Sistem Struktur

Struktur merupakan bagian dari sebuah bangunan yang menahan beban-beban yang diberikan padanya. Sebuah bangunan mungkin dianggap sebagai sebuah lapisan luar sederhana yang menutup dan membagi ruang untuk menghasilkan sebuah lingkungan yang terlindungi. 

Fungsi struktur dapat disimpulkan untuk memberikan kekuatan dan kekakuan yang diperlukan untuk mencegah sebuah bangunan mengalami keruntuhan.

Lebih khususnya, struktur merupakan bagian bangunan yang menyalurkan beban-beban. Beban-beban tersebut menumpu di atas titik-titik untuk selanjutnya disalurkan pada bagian bawah tanah bangunan, sehingga beban-beban tersebut akhirnya dapat ditahan.

Pada dasarnya setiap sistem struktur pada suatu bangunan merupakan penggabungan berbagai elemen struktur secara tiga dimensi, yang cukup rumit. Fungsi utama dari sistem struktur adalah untuk memikul secara aman dan efektif beban yang bekerja pada bangunan, serta menyalurkannya ke tanah melalui pondasi.

Jenis-jenis kerangka struktur bangunan bertingkat tahan gempa menurut K. Muto, terdapat tiga tipe kerangka struktur yaitu :

 

1.  Portal Terbuka / Open Frame

Portal terbuka segi empat yang terdiri dari kolom dan balok dengan hubungan monolit membentuk ruangan yang besar dan memberikan daya tahan horisontal pada kerangka keseluruhan. Sistem portal terbuka atau sistem rangka kaku pada umumnya berupa grid persegi teratur dengan menggunakan sambungan kaku. Rangka ini bisa menjadi satu bidang dengan dinding interior bangunan, atau sebagian bidang dengan penutup bangunan. 

Pada struktur beton bertulang dan yang sejenis, kekuatan batang tidak begitu besar sehingga daya tahannya terbatas, dan pada gedung bertingkat banyak pemakaian gabungan portal terbuka dan dinding geser umumnya lebih menguntungkan. Namun, kekuatan struktur dapat ditingkatkan dengan menggunakan struktur portal terbuka konstruksi baja struktural murni yang kuat. Dengan adanya baja yang berkekuatan tinggi, maka pembangunan gedung bertingkat banyak dapat dilakukan dengan portal terbuka.

Beberapa variasi denah open frame ditunjukkan dalam Gambar 1.1.

2.  Portal Dinding / Walled Frame

Pada portal dinding, balok tinggi (biasanya bagian bawah jendela dianggap balok) dan kolom yang lebar (dinding pojok dianggap sebagai kolom) dipakai untuk memperoleh kekuatan yang besar dengan memanfaatkan sifat bawaan beton bertulang dan struktur beton bertulang baja. Struktur seperti ini akan menunjukkan daya tahan dan ketegaran yang beberapa kali lebih tinggi dari pada portal terbuka biasa, dan merupakan sistem penahan gempa yang rasional dan ekonomis. Namun dimensi dari bidang kolom dan balok yang besar membatasi tampak bangunan dari segi artistik terlihat kurang baik.

Pada sistem interspatial rangka digunakan pada lantai antara serta mendukung bagian atas dan bagian bawah pelat lantai. Sedangkan pada sistem staggered (berselang-seling) lebih kokoh karena rangka digunakan di setiap lantai dan disusun menurut pola selang-seling. Dengan membuat rangka berselang-seling pada satu lantai dan lantai yang lain dapat dihasilkan ruang yang cukup besar.

3.  Dinding Geser / Shear Wall

Berbagai kemungkinan penempatan sistem struktur vertikal pada denah bangunan seperti ditunjukkan pada Gambar 1.3. Sistem-sistem ini dikenal dengan dinding geser yang dipandang sebagai sistem tiang dan balok, rangka atau dinding padat. Dinding geser dengan lebar yang besar akan menghasilkan daya tahan lentur dan geser yang sangat tinggi dan merupakan kerangka struktur yang paling rasional dengan memanfaatkan sifat-sifat beton bertulang.

Dinding bisa berupa sistem linear, sistem inti ataupun sistem campuran. Selanjutnya sistem bidang dinding dibagi menjadi permukaan menerus melalui seluruh permukan bangunan (gambar sebelah kiri garis potong) atau sekumpulan dinding yang dihubungkan dengan balok (gambar sebelah kanan garis potong).

 

Sumber : [ Schueller, Wolfgang, 1977 ]

                          

Gambar 1.3 Konfigurasi Perletakan Dinding Geser

Dari segi geometris murni, berbagai konfigurasi dinding yang berbeda dapat dibuat dalam satu grid ruang tertentu. Hal ini terutama untuk memberikan  fleksibilitas pemikiran tentang alur penyebaran gaya gravitasi dari pelat balok ke dinding..

Sumber : Tugas Besar Beton 2