Pengaruh Gaya Gempa Dan Angin Terhadap Bangunan Tinggi

FAHRI FAISAL 121134012 D4 TEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN Page 1

PENDAHULUAN

Page 2

Latar Belakang

Adanya kebanggaan diri akan kemajuan Negara atau bangsa, perlu bukti fisik dengan adanya bangunan besar dan megah. Hal ini sudah terjadi sejak awal mula peradaban.

Page 3

Latar Belakang

Adanya bangunan kuno di tiap-tiap peradaban maju yang dianggap pernah ada, missal bangunan Piramid dari jama Mesir kuno dan Maya (Meksiko Kuno), ataupun Tembok Besar China. Itu semua menjadi petunjuk betapa tingginya tingkat kemajuan peradaban bangsa-bangsa tersebut. Page 4

Latar Belakang

Negara-negara kaya baru, mereka juga tidak mau ketinggalan membuat bangunan besar dan megah, baik berupa gedung tinggi maupun jembatan bentang panjang.

Page 5

Latar Belakang

Negara Uni Emirat Arab, yang dahulu hanya dikenal dengan akan padang pasirnya, onta dan buah kurmanya. Saat ini, karena hasil minyak telah menjadikannya negara maju (kaya), mereka membuat gedung pencakar langit tertinggi di Dubai, Burj Khalifa. Page 6

Latar Belakang

Banyak permasalahan yang dihadapi pada bangunan tinggi terutama menghadapi malasah gempa dan angin. Semakin tinggi bangunan, semakin tinggi pula tekanan anginnya. Tidak hanya itu, gempa menjadi ancaman nyata terhadap kekokohan bangunan tersebut. Terjadinya gempa tidak dapat diprediksi sebelumnya membuat para ahli untuk mencari solusi masalah-malsah tersebut.

Page 7

Identifikasi Masalah

Page 8

Tujuan

Page 9

LANDASAN TEORI

Page 10

Pengertian Gempa Bumi Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak Bumi (lempeng Bumi). Frekuensi suatu wilayah, mengacu pada jenis dan ukuran gempa Bumi yang di alami selama periode waktu. Gempa Bumi diukur dengan menggunakan alat Seismometer. Page 11

Pengertian Angin

Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah.

Page 12

Pengertian Bangunan Tinggi

Bangunan dapat menunjukkan unsur ketinggian melalui beberapa aspek atau kategori berikut.

Kriteria tinggi relatif terhadap lingkungannya Kriteria tinggi berdasarkan proporsinya. Kriteria tinggi brdasarkan teknologi yang digunakan

Sumber : CTBUH 2012

Page 13

Pengertian Bangunan Tinggi Kriteria tinggi relatif terhadap lingkungannya

Ketinggian absolut bukan kriteria satu‐satunya, tergantung bangunan sekitarnya. Bangunan 14 lantai, bukan bangunan tinggi jika ada di kota Chicago atau Hong Kong, tetapi akan menjadi bangunan tertinggi jika berada di kota kecil, di Jawa misalnya.

Page 14

Pengertian Bangunan Tinggi

Gedung tinggi ternyata bukan hanya tentang tinggi tetapi juga tentang proporsi. Ada banyak bangunan yang tidak terlalu tinggi, tetapi cukup ramping untuk memberikan tampilan sebuah gedung tinggi, terutama terhadap lingkungan gedung disekitarnya. Sebaliknya, ada banyak tapak bangunan yang besar atau cukup tinggi tetapi karena proporsi ukuran luas lantainya dan tingginya maka tidak termasuk bangunan tinggi. Page 15

Pengertian Bangunan Tinggi

Meskipun jumlah lantai tidak cukup baik digunakan sebagai indikator ketinggian suatu gedung, karena tinggi lantai kadang tergantung dari fungsi dan dapat berbeda antara satu dengan yang lainnya (misal, kantor berbeda dengan perumahan), tapi bangunan lebih dari 14 atau lebih dari 50 meter tingginya ‐ dapat dipakai sebagai indikator batas untuk disebut sebagai gedung tinggi. Page 16

Karakter Bangunan Tinggi dan Bentang Panjang No Item Gedung tinggi 1 Orientasi fisik Vertikal 2 Profesional penentu Multidisiplin, arsitek sebagai leader, dibantu insinyur sipil, M&E, dll.

Jembatan panjang Horizontal Insinyur sipil, sangat jarang arsitek terlibat.

3 Tujuan pemakaian Hunian, baik sementara atau tetap. Interaksi manusia banyak, factor kenyamanan dan rasa terlindung menjadi penting. Ini gunanya arsitek. Insinyur beri jaminan keselamatan.

Bukan hunian, hanya sebagai penghubung dan karena tempatnya terbuka (terpapar cuaca) maka kesan keselamatan jadi utama. Arsitek tidak punya peran yang signifikan.

4 Tampak visual luar Material penutup, bahan finishing bangunan yang berupa non‐struktur.

Struktur terlihat langsung. Penutup, pelindung pengaruh lingkungan luar.

Sistem struktur terlihat jelas, Sistem struktur tidak menonjol, perlu pengamatan dapat digolongkan dari sistem strukturnya. khusus mendalam. Sumber : Dewabroto, 2012,16

Page 17

Karakter Bangunan Tinggi dan Bentang Panjang

5 Beban yang Beban gempa (sementara). Beban gravitasi (tetap). menentukan dalam perencanaan. Gedung sudah berdiri, tapi Kondisi pelaksanaan kadang belum teruji gempa paling menentukan. Sering sesungguhnya. Resiko runtuh dijumpai runtuh saat saat konstruksi relatif jarang, pelaksanaannya belum peran insinyur tidak selesai. menonjol. 6 Kepemilikan dan pemakaian

Sumber : Dewabroto, 2012,16

Sifatnya pribadi atau private, Dimiliki pemerintah dan dan dipakai oleh pemakaiannya bersifat publik (masyarakat). tertutup.

Page 18

Karakter Bangunan Tinggi dan Bentang Panjang 7 Sifat beban

Beban hidup relatif terkontrol, sebab bangunan gedung sifatnya tertutup.

Beban hidup dari publik, pelanggaran yaitu kelebihan beban.

Beban hidup bergerak, resiko Beban hidup bersifat statik, terjadi fatik. kecuali gempa yang dinamik. 8 Metode konstruksi Metode konstruksi dan menentukan proses desain. dalam perencanaan.

tidak Metode konstruksi bagian desain, bisa menentukan sistem strukturnya. Untuk menghindari monopoli, maka sistem Pekerjaan desain dan struktur yang didesain harus konstruksi harus sinkron dan bersifat umum. tergantung teknologi yang tersedia.

Sumber : Dewabroto, 2012,16

Page 19

Dasar Perencanaan

Page 20

Dasar Perencanaan

Struktur rangka pemikul yang terdiri dari struktur rangka sederhana dengan dinding pengisi untuk menahan beban lateral (beban gempa) secara bersama-sama, dan struktur rangka balok dan kolom kaku untuk menahan beban lateral (dinding pengisi tidak diperhitungkan memikul beban).

Page 21

Dasar Perencanaan

Kadar kecocokan sistem struktur terhadap gempa yang dinyatakan:

Sangat cocok, bila bangunan gedung dan rumah dibuat dengan mengunakan sistem struktur rangka kaku, baik menggunakan bahan beton bertulang, baja, dan kayu dengan perkuatan silang. Page 22

Dasar Perencanaan Cukup cocok, bila bangunan gedung dan rumah dibuat dengan mengunakan sistem struktur rangka sederhana dengan dinding pengisi, baik rangka yang dibuat dari bahan kayu maupun beton bertulang dengan dinding pengisi dari bahan bata merah atau batako. Kurang cocok, bila bangunan gedung dan ru mah dibuat dengan menggunakan sistem struktur dinding pemikul: pasangan bata merah tanpa perkuatan tetapi memakai roollag horisontal; pasangan batako tanpa tulangan tetapi memakai roollag horisontal; dan pasangan batu kali dengan roollag horisontal.

Page 23

Dasar Perencanaan

Tidak cocok, bila bangunan gedung dan rumah dibuat dengan mengunakan sistem struktur dinding pemikul: pasangan bata merah tanpa perkuatan; pasangan batako tanpa tulangan; dan pasangan batu kali.

Page 24

Dasar Perencanaan Taraf keamanan minimum untuk bangunan gedung dan rumah tinggal yang masuk dalam kategori bangunan tahan gempa, yaitu yang memenuhi berikut ini: Bila terkena gempa bumi yang lemah, bangunan tersebut tidak mengalami kerusakan sama sekali Bila terkena gempa bumi sedang, bangunan tersebut boleh rusak pada elemen-elemen non-struktural, tetapi tidak boleh rusak pada elemen-elemen struktur.

Page 25

Dasar Perencanaan

Bila terkena gempa bumi yang sangat kuat: bangunan tersebut tidak boleh runtuh baik sebagian maupun seluruhnya; bangunan tersebut tidak boleh mengalami kerusakan yang tidak dapat diperbaiki; bangunan tersebut boleh mengalami kerusakan tetapi kerusakan yang terjadi harus dapat diperbaiki dengan cepat sehingga dapat berfungsi kembali.

Page 26

Karakteristik Penting Bangunan terhadap Angin dan Gaya Gempa Angin dan gempa pada gedung tinggi, efeknya sama, sehingga perlu sistem struktur penahan lateral. Meskipun demikian, proses terjadinya beban berbeda, sehingga karakternya juga berbeda. Beban gempa terjadi akibat adanya percepatan tanah pada pondasi yang diteruskan ke struktur atas. Ini terjadi, karena secara tradisionil bangunan bersatu dengan pondasinya. Hasilnya jika disederhanakan, pada pusat massa seakan‐akan ada beban lateral, sesuai hukum kedua Newton, yaitu F = m∙ a.

Page 27

Karakteristik Penting Bangunan terhadap Angin dan Gaya Gempa

Besarnya percepatan tanah (a) tergantung lokasi (tempat), karena Indonesia berada pada daerah ring of fire (Gambar 5), maka resiko terjadi gempa juga besar. Adapun parameter massa (m) tergantung jenis bangunan, yang ringan mengakibatkan beban gempa lebih yang kecil dibanding yang berat. Itulah mengapa bangunan tradisionil dari kayu relatif lebih tahan gempa (rusak sedikit) dibanding rumah batu. Page 28

PEMBAHASAN

Page 39

Page 40

BURJ KHALIFA Gedung Beton Tertinggi Burj Khalifa (828 m) di Dubai, saat ini (2013) menjadi bangunan tertinggi di dunia. Ketinggiannya melesat 60% lebih tinggi dari Taipei 101 (508 m), yang sebelumnya telah menduduki singgasana itu selama 6 tahun (2004 – 2010) setelah mengalahkan menara kembar Petronas Tower (452 m), di Kuala Lumpur. Konstruksi utama beton bertulang, dan baja untuk bagian menaranya. Penggunaan beton cukup menarik, sepertinya akan menjadi kecenderungan gedung super‐ tinggi yang lain.

Page 41

BURJ KHALIFA Gedung Beton Tertinggi Faktor‐faktor yang menyebabkannya (Dewasubroto 2012, 83), adalah : Besarnya massa dan rigiditas beton memperbesar redaman dibanding baja, yang akan mengurangi gaya akibat angin pada bangunan super‐tinggi. Peningkatan mutu campuran beton semakin baik, dari segi kekuatan (fc) dan modulus elastisitas (Ec), termasuk SCC (SelfConsolidating Concrete). Beton bertulang secara nature bersifat tahan api (fire resistant) Page 42

BURJ KHALIFA Gedung Beton Tertinggi

Tersedia selfclimbing formwork dinding otomatis dari Doka, Austria.

Tersedia teknologi pompa beton kapasitas 5500 psi padahal perlunya hanya 3000 psi, yaitu buatan Putzmeister, Jerman. Crane sudah tidak diperlukan lagi.

Page 43

BURJ KHALIFA Gedung Beton Tertinggi

Page 44

BURJ KHALIFA Gedung Beton Tertinggi Keistimewaan yang lain, yang tercatat dari pembangunan gedung Burj Khalifa adalah: Tinggi arsitektur 828 m, jumlah lantai 160, konstruksi mulai 2004 sampai 2010, setara dengan kerja sebanyak 22 juta orang per jam. Tower beton bertulang seluas 280,000 m2 digunakan untuk tempat tinggal dan kantor, sebagian juga hotel. Adapun luas tower dan podium adalah 465,000 m2. Luas dasar (site area) adalah 104,210 m2, luasan proyek 454,249 m2.

Page 45

BURJ KHALIFA Gedung Beton Tertinggi

Mutu beton 60 – 80 MPa dan Ec 43,800 N/mm² (maks) sebanyak 250,000 m3 (setara 110,000 gajah), tulangan baja perlu 39,000 ton, dinding penutup 83,600 m2 kaca dan 27,900 m2 metal (ekivalen 17 lapangan bola). Aluminium yang dipakai setara lima pesawat A380, panjang baja stainless setara 293 kali tinggi menara Eiffel di Paris.

Page 46

BURJ KHALIFA Struktur Bangunan

Sistem struktur baru, yang dinamakan ”buttressed core”, terdiri dari dinding beton mutu tinggi membentuk tiga sayap yang saling menopang satu sama lain melalui enam sisi core tengah atau hub hexagonal. Page 47

BURJ KHALIFA Struktur Bangunan Idenya sederhana, core beton menghasilkan kekakuan torsi, sekaligus pelindung elevator. Tiga sayap menopang core beton terhadap angin. Untuk menghasilkan satu kesatuan diberikan outriggers di setiap ketinggian tertentu. Hasilnya denah berbentuk Y, yang ternyata ideal sekali untuk bangunan resident dan hotel, karena memberikan keleluasaan pemandangan luar yang terbaik. Page 48

BURJ KHALIFA Struktur Bangunan Terhadap Angin Untuk mendapatkan stabilitas bangunan terhadap pengaruh angin, maka perencana hanya mengandalkan pada bentuk dan berat sendiri dari bangunannya saja. Oleh sebab itu pemakaian beton SCC (self compacted conrete) pada proyek tersebut sangat membantu, mudah dibentuk sesuai kebutuhan dan mempunyai massa atau berat yang memadai untuk menghasilkan pengimbangan terhadap angin. Page 49

PENUTUP

Page 50

Simpulan dan Saran Simpulan Struktur bangunan tinggi memiliki tantangan desain untuk pembangunan struktural dan geoteknis. Secara structural bangunan tinggi mempunyai tantangan besar terhadap angin dan gempa. Perencanaan struktur yang terbaik dengan memperhatikan kekuatan struktur terutama tehadap angin dan gempa merupakan hal utama dan penting dalam membangun sebuah bangunan tinggi.

Page 51

Simpulan dan Saran Saran Dalam membangun sebuah bangunan / gedung tinggi hendaknya bekerja sama dengan para insyinyur yang berpengalaman. Begitupun dalam memilih pekerja yang akan bekerja pada proyek besar tersebut. Pengalaman dalam bekerja menjadi salah satu rekomendasi penting untuk memilih pekerja dalam suatu proyek pembangunan.

Page 52

DAFTAR PUSTAKA

Page 53

Dewobroto, Wiryanto. 2012. “Menyongsong EraPembangunan Super Tinggi dan Mega Megah di Indonesia”. Jakarta. http://911research.wtc7.net/mirrors/guardian/WTC/WTC_c h2.html [23 April 2013] Putrohari, Rovicky. 2009. “Pedoman Teknis Rumah dan Gedung Tahan Gempa”. http://rovicky.wordpress.com/2009/09/09/pedoman-tekni s-rumah-dan-bangunan-gedung-tahan-gempa.html [23 April 2013] Indarwanto, Muji. 2010. “Teknologi Bangunan 6”. Jakarta.

Page 54

Page 55