SISTEM STRUKTUR VERTIKAL Ciri-ciri/persyaratan:
Merupakan elemen padat yang kaku, yang lebih mengutamakan pengembangan vertikal
Menahan beban lateral dan menahan dengan kuat pada bidang dasar/tanah
Dapat Dapat mengumpulk mengumpulkan an beban beban beban bidangbidang-bida bidang ng horisonta horisontall di atas muka tanah tanah dan kemudian menyalurkan ke pondasi
Memen Mementitingk ngkan an pengu pengumpu mpulan lan beban beban bidang bidang-b -bid idan angg horis horison onta tall yang yang tersu tersusun sun/s /sali aling ng menumpang, yang secara vertikal mengalir ke dasar bangunan.
Dibentuk oleh berbagai sistem pengumpulan beban, penyaluran beban, dan kesimbangan lateral
Digunakan untuk penyampaian/penyaluran sistem-sistem beban/gaya mekanisme: •
Form aktif
•
ektor aktif
•
!ulk aktif
•
"urface aktif
.........tidak memiliki dasar mekanisme ker#a sendiri/mandiri.
$arena kemungkinan pengembangan tinggi dan beban horisontal, maka keseimbangan horisontal merupakan komponen utama dalam perancangannya. %ada ketinggian bangunan tertentu, masalah pembebanan horisontal men#adi faktor penentu untuk rancangan.
"istem pengumpulan beban saling berpengaruh dengan bentuk organisasi kegiatan pada denah bangunan, sehingga tercapai kemungkinan pengurangan elemen vertikal penyaluran beban dalam #umlah dan kelompok/bagian.
"istem gabungan/komposit penyaluran beban pada struktur vertikal
"istem bentang bebas &free-span' dengan pendukung di tengah
"istem bentang &bay' dan kantilever
"istem bentang bebas &free-span' dan kantilever
"istem bentang tidak simetri
!eban perlantai disalurkan sebagian ke bagian tengah dan sebagian ke dinding tepi
!eban-beban disalurkan ke titik-titik di tengah sistem bentang pengumpul beban
!eban disalurkan ke titik antara &intermediate' pengumpul beban, yang ke duanya mengumpulkan beban dari bagian tepid an tengah bangunan
!eban disalurkan tidak seimbang ke tittik pengumpul
%rinsip dasar sistem penyaluran beban pada struktur vertikal:
"istem bentang &bay system'
"istem kantilever &cantilever system'
"istem bentang bebas &free-span system'
%engumpulan beban hori(ontal dan penyaluran beban vertikal
)itik-titik pengumpulan beban disalurkan merata
)itik-titik pengumpulan beban dibagian tengah bangunan
)itik-titik pengumpulan beban pada bagian tepi bangunan !entang dua arah & +ay span direction'
!entang satu arah &* +ay span direction'
!eban lantai per unit !eban lantai !eban lantai area terkumpul dan disalurkan ke shafa di disalurkan ke tepi luar disalurkan ke tanah tengah bangunan dan bangunan dan pada setiap DENGAN titik disalurkan ke tanah TIDAK LANGSUNG disalurkan ke tanah SISTEM PEMBEBANAN VERTIKAL PADA TIPE BENTANG memusat (BAY-TYPE) SISTEM GANTUNG (SUSPENSION) PADA STRUKTUR VERTIKAL
. "istem dengan beberapa lantai gantung pada balok di tengah !. "istem dengan gantung yang menerus C. "istem dengan kombinasi penggantung dan pendukung pada beberapa kelompok lantai
BENTUK TIPIKAL TOWER YANG DIKEMBANGKAN DARI DENAH 4 PERSEGI
%engumpulan beban
Dalam sistem bentang &bay'
Dalam sistem kantilever
Dalam sistem bentang bebas &free-spam'
SISTEM PENERIMA BEBAN KOLOM DIATAS MUKA TANAH
$eterangan: . !alok sprandel di ba+ah pelat lantai !. !alok sprandel di atas pelat lantai C. !alok sprandel pada lantai D. %anel ganda &multi-panel' berbentuk rangka sebagai balok sprandel
BENTUK TOWER DIKEMBANGKAN DARI BENTUK DENAH BUNDAR:
%engumpulan beban
Dalam sistem bentang &bay'
Dalam sistem kantilever
Dalam sistem bentang bebas &free-spam'
BENTUK PELAT TIPIKAL SEBAGAI PENGEMBANGAN DENAH PERSEGI:
%engumpulan beban
Dalam sistem bentang &bay'
Dalam sistem kantilever
Dalam sistem bentang bebas &free-spam'
BENTUK PELAT SEBAGAI PENGEMBANGAN DENAH LANTAI LENGKUNG:
PENYALURAN BEBAN VERTIKAL PADA SISTEM BENTANG PERSEGI (SQUARE BAY SYSTEM)
okasi titik-titik pengumpulan beban kaitannya dengan unit bentang &bay'
%osisi beban unit bentang pertitik pada pengumpulan beban
* unit ↔ * kolom
* unit ↔ *1 kolom
* unit ↔ 0 kolom
* unit ↔ * kolom
BEBAN KRITIS DAN DEFLEKSI PADA SISTEM STRUKTUR VERTIKAL:
!eban-beban yang menentukan dalam perancangan sistem struktur vertikal merupakan hasil dari beban hidup +a#ib &super-imposing': beban mati, beban hidup dan angin. $ombinasi tersebut membentuk gaya miring &slant'. "emakin kecil sudut gaya miring, semakin besar kesulitan penyaluran gaya tersebut ke tanah/dasar bangunan.
2aya kompresif/tekan
Momen putar&filting'
Momen lentur &bending'
2aya geser &shear'
Mekanisme dukung beban lateral: Dengan peningkatan tinggi bangunan maka tekanan angin per-unit area meningkat #uga. kibatnya pada struktur men#adi lebih banyak &predominant' dalam kaitannya dengan penyebab beban vertikal. "truktur vertikal dipertegang oleh angin &beban'
"istem stabilisasi beban lateral karena pengaruh angin pada struktur bentang &bay-type': &a' Dinding geser &sistem surface-aktif' &b' %engait/pengaku angin &+ind-bracing' 3 &sistem vektor-aktif' &c' 4angka angin &+ind-frame' 3 &sistem bulk-aktif' &d' Diafragma rangka &sistem surface aktif'
SISTEM YANG LENGKAP DAN TAMBAHAN PADA PENYALURAN BEBAN ANGIN:
KELENGKAPAN PENGIKAT ANGIN DALAM PERANCANGAN DENAH LANTAI:
5lemen struktur untuk pengikat angin &+indbracing':
Dinding-dinding core sirkulasi
Dinding-dinding luar atau partisi
4angka-rangka kolom dan balok
KETAHANAN TERHADAP PENGARUH ANGIN PADA ARAH MELINTANG DAN MEMANJANG
!erkaitan dengan denah lantai dan bidang-bidang penutup/dinding.
Melalui core sirkulasi
Melalui dinding luar
Melalui rangka
BEBAN YANG BERPENGARUH PADA BANGUNAN TINGGI
Dua macam beban, yaitu: a' 2eofisika
!eban grafitasi:
pemakaian &kantor, pabrik, tempat tinggal, umum'
beban mati
konstruksi
!eban seismologi
!eban meteorologi
ir, bumi &settlement, pressure'
ngin &tenang, kencang'
"al#u, debu, hu#an
b' buatan manusia
)erikat tekanan:
Menahan volume −
%embebanan yang lama
−
%erubahan temperatur &ekspansi, kontraksi'
−
%erubahan kelembaban &kembang, kempio'
%restress &pra tegang'
$etidak sesuaian
"isa −
%roduksi
−
!erdirinya bangunan
−
%engelasan
Dinamik
"ecara acak −
ngin kencang
−
%erubahan pemakaian
−
%ukulan
4elatif tenang &perpindahan manusia'
ibrasi &getaran' −
5levator
−
$endaraan
−
Mesin-mesin
!eban geofisika dipengaruhi oleh: •
Masa
•
6kuran
•
!entuk
•
!ahan
!eban yang bersumber dari buatan manusia berasal dari pergerakan manusia dan peralatan, gaya-gaya terikat pada struktur selama proses manufaktur dan pembangunan. !eban diklasifikasikan dua kategori, yaitu statik dan dinamik:
!eban statik adalah merupakan bagian permanen dari struktur
!eban dinamik adalah beban-beban yang temprorer terhadap ruang atau struktur.
•
!eban mati merupakan beban statik yang ditimbulkan oleh beban setiap elemen pada struktur, yaitu: berat elemen pendukung beban pada bangunan, lantai, penyelesaian plafon, dinding partisi permanen, penyelesaian facade bangunan, tangki penyimpanan air, sistem distribusi secara mekanik dan lain-lain. 5stimasi beban mati *7 3 0 8 dari keseluruhan beban.
!eban hidup lebih bervariasi dan tidak dapat dipastikan, karena perubahannya selain karena
•
+aktu #uga sebagai fungsi dari lokasi/penempatan. !eban ini disebut #uga sebagai beban pemakai yang termasuk berat orang, perabotan, partisi bongkar pasang, buku-buku, almari, peralatan mekanik dan industri, kendaraan dan semua beban semi permanen atau temporer
!agian-bagian struktural dan rentangan antara lantai dengan bagian struktural harus dirancang untuk mendukung beban yang terdistribusi secara seragam ataupun yang terkonsentrasi, yang menghasilkan tegangan yang lebih besar. $apasitas beban pada bangunan berkurang karena umur abngunan, yan gdiakibatkan oleh beban angin, getaran, perubahan temperatur, pergeseran, perubahan-perubahan menerus karena pengaruh lingkungan. "edangkan beton dan bata misalnya, makin lama akan meningkat kapasitas beban atau dukungannya. Dari sudut struktural, pemilihan sistem struktur yang sesuai tergantung atas faktor, yaitu: −
!eban yang akan didukung
−
%erlengkapan bahan-bahan bangunan
−
ksi struktural: beban dialirkan melalui bagian-bagian bangunan ke tanah
Beban konstruksi:
%ada umumnya bgian-bagianstruktural dirancangan untuk menanggulangi beban hidup dan mati, namun adakalanya dirancang #auh melebihi. 9al tersebut dibutuhkan untuk memenuhi pembebanan saat pelaksanaan pembangunan, misalnya adanya penimbunan bahan-bahan yang berat, pemindahan dan sebagainya. %ada beton precast, saat-saat kritisnya adalah saat cetakan panel berat tersebut diangkat dari pencetaknya. %anel tersebut harus #uga tahan terhadap proses pengangkutan-pembangunan-ke#utanregangan saat-saat pemasangannya
Beban hujan, es dan salju:
ir merupakan bahan yang cukup berat dan harus diperhitungkan, terutama pada bentuk atap datar saat ter#adi penyumbatan saluran drainasinya. "aat air menimbun maka lantai atap tersebut dapat melengkung. %roses ini diseebut ;ponding atau mengolam &seperti kolam' yang menyebabkan runtuhnya atap tersebut. Beban angin:
!angunan struktur batu yang memiliki bidang pembukaan yang sempit, #arak antar kolomnya sempit, bagian-bagiannya masif, bidang-bidang partisinya berat sehingga bangunan tersebut sangat berat, masalah beban angin bukan hal yang berat.
$ecepatan angin
−
)opologi sebagai faktor pokok tekanan angin
−
)ekanan angin
−
)urbulence &putaran angin'
−
rah angin
−
)oleransi manusia
Beban seismik:
)erutama timbul oleh adanya geseran lapisan bumi yang disebut gempa. !eban gempa ini sangat berpengaruh dan bahkan merusak struktur bangunan, karena gerakan yang timbul adalah vertikal dan horisontal secara bersamaan. kselerasinya diukur sebagai penetrasi akselerasi grafitasi yang merupakan dasar perancangan bangunan tahan gempa. 6ntuk melindungi pemakai bangunan, maka bangunan harus tahan dan tidak runtuh karena gempa.
)ingkah laku bangunan saat ter#adi gempa:
%ersyaratan tambahan:
%ondasi pile atau caisson yang dihubungkan dengan pengikat, dengan kemampuan terhadap tekanan/tegangan beban horisontal sebersar *0 8 beban pile terbesar.
Distribusi beban geser horisontal ke elemen sistem penahan gaya lateral harus proporsional terhadap kekakuan elemen-elemen tersebut.
Momen torsi horiosntal &puntiran' yang timbul kerana perbedaan titik pusat masa bangunan dan titik pusat kekakuan bangunan, maka elemen penahan geser harus tahan terhadap momen torsi sebesar yang berpengaruh pada lantai &geser' dengan titik pusat 7 8 dimensi bangunan maksimal pada lantai tersebut.
%utaran yang disebabkan oleh angin dan gempa harus dapat ditahan oleh bangunan. $emampuan rangka ruang menahan momen paling tidak 7 8 dari syarat gaya seismik dari struktur keseluruhan.
Dan lain-lain &94!" page >'
Beban tekanan tanah dan air:
!agian struktur bangunan di ba+ah muka tanah mendukung beban yang berbeda dengan bagian yang ada diatas muka tanah. "ub struktur mendukung tekanan lateral dari tanah dan air tanah yang tegak lurus terhadap dinding substruktur dan lantainya. )ekanan air tanah pada setiap titik setara dengan berat satuan (at cair yang dikalikan dengan #arak muka air tanah kedalam substruktur.
Beban karena menahan perubahan volume material:
?aitu memuai dan menyusut karena pengaruh temperatur. !angunan tinggi yang lebih ringan
dengan
bentuk-bentuk
arsitektural
e@posed
menyebabkan
kekakuan
bangunannya berkurang dan mudah sekali terpengaruh gerakan dan beban induksi temperatur. Fasade struktur yang e@posed yang punya perbedaan suhu terhadap suhu interior bangunan yang dikontrol, menyebabkan gerakan vertikal pada bidang tepi bangunan, yaitu ter#adinya kontraksi &menyusut' bila suhu menurun dan ekspansi &memuai' saat temperatur naik.
2erakan horisontal pada struktur lantai disebabkan oleh struktur atap yang Ae@posed, dengan adanya perbedaan suhu disekitar tepi bangunan yaitu bagian yang e@posed terhadap radiasi matahari dan bagian yang terlindung. %osisi kolom terhadap facade bangunan menghasilkan tingkat e@posed yang beragam, yaitu:
$eterangan: a' di dalam b' pada garis dinding c' sebagian e@posed d' e@posed seluruhnya
Macam dan pengaruh gerakan induksi temperatur: a' bengkoknya kolom &bending' b' gerakan karena perbedaan kolom-kolom e@terior dan interior c' gerakan karena perbedaan kolom-kolom eksterior d' gaya perubahan bentuk pada lantai e' gerakan karena perbedaan atap dan lantai di ba+ahnya
%erbedaan susut dan muai antara bidang atap e@posed dan lantai diba+ahnya dapat meretakkan struktur dinding pendukung batu bata atau ter#adi kolom yang membengkok &bending' pada bangunan rangka kaku &rigid'
f'
dan lain-lain cara menahan secara fisik &lihat 94!" page BB' menahan secara mekanik &lihat 94!" page B7'
!eban susut muai pada struktur nbangunan punya banyak kesamaan dengan pengaruh suhu
Beban kejut (impact) dan dinamik:
!eban getaran dapat berasal dari bangunan tersebut maupun kondisi sekitarnya. "umber internal h=dala dari elevator escalador, mesin-mesin, peralatan mekanik, mobil-mobil dan sebagainya yang diakibatkan oleh akselerasi dan deselerasi mendadak dari lift dan mobil sehingga beban ke#ut dapat mempengaruhi struktur. "umber outdoor beban getar adalah
gaya-gaya oleh angin dan seismik/gempa, suara, pengaruh trafik disekitarnya. 6ntuk melakukan control terhadap vibrasi/getaran tidak hanya memperkuat bagian-bagian bangunan sa#a, tetapi dengan melakukan isolasi sumber getar atau meredam gerakan. "umber getaran dapat diisolasi dengan memisahkan sumber dari struktur, sedangkan gerakan yang bergetar diredam dengan mengontrol transmisi getaran dari satu ke eleven lanilla dengan menggunakan isolator resilien. %eningkatan beban hidup untuk menanggulangi efek dinamik, yaitu: •
%endukung elevador
*008
•
Crane pengangkat
78
•
%endukung mesin ringan 08
•
%endukung unit po+er/tenaga 708
•
%endukung/penggantung lantai/balkon 8
Beban ledakan (blast):
!angunan harus mampu mela+an gaya tekan internal dan eksternal yang disebabkan oleh ledakan. 4untuhnya sebagian dari bangunan oleh ledakan gas internal karena sabotasi/kecelakaan karena kebocoran api dan gas. edakan yang ditimbulkan menimbulkan tekanan yang tinggi di area ledakan, memberikan beban yang "angay tinggi terhadap elemen bangunan, sehingga dinding-lantai-#endela terlepas. )ekanan internal ini harus dapat diblokir secara lokal sehinggga tidak menimbulkan meluasnya struktur lebih berat. Beban kombinasi:
$arena kombinasi efek pembebanan pada bangunan sepan#ang +ktu sehingga "angay penting merancang struktur yang memperhatikan kemungkinan kombinasi pembebanan.
STRUKTUR BANGUNAN TINGGI
5lemen struktural dasar dari statu bangunan: *. 5lemen linier •
$olom
•
!alok
Mampu menahan gaya aksial dan rotasi
. 5lemen bidang •
Dinding : baik masif, berlubang-lubang, maupun ber-rangka, harus mampu menahan gaya aksial dan rotasi.
•
%elat lantai &slab' : baik masif, ber-rusuk-rusuk, maupun didukung oleh rangka/balok-balok lantai harus mampu mendukung gaya-gaya yang mengenai maupun tegak lupus pada bidang tersebut.
. 5lemen ruang •
Core : mengikat bangunan men#adi satu kesatuan dan beker#a sebagai satu unit.
!entuk-bentuk bangunan yang umum, yaitu: a' Dinding pendukung paralel ¶llel bearing +alls' Merupakan elemen vertical planar yang ter-prategang &prestress' karena beratnya sendiri, sehingga dapat menyerap beban lateral secara efisien. "istem ini digunakan untuk bangunan yang tidak membutuhkan ruang-ruang yang luas dan tidak membutuhkan struktur core untuk sistem mekaniknya. b' Core dan dindidg pendukung facade &cores and facade bearing +alls' 5lemen vertikal planar membentuk dinding eksterior mengelilingi struktur core, yang memungkinkan bentuk ruang interior terbuka. 9al ini tergantung dari kapasitas rentang &span' dari struktur lantainya. !agian core me+adahi mekanikal dan sistem transportasi vertikal, yang menambah kekakuan bangunan. c' $otak-kotak yang mampu mendukung sendiri &self supporting bo@es' $otak-kotak tersebut merupakan unit preflab dimensi, yang membentuk dinding-dinding pendukung bila diatur dan saling dikaitkan. !ila dilakukan penyusunan seperti susunan batu bata, maka dapat dibentuk sistem balok-dinding bersilang.
d' %elat lantai konsol &cantilever slab' Dengan mendukung sistem lantai dari core pusat memungkinkan terbentuknya ruang yang bebas kolom dengan kekuatan pelat lantai sesuai kebutuhan bangunan. $ekakuan pelat dapat ditingkatkan dengan pemanfaatan teknik pra-tegang. e' %elat lantai datar &flab slab' "istem planar horisontal ini terdiri atas pelat lantai beton yang tebal-seragam yang didukung oleh kolom-kolom. !ila pada puncak kolom-kolom tidak terdapat penebalan/kepala, maka bentuknya adalah sistem pelat lantai datar. "istem ini tidak memiliki balok-balok yang tebal sehingga memungkinkan adanya efisiensi/minimum #arak antar lantai bangunan. f'
nterspasial &interspatial' "truktur konsol ber-rangka berlantai banyak pada setiap lantai memebentuk ruang-ruang yang dapat dimanfaatkan pada dan diatas rangka. 4uang-ruang diatas rangka merupakan ruang yang terbuka &free space'
g' "istem gantung &suspension' "istem ini memanfaatkan bahan secara efisien dengan memanfaatkan penggantung untuk mendukng beban. !eban grafitasi didukung oleh kabel-kabel untuk membentuk rangka konsol pada core pusat. h' "istem rangka pendukung &staggered truss' !angunan rangka berlantai banyak merupakan rangkaian rangka yang letaknya berselangseling. "elain mendukung beban vertikal, penataan rangka dapat mengurangi persyaratan pengukuh pengaruh angin &+ind bracing' dengan menyalurkan beban angin ke dasar bangunan melalui bagian beban &+eb' dan pelat lantai &slab'. i'
"istem rangka kaku &rigid frame' 9ubungan yang kaku digunakan untuk mengikatkan elemen linier membentuk bidang-bidang vertikal dan horisontal. Dengan kesempurnaan rangka ruang yang bergantung pada kekuatan dan kekakuansetiap blok dan kolom, maka tinggi lantai dan #arak antar kolom men#adi dasar perancangannya.
#'
Core dan sistem rangka kaku &core and rigid frame' 4angka kaku me+adahi beban lateral melalui kelenturan balok-balok dan kolom-kolom, maka dengan struktur core akan meningkatkan daya tahan terhadap lateral sebagai akibat interaksi antara core dan rangka kaku.
k' "istem rangka ber-rangka &trussed frame' Merupakan kombinasi struktur rangka kaku dengan rangka vertikal tahan geser akan meningkatkan kekuatan dan kekakuan struktur. Dalam sistem ini, rangka menahan beban grafitasi dan rangka &truss' vertikalnya menahan beban angin. l'
Core dan rangka ber-rangka terikat &belt trussed frame and core' "abuk rangka mengikat kolom-kolom tepi pada core sehingga mengurangi aksi yang timbul pada setiap kolom dari rangka core. !atang pengukuh &bracing' ini disebut ;cap trussing bila terletak pada puncak bangunan, dan disebut ;belt trussing bila terletak pada bagian ba+ahnya.
m' "istem tabung di dalam tabung &tube in tube' $olom-kolom dan balok-balok eksterior tersusun saling berdekatan sehingga nampaknya dari facade bangunan sebagai dinding dengan lubang-lubang pembukaan sebagai #endela. $eseluruhan bangunan beker#a sebagai tabung diatas muka tanah dengan core dalam membentuk tabung yang meningkatkan kekakuan bangunan dengan cara membagi beban dengan tabung luar. n' "istem ikatan tabung &bundled tube' Dalam sistem ini terdiri atas gabung beberapa buah tabung yang akan meningkatkan kekakuan, sehingga memungkinkan mencapai ketinggian bangunan optimal dengan luasan lantai maksimal.
GARIS BESAR PERENCANAAN BANGUNAN TINGGI
a' "egi ekonomik •
9arus mempertimbangkan biaya pembangunan dan pengoperasian bangunan
•
"emakin tinggi bangunan, maka dibutuhkan raungan yang lebih luas untuk me+adahi struktur, sistem mekanik, elevator dan lain-lain sehingga luasan ruang yang dapat digunakan menyempit, sedangkan biaya yang dikeluarkan untuk fasilitas bangunan meningkat. uga semakin tinggi suatau bangunan, maka dibutuhkan fasilitas pelengkap yang lebih berkualitas dan canggih.
b' $ondisi tanah •
%emilihan macam bangunan adalah "angay ditentukan oleh #enis geologi sitenya, karena itu kondisi tanah harus diketahui sebelum menentukan sistem strukturnya. %ada site tertentu, kemampuan daya dukung tanah kurang baik sehingga dibutuhkan tiang pancang &pile' atau pondasi caisson. 6ntuk keadaan demikian, bangunan berat dengan beton akan "angay mal dibanding konstruksi ba#a ringan.
•
%ada setiap kasus, variabel struktur bangunan adalah: superstruktur, sub struktur, dan tanah.
c' 4asio tinggi dan lebar bangunan •
!ila rasio tinggi dan lebar bangunan meningkat , maka tingkat kekakuan bangunan meningkat. $ekakuan tersebut bergantung pada usuran dan #umlah trafe &bay', sistem struktur, dan kekakuan bagian-bagian/penyampung bangunan.
•
"istem yang harus dipilih adalah secara ekonomis mampu me+adahi pengaruh lateral dan sesuai ukuran trafenya.
d' %roses pembangunan dan fabrikasi •
%erencanaan prosedur pembangunan dan fabrikasi menghasilkan faktor-faktor penting berkaitan dengan pemilihan sistem struktur, yang mungkin erat kaitannya dengan metode konstruksi prefabrikasi. "istem-sistem tersebut dipilih karena dapat menghemat biaya tenaga pelaksanaan dan +aktu untuk pembangunannya, sehingga diusahakan sesedikit mungkin #umlah bagian-bagian struktur untuk mempersingkat +aktu pelaksanaan.
•
!entuk-bentuk yang rumit dihindari, pengelasan componen di lapangan dikurangi dan lainlain.
e' "istem mekanik •
"istem mekanik yang meliputi 9C &heat, ventilating, C', elevator, listrik, pemipaan dan sistem pembuangan dapat mencapai */ dari harga bangunan. Dan sistem suplai energi dapat terkonsentrasi di core mekanik.
f'
%enanggulangan kebakaran •
Masalah kebakaran merupakan bagian terpenting pada bangunan tinggi, karena: *' $etinggian bangunan menyebabkan tangga-tangga mobil pemadam kebakaran tidak dapat men#angkau, sehingga diperlukan pengamanan dari dalam bangunan. ' %engamanan secara menyeluruh tidak dapat dilakukan dalam +aktu singkat.
•
!agian yang paling bahaya selain panasnya api kebakaran yaitu: efek asap dan gas-gas beracun.
•
"istem konstruksi bangunan harus mampu memberikan: *' $esempurnaan struktur untuk #angka +aktu yang cukup lama dengan memanfaatkan bahan-bahan tahan api, yang tidak mudah terbakar ataupun tidak menghasilkan asap/gas beracun. ' %embatasan api untuk menangkal meluasnya api ke berbagai area. ' "istem #alur darurat yang mencukupi. B' "istem deteksi api dan asap yang efektif. 7' %enggunaan sprinkler-sprinkler dan ventilasi bagi asap dan udara panas.
g' %eraturan setempat •
%eraturan daerah yang mengatur (ona-(ona kegiatan dalam kota yang dapat mempengaruhi pemilihan sistem dan konstruksi.
•
Misal: pembatasan ketinggian bangunan, garis rooi hori(ontal dan vertical, tinggi antar lantai yang seminim mungkin dan lain-lain.
h' $emampuan penanganan dan pembiayaan bagi bahan-bahan utama konstruksi •
!iaya pengiriman pada lokasi, yang bagi bahan-bahan umum lebih murah, tetapi untuk pengiriman bahan-bahan prefabrikasi men#adi lebih mahal.
•
$emampuan penanganan/pelaksanaan dengan bahan-bahan yang baru, mutahir/teknologi tinggi.
•
$eseluruhan pemikiran terhadap persoalan yang timbul perlu dipertimbangkan lagi berkaitan dengan masalah pembiayaan.
STRUKTUR BANGUNAN TINGGI YANG UMUM DIPILIH
Dengan tinggi bangunan yang meningkat sehingga berakibat:
2aya lateral meningkat
Dengan ketinggian tertentu goyangan &s+ay' meningkat, sehingga dibutuhkan pengendalian kekakuan bangunan selain kekakuan bahan struktur.
)ingkat kekakuan bangunan karena sistem struktur
5fisiensi sistem-sistem tertentu berkaitan dengan persyaratan ruang untuk mendapatkan kekakuan maksimum dan berat/beban minimum
"ehingga dibutuhkan pengembangan sistem-sistem baru, misalnya: •
!ahan struktur berkekuatan tinggi → ba#a, beton khusus.
•
ksi komposit pada elemen struktural.
•
)eknik-teknik pengikat baru → pengelasan, pembautan.
•
%erkiraan tingkah laku struktur menyeluruh dengan menggunakan komputer.
•
%engunaan bahan konstruksi yang ringan.
•
)eknik konstruksi yang baru.
STRUKTUR DINDING PENDUKUNG (BEARING WALL)
Dengan pengembangan teknologi baru penggunaan rekayasa batu bata dan panel-panel prefabrikasi beton menyebabkan konsep ekonomis dinding pendukung memungkinkan untuk bangunan tinggi sampai tingkat menengah antara *0 3 0 lantai. "ecara umum struktur dinding pendukung disusun oleh dinding-dinding linier, maka dengan penataan posisi dinding pendukung di dapat kelompok dasar yaitu: •
"istem dinding melintang &cross-+all' → )erdiri atas dinding-dinding linier yan gbertemu tegak lurus dengan pan#ang bangunan, sehingga tidak berpengaruh pada pengolahan faEade utama dari bangunan.
•
"istem dinding meman#ang &long-+all' → )erdiri atas dinding-dinding linier yang parallel dengan pan#ang bangunan, sehingga dapat membentuk faEade utama bangunan.
•
"istem arah &t+o-+ay' → )erdiri atas dinding-dinding yang mendukung pada ke dua arah, yaitu meman#ang dan melintang.
%engaruh struktur dinding pendukung oleh pembebanannya tergantung dari #enis bahandan #enis interaksi antara bidang lantai hori(ontal dan bidang dinding vertikal. %ada konstruksi batu bata dan sistem prefabrikasi beton ter#adi struktur lantai yang bersendi pada dinding menerus. "edangkan pada bangunan cetak di tempat &cast-in-place' pelat-pelat lantai dan dinding merupakan kesatuan menerus. %ada struktur dinding pendukung, beban vertikal disalurkan langsung ke struktur lantai. 4entang lantai berkisar antara B 3 > meter, bergantung kemampuan dukung dan kekakuan lateral dari sistem lantai. 2aya-gaya hori(ontal disalurkan ke struktur lantai &sebagai diafragma hori(ontal' ke dinding geser &shear +all' parallel terhadap aksi gaya. Dinding geser ini mendukung beban yang diterima oleh tinggi oleh tingginya kekakuan sebagai balok yang tebal, me+adahi beban geser dan lenturan mela+an runtuh. %ada bangunan beton cast-in-place kestabilan didukung oleh gaya portal sistem lantai dan dinding yang monolitik yang beker#a sebagai kotak terhadap pengaruh lentur.
"angat #arang ter+u#ud bentuk didnding geser yang massif &bebas perlubangan' karena selalu dibutuhkan perlubangan pada bidang tersebut yang hal ini merupakan titik perlemahan. %erlubangan tersebut digunakan sebagai #endela/pintu/koridor/#alur fasilitas-fasilitas yang bersifat mekanik dan elektrik/listrik dan lain-lain.
STRUKTUR CORE GESER (SHEAR CORE)
6kuran !erdasarkan
transportasi vertikal
bangunan digunakan core untuk me+adahi Fungsi
sistem distribusi energi
"istem shear +all !entuk core: •
Core terbuka
•
Core tertutup
•
Core tunggal
•
Core kombinasi dengan dinding linier
umlah core: •
tunggal
•
ganda/banyak
←
stabilitas lateral pada bangunan
etak/lokasi core: •
internal
•
perimeter
•
eksternal
%enataan core: •
simetri
•
asimetri
!entuk bangunan sebagai dasar dari bentuk core: •
langsung
•
tidak langsung
!ahan core: •
ba#a
•
beton
•
kombinasi ba#a beton
Core rangka ba#a: −
Dapat memenuhi prinsip rangka ;vierendeel menahan stabilitas lateral.
−
"istem rangka vierendeel agak lebih fleksibel, sehingga layak digunakan pada bangunan betingkat rendah &lo+-rise'.
−
!atang pengukuh &bracing' diagonal rangka vierendeel &rangka truss vertikal' digunakan untuk mempertinggi tingkat kekakuan &stiffness' bangunan-bangunan yang lebih tinggi.
−
$euntungan core rangka ba#a: +aktu perakitan bagian-bagian prefabrikasi yang relatif cepat.
Core beton: −
Membatasi ruang karena harus mendukung beban.
−
)idak dibutuhkan pemikiran tambahan untuk mencegah bahaya kebakaran.
−
4endahnya tingkat ke-liat-an &ductility' terdapat pada bahan beton ini sebagai kekurangannya dalam menghadapi beban gempa.
Cantilever slab Sebuah kantilever adalah balok yang berlabuh di satu ujung. Balok membawa beban dukungan di mana ia dipaksa keberatan saat dan tegangan geser. [1] konstruksi kantilever memungkinkan untuk menggantung struktur tanpa bracing eksternal. Cantilevers juga dapat dibangun dengan gulungan atau lembaran. Hal ini berbeda dengan balok hanya didukung seperti yang ditemukan dalam posting dan sistem ambang pintu. Sebuah balok hanya didukung didukung pada kedua ujungnya dengan beban diterapkan antara mendukung. Cantilevers banyak ditemukan dalam konstruksi terutama dalam kantilever jembatan dan balkon !lihat corbel " . #alam kantilever jembatan cantilevers biasanya dibangun sebagai pasangan dengan masing$masing kantilever digunakan untuk mendukung salah satu ujung bagian tengah . %he &orth Bridge di Skotlandia adalah contoh dari jembatan kantilever truss . Sebuah kantilever di ka yu dibingkai bangunan tradisional disebut dermaga atau 'orebay . #i (merika Serikat bagian selatan tipe gudang bersejarah adalah gudang kantilever konstruksi log . Cantilevers %emporary sering digunakan dalam konstruksi . Struktur sebagian dibangun menciptakan penopang tetapi struktur selesai tidak bertindak sebagai penopang . Hal ini sangat membantu ketika mendukung sementara atau perancah tidak dapat digunakan untuk mendukung struktur saat itu sedang dibangun ! misalnya melalui jalan sibuk atau sungai atau di lembah yang dalam " . )adi beberapa truss jembatan lengkung !lihat *avajo Bridge " dibangun dari setiap sisi sebagai cantilevers sampai bentang mencapai satu sama lain dan kemudian mendongkrak terpisah untuk menekankan mereka dalam kompresi sebelum akhir bergabung . Hampir semua kabel tetap jembatan yang dibangun menggunakan cantilevers karena ini adalah salah satu keuntungan utama mereka . Banyak bo+ girder jembatan dibangun segmentally atau potongan pendek . )enis konstruksi cocok baik untuk konstruksi kantilever seimbang di mana jembatan dibangun di kedua arah dari dukungan tunggal . Struktur ini sangat didasarkan pada torsi dan keseimbangan rotasi . #alam aplikasi arsitektur &rank ,loyd -right &allingwater digunakan cantilevers untuk memproyeksikan balkon besar . Stand %imur di Stadion lland )alan di ,eeds itu saat selesai kantilever terbesar berdiri di dunia [ / ] memegang 10. penonton . (tap dibangun di atas tribun di 2ld %ra''ord &ootball tanah menggunakan kantilever sehingga ada support akan memblokir pemandangan lapangan . 3ang lama sekarang dibongkar 4iami Stadium memiliki atap yang sama atas area penonton . 5antilever terbesar di ropa terletak di St )ames 67ark di *ewcastle 8pon %yne stadion rumah dari *ewcastle 8nited &C [ 9 ] [ : ]
Balok kantilever adalah struktur yang paling banyak ditemui di bidang sistem microelectromechanical ! 44S " . Sebuah contoh awal dari sebuah kantilever 44S adalah ;esonistor [ < ] [ = ] resonator monolitik elektromekanis . 44S cantilevers biasanya dibuat dari silikon ! Si " silikon nitrida ! Si9*: " atau polimer . 7roses 'abrikasi biasanya melibatkan meremehkan struktur kantilever untuk melepaskannya sering dengan teknik etsa anisotropik basah atau kering . %anpa transduser kantilever kekuatan mikroskop atom tidak akan mungkin . Sejumlah besar kelompok peneliti sedang berusaha untuk mengembangkan array kantilever sebagai biosensor untuk aplikasi diagnostik medis . 44S cantilevers juga menemukan aplikasi sebagai 'ilter 'rekuensi radio dan resonator . Cantilevers 44S biasanya d ibuat sebagai unimorphs atau bimorphs . #ua persamaan merupakan kunci untuk memahami perilaku 44S cantilevers . 3ang pertama adalah rumus Stoney yang berkaitan kantilever end lendutan > untuk diterapkan stres ? @ \ delta = \ frac { 3 \ sigma \ left ( 1 - \ nu \ right ) } { E } \ left ( \ frac { L } { t } \ right ) ^ 2
di mana A adalah rasio 7oisson adalah modulus 3oung , adalah panjang balok dan t adalah ketebalan kantilever . 4etode optik dan kapasiti' sangat sensiti' telah dikembangkan untuk mengukur perubahan de'leksi statis balok kantilever digunakan dalam sensor dc $coupled . 3ang kedua adalah rumus yang berkaitan kantilever konstanta pegas k dengan dimensi kantilever dan konstanta bahan@ k = \ frac { F } { \ delta } = \ frac { E! ^ 3 } { "L ^ 3 }
di mana & adalah gaya dan w adalah lebar kantilever . 5onstanta pegas berkaitan dengan kantilever resonansi 'rekuensi omega dengan rumus osilator harmonik biasa omega D sErt F k G m te+t F setara . 7erubahan gaya yang diterapkan untuk kantilever dapat menggeser 'rekuensi resonansi . 7ergeseran 'rekuensi dapat diukur dengan akurasi indah menggunakan teknik heterodyne dan merupakan dasar dari sensor kantilever ac $ digabungkan . 5euntungan utama dari 44S cantilevers adalah murahnya dan kemudahan 'abrikasi array besar . %antangan untuk aplikasi praktis mereka terletak pada ketergantungan persegi dan kubik spesi'ikasi kinerja kantilever pada dimensi . Ini berarti bahwa ketergantungan superlinear cantilevers sangat sensiti' terhadap variasi dalam parameter proses . 4engontrol tegangan sisa juga bisa sulit .
