BAB I. PENDAHULUAN
1.1
TINJAUAN UMUM Semakin tinggi suatu bangunan, aksi gaya lateral menjadi semakin berpengaruh, sehingga ayunan lateral dari bangunan akan menjadi demikian besar, sehingga pertimbangan kekakuan, dan kekuatan struktur sangat menentukan dalam desain suatu bangunan. Derajat kekakuan struktur sangat bergantung pada jenis sistem struktur yang dipilih. Lebih jauh lagi, efisiensi dari suatu sistem struktur yang dipilih akan sangat bergantung dengan jenis bahan yang akan digunakan. Dengan demikian jenis sistem struktur yang dipilih haruslah menghasilkan kekakuan maksimum, tapi dengan massa bangunan yang seminimal mungkin. Dengan demikian akan dihasilkan sistem struktur yang ringan dan kuat terutama dalam menahan gaya-gaya lateral pada bangunan terutama gaya akibat gempa.
1.2
LATAR BELAKANG Struktur bangunan adalah bagian dari sebuah sistem bangunan yang bekerja untuk menyalurkan beban yang diakibatkan oleh adanya bangunan di atas tanah. Fungsi struktur dapat disimpulkan untuk memberi kekuatan dan kekakuan yang diperlukan untuk mencegah sebuah bangunan mengalami keruntuhan. Struktur merupakan bagian bangunan yang menyalurkan beban-beban. Beban-beban tersebut menumpu pada elemenelemen untuk selanjutnya disalurkan ke bagian bawah tanah bangunan, sehingga beban-beban tersebut akhirnya dapat di tahan. Setelah banyak mengalami perkembangan jaman terdapat pula beberapa perkembangan terhadap bentuk bangunan, sehingga sistem struktur pada bangunan juga dituntut untuk dapat membentuk bentuk bangunan tersebut namun juga harus memperhatikan kekokohan bangunan tersebut. Juga tidak lepas dari fungsi rungan bangunan tersebut, banyak bangunan yang memerlukan ruangan yang 1|Page
dapat bergerak bebas dan fleksibel tanpa adanya sistem-sistem struktur bangunan yang menghalangi, hal ini akan menjadi permasalahan apabila sistem struktur bangunan tersebut menerus hingga keatas sehingga ruangan fleksibel yang luas pada bangunan tidak dapat tercipta, sedangkan dari segi fungsi ruangan tersebut harus ada di bangunan tersebut, maka berkembanglah sistem struktur Belt Trussed and Core. Dimana sistem Struktur ini terdapat lantai bangunan yang bebas sistem struktur sehingga dapat digunakan dengan tingkat fleksibelitas yang tinggi, karena lantai tersebut didukung oleh lantai struktur yang berada di atasnya. 1.3
MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dan tujuan dari laporan struktur “Belt Trussed and Core” ini adalah untuk memperluas wawasan dalam upaya penguasaan ilmu arsitektur khususnya perencanaan struktur bangunan bertingkat tinggi dengan Belt Trussed and Core system.Dalam perencanaan struktur interspatial ini penulis akan menggunakan standar nasional sebagai acuan, sehingga diharapkan penulis mampu untuk merencanakan struktur bangunan gedung tahan gempa yang dapat dipertanggung jawabkan dan memiliki nilai marketable, serta agar penulis dapat mengetahui proses desain suatu pemodelan struktur dan pembebanan berdasarkan standar nasional tersebut dengan akurasi permodelan struktur yang paling mendekati keadaan yang sebenarnya
1.4
BATASAN MASALAH Ruang lingkup atau batasan masalah penulisan laporan dengan judul “Bangunan Bertingkat Tinggi dengan Sistem Belt Trussed and Core” ini meliputi : a) Pengertian struktur Belt Trussed and Core b) Komponen sistem struktur Belt Trussed and Core c) Penerapan serta contoh-contoh bangunan yang menggunakan sistem struktur Belt Trussed and Core
2|Page
1.5 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan Laporan dengan judul “Perencanaan Struktur Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi dengan sistem struktur Belt Trussed and Core” ini dibagi menjadi beberapa bab dengan materi sebagai berikut : BAB I.
PENDAHULUAN Meliputi tinjauan umum, latar belakang, maksud dan tujuan, ruang lingkup penulisan, dan sistematika penulisan.
BAB II. KAJIAN TEORI Berisi tentang dasar-dasar teori dan referensi laporan tersebut. BAB III. IMPLEMENTASI Bab ini akan membahas tentang penerapan atau aplikasi dari teori-teori yang ada dilapangan. BAB VII. KESIMPULAN Bab ini memuat tentang kesimpulan mengenai topik yang dibahas.
3|Page
BAB II KAJIAN TEORI “BELT TRUSS FRAME AND CORE”
2.1
Pengertian Sistem struktur belt truss frame dan core merupakan gabungan dari 2 sistem struktur dimana sistem struktur belt truss berfungsi 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.
Denah dan potongan sistem belt trussed frame and core 4|Page
Denah struktur penempatan rangka pada struktur belt truss serta analisis model sistem belt truss frame and core
Bagian dari sistem strukrur belt truss yaitu braced core, cap truss dan coloum exteroir 5|Page
2.2
Cara Kerja sistem belt truss frame and core Rangka yang diperkaku menjadi tidak efisien lagi di atas ketinggian 40 lantai karena banyak sekali diperlukan bahan untuk membuat pengaku yang cukup kaku dan kuat. Efisiensi struktur bangunan akan meningkat sebesar 30% dengan menggunakan rangka sabuk atau belt truss horisontal 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 yang menyalurkan tegangan-tegangan aksial langsung ke kolom luar. Selanjutnya kolom-kolom ini berlaku sebagai strut untuk melawan lendutan dari inti. Artinya, inti tersebut mengumpulkan gaya geser horisontal, dan rangka sabuk meneruskan gaya geser vertikal dari inti ke rangka fasade. Dengan demikian bangunan akan berlaku sebagai suatu kesatuan, serupa dengan tabung kantilever.
6|Page
Perbandingan struktur dengan hanya menggunakan sistem core truss dengan diperkuat dengan belt trussed frame, sehingga bangunan yang diperkuat dengan belt truss frame menjadi lebih kaku dan tahan terhadap goncangan.
Jumalha tingkat bangunan yang dapat dibangun dengan rangka baja berdasar sistem strukturnya. Dapat terlihat sistem belt truss mampu membuat bangunan hingga sekitar 40 lantai 7|Page
Bangunan dapat memiliki satu atau beberapa rangka sabuk, lebih banyak rangka yang digunakan, lebih baik pula intregrasi inti dengan kolom fasade. Ia bisa ditempatkan di dalam bangunan dimana pengaku diagonal tidak akan merintangi fungsi-fungsi bangunan. Penerapan prinsip struktur penggunaan rangka sabuk di bagian atas dan tengah bangunan cukup ekonomis sampai dengan ketinggian 60 lantai. Diagram tegangan pada gambar 5.18 menggambarkan efisiensi
relatif dari penggunaan sendi pada rangka sabuk ke kolom luar
dibandingkan dengan mengakukannya. Apabila rangka tersebut disambung menerus pada kolom, maka seluruh sistem akan berlaku sebagai satu kesatuan sehingga akan menggunakan hanya sebagian kecil dari kapasitasnya melawan gaya momen, yang dindingdindingnya (inti) relatif dekat ke sumbu netral bangunan hal ini dinyatakan pada distribusi tegangan menerus untuk sistem kaku (gambar 5.18a).
8|Page
Disisi lain, lengan elastis yang terkantilever dari inti dan disambung dengan sendi ke kolom luar meningkatkan kapasitas melawan momen pada inti, dan melibatkan kolom eksterior, seperti pada sistem kaku (Gambar 5.18b) akan tetapi, karena sambungan sendi geser tidak menginduksi momen lentur pada kolom, maka kapasitas aksial dari kolom meningkat. Reaksi bangunan rangka inti dengan rangka sabuk terhadap pembebanan lateral diberikan pada gamabar 5.19.Apabila rangka disendi ke inti suatu struktur, (gambar 5.19a), maka inti akan berlaku sebagai kantilever dan bagian atasnya akan bebas berputar. Rangka ini hampir tidak melawan gaya rotasi. Apabila rangka ini diikat ke inti dengan menggunakan belt truss ( Gambar 5.19b), maka rotasi di bagian atas sistem ini akan ditiadakan karena kolom luar akan mengikat belt truss tersebut ke bawah, tidak akan ada momen lentur pada kolom. Kekakuan parsial yang diberikan di bagian atas sistem ini tercermin pada diagram momennya. Sistem ini tidak lagi berlaku sebagai kantilever murni karena sebagian atasnya terikat, demikianpula bagian bawahnya. Lendutan yang terjadi berupa kurva s datar dengan momen nol pada titik infleksi. Momen lentur di bagian dasar bangunan tidak sebesar pada Gambar 5.19a
9|Page
Kekuatan dan kekauan sistem ini selanjutnya ditingkatkan dengan menambah rangka sabuk tambahan pada lantai-lantai antara di dalam bangunan ( Gambar 5.20c). pada setiap lantai yang dilengkapi dengan rangka sabuk, rotasi akan dicegah. Kekakan yang terjadi di tempat-tempat ini akan mengurangi besaran pada diagram momen. Momen lentur di bagian dasar bangunan tidak sebesar pada gambar 5.19a Kekuatan dan kekakuan siste ini selanjutnya ditingkatkan dengan menambah rangka sabuk tabahanpada tiap lantai-lantai antara di dalam bangunan ( gambar 5.19c). pada setiap tingkat yang dilengkapi dengan rangka sabuk, rotasi akan dicegah. Kekakuan yang terjadi di tempat-tempat ini akan mengurangi besaran pada diagram momen. Momen lentur di bagian dasar bangunan akan berkurang lagi karena terjadinya pergeseran dari gaya lateral ke gaya aksial, maka ayunan bangunan menjadi berkurang.
Penerapan sistem belt truss pada bangunan bertingkat banyak, pada lantai 41 dan lantai 15 terdapat sistem belt truss, dan terdapat truss untuk mentransfer beban pada setiap 3 lantai, dengan sistem struktur ini dapat menahan beban dari angin, dimana didapat dari kekakuan yang diciptakan secara longitudinal dari sistem belt truss
10 | P a g e
Pembangunan core pada sistem struktur belt truss and core
Pembuatan sistem belt truss 11 | P a g e
BAB III IMPLEMENTASI
Implementasi bangunan yang menggunakan sistem struktur belt truss frame and core adalah: 1. Shanghai Tower/ Gensler Arsitek: Gensler Pemilik, Developer, Kontraktor: Shanghai Tower Construction & Development Co, Ltd Lokais: Lujiazui Finance dan Trade Zone, distrik Pudong, Shanghai, Cina Luas Area: 30.370 meter persegi Area Terbangun: 380.000 meter persegi di atas permukaan tanah; 141.000 meter persegi di bawah permukaan tanah Jumlah Lantai: 121 lantai Tinggi: 632 meter Lokal Design Institute: Arsitektur Desain & Lembaga Penelitian Universitas Tongji Insinyur Struktural: Thornton Tomasetti MEP Engineer: Cosentini Associates Arsitek Lansekap: SWA
12 | P a g e
Perspektif bangunan Shanghai Tower Tower Shanghai (Chinese: 上海 中心 大厦, pinyin: Shànghǎi Zhongxin Dasha) adalah sebuah Gedung pencakar langit supertinggi yang sedang dibangun di distrik Pudong Shanghai, China, Dirancang oleh Gensler, Bangunan ini akan menjadi yang bangunan tertinggi dari kelompok tiga bangunan supertinggi. di Pudong, dua lainnya adalah Jin Mao Tower dan Shanghai World Financial Center. Setelah selesai pada 2014, bangunan akan berdiri sekitar 632 meter (2.073 kaki) tinggi dan akan memiliki 121 lantai, dengan luas lantai total 380.000 m2 (4,090,000 sq ft). Pada saat selesai, Menara Shanghai akan menjadi gedung tertinggi di Cina, dan kedua tertinggi di dunia, Sedangkan bangunan tertinggi pertama adalah Burj Khalifa di Dubai. Ini juga akan menjadi struktur tertinggi di China dalam bentuk apapun, melebihi 600 meter (2.000 kaki) Canton Tower di Guangzhou. Namun, pada Februari 2012, dilaporkan bahwa pencakar langit lain Cina, Wuhan Greenland Financial
13 | P a g e
Center, mungkin akan dirancang ulang untuk mencapai ketinggian 636 meter (2.087 kaki), sehingga melebihi ketinggian Menara Shanghai.
DESAIN Shanghai Tower dirancang oleh perusahaan arsitektur Amerika yaitu Gensler. Menara akan mengambil bentuk dari sembilan bangunan silinder ditumpuk di atas satu sama lain, setinggi 121 lantai, dan bangunan ini akan tertutup oleh didnding curtain kaca pada bagian fasadnya serta bagian dalamnya. Dimana antara lapisan terluar dan dalam akan berputar seperti seakan-akan naik., Sembilan zona dalam ruangan akan menyediakan ruang publik bagi pengunjung .Masing-masing kesembilan daerah tersebut akan memiliki atrium sendiri, menampilkan kebun, kafe, restoran dan ruang yang disewakan dan menyediakan pemandangan kota sebesar 360 derajat. Kedua lapisan façade akan transparan, dan ruang sewaan dan acara akan disediakan di dasar menara. Fasad transparan adalah fitur desain yang unik, karena kebanyakan bangunan hanya memiliki façade tunggal dengan menggunakan kaca yang sangat reflektif terhadap penyerapan panas yang lebih rendah , tapi double layer berupa kaca menara Shanghai ini akan lebih sulit agar panas untuk masuk ke dalam bangunan. Setelah dibuka, menara diharapkan untuk menampung sebanyak 16.000 orang setiap hari. Ketika selesai, Menara Shanghai akan bergabung dengan Jin Mao Tower dan Shanghai World Financial Center untuk membentuk pengelompokan pertama yang berdekatan dunia dari tiga bangunan supertinggi. Its Jin Jiang Hotel, terletak di antara lantai 84 dan 110, akan menjadi hotel tertinggi di dunia pada saat selesai.
14 | P a g e
Shanghai Tower,Jin Mao Tower(421 m) dan Shanghai World Financial Center (492m) Sebagai simbol akan masa lalu, saat ini da masa depan shanghai Desain Fasad kaca menara dimaksudkan untuk mengurangi beban angin pada bangunan sebesar 24%, yang berarti bahan bangunan lebih sedikit diperlukan, termasuk baja struktural 25% lebih sedikit,hal ini diharapkan dapat menghemat biaya bahan sekitar 58 juta US $ .Meskipun sebagian besar energi menara akan disediakan oleh sistem listrik konvensional, turbin angin vertikal yang terletak di dekat bagian atas menara. akan menghasilkan hingga 350.000 kWh listrik tambahan per tahun. Selain itu, berlapis ganda façade kaca dimaksudkan untuk mengurangi kebutuhan untuk pengkondisian udara dalam ruangan, dan terdiri dari kaca yang diperkuat dengan toleransi yang tinggi untuk perubahan suhu. Strategi lain termasuk tembok pembatas spiral yang merupakan bagian integral sistem pengumpulan air hujan, dan penggunaan teknologi panas bumi untuk memberikan energi untuk pemanasan bangunan dan sistem 15 | P a g e
pendinginan. Bahan yang bersumber secara lokal dengan tingakat daur ulang konten yang tinggi, yang digunakan bila tersedia dan sekitar 33% dari situs ini didedikasikan untuk ruang hijau. Pemilik Tower Shanghai, Shanghai Tower Construction & Development Co, Ltd, berharap akan diberikan sertifikasi dari China Green Building Komite dan US Green Building Council untuk desain bangunan ini.
Dinding fasad kaca bagian luar dan dalam
16 | P a g e
Kontruksi
Sistem konstruksi yang dipakai dalam menara ini adalah sistem belt truss frame dari baja serta core.Pada tahun 2008, Lahan mulai disiapkan untuk konstruksi, dan acara peletakan batu pertama diadakan pada tanggal 29 November 2008, setelah melakukan studi dampakbangunan terhadap lingkunga. Pembangunan menara akan menggunakan teknik untuk membuat bangunan ramah lingkungan dan mengurangi penggunaan energi. Pada akhir April 2011, tulangan baja menara telah naik ke lantai 18, sedangkan inti core telah mencapai lantai ke 15, dan framing lantai sudah selesai sampai ke lantai 4. Rangka baja truss digunakan untuk membangun inti latai per lantai pada menara ini. Pada bulan September 2011, perusahaan Jepang Mitsubishi Electric Corp mengumumkan bahwa mereka telah memenangkan tender untuk membangun sistem lift Menara Shanghai. Mitsubishi Electric akan menyediakan semua dari 106 menara lift, termasuk tiga berkecepatan tinggi model mampu melakukan perjalanan pada 1.080 meter (3.540 kaki) per menit - setara dengan 64,8 kilometer (40,3 mil) per jam. Yang merupakan lift tercepat di dunia. Pada akhir Desember 2011,pondasi menara telah selesai, dan konstruksi baja telah naik di atas 30 lantai. Pada awal Februari 2012, inti beton menara mencapai ketinggian 230 meter (750 kaki), dengan sekitar lima puluh lantai selesai. Pada Mei 2012, tinggi inti menara yaitu 250 meter (820 kaki), sementara lantai telah dibuat hingga ketinggian 200 meter (660 kaki). Awal September 2012, inti memiliki mencapai ketinggian 338 meter (1.109 kaki) [25] Menara ini diharapkan telah mencapai lantai 86 -. sekitar 400 meter (1.300 kaki) tingginya -. pada akhir 2012 . Pada bulan-bulan pertama 2012, celah-celah besar mulai muncul di tanah dekat lokasi pembangunan menara. Ini disalahkan pada penurunan tanah, yang kemungkinan disebabkan oleh ekstraksi air tanah yang berlebihan di daerah Shanghai, bukan oleh berat Menara Shanghai. Menara Shanghai direncanakan selesai pada tahun 2014, [1] tetapi sebagian akan dibuka untuk umum pada tahun 2012.
17 | P a g e
Pembangunan bangunan dengan struktur belt truss frame and core
18 | P a g e
BAB IV KESIMPULAN Belt trussed frame and core merupakan salah satu alternative struktur bangunan bertingkat tinggi. Penggunaan belt truss berfungsi mengikat kolom sebagai pengganti balok yang berat dan homogeny. Hal ini merupakan perwujudan efisiensi dalam membangun bangunan bertingkat tinggi. Core sebagai inti berfungsi sebagai pengaku bagi bangunan. Suatu struktur inti bangunan yang menerus, kemudian menyalutkan beban ke dalam tanah. Truss sebagai pengikat pada bangunan bertingkat tinggi, tentu saja di pertimbangkan bagaimana bangunan dibuat secara ringan, namun tetap kuat terhadap gaya lateral. Oleh karena itu, balok digantikan dengan truss, yang mengikat atau menghubungkan antar kolom yang kemudian berfungsi untuk meredam torsi. Truss sebagai pengganti balok beton, selain ringan, truss menggantikan beton karena hemat dari sisi pembiayaan. Misalnya saja, pada saat terjadi gempa, jika menggunakan beton, apabila terjadi crack pada satu bagian saja, sulit untuk membenahi struktur, karena cor beton bersifat homogeny. Bila menggunakan truss, bagian yang terjadi kerusakan bisa saja diganti dengan yang baru, karena truss dipasang (dirakit), bukan disatukan. Pengimplementasian sistem struktur ini terdapat pada beberapa bangunan antara lain Shanghai Tower
19 | P a g e
DAFTAR PUSTAKA
Schueller, Wolfgang. 1989. Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi.Pt Eresco: Bandung
Schodek , 1999
http://www.slideshare.net/chuhonsan/l4-vertical-structure-pt2-2
http://orientalsheetpiling.com/Download/High-rise.pdf
http://www.archdaily.com/
wikipedia.com
http://www.structuremag.org/article.aspx?articleID=393
20 | P a g e
