Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi1

5/20/2018 Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi1

1/12

Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Dalam perencanaan pembangunan gedung bertingkat ada beberapa factor yang

dipertimbangkan sebelum membangunan, yaitu Sistem Konstruksi Bangunan yangmerupakan factor pendukung utama agar dapat berdirinya bangunan bertingkat sesuai yang

diharapkan tetapi ada bebrapa hal yang perlu diketahuai dalam sistem konstruksi Bangunan.

A. Type sistem struktur bangunan bertingkat tinggi :

1. Dinding pendukung sejajar (Pararel bearing wall)

2. Inti dan dinding pendukung fasade /Core and fasade bearing wall

3. Boks Berdiri sendiri/Self support box

4. Plat terkantilever/Cantilevered slab

5. Plat rata/Flat slab

6. Interspasial/interspatial

7. Gantung/suspention

8. Rangka Selang Seling/Staggered truss

9. Rangka Kaku/Rigid frame

10. Rangka Kaku dan Inti/Rigid frame and core

11. Rangka Trussed/Trussed frame

12. Rangka Belt trussed dan inti/Belt trussed frame and core

13. Tabung dalam tabung/Tube in tube

14. Kumpulan tabung/Bundled tubi

Dari ke_!4 tipe system konstruksi memiliki peranan penting dalam berdirinya suatu bangunan

karena system konstruksi yang dipaparkan diatas saling berkaitan antara satu dengan yang

lain demi keutuhan dalam struktur konstruksi bangunannya.

B. Adapun beberapa type struktur konstruksi yang dapat dijelaskan yaitu :

1 Desain Rangka KakuStruktur rangka adalah jenis struktur yang tidak efisien apabila digunakan untuk beban lateral

yang sangat besar. Untuk memikul beban yang demikian akan lebih efisien menambahkan

dinding geser (shear wall) atau pengekang diagonal (diagonal bracing) pada struktur rangka.

Apabila persyaratan fungsional gedung mengharuskan penggunaan rangka, maka dimensi dan

geometri umum rangka yang akan didesain sebenarnya sudah dipastikan. Masalah desain

yang utama adalah pada penentuan tiitik hubung, jenis material dan ukuran penampang

struktur.

Sistem rangka kaku murni dalam perkembangannya tidak praktis untuk bangunan yang lebih

tinggi dari 30 lantai. Berbagai sistem telah diterapkan dengan menggunakan dinding geserdidalam rangka untuk menahan beban lateral. Dinding ini terbuat dari beton atau rangka baja.

Bentuknya bisa berupa inti interior tertutup, mengelilingi ruang lift atau ruang tangga, atau

bisa berupa dinding sejajar di dalam bangunan, bahkan bisa juga berupa rangka fasade

vertikal.

Untuk bangunan apartement, kebutuhan jaringan akan fungsi dan utilitas cenderung tetap,

tetapi untuk bangunan komersial membutuhkan fkelsibilitas dalam hal tata letak yang

memerlukan ruang terbuka yang cukup lebar dengan dinding partisi yang dapat dipindah-

pindah. Untuk yang menggunakan sistem struktur inti, inti dapat dipergunakan untuk

menempatkan sistem transportasi vertikal, tangga, wc, shaft, dan jaringan utilitas lainnya

sehingga kadang bangunan mempunyai inti yang lebih dari satu.


2/12

Beberapa bangunan tinggi menggunakan inti dan rangka. Dari segi perilaku denah ini

diterapkan untuk memuaskan sistem plat datar atau dinding rangka geser bersama belt

trusses.

Inti dapat terbuat dari beton , baja atau konbinasi antara betoin dan baja. Keuntungan inti

baja, dalam perakitan lebih cepat karena pabrikasi. Sedangkan inti dari beton menghasilkan

ruang yang sekaligus memikul beban. Juga dapat dipakai untuk perlindungan saat kebakaran.

Bentuk denah yang bermcam-macam menungkinkan perletakan sejumlah inti bangunan.

Sistem inti ini dikaitkan dengan bentuk bangunan yang diatur menurut letaknya.

1. Letak inti :

- inti fasade eksterior (diluar)

- inti interior : inti fasade (sekeliling)

- inti didalam bangunan

2. Jumlah inti :

- inti tunggal

- inti terpisah- inti banyak

3. Bentuk inti :

- inti tertutup : bujur sangkar, persegi panjang, bulat, segitiga

- inti bentuk terbuka : bentuk X, I dan [

- Brntuk inti disesuaikan dengan bentuk bangunan

Susunan inti : - Simetris

- Asimetris

2. Dinding dan PlatDinding dan pelat datar adalah struktur kaku pembentuk permukaan. Dinding pemikul bebanbiasanya dapat memikul baik beban arah vertikal maupun beban lateral (gempa, angin dan

lain-lain). Pelat datar biasanya digunakan secara horisontal dan memikul beban sebagai

lentur, dan meneruskannya ke tumpuan. Struktur pelat biasanya terbuat dari beton bertulang

atau baja.

Gambar 3.13 Pelat bangunan gedung.

3. Struktur TabungPerkembangan mutakhir dalam rancangan struktur tabung, dikembangkan oleh Fazlur Khan.

Saat ini , 4 dari 5 bangunan tinggi di dunia menggunakan struktur tabung. Bangunan tinggi
http://2.bp.blogspot.com/-uqdqkaEsrRY/TdozW4CaXiI/AAAAAAAAAKE/bu4pu5AU6kw/s1600/Q.PNG


3/12

itu diantaranya Hancock Building, Sears Building, Standard Oil Building. Sistem ini lebih

efisien karena penggunaan bahan bangunan per m2 hampir sebanding dengan dengan jumlah

yang digunakan untuk bangunan rangka yang besarnya separuh dari bangunan diatas.

Dalam sistem ini, tabung dianggap fasade struktur bertindak terhadap beban lateral. Dinding

eksterior dapat berfungsi sebagai penahan beban angin sehingga pengaku diagonal interior

dapat ditiadakan.Dinding tabung terbuat dari kolom berjejer yang berdekatan di sekeliling bangunan yang

diikat oleh balok pengikat. Sehingga kekakuan dinding fasade ini sedemikian tinggi

Tabung eksterior ini dapat memikul semua beban lateral.

Pada dasarnya struktur tabung terbagi menjadi 2 besar yaitu :

Tabung Kosong

Tabung dengan pengaku interior

Tabung kosong terbagi dalam :

1. Tabung rangka (frame tube)2. Tabung truss (trussed tube), dalam sistem ini terbagi menjadi : Tabung rangka kolom

diagonal dan tabung rangka lattice

4. Hubungan kolom dengan balok;

o Konstruksi kolom dalam struktur berhubungan dengan balok, terus sampai kepada

ketinggian bangunan yang direncanakan. Dapat juga kolom konstruksi dipasangkan stek

sebagai pekerjaan kolom konstruksi selanjutnya, tetapi pemasangannya kurang efisien.

o Pemasangan konstruksi kolom pada saat dipasangkan bekisting, harus betul - betul

berdirinya tegak dan pemasangan beton deking harus baik sehingga jika bekisting kolom ini

dibuka hasil pengecoran kolomnya tidak mengalami kropos.

a. Hal lain yang perlu diperhatikan pemasangan stek pada kolom tersebut untuk keperluan

dalam pemasangan dinding bata sebagai perkuatannya.

b. Pembesian balok portal yang berhubungan dengan kolom - kolom konstruksi agar

memperhatikan posisi pembesian di daerah momen positip atau pada daerah tarikan begitu

juga jarak dari sengkang atau cincinnya harus diperhatikan.

i. Jika pada konstruksi balok portal yang membentang cukup panjang harus memperhatikan

ZAKING, atau antisipasi pada kejadian lentur dikemudian hari setelah bekisting dibuka

setelah umur beton sudah diliwati.

ii. Hal yang perlu diperhatikan pada saat pelaksanaan khusus mengenai mutu beton yang akandipakai agar melakukan percobaan slump test, begitu juga pada saat pengecoran berlangsung,

harus menggunakan adukan 1 Pc: 2 Ps:3 Kr serta melakukan test kubus beton atau test

silinder agar karakteristik betonnya dapat dicapai sesuai dengan persyaratan.

5. Kolom PortalKolom portal harus dibuat menerus dari lantai bawah sampai lantai atas, artinya letak kolom -

kolom portal tidak boleh digeser pada tiap lantai, karena hal ini akan menghilangkan sifat

kekakuan dari struktur rangka portalnya. Jadi harus dihindarkan denah kolom portal yang

tidak sama untuk tiap - tiap lapis lantai. Ukuran kolom makin ke atas boleh makin kecil,

sesuai dengan beban bangunan yang didukungnya makin ke atas juga makin kecil. Perobahan

dimensi kolom harus dilakukan pada lapis lantai, agar pada satu lajur kolom mempunyaikekakuan yang sama.


4/12

Balok portal merangkai kolom - kolom menjadi satu kesatuan. Balok menerima seluruh

beban dari plat lantai dan meneruskan ke kolom - kolom pendukung. HUbungan balok dan

kolom adalah jepit - jepit, yaitu suatu sistem dukungan yang dapat menahan Momen, Gaya

vertical dan Gaya horizontal. Untuk menambah kekakuan balok, di bagian pangkal pada

pertemuan dengan kolom, boleh di tambah tebalnya.

C. Beberapa Bangunan bertingkat dengan tipe system struktur yang digunakan

1. RYUGYONG HOTEL, Pyongyang, Korea Utara
http://2.bp.blogspot.com/-lWtQd0agoS4/Tdo0QqBrjZI/AAAAAAAAAKc/mzKHJsoTcgw/s1600/4.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-nGGYmwGPCaA/Tdo0DEzK30I/AAAAAAAAAKU/Xj9t5v2goCg/s1600/3.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-SuElkxkC-hg/Tdoz0kmGjvI/AAAAAAAAAKM/YVSw8d97pFg/s1600/2.PNGhttp://2.bp.blogspot.com/-lWtQd0agoS4/Tdo0QqBrjZI/AAAAAAAAAKc/mzKHJsoTcgw/s1600/4.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-nGGYmwGPCaA/Tdo0DEzK30I/AAAAAAAAAKU/Xj9t5v2goCg/s1600/3.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-SuElkxkC-hg/Tdoz0kmGjvI/AAAAAAAAAKM/YVSw8d97pFg/s1600/2.PNGhttp://2.bp.blogspot.com/-lWtQd0agoS4/Tdo0QqBrjZI/AAAAAAAAAKc/mzKHJsoTcgw/s1600/4.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-nGGYmwGPCaA/Tdo0DEzK30I/AAAAAAAAAKU/Xj9t5v2goCg/s1600/3.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-SuElkxkC-hg/Tdoz0kmGjvI/AAAAAAAAAKM/YVSw8d97pFg/s1600/2.PNG


5/12

Bangunan: Hotel Ryugyong

Lokasi: Pyongyang Korea Utara

Under Construction: 1987-1992 (Pada terhenti sejak 1992)

Arsitek: Arsitek Baikdoosan & Engineers

Kontraktor: Arsitek Baikdoosan & Engineers105 pencakar langit lantainya saat ini sedang

dibangun dengan beton bertulang dan tertutup kaca cermin dan merupakan struktur terbesar

di negara ini. Struktur ini terdiri dari tiga sayap, masing-masing berukuran 330 kaki panjang

dan miring pada sudut 75 yang bertemu untuk membentuk puncak.
http://3.bp.blogspot.com/-_IuFoUGczTc/Tdo4Gns4uqI/AAAAAAAAAKs/Vfe1N-LdnIM/s1600/6.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-fY6pfrD4F2I/Tdo3_9DNKZI/AAAAAAAAAKk/k6uVPjRHoYY/s1600/5.PNGhttp://3.bp.blogspot.com/-_IuFoUGczTc/Tdo4Gns4uqI/AAAAAAAAAKs/Vfe1N-LdnIM/s1600/6.PNGhttp://1.bp.blogspot.com/-fY6pfrD4F2I/Tdo3_9DNKZI/AAAAAAAAAKk/k6uVPjRHoYY/s1600/5.PNG


6/12

2. BANGUNAN TINGGI DI INDONESIA

Indonesia memiliki banyak bangunan tinggi. Sistem struktur yang lazim dipakai ialah sistem

struktur rigid frame dan flat slab. Walaupun ketinggiannya tidak sefenomenal bangunan-

bangunan tinggi yang ada di Dubai, Cina, Malaysia dan negara-negara asia lainnya namun

bangunan-bangunan tinggi di Indonesia patut diperhitungkan dari segi efisiensi dan

fungsionalitasnya.

Salah satu contoh bangunan tinggi di Indonesia ialah Wisma BNI 46 di Jakarta. Bangunan ini

memiliki ketinggian 262 m (hingga pucuk antena) dengan jumlah lantai sebanyak 48 lantai.

Menara dengan fungsi perkantoran ini dirancang oleh Zeidler Roberts Partnership dan DP

Architects Ltd.

Berdasarkan tabel perbandingan jumlah lantai dan sistem struktur yang digunakan, bangunan

tinggi Wisma BNI 46 termasuk dalam kategori efisien. Sistem struktur utama rangka kaku

beton dibandingkan dengan jumlah lantai 48 buah dengan sistem pengkaku tambahan seperti

dinding geser merupakan sistem struktur yang cukup tepat dipakai.

Dengan demikian, pemilihan sistem struktur dan bahan utama seperti beton atau baja

mempengaruhi efisiensi ketinggian lantai yang optimal. Teknologi beton dan baja sudah

berkembang baik dan banyak diterapkan di Indonesia. Dengan perbandingan sistem struktur
http://4.bp.blogspot.com/-FnYwO5uhmGQ/Tdo4bif5oNI/AAAAAAAAAK8/qDsIPKY2cuQ/s1600/7.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-WBUFQjnWQQQ/Tdo4UhlVv9I/AAAAAAAAAK0/cqX4OaQ4hRs/s1600/Capture.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-FnYwO5uhmGQ/Tdo4bif5oNI/AAAAAAAAAK8/qDsIPKY2cuQ/s1600/7.PNGhttp://4.bp.blogspot.com/-WBUFQjnWQQQ/Tdo4UhlVv9I/AAAAAAAAAK0/cqX4OaQ4hRs/s1600/Capture.PNG


7/12

yang sudah dilakukan oleh Fazlur Khan tentu dapat banyak membantu pembangunan gedung-

gedung tinggi di Indonesia dalam mencapai efisiensinya, dan yang penting adalah

bagaimana bangsa Indonesia terus mengembangkan teknologi tersebut dalam kaitannya

dengan issue hemat energi yang dewasa ini melanda seluruh dunia sehingga bangunan tinggi

dengan teknologi canggih tidak hanya menjadi icon saja melainkan memiliki keunggulan

tersendiri dalam menjawab tantangan issue tersebut.

3. KE POINT TOWER, Chicago, Illinois

Bangunan 645 kaki ini, merupakan bangunan perumahan bertingkat tinggi dan adalah

bangunan apartemen tertinggi di dunia pada waktu selesai. Menara ini dirancang dengan inti

segitiga 59 kaki, yang berisi lift dan tangga dan memungkinkan struktur untuk menahan

beban angin kencang. faade tersebut terdiri dari sistem dinding-berwarna perunggu-tirai

kaca dibingkai oleh alumunium anodized emas, yang mencerminkan matahari.

Bangunan: Lake Point Tower

Lokasi: 505 North Lake Shore Drive, Chicago, IllinoisSelesai: 1968

Arsitek: John Heinrich & George Schipporeit
http://3.bp.blogspot.com/-pxXgDTzfJOs/Tdo4jnO0gnI/AAAAAAAAALE/HYLTFtTnaQg/s1600/8.PNG


8/12

D. EFISIENSI DALAM BANGUNAN BERTINGKAT TINGGI

Sekitar tahun 1930 hingga tahun 1970-an bermunculan bangunan-bangunan pencakar langit

bertingkat tinggi di Amerika Serikat. Ini menandakan bahwa telah terjadi kemajuan teknologi

yang pesat dalam bidang konstruksi selama 40 tahun tersebut. Diantaranya pembangunan

gedung Empire State Building di New York dengan ketinggian lantai mencapai 102 lantai

pada tahun 1930, Seagram Building setinggi 42 lantai pada tahun 1957, First National Bank

di Chicago setinggi 60 lantai pada tahun 1969, World Trade Center setinggi 110 lantai pada

tahun 1972, serta masih banyak bangunan-bangunan tinggi lainnya.
http://1.bp.blogspot.com/-B8kgXsoWBM8/Tdo4s499HrI/AAAAAAAAALM/cRXCnC8AMqY/s1600/9.PNG


9/12

Dari tabel di atas kita dapat melihat perbandingan beberapa bangunan tinggi yang ada di

Amerika Serikat dalam kurun waktu 40 tahun. Dari tabel tersebut kita melihat adanya

pengelompokan tahun berdirinya bangunan tinggi tersebut dan jumlah lantainya, serta tinggi /

lebar bangunan dan berat ( psf ) yang beragam. Pada pengelompokkan bangunan dengan

tinggi ratusan lantai terlihat disana berat beban bangunan per m2 yang berbeda-beda. Ini

menyatakan ada perubahan teknologi yang pesat. Empire State Building dengan ketinggian

102 lantai memiliki berat beban bangunan sebesar 42,2 psf, sedangkan pada bangunan World

Trade Center dengan lantai 110 memiliki berat beban bangunan yang lebih ringan yakni 37

psf. Tentu perkembangan teknologi yang membuat perbedaan ini tampak. Agaknya pemilihan

sistem struktur yang tepat serta bahan utama strukturnya menjadi pertimbangan yang penting

dalam menentukan ketinggian bangunan dan berat bangunan tersebut.

Dalam tekno ekonomi sangat penting untuk mempertimbangkan faktor efisiensi dalam

membangun bangunan tinggi. Pemilihan sistem struktur dan bahan seperti beton / baja turut

mempengaruhi ketinggian jumlah lantai yang kemudian dapat ditentukan efisien tidaknya

suatu bangunan tinggi itu. Dalam buku Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi ( Wolfgang

Schueller ), Fazlur Khan mencoba membanding-bandingkan beberapa sistem struktur tersebut

berkaitan dengan efisiensi yakni jumlah lantai maksimal serta pemilihan jenis strukturnya

agar mencapai pembangunan yang optimal.
http://4.bp.blogspot.com/-TIe6nPZL1Js/Tdo5F6yQHzI/AAAAAAAAALU/RxbNFxQ1YQo/s1600/11.PNG


10/12

Gambar di atas merupakan perbandingan beberapa sistem struktur bangunan bertingkat tinggiantara teknologi beton dan teknologi baja serta perbandingan jumlah ketinggan lantai yang

maksimal. Perbandingan tersebut sudah diteliti oleh Fazlur Khan dan memberikan

keuntungan pada masa kini dalam menentukan sistem struktur mana yang paling tepat untuk

batas ketinggian tertentu. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa Fazlur Khan telah

memberikan kontribusi yang besar terhadap pemilihan sistem struktur pada bangunan tinggi

dalam mencapai tingkat efisiensi yang baik.

Rangka bangunan adalah bagian dari bangunan yang merupakan struktur utama pendukung

berat bangunan dan beban luar yang bekerja padanya sehingga struktur konstruksi sangat

penting dalam perencanaan sebuah bangunan bertingkat tinggi. Struktur itu sendiri perlu

ditangani oleh para ahli struktur bangunan demi kesempurnaan pembangunan bangunanbertingkat banyak.

Fungasi lantai tingkat;

Lantai tingkat diperlukan untuk penambahan tata ruangan suatu bangunan, mengingat

kebutuhan atau penempatan untuk kepuasan bagi si pemiliknya baik untuk ruangan

beristirahat atau penataan barang - barang inventaris suatu rumah tinggal.

Lantai tingkat dapat sebagai hitungan tinggi untuk bangunan bertingkat tinggi pengaturan

lantai dapat difungsikan sebagai untuk kamar tidur atau untuk keperluan ruang lainnya.

Pada lantai untuk di tempatkan macam - macam jenis penerangan lampu untuk penerangan

suatu ruang bisa bentuk lampu pijar, lampu TL, atau armature mungkin memakai down light

dan lain - lain.
http://3.bp.blogspot.com/-xa1OCPKZEig/Tdo5rKdqAGI/AAAAAAAAALc/oG9dWzjk1mc/s1600/12.PNG


11/12

. Jenis Beban

1. Beban mati (Dead load)

Beban mati yang merupakan berat sendiri konstruksi (specific gravity) menurut Tata Cara

Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989-F), adalah sepertiTabel berikut :

No Konstruksi Berat Satuan

1 Baja 7850 kg/m3

1 Beton bertulang 2400 kg/m3

2 Beton 2200 kg/m3

3 Dinding pas bata bt 250 kg/m2

4 Dinding pas bata 1 bt 450 kg/m2

5 Curtain wall+rangka 60 kg/m2

6 Cladding + rangka 20 kg/m2

7 Pasangan batu kali 2200 kg/m3

8 Finishing lantai (tegel) 2200 kg/m3

9 Plafon+penggantung 20 kg/m2

10 Mortar 2200 kg/m3

11 Tanah, Pasir 1700 kg/m3

12 Air 1000 kg/m3

13 Kayu 900 kg/m3

14 Baja 7850 kg/m3

15 Aspal 1400 kg/m3

16 Instalasi plumbing 50 kg/m2

Untuk perencanaan beban bangunan di luar negeri, harus diperhitungkan juga beban banjir,

beban suhu, beban Salju, dan beban Es. Semuanya ada di ASCE 7-10.

2. Beban hidup (Live load)

Beban hidup yang bekerja pada lantai bangunan Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk

Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989-F), adalah sebagai berikut :

Lantai dan rumah tinggal = 200 kg/m2

Sekolah, kantor, toko, hotel, RS, restoran, asrama = 250 kg/m2

Ruang olahraga =400 kg/m2

Ruang dansa = 500 kg/m2

Balkon dan lantai dalam ruang pertemua = 400 kg/m2

3. Beban gempa (Earthquake)


12/12

Wilayah Indonesia terdiri dari 6 wilayah gempa, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah

kegempaan paling rendah dan wilayah gempa 6 adalah wilayah kegempaan paling tinggi.

Pembagian wilayah gempa ini, didasarkan pada percepatan puncak batuan dasar akibat

pengaruh gempa rencana dengan periode ulang 500 tahun dengan asumsi umur bangunan

adalah 50 tahun. Berikut adalah Gambar Pembagian Zona Gempa di Indonesia

Gambar Pembagian Zona Gempa di Indonesia

Analisis terhadap beban gempa digunakan cara statik ekivalen maupun dinamik (responsespectrum analysis). Dari hasil analisis kedua cara tersebut diambil kondisi yang memberikan

nilai gaya atau momen terbesar sebagai dasar perencanaan. Struktur bangunan dirancang

mampu menahan gempa rencana sesuai peraturan yang berlaku yaitu SNI 03-1726-2002

tentang Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Dalam peraturan

ini gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, sehingga probabilitas

terjadinya terbatas pada 10 % selama umur gedung 50 tahun.
http://3.bp.blogspot.com/-rx23c4Tv_nM/Tl0hZqcOYTI/AAAAAAAABTA/cFzahoYu_dQ/s1600/gempa2.jpg

Documents

Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi1