STRUKTUR KONSTRUKSI 4

1. STRUKTUR KONSTRUKSI 4 GAYA DAN PEMBEBANAN PADA BANGUNAN TINGGI

2. Apakah yang disebut dengan High Rise Building? “Merupakan bangunan tinggi yang menciptakan perbedaan kondisi dalam mendesain, konstruksi, dan penggunaannya melebihi dari bangunan pada umumnya” The Council of Tall Buildings and Urban Habitat “High Rise adalah bangunan atau struktur tinggi yang pada normalnya memiliki tambahan fungsi” http://en.wikipedia.org/wiki/High-rise

3. Beban pada High Rise Building • BEBAN VERTICAL : • Beban Hidup • Beban Mati • Beban akibat hujan atau salju • BEBAN HORIZONTAL (LATERAL LOADS) : • Beban Angin • Beban Bergerak (Gempa) • BEBAN TAK TERDUGA : • Beban Impact • Beban akibat ledakan

4. Beban Hidup Beban hidup adalah beban-beban yang bisa ada atau tidak ada pada struktur untuk suatu waktu yang diberikan. Meskipun dapat berpindahpindah,beban hidup masih dapat dikatakan bekerja secara perlahan-lahan pada struktur. Beban penggunaan (occupancy loads) adalah beban hidup. Yang termasuk ke dalam beban penggunaan adalah berat manusia, perabot, barang yang disimpan, dan sebagainya. Beban hidup tepat di atas kolom, tidak terjadi lendukan Balok di antara Kolom A dan B tanpa beban Terjadi beban hidup di bagian tengah balok, maka balok akan melenduk Karena beban hidup bergerak maka dilakukan pembebanan pada 2 titik yang berbeda

5. Bagaimana cara mengatasi beban hidup? Beban hidup dapat diatasi dengan Rigid Frame Beban hidup akan dialirkan melalui frame (rangka) sampai ke pondasi Beban hidup di ujung balok Terjadi lendukkan Ditarik agar tidak melenduk

6. Beban Mati adalah beban-beban yang bekerja vertikal ke bawah pada struktur dan mempunyai karakteristik bangunan, seperti misalnya penutup lantai, alat mekanis, partisi yang dapat dipindahkan, adalah beban mati. Semua metode untuk menghitung beban mati suatu elemen adalah didasarkan atas peninjauan berat satuan material yang terlihat dan berdasarkan volume elemen tersebut. Pelat lantai Cladding Balok Kolom

7. Triangular Truss pada Burj Al Arab memiliki beban mati (beban struktur itu sendiri) seberat hampir sama dengan berat 20 bis tingkat Untuk menyalurkan beban tersebut, maka triangular truss disusun dari segitiga-segitiga (karena segitiga merupakan bentuk yang paling stabil Beban, gaya tekan Gaya diteruskan ke rangka lain Apabila ada dua gaya dipertemukan maka momen gaya tersebut menjadi nol

8. X-Brace Frame Cladding (kulit luar bangunan merupakan beban mati) Contoh penggunaan X-Brace Frame pada JohnHancock Building Kaca merupakan beban mati yang akan menekan balok (struktur di bawahnya) Beban dapat disalurkan dengan X-brace frame, untuk menghindari lendukkan akibat beban dari kaca tersebut

9. Penyaluran beban vertikal Penyusunan Rigid Frame yang benar • Rangka bangunan untuk menerima beban / menahan beban, sedangkan dinding hanya sebagai penyekat / pengisi. • Kolom portal harus menerus tidak boleh digeser untuk penyaluran beban sampai ke pondasi dan ke tanah. Penyusunan Rigid Frame yang salah

10. Beban Angin Struktur yang berada pada lintasan angin akan menyebabkan angin berbelok atau dapat berhenti. Sebagai akibatnya, energi kinetik angin akan berubah bentuk menjadi energi potensial yang berupa tekanan atau isapan pada struktur. Pergerakkan angin di sekitar bangunan Beban angin dapat menyebabkan bangunan mengalami lendukkan secara horizontal (ketidakstabilan) Mengakibatkan ketidak stabilan pada susunan plat dan dinding Beban angin menyerang bangunan

11. Cara mengatasi beban angin : Penggunaan X-Brace Frame untuk menyalurkan beban angin Penyaluran beban berbentuk segitiga, sehingga diberi truss atau X-Brace Frame Penggunaan truss Pertemuan 2 buah gaya akan menghasilkan momen nol, karena Faksi = Freaksi

12. Bagaimana cara melawan beban angin??? Penyaluran beban angin pada Burj Al Arab Dibagi menjadi dua untuk mendapatkan bentuk segitiga Beban angin datang Bentukkan Burj Al Arab dibuat aerodynamic, sesuai dengan arah datangnya angin Apabila bangunan mengikuti gaya dorong angin, maka reinforced concrete spine akan menahan bangunan tersebut Reinforced Concrete Spine Beban angin menyerang bangunan

13. Faktor Gempa pada bangunan tinggi

14. Gempa Bumi Gempa Bumi adalah pergeseran tiba-tiba dari lapisan tanah di bawah permukaan bumi yang menimbulkan getaran yang disebut gelombang seismik. Gelombang ini menjalar menjauhi fokus gempa ke segala arah di dalam bumi. Ketika gelombang ini mencapai permukaan bumi, getarannya bisa merusak atau tidak tergantung pada kekuatan sumber dan jarak fokus, disamping itu juga mutu bangunan dan mutu tanah dimana bangunan berdiri.

15. Gempa vulkanik adalah gempa yang disebabkan oleh kegiatan gunung api. Magma yang berada pada kantong di bawah gunung tersebut  mendapat tekanan dan  melepaskan energinya secara tiba-tiba sehingga menimbulkan getaran tanah. Karakteristik Gempa VulkanikGempa vulkanik biasanya terjadi di daerah sekitar gunung api dan magnitudenya pada umumnya kecil  rata rata kurang dari 5 Skala Richter. Gempa vulkanik dengan magnitude 5-6 sangat jarang terjadi.  Kedalaman gempa vulkanik  berkisar antara 0-40 km. Jenis Gempa • Gempa bumi runtuhan : • biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan, gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal. • Gempa bumi buatan : • disebabkan oleh aktivitas dari manusia, seperti peledakan dinamit, nuklir atau palu yang dipukulkan ke permukaan bumi.

16. STRUKTUR PENAHAN GEMPA

17. Seismic Bearing Penggunaaan Bantalan karet alam untuk melindungi bangunan terhadap gempa bumi, yang dikenal sebagi base isolation tampaknya akan semakin luas dan berkembang dimasa mendatang. Indonesia sebagai salah satu negara yang rawan gempa diperlu teknologi pembuatan bantalan tahan gempa. Bangunan yg tanpa bantalan karet, jika terkena getaran / gempa akan bergoyang tidak stabil. Yg akan terjadi bangunan akan runtuh. Bangunan tanpa bantalan karet Bangunan yg menggunakan bantalan karet jika terkena getaran atau gempa akan tetap bergetar namun tetap stabil. Bangunan dengan bantalan karet

18. RANGKA GOYANG Rangka baja ini dirancang untuk bisa bergoyang ke atas dan ke bawah saat serangan gempa terjadi. Di tengah rangka baja ini terdapat tendon (urat) baja yang bergerak elastis untuk mengendalikan goyangan. Tendon ini juga berfungsi untuk mengembalikan posisi bangunan ke tempat semula saat getaran gempa sudah berhenti. berbeda dengan sistem konvensional, rangka baja ini benar-benar bergoyang terpisah dari pondasi saat terjadi gempa besar, Sekering baja juga turut menjaga bangunan dari kerusakan. Sekering ini berfungsi untuk menyalurkan energi gempa agar bisa membatasi kerusakan hanya pada area tertentu. Sekering ini, seperti sekering listrik, bisa diganti bila rusak. Pada gambar skematik di atas terlihat yang berwarna merah adalah rangka baja utama (steel braced-frame). Warna putih adalah simulasi gedung tiga lantai. Warna kuning adalah sekering yang terletak di dasar rangka (gambar inset). Di depan dan belakang sekering terdapat kabel baja vertikal untuk menarik gedung ke posisi semula saat gempa berhenti.

19. Tune Mass Dumper Exoskeleton pada Burj Al Arab terlalu ramping, sehingga Dapat bergoyang apabila terkena beban angin dan beban gempa yang besar Maka digunakan Tune Mass Dumper yang berfungsi untuk melawan beban tersebut Bagaimana cara Tune Mass Dumper untuk mengurangi beban pada exoskeleton? Maka Tune Mass Dumper akan bergoyang ke arah yang berlawanan dengan arah beban Exoskeleton bergoyang akibat beban angin atau gempa

20. Beban Gempa

21. Beban Tak Terduga Beban tak terduga adalah beban yang tidak dipertimbangkan karena berasal dari suatu kejadian yang tidak terduga, misalnya pada kasus World Trade Center . Pada tanggal 11 September 2001, terjadi pembajakkan pesawat. Pembajak kemudian menabrakkan pesawat dengan WTC untuk menghancurkan bangunan tersebut

22. Tabrakan pesawat menyebabkan hancurnya core dan perimeter di beberapa lantai bangunan Terjadi kebakaran akibat tabrakan yang diperkuat oleh bahan bakar dari pesawat Ketika suhu mencapai 1500oF terjadi perlemahan kekakuan dari truss yang menyebabkan truss sistem runtuh secara vertikal

23. 1.Terjadi tabrakan dengan pesawat, menyebabkan tumpahnya bahan bakar4 sehingga terjadi kebakaran. 2.Kebakaran yang terjadi menyebabkan material-material di dalamnya mengalami pengurangan kekakuan 3.Hampir separuh struktur di lantai 95-94 (lokasi penabrakkan) runtuh, menyebabkan terciptanya beban vertikal akibat berat struktur yang runtuh. 4. Lantai-lantai di bawah lantai 95-94 tidak kuat menahan beban vertikal akibat berat struktur. Selain itu telah terjadi kerusakkan pada struktur utama (inti core) 5. Beban vertikal kemudian bertambah akibat berat lantai-lantai yang ikut runtuh.