Pengertian struktur Struktur adalah sarana untuk menyalurkan beban dalam bangunan ke dalam tanah. Fungsi struktur dalam bangunan adalah untuk melindungi suatu ruang tertentu terhadap iklim, bahayabahaya yang ditimbulkanalam dan menyalurkannya semua macam beban ke tanah. Adapun macam-macam struktur sebagai berikut: Macam-macam struktur 1. Struktur Rangka 2. Struktur Dinding Geser 3. Struktur Core 4. Struktur Dinding Pemikul 5. Struktur Gantung 6. Struktur Pondasi 1. Struktur Rangka Pengertian : Dalam struktur bangunan bertingkat tinggi, struktur rangka merupakan grid persegi teratur yang terdiri dari kolom vertical dan balok horizontal yang dihubungkan di suatu bidang yang menggunakan sambungan kaku.
A). Elemen-Elemen Linier Dalam Merancang Struktur Bangunan Tinggi Dengan Struktur Rangka Struktur rangka merupakan suatu elemen linier yang berbentuk struktur bagian atas bangunan, dimana hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merancang elemen linier tersebut antara lain : 1. Bidang Momen Dengan mengetahui bidang momen pada balok dan balok portal maka arsitek dapat merancang system struktur yang efisien dalam ukuran balok serta mengetahui di bagian mana dari balok yang memerlukan tulangan terbanyak. Tinggi balok sama dengan seperduabelah bentang. h = 1/12 xl h = lebar atau tinggi balok L= lebar bentang 2. Struktur portal Ada berbagai macam struktur portal yang digunakan dalam merancang struktur bangunan, antara lain : a. Portal tunggal (1Bentang) b. portal bertingkat (1bentang) c. portal majemuk (2bentang)
3. Struktur portal bertingkat Portal bertingkat dengan kantilever 1 bentang (2 perletakan) 4. Struktur pengaku (brance frame) Struktur pengaku digunakan untuk menambah kekakuan struktur bangunan khususnya dalam usaha melawan gaya lateral. Gaya lateral adalah gaya pada bangunan yang bersifat horizontal dengan arah yang tidak menentu, seperti angin dan gempa bumi. Struktur pengaku pada arah tinggi bangunan atau arah memanjang bangunan tidak selalu dipasang pada setiap trape atau tingkat tetapi dilakukan pada interval tertentu. Jenis-jenis pengaku dasar : A. Rangka bidang vertical dengan pengaku diagonal (diagonal brancing) B. Diagonal tunggal (single brancing) C. Pengaku bentuk K(K brancing) bias dipasang pintu untuk sirkulasi antar ruang D. Pengaku bentuk tumit (knee brancing) E. Pengaku voute. ada pembesaran balok didekat kolom F. Pengaku penuh pada setiap lantai bidang vertical G. Pengaku pada setiap 3 lantai H. Pengaku K vertical pada sepanjang kolom I. Pengaku sepanjang balok arah horizontal
Gambar Jenis-Jenis Pengaku Diatas : B. Kekurangan struktur dan kelebihan struktur rangka 1. kekurangan struktur rangka : Jarak kolom mempunyai batas maksimal yang relative kecil, sehingga akan mempengaruhi dimensi balok Ruang-ruang yang dihasilkan relative kecil Jarak antar kolom yang jauh mempengaruhi dimensi dari balok mendatar yang akan bertambah besar dan kurang ekonomis Sulit dalam memperkirakan beban hidup yang berpengaruh pada sulitnya dalam penentuan/memastikan sendi sebenarnya.
2. kelebihan struktur rangka : merupakan struktur paling kaku dan menggunakan bahan paling ekonomis karena batang tersebut dapat bereaksi langsung terhadap beban. Rangka ruang pada umumnya dirakit pada unsur prefab standar sehingga dapat dibongkar/dipasang tanpa membuang bahan. C. Kombinasi Struktur Rangka Dan Struktur Lain. System rangka kaku murni tidaklah praktis untuk bangunan yang lebih tinggi dari 30 lantai, untuk itu telah diterapkan berbagai system yang menggunakan dinding geser di dalam struktur rangka untuk menahan beban lateral. Untuk bangunan yang menggunakan system dinding geser yang ketinggiannya diatas 500kaki tidak akan praktis lagi untuk menahan beban lateral. Kombinasi antara rangka kaku dan dinding geser menjadi tidak efisien lagi diatass ketinggian 40 lantai, karena banyak sekali diperlukan bahan pengaku yang cukup kaku dan kuat. Efisiensi bangunan akan meningkat sebesar 30% dengan menggunakan rangka sabuk (belt truss) horizontal untuk mengikat rangka ke inti yang kemudian dihubungkan dengan kolom eksterior. Apabila inti geser melentur, maka belt truss berlaku sebagai lengan yang menyalurkan tegangan-tegangan aksial langsung ke kolom luar. Selanjutnya kolom-kolom ini akan berlaku sebagai strut untuk melawan lendutan dari inti, artinya inti tersebut mengumpulkan gaya geser dan rangka sabuk meneruskan gaya geser vertical dan inti ke rangka fasade. Prinsip ini cukup ekonomis untuk bangunan dengan ketinggian mencapai 60 lantai D. Bahan Kontruksi Struktur Rangka Bahan yang digunakan pada struktur rangka adalah baja, beton dan bahan lainnya dengan syarat bahan tersebut mampu dan tahan menerima gaya tarik,gaya tekan, gaya punter secara bersama-sama. 2. Struktur Dinding Geser Dinding geser adalah jenis Struktur dinding yang berbentuk Beton bertulang yang biasanya digunakan pada dinding-dinding Lift pada gedung-gedung tinggi..,namun demikian Struktur jenis ini bisa juga digunakan pada dinding-dinding yang memerlukan kekakuan dan ketahanan khusus. System dinding geser pada dasarnya dapat dibagi manjadi : 1. System terbuka 2. System tertutup System terbuka : terdiri dari unsur linier tunggal atau gabungan unsur yang tidak lengkap meliputi ruang geometris. Bentuk-bentuk ini adalah L,X,V,Y,T,dan H.
System tertutup : meliputi ruang geometris. Bentuk-bentuk yang sering di jumpai adalah bujur sangkar, segitiga, persegi panjang, dan bulat. Fungsi Shear Wall pada Gedung secara Umum : 1.Memperkokoh Gedung. 2.Meredam Goncangan akibat Gempa. 3.Mengurangi Biaya Perawatan Gedung. Dengan semakin Kokohnya Gedung yang menggunakan dinding geser, maka kerusakan-kerusakan yang timbul akibat guncangan Gedung akibat Gempa bisa di minimalisir sehingga akan mengurangi biaya perawatan yang seharusnya dikeluarkan apabila gedung tidak menggunakan jenis dinding ini. 4.Daya Pikul Beban disekitar dinding mampu ditingkatkan. Dengan dinding jenis dinding geser maka kemampuan lantai beton diatasnya untuk menerima beban semakin naik, besarnya kekuatan lantai akan berbanding lurus dengan ketebalan dinding geser itu sendiri. 5.Umur Pakai Gedung semakin lama. Keuntungan dan kerugian dinding geser 1. Keuntungan : Karena system dinding geser bukan merupakan struktur utama, maka system ini dapat diinteraksikan dengan system system lain untuk menutupi kekurangan dari system tersebut. Dinding geser yang merupakan rangkaian dinding, efisien untuk menahan gaya-gaya lateral. Struktur dinding geser sekaligus dapat difungsikan sebagai pembatas ruang. 2. Kerugian : Diatas 500 kaki penggunaan hanya dengan dinding geser untuk menahan beban lateral menjadi tidak praktis. Lendutan yang terjadi akan demikian besarnya sehingga menyebabkan keretakan partisi. Dinding geser tidak dapat digunakan secara bebas karena akan menimbulkan masalah fungsuional, untuk itu digunakan kombinasi antara lain deengan struktur rangka dimana dinding geser diletakan pada daerah service/lokasi yang tidak menimbulkan masalah fungsional. Untuk dinding geser yang menggunakan bentuk dasar segitiga atau membentuk sudut lancip, ruang-ruang yang berbentuk menjadi kurang efektif dan efisien.
Kombinasi Struktur Dinding Geser Dengan Struktur Lain. 1. System bangunan dinding rangka geser (frame shear wall building system) System rangka kaku murni tidaklah praktis untuk bangunan yang lebih tinggi dari 30 lantai, untuk itu telah diterapkan berbagai system yang menggunakan dinding geser di dalam struktur rangka untuk menahan beban lateral. Dinding geser tersebut bentuknya bisa berupa inti interior tertutup yang mengelilingi ruang lift atau ruang tangga, atau bisa juga berupa dinding sejajar dalam bangunan. 2. Struktur bangunan plat rata-dinding geser System plat rata adalah plat beton padat ataupun jenis wafel sehingga tidak memerlukan pembalokan lantai. 3. System interaksi dinding geser-rangka dengan belt truss kaku. Rangka diperlukan (bangunan rangka-dinding geser) menjadi tidak efisien diatas ketinggian 40 lantai karena banyak sekali diperlukan bahan untuk membuat pengaku yang cukup kaku dan kuat. Efisien struktur bangunan akan meningkat 30% dengan menggunakan rangka sabuk (belt truss) horizontal untuk mengikat rangka ke inti. Rangka tersebut diikat secara kaku ke inti dan dihubungkan dengan kolom eksterior. Apabila inti geser melentur maka belt truss berlaku sebagai lengan dengan menyalurkan tegangan-tegangan aksial langsung ke kolom luar. Bahan Kontruksi Struktur Dinding Geser Bahan dari struktur dinding geser ini adalah beton bertulang dan rangka baja, dengan alas an bahwa bahan-bahan yang digunakan tersebut dapat menahan gaya-gaya horizontal (lateral) yang bekerja pada struktur dinding geser tersebut.
STRUKTUR CORE a. Pengertian Struktur adalah kerangka bangunan atau pembentuk ruang yang berfungsi untuk melindungi dan menerima beban yang ada, baik beban dari dalam maupun beban dari luar. Core adalah inti atau pusat, struktur core adalah kerangka bangunan yang merupakan inti dari bangunan tersebut, berfungsi untuk menerima beban dari dalam maupun beban luar (dimana seluruh beban dan gaya pada suatu tempat yaitu inti bangunan). b. Fungsi Menambah kekakuan bangunan Dapat juga memuat system tranportasi mekanis dan vertikal c. Ciri-ciri struktur core (inti) Bentuk inti Jumlah inti Susunan Inti
d. Keuntungan dan kerugian Keuntungan : Dengan penggunaan struktur inti dapat menciptakan fleksibelitas tata letak maksimum pada ruangan. Inti bangunan dapat memuat system transportasi vertical (Seperti: lift, Tangga, Wc dan shaft, mekanis) Kerugian : Untuk inti beton tidak ada pelenturan pada bahan beton (terutama terhadap gempa) Dengan terpusatnya beban terhadap suatu tempat yang relative tidak luas diperlukan kondisi tanah yang luar biasa dengan kemampuan dan daya dukung yang tinggi. e. Kombinasi Struktur Core Struktur inti dan gantung System inti terkantilever bukanlah jenis yang lazim digunakan karena fleksibelitas lantai terkantilever dan besi tulangan yang diperlukan untuk menahan momen negative dari plat harus banyak sekali. Oleh karena itu inti dipadukan dengan system gantung. Apabila struktur lantai bagian luar ditahan oleh struktur yang di gantung sitinggi 1 lantai maka kekakuan menyeluruh akan meningkat.
Demikian kombinasi ini maka beban dari kabel akan dibawa ke atas inti, sehingga menginduksi lebih banyak gaya prategang pada bagian atas inti. Kedua system ini bertindak serupa terhadap beban lateral ketika melentur dan mengabaikan perbedaan induksi tekanan karena gravitasi. f. Bahan Struktur Core 1. Baja Menggunakan prinsip kuda-kuda vierendeel ( untuk bangunan bertingkat relative sedikit). untuk mencapai kekakuan inti yang diperlukan untuk bangunan( yang lebih tinggi) digunakan pengaku diagonal dari rangka vierendeel. 2. Beton Dapat menghasilkan ruang selain beban. Pertimbangan terhada kebakaran tidak diperlukan. 3. Gabungan antara baja dan beton STRUKTUR DINDING PEMIKUL (Bearing wall) A Pengertian Merupakan sistem struktur yang mendestribusikan beban vertical secara kontinu pada bidang atau masaa pendukungnya. B karakteristik beban dibagi menjadi 2 yaitu a. Beban vertical b. Beban horizontal Jenis jenis struktur dinding pemikul 1. Struktur dinding tidak beraturan Merupakan struktur dinding yang bentuk, kedudukan maupun jaraknya tidak mempunyai pola yang jelas. 2. Struktur dinding beraturan Merupakan struktur dinding yang mempunyai bentuk,jarak dan penataan yang jelas. Ditinjau dari jarak bentang struktur ini dapat dibagi atas
Grid rata Grid berirama
Ditinjau dari bentuk struktur dinding pemikul dibagi atas: Dinding pemikul bidan rata Dinding pemikul bidang patahan
Dinding pemikul bidang lengkung Bidang rata memusat/radial Bidang lengkung memusat/radial
Menurut letaknya struktur dinding pemikul ada 3 jenis yaitu: 1. Sistem dinding melintang bangunan Terdiri dari dinding linear yang diletakan tegak lurus terhadap panjang sehingga tidak membatasi terutama tampak bangunan.
2. System dinding membujur bangunan Terdiri dari dinding linear yang diletakan sejajar dengan panjang bangunan 3. System dinding menyilang Terdiri dari perletakan dinding pada dua arah (sitem dinding melintang dan sistem dinding panjang
4. Hubungan lantai dengan dinding Dinding menyatu dengan lantai:dinding menyatu dari bawah ke atas, dimana lantai sebagai beban yang ditumpukan pada dinding Dinding terpisah dengan lantai : dalam hal ini hubungan antara jarak lantai dan dinding dianggap perletakan bebas.
sistem penyaluran beban Beban vertikal diteruskan sebagai momen melaluai struktur lantai langsung ke dinding.memiliki bentang berkisar 12-25 kaki.bukaan dinding hendaknya ditempatkan pada sumbu vertikal yang sama untuk menhindari tegangan beban yang diakibatkan susunan bukaan jendela yang berseling seling. Gaya horizontal disebar melalui struktur lantai dan berlaku sebagai diafragma horizontal terhadap dinding geser Anggapan bahwa dinding pemikul meupakan sesuatu yang padat akan tetapi dinding pemikul juga bisa dibuat dari anyaman diagonal atau kolom kolom linear yang sangat rapat,bisa juga lengkung, Kelebihan dan kekurangan dari struktur dinding pemikul antara lain: Kelebihan: 1. Ruang yang dibentuk lebih banyak 2. Struktur lebih kaku (tahan terhadap gaya gravitasi /gempa dan gaya lateral 3. Prinsip dinding pemikul dapat diterpkan pada berbagai tata letak dan bentuk bangunan Kekurangan: 1. Biaya cukup besar 2. Pengerjaanya memakan waktu yang lama 3. Hanya dapat digunakan pada bangunan tingkat tinggi dengan ordo 10-20 lantai 4. Perlubangan dinding hanya memperlemah daya dinding
Kombinasi struktur dinding pemikul dan struktur rangka Bahan yang biasa digunakan pada bangunan tingkat tinggi yang memakai sistem dinding pemikul adalah: 1. Kontruksi kayu 2. Beton pracetak 3. Balok ringan 4. Panel logam yang terisolasi(terdapat kandungan udara di dalamnya) 5. Beton bertulang Dinding penahan dapat mempunyai lapisan tunggal atau rangkap yang tebuat dari satuan pasangan batuan yang masih rangkap.seperti,batu bata batu alam batu beton dll Keuntungan lapisan rangkap ruang yang berada diantara dinding dinding tersebut tidak terpengaruh oleh perubahan temperature suhu. Kerugian lapisan rangkap tebal dari dinding rangkap lebih besardari dinding biasa. Pada kasus beban terpusat panjang tiap tiap dinding tidak boleh melebihi jarak dari pusat ke pusat beban. Dinding penahan beton bertulang harus mempunyai ketebalan sedikitnya 1/25 dari tinggi atau lebar yang tidak disangga dan dinding beton bertulang pada bangunan tidak boleh mempunyai ketebalan kurang dari 6 inchi.