Bangunan Gedung Bertingkat Tinggi

Perkembangan Bangunan Tinggi

•Bangunan tinggi berkaitan erat dengan suatu kota, merupakan jawaban wajar terhadap kosentrasi penduduk yang padat, kelangkaan lahan, dan harga lahan yang tinggi.

•Teknologi menanggapi permasalah ini dengan struktur baja ringan, dengan elevator (lift) dan dengan sistem persediaan energi yang dituntut oleh suatu kota vertikal berkepadatan tinggi.

•Bangunan harus mampu menghadapi gaya-gaya vertikal gravitasi dan gaya horizontal angin  dan gaya gempa di bawah tanah. Kulit bangunan bangunan harus menahan perbedaan suhu, tekanan udara, dan kelembaban antara lingkungan luar dan dalam bangunan.

•Konstruksi harus disusun dan disambung satu sama lain sehingga dapat menyerap gaya-gaya yang berkerja dan menerukan dengan aman ketanah

Perbandingan Bangunan Tinggi Dunia

Sears Tower

•Pencakar langit, seperti “Sears Tower” berlantai 109 di Chicago, membutuhkan sistem 

 listrik yang dapat melayani 147.000 orang, perangkat pengkondisian udara (AC) mampu

 mendinginkan 6.000 unit rumah tinggal, 102 elevator diperlukan untuk mengangkut 16.500

 orang pemakai perhari. Fasilitas penunjang seperti: tempat perbelanjaan, hiburan, rekreasi,

  kesehatan, pendidikan, keamanan, transpotasi, parkir, utilitas , pembuangan sampah, dan 

  pelayan air kotor, semuanya dapat disamakan dengan pelayanan yang diperlukan untuk

  suatu kota kecil

Struktur Bangunan Tinggi

Unsur-unsur struktur dasar bangunan:

•Unsur linier

–Kolom dan balok, mampu menahan gaya aksial dan rotasi

•Unsur permukaan

–Dinding, bisa berlubang atau berangka, mampu menahan gaya aksial dan

rotasi

–Plat. Padat atau beruas, ditumpu pada rangka lantai, mampu memikul beban

di dalam dan tegak lurus terhadap bidang tersebut

•Unsur Spasial

–Pembungkus fasade atau inti (core), misalnya dengan mengikat bangunan

agar berlaku sebagai suatu kesatuan

 

Perpaduan dari unsur2 di atas akan membentuk struktur tulang dari bangunan,

perpaduan dari unsur tersebut memungkinkan kombinasi tak berhingga

1.Parallel bearing walls (Dinding pendukung sejajar)

Sistem ini terdiri dari unsur2 bidang vertikal yg dipratekan oleh berat sendiri,

sehingga menyerap gaya aksi lateral secara efisien. Sistem ini terutama

digunakan untuk bangunan apartemen yg tidak memerlukan ruang bebas

yang luas dan sistem2 mekanisnya tidak memerlukan struktur inti

2.Core and façade bearing walls (inti & dinding pendukung fasade)

Unsur bidang vertikal membentuk dinding luar yg mengelilingi sebuah

struktur inti. Hal ini memungkinkan ruang interior yang terbuka, yang

bergantung pada kemampuan bentangan dari struktur lantai. Inti memuat

sistem2 transpotasi mekanis dan vertikal serta menambah kekakuan

bangunan

3.Self supporting boxes (boks berdiri sendiri)

Boks merupakan unit tiga dimensi prefabrikasi yg menyerupai bangunan dinding pendukung, boks-boks ini ditumpuk seperti bata dengan pola, sehingga terjadi susunan balok dinding berselang-seling

4.Cantilevered slab (plat terkantilever)

Pemikulan sistem lantai dari sebuah inti pusat akan memungkinkan ruang bebas kolom yang batas kekuatan platnya adalah batas besar ukuran bangunan. Besi akan banyak diperlukan, terutama apabila proyeksi plat adalah besar. Kekakuan plat dapat ditingkatkan dengan menggunakan teknik-teknik pratekan

5.Flat slab (plat rata)

Sistem bidang horizontal pada umumnya terdiri dari plat lantai beton dengan rata yang ditumpu pada kolom. Apabila tidak terdapat penebalan plat dan atau kepala pada bagian atas kolom, maka sistem ini dikatakan sistem plat rata. Pada sistem ini tidak terdapat balok dalam (deep beam) sehingga tinggi lantai bisa minimum

6.Interspatial

Struktur rangka yang terkantilever diadakan pada setiap lantai antara, memungkinkan ruang fleksibel di dalam dan di atas rangka. Ruangan yang berada di dalam lantai rangka digunakan untuk peralatan tetap, dan ruangan bebas pada lantai di atasnya untuk kegiatan

7.Suspension (Gantung)

Sistem ini memungkinkan penggunaan bahan secara efisien dengan menggunakan penggantung sebagai pengganti kolom untuk memikul beban lantai. Kekuatan unsur tekan harus dikurangi karena adanya bahaya tekuk, berbeda dengan unsur tarik, yang dapat mendayagunakan kemampuan secara maksimal. Kabel-kabel ini meneruskan beban gravitasi ke rangka di bagian atas yang terkantilever dari inti pusat

8.Straggered truss (Rangka selang-seling)

Rangka setinggi selantai disusun sedemikian rupa sehingga setiap lantai bangunan menumpang di bagian atas suatu tangka. Selain memikul beban vertikal, susunan rangka akan mengurangi tuntutan kebutuhan ikatan angin dengan cara mengarahkan beban angin ke dasar bangunan melalui balok-balok dan plat lantai

9.Rigid frame (Rangka Kaku)

Sambungan kaku digunakan antara susunan unsur linier untuk membentuk bidang vertikal dan horizontal. Bidang vertikal terdiri dari kolom dan balok, biasanya pada grid persegi. Organisasi grid serupa juga digunakan untuk bidang horizontal yg terdiri atas balok dan gelagar. Dengan keterpaduan rangka spasial yg bergantung pada kekuatan kolom dan balok, maka tinggi lantai ke lantai dan jarak antara kolom menjadi penentu pertimbangan rancangan

10.Rigid frame and core (Rangka kaku dan inti)

Rangka kaku bereaksi terhadap beban lateral, terutama melalui lentur balok dan kolom. Perilaku demikian berakibat ayunan (drift) lateral yang besar pada bangunan dengan ketinggian tertentu. Akan tetapi, apabila dilengkapi dengan struktur inti, ketahanan lateral bangunan akan sangat meningkat karena inetraksi inti dan rangka.

11.Trussed frame (rangka trused)

Gabungan rangka kaku (atau bersendi) dengan rangka geser vertikal akan memberikan peningkatan kekuatan dan kekakuan struktur. Rancangan struktur dapat berdasarkan penggunaan rangka untuk menahan beban gravitasi dan rangka vertikal untuk beban angin, yang serupa dengan rangka kaku dan inti.

12.Belt trussed frame and core

  (Rangka belt-trused dan inti)

Belt trused mengikat kolom fasade ke inti sehingga meniadakan aksi terpisah rangka dan inti. Pengakuan ini dinamai cap trussing apabila berada pada bagian atas bangunan, dan belt trussing apabila berada di bagian bawahnya.

13.Tube in tube (Tabung dalam tabung)

Kolom dan balok eksterior ditempatkan sedemikian rapat sehingga fasade menyerupai dinding yang diberi pelubangan (untuk jendela). Seluruh bangunan berlaku sebagai tabung kosong yang terkantilever dari tanah. Inti interior (tabung) meningkatkan kekakuan bangunan dengan ikut memikul beban bersama kolom-kolom fasade

14.Bundled tube (Kumpulan tabung)

Sistem kumpulan dapat digambarkan sebagai suatu himpunan tabung-tabung terpisah yang membentuk tabung multisel. Pada sistem ini kekakuan bertambah. Sistem ini memungkinkan bangunan mencapai bentuk yang paling tinggi dan daerah lantai yang paling luas.

Perbandingan Sistem-Sistem Struktur Bangunan Tinggi

Pertimbangan Umum Perencanaan

1.Pertimbangan Umum Ekonomi

2.Kondisi Tanah

3.Rasio Tinggi-lebar bangunan

4.Pertimbangan fabrikasi dan pembangunan

5.Pertimbangan mekanis

6.Pertimbangan Tingkat Bahaya Kebakaran

7.Pertimbangan Setempat

8.Ketersediaan & Harga Bahan Konstruksi Utama