BAB I PENDAHULUAN
1.1
Umum Berkembangnya kemajuan teknologi
bangunan –bangunan tinggi disebabkan oleh kebutuhan
ruang yang selalu
meningkat dari tahun
ke tahun. Semakin
tinggi suatu bangunan,
aksi gaya lateral
akan menjadi semakin
berpengaruh sehingga ayunan lateral dari suatu bangunan akan
menjadi sedemikian besar. Oleh karena itu, pertimbangan akan kekakuan dan kekuatan
struktur akan sangat menentukan dalam perancangan
suatu bangunan.
Derajat kekakuan struktur sangat
bergantung pada jenis sistem struktur yang dipilih. Oleh karena itu, efisiensi dari suatu
sistem struktur yang dipilih akan sangat bergantung dengan jenis bahan yang akan
digunakan. Pemilihan jenis system struktur yang
akan digunakan haruslah
menghasilkan kekakuan maksimum,
yang dirancang dengan menggunakan massa bangunan yang
seminimal mungkin. Dengan demikian system
struktur yang dihasilkan akan lebih ringan dan kuat terutama dalam menahan gaya-gaya lateral yang terjadi pada bangunan
terutama akibat gaya gempa dan angin.
Struktur bangunan bertingkat
tinggi dapat menggunakan berbagai macam sistem
struktur dalam perencanaannya. Setiap jenis sistem akan memberikan perilaku struktur
yang berbeda–beda. Pada
perkembanganya, sistem bangunan
yang sering digunakan adalah sistem rangka kaku murni (3D
frame building system) yang terdiri dari kolom
dan balok. Seiring
dengan perkembangan jaman,
struktur bangunan ini sudah mulai
banyak menggunakan system
dinding gerser (shear-wall),
alasannya karena sistem
dinding geser memiliki
banyak kelebihan terutama
dalam menahan gaya-gaya
lateral pada bangunan.
Bentuk dan penempatan
dinding geser dapat disesuaikan dengan
bentuk dan denah
bangunan. Pada denah
bangunan tertentu, dinding geser dapat dirangkai dan diletakkan
pada inti bangunan. Sistem penempatan dinding
geser seperti ini sering juga disebut dengan dinding inti (core-wall).
Pada umumnya
Dinding (wall) adalah
suatu struktur padat
yang membatasi dan
melindungi suatu area
pada konstruksi seperti
rumah, gedung bertingkat,
dan jenis konstruksi
lainnya. Umumnya, dinding
membatasi suatu bangunan
dan menyokong struktur
lainnya, membatasi ruang
dalam bangunan menjadi
ruanganruangan serta melindungi suatu daerah di alam terbuka maupun
tertutup. Ada 3 jenis utama dinding
struktural yaitu dinding bangunan, dinding pembatas (boundary), serta dinding penahan (retaining wall).
Dinding
bangunan memiliki beberapa
fungsi seperti menyangga
atap dan langit-langit,
membagi ruangan, serta
melindungi ruangan daripada
cuaca maupun pengaruh
luar lainnya. Dinding
pembatas terdiri dari
dinding privasi, dinding penanda
batas, serta dinding
kota. Sedangkan dinding
penahan berfungsi sebagai penahan
gerakan dari tanah,
batuan, air yang
berasal dari luar
maupun dalam bangunan itu sendiri.
Berdasarkan
kemampuan menahan gaya
yang terjadi pada
dinding gedung bertingkat tinggi maka dinding dapat
dikategorikan menjadi 2, yaitu : 1. Dinding Geser (Shear-wall), adalah struktur
berupa dinding vertikal yang berfungsi menahan pengaruh-pengaruh beban lateral dan
beban gravitasi serta memberikan
stabilitas lateral kepada bangunan.
Shear-wallberperan sebagai bagian
struktur pada bangunan
yang dapat melaksanakan fungsinya
dengan baik. Pada
umumnya shear-wall ditempatkan diujung bangunan
ataupun ditengah, memanjang
pada ketingggian bangunan sehingga
beban angin ataupun
beban gempa dapat
dipikul ke dinding melalui portal ataupun lantai. Kekakuan
shear-walllebih besar di banding elemen-elemen struktur
lainnya sehingga beban-beban
lateral dan gravitasi
yang terjadi akan
lebih banyak dipikul
oleh shear-wall maka dimensi daripada elemen-elemen struktur lain
dapat diperkecil.
Gambar 1.1.1 Perletakan
Shear-wall Column Shear wall 2.
Dinding inti (core-wall),
adalah merupakan sistem
dinding pendukung linear yang cukup sesuai untuk bangunan tinggi
yang juga dapat menahan gaya-gaya lateral
yang terjadi pada
bangunan. Core-wall ini sering digunakan pada konstruksi seperti pada
jembatan beton, ruang lift, shaft, service duct, dll. Core-walldikonstruksikan memanjang pada ketinggian bangunan
tertentu dapat memikul
beban angin atau
beban gempa yang bekerja
padanya melalui portal maupun lantai.
Keuntungan memakai
core-wall adalah strukturnya dapat
memikul gaya torsi
yang timbul akibat
adanya eksentrisitas beban
ataupun eksentrisitas dari
struktur bangunannya. Sedangkan
struktur yang menggunakan shear wall tidak dapat memikul
torsi.
Struktur core-wall biasanya ditempatkan
searah dengan tinggi
bangunan sehingga bisa dianggap
sebagai balok besar yang terkantilever pada salah satu ujungnya. Dinding core-walldisebut juga sebagai dinding tipis
yang terhubung pada
masing-masing ujungnya dimana
ukuran tampangnya adalah
lebih kecil dan
tipis dibandingkan dengan
jenis-jenis penampang struktur
lainnya. Biasanya core-wall dapat dilihat
dalam bentuk box girders,
plate girders,box columns,dll.
Gambar 1.1.2Perletakan Core-wall 1.2 Latar Belakang Masalah Pada
jaman sekarang ini,
pembangunan struktur bangunan
tinggi seperti apartemen,
mall, plaza, dll
semakin sering terjadi
di kota-kota besar.
Penggunaan jenis konstruksi
core-wall ini akan membuat
suatu struktur yang
bersifat lebih ekonomis
(dimensi struktur lain
akan lebih kecil)
terhadap bagian lain
seperti konstruksi portal
terbuka. Semakin tinggi
suatu bangunan maka
gaya lateral yang terjadi akan
menjadi semakin besar.
Oleh karena itu,
deformasi pada ketinggian tertentu
yang di akibatkan
oleh gaya lateral
akan semakin besar
sehingga menyebabkan adanya
keharusan untuk mempertimbangkan kesimetrisan
struktur, kekakuan struktur,
jenis material yang
akan digunakan untuk
mempengaruhi kemampuan bangunan
tersebut untuk dapat
menahan gaya-gaya yang
terjadi.
Bangunan yang dibangun dengan
sistem struktur yang simetris cenderung akan lebih tahan
terhadap gaya lateral
yang terjadi sehingga
dapat mencegah terjadinya
torsi Core-wall kolom yang
besar. Semakin simetris
suatu bangunan maka
kemungkinan nilai torsi
yang dihasilkan akan
lebih kecil sehingga
dapat sepenuhnya dihindarkan.
Tingkat kekakuan suatu
struktur bergantung pada
sistem struktur yang
dipilih. Selain itu, jenis
daripada material yang digunakan seperti baja ataupun beton harus seminimal mungkin
kuantitasnya untuk mengurangi
berat dari massa
bangunan dan tidak mengurangi kekuatan
bangunan untuk menahan
gaya-gaya luar yang
tejadi. Setiap lantai
akan menerima beban-beban
lateral berbeda yang
disalurkan melalui setiap elemen
bangunan tersebut dimana
pada bagian atas
core-wall akan terjadi rotasi terbesar sedangkan pada bagian dasar core-wallakan terjadi gaya geser.
Persamaan umum Torsi yang
digunakan adalah :
=
(1.2.1) =
(1.2.2) = (1.2.3) =
=
(1.2.4) Persamaa umum Torsi untuk benda bertampang segi empat adalah : =
(1.2.5) = 3
(1.2.6) =
(1.2.7) Dimana : Ms = Momen torsi murni (Saint-Vennant’s
Torsion) θ = Kelengkungan Torsi r = Jari- jari kelengkungan benda putar G = Modulus elastisitas geser J = Konstanta Torsi γ = Regangan geser τ = Tegangan geser σ =
Tegangan Lentur 1.3 Tujuan Penulisan Dalam
tugas akhir ini,
penulis bertujuan untuk
menghitung tegangan lentur dan
torsi yang terjadi
akibat beban angin
pada luar bangunan
dengan perhitungan secara analitis menggunakan teori Thin-Walledpada core-wall terbukadibandingkan
dengan core-walltertutup yang
diumpamakan sebagai balok jepit bebas yang mampu menahan gaya-gaya lateral yang terjadi dan
memiliki tampang tipis segi empat yang berdiri
sejajar dengan ketinggian bangunan.
0 komentar:
Posting Komentar