SISTEM STRUKTUR 2.docx
-
Upload
annisa-arifandita-mifshella -
Category
Documents
-
view
245 -
download
0
Transcript of SISTEM STRUKTUR 2.docx
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
1/16
Struktur BangunanStruktur Bangunan Secara Umum
Oleh :
Kelompok 8
Annisa Arifandita Mifshella
Chrisfela Wulandari
Ria Utami
Rofika Ratna Ardiansyah
Rumeisyah
Fakultas TeknikJurusan Teknik Sipil S1
Universitas Riau
2010
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
2/16
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
3/16
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
4/16
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
5/16
STRUKTUR BANGUNAN
Perancangan bangunan adalah suatu system menyeluruh di mana struktur penunjang fisik sebagai
bagian organic tumbuh bersama rancangan bangunan tersebut; struktur tidak bisa lagi dipandang sebagai
suatu tambahan terpisah yang tidak berhubungan, untuk kemudian dimuat di dalam ruang fungsional oleh
insinyurnya. Walaupun pendekatan rancangan yang menyeluruh ini harus ditetapkan pada semua
bangunan arsitektur, hal ini sangat penting apabila kita kaitkan dengan skala bangunan tinggi yang
memerlukan system penunjang struktur yang rumit di mana gaya-gaya fisik dan lingkungan merupakan
penentu rancangan yang utama. Bangunan harus mampu menghadapi gaya-gaya vertical gravitasi dan
gaya-gaya horizontal angin di atas tanah serta gaya-gaya gempa di bawah tanah. Kulit bangunan harus
menahan perbedaan suhu, tekanan udara, dan kelembaban antara lingkungan luar dan dalam bangunan.
Unsur-unsur struktur bangunan harus tanggap terhadap semua gaya ini. Batang-batangnya harus disusun
dan disambung satu sma lain sehingga dapat menyerap gaya-gaya ini dan meneruskannya dengan aman
ke tanah dengan usaha sedikit mungkin. Unsur-unsur struktur adalah tulang punggung yang penting untuk
badan bangunan.
STRUKTUR BANGUNAN TINGGI YANG LAZIM
Maksud bagian ini adalah untuk memperkenalkan system-sistem bangunan tinggi pendukung beban yang
lazim dijumpai. Unsur-unsur struktur dasar bangunan adalah sebagai berikut:
- Unsur Linier Kolom dan balok. Mampu menahan gaya aksial dan gaya rotasi.
-
Unsur Permukaan
a. Dinding. Bisa berlubang atau berangka, mampu menahan gaya-gaya aksial dan rotasi.
b. 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 unsur-unsur dasar di atas akan membentuk struktur tulang dari bangunan.
Tipe struktur bangunan yang lazim:
- Dinding pendukung sejajar (parallel bearing walls)
Sistem ini terdiri dari unsure-unsur bidang vertical yang dipratekan oleh berat sendiri, sehingga
menyerap gaya aksi lateral secara efisien.
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
6/16
- Inti dan dinding pendukung fasade (core and faade bearing walls)
Unsur bidang vertical membentuk dinding luar yang mengelilingi sebuah struktur inti.
- Boks berdiri sendiri (self supporting boxes)
Boks merupakan unit tiga dimensi prefabrikasi yang menyerupai bangunan dinding pendukung
apabila diletakkan di suatu tempat dan digabung dengan unit lainnya.
- Plat terkantilever (cantilevered slab)
Pemikulan system lantai dari sebuah inti pusat akan memungkinkan ruang bebas kolom yang
batas kekuatan platnya adalah batas besar ukuran bangunan.
- Plat rata (flat slab)
Sistem bidang horizontal pada umumnya terdiri dari plat lantai beton tebal rata yang ditumpu
pada kolom.
- Interspasial (interspatial)
Struktur rangka tinggi selantai yang terkantilever diadakan pada setiap lantai antara untuk
memungkinkan ruang fleksibel di dalam dan di atas rangka.
- Gantung (suspention)
Sistem ini memungkinkan penggunaan bahan secara efisien dengan menggunakan penggantung
sebagai pengganti kolom untuk memikul beban lantai.
- Rangka selang seling (staggered truss)
Rangka tinggi selantai disusun sedemikian rupa sehingga setiap lantai bangunan menumpang di
bagian atas suatu rangka dan di bawah rangka di atasnya.
-
Rangka kaku (rigid frame)
Sambungan kaku digunakan antara susunan unsure linear untuk membentuk bidang vertical dan
horizontal.
- Rangka kaku dan inti (rigid frame and core)
Rangka kaku bereaksi terhadap beban lateral, terutama melalui lentur balok dan kolom.
- Rangka trussed (trussed frame)
Gabungan rangka kaku (atau bersendi) dengan rangka geser vertical akan memberikan
peningkatan kekuatan dan kekakuan struktur.
-
Rangka belt trussed dan inti (belt trussed frame and core)
Belt truss mengikat kolom fasade ke inti sehingga meniadakan aksi terpisah rangka dan inti.
- Tabung dalam tabung (tube in tube)
Kolom dan balok eksterior ditempatkan sedemikian rapat sehingga fasade menyerupai dinding
yang diberi perlubangan (untuk jendela).
- Kumpulan tabung (bundled tube)
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
7/16
Sistem kumpulan tabung dapat digambarkan sebagai suatu himpunan tabung-tabung terpisah
yang membentuk multisel.
PERTIMBANGAN UMUM PERENCANAAN
Pemilihan struktur bangunan tinggi tidak hanya berdasarkan atas pemahaman struktur dalam konteksnya
semata. Pemilihannya lebih kea rah factor fungsi dikaitkan dengan kebutuhan budaya, social, ekonomi,
dan teknologi. Beberapa factor yang terutama berkaitan dengan perencanaan teknologi dari bangunan
tinggi adalah sebagai berikut:
1. Pertimbangan umum ekonomi
- Besar biaya proyek yang dibangun.
- Besar biaya yang diperlukan oleh proyek untuk beroperasi setelah selesai (biaya untuk
utilitas, pemeliharaan, asuransi, pajak, bunga pinjaman).
2. Kondisi tanah
Kondisi tanah harus diperiksa sebelum system struktur apa pun diputuskan sehingga perilakunya
dapat diketahui.
3. Rasio tinggi lebar suatu bangunan
Dengan meningkatnya rasio minimum tinggi terhadap lebar suatu bangunan, kekakuan bangunan
pun harus ditingkatkan.
4. Pertimbangan fabrikasi dan pembangunan
Perencanaan prosedur fabrikasi dan pembangunan merupakan factor-faktor yang penting dalam
mempertimbankan pilihan system struktur, bahkan factor-faktor ini dapat menjadi pertimbangan
yang menentukan metode konstruksi prefab.
5.
Pertimbangan mekanis (system utilitasnya)
6. Pertimbangan tingkat bahaya kebakaran
7. Pertimbangan peraturan bangunan setempat
8. Ketersediaan dan harga bahan konstruksi utama
JENIS BEBAN PADA STRUKTUR BANGUNAN
Beban yang berlaku pada sebuah bangunan adalah biasanya dalam bentuk static dan dari berbagai sumber
seperti yang disebutkan di atas tetapi untuk tujuan reka bentuk dibagiankan kepada beberapa jenis, yaitu:
a. Beban Mati
b.
Beban Hidup
c. Beban Konstruksi
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
8/16
d. Beban Angin
e. Beban Seismik
PENGERTIAN STRUKTUR BANGUNAN
Defenisi struktur dalam kontek hubungannya dengan bangunan adalah sebagai sarana
untuk menyalurkan beban dan akibat penggunaannya atau kehadiran bangunan kedalam tanah
(scodek, 1983)
LIMA GOLONGAN BENTUK STRUKTUR (SUTRISNO, 1983)
1. STRUKTUR RANGKA
2. STRUKTUR PERMUKAAN BIDANG(STRUKTUR LIPATAN DAN CANGKANG)
3. STRUKTUR KABEL DAN BOIMAORFIK
CONTOH STRUKTUR BANGUNAN.
DINDING
ATAP
BALOK DAN KOLOM
PONDASI
DLL
DINDING
Dinding adalah bagian dari suatu bangunan yang keberadaannya vertikal dan memanjang
serta berbungsi untuk membatasi suatu ruang/bagian terhadap ruang atau bagian yang lain
(nonstruktural),yang kadang-kadang juga berfungsi sebagai pemikul beban (strutural
BAHAN-BAHAN YANG DAPAT DIJADIKAN DINDING
1. KAYU
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
9/16
Dinding dari kayu hanya berfungsi sebagai dinding pembatas saja, tidak mampu
menahan beban (nonstruktural), disebut sebagai dinding partisi. Bahan-bahan yang sering
dipakai adalah papan, tripleks, multipleks, dan lain- lain.
2.BATU
Bahan dapat dari batu kali/gunung atau dari batu bara, yang disusun satu sama lain dengan satu
perakat yang disebut luluh dabn disebut dindingg batu atau tembok.Dinding batu atau tembok
ini lebih kaku dan kokoh dibandingkan kayu dan bersifat struktural ataupun nonstruktural,,
tergantung dari besarnya pembebanan dan tebalnya dinding.
3.Beton Bertulang
Disebut dinding beton bertulang karena terbuat dari bahan beto bertulang, bersifat struktural
bahkan sering dipakai juga untuk memikul beban atau gaya horizontal (misalnya shear wall).
STUKTUR DINDING DIBEDAKAN MENJADI DUA MACAM
1. DINDING STRUKTURAL
2. DINDING NONSTRUKTURAL
DINDING STRUKTURAL
Dinding struktural adalah dinding yang dapat berdiri sendiri dan tidak berubah
akibat beban-beban yang bekerja pada dirinya (stabil)
contoh:tembok dan dinding beton bertulang.
Dinding nonstructural
Dindiing nonstruktural adalah dinding yang tidak dapat menahan beban ataupun
dinding yang tidak dapat berdiri sendiri sehingga untuk keteguhannya (agar
stabil),memerlukan suatu penguatan dan perkakuan.
contoh: Dinding dari struktur kayu dan tembok (pasangan bata)setengah batu.
BALOK LOTENG
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
10/16
SUSUNAN BALOK LOTENG
1. SUSUNAN BALOK TUNGGAL
2. SUSUNAN BALOK MAJEMUK ATAU GANDA
SUSUNAN BALOK TUNGGAL
a. Jarak antara tembok-tembok pemikul
b. tidak besar (l 4m).
c. Pada susunan balok ini hanya ada satu macam balok, yaitu balok anak.
d.Jarak antara balok anak antara 50-70 cm, tergantung dari bahan lantai yang
dipakai, papan atau multipleks.
SUSUNANBALOK MAJEMUK ATAU GANDA
a. Pada jarak bentang yang melebihi 4 meter, balok anak tidak dapat dipakai
sebagai balok tunggal.Untuk keperluan itu maka dipakai balok pemikul yang
diletakkan sedemikian rupa sehingga balok anak dapat dipakai, hanya saja
dengan arah yang berbeda.
b. Disini dipakai balok pemikul lain untuk memperpendek bentang.balok
pemikul ini disebut balok induk.
SISTEM STRUKTUR
1. Konstruksi Horizontal
A. Floor System
Pemilihan dari sistem lantai adalah sistem plat beton bertulang. Pemilihan ini
didasarkan pada:
Tipe dan besarnya beban yang ada Ukuran dan proporsi pada tumpuan struktur
Ketebalan konstruksi plat lantai yang diinginkan
Dari hal diatas, maka ditentukan sistem monstruksi lantai dua arah, penyaluran dua
arah atau lebih. Semua unsur lantai bekerja sama dalam menopang beban, rumus ketebalan
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
11/16
lantai t = 1/20 bentang, mempunyai kekakuan dua arah, jadi tidak perlu ditumpu keempat
sisinya.
Keuntungan sistem konstruksi dua arah :
Dapat meredam suara
Meredam getaran
Meredam panas dan kelembaban dengan lebih baik
Ketebalan lantai menjadi lebih tipis
Kerugiannya :
Ada bahaya pons maka kolom harus dapat diletakkan pada rusuknya pada lapisan
lantai. Cara mengatasinya adalah dengan mempertebal semua petak yang tertumpu oleh
kolom. Cara lain untuk mengatasi masalah pons yaitu dengan kolom diletakkan pada
rusuk lantai.
B. Balok
Balok bersama dengan plat lantai merupakan struktur yang berfungsi menahan
gaya-gaya horizontal. Juga merupakan elemen structural dari suatu bangunan yang biasa
digunakan dengan pola berulang. Fungsi utama balok adalah membentuk bidang kaku
horizontal. Bintang ini memperkokoh dan bergabung dengan struktur bangunan verticalsehingga memungkinkan bangunan untuk bertindak terhadap gaya-gaya sebagai suatu unit
tertutup.
2. Konstruksi Vertikal
A. Kolom
Kolom adalah merupakan Elemen verikal yang sangat banyak disunakan. Kolom
tidak harus selalu berarah vertical, meskipun suatu elemen struktur bisa berarahmiring,asalkan bisa memenuhi definisi kolom, yaitu beban aksial hanya diberikan ujung-ujungnya
dan tidak ada beban transversal
B. Roof System
Roof system terbagi dua, yaitu:
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
12/16
Roof System Auditorium
Auditorium membutuhkan bentang lebar maka dipilh struktur rangka atap baja (steel
joist roof sistem). Pola dasar segitiga pada rangka atap baja sama bentuk dan
komposisinya.
Roof System Tower
Rangka Atap yang menggunakan rangka baja dengan bentuk dan sususan pada roof
sistem sederhana bangunan rumah tinggal, yaitu bentuk limasan dengan penutup atap
kriplok.
3. Utilitas Bangunan
Terdiri dari pengaturan dan penempatan unsur-unsur yang membentuk suatu bangunan.
Misalnya sistem core, sewage treatment, pendistribusian air, tranportasi vertical (tangga, lift),
tata udara, instalasi listrik, penangkal petir, sistem pencegahan dan penanggulangan kebakaran,
sistem telekomunikasi, sound sistem (pada hall, mall, tempat-tempat umum).
4. Estetika Bangunan
Terdiri dari bentuk bangunan dan expresi bangunan yang memberikan cirri khas atau
warna tersendiri bagi bangunan tersebut.
HUBUNGAN STRUKTUR TERHADAP BANGUNAN
Struktur merupakan bagian dari sebuah bangunan yang menahan beban yang diberikan
kepadanya. Fungsi dari struktur dapat disimpulkan untuk memberikan kekuatan yang diperlukan
untuk mencegah sebuah bangunan mengalami keruntuhan. Lokasi struktur dalam bangunan tidak
selalu jelas karena struktur dapat digabungkan dengan bagian-bagian non-struktural denganberbagai cara. Contoh-contoh bangunan struktural dan non-struktural seperti :
a. Bangunan Igloo
Igloo merupakan struktur yang lapisan permukaannya berfungsi sebagai pendukung.
Blok-blok es membentuk tumpuan sendiri untuk menahan kubah.
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
13/16
b. Bangunan Teepe
Pada teepe kulitnya merupakan elemen non-struktural yang didukung oleh struktur dari
batang kayu. Pemisahan sangat jelas : permukaan luar sepenuhnya merupakan elemen non-
struktural dan tiang memiliki fungsi struktur yang murni.
c. Aula pameran
elemen utamanya adalah kulit shell beton bertulang yang berfungsi sebagai penopang.
d. Bangunan gedung
kulitnya merupakan elemen non-struktural yang terbuat dari lapisan logam yang
didukung oleh rangka baja yang mempunyai fungsi struktural.
e. Patung liberty di New York
permukaan yang tipis didukung oleh rangka struktur segitiga. Pengaruh pertimbangan
struktur pada bentuk akhirnya sangat sedikit.
5.1. PERSYARATAN STRUKTURAL
Untuk memenuhi fungsinya sebagai tumpuan bangunan dalam merespon beban apapun
yang mungkin dibebankan di atasnya, sebuah struktur harus memenuhi 4 hal, yaitu :
1. Berada dalam keadaan setimbang
2. Stabil
3. Kekuatan yang cukup
4. Kekakuan yang cukup
5.2. JENIS-JENIS BEBAN PADA BANGUNAN GEDUNG DALAM PERATURAN
PEMBEBANAN INDONESIA UNTUK GEDUNG TH 1983
a. Beban Mati
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
14/16
Adalah berat semua bagian dari suatu bangunan yang bersifat tetap termasuk segala unsur
tambahan, finishing, mesin-mesin, peralatan yang tetap yang merupakan bagian-bagian yang
tidak terpisahkan dari gedung itu. Misalnya :
Berat sendiri konstruksi beton bertulang : 2400 kg/m3
Berat ubin pada pelat lantai : 24 kg/m
2
Berat sendiri genteng beton beserta reng dan kasau : 50 kg/m2
b. Beban Hidup
Adalah semua beban yang terjadi akibat hunian atau penggunaan gedung yang sifatnya
dapat berpindah-pindah (tidak tetap) :
Dapat bergerak : manusia, hewan, dan air yang mengalir
Dapat dipindahkan : kendaraan, mebel-mebel, mesin-mesin yang tidak permanen
Pada atap : beban yang berasal dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan
jatuh ( energy kinetik butiran air )
Misalnya : beban hidup pada lantai rumah tinggal : 200 kg/ m2, beban hidup pada ruang kuliah :
250 kg/ m2.
c. Beban Angin
Adalah beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih
tekanan udara ( angin ), dengan aturan berikut :
1. Tekanan tiup angin (p) harus diambil minimum 25 kg/ m2.
2. Tekanan tiup angin di laut dan tepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai minimum
40 kg/ m2
3. Untuk daerah-daerah di dekat laut dan daerah-daerah lain tertentu, dimana terdapat
kecepatan-kecepatan angin yang mungkin menghasilkan tekanan tiup yang lebih besar
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
15/16
dari pada yang ditentukan dalam butir 1 dan , tekanan tiup angin (p) harus dihitung
sebagai berikut :
P = V2/16 kg/ m
2
4. Pada cerobong tekanan tiup ditentukan dengan rumus ;
P = 42,5 + 0,6 htkg/ m2dimana ht: tinggi cerobong (m)
d. Beban Gempa
adalah beban yang diakibatkan oleh gerakan tanah akibat gempa bumi (tektonik atau
vulkanik).
e. Pengaruh-pengaruh Khusus ( K )
Adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang terjadi akibat
suhu, pengangkatan dan pemasangan, penurunan pondasi, susut, gaya-gaya tambahan yang
berasal dari beban hidup seperti gaya sentrifugal dan gaya dinamis dari mesin-mesin, serta
pengaruh-pengaruh khusus lainnya.
Kombinasi pembebanan yang harus ditinjau adalah :
1. Kombinasi pembebanan tetap (BT) : M + H
2. Kombinasi pembebanan sementara (BS) : M + H + A atau M + H + G
3. Kombinasi pembebanan khusus (BK) : BT + K atau BS + K
-
8/10/2019 SISTEM STRUKTUR 2.docx
16/16