Dasar Analisis Struktur
1 8 6 6 0 0 3 1 D
Muhammad Aulia I K H S A N Z E N
A S
Tanah dan Berdasarkan Sifatnya 11
Alfisols (Tanah lunak) • Berwarna abu, putih, hitam • Bercampur dengan tanah lempung Andisols • Berwarna coklat terang dan hitam • Sangat produktif dan subur • Seperti tanah di sawah • Diolah dulu sebelum diberi pondasi KLASIFIKASI SIFAT TANAH
Aridisol • Memiliki garam, gypsum, kalsium karbonat • Bersifat lebih keras • Waspada pada kapur yang bersifat rapuh • Berwarna hitam, putih, abu-abu Entisols (Aluvial) • Tanah endapan partikel erosi yg sering tercampur dengan lempung • kemerahan Gelisols • Terdapat di lereng ekstrim • Tanahnya cukup keras dan dalam KLASIFIKASI SIFAT TANAH
Incepticols • Tidak rapat dan tidak padat • Terdapat pasir, tanah liat dan cukup lembab • Berwarna coklat tua dan abu abu Vertisols • Seperti tanah di sawah • Diolah dulu sebelum diberi pondasi Ultisols • Lebih keras dan mengandung kapur • Terdapat kaolin dan besi • Biasanya terdapat pada daerah pertambangan Molisols • Seperti di padang rumput KLASIFIKASI SIFAT TANAH
KLASIFIKASI SIFAT TANAH Histosols • Tanah jenuh air • Pinggir sungai, danau, rawa-rawa dsb Oxisols • Tanah di daerah tropis dan subtropis • Didominasi kaolin Spodosols • Mengandung aluminium • Coklat kehitaman, coklat kemerahan
Struktur Bangunan 1 lantai dan 2 lantai 22
KLASIFIKASI Struktur bangunan 1 lantai dan 2 lantai UP STRUCTURE MID STRUCTURE SUB STRUCTURE 1. 2. 3.
PENGERTIAN UMUM
struktur
yang berada di bawah permukaan tanah. Terdapat fondasi, sloofdan plat lantai dasar.
Sub Structure adalah bagian dari
bangunan
BAGIAN SUBSTRUCTURE • Fondasi Struktur bagian bawah bangunan yang berhubungan langsung dengan tanah, atau bagian bangunan yang terletak di bawah permukaan tanah dan berfungsi memikul beban bgaian bangunan yang ada di atasnya.
JENIS-JENIS FONDASI
Fondasi berdasarkan kedalamannya
dibedakan
menjadi : F o n d a s i Dangkal
F o n d a s i Dalam
2. 1.
FONDASI DANGKAL
Jenis fondasi yang dasarnya tidak terlalu dalam dari permukaan tanah. Dapat dikerjakan dengan alat sederhana dengan tenaga manusia. Disebut fondasi dangkal bila kedalaman fondasi dari muka tanah adalah kurang atau sama dengan lebar pondasi.
Fondasi Menerus ( Continous Footing )
FONDASI DANGKAL Fondasi dangkal berdasarkan bentuk dibedakan menjadi 4 : 1.
FONDASI DANGKAL
2. Fondasi Telapak atau Setempat
(Individual
Footing )
FONDASI DANGKAL
3. Fondasi Gabungan
(Combined Footing)
FONDASI DANGKAL
Fondasi
4.
Plat (Mat Foundation / Raft Footing)
FONDASI DALAM Merupakan jenis fondasi yang dipakai pada kedalaman lebih dari 6 meter dari permukaan tanah, dan dikerjakan dengan alat berat. Disebut sebagai fondasi dalam karena kedalaman fondasi dari permukaan tanah sama atau lebih besar lima kali lebar pondasi.
FONDASI DALAM
Fondasi dalam dibagi menjadi 2
1. Fondasi Tiang Pancang
Fondasi Sumur Bor ( Bored Pile / In Situ Pile )
FONDASI DALAM 2.
BAGIAN SUBSTRUCTURE • Sloof Jenis konstruksi beton bertulang yang biasanya dibuat pada bangunan rumah atau gedung, posisi sloof terdapat pada lantai satu atau lantai dasar
BAGIAN SUBSTRUCTURE • Plat lantai
Biasanya digunakan di tanah yang relatif lembek/lunak. Berfungsi sebagai pengganti tanah keras dan terbuat dari beton
dasar
Mid Structure adalah bagian dari struktur bangunan yang berada di tengah bangunan.
Terdapat kolom balok dan plat.
PENGERTIAN UMUM
BAGIAN MIDSTRUCTURE • Kolom Adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi. Bila diumpamakan, kolom itu seperti rangka tubuh manusia yang memastikan sebuah bangunan berdiri.
Kolom • di klasifikasikan berdasarkan susunan tulangan dan bentuknya
K O L O M k l a s i f i k a s i
berdasarkan isi tulangan
1. Kolom Ikat
Kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangan pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat sengkang ke arah lateral.
2. Kolom Spiral
Sama dengan kolom ikat, hanya bedanya pada bentuknya. Kolom ini tulangannya spiral yang dililitkan keliling membentuk heliks sepanjang kolom
3. Kolom Komposit
Kolom dimana isinya adalah baja profit.
K O L O M k l a s i f i k a s i
berdasarkan bentuk
Kolom utama kolom yang fungsi utamanya menyangga beban utama yang berada di atasnya dengan bentang 3.5 meter jika lebih dari 3.5 harus ditambah kolom praktis. Kolom praktis Kolom yang berfungsi membantu kolom utama dan juga sebagai pengikat dinding agar tetap stabil.
BAGIAN MIDSTRUCTURE Balok Balok juga merupakan salah satu pekerjaan beton bertulang. Balok merupakan bagian struktur yang digunakan sebagai dudukan lantai dan pengikat kolom lantai Fungsinya : sebagai rangka penguat horizontal bangunan akan beban-beban.
BAGIAN MIDSTRUCTURE Beban balok : (1 lt) • Rangka atap • Beban balok • Beban mati (2 lt) • Plat lantai • Kolom lantai 2 • Balok atap • Rangka atap
Plat lantai BAGIAN MIDSTRUCTURE • Plat lantai adalah lantai yang tidak terletak diatas tanah langsung, merupakan lantai tingkat pembatas antara tingkat yang satu dengan yang lainnya. • Plat lantai direncanakan memiliki sifat kaku, rata, lurus, waterpass. Ketebalan plat lantai tergantung dari beban yang akan ditopangnya, lebar bentangannya, dan bahan balok itu sendiri.
Fungsi Plat lantai BAGIAN MIDSTRUCTURE 1.Pemisah antar tingkatan bangunan 2.Tempat berpijak penghuni lantai atas 3.Menempatkan lampu dan kelistrikan 4.Meredam suara antar tingkatan 5.Menambah kekakuan arah horizontal pada bangunan.
Pengertian
up structure
UP Structure adalah struktur lanjutan setelah Mid Structure dibangun. Bagian dari upstructure adalah rangka atap. Rangka atap adalah struktur bangunan berdiri tepat diatas ring balk yang memungkinkan penyaluran tekanan langsung ke struktur bangunan lain yang berada di bawahnya
Fungsi dan Jenis Fungsi rangka atap yaitu menyalurkan tekanan dari atap ke struktur bangunan lainnya yang berada di bawahnya. Rangka atap juga berfungsi sebagai penahan atap dari tekanan yang diberikan atap itu sendiri. Jenis rangka atap pun bermacam-macam. Biasanya rangka atap berbahan material kayu, baja ringan, beton bertulang, dan bambu
Macam Macam Bentuk Atap
Macam macam bentuk kuda kuda
Macam macam bentuk kuda kuda
Kerusakan dan Perbaikan 33
Kegagalan pada Bangunan Kegagalan konstruksi • Kegagalan spesifikasi (maksudnya: semen yg tidak sesuai dsb) • Terjadi pada saat membangun • Belum di serah terima Kegagalan Bangunan • Sudah serah terima • Sudah selesai
Penyebab Terjadinya Kegagalan Struktur Bangunan • Umur/Daya Layan Bangunan • Bencana • Perawatan • Kesalahan dalam perencanaan • Kesalahan Operasional • Kesalahan Dalam Proses Studi Kelayakan • Kesalahan Dalam Pelaksanaan • Kegagalan Pengerjaan Interior • Kegagalan Pondasi
Macam Macam Kegagalan Struktur Bangunan Kegagalan Laten (kegagalan yang tersembunyi) 1) Tanah yang tidak dipadatkan dengan benar. 2) Kurangnya penguatan pada pondasi beton struktural 3) Sistem peredam cuaca yang tidak terpasang dengan benar. 4) Sistem dinding eksterior EIFS tidak dipasang dengan benar. 5) Penguatan tidak sepenuhnya tertanam dalam struktur beton. Kegagalan Paten (kegagalan yang diketahui) 1) Terjadi keretakan pada struktur beton 2) Kurangnya ventilasi udara 3) Tidak sesuianya kemiringan atap, sehingga terjadi kebocoran 4) Tidak terpasangnya railing pada tangga. 5) Pintu yang keluar dan tidak sejajar dengan frame kusen yang terpasang. 6) Jendela tidak berfungsi
Kategori Kerusakan pada Bangunan Non Struktural • Retak halus • lebar celah <0.05 cm pada plesteran • Serpihan plesteran yg berjatuhan Kerusakan ringan • Retak kecil dengan lebar<0.075 cm pada dinding Kerusakan Struktur sedang • Lebar retak 0.075 cm • Retak melebar dibanyak tempat Kerusakan Struktur berat • Dinding pemikul beban terbelah dan runtuh sekitar 50% Kerusakan Struktur Total • >50% kerusakan • Harus diganti/ sebagian struktur utama rusak • Tindakan yang diambil adalah merubuhkan bangunan
Perbaikan Repair
Jenis Perbaikan pada Bangunan
•
• Perbaikan Restorasi • Perbaikan Perkuatan
Struktur Beton Bertulang 44
Penger-
tian Beton Beton adalah campuran pasir, kerikil atau batu pecah, semen, dan air. Beton bertulang Beton bertulang adalah kombinasi dari beton dan baja, dimana baja tulangan memberikan kekuatan tarik yang tidak dimiliki beton.
beton
One Way Slab
Tulangan utama atau tulangan pokok hanya bekerja pada satu arah saja. Misalnya ada arah x dan y , jadi tulangan pokok itu bekerja pada arah x saja dan arah y kita menggunakan tulangan bagi(dimensi tulangannya bisa lebih kecil atau jarak antar tulangannya bisa lebih lebar ).
Digunakan ketika momen yang bekerja pada pelat tidak seimbang antara arah x dan y . Contohnya pada kantilever, karena dijepit di satu sisi saja, jadi misal hanya ada arah x saja sedangkan arah y sama dengan nol. berlaku juga untuk pelat yang dijepit di dua sisinya yang saling berhadap-hadapan. pada pelat lantai yang dijepit di tiga sisinya juga masih bisa menggunakan sistem penulangan one way slab.
Plat
beton Two Way Slab
Two Way Slab itu
ketika momen plat pada arah x dan y itu sama atau hampir sama besar. Contohnya pada pelat yang berbentuk persegi dan dijepit di keempat sisinya, dengan ukuran balok yang sama pada keempat sisinya.
Plat
beton
Flat Slab
Flat slab merupakan salah satu metode konstruksi yang hanya mengguakan kolom dan slab sebagai media pemikul beban dari bangunan.
Model struktur yang mengunakan Flat Slab merupakan model struktur tanpa balok. Ada penebalan pada kepala kolom yang disebut drop panel, akibatnya semua beban pada plat lantai akan didistribusikan langsung ke kolom. Pengunaan system drop panel ini akan memudahkan pelaksanaan pekerjaan dilapangan terutama pekerjaan bekisting/formwork, plat mayoritas datar dan tidak ada gangguan balok. Tipe formwork yang terapkan biasanya sytem table form, dengan system ini siklus pengerjaan akan lebih mudah diprediksi.
Plat
beton
Waffle slab Plate slab
Plat Drop slab Flush slab
Dinding Penahan
(Retaining Wall)
Struktur Bangunan Tinggi 55
DEFENISI BANGUNAN TINGGI 1-5 lantai > Bangunan rendah 5-10 lantai > Bangunan Sedang +10 lantai > Bangunan tinggi
GAYA
• Beban mati • Beban hidup • BebanHujan dan angin • Beban Seismik • Beban tekanan air dan tanah
BEBAN
BANGUNAN TINGGI
PENYALURAN GAYA PADA ANGUNAN TINGGI Gaya Vertikal • Semakin keatas sama besar atau, • Semakin keatas semakin kecil Gaya Horizontal • Semakin dapat meneruskan bahan horizontal semakin ringan beban horizontal
Gaya lateral adalah gaya angin dan gempa. Beban angin terkait dengan dimensi ketinggian bangunan, sedangkan beban gempa terkait dengan massa bangunan. • Rangka pengaku (braced frame) : terdiri dari kolom dan balok yang diberi pengaku diagonal,bisa berbentuk X atau K. • Dinding geser (shear wall) : komponen vertikal yang sangat kaku boleh mempunyai bukaan ±5%. Fungsi dinding geser dapat berubah menjadi dinding penahan beban (bearing wall) apabila menerima beban tegak lurus dinding geser. • Pada bangunan tinggi, lebih sering dipakai gabungan portal penahan beban dan dinding geser. SITEM PENAHAN GAYA LATERAL
BANGUNAN TINGGI Dinding
Geser Dinding geser (shear wall), mengakukan rangka dengan diberi dinding geser. Sistem tersebut akan menyebabkan kekakuan pada rangka.
BANGUNAN TINGGI
Triangulasi (triangulation), menjadikan rangka menjadi system segitiga (diberi ikatan angin tau bracing
BANGUNAN TINGGI
Hubungan kaku (joint rigidty), menciptakan sambungan kaku antara bagian rangka.
TINGGI Dilatasi Bangunan Proses dilatasi dilakukan dengan membuat struktur bangunan tidak memakai satu dinding sebagai pemisah. Bangunan yang satu memakai dinding sendiri dan bangunan sampingnya makai dinding sendiri. Sehingga walaupun terlihat menyatu sebenarnya terpisah. Ini dilakukan untuk mengurangi efek samping dari bencana gempa
BANGUNAN
Struktur Bangunan Bentang Lebar 66
Elemenelemen struktur utama Elemen-elemen struktur utama dikelompokan menjadi tiga kelompok utama, yaitu: • Elemen kaku yang umum digunakan: balok, kolom, pelengkung, pelat datar, pelat berkelengkungan tunggal dan cangkang. • Elemen tidak kaku atau fleksibel: kabel, membran atau bidang berpelengkung tunggal maupun ganda • Elemen‐elemen yang merupakan rangkaian dari elemen-elemen tunggal: rangka, rangka batang, kubah, dan jaring.
Cable Sistem Kabel
Struktur Kabel Cable Structure Cable/Kabel • Adalah sebuah sistem struktur yang bekerja berdasarkan prinsip daya tarik. • Terdiri atas kabel baja, sendi batang dan lain lain yang menyanggah sebuah struktur yang menjamin tertutupnya sebuah bangunan. • Bekerja sebagai gaya tarik Kelebihan • Paling ekonomis untuk menutup permukaan luar • Memberikan efisiensi ruang yang lebih besar • Cocok untuk bangunan permanen. Kekurangan • Tidak kuat terhadap gaya tekan • Mudah mengalami perubahan bentuk
Arc Sistem Pelengkung
Struktur Busur Arc Structure Arc/Busur • Adalah sebuah sistem struktur yang berupa elemen garis yang berbentuk busur. • Memiliki 2 tumpuan beban pada kedua kaki tempat ia berpijak. • Sering digunakan bersama space frame, kabel, folded plate Kelebihan • Sejauh apa bentangannya bisa lebih kuat • Tidak terlalu butuh biaya mahal Kekurangan • Membutuhkan tingkat kepresisian sehingga jika tidak tepat atau presisi, pemasangannya akan mengalami keruntuhan bangunan. • Struktur dan bentuk terbatas • Struktur dan bentuk harus simetris, untuk memperoleh kekuatan struktur.
Dome Sistem Kubah
Struktur Kubah Dome Structure Kubah/Dome • Adalah lasnjutan dari sistem busur/arch. • Biasanya dari batu bata, beton. Kelebihan • Paling aman terhadap gempa • Bentuk cukup simpel, lanjutan dari bentuk arch (busur) • Cocok untuk bangunan permanen. Kekurangan • Bentuk cenderung tidak fleksibel • Dinding yang tidak vertikal menyebabkan masalah utilitas ruang. Alternatifnya dengan kombinasi struktur lain.
Shell Sistem Cangkang
Struktur Cangkang Shell Structure Shell/Cangkang • Adalah sebuah sistem struktur yang bekerja berdasarkan prinsip daya tarik. • Tipe tipe shell yaitu silindris, shadow, linear. • Struktur bisa dari beton bertulang, kayu, plastik. • Cangkang adalah bentuk struktural berdimensi tiga yang kaku dan tipis serta mempunyai permukaan lengkung. Permukaan cangkang dapat mempunyai bentuk sembarang. Kelebihan • cocok digunakan untuk memikul beban merata pada atap gedung. Kekurangan • Sudut kemiringan bangunan tergantung iklim di daerah tersebut • Mudah mengalami perubahan bentuk
Pneumatic Sistem Udara tekan
Struktur Udara Tekan Pneumatic Structure Udara Tekan/Pneumatic • Ada 2 tipe, air inflated structure dan air suported structure • Air inflated mengandalkan tekanan udara di dalam bangunan untuk mengembangkan struktur. • Air supported mengandalkan tekanan udara di dalam struktur untuk mengembangkan struktur. • Bashan menggunakan turunan PVC. Kelebihan • Paling awet dan tahan lama diantara yang lain. • Tidak korosif dan berkonstruksi dengan udara • Dapat dikombinasikan dengan membran, sillicon fiber glass Kekurangan • Mudah terbakar • Dinding yang tidak vertikal menyebabkan masalah utilitas ruang. Alternatifnya dengan kombinasi struktur lain.
Struktur Membran Tensile Structure Membran/Tensile • Sistem struktur yg mrnggunakan struktur membran • Berbahan membran • Struktur ini memikul beban dengan tegangan tarik • Berbahan poliester Kelebihan • Ringan • Cukup simpel. Kekurangan • Jika di pasang pada bangunan skala kecil, mudah lepas dan rusak • Rawan sobek dan terbakar • Sangat tidak peka terhadap aerodinamika.
Tensile Struktur Membran
Space Frame
Struktur Space Frame Space Frame • Struktur yang dirakit dan saling terkait. • Biasanya dirakit terlebih dahulu sebelum di pasang ke bangunan inti. • Minimal bentangan selebar 6-8 meter. Kelebihan • Ringan • Mudah dirakit dilapangan • Mudah diangkut. • Kaku, kuat, Rigid, efisien. • Bisa dibentuk apa saja yang diinginkan Kekurangan • Biasanya pakai baja yang tidak tahan api. • Memerlukan tingkat presisi yang tinggi, sebab akan diekspos
Folded Plate
Struktur Folded Plate Folded Plate • Merupakan bentuk struktur yang memiliki kekuatan satu arah yang diperbesar dengan menghilangkan permukaan pelanar sama sekali dan membuat deformasi besarpada plat sehingga tinggi struktural pelat semakin besar. • Karakteristik suatu struktur bidang lipat adalah masing-masing elemen plat berukuran relatif rata (merupakan sederetan elemen tipis yang saling dihubungkan sepajang tepinya) Kelebihan • Segi konstruksinya adalah sebagai bidang vertikal, yang dapat menggantikankolom-kolomdan sekaligus menjadi bearing wall. • Sebagai bidang horisontal dapat menggantikan balok-balok. Batangan dapat dicapai lebih besar (dengan perbandingan tertentu antara bentangan dan tinggi lipatan) Kekurangan • Untuk di Indonesia sulit diterapkan sebab sedikit orang/tenaga yang terlatih untuk membuatnya.
2018