SISTEM STRUKTUR PADA BANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT Unknown Add Comment Arsitek, sipil Sistem struktur pada bangunan gedung secara garis besar menggunakan beberapa sistem utama seperti dibawah berikut ini : 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 menuju tanah, sedangkan balok adalah unsur horisontal yang berfungsi sebagai pemegang dan media pembagian beban dan gaya ke kolom. Kedua unsur ini harus tahan terhadap tekuk dan lentur. Selanjutnya dilengkapi dengan sistem lantai, dinding, dan komponen lain untuk melengkapi kebutuhan bangunan untuk pembentuk ruang. Sistem dan komponen tersebut diletakkan dan ditempelkan pada kedua elemen rangka bangunan. Dapat dikatakan bahwa elemen yang menempel pada rangka bukanlah elemen struktural (elemen non-struktural). Bahan yang umumnya dipakai pada sistem struktur rangka adalah kayu, baja, beton (Gambar 4.19) termasuk beton pra-cetak. Semua bahan tersebut harus tahan terhadap gaya-gaya tarik, tekan, puntir dan lentur. Saat ini bahan yang paling banyak digunakan adalah baja dan beton bertulang karena mampu menahan gaya-gaya tersebut dalam skala yang besar. Untuk bahan pengisi non-strukturalnya dapat digunakan bahan yang ringan dan tidak mempunyai daya dukung yang besar, seperti susunan bata, dinding kayu, kaca dan lainnya. Sistem rangka yang dibentuk dengan elemen vertikal dan horisontal baik garis atau bidang, akan membentuk pola satuan ukuran yang disebut grid (Gambar4.20). Grid berarti kisi-kisi yang bersilangan tegak lurus satu dengan lainnya membentuk pola yang teratur. Berdasarkan pola yang dibentuk serta arah penyaluran pembebanan atau gayanya, maka sistem rangka umumnya terdiri atas dua macam yaitu: sistem rangka dengan bentang satu arah (one way spanning) dan bentang dua arah (two way spanning). Bentuk grid persegi panjang menggunakan sistem bentang satu arah, dengan penyaluran gaya ke arah bentang yang pendek. Sedangkan untuk pola grid yang cenderung
bujursangkar maka penyaluran gaya terjadi ke arah kedua sisinya, maka sistem struktur yang digunakan adalah sistem bentang dua arah. Aksi struktur dua arah dapat diperoleh jika perbandingan dimensi bentang panjang dengan bentang pendek lebih kecil dari 1,5. Sistem struktur rangka banyak berkembang untuk aplikasi pada bangunan tinggi (multi-storey structure) dan bangunan dengan bentang lebar (long-span structure) b) Struktur Rangka Ruang Sistem rangka ruang dikembangkan dari sistem struktur rangka batang dengan penambahan rangka batang kearah tiga dimensinya (gambar 4.21). Struktur rangka ruang adalah komposisi dari batang-batang yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gaya tekan atau gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain dengan sistem tiga dimensi atau 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 Beberapa sistem selanjutnya dikembangkan model rangka ruang berdasarkan pengembangan sistem konstruksi sambungannya 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 digunakan pada keadaan khusus dengan persyaratan struktur dengan tingkat efisiensi yang tinggi. Struktur-struktur permukaan bidang pada umumnya menggunakan material-material khusus yang dapat mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dengan ketebalan yang minimum. Beberapa jenis struktur ini antara lain:
Struktur bidang lipat Struktur bidang lipat dibentuk melalui lipatan-lipatan bidang datar dengan kekakuan dan kekuatan yang terletak pada keseluruhan bentuk itu sendiri. Bentuk lipatan akan mempunyai kekakuan yang lebih karena momen inersia yang lebih besar, karena bentuk lipatan akan memiliki ketinggian yang jauh lebih besar dibandingkan dengan plat datar. Struktur cangkang Struktur cangkang adalah sistem dengan pelat melengkung ke satu arah atau lebih yang tebalnya jauh lebih kecil daripada bentangnya. Gaya-gaya yang harus didukung dalam struktur cangkang disalurkan secara merata melalui permukaan bidang sebagai gaya-gaya membran yang diserap oleh elemen strukturnya. Gaya-gaya disalurkan sebagai gaya normal, dengan demikian tidak terdapat gaya lintang dan lentur. Resultan gaya yang tersebar diserap ke dalam struktur dengan gaya tangensial yang searah dengan kelengkungan bidang permukaannya. Struktur membran Struktur membran mempunyai prinsip yang sama dengan struktur cangkang, tetapi dengan bahan bidang permukaan yang sangat tipis. Kekakuan selaput tipis tersebut diperoleh dengan elemen tarik yang membentuk jala-jala yang saling membantu untuk menambah kapasitas menahan beban-beban lendutan. d) Struktur Kabel dan Jaringan Struktur kabel dan jaringan dikembangkan dari kemampuan kabel menahan gaya tarik yang tinggi. Dengan menggunakan sistem tarik maka tidak diperlukan sistem penopang vertikal untuk elemen horisontalnya (lantai atau atap), sehingga daerah di bawah elemen horisontal (ruang) memiliki bentangan yang cukup besar. Bangunan dengan aplikasi sistem struktur in I akan sangat mendukung untuk bangunan bentang luas berbentang lebar, seperti dome, stadion, dll. Sistem yang dikembangkan pada struktur kabel antara lain : -Struktur atap tarik dengan kolom penunjang -Struktur kabel tunggal -Struktur kabel ganda Utilitas pada dasarnya adalah bagaimana bangunan dapat dipenuhi kebutuhannya terhadap sistem elektrikal, sistem mekanikal, sistem penanggulangan bahaya kebakaran, sistem transportasi, dan sistem telekomunikasi. untuk bangunan 10 lantai, tentu saja sudah termasuk kategori bangunan middle rise building, dimana kebutuhan utilitas menjadi hal yang penting. saya akan mencoba menjawab pertanyaan anda dengan singkat, dan semoga berguna : 1. Sistem elektrikal
Bangunan 10 lantai menggunakan energi yang besar. Sumber energi pada umumnya adalah melalui PLN atau melalui generator. Oleh karena itu dibutuhkan ruangan panel untuk menampung panel listrik utama dan meterannya, genset dan kelengkapannya, termasuk ruang teknisinya. Setiap lantai sebaiknya diberi ruang elektrikal yang berisi panel-panel pembagi untuk ruangan di lantai tersebut. Ruangan sebaiknya tidak diakses untuk umum karena sifatnya servis. Sebisanya, manfaatkan sistem alami untuk mengurangi penggunaan energi listrik berlebihan. Sebisanya pisahkan panel untuk kebutuhan pencahayaan, kebutuhan peralatan/mesin besar, dan kebutuhan lingkungan. 2. Sistem mekanikal Yang dimaksud sistem mekanikal disini adalah sistem penghawaan AC, air bersih, air kotor, air limbah dan air buangan. a. Air Conditioning (AC) Ada 2 sistem, yaitu : 1) Sentral, yaitu menggunakan Chiller, AHU, Ducting, FCU, Cooling Tower (utk sistem water to water). Sistem ini berguna untuk bangunan-bangunan besar seperti kantor dan mall. 2) Split, yaitu yang menggunakan indoor unit dan outdoor unit (seperti AC rumah biasa). Sistem ini cocok untuk bangunan seperti apartemen dan hotel. b. Air Bersih Sumber air adalah berasal dari PAM, atau menggunakan sumur dalam, yang kemudian ditampung dalam reservoir atau tanki. Tanki ini bisa diletakkan di atas atau di bawah, atau di keduanya. Ada dua sistem distribusi yang digunakan untuk air bersih, yaitu : 1) Sistem Up Feed yaitu air dipompakan dari bawah ke outlet air. 2) Sistem Down Feed yaitu air dipompakan dari bawah ke reservoir atas, untuk kemudian disalurkan ke outlet air secara gravitasi. Kebutuhan pompa akan tergantung dari tinggi/jarak dari sumber penampungan air di bawah ke sumber penampungan air di atas / outlet air. Pipa untuk air bersih biasanya di cat biru. c. Sistem Air Kotor Sumber air kotor kita kenal dengan toilet, dimana limbah padat dari toilet yang harus dikeluarkan menuju septic tank. Panduannya adalah usahakan toilet selalu dalam posisi yang sama tiap lantainya, agar tidak terjadi pembelokan pipa yang bisa berakibat kebocoran. Selain itu harus ditambahkan pipa pembuangan gas agar tidak terjadi desakan gas dari sumber ke septic tank yang dapat menimbulkan resiko septic tank meledak karena penuh gas. Pipa untuk air kotor biasanya di cat hitam.
d. Sistem air limbah Air limbah juga biasa dikenal dengan grey water. Biasanya grey water akan disaring sebelum dikeluarkan ke tempat pembuangan akhirnya. Hal ini dilakukan agar tidak mencemari lingkungan. e. Sistem air buangan/limpasan Biasanya air buangan/limpasan ini adalah untuk pembuangan air hujan yang jatuh di atap bangunan. Air ini sebaiknya ditampung untuk cadangan air bangunan, Kalaupun mau dibuang, bisa langsung dibuang ke riol atau saluran terbuka karena pada dasarnya air ini masih bersih. Yang perlu diperhatikan adalah saluran untuk air buangan/limpasan ini harus cepat tersalurkan ke bawah, karena kalau volume nya besar akan menimbulkan beban bagi bangunan. 3. Sistem Penanggulangan Bahaya Kebakaran Pada dasarnya ada... hal yang harus diperhatikan dalam penanggulangan bahaya kebakaran, yaitu : a. Deteksi, bisa menggunakan smoke detector atau fire detector b. Pemadaman, biasanya dengan tabung pemadam atau dengan sprinkler dan hydrant c. Evakuasi, biasanya dengan tangga darurat dan koridor dengan hydrant 4. Sistem transportasi Untuk bangunan 10 lantai, tentu saja dibutuhkan lift. Sebaiknya menggunakan lift yang disesuaikan dengan kebutuhan pengguna, supaya tidak boros energi karena lift menggunakan listrik yang besar. Selain itu lift juga disarankan dibuat zonazona dan dibuat lift express (yang hanya singgah di lantai-lantai tertentu). Selain itu tangga darurat juga dibutuhkan, hal ini sama dengan evakuasi untuk bahaya kebakaran. Tangga darurat sebaiknya langsung mengarah keluar bangunan. Selain lift dan tangga, ada juga tangga berjalan (eskalator) maupun ramp (lantai datar yang miring), atau pun conveyor (semacam ramp tapi mekanis). 5. Sistem Telekomunikasi Bangunan 10 lantai tentu membutuhkan sistem komunikasi internal agar bisa menghemat biaya. sistem ini seperti jaringan telepon, interkom, internet, dan tata suara. Ruangan komunikasi sebaiknya diletakkan di lantai satu. Tersedia shaft tersendiri yang terpisah dari shaft elektrikal dan mekanikal untuk sistem in