struktur bangunan bertingkat

EFISIENSI DALAM BANGUNAN BERTINGKAT TINGGI

Sekitar tahun 1930 hingga tahun 1970-an bermunculan bangunan-bangunan pencakar langit bertingkat tinggi di Amerika Serikat. Ini menandakan bahwa telah terjadi kemajuan teknologi yang pesat dalam bidang konstruksi selama 40 tahun tersebut. Diantaranya pembangunan gedung Empire State Building di New York dengan ketinggian lantai mencapai 102 lantai pada tahun 1930, Seagram Building setinggi 42 lantai pada tahun 1957, First National Bank di Chicago setinggi 60 lantai pada tahun 1969, World Trade Center setinggi 110 lantai pada tahun 1972, serta masih banyak bangunan-bangunan tinggi lainnya.

Dari tabel di atas kita dapat melihat perbandingan beberapa bangunan tinggi yang ada di Amerika Serikat dalam kurun waktu 40 tahun. Dari tabel tersebut kita melihat adanya pengelompokan tahun berdirinya bangunan tinggi tersebut dan jumlah lantainya, serta tinggi / lebar bangunan dan berat ( psf ) yang beragam. Pada pengelompokkan bangunan dengan tinggi ratusan lantai terlihat disana berat beban bangunan per m2 yang berbeda-beda. Ini menyatakan ada perubahan teknologi yang pesat. Empire State Building dengan ketinggian 102 lantai memiliki berat beban bangunan sebesar 42,2 psf, sedangkan pada bangunan World Trade Center dengan lantai 110 memiliki berat beban bangunan yang lebih ringan yakni 37 psf. Tentu perkembangan teknologi yang membuat perbedaan ini tampak. Agaknya pemilihan sistem struktur yang tepat serta bahan utama strukturnya menjadi pertimbangan yang penting dalam menentukan ketinggian bangunan dan berat bangunan tersebut.

Dalam tekno ekonomi sangat penting untuk mempertimbangkan faktor efisiensi dalam membangun bangunan tinggi. Pemilihan sistem struktur dan bahan seperti beton / baja turut mempengaruhi ketinggian jumlah lantai yang kemudian dapat ditentukan efisien tidaknya suatu bangunan tinggi itu. Dalam buku Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi ( Wolfgang Schueller ), Fazlur Khan mencoba membanding-bandingkan beberapa sistem struktur tersebut berkaitan dengan efisiensi yakni jumlah lantai maksimal serta pemilihan jenis strukturnya agar mencapai pembangunan yang optimal.

Gambar di atas merupakan perbandingan beberapa sistem struktur bangunan bertingkat tinggi antara teknologi beton dan teknologi baja serta perbandingan jumlah ketinggan lantai yang maksimal. Perbandingan tersebut sudah diteliti oleh Fazlur Khan dan memberikan keuntungan pada masa kini dalam menentukan sistem struktur mana yang paling tepat untuk batas ketinggian tertentu. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa Fazlur Khan telah memberikan kontribusi yang besar terhadap pemilihan sistem struktur pada bangunan tinggi dalam mencapai tingkat efisiensi yang baik.

BANGUNAN TINGGI DI INDONESIA

Indonesia memiliki banyak bangunan tinggi. Sistem struktur yang lazim dipakai ialah sistem struktur rigid frame dan flat slab. Walaupun ketinggiannya tidak sefenomenal bangunan-bangunan tinggi yang ada di Dubai, Cina, Malaysia dan negara-negara asia lainnya namun bangunan-bangunan tinggi di Indonesia patut diperhitungkan dari segi efisiensi dan fungsionalitasnya.

Salah satu contoh bangunan tinggi di Indonesia ialah Wisma BNI 46 di Jakarta. Bangunan ini memiliki ketinggian 262 m (hingga pucuk antena) dengan jumlah lantai sebanyak 48 lantai. Menara dengan fungsi perkantoran ini dirancang oleh Zeidler Roberts Partnership dan DP Architects Ltd.

Berdasarkan tabel perbandingan jumlah lantai dan sistem struktur yang digunakan, bangunan tinggi Wisma BNI 46 termasuk dalam kategori efisien. Sistem struktur utama rangka kaku beton dibandingkan dengan jumlah lantai 48 buah dengan sistem pengkaku tambahan seperti dinding geser merupakan sistem struktur yang cukup tepat dipakai.

Dengan demikian, pemilihan sistem struktur dan bahan utama seperti beton atau baja mempengaruhi efisiensi ketinggian lantai yang optimal. Teknologi beton dan baja sudah berkembang baik dan banyak diterapkan di Indonesia. Dengan perbandingan sistem struktur yang sudah dilakukan oleh Fazlur Khan tentu dapat banyak membantu pembangunan gedung-gedung tinggi di Indonesia dalam mencapai efisiensinya, dan yang penting adalah ‘bagaimana’ bangsa Indonesia terus mengembangkan teknologi tersebut dalam kaitannya dengan issue hemat energi yang dewasa ini melanda seluruh dunia sehingga bangunan tinggi dengan teknologi canggih tidak hanya menjadi icon saja melainkan memiliki keunggulan tersendiri dalam menjawab tantangan issue tersebut.

Sistem Struktur Bangunan Tinggi

Unsur-unsur strtuktur dasr bangunan adalah :
- Unsir Linear, berupa kolom dan balok yang mampu menahan gaya aksial dan gaya rotasi
- Unsur Permukaan, terdiri dari dinding dan plat
- Unsur Spasial, merupakan pembungkus fasade atau core (inti) dengan mengikat bangunan agar berlaku sebagai satu kesatuan.

Type sistem struktur bangunan bertingkat tinggi :
1. Dinding pendukung sejajar
Pararel bearing wall
2. Inti dan dinding pendukung fasade
Core and fasade bearing wall
3. Boks Berdiri sendiri
Self support box
4. Plat terkantilever
Cantilevered slab
5. Plat rata
Flat slab
6. Interspasial
interspatial
7. Gantung
suspention
8. Rangka Selang Seling
Staggered truss
9. Rangka Kaku
Rigid frame
10. Rangka Kaku dan Inti
Rigid frame and core
11. Rangka Trussed
Trussed frame
12. Rangka Belt trussed dan inti
Belt trussed frame and core
13. Tabung dalam tabung
Tube in tube
14. Kumpulan tabung
Bundled tube

Pemilihan sistem struktur bangunan tinggi tidak hanya berdasarkan atas pemahamana struktur dalam konteksnya semata, tetapi lebih kepada faktor fungsi terkait dengan kebutuhan budaya, sosial, ekonomi dan teknologi.
Beberapa faktor dalam perencanaan sistem pembangunan struktur bangunan tinggi adalah :
1. Pertimbangan umum ekonomi
2. Kondisi tanah
3. Rasio tinggi lebar suatu bangunan
4. Pertimbangan fabrikasi dan pembangunan
5. Pertimbangan mekanis (sistem utilitasnya)
6. Pertimbangan tingkat bahaya kebakaran
7. Pertimbangan peraturan bangunan setempat
8. Ketersediaan dan harga bahan konstruksi utama