Struktur Bangunan Tinggi Skytree [PDF]

Citation preview

UAS PERENCANAAN SRTUKTUR BANGUNAN TINGGI



NAMA



: RODIAH TULHIJA M



NO.BP



: 17240010



DOSEN



: HAZMAL HERMAN ,S.T,M.T



PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS DHARMA ANDALAS PADANG 2020



KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr.Wb Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberi kami taufik, hidayah serta inayah-Nya. Hanya dengan kehendak-Nya lah sehingga saya bisa menyelesaikan UAS Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi yang dilaksanakan secara daring (Online). Saya sebagai Penulis, mengucapkan terimakasih kepada : 1. Orang Tua dan Keluarga yang selalu memberi dukungan, semangat serta doa untuk kami. 2. Dosen Pengampu mata kuliah Perencanaan Struktur Bangunan Tinggi, yang telah membimbing kami sehingga perkuliahan berjalan dengan lancar, Kami sadar, sebagai seorang mahasiswa yang masih dalam proses pembelajaran, penulisan makalah ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan, agar penulisan makalah yang lebih baik lagi di masa yang akan datang. Wassalamu’alaikum Wr. Wb



Padang, 28 Januari 2021



Penulis



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................................................. 1 BAB I ............................................................................................................................................................ 3 PENDAHULUAN ....................................................................................................................................... 3 1.1



Latar Belakang ............................................................................................................................ 3



1.2



Tujuan penulisan ........................................................................................................................ 4



1.3



Manfaat Penelitian ...................................................................................................................... 4



BAB II .......................................................................................................................................................... 5 PEMBAHASAN .......................................................................................................................................... 5 2.1



Profil SkyTree ............................................................................................................................. 5



2.2



Sistem Struktur Sky Tree Tower ............................................................................................... 6



a.



Pondasi ......................................................................................................................................... 6



b.



Pemanfaatan Kolom Tengah...................................................................................................... 7



c.



Diameter dan kualitas bahan ..................................................................................................... 7



d.



Oil Dumper untuk penahan gaya leteral .................................................................................. 7



e.



Tangga sebagai massa tambahan .............................................................................................. 8



2.3



Fungsi dan Keunggulan Skytree ................................................................................................ 9



2.4



Proses Pembangunan Sky Tree Tower ................................................................................... 10



BAB III....................................................................................................................................................... 11 PENUTUP.................................................................................................................................................. 11 3.1



Kesimpulan ................................................................................................................................ 11



2



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ketika memperhitungkan paparan keseluruhan ke lima bencana alam utama (banjir sungai, gempa bumi, badai angin, gelombang badai dan tsunami) Tokyo tetap menjadi yang pertama. Tetapi gempa bumi adalah kekhawatiran utama Tokyo. Ibukota Jepang terletak tepat di Cincin Api Pasifik , tempat 37 juta warganya terancam oleh gempa bumi dan bencana alam lainnya setiap hari. Cincin Api adalah lempeng tektonik di Cekungan Pasifik yang bertanggung jawab atas 90% gempa bumi dunia dan 81% gempa terkuat di dunia. Selain aktivitas tektoniknya yang tinggi, Jepang juga memiliki 452 gunung berapi, menjadikannya lokasi geografis yang paling mengganggu dalam hal bencana alam. Menurut organisasi internasional Swiss Re, 29,4 juta penduduk Tokyo akan terpapar gempa kuat. Tetapi gempa bumi bukan satu-satunya bencana alam yang menjadi faktor: muson, tsunami, dan banjir semuanya terjadi di wilayah tersebut. Aspek penting dalam memahami ancaman terhadap Tokyo adalah bagaimana peristiwa-peristiwa ini akan bergema di skala dunia. Dengan kata lain, nilai hari kerja yang hilang akibat bencana alam di Tokyo akan memengaruhi ekonomi internasional hingga tingkat yang lebih besar daripada di kota-kota rawan bencana lainnya, karena Tokyo adalah pusat keuangan global utama . Jepang akan memiliki bangunan tertinggi kedua di dunia, Tokyo Sky Tree. Gedung dengan tinggi 634 meter ini diklaim tahan guncangan gempa. Jepang memang kerap diguncang gempa sepanjang tahun. Operator Tokyo Sky Tree memastikan bangunan yang juga disebut sebagai menara komunikasi tertinggi di dunia ini, tidak akan rubuh saat gempa mengguncang Jepang. “Tokyo Sky Tree dibangun dengan teknologi yang dimiliki Jepang,” jelas Deputi Manager Tokyo Sky Tree Town Yoshihito Imamura. Pada hari Selasa 17 April 2012, gedung yang puncaknya ‘diisi’ menara komunikasi ini, dibuka untuk pekerja media dari dalam dan luar negeri. Menara baru dibuka untuk umum pada 22 Mei. “Ketika berada di atas, Anda akan melihat seluruh wilayah Tokyo. Anda akan melihat lengkungan bumi,” jelas Imamura, seperti dilansir AFP, Kamis (19/4/2012). Sekira 1.000 wartawan yang diundang diajak melihat pilar sentral, yang memiliki 2.500 anak tangga yang menghubungkan dari lantai dasar hingga ke puncak menara. “Ketika gempa besar



3



mengguncang, pilar sentral yang terbuat dari beton dan struktur luar dari pipa baja bergoyang ke arah yang berlawanan karena perbedaan dalam berat,” kata Juru Bicara Tokyo Sky Tree Sho Toyoshima. “Ini berarti mereka dapat mengurangi energi yang akan menghantam menara hingga 50 persen,” tambah Sho. Sejak gempa besar yang mengguncang Jepang pada Maret 2011, wilayah Tokyo terus diguncang sekitar 1,5 gempa setiap hari. Warga di kota padat penduduk itu khawatir akan terjadi gempa maha besar pada masa depan. Gedung ini diharapkan menarik wisatawan asing. Sejak gempa dan tsunami tahun lalu, jumlah wisawatan asing yang mengunjungi Jepang, menurun drastis. Yang menarik, bangunan ini memiliki dua ruangan observasi yang bisa dimasuki umum, yakni pada ketinggian 350 meter dan 450 meter. Tokyo Sky Tree lebih tinggi dibandingkan Canton Tower di China yang tingginya 600 meter dan CN Tower di pusat kota Toronto yang tinggi 553 meter. Tokyo Sky Tree kalah dari Burj Khalifa di Dubai yang tingginya mencapai 828 meter.



1.2 Tujuan penulisan 1. Untuk mengetahui sistem struktur Sky Tree 2. Untuk mengetahui sisitem penahan gaya lateral 3. Untuk mengetahui fungsi dan keunggulan Sky Tree



1.3 Manfaat Penelitian Agar pembaca memahami tentang Sistem struktur pada bangunan tinggi



4



BAB II PEMBAHASAN



2.1 Profil SkyTree Tokyo Skytree (東京スカイツリー Tōkyō Sukai Tsurī, Pohon Langit Tokyo), sebelumnya disebut New Tokyo Tower (新東京タワー, Menara Tokyo Baru) adalah menara siaran, observasi, dan rumah makan di Sumida, Tokyo, Jepang. Menara ini telah menjadi struktur tertinggi di Jepang sejak tahun 2010, dan mencapai ketinggian akhir 634 m pada bulan Maret 2011, sekaligus menjadikannya sebagai menara tertinggi di dunia, melampaui Menara Canton di Guangzhou, dan merupakan struktur tertinggi nomor dua di dunia setelah Burj Khalifa (829,84 m).



Gambar 1. Sky Tree Tower



Data – data Menara Sky Tree : Jenis : Menara siaran, rumah makan, dan menara observasi Lokasi : Sumida, Tokyo, Jepang Mulai : dibangun 14 Juli 2008 Selesai : 29 Februari 2012 5



Pembukaan : 22 Mei 2012 Biaya : ¥40 miliar (AS$440 juta) Pemilik : Tobu Tower Skytree Co., Ltd. Tinggi Menara antenna : 634,0 m (2080 ft) Atap : 495,0 m (1624 ft) Lantai atas : 450,0 m (1476 ft) Informasi teknis Lift : 13 Desain dan konstruksi Arsitek : Nikken Sekkei Pengembang : Tobu Railway Kontraktor utama : Obayashi Corp.



2.2 Sistem Struktur Sky Tree Tower a. Pondasi Pondasi berbentuk segitiga, didukung oleh keterbatasan tanah yang disediakan juga seperti halnya konsep tripod pada kamera. Bentuk segitiga pada dasar bangunan dikira dapat menambah kekuatan gempa dan menerus ke bagian atas gedung beruba kolom dan struktur yang silinder.



Gambar 2. Pondasi Sky Tree



6



b. Pemanfaatan Kolom Tengah Konsep pemanfaatan kolom tengah diadopsi dari rumah tradisional jepang yang telah ada jauh sebelum gedung ini akan dibangun, dimana terbukti “Rumah Pagoda Kayu Lima Susun” begitulah sebutan rumah tersebut tetap bertahan walupun terjadi gempa berkali-hali hingga saat ini. Fungsi dan ketinggian yang berbeda dari kedua bangunan tersebut mengharuskan perencana untuk menambahkan berbagai metode dan inovasi selain kolom tengah sebagai faktor utama peredam gempanya agar perkuatan terhadap gempa oleh peredam gempa dapat bekerja ribuan kali lipat sesuai dengan pemanfaatan dan dimensi gedung



c. Diameter dan kualitas bahan Diameter dan kualitas bahan yang digunakan pada kolom tengah tersebut, berbeda dengan kolom pada umumnya untuk gedung Tokyo Sky Tree ini dimana seringkali banyak menggunakan kolom silinder, memiliki ukuran diameter yang sangat besar yaitu 8 meter. Tentunya untuk mendukung struktur baja sebesar itu memerlukan kualitas baja dan bahan terbaik lainnya.



Gambar 3. Kolom Silinder RC Pada Sky Tree



d. Oil Dumper untuk penahan gaya leteral Bahan yang dogunakan untuk peredam gempa adalah Peredam Oil damper, yang juga sering disebut fluid viscouse damper (FVD). Dimana terdapat kolom tengah adalah silinder RC, yang dipisahkan dari struktur rangka baja pada ketinggian 125 m ke atas. Massa silinder RC di bagian ini digunakan sebagai bobot (tuned mass damper) untuk sistem kontrol getaran. Peredam oli dipasang antara silinder RC dan rangka baja untuk mengontrol perpindahan silinder dan meningkatkan kinerja



7



peredam menara utama. Dimana prinsip kerja peredam ini yaitu memberikan perlawanan gaya melalui pergerakan yang dibatasi. Gaya yang diberikan oleh FVD timbul, akibat adanya gaya luar yang berlawanan arah, bekerja pada alat tersebut. Peralatan ini bekerja, dengan menggunakan konsep mekanika fluida dalam mendispasikan energi. Mekanisme kerja ini, dianalogikan seperti suspensi atau shock absorbser pada mobil, yang digunakan untuk mengatur pergerakan pegas di posisi tumpuan. Oil damper dipasang disepanjang penyangga utama yaitu kolom tengah, sebagai pembatas antara bagian dalam menara atau struktur lainnya.



Gambar 4. Perletakan Oil Dumper Pada Sky Tree



e. Tangga sebagai massa tambahan Untuk mengontrol gerakan yang berayun dari suatu struktur secara keseluruhan selama gempa bumi dengan memberikan massa tambahan (menyeimbangkan berat) sehingga bergerak dalam waktu yang sedikit tertunda dari gerakan yang diayun dengan cara penyeimbang untuk memicu pergerakan pergerakan berat. Biasanya, baja ingot atau massa beton digunakan sebagai massa tambahan, dan kadang-kadang peralatan untuk membangun sistem layanan, atau akumulator panas, digunakan untuk tujuan yang sama. Kasus sekarang dari kolom inti (tangga) yang digunakan sebagai massa tambahan, tangga ini disebut Shinchu-seishin (sistem kendali getaran silinder) berdasarkan pilar utama arsitektur tradisional Jepang, Gojunoto (pagoda lima tingkat). Sistem ini dapat mengontrol getaran dan mengurangi beban gempa yang bekerja pada menara hingga sekitar 40%. Tangga dipasang mengelilingi kolom tengah sebagai massa tambahan menjadikan upaya ini menjadi yang pertama di Dunia.



8



Gambar 5. Tangga Yang Mengelilingi Kolom Tengah



2.3 Fungsi dan Keunggulan Skytree Menara ini telah menjadi struktur tertinggi di Jepang sejak tahun 2010, dan mencapai ketinggian akhir 634 m pada bulan Maret 2011, sekaligus menjadikannya sebagai menara tertinggi di dunia , melampaui Menara Canton di Guangzhou, dan merupakan struktur tertinggi nomor dua di dunia setelah Burj Khalifa (829,84 m).Pembangunan menara ini dipimpin oleh Tobu Railway dibantu oleh konsorsium enam stasiun penyiaran terestrial yang dikepalai oleh NHK. Menara ini berada di tengah-tengah proyek pengembangan kawasan di antara Stasion Sky Tree dan Stasiun Oshiage, sekitar 7 km timur laut Stasiun Tokyo. Salah satu dari fungsi utama menara ini untuk merelai sinyal siaran radio dan televisi. Fasilitas yang ada sekarang ini di Menara Tokyo (tinggi 333 m) tidak cukup tinggi untuk menyiarkan televise terrestrial digital karena dikelilingi oleh banyak bangunan-bangunan tinggi. Proyek pembangunan menara ini selesai pada 29 Februari 2012, dan dibuka untuk umum pada 22 Mei 2013.



9



2.4 Proses Pembangunan Sky Tree Tower



10



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan



Jepang memiliki bangunan tertinggi kedua di dunia, Tokyo Sky Tree. Gedung dengan tinggi 634 meter ini diklaim tahan guncangan gempa. Jepang memang kerap diguncang gempa sepanjang tahun. Operator Tokyo Sky Tree memastikan bangunan yang juga disebut sebagai menara komunikasi tertinggi di dunia ini, tidak akan rubuh saat gempa mengguncang Jepang. “Tokyo Sky Tree dibangun dengan teknologi yang dimiliki Jepang,” jelas Deputi Manager Tokyo Sky Tree Town Yoshihito Imamura. Sky Tree di design menggunakan pondasi penampang dengan berbentuk segitiga, dimana pada bagian pondasi mamakai oil dumper untuk menahan gaya lateral atau Gempa. Dan di samping itu tower ini menggunakan struktur kolom tengah dengan di kelilingi oleh tangga yang berbahan baja.



11



JAWABAN NOMOR 1



Secara umum limit states dapat dibagi dalam dua kategori. a. Ultimate limit states, yang berhubungan dengan maximum load dan carrying capacity. Pencapaian kondisi ultimate limit states, berarti struktur berada diambang keruntuhan dan harus dihindari. Dengan demikian probability of occurrence tercapainya kondisi ultimate limit state harus sangat rendah. Ultimate limit states meliputi: 1) Kehilangan keseimbangan sebagian atau keseluruhan struktur yang diperlakukan sebagai rigid body (overturning, sliding). 2) Keruntuhan critical section dari komponen struktur. 3) Transformasi struktur atau komponen struktur kearah suatu mekanisme. Mekanisme yang dipilih, yaitu agar sendi-sendi plastis hanya terjadi pada komponen-komponen struktur yang memiliki kapasitas rotasi yang cukup (strong column-weak beam concept). 4) Instability yang dipacu oleh deformasi yang berlebihan. 5) Deterioration yang ditimbulkan oleh fatigue effects. 6) Plastic atau creep deformation dan peretakan yang akan merubah geometry struktur b. Seciceability limit state, yang meliputi: 1) Deformasi yang berlebihan yang mempengaruhi pemakaian struktur.



2) Peretakan premature atau retakan yang berlebihan. 3) Deterioration dan corrosion. 4) Vibration yang berlebihan.



A. Standar Perencanaan. Secara umum, Standar/Peraturan perencanaan struktur yang umum dipakai saat ini adalah konsep LRFD (Load Resistance Factor Design), yaitu konsep ketahanan struktur terhadap beban terfaktor dengan tinjauan adanya faktor reduksi kekuatan pada masingmasing komponen struktur yang diproporsikan. Besaran faktor beban (load factors) dan faktor reduksi (reduction factors) sedikit berbeda dari satu negara ke negara lainnya. Walaupun demikian, hasil akhirnya tidak mengakibatkan perbedaan yang besar. Pengertian umumnya adalah, suatu struktur dinyatakan kuat bila dalam setiap perencanaan kekuatan dipenuhi :  Rn ≥ U dimana :  = faktor reduksi kekuatan Rn = kuat nominal U = kuat perlu yang disyaratkan = faktor pembesaran beban dikalikan beban layan (beban rencana) Rn = kuat rancang yang tersedia. B. Sistem Struktur Lantai Tebal dari suatu pelat lantai memainkan peranan yang penting di samping dimensi- dimensi lainnya dalam suatu perencanaan, baik dari segi kekuatan maupun kekakuannya. Ditinjau dari pemikulannya, pelat dapat dibagi dalam 2 macam, yaitu : a. Pelat yang memikul dalam satu arah (one-way slab) b. Pelat yang memikul dalam dua arah (two-way slab) Besarnya beban yang didistribusikan pada masingmasing arah tergantung dari berbagai factor, antara lain : a. Kekakuan dari pelat



b. Perbandingan sisi panjang dan pendek dari pelat c. Kekakuan dari balok-balok tumpuannya d. Jenis-kondisi perletakannya Dalam hal sisi-sisi pelat ditumpu oleh balok-balok, maka balok-balok tumpuan tersebut akan menyalurkan beban-beban tadi langsung kepada tumpuan-tumpuan kolom



Perencanaan Pelat Lantai Tanpa balok Terhadap Beban Lateral Perencanaan struktur terhadap beban lateral dengan lantai “flat plate” dan “flat slab” dapat dilakukan dengan cara biasa seperti yang umum dilakukan selama ini, tetapi dengan mereduksi kekakuan pelat yang ada. Disini hanya sebagian dari lebar pelat yang dianggap efektif, yang selanjutnya dinyatakan sebagai lebar efektif



Berbagai Sistem Struktur Rangka Gedung (Building Frames). Klasifikasi sistem struktur pada gedung tinggi



STRUKTUR UTAMA BANGUNAN TINGGI



Sistem Rangka Terbuka (Open Frame) Sistem ini juga sering dinamakan sebagai sistem portal-terbuka atau disebut juga sebagai moment-frame atau open moment-frame



Sistem frame-truss atau frame-wall Sistem struktur ini terdiri dari frame yang dikombinasikan dengan truss (bracing) dari baja atau berupa shear-wall sebagai pengganti truss atau bracing



Struktur Sistem Tabung (tubular). a. Makin tinggi bangunan, kelangsingan core, wall dan frames sudah tidak cukup efektif dalam memikul / menahan beban lateral. b. Dengan demikian, perimeter struktur gedung harus diaktifkan sehingga seluruh struktur dapat berperilaku seperti “Huge Cantilever Tube”



Kesimpulan. a. Setiap subsistem seperti lantai dan facade serta subsistem lainnya yang bersifat repetitif harus direncanakan secara optimal. b. Constructability dan kecepatan membangun perlu mendapat perhatian khusus. c. Irregularitas bentuk dan sistem struktur diusahakan seminimal mungkin. d. Kekakuan dan stabilitas struktur makin berperan jika struktur makin tinggi. e. Setiap sistem struktur hanya bisa diterapkan didalam limit ketinggian tertentu.