BANGUNAN TINGGI Sebuah bangunan tinggi adalah bangunan atau struktur tinggi. Biasanya, fungsi bangunan ditambahkan, contohnya bangunan apartemen tinggi atau perkantoran tinggi. Bangunan tinggi menjadi mungkin dengan penemuan elevator (lift) dan bahan bangunan yang lebih murah dan kuat. Bangunan antara 75 kaki dan 491 kaki (23 m hingga 150 m), berdasarkan beberapa standar, dianggap bangunan tinggi. Bangunan yang lebih dari 492 kaki (150 m) disebut sebagai pencakar langit. Tinggi rata-rata satu tingkat adaalh 13 kaki (4 m), sehingga bangunan setinggi 79 kaki (24 m) memiliki 6 tingkat. Bahan yang digunakan untuk sistem struktural bangunan tinggi adalah beton kuat dan besi. Banyak pencakar langit bergaya Amerika memiliki bingkai besi, sementara blok menara penghunian dibangun tanpa beton.
SISTEM STRUKTUR BANGUNAN TINGG Teori Umum Struktur Pengantar Aplikasi Sistem Struktur pada Bangunan Sistem struktur pada bangunan gedung secara garis besar menggunakan beberapa sistemutama a) Struktur Rangka atau Skeleton Struktur kerangka atau skeleton terdiri atas komposisi dari kolomkolom dan balok-balok. Kolom sebagai unsur vertikal berfungsi sebagai penyalur beban dan gaya menujutanah, sedangkan balok adalah unsur horisontal yang berfungsi sebagai pemegang danmedia pembagian beban dan gaya ke kolom. Kedua unsur ini harus tahan terhadap tekukdan lentur.
Gambar. 2.1. Gedung dengan struktur rangka beton Sumber: Macdonald, 2002 Selanjutnya dilengkapi dengan sistem lantai, dinding, dan komponen lain untukmelengkapi kebutuhan bangunan untuk pembentuk ruang. Sistem dan komponen tersebutdiletakkan dan ditempelkan pada kedua elemen rangka bangunan. Dapat dikatakan bahwaelemen yang menempel pada rangka bukanlah elemen struktural (elemen nonstruktural).
Bahan yang umumnya dipakai pada sistem struktur rangka adalah kayu, baja, beton(Gambar 4.19) termasuk beton pra-cetak . Semua bahan tersebut harus tahan terhadapgaya-gaya tarik, tekan, puntir dan lentur. Saat ini bahan yang paling banyak digunakanadalah baja dan beton bertulang karena mampu menahan gaya-gaya tersebut dalam skalayang besar. Untuk bahan pengisi non-strukturalnya dapat digunakan bahan yang ringan dantidak mempunyai daya dukung yang besar, seperti susunan bata, dinding kayu, kaca danlainnya.Sistem rangka yang dibentuk dengan elemen vertikal dan horisontal baik garis ataubidang, akan membentuk pola satuan ukuran yang disebut grid (Gambar4.20). Grid berartikisi-kisi yang bersilangan tegak lurus satu dengan lainnya membentuk pola yang teratur.Berdasarkan pola yang dibentuk serta arah penyaluran pembebanan atau gayanya, makasistem rangka umumnya terdiri atas dua macam yaitu: sistem rangka dengan bentang satuarah (one way spanning ) dan bentang dua arah ( two way spanning ). Bentuk grid persegipanjang menggunakan sistem bentang satu arah, dengan penyaluran gaya ke arah bentangyang pendek. Sedangkan untuk pola grid yang cenderung bujursangkar maka penyalurangaya terjadi ke arah kedua sisinya, maka sistem struktur yang digunakan adalah sistemb e n t a n g d ua a r a h . Ak s i s t r u k t u r d u a a r a h d a p a t d i p e r o l e h ji k a p e r b a n d i n g a n d i me n s i bentang panjang dengan bentang pendek lebih kecil dari 1,5.
Gambar. 2.2. Tipikal struktur gedungberlantai banyak Sumber: Schodek, 1999
Sistem struktur rangka banyak berkembang untuk aplikasi pada bangunan tinggi (multi-storey structure) dan bangunan dengan bentang lebar (long-span structure)
Gambar. 2.3. Contoh aplikasi systemrangka ruang Sumber: Macdonald, 2002
b) Struktur Rangka Ruang Sistem rangka ruang dikembangkan dari sistem struktur rangka batang denganpenambahan rangka batang kearah tiga dimensinya (gambar 4.21). Struktur rangka ruangadalah komposisi dari batang-batang yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gayatekan atau gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain dengan sistem tiga dimensiatau ruang. Bentuk rangka ruang dikembangkan dari pola grid dua lapis ( doubel-layer grids),dengan batang-batang yang menghubungkan titik-titik grid secara tiga dimensional.Elemen dasar pembentuk struktur rangka ini adalah: •Rangka batang bidang •Piramid dengan dasar segiempat membentuk oktahedron •Piramid dengan dasar segitiga membentuk tetrahedron (Gambar 4,22)
Beberapa sistem selanjutnya dikembangkan model rangka r u a n g b e r d a s a r k a n pengembangan sistem konstruksi sambungannya (Gambar 4.23), antara lain: •Sistem Mero •Sistem space deek •Sistem Triodetic •Sistem Unistrut •Sistem Oktaplatte •Sistem Unibat •Sistem Nodus •Sistem NS Space Truss
c) Struktur Permukaan Bidang Struktur permukaan bidang termasuk juga struktur form-active biasanya digunakanpada keadaan khusus dengan persyaratan struktur dengan tingkat efisiensi yang tinggi.Struktur-struktur permukaan bidang pada umumnya menggunakan material-material khususya n g d a p a t me mp u n ya i k e k u a t a n ya n g l e b i h t i n g g i d e n g a n k e t e b a l a n ya n g mi n i mu m.
Beberapa jenis struktur ini antara lain:
Gambar. 2.5. Macam-macam systemrangka ruang Sumber: Schodek, 1999 d.Struktur bidang lipat Struktur bidang lipat dibentuk melalui lipatan-lipatan bidang datar dengan kekakuand a n k e k u a t a n ya n g t e r l e t a k p a d a k e s e lu r u h a n b e n t u k i t u s e n d i r i . B e n t u k l i p a t a n a k a n mempunyai kekakuan yang lebih karena momen inersia yang lebih besar, karena bentuklipatan akan memiliki ketinggian yang jauh lebih besar dibandingkan dengan plat datar. e.Struktur cangkang Struktur cangkang adalah sistem dengan pelat melengkung ke satu arah atau lebihyang tebalnya jauh lebih kecil daripada bentangnya. Gaya-gaya yang harus didukung dalamstruktur cangkang disalurkan secara merata melalui permukaan bidang sebagai gayagaya me mb r a n ya n g d i s e r a p o l e h e l e me n s t r u k t u r n ya . G a ya - g a ya d i s a l u r k a n s e b a g a i g a ya n o r ma l , de n g a n d e mi k i a n t i d a k t e r d a p a t g a ya l i n t a n g d a n l e n t u r . R e s u l t a n g a ya ya n g t e r s e b a r d i s e r a p k e d a l a m s t r u k t u r d e n g a n g a y a t a n g e n s i a l y a n g s e a r a h d e n g a n kelengkungan bidang permukaannya. f. Struktur membrane Struktur membran mempunyai prinsip yang sama dengan struktur cangkang, tetapid e n g a n b a h a n b i d a n g p e r mu k a a n ya n g s a n g a t t i p i s . K e k a k ua n s e l a p u t t i p i s t e r s e b u t diperoleh dengan elemen tarik yang membentuk jala-jala yang saling membantu untukmenambah kapasitas menahan beban-beban lendutan.
g. Struktur Kabel dan Jaringan Struktur kabel dan jaringan dikembangkan dari kemampuan kabel menahan gaya tarikyang tinggi. Dengan menggunakan sistem tarik maka tidak diperlukan sistem penopangvertikal untuk elemen horisontalnya (lantai atau atap), sehingga daerah di bawah elemenhorisontal (ruang) memiliki bentangan yang cukup besar. Bangunan dengan aplikasi sistemstruktur in I akan sangat mendukung untuk bangunan bentang luas berbentang lebar,seperti dome, stadion, dll (Gambar 4.24). Sistem yang dikembangkan pada struktur kabelantara lain : •Struktur atap tarik dengan kolom penunjang •Struktur kabel tunggal •Struktur kabel ganda
Gambar. 2.6. Struktur bangunan modern dengan systempermukaan bidang dan kabel Sumber: Macdonald, 2002
