SISTEM STRUKTUR VERTIKAL untuk mitigasi

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 mengumpulkan beban

beban bidang-bidang horisontal di

atas muka tanah dan kemudian menyalurkan ke pondasi


Mementingkan

pengumpulan

beban

bidang-bidang

horisontal

yang tersusun/saling 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



Vektor aktif



Bulk aktif



Surface aktif

.........tidak memiliki dasar mekanisme kerja sendiri/mandiri.


Karena kemungkinan pengembangan tinggi dan beban horisontal,
maka keseimbangan horisontal merupakan komponen utama
dalam perancangannya.
Pada

ketinggian

bangunan

tertentu,

masalah

pembebanan

horisontal menjadi faktor penentu untuk rancangan.


Sistem pengumpulan beban saling berpengaruh dengan bentuk
organisasi kegiatan pada denah bangunan, sehingga tercapai
kemungkinan pengurangan elemen vertikal penyaluran beban
dalam jumlah dan kelompok/bagian.

Sistem gabungan/komposit penyaluran beban pada struktur vertikal

Sistem bentang
bebas (freespan) dengan
pendukung di

Beban perlantai
disalurkan
sebagian ke
bagian tengah

dan sebagian ke
dinding tepi

Sistem bentang
(bay) dan
kantilever

Beban-beban
disalurkan ke
titik-titik di
tengah sistem
bentang
pengumpul

Sistem bentang
bebas (freespan) dan
kantilever

Beban
disalurkan ke

titik antara
(intermediate)
pengumpul
beban, yang ke
duanya
mengumpulkan

Sistem bentang
tidak simetri

Beban
disalurkan tidak
seimbang ke
tittik
pengumpul

Prinsip dasar sistem penyaluran beban pada struktur vertikal:
Sistem bentang
(bay system)

Sistem
kantilever
(cantilever
system)

Sistem bentang
bebas (freespan system)

Pengumpulan
beban
horizontal dan
penyaluran
beban vertikal

Titik-titik
pengumpulan
beban
disalurkan

Titik-titik

pengumpulan
beban dibagian
tengah

Titik-titik
pengumpulan
beban pada
bagian tepi

Bentang dua
arah (2-way
span direction)

Bentang satu
arah (1-way
span direction)

Beban lantai
Beban lantai
Beban lantai

per unit area
disalurkan ke
disalurkan ke
terkumpul dan
shafa di tengah
tepi luar
SISTEM ke
DENGAN PEMBEBANAN
TIDAK LANGSUNG
disalurkan
bangunan dan VERTIKAL
bangunan
dan
tanah pada
disalurkan ke
disalurkan ke
PADA TIPE BENTANG (BAY-TYPE) SISTEM GANTUNG
tanah memusat
tanah
(SUSPENSION) PADA STRUKTUR VERTIKAL

A. Sistem dengan beberapa lantai gantung pada balok di tengah
B. Sistem dengan gantung yang menerus
C. Sistem dengan kombinasi penggantung dan pendukung pada
beberapa kelompok lantai

BENTUK TIPIKAL TOWER YANG DIKEMBANGKAN DARI DENAH 4
PERSEGI



Pengumpula
n beban



Dalam
sistem
bentang



Dalam
sistem
kantilever



Dalam
sistem
bentang
bebas (free-

SISTEM PENERIMA BEBAN KOLOM DIATAS MUKA TANAH

Keterangan:
A. Balok sprandel di bawah pelat lantai

B. Balok sprandel di atas pelat lantai
C. Balok sprandel pada 2 lantai
D. Panel ganda (multi-panel) berbentuk rangka sebagai balok
sprandel
BENTUK

TOWER

DIKEMBANGKAN

BUNDAR:



Pengumpula
n beban



Dalam
sistem
bentang



Dalam
sistem
kantilever



Dalam
sistem
bentang
bebas (free-

DARI

BENTUK

DENAH

BENTUK

PELAT

PERSEGI:



Pengumpula
n beban



Dalam
sistem
bentang



Dalam
sistem
kantilever



Dalam
sistem
bentang
bebas (free-

TIPIKAL

SEBAGAI

PENGEMBANGAN

DENAH

BENTUK

PELAT

SEBAGAI

PENGEMBANGAN

DENAH

LANTAI

LENGKUNG:

PENYALURAN

BEBAN

VERTIKAL

PADA

SISTEM

BENTANG

PERSEGI (SQUARE BAY SYSTEM)
Lokasi titik-titik pengumpulan beban kaitannya dengan unit bentang
(bay)

Posisi beban unit bentang pertitik pada pengumpulan beban

12 unit  12

12 unit  16

12 unit  20

12 unit  31

BEBAN

KRITIS

DAN

DEFLEKSI

PADA

SISTEM

STRUKTUR

VERTIKAL:
Beban-beban yang menentukan dalam perancangan sistem struktur
vertikal merupakan hasil dari beban hidup wajib (super-imposing):
beban mati, beban hidup dan angin. Kombinasi tersebut membentuk
gaya miring (slant). Semakin kecil sudut gaya miring, semakin besar
kesulitan penyaluran gaya tersebut ke tanah/dasar bangunan.

Gaya
kompresif/tekan

Momen
putar(filting)

Momen lentur
(bending)

Gaya geser
(shear)

Mekanisme dukung beban lateral:
Dengan peningkatan tinggi bangunan maka tekanan angin per-unit
area meningkat juga. Akibatnya pada struktur menjadi lebih banyak
(predominant) dalam kaitannya dengan penyebab beban vertikal.
Struktur vertikal dipertegang oleh angin (beban)

Sistem stabilisasi beban lateral karena pengaruh angin pada struktur
bentang (bay-type):
(a) Dinding geser (sistem surface-aktif)
(b)Pengait/pengaku angin (wind-bracing) – (sistem vektor-aktif)
(c) Rangka angin (wind-frame) – (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:
Elemen struktur
untuk pengikat
angin (windbracing):


Dinding-dinding
core sirkulasi



Dinding-dinding
luar atau partisi



Rangka-rangka
kolom dan balok

KETAHANAN

TERHADAP

PENGARUH

ANGIN

PADA

ARAH

MELINTANG DAN MEMANJANG
Berkaitan 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) Geofisika


Beban grafitasi:
 pemakaian (kantor, pabrik, tempat tinggal, umum)
 beban mati
 konstruksi



Beban seismologi



Beban meteorologi
 Air, bumi (settlement, pressure)
 Angin (tenang, kencang)
 Salju, debu, hujan

b) buatan manusia


Terikat tekanan:
 Menahan volume


Pembebanan yang lama



Perubahan temperatur (ekspansi, kontraksi)



Perubahan kelembaban (kembang, kempio)

 Prestress (pra tegang)
 Ketidak sesuaian
 Sisa





Produksi



Berdirinya bangunan



Pengelasan

Dinamik
 Secara acak


Angin kencang



Perubahan pemakaian



Pukulan

 Relatif tenang (perpindahan manusia)
 Vibrasi (getaran)


Elevator



Kendaraan



Mesin-mesin

Beban geofisika dipengaruhi oleh:


Masa



Ukuran



Bentuk



Bahan

Beban yang bersumber dari buatan manusia berasal dari pergerakan
manusia dan peralatan, gaya-gaya terikat pada struktur selama proses
manufaktur dan pembangunan.
Beban diklasifikasikan dua kategori, yaitu statik dan dinamik:
 Beban statik adalah merupakan bagian permanen dari struktur

 Beban dinamik adalah beban-beban yang temprorer terhadap ruang
atau struktur.
Beban 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. Estimasi beban mati
15 – 20 % dari keseluruhan beban.
Beban hidup lebih bervariasi dan tidak dapat dipastikan, karena



perubahannya selain karena waktu juga sebagai fungsi dari
lokasi/penempatan. Beban ini disebut juga 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
Bagian-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.
Kapasitas beban pada bangunan berkurang karena umur abngunan,
yan gdiakibatkan oleh beban angin, getaran, perubahan temperatur,
pergeseran,

perubahan-perubahan

menerus

karena

pengaruh

lingkungan.
Sedangkan beton dan bata misalnya, makin lama akan meningkat
kapasitas beban atau dukungannya.
Dari

sudut

struktural,

pemilihan

sistem

tergantung atas 3 faktor, yaitu:


Beban yang akan didukung



Perlengkapan bahan-bahan bangunan

struktur

yang

sesuai



Aksi struktural: beban dialirkan melalui bagian-bagian bangunan
ke tanah

Beban konstruksi:
Pada

umumnya

bgian-bagianstruktural

dirancangan

untuk

menanggulangi beban hidup dan mati, namun adakalanya
dirancang
memenuhi
misalnya

jauh

melebihi.

pembebanan
adanya

Hal
saat

penimbunan

tersebut

dibutuhkan

pelaksanaan

untuk

pembangunan,

bahan-bahan

yang

berat,

pemindahan dan sebagainya. Pada beton ”precast”, saat-saat
kritisnya adalah saat cetakan panel berat tersebut diangkat dari
pencetaknya. Panel tersebut harus juga tahan terhadap proses
pengangkutan-pembangunan-kejutan-regangan

saat-saat

pemasangannya

Beban hujan, es dan salju:
Air

merupakan

bahan

yang

cukup

berat

dan

harus

diperhitungkan, terutama pada bentuk atap datar saat terjadi
penyumbatan saluran drainasinya. Saat air menimbun maka
lantai atap tersebut dapat melengkung. Proses ini diseebut
“ponding” atau mengolam (seperti kolam) yang menyebabkan
runtuhnya atap tersebut.

Beban angin:
Bangunan struktur batu yang memiliki bidang pembukaan yang
sempit, jarak antar kolomnya sempit, bagian-bagiannya masif,
bidang-bidang partisinya berat sehingga bangunan tersebut
sangat berat, masalah beban angin bukan hal yang berat. Namur
pengenalan bangunan rangka baja yang ringan sehingga berat
tidak lagi menjadi factor pembatas ketinggian bangunan, maka
era bangunan tinggi tersebut mendapatkan masalah-masalah
baru. Untuk mengurangi beban mati dan mencipta ruang-ruang
yang besar dan lebih fleksibel, balok dengan bentang yang lebih
lebar, partisi-partisi yang dapat dipindah-pindahkan dan lain-lain
telah dikembangkan. Hal-hal tersebut telah banyak mengurangi
tingkat kekakuan bangunan (“rigidity”) sehingga beban lateral
berupa goyangan menjadi pokok perhatian bagi kekuatan
bangunan tersebut.
Pengaruh

angin

pada

bangunan

hádala

dinamik

yang

dipengaruhi oleh factor lingkungan seperti kekasaran dan bentuk
area dalam skala besar, bentuk, kelangsingan dan tekstur wajah
bengunan dan penataan bangunan-bangunan yang berdekatan.
Beban angin dapat ditinjau atas:


Kecepatan angin



Topologi sebagai faktor pokok tekanan angin



Tekanan angin



Turbulence (putaran angin)



Arah angin



Toleransi manusia

Beban seismik:
Terutama timbul oleh adanya geseran lapisan bumi yang disebut
gempa. Beban gempa ini sangat berpengaruh dan bahkan
merusak struktur bangunan, karena gerakan yang timbul adalah

vertikal dan horisontal secara bersamaan. Akselerasinya diukur
sebagai penetrasi akselerasi grafitasi yang merupakan dasar
perancangan

bangunan

tahan

gempa.

Untuk

melindungi

pemakai bangunan, maka bangunan harus tahan dan tidak
runtuh karena gempa.
Tingkah laku bangunan saat terjadi gempa:

Persyaratan tambahan:
 Pondasi ”pile” atau ”caisson” yang dihubungkan dengan pengikat,
dengan kemampuan terhadap tekanan/tegangan beban horisontal
sebersar 10 % 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 5
% dimensi bangunan maksimal pada lantai tersebut.

 Putaran yang disebabkan oleh angin dan gempa harus dapat
ditahan oleh bangunan. Kemampuan rangka ruang menahan
momen paling tidak 25 % dari syarat gaya seismik dari struktur
keseluruhan.
 Dan lain-lain (HRBS page 28)
Beban tekanan tanah dan air:
Bagian struktur bangunan di bawah muka tanah mendukung
beban yang berbeda dengan bagian yang ada diatas muka
tanah. Sub struktur mendukung tekanan lateral dari tanah dan
air tanah yang tegak lurus terhadap dinding substruktur dan
lantainya. Tekanan air tanah pada setiap titik setara dengan
berat satuan zat cair yang dikalikan dengan jarak muka air tanah
kedalam substruktur.

Beban karena menahan perubahan volume material:
Yaitu memuai dan menyusut karena pengaruh temperatur.
Bangunan tinggi yang lebih ringan dengan bentuk-bentuk
arsitektural ”exposed” menyebabkan kekakuan bangunannya
berkurang dan mudah sekali terpengaruh gerakan dan beban
induksi temperatur. Fasade struktur yang ”exposed” yang punya

perbedaan suhu terhadap suhu interior bangunan yang dikontrol,
menyebabkan gerakan vertikal pada bidang tepi bangunan, yaitu
terjadinya kontraksi (menyusut) bila suhu menurun dan ekspansi
(memuai) saat temperatur naik.
Gerakan horisontal pada struktur lantai disebabkan oleh struktur
atap yang ’exposed”, dengan adanya perbedaan suhu disekitar
tepi bangunan yaitu bagian yang exposed terhadap radiasi
matahari dan bagian yang terlindung.
Posisi kolom terhadap facade bangunan menghasilkan tingkat
exposed yang beragam, yaitu:

Keterangan:
a) di dalam
b) pada garis dinding
c) sebagian exposed
d) exposed seluruhnya
Macam dan pengaruh gerakan induksi temperatur:
a) bengkoknya kolom (”bending”)
b) gerakan karena perbedaan kolom-kolom exterior dan interior
c) gerakan karena perbedaan kolom-kolom eksterior
d) gaya perubahan bentuk pada lantai
e) gerakan karena perbedaan atap dan lantai di bawahnya

Perbedaan susut dan muai antara bidang atap exposed dan lantai
dibawahnya dapat meretakkan struktur dinding pendukung batu
bata

atau

terjadi

kolom

yang

membengkok

(bending)

bangunan rangka kaku (rigid)

f) dan lain-lain cara menahan secara fisik (lihat HRBS page 44)
menahan secara mekanik (lihat HRBS page 45)

pada

Beban susut muai pada struktur nbangunan punya banyak kesamaan
dengan pengaruh suhu
Beban kejut (impact) dan dinamik:
Beban getaran dapat berasal dari bangunan tersebut maupun
kondisi

sekitarnya.

Sumber

internal

hádala

dari

elevator

escalador, mesin-mesin, peralatan mekanik, mobil-mobil dan
sebagainya yang diakibatkan oleh akselerasi dan deselerasi
mendadak dari lift dan mobil sehingga beban kejut dapat
mempengaruhi struktur. Sumber outdoor beban getar adalah
gaya-gaya oleh
trafik

angin dan seismik/gempa, suara, pengaruh

disekitarnya.

vibrasi/getaran

Untuk

tidak

melakukan

hanya

control

memperkuat

terhadap

bagian-bagian

bangunan saja, tetapi dengan melakukan isolasi sumber getar
atau meredam gerakan. Sumber 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.

Peningkatan beban hidup untuk menanggulangi efek dinamik,
yaitu:


Pendukung elevador

100%



Crane pengangkat

25%



Pendukung mesin ringan 20%



Pendukung unit power/tenaga 50%



Pendukung/penggantung lantai/balkon 33%

Beban ledakan (blast):
Bangunan harus mampu melawan gaya tekan internal dan
eksternal yang disebabkan oleh ledakan. Runtuhnya sebagian
dari

bangunan

oleh

ledakan

gas

internal

karena

sabotasi/kecelakaan karena kebocoran api dan gas. Ledakan
yang ditimbulkan menimbulkan tekanan yang tinggi di area
ledakan, memberikan beban yang Sangay tinggi terhadap
elemen

bangunan,

sehingga

dinding-lantai-jendela

terlepas.

Tekanan internal ini harus dapat diblokir secara lokal sehinggga
tidak menimbulkan meluasnya struktur lebih berat.
Beban kombinasi:
Karena kombinasi efek pembebanan pada bangunan sepanjang
wktu

sehingga

Sangay

penting

merancang

struktur

memperhatikan kemungkinan kombinasi pembebanan.

yang

STRUKTUR BANGUNAN TINGGI
Elemen struktural dasar dari statu bangunan:
1. Elemen linier


Kolom



Balok

Mampu menahan gaya aksial dan rotasi

2. Elemen bidang


Dinding : baik masif, berlubang-lubang, maupun berrangka, harus mampu menahan gaya aksial dan
rotasi.



Pelat 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.

3. Elemen ruang


Core : mengikat bangunan menjadi satu kesatuan dan
bekerja sebagai satu unit.

Bentuk-bentuk bangunan yang umum, yaitu:
a) Dinding pendukung paralel (parallel bearing walls)
Merupakan elemen vertical planar yang ter-prategang (prestress)
karena beratnya sendiri, sehingga dapat menyerap beban lateral
secara efisien. Sistem 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
walls)
Elemen vertikal planar membentuk dinding eksterior mengelilingi
struktur core, yang memungkinkan bentuk ruang interior terbuka.
Hal ini tergantung dari kapasitas rentang (span) dari struktur

lantainya. Bagian core mewadahi mekanikal dan sistem transportasi
vertikal, yang menambah kekakuan bangunan.
c) Kotak-kotak yang mampu mendukung sendiri (self supporting
boxes)
Kotak-kotak tersebut merupakan unit preflab 3 dimensi, yang
membentuk dinding-dinding pendukung bila diatur dan saling
dikaitkan. Bila dilakukan penyusunan seperti susunan batu bata,
maka dapat dibentuk sistem balok-dinding bersilang.
d) Pelat lantai konsol (cantilever slab)
Dengan mendukung sistem lantai dari core pusat memungkinkan
terbentuknya ruang yang bebas kolom dengan kekuatan pelat lantai
sesuai kebutuhan bangunan. Kekakuan pelat dapat ditingkatkan
dengan pemanfaatan teknik pra-tegang.
e) Pelat lantai datar (flab slab)
Sistem planar horisontal ini terdiri atas pelat lantai beton yang
tebal-seragam yang didukung oleh kolom-kolom. Bila pada puncak
kolom-kolom tidak terdapat penebalan/kepala, maka bentuknya
adalah sistem pelat lantai datar. Sistem ini tidak memiliki balokbalok

yang

tebal

sehingga

memungkinkan

adanya

efisiensi/minimum jarak antar lantai bangunan.
f) Interspasial (interspatial)
Struktur konsol ber-rangka berlantai banyak pada setiap lantai
memebentuk ruang-ruang yang dapat dimanfaatkan pada dan
diatas rangka. Ruang-ruang diatas rangka merupakan ruang yang
terbuka (free space)
g) Sistem gantung (suspension)
Sistem

ini

memanfaatkan

memanfaatkan

penggantung

bahan

secara

untuk

mendukng

efisien
beban.

dengan
Beban

grafitasi didukung oleh kabel-kabel untuk membentuk rangka konsol
pada core pusat.

h) Sistem rangka pendukung (staggered truss)
Bangunan rangka berlantai banyak merupakan rangkaian rangka
yang letaknya berselang-seling. Selain mendukung beban vertikal,
penataan

rangka

dapat

mengurangi

persyaratan

pengukuh

pengaruh angin (wind bracing) dengan menyalurkan beban angin ke
dasar bangunan melalui bagian beban (web) dan pelat lantai (slab).
i) Sistem rangka kaku (rigid frame)
Hubungan 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 jarak antar
kolom menjadi dasar perancangannya.
j) Core dan sistem rangka kaku (core and rigid frame)
Rangka kaku mewadahi beban lateral melalui kelenturan balokbalok

dan

kolom-kolom,

maka

dengan

struktur

core

akan

meningkatkan daya tahan terhadap lateral sebagai akibat interaksi
antara core dan rangka kaku.
k) Sistem 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)
Sabuk rangka mengikat kolom-kolom tepi pada core sehingga
mengurangi aksi yang timbul pada setiap kolom dari rangka core.
Batang pengukuh (bracing) ini disebut “cap trussing” bila terletak
pada puncak bangunan, dan disebut “belt trussing” bila terletak
pada bagian bawahnya.
m) Sistem tabung di dalam tabung (tube in tube)
Kolom-kolom dan balok-balok eksterior tersusun saling berdekatan
sehingga nampaknya dari facade bangunan sebagai dinding dengan

lubang-lubang pembukaan sebagai jendela. Keseluruhan bangunan
bekerja sebagai tabung diatas muka tanah dengan core dalam
membentuk

tabung

yang

meningkatkan

kekakuan

bangunan

dengan cara membagi beban dengan tabung luar.
n) Sistem 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) Segi ekonomik


Harus

mempertimbangkan

biaya

pembangunan

dan

pengoperasian bangunan


Semakin tinggi bangunan, maka dibutuhkan raungan yang lebih
luas untuk mewadahi struktur, sistem mekanik, elevator dan lainlain sehingga luasan ruang yang dapat digunakan menyempit,
sedangkan biaya yang dikeluarkan untuk fasilitas bangunan
meningkat.

Juga

semakin

tinggi

suatau

bangunan,

maka

dibutuhkan fasilitas pelengkap yang lebih berkualitas dan
canggih.
b) Kondisi tanah


Pemilihan macam bangunan adalah Sangay ditentukan oleh jenis
geologi sitenya, karena itu kondisi tanah harus diketahui sebelum
menentukan sistem strukturnya. Pada site tertentu, kemampuan
daya dukung tanah kurang baik sehingga dibutuhkan tiang
pancang (pile) atau pondasi caisson. Untuk keadaan demikian,
bangunan berat dengan beton akan Sangay mal dibanding
konstruksi baja ringan.



Pada

setiap kasus, 3 variabel struktur bangunan adalah:

superstruktur, sub struktur, dan tanah.
c) Rasio tinggi dan lebar bangunan


Bila rasio tinggi dan lebar bangunan meningkat , maka tingkat
kekakuan bangunan meningkat. Kekakuan tersebut bergantung
pada usuran dan jumlah trafe (bay), sistem struktur, dan
kekakuan bagian-bagian/penyampung bangunan.



Sistem yang harus dipilih adalah secara ekonomis mampu
mewadahi pengaruh lateral dan sesuai ukuran trafenya.

d) Proses pembangunan dan fabrikasi



Perencanaan prosedur pembangunan dan fabrikasi menghasilkan
faktor-faktor penting berkaitan dengan pemilihan sistem struktur,
yang

mungkin

erat

kaitannya

dengan

prefabrikasi.

Sistem-sistem

tersebut

menghemat

biaya

pelaksanaan

pembangunannya,

tenaga
sehingga

metode

dipilih

diusahakan

konstruksi

karena

dapat

waktu

untuk

dan

sesedikit

mungkin

jumlah bagian-bagian struktur untuk mempersingkat waktu
pelaksanaan.


Bentuk-bentuk yang rumit dihindari, pengelasan componen di
lapangan dikurangi dan lain-lain.

e) Sistem mekanik


Sistem mekanik yang meliputi HVAC (heat, ventilating, AC),
elevator, listrik, pemipaan dan sistem pembuangan dapat
mencapai 1/3 dari harga bangunan. Dan sistem suplai energi
dapat terkonsentrasi di core mekanik.

f) Penanggulangan kebakaran


Masalah

kebakaran

merupakan

bagian

terpenting

pada

bangunan tinggi, karena:
1) Ketinggian bangunan menyebabkan tangga-tangga mobil
pemadam kebakaran tidak dapat menjangkau, sehingga
diperlukan pengamanan dari dalam bangunan.
2) Pengamanan secara menyeluruh tidak dapat dilakukan
dalam waktu singkat.


Bagian yang paling bahaya selain panasnya api kebakaran yaitu:
efek asap dan gas-gas beracun.



Sistem konstruksi bangunan harus mampu memberikan:
1) Kesempurnaan struktur untuk jangka waktu yang cukup
lama dengan memanfaatkan bahan-bahan tahan api, yang

tidak mudah terbakar ataupun tidak menghasilkan asap/gas
beracun.
2) Pembatasan

api

untuk

menangkal

meluasnya

api

ke

berbagai area.
3) Sistem jalur darurat yang mencukupi.
4) Sistem deteksi api dan asap yang efektif.
5) Penggunaan sprinkler-sprinkler dan ventilasi bagi asap dan
udara panas.
g) Peraturan setempat


Peraturan daerah yang mengatur zona-zona kegiatan dalam kota
yang dapat mempengaruhi pemilihan sistem dan konstruksi.



Misal: pembatasan ketinggian bangunan, garis rooi horizontal
dan vertical, tinggi antar lantai yang seminim mungkin dan lainlain.

h) Kemampuan

penanganan

dan

pembiayaan

bagi

bahan-bahan

utama konstruksi


Biaya pengiriman pada lokasi, yang bagi bahan-bahan umum
lebih murah, tetapi untuk pengiriman bahan-bahan prefabrikasi
menjadi lebih mahal.



Kemampuan

penanganan/pelaksanaan

dengan

bahan-bahan

yang baru, mutahir/teknologi tinggi.


Keseluruhan 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:
 Gaya lateral meningkat
 Dengan

ketinggian

tertentu

goyangan

(sway)

meningkat,

sehingga dibutuhkan pengendalian kekakuan bangunan selain
kekakuan bahan struktur.
 Tingkat kekakuan bangunan karena sistem struktur

 Efisiensi sistem-sistem tertentu berkaitan dengan persyaratan
ruang untuk mendapatkan kekakuan maksimum dan berat/beban
minimum
Sehingga dibutuhkan pengembangan sistem-sistem baru, misalnya:


Bahan struktur berkekuatan tinggi  baja, beton khusus.



Aksi komposit pada elemen struktural.



Teknik-teknik pengikat baru  pengelasan, pembautan.



Perkiraan

tingkah

laku

struktur

menyeluruh

dengan

menggunakan komputer.


Pengunaan bahan konstruksi yang ringan.



Teknik 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 10 – 20 lantai.
Secara umum struktur dinding pendukung disusun oleh dinding-dinding
linier, maka dengan penataan posisi dinding pendukung di dapat 3
kelompok dasar yaitu:


Sistem dinding melintang (cross-wall) 
Terdiri atas dinding-dinding linier yan gbertemu tegak lurus
dengan panjang bangunan, sehingga tidak berpengaruh pada
pengolahan façade utama dari bangunan.



Sistem dinding memanjang (long-wall) 
Terdiri atas dinding-dinding linier yang parallel dengan panjang
bangunan, sehingga dapat membentuk façade utama bangunan.



Sistem 2 arah (two-way) 
Terdiri atas dinding-dinding yang mendukung pada ke dua arah,
yaitu memanjang dan melintang.

Pengaruh

struktur

dinding

pendukung

oleh

pembebanannya

tergantung dari jenis bahandan jenis interaksi antara bidang lantai
horizontal dan bidang dinding vertikal. Pada konstruksi batu bata dan
sistem prefabrikasi beton terjadi struktur lantai yang bersendi pada
dinding menerus. Sedangkan pada bangunan cetak di tempat (cast-inplace) pelat-pelat lantai dan dinding merupakan kesatuan menerus.
Pada struktur dinding pendukung, beban vertikal disalurkan langsung
ke struktur lantai. Rentang lantai berkisar antara 4 – 8 meter,
bergantung kemampuan dukung dan kekakuan lateral dari sistem
lantai.
Gaya-gaya horizontal disalurkan ke struktur lantai (sebagai diafragma
horizontal) ke dinding geser (shear wall) parallel terhadap aksi gaya.
Dinding geser ini mendukung beban yang diterima oleh tinggi oleh
tingginya kekakuan sebagai balok yang tebal, mewadahi beban geser
dan lenturan melawan runtuh.
Pada bangunan beton cast-in-place kestabilan didukung oleh gaya
portal sistem lantai dan dinding yang monolitik yang bekerja sebagai
kotak terhadap pengaruh lentur.

Sangat jarang terwujud bentuk didnding geser yang massif (bebas
perlubangan) karena selalu dibutuhkan perlubangan pada bidang
tersebut yang hal ini merupakan titik perlemahan. Perlubangan

tersebut digunakan sebagai jendela/pintu/koridor/jalur fasilitas-fasilitas
yang bersifat mekanik dan elektrik/listrik dan lain-lain.

STRUKTUR CORE GESER (SHEAR CORE)
Ukuran

transportasi

vertikal
Berdasarkan

bangunan digunakan core untuk mewadahi
Fungsi

sistem

distribusi

energi
Sistem shear wall 
pada bangunan
Bentuk core:


Core terbuka



Core tertutup



Core tunggal

stabilitas

lateral



Core kombinasi dengan dinding linier

Jumlah core:


tunggal



ganda/banyak

Letak/lokasi core:


internal



perimeter



eksternal

Penataan core:


simetri



asimetri

Bentuk bangunan sebagai dasar dari bentuk core:


langsung



tidak langsung

Bahan core:


baja



beton



kombinasi baja beton

Core rangka baja:


Dapat memenuhi prinsip rangka “vierendeel” menahan stabilitas
lateral.



Sistem rangka vierendeel agak lebih fleksibel, sehingga layak
digunakan pada bangunan betingkat rendah (low-rise).



Batang pengukuh (bracing) diagonal rangka vierendeel (rangka
truss vertikal) digunakan untuk mempertinggi tingkat kekakuan
(stiffness) bangunan-bangunan yang lebih tinggi.



Keuntungan core rangka baja: waktu perakitan bagian-bagian
prefabrikasi yang relatif cepat.

Core beton:


Membatasi ruang karena harus mendukung beban.



Tidak dibutuhkan pemikiran tambahan untuk mencegah bahaya
kebakaran.



Rendahnya tingkat ke-liat-an (ductility) terdapat pada bahan
beton ini sebagai kekurangannya dalam menghadapi beban
gempa.