berkurang, yang juga akan memperkecil pengaruh gaya torsi yang terjadi. Namun secara praktis untuk membuat pengaruh gaya torsi tidak ada (nol) sama sekali dalam konstruksi bangunan di lapangan adalah mustahil, dikarenakan gaya angin yang terjadi tidak pernah seragam dan simetris.
Sudut datang gaya angin itu sendiri merupakan faktor penentu sebagai komponen yang mempunyai nilai berbeda untuk setiap sudut datang yang berbeda, yang sudah tentu akan menghasilkan torsi yang berbeda pula.
Selain itu, yang pasti bentuk bangunan dan lubang-lubang pada struktur core wall juga dapat mempengaruhi nilai torsi yang timbul. Sistem rangka kaku murni dalam perkembangannya tidak praktis untuk bangunan
yang lebih tinggi dari 30 lantai. Berbagai sistem telah diterapkan dengan menggunakan dinding geser didalam rangka untuk menahan beban lateral. Dinding ini terbuat dari beton atau rangka baja. Bentuknya bisa berupa inti interior tertutup, mengelilingi ruang lift atau ruang tangga, atau bisa berupa dinding sejajar di dalam bangunan, bahkan bisa juga berupa rangka fasade vertikal.
Gambar 2.13 : Struktur core didalam bangunan Sumber : Pusat pengembangan bahan ajar UMB
12
Sistem Core
2014
Untuk bangunan apartement, kebutuhan jaringan akan fungsi dan utilitas cenderung tetap, tetapi untuk bangunan komersial membutuhkan fkelsibilitas dalam hal tata letak yang memerlukan ruang terbuka yang cukup lebar dengan dinding partisi yang dapat dipindah-pindah. Untuk yang menggunakan sistem struktur inti, inti dapat dipergunakan untuk menempatkan sistem transportasi vertikal, tangga, wc, shaft, dan jaringan utilitas lainnya sehingga kadang bangunan mempunyai inti yang lebih dari satu. Beberapa bangunan tinggi menggunakan inti dan rangka. Dari segi perilaku denah ini diterapkan untuk memuaskan sistem plat datar atau dinding rangka geser bersama belt trusses. Inti dapat terbuat dari beton , baja atau konbinasi antara betoin dan baja. Keuntungan inti baja, dalam perakitan lebih cepat karena pabrikasi. Sedangkan inti dari beton menghasilkan ruang yang sekaligus memikul beban. Juga dapat dipakai untuk perlindungan saat kebakaran. 2.2.1
Bahan yang digunakan pada struktur Core
Sesuai pengertiannya, core adalah penyangga utama pada bangunan tinggi yang harus bisa menopang seluruh bangunan dengan kekakuannya yang dibantu oleh shear wall. Karena itu bahan yang digunakan untuk core haruslah lebih diutamakan untuk kekakuan yang pas. Bahan umum yang digunakan antara lain : 1.
Baja
2.
Beton
3.
Beton bertulang Dari ketiga bahan diatas, yang paling sering digunakan adalah beton bertulang,
digunakan pada pembuatan shear wall, yang dimana tulangannya saling berkaitan ke kolom utama pembentuk core dan menerus sampai ke pondasi untuk kekakuan bangunan yang optimal. Sedangkan untuk struktur dinding yang tidak menopang beban terlalu besar (per lantai bukan satu badan bangunan) biasanya menggunakan bahan-bahan biasa seperti bata ringan/bata merah Selain itu, inti dari material lain seperti dinding biasa (batu bata,celcon dll) disebut sebagai inti non struktural karena tidak terlalu kuat menahan gaya lateral.Adapun kelebihan dan kekurangan pada penggunaan material sebagai penyusun inti structural 13
Sistem Core
2014
menurut Schueller (1989) yaitu : Untuk inti dari rangka baja bisa manggunakan kudakuda Vierendeel untuk mencapai kestab
ilan lateral. Sistem Vierendeel ini cukup
fleksibel sehingga hanya digunakan untuk bangunan bertingkat relatif sedikit. Pengakuan diagonal dari rangka Vierendeel digunakan untuk mencapai kekakuan inti yang diperlukan untuk bangunan yang lebih tinggi. Keuntungan inti rangka baja adalah karena relative cepatnya perakitan batang-batang prefab.
2.2.2
Lubang Utilitas ( Shaft ) dan Jalur
Utilitas
Penempatan inti bangunan akan berdampak kepada penempatan jalur distribusi jaringan utilitas, Dalam inti bangunan biasanya terdapat sejumlah ruangan yang diatur sedemikian rupa sehingga jumlah keseluruhan luas inti bangunan tidak melebihi 20% luas tipikal yang ada. Di samping itu, 80% luas tipikal masih perlu dikurangi dengan jalur sirkulasi horizontal seperti koridor, sehingga luas efektif bangunan menjadi berkurang. Sekitar 4% dari luas tipikal digunakan sebagai lubang utilitas untuk sistem Mekanikal dan Elektrikal, yang umumnya dibagi atas 2 zona distribusi yaitu zona ventilasi dan zona penyegaran udara. Pemisahan lubang untuk ventilasi dan penyegaran udara bertujuan agar tidak terjadi konflik atau persilangan antar saluran udara (ducting ). Perbandingan panjang dan lebar lubang untuk ventilasi dan lubang untuk penyegaran udara berkisar sekitar 1:2 sampai 1:4 dan bahan pelapisnya dapat menahan api selama kurang lebih 2 jam. Utilitas bangunan adalah suatu kelengkapan fasilitas bangunan yang digunakan untuk menunjang tercapainya unsur kenyamanan, kesehatan, keselamatan, kemudahan komunikasi dan mobilitas dalam bangunan. Perancangan bangunan harus selalu memperhatikan dan menyertakan fasilitas utilitas dalam perancangan arsitektur. Perancangan utilitas di dalam inti bangunan (core) terdiri dari : 1.
Perancangan lift
2.
Perancangan tangga darurat
3.
Perancangan sistem plumbing
4.
Perancangan pengolah udara
5.
Perancangan instalasi listrik
6.
Perancangan telepon
7.
Perancangan CCTV dan security sistem
8.
Perancangan tata surya
9.
Perancangan pembuangan samp 14
Sistem Core
2.2.3
2014
Tata Letak Lift
Secara umum (tidak mengikat) syarat dalam mendesain sistem transportasi lift adalah sebagai berikut : 1.
Minimal tersedia 1 buah lift untuk bangunan melebihi 3 tingkat.
2.
Minimal tersedia 1 buah lift untuk bangunan melebihi 1 tingkat jika ada pengguna manula dan atau difabel.
3.
Lobby lift cukup luas dan berdekatan dengan t angga.
4.
Jarak jalan ke area lift minimal 45 meter.
5.
Sebuah lift hanya melayani maksimal 15 lantai agar waktu tunggu tidak terlalu lama. Tersedia express lift untuk bangunan melebihi 15 lantai (sistem zoba lift). Express lift mem-bypass lantai lantai bawah dan langsung berhenti di lantai 16,17,18, dst.
6.
Tersedia skylobby untuk setiap kelipatan 20-25 lantai. Skylobby adalah lantai lobby dimana orang turun dari lift express dan berpindah ke lift-lift lokal yang berhenti pada tiap lantai di atasnya. Dengan demikian kebutuhan ruang core/shaft lift bisa tetap. Jika ada dua deret lift berhadap-hadapan maka lebar lobby dibuat sekitar 3,5 – 4,5
meter atau dua kali panjang lift. Satu deret lobby sebaiknya tidak lebih dari 3 buah lift agar calon penumpangnya bisa dengan mudah melihat lift yang terbuka atau tersedia.
15
Sistem Core
2014
BAB III PEMBAHASAN
3.1
1.
Pertanyaan dan Pembahasan
Bangunan lantai berapakah yang harus menggunakan core ? Dan apakah semakin tinggi bangunan, semakin besar corenya ? Jawaban : Bangunan yang harus menggunakan core adalah bangunan yang memiliki 4 lantai ke atas. Untuk lantai 4-10, bisa dipertimbangkan apakah ingin menggunakan core atau tidak, namun untuk lantai 10 ke atas, harus menggunakan core, karena pertimbangan kekuatan angin. Sedangkan untuk bangunan yang semakin tinggi, tentu core nya semakin besar, karena pertimbangan kekuatan angin dan beban yang ditumpu.
2.
Apakah hubungan antara utilitas dan core ? Jawaban : Hubungan utilitas dengan core adalah dimana core biasanya digunakan sebagai tempat untuk meletakkan sarana utlitas. Selain itu juga, bentuk core yang biasanya persegi,
terdapat
ruang kosong
didalamnya,
jadi
ruangan
tersebut
bisa
dimanfaatkan sebagai tempat meletakkan utilitas, dan itu tidak akan mengganggu kekuatan struktrnya. Jadi peletakan utilitas bisa disesuaikan dengan letak corenya, atau peletakan core bisa sesuai dengan letak utilitasnya sesuai dengan design yang telah dirancang.
3.
Mengapa ada bangunan yang menggunakan 1 core dan ada bangunan yang menggunakan lebih dari 1 core dan bagaimana menentukan titik letak core ? Jawaban : Penggunaan jumlah core disesuaikan dengan design yang ada dan dengan kesepakatan dengan pihak strukturnya. Jadi penggunaan core yang biasanya hanya 1 dapat di bagi menjadi 2 atau berapapun jumlahnya dengan membagi beban yang yang harus disangga ke setiap core yang ada.
16
Sistem Core
2014
Penentuan titik letak core tergantung pada arah beban bangunan, jadi yang penting semua beban bangunan dapat disangga oleh core. Dari sini jugalah mengapa ada bangunan yang menggunakan core lebih dar i 1, mungkin karena arah beben bangunannya lebih dari 1, jadi untuk menyangga keduanya akan dibutuhkan lebih dari 1 core 4.
Apakah penempatan lift bisa diluar core ? Dan berapa persentase ukuran core dalam 1 bangunan ? Jawaban : Penempatan lift bisa diletakan di luar core, itu semua tergantung design yang dibuat. Namun biasanya lift diletakkan di dalam core karena memang di dalam core terdapat ruang kosong yang walupun difungsikan sebagai tempat utilitas lift, itu tidak akan menggangu kekuatan core. Untuk ukuran core, biasanya 1/18 dari ukuran luas dasar bangunan, namun halu\ ini juga biasanya tergantung dari desgin bangunan.
17
Sistem Core
2014
BAB IV PENUTUP
4.1
Kesimpulan
Sistem Core merupakan inti dari sebuah bangunan dan merupakan struktur utama dari suatu bangunan. Struktur core merupakan struktur dasar dan merupakan keharusan untuk memakai struktur tersebut khususnya pada suatu perancangan bangunan tinggi. seluruh materi mengenai struktur core telah kami rangkum dalam makalah yang kami susun tersebut yang menjelaskan bahwa pentingnya sistem struktur tersebut dalam perancangan bangunan tinggi.
4.2
Saran
Kelompok kami menyarakan agar materi tersebut dipahami dengan benar-benar oleh pembaca karena dalam perancangan khusunya bangunan tinggi ilmu tersebut merupakan dasar logika dari sistem struktur lainnya yang merupakan inti dari struktur yang menopang suatu bangunan tinggi.
18
Sistem Core
2014
DAFTAR PUSTAKA
Isac Jeronimo (2013) . Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi. From http://civilengineeringreview.blogspot.com/2013/05/sistem-struktur-bangunan bertingkat.html, 23 Oktober 2014
Dwiyanto, Agung (2014). Struktur Bangunan Tinggi. From http://www.scribd.com/doc/209717283/STRUKTUR-BANGUNAN-TINGGI, 23 Oktober 2014
Scheuller, Wolfgang(1989). Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi.Bandung : PT Eresco.
kk.mercubuana.ac.id/elearning/files.../12020-6-241332412152.doc
http://dosen.narotama.ac.id/wp-content/uploads/2013/01/SISTEM-STRUKTURBANGUNAN-TINGGI.doc
19
