Struktur Gedung Bertingkat Tinggi, Jenis dan Tipe Teknologinya. Berbagai gedung bertingkat terus bermunculan setiap hari di setiap kota di seluruh dunia. Bahkan berbagai gedung bertingkat tersebut mencapai ketinggian yang diluar nalar. Teknologi gedung bertingkat akan terus berkembang seiring semakin sempitnya lahan.
Ada berbagai macam teknologi yang diterapkan untuk pembangunan gedung bertingkat. Terutama pada tipe struktur bangungannya. Ada beberapa tipe struktur yang saat ini paling sering digunakan, yaitu:
1. Sistem struktur Gedung bertingkat Rangka Bracing
- Bingkai yang diperkuat adalah rangka vertikal kantilever penahan lateral yang memuat sebagian besar rangka diagonal yang bersama-sama dengan balok utama, membentuk “web/Jaring” dari rangka vertikal, dengan kolom yang bertindak sebagai “chord”.
- Anggota bracing menghilangkan lengkungan pada balok dan kolom.
- Digunakan dalam konstruksi baja
- Sistem ini cocok untuk bangunan bertingkat di kisaran ketinggian rendah hingga menengah.
- efisien dan ekonomis untuk meningkatkan kekakuan lateral dan ketahanan sistem rangka kaku.
- Sistem ini memungkinkan penggunaan anggota yang ramping di sebuah gedung.
- Keuntungan luar biasa dari bracing frame adalah, dapat berulang di atas ketinggian bangunan dengan ekonomi yang jelas dalam desain dan fabrikasi.
- Namun, konstruksi ini mungkin menghambat perencanaan internal dan lokasi pintu dan jendela. Itu sebabnya harus digabungkan secara internal bersama dengan garis dinding dan partisi.
2. Sistem struktur rangka kaku
- Dalam struktur rangka yang kaku, balok dan kolom dibangun secara monolitik untuk menahan momen yang dikenakan karena beban.
- Kekakuan lateral dari suatu rangka yang kaku tergantung pada kekakuan lentur dari kolom, balok utama dan sambungan pada bidang
- Sangat cocok untuk bangunan beton bertulang.
- Ini dapat digunakan dalam konstruksi baja juga, tetapi koneksi akan mahal.
- Salah satu kelebihan dari frame yang kaku adalah kemungkinan perencanaan dan pemasangan jendela karena pengaturan persegi panjang yang terbuka.
- Anggota sistem rangka kaku menahan momen lentur, gaya geser, dan beban aksial.
- 20 hingga 25 gedung bertingkat dapat dibangun menggunakan sistem rangka kaku.
- Keuntungan dari kerangka yang kaku termasuk kemudahan konstruksi, pekerja dapat mempelajari keterampilan konstruksi dengan mudah, membangun dengan cepat, dan dapat dirancang secara ekonomis.
Bentang balok maksimum adalah 12,2 m dan balok bentang yang lebih besar akan mengalami defleksi lateral. - Kerugiannya adalah bobot diri ditantang oleh aksi dari frame yang kaku.
- Burj Al Khalifa yang merupakan struktur tertinggi di dunia dibangun menggunakan sistem rangka kaku.
3. Sistem bingkai dinding Wall Frame (sistem ganda)
- Ini terdiri dari dinding dan bingkai yang berinteraksi secara horizontal untuk menyediakan sistem yang lebih kuat dan lebih kaku.
- Dinding biasanya padat (tidak berlubang oleh bukaan) dan mereka dapat ditemukan di sekitar tangga, lift shaft, dan / atau di sekeliling bangunan.
- Dinding mungkin memiliki efek positif pada kinerja bingkai seperti dengan mencegah runtuhnya lantai yang lunak.
- Sistem rangka dinding yang cocok untuk bangunan dengan jumlah lantai berkisar antara 40-60 lantai yang lebih besar dari pada rangka geser atau rangka kaku secara terpisah.
- Bingkai bresing dan rangka kaku baja memberikan keuntungan serupa dari interaksi horizontal.
4. Sistem Dinding Geser
- Ini adalah dinding vertikal kontinu yang dibangun dari beton bertulang atau dinding pasangan bata.
- Dinding geser menahan beban gravitasi dan lateral, dan berfungsi sebagai balok kantilever dalam yang sempit.
- Umumnya, dibangun sebagai inti bangunan
- Sangat cocok untuk menguatkan bangunan tinggi baik beton bertulang atau struktur baja. Ini karena dinding geser memiliki kekakuan dan kekuatan bidang yang besar.
- Sistem dinding geser cocok untuk bangunan hotel dan perumahan di mana perencanaan lantai-demi-lantai memungkinkan dinding menjadi kontinu secara vertikal.
- Ini dapat berfungsi sebagai isolator akustik dan api yang sangat baik antara kamar dan apartemen.
sistem struktur dinding geser dapat ekonomis hingga struktur bangunan 35 lantai. - Dinding geser tidak perlu simetris dalam rencana, tetapi simetri lebih disukai untuk menghindari efek puntir.
5. Sistem struktur Gedung Bertingkat Core and outrigger
- Outrigger adalah struktur horizontal kaku yang dirancang untuk meningkatkan kekakuan dan kekuatan
- Menghubungkan inti atau tulang belakang dengan kolom luar yang berjarak dekat.
- Inti pusat mengandung dinding geser atau bingkai yang diperkuat.
- Sistem cadik berfungsi dengan mengikat bersama dua sistem struktural (sistem inti dan sistem perimeter), dan membuat bangunan berperilaku hampir seperti kantilever komposit.
- Outriggers berupa dinding dalam bangunan beton bertulang dan rangka baja.
- Sistem cadik multilevel dapat menyediakan hingga lima kali hambatan saat sistem cadik tunggal.
- Secara praktis, sistem Outrigger digunakan untuk bangunan hingga 70 lantai. Meskipun demikian, ini dapat digunakan untuk bangunan yang lebih tinggi
- Sistem outrigger tidak hanya menurunkan deformasi bangunan yang dihasilkan dari momen terbalik, tetapi juga efisiensi yang lebih besar dicapai dalam kekuatan penahan.
6. Sistem struktur Gedung Bertingkat Infilled frame
- Sistem struktur rangka terisi terdiri dari kerangka balok dan kolom yang sebagian isinya diisi dengan pasangan bata, beton bertulang, atau dinding balok.
- Dinding pengisi dapat berupa bagian-ketinggian atau sepenuhnya mengisi bingkai.
- Dinding mungkin atau mungkin tidak terhubung ke bekisting.
- Ketat dan kekuatan dinding yang baik dalam perencanaan mencegah pembengkokan balok dan kolom di bawah beban horizontal. Akibatnya, kinerja struktural bingkai akan ditingkatkan.
- Selama gempa bumi, struts kompresi diagonal terbentuk di infill sehingga struktur berperilaku lebih seperti Braced Frame daripada Moment Frame.
- sistem ini dapat membangun hingga 30 gedung bertingkat.
7. Flat plate and flat slab structural system
- Sistem ini terdiri dari lempengan (flat atau plat) yang terhubung ke kolom (tanpa menggunakan balok).
- plat datar adalah sistem framing beton bertulang dua arah yang memanfaatkan pelat dengan ketebalan seragam, bentuk struktural paling sederhana.
- Flat slab adalah sistem struktural dua arah yang diperkuat yang mencakup panel jatuhkan atau modal kolom pada kolom untuk menahan beban yang lebih berat dan dengan demikian memungkinkan bentang yang lebih panjang.
- Resistensi lateral tergantung pada kekakuan lentur komponen dan koneksinya, dengan pelat sesuai dengan gelagar rangka kaku.
- Cocok untuk membangun hingga 25 lantai.
8. Sistem Gedung Bertingkat struktur tabung
- Sistem struktur gedung bertingkat ini terdiri dari kolom eksterior dan balok yang menciptakan bingkai kaku, dan bagian interior dari sistem yang merupakan kerangka sederhana yang dirancang untuk mendukung beban gravitasi.
- Bangunan itu berperilaku seperti tabung kosong yang setara.
Ini secara substansial ekonomis dan membutuhkan setengah dari bahan yang diperlukan untuk konstruksi bangunan berbingkai biasa. - Beban lateral ditangkal oleh berbagai koneksi, kaku atau semi kaku, ditambah jika perlu dengan menguatkan dan elemen rangka.
- Ini digunakan untuk pembangunan gedung hingga 60 lantai.
- Jenis-jenis sistem struktur tabung meliputi sistem tabung berbingkai (gbr.9), sistem tabung truss (gbr.10), sistem tabung bundel (gbr.11), dan sistem tabung dalam tabung (gbr.12).
- Sistem tabung trussed terbentuk ketika bracing eksternal ditambahkan untuk membuat struktur lebih kaku. Tipe struktur ini cocok untuk membangun hingga 100 lantai.
- Sistem tabung bundel terdiri dari tabung yang terhubung dan menahan beban yang sangat besar.
- Sistem tabung-dalam-tabung (inti lambung) diperoleh, jika inti ditempatkan di dalam struktur rangka tabung.
