NUZULLISA0904104010008

STRUKTUR BANGUNAN TERPADU

PENDAHULUANPada dasarnya perencanaan dan perancangan bangunan tinggi adalah adanya pertumbuhan dan kepadatan penduduk yang tinggi dalam perkotaan yang mengakibat pertambahan kebutuhan ruang. Sebagian ruang atau lahan yang tersedia tersebut tidak mendukung sehingga membuat sebagian lain mempunyai nilai jual yang melambung tinggi sehingga dilakukan pemanfaatan lahan yang terbatas semaksimal mungkin dengan cara penambahan lantai secara vertikal. Faktor-faktor umum yang barus dipertimbangkan dalarn

perancangan bangunan tinggi : a Konteks lingkungan, yang diperlukan untuk mendukung aktivitas pengguna b Dampak ekologi, berupa keseimbangan/kelestarian ekologi c Karakter pemandangan (lansekap), terutama terhadap orientasi matahari, angin, topografi, dan kebisingan d Sosial masyarakat, yang diperlukan sebagai kontrol user dalam bermasyarakat. e Ekonomi, seperti waktu imbal balik modal, biaya pembangunan, pemeliharaan, operasional, dan perekonomian negara beserta kemampuan masyarakat, cth: rumah susun f Politik, kondisi yang stabil (damai,perang), kebijaksanaan pemerintah g Teknologi; atau mekanis h Sosial budaya, yaitu kebiasaan yang tertanam sangat mendalam dan dibawa turun temurun sehingga dapat menjadi identitas kelompok masyarakat dan berkembang menjadi suatu hal yang diakui legimitasinya (konvensi).

i

Sumber daya yaitu manusia sebagai pengguna dan tenaga kerja, serta alam sebagai sumber material setempat. Secara umum bangunan tinggi selain dapat mengantisipasi kondisi

lingkungan seperti perbedaan suhu, tekanan udara, dan kelembapan pada bagian kulit, bangunan tinggi juga harus dapat menghadapi gaya vertikal/gravitasi dan horizontal berupa angin (diatas tanah) dan gempa (dibawah tanah). Beban yang terjadi pada bangunan harus diserap dan diteruskan dengan aman ke tanah dengan usaha seminimal mungkin. Untuk itu, susunan struktur bangunan tinggi haruslah difungsikan sebagai satu kesatuan dari elemen - elemen struktur yang di gabung. Beban pada struktur dapat dikelompokkan dalam 2(dua) bagian yaitu: Beban statis Statis berarti suatu beban akibat gaya yang cenderung diam, atau bergerak secara perlahan pada struktur, dan dinamis berarti beban akibat gaya yang bekerja secara tiba-tiba pada struktur. Beban statis ini bekerja secara vertikal ke bawah pada struktur dengan karakter yang pasti, termasuk berat struktur itu sendiri, alat mekanis dan partisi yang tak dapat dipindahkan, dan lain-lain. Beban dinamis Beban dinamis bisa ada atau tidak ada pada struktur untuk suatu waktu, berpindah atau bergerak secara perlahan seperti manusia, perabot, air hujan, salju dll, yang secara khas bekerja secara vertikal ke bawah dan terkadang dapat berarah horizontal. Selain beban diatas, ada beberapa beban lain yang selanjutnya akan dibahas secara khusus terdiri dari : Beban konstruksi, yaitu beban khusus yang terjadi pada waktu pelaksanaan proses konstruksi seperti beban perancah, benturan dll

Beban hujan, yang diperhatikan pada saat perancangan terutama pada bagian atap yang kritis terhadap genangan (ponding) Beban angin, yang dipertimbangkan terhadap kekakuan lateral yang cenderung lebih prioritaskan daripada kekakuan struktur Beban seismik, akibat pergerakan kulit bumi (gempa), Beban tekanan air dan tanah, terutama pada bagian didalam/bawah tanah bangunan yang berada\Beban perubahan volume, akibat suhu, tekanan, pengaruh sudut, dll

Beban dampak dan dinamik, seperti getar pada bagian tertentu akibat beban lain, seperti pada tumpuan lift Beban ledakan, secara internal mis, pada jaringan gas/api, dan ekstemal (born, dll) Beban kombinasi, yaitu penggabungan beberapa beban yang dapat terjadi secara bersamaan.

Oleh

karena

itu,

dalam

perencanaan

pembangunan

gedung

bertingkat perlu dipertimbangkan sistem konstruksi bangunan yang merupakan faktor pendukung utama agar dapat berdirinya bangunan bertingkat sesuai yang diharapkan. Tipe sistem struktur bangunan bertingkat tinggi 1. Dinding pendukung sejajar (Paralel 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 tube)

PEMBAHASANPada setiap bangunan fungsi utama dari sistem struktur adalah untuk memikul secara aman dan efektif beban yang bekerja pada bangunan, serta menyalurkannya ke dalam tanah. Dalam berbagai sistem struktur selalu diperhatikan komponen yang nantinya akan menahan gaya-gaya yang ada baik itu gaya horizontal maupun gaya vertikal. Untuk mengatasi gaya yang datang secara vertikal (gaya lateral) pada bangunan tinggi maka perlu diperkokoh dengan sistem pengaku. Pengaku gaya lateral yang sering digunakan adalah portal penahan momen, dinding geser, atau rangka pengaku. Portal penahan momen terdiri dari komponen horizontal berupa balok dan komponen vertikal berupa kolom yang dihubungkan secara

kaku. Kekakuannya akan bergantung pada dimensi kolom dan balok. Dinding geser (shear wall) adalah komponen struktur vertikal yang relatif sangat kaku. Fungsi dinding geser ini akan berubah menjadi dinding penahan beban (bearing wall) jika ia menerima beban tegak lurus dinding geser. Sedangkan rangka pengaku (braced frame) terdiri dari balok dan kolom yang ditambahkan pengaku diagonal. Pada bangunan tinggi sering digunakan gabungan antara portal penahan momen dengan dinding geser. Penggabungan pengaku gaya lateral ini dapat memberikan hasil yang baik untuk memperoleh kekakuan sistem struktur.

TINJAUAN

Sebenarnya nama TAIPEI 101 merupakan singkatan dari Technology, Art, Innovation,

People, Environment, dan Identity. Sedangkan angka 101 menunjukkan jumlah lantai yang dimiliki gedung tersebut. Logo tiga fungsi bangunan utama ini adalah koin kuno yaitu merupakan perkantoran, simbol pusat kesejahteraan dan kemakmuran, sedangkan jumlah koin menunjukkan gedung tersebut, perbelanjaan, dan observatorium. Desain khusus rancangan taipei 101 meminjam karakter dari budaya cina. Dari interior dan eksterior bangunan menggabungkan unsur klenteng china yang berbentuk bambu yang melambangkan kekuatan dan ketahanan, angka 8 (delapan) yang dianggap sebagai angka keberuntungan karena bentuknya yang tidak putus disematkan dengan jelas pada bentuk eksterior bangunan (8 ruas bangunan). Taipei 101 adalah pencakar langit setinggi 101 tingkat di Distrik Xinyi, Taipei, Taiwan. Nama resminya adalah Gedung Finansial Internasional Taipei . Menara ini menjadi gedung tertinggi kedua di dunia (yang pertama adalah Burj Khalifa, di Dubai, Uni Emirat Arab). Dalam banyak aspek, gedung ini adalah salah satu pencakar langit yang paling maju yang pernah dibuat sampai sekarang. Gedung ini memiliki keunggulan yaitu fiber optik dan hubungan internet satelit yang dapat mencapai kecepatan 1 gigabyte per detik. Toshiba telah menyediakan dua lift tercepat di dunia yang dapat mencapai kecepatan maksimum 1.008 meter per menit (63 km/jam atau 39 mil/jam) dan mampu membawa pengunjung dari lantai dasar ke lantai pengamat di lantai 89 dalam waktu 39 detik. Sebuah pendulum seberat 800 ton dipasang di lantai 88, menstabilkan menara ini terhadap goyangan yang timbul dari gempa bumi, angin topan maupun gaya geser dari angin. Luas total 450.000 meter persegi, dengan 214.000 meter persegi untuk fasilitas perkantoran, 77.500 meter persegi untuk kebutuhan komersial sedangkan 73.000 meter perseigi lainnya untuk area parkir.

Struktur Bangunan

Struktur utama bangunan taipei adalah inti bangunan atau core. Core berbentuk persegi terletak pada tengah bangunan. Core juga dimanfaatkan sebagai tempat peletakan transportasi vertikal pada bangunan. Pada core terdapat 16 kolom pendukung. Taipei 101 menggunakan sistem outrigger trusses dan belt trusses pada lantai lantai tertentu. Sistem outrigger trusses ini dapat mengefesienkan penggunaan dari material struktur. Sistem outrigger truss ini memaksimalkan kekuatan aksial dan kekakuan dari kolom bagian terluar untuk menahan bagian dari perputaran momen yang merupakan efek dari pembebanan lateral. Dalam konsep outrigger yang konvensional, outrigger trusses dihubungkan secara langsung dari shear wall ataupun brace frame dengan kolom terluar pada bangunan tinggi. Sedangkan belt trusses adalah pengaku yang mengelilingi bangunan. Belt trusses tidak terhubung dengan core atau inti bangunan. Pada bangunan taipei 101 outrigger trusses dan belt trusses terletak pada tempat yang sama.

Outrigger trusses core belt trusses

Pondasi

Menggunakan pondasi tiang pancang. Masing-masing tiang ditancapkan pada kedalaman 40-80 meter kedalam tanah. Terdapat plat pada meter bagian pada atas tiang sekitar dengan tiang ketebalan 3 meter pada tepi dan 5 pancang.Jumlah total tiang pancang untuk pondasi adalah 380 tiang yang menyokong bangunan taipei yang setinggi 509 m.

KolomPada bangunan ini menggunakan kolom komposit, yaitu gabungan baja dan beton. Struktur komposit adalah sistem struktur bangunan ini. Di masa lalu, bangunan memanfaatkan sejumlah bahan bangunan yang luas tetapi sistem struktural mereka biasanya memiliki satu materi (baik beton atau baja) sebagai bahan dominan untuk membawa beban struktural. Sejak tahun 1960 telah terjadi peningkatan penggunaan "sistem komposit" di mana kedua baja dan beton yang digunakan bersama-sama untuk membuatnya lebih kuat. Sistem struktur komposit memiliki banyak variasi, termasuk: kerangka baja yang mengelilingi sebuah inti beton; balok baja terbungkus dalam dan berinteraksi dengan kandang beton, atau balok baja cadik digunakan dengan struktur beton. Bangunan beton yang menggunakan baja tulangan bar tidak diklasifikasikan sebagai struktur komposit, meskipun bahan-bahan yang bertindak secara komposit. Juga, pelat lantai beton dalam struktur baja biasanya tidak bertindak sebagai elemen framing dan tidak menentukan klasifikasi bahan. Beban gravitasi vertikal pada bangunan disalurkan melalui kolom.Di dalam inti bangunan terdapat 16 kolom.Dari lantai dasar hingga lantai 26, pada tiap sisi bangunan terdapat 2 super kolom, 2 sub super kolom, dan 2 corner kolom.sedangkan pada lantai 26 dan seterusnya hanya memiliki 2 super kolom pada masing-masing sisinya

Tipycal plan up to 26th storey storey

Tipycal plan from 27th to 91st

Super kolom dan sub super kolom adalah bagian kotak baja yang diisi dengan 10.000 psi beton untuk kekakuan dan kekuatan.Kotak baja ini memiliki ketebalan 80 mm. Kotak baja ini di cetak sesuai dengan kebutuhan.

Turned damper

mass

Tuned mass damper adalah sebutan untuk bola baja yang terletak di antara lantai 89 hingga 101. Bentuknya seperti sarang tawon raksasa. Fungsinya adalah menjaga agar taipei 101 tetap stabil menghadapi angin, gempa bumi, dan gaya geser angin, dengan meredam pergerakan menara sebesar 40%. berwarna keemasan. Terletak diantara lantai 87 dan 92. Mempunyai berat 660 metrik ton.

Tersusun atas empat puluh satu lapis plat baja setebal 12,5 cm. Tuned mass damper di tahan oleh kabel baja

Fasad BangunanFasad adalah permukaan luar bangunan. Pada beberapa bangunan fasad memberikan dukungan struktural, tetapi pada Taipei 101, fasad hanya ada untuk memisahkan ruangan dari luar ruangan dan juga bertindak sebagai layar dua arah.

Tersusun dari kaca ganda biru kehijauan yang dibingkai dengan frame aluminium. Kaca ganda pada taipei 101 dapat menahan panas dan memproteksi sinar ultra violet hingga 50 persen Taipei 101 mempunyai karakteristik curtain wall. Konsep utama dalam memahami Curtain Wall adalah; dinding sebagai elemen fasad bangunan yang berfungsi sebagai filter umtuk memisahkan elemen luar dan dalam. Memberikan ruang arsitektur untuk di huni secara nyaman, membungkusnya dari elemen elemen luar seperti, sinar matahari, hujan, suara bising, panas dll. Untuk melakukan fungsinya sebagai filter yang memisahkan elemen luar dan dalam dan menciptakan ruang hunian yang nyaman dihuni, curtain wall harus mampu berdiri dan bertahan terhadap beban yang bekerja secara struktural. Faktor utama untuk dipertimbangkan dalam merancang Curtain Wall adalah integritas struktural Curtain wall itu sendiri.

Material Curtain Wall Pada umumnya curtain wall terdiri dari frame aluminium dengan bahan pengisi kaca, aluminium composite panel atau material lain seperti beton pra cetak, batu alam dan plat metal lain.

Integritas Struktural Sebelum mempertimbangkan fungsi lain sebagai filter, Curtain wall harus dirancang untuk mampu berdiri dan menerima beban baik dari material itu sendiri, seperti berat kaca, berat aluminium, aluminium composite panel, metal sheet. dll atau gaya-gaya yang ditimbulkan oleh faktor luar seperti angin hujan, salju, ekspansi alibat panas, gempa bumi.

Beban Perlu diingat bahwa Curtain Wall adalah elemen arsitektural, semua beban yang diterima akan disalurkan melalui sistem bracket atau fastener ke elemen struktural seperti balok atau kolom pada bangunan tersebut. Beban Mati Seperti dijelaskan di atas beban mati berasal dari berat curtain wall itu sendiri, baik dari mullion, transoms, kaca Anchor, dan elemen-elemen lain curtain wall. Beban Angin Angin merupakan faktor alam yang cukup rumit untuk diantisipasi dalam merancang curtain wall, tanpa kombinasi dengan hujan dan salju, angin dengan kecepatan tinggi akan mampu meruntuhkan curtain wall yang tidak dirancang dengan benar. selain harus mempertimbangkan angin yang bertiup menuju bangunan (+ wind load) perancang harus lebih berhati-hati terhadap angin yang meninggalkan gedung (- wind load). Tekanan positif yang ditimbulkan oleh angin yang bergerak menuju gedung akan ditopang oleh semua elemen struktural curtain wall, tetapi untuk tekanan angin negatif, hanya beberapa elemen curtain wall yang bekerja untuk menahannya. Beban Gempa Beban akibat gempa bumi harus diperhitungkan, mengingat di Indonesia merupakan wilayah potensi gempa. Curtain wall harus mampu mengakomodasi pergerakan bangunan yang ditimbulkan oleh gempa bumi. Dalam merencanakan curtain wall harus diperhitungkan agar sistem secara keseluruhan mampu menahan pergerakan bangunan akibat gempa tanpa mengalami kerusakan atau kebocoran air. Sistem anchor Curtain wall terhadap struktur bangunan mempunyai peran penting dalam menyelesaikan masalah ini, tentu saja struktur utama bangunan juga harus dirancang untuk mampu mengakomodasi gerakan akibat gempa.