Kuliah-tamu-unrika-batam-9-juni-2012.pdf

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/311379745

Menyongsong Era Pembangunan Gedung Super-Tinggi dan Mega-Tinggi di Indonesia Conference Paper · June 2012

CITATIONS

READS

0

1,614

1 author: Wiryanto Dewobroto Universitas Pelita Harapan 28 PUBLICATIONS   10 CITATIONS    SEE PROFILE

Some of the authors of this publication are also working on these related projects:

Writing a book regarding Castellated Beam design View project

ANALISIS STABILITAS PERANCAH BERTINGKAT dengan ADVANCE ANALYSIS dan D.A.M View project

All content following this page was uploaded by Wiryanto Dewobroto on 04 December 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file.

Menyongsong Era Pembangunan Gedung Super-Tinggi dan Mega-Tinggi di Indonesia1    

Wiryanto Dewobroto   Universitas Pelita Harapan [email protected] 

    Abstrak    Pelaksanaan gedung tinggi tidak sekedar masalah menambah jumlah lantai saja. Itu  terkait erat dengan kemajuan ilmu dan teknologi untuk material, komputer simulasi  (gempa, angin maupun tahapan konstruksi), uji terowongan angin, sistem perancah,  pompa  beton  kapasitas  tinggi  dan  lainnya.  Dapat  dikatakan,  mempelajari  progress  kemajuan gedung tinggi, ibarat mengenal kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi  itu sendiri. Saat ini gedung tinggi tidak sekedar super‐tinggi, dengan selesainya Burj‐ Khalifa Tower (828 m, 2010) di Dubai, maka era gedung mega‐tinggi sudah dimulai.  Apakah  itu  relevan  dipelajari.  Jangan  salah  sangka,  meskipun  penduduk  Indonesia  mayoritas  masih  asing  dengan  gedung‐gedung  tinggi  (kecuali  di  Jakarta),  ternyata  CTBUH (2012) mencantumkan nama Indonesia atas adanya rencana pembangunan  gedung  mega‐tinggi  (>  600  m)  di  Jakarta.  Fakta  tak  terduga,  oleh  karena  itu  tidak  salah  kiranya  jika  para  praktisi  dan  akademisi  bidang  rekayasa  teknik  sipil  perlu  mempersiapkan  diri.  Itulah  salah  satu  maksud  ditulisnya  makalah  ini,  yang  berisi  pengenalan lebih dekat, melalui pendekatan yang komprehensif tetapi memotivasi,  berdasarkan falsafah ilmu struktur untuk memahami kemajuan rekayasa teknik sipil  pada gedung‐gedung high­rise, super­tall maupun yang trend saat ini : mega­tall.    Key words : high­rise, tall­building, super­tall, mega­tall, CTBUH     

                                                              1  

 

Kuliah umum "Permasalahan & Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Program Studi Teknik Sipil,  Fakultas Teknik, Universitas Riau Kepulauan, Batam, Sabtu 9 Juni 2012, yang telah disampaikan juga  sebagai seminar di kampus UPI‐YAI, Jakarta (31 Mei 2012) dan UAJY, Yogyakarta (9 Mei 2012). 

1 / 97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

   

Menyongsong Era Pembangunan Gedung Super-Tinggi dan Mega-Tinggi di Indonesia    

Wiryanto Dewobroto   Universitas Pelita Harapan [email protected]   

   

DAFTAR 1.  2.  3.  4.  5.  6.  7.  8.                                                       

ISI

  Konstruksi dan Peradaban .........................................................................................................4  Peradaban dan Kemampuan Rekayasa ................................................................................5  Pentingnya Kemampuan Komunikasi pada Kompetensi Rekayasa ........................6  Keuntungan Menguasai Kompetensi Rekayasa Secara Mandiri ...............................9  Bangunan, Ahli Bangunan dan Insinyur............................................................................ 10  Bagaimana Menjadi Insinyur dan Tidak Sekedar Ahli Bangunan ......................... 13  Karakter Bangunan Tinggi dan Bangunan Bentang Panjang................................... 15  Bangunan Gedung terhadap Gempa dan Angin ............................................................. 17  8.1.  Umum................................................................................................................................... 17  8.2.  Karakteristik Penting Bangunan terhadap Gempa dan Angin .................. 18  8.3.  Sistem Struktur Penahan Lateral ............................................................................ 19    8.3.1.  Sistem struktur dan jumlah lantai.......................................................... 19    8.3.2.  Gedung tinggi dan analogi kolom kantilever..................................... 22    8.3.3.  Sistem rigid frame .......................................................................................... 23    8.3.4.  Sistem braced­frame ..................................................................................... 24    8.3.5.  Sistem ganda, kombinasi braced / wall dengan frame.................. 26    8.3.6.  Sistem coupled shear wall........................................................................... 31    8.3.7.  Sistem dengan outrigger dan belt­truss ............................................... 34    8.3.8.  Sistem framed­tube........................................................................................ 37    8.3.9.  Sistem trussed­tube ....................................................................................... 40    8.3.10.  Sistem bundled­tube...................................................................................... 41  8.4.  Hubungan Bangunan, Tanah, Gaya Gempa dan Angin. ................................. 43    8.4.1.  Perilaku dinamik gempa pada bangunan tinggi .............................. 43    8.4.2.  Pengaruh angin pada bangunan tinggi................................................. 46    8.4.3.  Perilaku dinamik angin pada bangunan tinggi................................. 46  8.5.  Perilaku Khusus Sistem Struktur Tahan Gempa.............................................. 48    8.5.1.  Sistem struktur dengan dissipasi enerji .............................................. 48    8.5.2.  Sistem portal daktail : Special Moment Frames (SMF).................. 49    8.5.3.  Sistem rangka diagonal khusus (SCBF) ............................................... 51    8.5.4.  Sistem dinding‐geser (shear­wall) ......................................................... 53    8.5.5.  Sistem rangka diagonal eksentris (EBF) ............................................. 54    8.5.6.  Special Truss Moment Frames (STMF) .................................................. 55    8.5.7.  Buckling­Restrained Braced Frames (BRBF)...................................... 56    8.5.8.  Special Plate Shear Walls (SPSW) ........................................................... 56  8.6.  Sistem Isolasi Seismik .................................................................................................. 57 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

2/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

   8.7.  Teknologi Antisipasi Goyangan pada Bangunan Tinggi ............................... 60      8.7.1.  Teori Goyangan (Dinamika Struktur)................................................... 60      8.7.2.  Strategi real memperbesar koefisien dumping struktur............. 64  9.  Bangunan Tinggi (Tall Building)........................................................................................... 67    9.1.  Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) ................................ 67    9.2.  Apa itu Gedung Tinggi ?............................................................................................... 67    9.3.  Bagaimana Gedung Tinggi Diukur ?....................................................................... 69    9.4.  Perbedaan Gedung dan Menara Telekomunikasi (Observasi).................. 70    9.5.  Sistem Struktur Bangunan Tinggi berdasarkan Jenis Material................. 71  10.  Struktur Komposit dan struktur Campuran.................................................................... 72    10.1.  Umum  ................................................................................................................................. 72    10.2.  Struktur Komposit ......................................................................................................... 72    10.3.  Struktur Campuran........................................................................................................ 80  11.  Era Gedung Mega‐tinggi (> 2020)........................................................................................ 81  12.  Sekelumit Fakta di Balik Gedung Tertinggi Dunia 2012............................................ 83    12.1.  Gedung Beton Tertinggi Saat Ini.............................................................................. 83    12.2.  Angin dan Bentuk Bangunan..................................................................................... 89    12.3.  Sosok Insinyur Perencana Burj Khalifa................................................................ 91  13.  Partisipasi Indonesia dalam Era Mega‐Tinggi................................................................ 94  14.  Kesimpulan dan Penutup ......................................................................................................... 95  15.  Ucapan Terima Kasih ................................................................................................................. 96  16.  Daftar Pustaka ............................................................................................................................... 96    Tentang Pemakalah ................................................................................................................................. 97         

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

3/97 

Menyongsong Era Pembangunan Gedung Super-Tinggi dan Mega-Tinggi di Indonesia2  

Wiryanto Dewobroto   Universitas Pelita Harapan [email protected] 

 

1. KONSTRUKSI DAN PERADABAN  Tidak perlu disangkal lagi, adanya kebanggaan dan kepercayaan diri akan kemajuan  negara atau bangsa, perlu bukti fisik dengan adanya bangunan besar dan megah. Hal  ini  sudah  terjadi  sejak  awal  mula  peradaban.  Ingatlah  legenda  Menara  Babel  yang  tertulis di kitab Kejadian, karya tulis manusia tertua yang masih terpelihara sampai  sekarang.  Juga  adanya  peninggalan  bangunan  kuno  di  tiap‐tiap  peradaban  maju  yang  dianggap  pernah  ada,  misal  bangunan  Piramid  dari  jaman  Mesir  kuno  dan  Maya (Meksiko kuno), ataupun Tembok Besar di China. Itu semua menjadi petunjuk,  betapa tingginya tingkat kemajuan peradaban bangsa‐bangsa tersebut.   Kebiasaan seperti di atas, ternyata masih berlanjut sampai sekarang. Negara‐negara  kaya baru, mereka juga tidak mau ketinggalan membuat bangunan besar dan megah,  baik berupa gedung tinggi maupun jembatan bentang panjang. Contoh nyata, negara  Uni  Emirat  Arab,  yang  dahulu  hanya dikenal akan  padang pasirnya, onta  dan buah  kormanya.  Saat  ini,  karena  hasil  minyak  telah  menjadikannya  negara  maju  (kaya),  mereka  membuat  gedung  pencakar  langit  tertinggi  di  Dubai,  Burj  Khalifa  (828  m),  yang baru saja diresmikan pada  bulan Januari tahun  2010 lalu. Gedung  itu sengaja  dibangun lebih tinggi dari pencakar langit tertinggi di Taiwan, Taipei‐101 (509 m),  yang  ketika  diresmikannya  (2004)  adalah  gedung  tertinggi  di  dunia  mengalahkan  Menara Petronas (452 m) di Kuala Lumpur, Malaysia. Jadi ketika gedung Taipei‐101  di  Taiwan  dilampaui  tingginya  oleh  gedung  Burj  Khalifa  di  Dubai,  maka  otomatis  gedung tersebut menjadi gedung bertingkat tertinggi di dunia saat ini.   Suatu negara berupaya membangun sesuatu yang tertinggi atau semacamnya, agar  meningkat reputasinya, dianggap terkemuka. Jadi saat gedung Burj Khalifa, di Dubai,  menjadi gedung pencakar langit tertinggi dunia, maka bangsa lain harus  mengakui  bahwa penguasa Dubai memang terkemuka, maju dan kaya. Kemajuan  negara atau  kekayaan peradaban dapat diukur dari bangunan besar dan megah di wilayahnya.                                                                2  

 

Kuliah umum "Permasalahan & Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Program Studi Teknik Sipil,  Fakultas Teknik, Universitas Riau Kepulauan, Batam, Sabtu 9 Juni 2012, yang telah disampaikan juga  sebagai seminar di kampus UPI‐YAI, Jakarta (31 Mei 2012) dan UAJY, Yogyakarta (9 Mei 2012). 

4 / 97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

2. PERADABAN DAN KEMAMPUAN REKAYASA   Jika  ada  hubungan  antara  kemajuan  peradaban  bangsa  dan  keberadaan  bangunan  megah, maka kita juga bisa berbangga diri. Indonesia punya bangunan megah juga,  seperti  candi  Borobudur  dan  Prambanan.  Meskipun  itu  sudah  kuno,  tetapi  adalah  fakta bahwa bangsa kita dahulu telah memiliki tingkat peradaban yang tinggi (kaya).   Tetapi  sayang,  fakta  adanya  bangunan  megah  bukanlah  petunjuk  bahwa  bangsa  di  wilayah tersebut juga mempunyai kompetensi mendirikan bangunan atau rekayasa  konstruksi  yang  maju.  Sepintas  terkesan  bertentangan  dengan  keyakinan  umum,  yang seakan‐akan secara otomatis menganggap bahwa bangunan megah yang ada di  suatu  wilayah  adalah  hasil  kemampuan  membangun  bangsa  di  wilayah  itu  sendiri.  Keberadaan bangunan megah di suatu wilayah dan kemajuan kompetensi rekayasa  dari penduduknya, kadang kala tidak ada hubungannya sama sekali.   Untuk mendapatkan pengertian bahwa peradaban tinggi (kaya) tidak selalu terkait  dengan tingginya kompetensi bangsa tersebut di bidang rekayasa, maka ada baiknya  belajar dari informasi yang terkait dengan pembangunan gedung tertinggi yang baru  saja dibahas. Informasi yang diulas adalah yang berkaitan dengan kepemilikan, asal  negara  pembuatan  rencana  (desain)  dan  pelaksanaan  pembangunannya.  Kesemua  informasi tersebut disajikan dalam bentuk tabulasi (lihat Tabel 1).   Tabel 1. Gedung­gedung tertinggi dunia, pemilik dan pelaksananya (Sumber Wikipedia)  No. 

Nama gedung (tinggi)  kota lokasi, negara 

Pemilik  (negara) 

Perencana struktur  (negara) 

Kontraktor utama  (negara) 

1 

Burj Kalifa (828 m)  Dubai, Uni Emirat Arab 

Emaar Properties  (Uni Emirat Arab) 

Skidmore, Owings and  Merrill (USA) 

Samsung (Korea) 

2 

Taipei 101 (509 m)  Taipei, Taiwan 

Taipei Financial Center  Corp. (Taiwan) 

Thornton Tomasetti  (USA) 

KTRT Joint Venture  (Jepang) 

3 

Menara Petronas (452)  Kuala Lumpur, Malaysia 

KLCC Holdings Sdn  Bhd (Malaysia) 

Thornton Tomasetti  (USA) 

Hazama (Jepang)  Samsung (Korea) 

  Selanjutnya perhatikan hubungan antara negara pemilik, perencana dan kontraktor  dengan wilayah negara tempat didirikannya, ternyata hanya unsur pemiliknya saja  yang berhubungan. Perencana dan kontraktor pembangunan bisa datang dari mana  saja,  atau  dengan  kata  lain  pembangunan  gedung  bertingkat  megah  tersebut  tidak  harus  berasal  dari  bangsa  atau  penduduk  asli  di  wilayahnya  tersebut.  Jadi  adanya  bangunan  megah  di  suatu  wilayah  bukan  indikasi  bahwa  kompetensi  bangsanya  telah  maju  di  bidang  rekayasa  dan  teknologi  konstruksi.  Itu  hanya  membuktikan  bahwa  bangsa  tersebut  cukup  kaya  mengupayakan  bangunan  megah  terwujud.  Agar kaya, suatu bangsa atau negara umumnya harus maju dan beradab.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

5/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

3. PENTINGNYA KEMAMPUAN KOMUNIKASI PADA KOMPETENSI REKAYASA   Kemampuan  bangsa  manusia  mendirikan  bangunan  besar,  megah  tidak  diragukan  lagi. Ketika ada sekelompok manusia, atau suatu bangsa meragukan bahwa sesuatu  tidak akan bisa dibangun atau didirikan, ternyata di sudut dunia lain, ada manusia  atau bangsa yang berhasil membuktikan bahwa itu bisa didirikan.    Bagi  bangsa  yang  masih  meragukan  kompetensi  membangun  sendiri,  tetapi  masih  berkeinginan kuat mendirikan sesuatu yang akan dibangun dan punya modal cukup,  maka solusinya penyelesaiannya adalah cukup sederhana, yaitu komunikasi.   Adanya kemampuan komunikasi yang baik memungkinkan terjadinya sharing antar  manusia  secara  menguntungkan.  Seperti  diketahui  bersama,  kemampuan  manusia  sangat beragam, sangat jarang yang menguasai segala‐galanya. Di satu sisi ada yang  punya  materi  berlebih  tapi  tanpa  keahlian  yang  diperlukan,  sedangkan  di  sisi  lain  punya  keahliannya  tapi  juga  membutuhkan  materi.  Komunikasi  menghasilkan  titik  temu. Salah satu unsur penting dalam komunikasi adalah kemampuan berbahasa.  Hubungan  antara  kemampuan  berbahasa  dan  membangun,  ternyata  sangat  lekat.  Bahkan jika salah satu dari itu tidak ada, bangunan tidak akan dapat berdiri.   Bagi masyarakat yang terbiasa mengenal pembagian IPA (eksakta)  dan IPS (sosial)  akibat  sistem  pendidikan  di  sekolah‐sekolah,  tentu  merasa  bahwa  pernyataan  di  atas  sangat  berlebihan.  Bagaimana  tidak,  kemampuan  membangun  atau  rekayasa  adalah  eksak,  sedangkan  kemampuan  berbahasa,  non‐eksak.  Selama  ini  kesannya  adalah  dua  bidang  keahlian  terpisah,  berdiri  sendiri.  Jadi  mengapa  membangun  perlu  kemampuan  berbahasa.  Argumentasi  yang  dirasakan  wajar  bagi  kita  semua,  yang merasa wajar juga dengan pembagian kelas IPA dan IPS.  Betul khan.   Untuk  menghindari  stagnasi,  ada  baiknya  dibaca  terlebih  dahulu  mengapa  legenda  menara Babel yang terdapat pada kitab Kejadian, tidak berhasil dibangun :  Adapun seluruh bumi, satu bahasanya dan satu logatnya. . . .  Juga kata mereka: ”Marilah kita dirikan bagi kita sebuah kota dengan sebuah  menara yang puncaknya sampai ke langit, dan marilah kita cari nama,  supaya kita jangan terserak ke seluruh bumi.” .  Lalu turunlah Tuhan untuk melihat kota dan menara yang didirikan oleh  anak­anak manusia itu, dan Ia berfirman: ”Mereka ini satu bangsa dengan  satu bahasa untuk semuanya. Ini barulah permulaan usaha mereka; mulai  dari sekarang apapun juga yang mereka rencanakan, tidak ada yang tidak  akan dapat terlaksana. Baiklah Kita turun dan mengacau­balaukan di sana  bahasa mereka, sehingga mereka tidak mengerti lagi bahasa masing­masing. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

6/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Demikianlah mereka diserakkan Tuhan dari situ ke seluruh bumi, dan mereka  berhenti mendirikan kota itu.   Kejadian[11:1, 4‐8] 

Ternyata risalah berumur ribuan tahun tersebut telah mengungkapkan secara tepat,  betapa  pentingnya  kemampuan  berbahasa  (berkomunikasi)  bagi  kesuksesan  kerja  pembangunan  suatu  menara.  Kebenaran  isi  risalah  tersebut  tentunya  tidak  perlu  diragukan lagi, bahkan diyakini hal itu masih relevan sampai saat ini.   Bagi calon sarjana teknik sipil, yang nantinya bekerja pada bidang rekayasa sipil dan  siap  menghadapi  era  pembangunan  gedung  tinggi  dan  jembatan  bentang  panjang,  maka  jangan  lupa  mempersiapkan  diri,  berlatih  meningkatkan  kemampuan  dalam   berkomunikasi, baik lesan maupun tertulis. Jadi jangan terjebak berkutat saja pada  pengetahuan atau ketrampilan harafiah dalam hitung berhitung. Meskipun itu juga  penting,  tapi  yang  lebih  penting  adalah  dari  hitungan  yang  dibuat,  apa  yang  dapat  diungkapkan.  Jangan  lupa,  pada  dasarnya  manipulasi  angka‐angka  yang  terdapat  pada  hitungan,  yang  disebut  matematika,  sebenarnya  punya  fungsi  sama  seperti  bahasa  sehari‐hari,  yaitu  mengkomunikasikan  penalaran,  merumuskan  fenomena‐ fenomena alam, dan mengungkapkan suatu kepastian (Suriasumantri 2006).  Pada konteks komunikasi tersebut, jika dapat digunakan media tertulis akan sangat  luar biasa dampaknya. Bahkan ada orang yang berani menyatakan bahwa kemajuan  peradaban  dan  budaya  suatu  bangsa  sangat  tergantung  dari  produk  tertulis  yang  dihasilkannya.  Itu  bisa  dibenarkan,  karena  tulisan  apapun  bentuknya  merupakan  suatu ungkapan pikiran yang ingin disampaikan ke orang lain. Adanya tulisan, maka  pikiran‐pikiran orang yang banyakpun dapat dirangkumkan menjadi satu kesatuan  sehingga  dapat  disimpan,  dan  dibaca  di  lain  waktu.  Dari  tulisan  pula  maka  pikiran  seseorang dapat diketahui oleh orang banyak, dipahami dan bisa  saja dilaksanakan  sekaligus  secara  bersama,  bahkan  pada  tempat  berbeda  sesuai  keinginan  penulis.  Dari  situlah  pikiran  menyebar.  Bisa  baik  dan  buruk.  Pada  konteks  rekayasa  maka  dari  tulisan  itu  pulalah,  maka  seseorang  dapat  belajar  bagaimana  suatu  bangunan  dapat dibangun. Tentu saja untuk itu, tulisan yang dimaksud harus ditulis oleh orang  ahli bangunan yang dimaksud, jika tidak, maka tentu tidak akan bermakna.  Oleh  karena  itu,  untuk  menghadapi  era  kemajuan  bidang  konstruksi,  selain  harus  mempersiapkan  diri  dengan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi  baru,  maka  insinyur‐ insinyur teknik sipil yang ingin kompeten, juga melengkapi diri dengan kemampuan  berkomunikasi,  khususnya  bahasa  tulis.  Berbicara  tentang  kompetensi,  memang  Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

7/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

benar  bangsa  ini  telah  membangun  jembatan  terpanjang  di  Indonesia  yang  meng‐ hubungkan pulau Jawa dan Madura (jembatan Suramadu). Apakah itu berarti secara  otomatis  para  profesional  jembatan  di  Indonesia  telah  mengambil  manfaat.  Tanpa  ada  pengalaman  selama  keterlibatan  pada  proyek  besar  tersebut  yang  ditulis,  dan  dipublikasikan secara luas, maka informasi tentang ilmu pengetahuan dan teknologi  yang digunakan untuk pembangunan tersebut, juga tidak diketahui oleh bangsa ini.  Kecuali  oleh  segelintir  orang  yang  terlibat  langsung  pada  proyek  tersebut.  Jika  itu  terjadi,  maka  kemampuan  (ilmu  pengetahuan  dan  teknologi)  yang  dikuasi  tidak  akan  dapat  melewati  generasi  berikutnya,  kalaupun  bisa  itupun  sangat  inklusif,  hanya orang‐orang tertentu. Berarti tidak ada perkembangannya yang luas.   Melihat itu semua, tentunya dapat dipahami bahwa kemampuan menulis secara baik  adalah  sama  pentingnya  dengan  penguasaan  ilmu  dan  pengetahuan  itu  sendiri.  Adanya kemampuan menulis memungkinkan terjadinya penyebaran ilmu, sekaligus  pematangan ilmu pengetahuan yang ditulis. Maklum, untuk dapat ditulis secara baik,  ilmu pengetahuan yang dipahami penulisnya, perlu ditata dan dikelola secara tepat,  logis,  maupun  kronologi  sehingga  dapat  dipahami  orang  lain  secara  mudah.  Jika  ilmu yang dituliskan itu dibaca orang lain yang kompentensi sama atau lebih tinggi,  maka tentunya dapat dievaluasi dan diberikan komentar yang membangun. Jika itu  yang terjadi, maka penulis ilmu tersebut akan mendapat masukan untuk perbaikan  dan akhirnya mendapatkan keyakinan diri bahwa ilmu yang dipelajarinya memang  benar  adanya.  Itulah  alasan  mengapa  ilmuwan  kelas  dunia,  dievaluasi  dari  produk  tulis yang dipublikasikannya di jurnal‐jurnal yang bereputasi.  Dengan cara pikir seperti di atas, penulis senang dan lega ketika Dirjen Dikti, Prof.  Dr.  Djoko  Santosa,  tanggal  27  Januari  2012,  menerbitkan  Surat  No.  152/E/T/2012  yang  ditujukan  kepada  para  pimpinan  perguruan  tinggi  seluruh  Indonesia  perihal  “Publikasi Karya Tulis”. Isinya meminta alumni perguruan tinggi di Indonesia wajib  pernah menerbitkan suatu tulisan di jurnal ilmiah. Ditinjau dari segi intelektualitas,  bahwa  tulisan  merupakan  isi  pikiran  seseorang,  maka  tentunya  surat  Dirjen  Dikti  tersebut merupakan suatu terobosan baru untuk meningkatkan kualitas pendidikan  tinggi bangsa ini. Tetapi ternyata ada penolakan, dan paling keras dari masyarakat  civitas  akademi  itu  sendiri.  Jika  penolakannya  datang  dari  pejabat  birokrasi,  dapat  dimaklumi,  karena  kemampuan  menulis  dosennya  sendiri  tidak  bisa  dihandalkan,  jadi  kalau  harus  diterapkan  ke mahasiswa,  tentu  masalah.  Adapun  penolakan yang  tidak dapat dipahami, jika itu diberikan oleh seorang yang bergelar Profesor.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

8/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Seorang mendapatkan gelar Profesor karena telah dianggap dapat menjadi gurunya  guru.  Oleh  karena  itu  sering  disebut  juga  sebagai  mahaguru  atau  gurubesar.  Salah  satu  tanggung  jawab  Profesor  yang  diamanahkan  oleh  undang‐undang  pendidikan  adalah penyebar luasan gagasan atau pikiran melalui karya tulis ilmiah. Jadi sangat  aneh  sekali,  ketika  ada  permintaan  agar  para  calon  sarjana  untuk  mulai  membuat  karya tulis ilmiah yang dimuat di jurnal, mengapa ada Profesor yang tidak setuju.   Dampak  dari  adanya  penolakan‐penolakan  itu,  maka  kewajiban  menulis  di  jurnal  ilmiah  menjadi  terkatung‐katung.  Sayang  sekali  sebenarnya,  tapi  anehnya  banyak  yang  merasa  lega.  Maklum,  para  sarjana  kita  pada  umumnya  sudah  puas  dengan  kemampuan tukang asalkan mendapatkan gaji besar, dianggapnya kemampuan tulis  menulis adalah ketrampilan administratif saja. Sekali lagi sangat disayangkan. 

4. KEUNTUNGAN MENGUASAI KOMPETENSI REKAYASA SECARA MANDIRI   Suatu  bangsa  yang  mempunyai  kompetensi  tinggi  di  bidang  rekayasa  konstruksi,  jelas  mengindikasikan  bangsa  maju.  Mereka  akan  mampu  mendirikan  bangunan‐ bangunan konstruksi yang besar atau megah sendirian, tanpa bantuan bangsa lain,  sehingga  kekayaan  yang  dipakainya  akan  kembali  lagi  kepada  bangsa  tersebut.  Itu  berarti kekayaan bangsa secara umum tidak berkurang, bahkan bisa semakin kaya  karena mendapat tambahan adanya bangunan baru di wilayahnya.   Bahkan  jika  kompetensinya  itu  begitu  istimewa,  dibandingkan  yang  ada  di  bangsa  lain, maka dimungkinkan juga untuk dibagikan, membantu bangsa lain. Jika terjadi  maka itu berarti  dapat  menambah  devisa bagi bangsa itu sendiri. Bertambah kaya,  meskipun mungkin sumber daya alam yang dimiliki bangsa tersebut terbatas.  Itulah  yang  terjadi  pada  negara  kaya  karena  kepintaran  manusianya,  mereka  akan  semakin  bertambah  kaya,  sedangkan  negara  kaya  karena  mengandalkan  sumber  alamnya yang dieksploatasi, maka lama‐lama akan habis juga.  Bagaimanakah  kondisi  di  negara  kita,  Indonesia.  Sudahkan  menguasai  kompetensi  rekayasa secara mandiri. Ini tidak sederhana menjawabnya, jika  disebut sudah tapi  mengapa  sampai  terjadi  keruntuhan  jembatan  seperti  di  Kutai  Kartanagara  tempo  hari.  Juga  saat  pembangunan  jembatan  Suramadu,  jembatan  terpanjang  Indonesia,  mengapa masih diperlukan kerja sama dengan pihak asing (China).   Kondisi ini tentunya menunjukkan bahwa masih terdapat peluang luas bagi usaha‐ usaha peningkatan diri untuk lebih mandiri di bidang rekayasa di Indonesia. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

9/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

5. BANGUNAN, AHLI BANGUNAN DAN INSINYUR  Masyarakat awam di pedesaan (juga sebagian di kota) jika membangun rumahnya,  maka mereka akan mencari tukang berpengalaman.  Tidak pernah terpikirkan oleh  mereka, mencari sarjana teknik sipil lulusan perguruan tinggi terkenal. Jadi tukang  berpengalaman itulah yang dianggapnya sebagai ahli bangunan terbaik, yang dapat  membangun rumah yang kuat dan baik untuk menjadi tempat tinggalnya.   Itu tidak mengherankan. Bayangkan, bahkan tanpa berpengalaman sebagai tukang,  tapi jika didasari motivasi kuat dan keberanian serta rasa kebersamaan yang tinggi,  dapat  saja  suatu  masyarakat  membuat  bangunan  untuk  solusi  permasalahannya.  Untuk itu, perhatikan Gambar 1, suatu jembatan sederhana berhasil dibangun untuk  menyeberangi sungai yang lebar, foto diambil di Vietcong, Vietnam. 

  Gambar 1. Jembatan tradisionil bambu sederhana di Vietcong 

Manusia dengan akal budi dan kemampuannya bernalar, ketika berinteraksi dengan  alam  sekitarnya,  akhirnya  dapat  memperbandingkan  satu  hal  dengan  hal  lainnya,  untuk  akhirnya  dipilih  mana  yang  terbaik.  Itulah  yang  disebut  naluri.  Selanjutnya  dengan konsep trial­and­error, dapatlah dibuat bangunan sederhana seperti di atas,  memenuhi  apa  yang  diperlukannya.  Manusia  pada  dasarnya  bisa  menjadi  ahli  bangunan untuk kepentingannya sendiri. Untuk itu, baca juga nats berikut:  . . . Orang itu menggali dalam­dalam dan meletakkan dasarnya di atas batu.  Ketika datang air bah dan banjir melanda rumah itu, rumah itu tidak dapat  digoyahkan, karena rumah itu kokoh dibangun.   Lukas [6:48] 

Nats  di  atas  dikutip  dari  kitab  suci,  untuk  menunjukkan  bahwa  pengetahuan  akan  persyaratan bangunan yang kokoh dari jaman dahulu, ternyata masih dipakai ahli‐ ahli bangunan sampai pada masa sekarang. Tidak ada sesuatu yang baru lagi.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

10/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Jadi, jika sampai diadakan pendidikan tinggi di bidang rekayasa teknik sipil. Apakah  nanti  lulusannya  cukup  menjadi  seperti  ahli  bangunan  saja,  yaitu  menjadi  ahli  melalui prinsip "bisa karena biasa”. Biasa diartikan juga sebagai berpengalaman, jadi  ahli yang dimaksud akan bisa melaksanakan sesuatu jika hal itu  pernah dikerjakan  sebelumnya.  Cara  berpikir  seperti  itulah  yang  mendasari  konsep  pendidikan  yang  dikenal sebagai link­and­match, belajar tentang hal‐hal yang nanti banyak ditemui  saat bekerja, yang umumnya berupa ketrampilan praktis. Jika seperti itu tidak heran  jika nanti akan ada jargon promosi : ”siap meluluskan sarjana‐sarjana siap pakai”.   Apakah seperti itu yang dimaksud dengan tujuan pendidikan sarjana teknik sipil ?  Konsep link­and­match itu sendiri, tentu saja tidak salah. Bukankah penerima kerja  akan  senang,  jika  ada  pegawai  baru  dapat  cepat  beradaptasi  dan  berproduktivitas  pada  pekerjaan  rutin  yang  ada.  Apalagi  memang,  sebagian  besar  jenis  pekerjaan  konstruksi umumnya juga bersifat rutin. Kalaupun ada yang bersifat spesifik, dapat  diambil alih sesaat oleh para seniornya.   Tetapi jika tujuan pendidikannya adalah semata‐mata link­and­match saja, diajarkan  yang  praktis‐praktis  saja,  maka  dalam  jangka  panjang  para  sarjana  tersebut  pasti  akan  kewalahan  menghadapi  tuntutan  masyarakat  yang  semakin  maju  (berubah).  Konsep  link­and­match  tidak  cukup  untuk  menghadapi  jenis‐jenis  pekerjaan  yang  berubah‐ubah, yang baru, yang belum ada sebelumnya.  Karena jika demikian, ketika  bertemu hal yang baru, maka yang bisa dikerjakan oleh ahli tersebut adalah ”coba  dulu”, yang berarti cara trial­and­error.   Cara  trial­and­error  untuk  hal  yang  sederhana  dan  beresiko  kecil,  tentunya  tidak  akan  menjadi  masalah.  Tetapi  jika  diaplikasikan  pada  hal‐hal  yang  kompleks,  yang  beresiko  tinggi  terhadap  biaya  maupun  keselamatan  jiwa  manusianya,  maka  tentu  tidak dapat diandalkan lagi. Untuk itu maka tidak bisa lagi, sarjana teknik sipil harus  menguasai  ilmu  pengetahuan  yang  mendasari  aplikasi  praktis,  juga  teknologi  yang  mendukungnya.  Dalam  banyak  hal,  ilmu  pengetahuan  yang  dimaksud  kadangkala  bersifat  teoritis,  tidak  praktis  jika  diaplikasikan  pada  permasalahan  sebenarnya,  yang kompleks sifatnya. Tetapi itu penting diberikan pada calon sarjana teknik sipil  sebagai sarana membentuk kerangka berpikir logis berkaitan dengan bidangnya.   Akhirnya untuk merangkum dua hal di atas, tujuan pendidikan sarjana teknik sipil  diterjemahkan  sebagai  bisa  meluluskan  sarjana  yang  siap  bekerja  di  bidangnya,   maupun mempersiapkan diri untuk jenjang studi lebih tinggi.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

11/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Melalui konsep pendidikan sarjana teknik sipil tersebut, diharapkan akan lahir tidak  sekedar ahli bangunan, tetapi insinyur‐insinyur teknik sipil yang kompeten.   Jika  ahli  bangunan  menekankan  penyelesaian  masalah  mengandalkan  pengalaman  yang dimilikinya, baik itu berupa ketrampilan, atau ilmu pengetahuan dan teknologi  yang telah ada.  Maka seorang insinyur teknik sipil diharapkan dapat bertindak lebih  smart  lagi.  Jika  ketemu  permasalahan  rutin,  maka  bisa  saja  memanfaatkan  strategi  yang digunakan juga oleh ahli bangunan, jika itu memang terbukti lebih efisien. Jika  tidak  memungkinkan,  maka  seorang  insinyur  akan  berani  mencoba  strategi  baru,  yang dipilihnya berdasarkan ilmu dan pengetahuan yang dikuasainya. Bahkan untuk  permasalahan yang belum ada ilmunya, dimungkinkan untuk menderifasi ilmu baru,  termasuk menciptakan teknologi yang membantunya.  Konsep  insinyur  teknik  sipil  yang  dimaksud,  bukan  hal  yang  mustahil,  meskipun  dalam  banyak  hal  seorang  sarjana  teknik  sipil  sudah  puas  menjadi  ahli  bangunan  saja asalkan berkecukupan materi. Adapun yang bisa disebut insinyur pada konteks  tidak sekedar tukang, dapat dilihat pada pribadi‐pribadi berikut:  ‡ John A. Roebling, dengan jembatan Brooklyn di New York.  ‡ Robert Maillart, dengan jembatan Salginatobel di Swiss.  ‡ Fritz Leonhardt, dengan tower TV Stuttgart, di Jerman.  ‡ Sedijatmo, dengan konstruksi Cakar Ayam‐nya, di Indonesia.  ‡ Tjokorda Raka Sukawati , dengan teknik Sosrobahu, di Indonesia. 

Nama‐nama di atas dapat dicari karena ada tulisan yang membahasnya, kenyataan  real bisa saja masih banyak yang lain, yang umumnya akan mengiringi kesuksesan  proyek‐proyek  konstruksi  khas  yang  belum  pernah  ada  sebelumnya.  Mereka  tidak  diketahui  karena  tidak  dituliskan,  itulah  alasannya  mengapa  sedikit  yang  dapat  menjadi  inspirasi  bagi  calon‐calon  insinyur.  Jadi  terbukti  lagi,  bahwa  kemampuan  menulis berkaitan langsung dengan kemajuan atau peningkatan insinyur itu sendiri.  Uraian di atas perlu diungkapkan untuk mengevaluasi kesiapan sarjana teknik sipil  di Indonesia menghadapi era pembangunan gedung super tinggi maupun jembatan  bentang panjang yang mulai menjadi wacana umum negeri ini.  Mengapa demikian,  karena dapat dimaklumi bahwa yang namanya gedung super tinggi, yang umumnya  didasari oleh motivasi ingin menjadi terkemuka, maka bentuk dan ukurannya harus  dipilih istimewa, minimal berbeda dengan yang telah ada. Berarti itu adalah hal yang  baru, bukan. Jadi kalau hanya mengandalkan level ahli bangunan tentu tidak mudah. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

12/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

6. BAGAIMANA MENJADI INSINYUR DAN TIDAK SEKEDAR AHLI BANGUNAN  Terungkap,  bahwa  kompetensi  seorang  insinyur  dianggap  siap  mengantisipasi  era  pembangunan  yang  mencakup  gedung  tinggi  maupun  jembatan  bentang  panjang,  atau bahkan bangunan‐bangunan baru yang belum pernah ada sebelumnya.   Keberadaan  orang dengan level insinyur juga tidak diragukan  lagi berada di setiap  kesuksesan  proyek‐proyek  baru  yang  ada.  Hanya  karena  tidak  terpublikasi,  maka  tidak banyak orang yang mengetahuinya. Oleh sebab itu hanya dapat diketahui dan  dipelajari jika bergaul atau mengalami sendiri proyek‐proyek yang dimaksud. Bisa‐ bisa ternyata kita sendiri mempunyai kapasitas seperti itu, yaitu ketika proyek yang  menjadi tanggung jawab kita, ternyata berhasil dengan sukses dilaksanakan.  Tetapi  bagi  anak‐anak  muda,  yang  sedang  belajar,  tentunya  masih  akan  bertanya‐ tanya, apakah mereka juga mampu mencapai level insinyur tersebut. Jadi kalau bisa,  sedini  mungkin mereka dapat mempersiapkan diri, mempelajari  apa‐apa  saja yang  mendukung tercapainya level insinyur tersebut. Jadi apa‐apa saja itu, tentu sesuatu  yang ditunggu‐tunggu. Ternyata, untuk mencari tahu itu ternyata tidak mudah, cara  yang umum dilakukan adalah membaca biografi dari insinyur yang dianggap sukses,  tapi  jika  dibandingkan  antara  satu  insinyur  yang  sukses  dengan  insinyur  sukses  lainnya, ternyata sangat bervariasi. Jadi kesan yang didapat bersifat subyektif.  Di belahan  dunia lain, khususnya  di  Amerika  ada hal  yang menarik,  dan  kelihatan‐ nya dapat menjawab pertanyaan di atas. Asosiasi insinyur teknik sipil Amerika atau  ASCE  (American  Society  of  Civil  Engineers)  telah  mencoba  mencari  jawabnya3.  Itu  dimaksudkan sebagai petunjuk bagi generasi mudanya bagaimana menjadi insinyur.  Langkah  awal  yang  diberikan,  adalah  menjadikan  terlebih  dahulu  profesi  tersebut  suatu kebanggaan bagi yang memilihnya, seperti diungkap pada quote berikut:  It is a great profession.  There is the fascination of watching a figment of the imagination emerge  through the aid of science to a plan on paper.  Then it brings jobs and homes…it elevates the standards of living and adds to  the comforts of life.  That is the engineer’s high privilege.   

Herbert Hoover, engineer, humanitarian, and 31st U.S. President 

                                                              3  

ASCE,  The  Vision  for  Civil  Engineering  in  2025,  Based  on  The  Summit  on  the  Future  of  Civil  Engineering ‐ 2025, June 21‐22, 2006 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

13/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Betul juga, jika ingin menjadikan yang terbaik, harus dimulai dari motivasi diri, yang  menyangkut totalitas hidup yang dapat diberikan. Jadi, jika ingin jadi insinyur hanya  sekedar  uang  atau  materi  yang  banyak.  Maka  tahapan  ini  belum  tentu  diperlukan,  maklum menjadi ”makelar” di jaman sekarang ini, kadang sudah memungkinkan.  Permasalahan  yang  dihadapi  para  insinyur  teknik  sipil  diberbagai  negara  ternyata  mirip dengan yang terjadi di Indonesia. Inilah isue yang ditangkap dalam KTT ASCE:  Buruknya  kondisi  infrastruktur  di  banyak  negara,  banyak  terjadinya  korupsi  di  industri konstruksi / rekayasa secara global, minimnya keterlibatan insinyur sipil  pada kebijakan politik, issue keberlanjutan lingkungan masih kurang, terjadinya  globalisasi di bidang rekayasa, dan sulitnya menarik generasi muda yang terbaik  dan cerdas untuk berprofesi tersebut.  Padahal  masalah  di  bidang  teknik  sipil  yang  akan  dihadapi  generasi  mendatang  bukannya berkurang, sebagaimana telah diidentifikasi oleh ASCE sebagai berikut:  Populasi global  yang  terus meningkat, yang terus  bergeser ke daerah  perkotaan  akan  membutuhkan  penyesuaian  yang  berkelanjutan.  Tuntutan  akan  energi,  air  minum,  udara  bersih,  pembuangan  limbah  yang  aman,  dan  transportasi  akan  mendorong  diperlukannya  perlindungan  lingkungan  sekaligus  pengembangan  infrastruktur.  Masyarakat  akan  menghadapi  ancaman  meningkat  dari  bencana  alam, kecelakaan, dan mungkin penyebab lain seperti terorisme.  Permasalahan  semakin  kompleks  di  atas,  menurut  ASCE  memerlukan  keterlibatan  berbagai disiplin ilmu, baik di bidang riset maupun aplikasinya. Pada kasus seperti  ini maka kemampuan berkomunikasi menjadi satu‐satunya sarana mencapai sukses.   Visi kedepan yang diharapkan dari insinyur teknik sipil menurut ASCE adalah:  Insinyur  sipil  harus  dapat  menjadi  ahli  bangunan,  penjaga  lingkungan,  inovator  dan integrator, pemimpin untuk mengatasi risiko dan ketidakpastian, serta dalam  membentuk kebijakan publik.  Ternyata spesifikasi insinyur yang dikemukakan ASCE lebih dari cukup untuk dijadi‐ kan petunjuk menjadi insinyur yang diharapkan, untuk itulah akan dijadikan acuan.  ASCE  mengungkapkan,  insinyur  yang  baik  sebaiknya  melengkapi  diri  dengan  tiga  atribut  penting,  yaitu:  [1]  knowledge;  [2]  skill;  dan  [3]  attitudes.  Sampai  disini  diketahui bahwa dua atribut pertama telah dibahas, sedangkan atribut ke tiga belum  dibahas karena dianggap subyektif, melekat pada setiap personil masing‐masing.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

14/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Jika sebelumnya atribut tersebut dibahas dalam tahap kualitatif, maka yang menarik  ASCE telah mendaftarkan tahap kuantitatif atribut‐atribut yang dimaksud, yaitu:  a) Knowledge  atau  pengetahuan  yang  menyangkut  ranah  kognitif  dan  umumnya  penguasaan  teori‐teori  utama  dan  yang  mendasar,  seperti  geometri,  kalkulus,  vektor, momentum, friksi, tegangan dan regangan, mekanika fluida, enerji, sifat  menerus (continuity) sifat variabel (variability).  b) Skill  atau  ketrampilan  yang  mendukung  dapat  diselesaikannya  secara  baik,  tugas yang diberikan atasan, contohnya mengoperasikan komputer dengan baik  (menguasai spreadsheet, pengolah kata, basis data dsb), kemampuan organisasi,  bahasa  asing  (lesan  dan  tulisan).  Secara  umum  disebutkan,  bahwa  pendidikan  formal mengusahakan peningkatan bidang knowledge, sedang skill memerlukan  pendidikan  formal  dan  non‐formal.  Ini  berarti  mahasiswa  tidak  cukup  hanya  sekedar belajar dan belajar saja, tetapi juga kegiatan intra kurikuler.  c) Attitudes  atau  sikap  mental,  merujuk  pada  nilai‐nilai  yang  menjadi  pegangan  hidup,  yang  menentukan  bagaimana  seseorang  bersikap  pada  kehidupan  ini.  Sikap  mental  yang  mendukung  mutu  profesional  kerja  misalnya  kemampuan  berkomitmen,  keingin‐tahuan  yang  tinggi,  kejujuran,  integritas,  sikap  optimis,  bersifat obyektif,  kepekaan, ketelitian dan toleransi kerja (ketepatan).   Jika mempelajari petunjuk yang diberikan ASCE untuk membentuk insinyur di masa  depan, rasanya sangat umum. Hanya 1/3 saja, yaitu knowledge yang ditentukan oleh  kurikulum pengajaran di level pendidikan tinggi, adapun 2/3 yang lain lebih banyak  berfokus pada usaha‐usaha pengembangan diri pribadi secara umum. Jika demikian  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  untuk  menjadi  insinyur,  selain  perlu  pendidikan  formal  yang  benar,  yaitu  meraih  gelar  sarjana teknik, juga  diperlukan  usaha‐usaha  pengembangan diri yang terus menerus. Salah satu upaya yang biasa diambil adalah   magang, atau nyantrik pada insinyur senior yang terkenal reputasinya. 

7. KARAKTER BANGUNAN TINGGI DAN BANGUNAN BENTANG PANJANG   Bila para sarjana teknik sipil siap diarahkan untuk berani menerima tanggung jawab  yang lebih besar dari sekedar tukang kelas satu atau ahli bangunan, maka wajar jika  selanjutnya membahas bangunan tinggi atau jembatan panjang yang mungkin tidak  terbayangkan  sebelumnya.  Kalaupun  nantinya,  masih  melibatkan  rekanan  dari  manca‐negara, tetapi event tersebut merupakan sarana transfer of knowledge and  technology dan rekan sekerja daripada sekedar tukang atau bawahannya saja. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

15/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Karena  perlu  membahas  bangunan  gedung  tinggi  dan  jembatan  bentang  panjang  sekaligus.  Ada  baiknya  mengenal  lebih  mendalam  karakter  keduanya,  sehingga  dapat  diketahui  apakah  untuk  mengenal  keduanya  dapat  sekaligus  (paralel)  atau  secara sendiri‐sendiri (seri). Karakter yang dimaksud, dapat dilihat di Tabel 2.  Tabel 2. Perbedaan karater gedung tinggi dan jembatan panjang 

No  Item  

Gedung tinggi 

Jembatan panjang 

1  Orientasi fisik  2  Profesional penentu 

Vertikal  Horizontal  Multidisiplin, arsitek sebagai leader,   Insinyur sipil, sangat jarang arsitek  dibantu insinyur sipil, M&E, dll.    terlibat.  3  Tujuan pemakaian  Hunian, baik sementara atau tetap  Bukan hunian, hanya sebagai  Interaksi manusia banyak, faktor  penghubung dan karena tempatnya  kenyamanan dan rasa terlindung  terbuka (terpapar cuaca) maka kesan  menjadi penting. Ini gunanya arsitek.  keselamatan jadi utama. Arsitek tidak  Insinyur beri jaminan keselamatan.  punya peran yang signifikan.  4  Tampak visual luar  Material penutup, bahan finishing  Struktur terlihat langsung. Penutup,  bangunan yang berupa non‐struktur. pelindung pengaruh lingkungan luar.       Sistem struktur tidak menonjol, perlu  Sistem struktur terlihat jelas, dapat  pengamatan khusus mendalam.  digolongkan dari sistem strukturnya.   5  Beban yang menentukan  Beban gempa (sementara).   Beban gravitasi (tetap).  dalam perencanaan.      Gedung sudah berdiri, tapi belum  Kondisi pelaksanaan kadang paling  teruji gempa sesungguhnya. Resiko  menentukan. Sering dijumpai runtuh  runtuh saat konstruksi relatif jarang,  saat pelaksanaannya belum selesai.   peran insinyur tidak menonjol.     6  Kepemilikan dan  Sifatnya pribadi atau private, dan  Dimiliki pemerintah dan dipakai oleh  pemakaian  pemakaiannya bersifat tertutup.  publik (masyarakat).  7  Sifat beban  Beban hidup relatif terkontrol, sebab  Beban hidup dari publik, pelanggaran  bangunan gedung sifatnya tertutup.   yaitu kelebihan beban.      Beban hidup bersifat statik, kecuali  Beban hidup bergerak, resiko terjadi  gempa yang dinamik.  fatik.  8  Metode konstruksi dan  Metode konstruksi tidak menentukan  Metode konstruksi bagian desain,  proses desain.  dalam perencanaan.  bisa menentukan sistem strukturnya.      Untuk menghindari monopoli, maka  Pekerjaan desain dan konstruksi  sistem struktur yang didesain harus  harus sinkron dan tergantung  bersifat umum.   teknologi yang tersedia.     Faktor lingkungan dan  Sistem struktur terlindung. Pengaruh  Sistem struktur terbuka. Faktor  sistem struktur  thermal tidak dominan, sehingga   lingkungan dominan, jadi korosi jadi  struktur menerus (statis tak tentu)  penting diperhatikan. Untuk struktur  statis tak tentu (menerus) pengaruh  tidak masalah. Ini dipilih untuk  thermal, differential settlemen  menghasilkan struktur redundan,  sangat penting. Untuk mengatasinya  sehingga ketika ada gempa dapat  struktur pisah (siar dilatasi, bearing).  dihasilkan keruntuhan bertahap.       Kondisi struktur atas pisah dengan  Struktur yang menyatu dengan  struktur bawahnya membuatnya  pondasi menyebabkan gempa  lebih baik bilamana terjadi gempa.  diteruskan ke struktur atas. 

  Jadi gedung (super) tinggi dan jembatan (sangat) panjang mempunyai karakter yang  saling berlainan. Oleh sebab, untuk mendapatkan pemahaman yang baik, uraiannya  sebaiknya tidak disatukan, tetapi dibahas tersendiri agar dapat difokuskan. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

16/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8. BANGUNAN GEDUNG TERHADAP GEMPA DAN ANGIN  8.1. Umum  Sebelum  membahas  bangunan tinggi, ada baiknya  memperhatikan musibah  gempa  yang pernah terjadi, yaitu 26 Desember 2004 di Aceh, 9.3 Skala Richter (SR) dengan  tsunami, 27 Mei 2006 di Yogyakarta, 5.9 SR, 30 September 2009 di Padang, 7.6 SR.  Itu catatan kejadian di dalam negeri, adapun di luar negeri yaitu 15 Agustus 2007 di  Peru, 7.9 SR, lalu 22 Februari 2011 di Christchurch, Selandia Baru, 6.5 SR, dan tidak  lama  kemudian  11  Maret  2011  di  Jepang,  8.9  SR  dengan  tsunaminya  yang  dahyat.  Adanya gempa‐gempa tersebut dan lokasinya menjadi bukti bahwa yang dinamakan  ring of fire adalah fakta yang tidak dapat disepelekan, lihat Gambar 2. 

  Gambar 2. Ring of Fire peta resiko gempa di kawasan Asia­Pasific 

  Peta virtuil ring of fire di atas dihasilkan dari pemikiran adanya pelat tektonik bumi  yang terpisah dan saling bergerak satu dan lainnya, ada bagian yang berjauhan dan  ada bagian yang saling bertemu. Pada daerah itulah yang diyakini sumber terjadinya  gempa. Jadi gempa adalah dampak pergerakan itu, dan akan terus terjadi selama ada  pergerakan  tersebut.  Resiko  gempa  tidak  bisa  diabaikan,  suatu  saat  akan  terjadi.  Hanya kapan waktunya yang tepat, sampai sekarang belum ada ilmu dan teknologi  yang dapat mengungkapkannya, baru pada tahap dugaan semata. Bisa ya, bisa tidak.  Pada bangunan tinggi, dampak gempa mirip dengan angin, yaitu pembebanan arah  lateral.  Karena  karakternya  didominasi  arah  vertikal  dibanding  horizontal,  maka  pengaruh gempa pada gedung tinggi lebih signifikan menentukan perencanaannya. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

17/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.2. Karakteristik Penting Bangunan terhadap Gempa dan Angin  Angin dan gempa pada gedung tinggi, efeknya sama, sehingga perlu sistem struktur  penahan  lateral.  Meskipun  demikian,  proses  terjadinya  beban  berbeda,  sehingga  karakternya  juga  berbeda.  Beban  gempa  terjadi  akibat  adanya  percepatan  tanah  pada pondasi yang diteruskan ke struktur atas. Ini terjadi, karena secara tradisionil  bangunan  bersatu  dengan  pondasinya.  Hasilnya  jika  disederhanakan,  pada  pusat  massa seakan‐akan ada beban lateral, sesuai hukum kedua Newton, yaitu F = m∙ a.  

  Gambar 3. Perilaku struktur gedung tinggi terhadap angin dan gempa 

  Besarnya percepatan tanah (a) tergantung lokasi (tempat), karena Indonesia berada  pada daerah ring of fire (Gambar 2), maka resiko terjadi gempa juga besar. Adapun  parameter massa (m) tergantung jenis bangunan, yang ringan mengakibatkan beban  gempa lebih yang kecil dibanding yang berat. Itulah mengapa bangunan tradisionil  dari  kayu  relatif  lebih  tahan  gempa  (rusak  sedikit)  dibanding  rumah  batu.  Bahkan  dapat dijelaskan, mengapa kolom rumah joglo yang hanya duduk di atas umpak batu  punya kinerja lebih baik saat ada gempa dibanding kolom yang tertanam di pondasi.  Karakter bangunan untuk menghadapi gempa berbeda dibandingkan dengan angin.  Bangunan  ringan  dan  terpisah  dari  pondasi  adalah  faktor  yang  menguntungkan  terhadap efek gempa, tetapi sebaliknya jika dimaksudkan untuk menghadapi angin.  Jika  diterapkan,  maka  bisa‐bisa  bangunannya  terbawa  terbang  oleh  angin  topan.  Angin  bekerja  langsung  menekan  (menghisap)  bangunan,  jadi  semakin  berat  dan  terikat erat dengan sistem pondasinya, maka bangunan akan semakin stabil (kuat).  Jadi meskipun pengaruh angin dan gempa adalah sama‐sama sebagai beban lateral  pada gedung, tetapi karena karakternya berbeda maka solusinya juga bisa berbeda.  Karakteristik  bangunan  juga  tergantung  dari  material  utama  yang  dipakai.  Jika  terkait gedung tinggi dan jembatan panjang, maka materialnya relatif terbatas, yaitu  beton atau baja, atau kombinasi keduanya. Untuk itu mari kita lihat masing‐masing. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

18/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Material  baja  secara  alami  mempunyai  rasio  kuat  berbanding  berat‐volume  yang  tinggi, sehingga dihasilkan bangunan yang relatif ringan. Ini penting pada bangunan  tahan gempa. Selain itu, material baja punya karakter kekuatan tinggi, relatif kaku  dan sangat daktail, yang merupakan syarat ideal mengantisipasi beban tak terduga.  Karena produk pabrik, mutunya relatif seragam, tetapi karena itu pula ukuran dan  bentuknya tertentu, terpisah dan baru disatukan di lapangan. Pada satu sisi hal itu  kelemahan karena sulit dihasilkan struktur monolit, perlu detail sambungan yang  baik.  Tetapi  jika  dapat  diantisipasi,  ternyata  dapat  dibuat  suatu  detail  khusus  sehingga jika terjadi kerusakan (akibat gempa) maka bagian itu saja yang diperbaiki.  Itu sangat memungkinkan karena dari awalnya memang tidak monolit.   Material beton berbeda dari segi kekuatan, kekakuan atau daktilitasnya, kalah dari  material  baja.  Bahkan  beton  hanya  dimanfaatkan  terhadap  tekan.  Jadi  untuk  dapat  digunakan  perlu  bantuan  baja,  jadilah  beton  bertulang  atau  beton  prategang.  Sisi  lain, secara alami beton punya karakter lebih awet, ketahanan lingkungan yang baik,  tidak  korosi,  tahan  panas  (tidak  terbakar),  dan  mudah  untuk  dibentuk.  Ini  yang  menyebabkan  konstruksi  beton  lebih  monolit  atau  menerus.  Sistem  sambungan  pada  konstruksi  beton  bertulang  bukan  sesuatu  yang  signifikan  rumit  dalam  desainnya,  kecuali jika memakai sistem beton pracetak. Material beton punya rasio  kuat dibanding berat‐volume yang rendah, hasilnya sistem strukturnya relatif lebih  berat,  tetapi  sifat  seperti  ini  ternyata  baik  jika  digunakan  terhadap  beban  angin.  Adanya  karakter  berbeda  antara  material  baja  dan  beton,  tetapi  sebenarnya  saling  melengkapi, menyebabkan keduanya menjadi material utama pada gedung tinggi.  

8.3. Sistem Struktur Penahan Lateral  8.3.1. Sistem struktur dan jumlah lantai   Jarak  antar  kolom  (bentang balok) pada  bangunan tinggi  umumnya  relatif  pendek.  Dimensi bangunan meningkat kearah vertikal., sehingga gempa dan angin akan lebih  berpengaruh.  Akibatnya  diperlukan  sistem  struktur  penahan  lateral  yang  sesuai,  yang mempengaruhi konfigurasi atau tata letak elemen vertikal dari segi arsitektur.  Pada bangunan relatif tidak tinggi, sistem penahan lateral dapat dirangkap sekaligus  dengan  sistem  penahan  gravitasi,  yaitu  rigid  frame  atau  portal.  Penggunaan  beton  bertulang untuk rigid frame relatif mudah karena sifatnya monolit, tetapi untuk baja  perlu sistem sambungan yang detailnya lebih kompleks dibanding beton bertulang.  Selanjutnya  semakin  tinggi  bangunan,  sistem  rigid­frame  tidak  cukup,  perlu  dibuat  struktur khusus yang memang didedikasikan untuk sistem struktur penahan lateral.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

19/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Ada berbagai macam sistem struktur penahan lateral, efektivitasnya ditentukan oleh  kekakuan  lateral  yang  dihasilkan.  Untuk  itu  dapat  dilihat  pada  Gambar  4  berbagai  macam  sistem  yang  dijumpai,  yang  dibedakan  antara  struktur  baja  dan  struktur  beton  bertulang.  Sistem  yang  dipilih  juga  ditentukan  dari  jumlah  lantai  bangunan,  karena semakin banyak lantai maka diperlukan sistem yang lebih efektif.  

  Gambar 4. Hubungan sistem penahan lateral dan jumlah lantai (Taranath 2005) 

  Catatan : Daftar atas belum memperhitungkan sistem struktur Burj‐Khalifa (2010),  yang berbeda dan dianggap sistem baru, terbukti dapat dipakai sampai ± 160 lantai.     Sistem  struktur  penahan  lateral  menentukan  kekakuan  bangunan  terhadap  beban  lateral  (gempa  dan  angin).  Ini  sangat  penting,  karena  deformasi  lateral  bangunan  harus dibatasi, agar nyaman dipakai (jangan sampai terjadi goyangan berlebih) yang  dirasakan secara langsung oleh pemakainya, juga dampak pada kekuatannya akibat  adanya momen tambahan dengan terjadinya efek P‐Δ pada elemen vertikal (kolom). 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

20/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Perilaku lateral gedung tinggi dapat dianalogikan sebagai kantilever, dimana untuk  beban titik deformasinya Δ = PL3/(3EI), dengan P gaya lateral (gempa atau angin), L  tinggi bangunan, E modulus elastisitas material, dan I momen inersia atau konstanta  lentur  berdasarkan  konfigurasi  fisik  geometrinya.  Jika  kekakuan  adalah  besarnya  gaya per‐unit  deformasi,  maka kekakuan  lentur  kantilever k  = 3EI/L3  ,  berbanding  linier dengan EI tetapi berbanding terbalik pangkat tiga dengan tingginya.   Parameter E tergantung materialnya, jika struktur baja nilai E s = 200,000 MPa, tapi  untuk  struktur  beton  bervariasi  tergantung  mutu  beton  yaitu  Ec  =  4700  √fc’    MPa.  Jadi dapat dipahami mengapa bangunan super tinggi, pemakaian beton mutu tinggi  adalah  sangat  penting,  tidak  hanya  dari  segi  kekuatannya,  yaitu  kemampuannya  menahan gaya tekan yang lebih besar, tetapi juga agar kekakuan struktur meningkat  untuk  mengurangi  deformasi  lateral.  Jika  peningkatan  mutu  bahan  (E)  tidak  bisa,  atau tidak cukup ekonomis diusahakan, maka alternatif lainnya adalah peningkatan  faktor I , yang dalam hal ini tentunya tidak sekedar momen inersia seperti kantilever  biasa,  tetapi  lebih  pada  konstanta  yang  mewakili  kondisi  geometri  atau  bentuk  fisik struktur terhadap beban lateral.  

  Gambar 5. Macam sistem struktur penahan lateral: (a) steel rigid frame; (b) RC rigid  frame; (c) braced steel frame; (d) RC frame ­ shear wall; (e) steel frame ­ shear wall; (f)  steel frame – infilled walled (Taranath 2005) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

21/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.3.2. Gedung tinggi dan analogi kolom kantilever   Pentingnya mengetahui karakter geometri atau bentuk fisik struktur gedung tinggi  berkaitan  dengan  perilakunya  terhadap  beban  lateral.  Ini  tentu  berbeda  jika  yang  mempelajarinya arsitek, yang akan mengevaluasi dari segi keindahan atau fungsinya  adapun engineer tentunya melihat dari sisi kekuatan, kekakuan dan faktor daktilitas.  Selanjutnya  dapat  dipelajari  strategi  peningkatan  kekakuan  lateral,  ditinjau  sistem  flat‐slab kolom (yang  paling sederhana).  Kekakuan  lateral semata‐mata  ditentukan  oleh  elemen  vertikal  (kolom),  yang  bekerja  sebagai  kantilever.  Berdasarkan  teori  elastisitas dapat diketahui perilaku umumnya terhadap beban terpusat (Gambar 6).  

  Gambar 6. Perilaku kolom kantilever terhadap beban lateral terpusat 

  Deformasi  lateral  (Δtotal)  akibat  beban  terpusat  (P)  terdiri  deformasi  lentur  (Δlentur)  dan  deformasi  geser  (Δgeser),  keseluruhannya  adalah  Δtotal  =  Δlentur  +  Δgeser  ,  adapun  Δlentur  =  PL3/(3EI)  dan  Δgeser  =  1.2PL/(GA)  pada  penampang  persegi,  G  =  ½E/(1+υ)  jadi jika υ = 0.2 (material beton) maka G = ½E/(1+υ) = 0.4167E.    Selanjutnya  parameter  numerik  tersebut  digunakan  untuk  menunjukkan  seberapa  besar pengaruh deformasi terhadap perubahan ukuran kolom (b x h), dimana nilai h  akan ditingkatkan sesuai arah pembebanan, sampai akhirnya disebut dinding.  Tabel 3. Pengaruh dimensi kolom terhadap perilaku deformasi 

No  b  h  h/L  I  A  Δlentur  Δgeser  Δtotal  1  1  0.5  0.05  0.01042 0.5 31,990 (99.8%) 58 (0.2%) 32,048 (100%)  2  1  1  0.10  0.08333 1  4,000 (99.3%) 29 (0.7%) 4,029 (100%)  3  1  3  0.30  2.25000 3  148 (93.7%) 10 (6.3%) 158 (100%)  4  1  5  0.50  10.41667 5  32 (84.0%) 6 (16%) 38 (100%)  5  1  7  0.70  28.58333 7  12 (75.0%) 4 (25%) 16 (100%)  6  1  10  1.00  83.33333 10  4 (58.0%) 3 (42%) 7 (100%)  Catatan : P =1; E=1 dan L=10 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

22/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Dari Tabel 3 diketahui bahwa rasio tinggi penampang (h) terhadap tinggi kolom (L),  mempengaruhi  perilaku  struktur.  Jika  h/L  kecil  (kolom)  maka  deformasi  lentur  dominan, tetapi h/L semakin besar (dinding), sehingga kekakuan lentur bertambah  maka  deformasi  yang  terjadi  sebagian  disebabkan  oleh  adanya  geser.  Sehingga  untuk  kolom  langsing,  deformasi  geser  dapat  diabaikan,  tetapi  sebaliknya  untuk  dinding maka deformasi geser yang terjadi harus diperhitungkan.  8.3.3. Sistem rigid frame   Perkembangan  lanjut  adalah  rigid  frame  atau  portal.  Kekakuan  ujung‐ujung  kolom  bebas  (no  restraint)  diberdayakan,  yaitu  dengan  menghubungkannya  pada  balok  kaku. Kaku atau tidaknya balok ditentukan parameter EIb/Lb, yang berbanding lurus  dengan tinggi penampang balok tetapi berbanding terbalik dengan panjangnya.  Perilaku  lateral  rigid  frame  dan  kolom  bebas  (kantilever)  ternyata  berbeda.  Untuk  itu akan diperlihatkan komponen‐komponen deformasinya sebagai berikut. 

  Gambar 7. Deformasi rigid­frame: (a) bending momen ; (b) geser (Taranath 2005) 

Gambar  7a  merupakan  deformasi  terhadap  bending  momen  yang  terjadi  jika  rigid  frame bekerja sebagai satu kesatuan struktur monolit, yang identik dengan Gambar  6c. Ciri‐cirinya ada sisi kolom tekan (‐) dan ada sisi kolom tarik (+).  Gambar 7b merupakan bentuk deformasi yang diakibatkan kekakuan  lentur kolom  secara individu, yang bentuknya identik dengan deformasi geser jika dianggap rigid  frame  dapat  bekerja  sebagai  satu  kesatuan  monolit,  lihat  Gambar  6e.  Ciri‐cirinya  adalah tidak terjadi perubahan panjang dari masing‐masing kolomnya.   Dalam kenyataannya, deformasi akibat beban lateral rigid­frame secara keseluruhan  didominasi  oleh  bentuk  deformasi  geser  (Gambar  7b).  Itu  terjadi  karena  kolom‐ kolom  secara  individu  mempunyai  kekakuan  aksial  yang  lebih  besar  dibanding  kekakuan lenturnya, sehingga menjadi bagian yang lemah (lentur penampang), yang  menentukan perilaku rigid­frame secara keseluruhan. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

23/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Terkait  bangunan  tinggi,  dimana  rasio  lebar  tapak  dan  tingginya  (h/l)  relatif  kecil,  maka perilakunya dapat dianalogikan sebagai kolom langsing. Sistem tersebut akan  efektif  jika  mekanisme  pengalihan  gaya‐gaya  lateral  ke  pondasi  melalui  kekakuan  lentur dibanding kekakuan gesernya. Itu dijelaskan di Tabel 3,  kolom dengan rasio  h/l = 0.1 maka 99.8% lendutannya ditentukan dari kekakuan lentur. Ciri‐cirinya, ada  sisi tekan dan sisi tarik pada potongan penampangnya. Selanjutnya untuk perilaku  rigid­frame ternyata tidak seperti itu, tidak dijumpai sisi tekan atau tarik yang cukup  signifikan  besarnya,  yang  ada  adalah  deformasi  lateral  pada  sistem  seperti  akibat  deformasi geser. Itu berarti, balok (horizotal) penghubung kolom (vertikal) dengan  komponen vertial lainnya, belum efektif. Dalam praktek, rigid­frame optimal dipakai  pada sistem struktur penahan lateral gedung 25 lantai ke bawah (lihat Gambar 4).   8.3.4. Sistem braced­frame   Rigid frame belum efektif perlu studi lagi mencari sistem penghubung kolom‐kolom  agar  dapat  efektif  bekerja  secara  monolit.  Alternatifnya  adalah  brace­frame  atau  sistem rangka dengan batang diagonal. Konfigurasinya dapat dikategorikan sebagai  concentric brace frame (CBF) dan eccentric brace fream (EBF), sebagai berikut: 

  Gambar 8. Macam­macam sistem rangka dengan batang diagonal (Taranath 2005) 

  Jika konfigurasi rangka keseluruhan dibentuk dari segitiga‐segitiga, disebut CBF, jika  hanya  sebagian  disebut  EBF,  misalnya  rangka  g,  i,  j,  dan  l  pada  Gambar  8.  Konfigurasi  batang  diagonal  (bracing)  yang  bermacam‐macam,  umumnya  untuk  mengakomodasi keperluan tata layout ruang di dalamnya, seperti jendela atau pintu 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

24/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

dan  sebagainya.  Penggolongan  CBF  dan  EBF  perlu  karena  mekanisme  pengalihan  gaya‐gaya  lateralnya  ke  pondasi  berbeda.  CBF  memanfaatkan  kekakuan  aksial  elemen‐elemen  batang  (Gambar  9a‐d),  sedang  EBF  selain  seperti  CBF  ada  bagian  yang berperilaku sebagai balok lentur (Gambar 9e). Keruntuhan lentur lebih daktail  dibanding aksial, hingga EBF juga lebih daktail jika direncanakan dengan baik.  

  Gambar 9. Aliran gaya­gaya pada rangka dengan batang diagonal (Taranath 2005) 

  Adanya batang tekan (‐) dan tarik (+) pada rangka dengan batang diagonal, menjadi  petunjuk  bahwa  sistem  brace­frame lebih  optimal  terhadap  beban  lateral  daripada  sistem rigid­frame yang mengandalkan penghubung balok horisontal saja. Juga jika  diperhatikan, bentuk deformasinya mirip dengan kantilever (lihat Gambar 10). 

  Gambar 10. Perilaku brace­frame: deformasi (a) lentur; (b) geser; (c) kombinasi 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

25/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Brace­frame  hanya  populer  digunakan  pada  konstruksi  baja,  untuk  maksud  sama  pada konstruksi beton bertulang digunakan dinding struktur (semacam kolom yang  diperbesar), untuk sistem struktur penahan lateral disebut  shear­wall atau dinding  geser.  Perilaku  shear­wall  pada  bangunan  tinggi  tidak  ubahnya  seperti  kolom  kantilever, dimana deformasi lentur menjadi dominan (lihat Gambar 6).  8.3.5. Sistem Ganda, kombinasi braced / wall dengan frame  Karena  tidak  setiap  sisi  bangunan  dapat  dipasang  bracing  atau  dijadikan  dinding  struktur maka dapat dibuat sistem kombinasi antara sistem  rigid­frame dan sistem  brace­frame atau dinding geser (shear wall). 

 

 

Gambar 11. Sistem kombinasi braced­frame atau shear­wall dengan rigid­frame  

  Akibat  beban  lateral,  rigid­frame  akan  berdeformasi  geser  (bentuk  paralelogram)  sedangkan  dinding‐geser  seperti  kantilever,  yaitu  berdeformasi  lentur.  Bila  dua  sistem disatukan  dengan  diaphragm  lantai  yang  kaku,  akibat kompatibilitas  antara  keduanya mengalami deformasi sama di setiap level lantai. Sehingga sistem ganda :  rigid­frame  dan  dinding  geser  (brace­frame)  bersama‐sama  memikul  gaya  geser,  tetapi  bagian  atas  cenderung  saling  bertolak‐belakang.  Pola  pembagian  gaya  geser  antara sistem rangka dan dinding‐geser dipengaruhi karakteristik respons dinamik  dan terbentuknya sendi plastik saat gempa, yang berbeda dari hasil analisis elastis.  Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

26/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Meskipun analisis elastis tidak sepenuhnya dapat dipakai pada desain sistem ganda,  tetapi minimal dapat memberi gambaran bagaimana interaksi antara kedua sistem.  Untuk itu,  ditinjau bangunan 12  lantai yang terdiri dari sistem rangka dan dinding  geser (mewakili brace­frame juga) yang bervariasi ukurannya, hasilnya adalah : 

  Gambar 12. Distribusi gaya lateral sistem ganda (Paulay and Priestly 1992) 

  Jika  kekakuan  dinding‐geser  diperbesar,  tahanan  momen  bagian  dasar  bertambah,  tetapi  bagian  atas  tidak  efektif,  adapun  bagian  tengah  relatif  tidak  terpengaruh.  Selisih  antara  total  momen  pada  setiap  level  dan  partisipasi  dinding‐geser  akan  diambil alih oleh sistem rangka yang ada. Gambar 12b adalah distribusi gaya geser  pada  sistem  rangka  dan  dinding  geser.  Semakin  fleksibel  dinding‐gesernya  maka  partisipasi untuk menahan gaya geser semakin cepat berkurang ke arah atas.   Perilaku  lentur  dari  dinding‐geser  di  bagian  atas  dipakai  sebagai  kontrol  lendutan  sistem‐ganda.  Resiko  untuk  terjadinya  soft­stories  juga  menjadi  berkurang,  bahkan  tidak  akan  ada  karena  dinding‐geser  bekerja  sebagai  pengaku  pada  arah  lateral.  Perencana  dapat  lebih  bebas  menetapkan  lokasi  terjadinya  sendi  plastis  dalam  rangka  disipasi  energi  gempa.  Bentuk  atau  penempatan  lokasi  sendi‐plastis  pada  sistem‐ganda yang disarankan adalah sebagai berikut: 

  Gambar 13. Mekanisme disipasi energi terhadap gempa (Paulay and Priestly 1992) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

27/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Pada  Gambar  13a,  sendi  plastis  terbentuk  pada  setiap  balok  dan  di  dasar  semua  elemen vertikal. Pada bagian atap sendi plastis bisa terbentuk pada balok atau ujung  kolom.  Keuntungan  sistem  ini  adalah  segi  pendetailannya,  detail  sendi  plastis  di  balok  adalah  lebih  mudah  dibanding  di  ujung  kolom.  Selain  itu  dihindarinya  sendi  plastis  di  kolom  memungkinkan  sambungan  lewatan  tulangan  ditempatkan  di  atas  lantai, daripada memasangnya di tengah‐tengah tinggi kolom.  Untuk balok bentang panjang, yang mana beban gravitasi lebih dominan dibanding  lateral,  maka  bisa  saja  dibuat  sendi  plastis  terjadi  pada  ujung‐ujung  kolom  pada  keseluruhan lantai (lihat Gambar 13c).  Hasil  analisis  elastis  (Gambar  12)  menunjukkan  bahwa  partisipasi  momen  pada  dinding struktur berbalik pada bagian atas, meskipun demikian karena pada kondisi  inelastis  dan  dinamik  berbeda  maka  cara  penulangannya  tidak  boleh  didasarkan  sepenuhnya hasil elastis. Paulay dan Priestly (1992) mengusulkan momen rencana  dinding‐struktur pada sistem‐ganda adalah sebagai berikut.  

  Gambar 14. Momen rencana dinding sistem ganda (Paulay and Priestly 1992) 

  Pada keseluruhan pembahasan sistem‐ganda dianggap lantai sangat kaku pada arah  bidangnya,  sehingga  bila  berfungsi  sebagai  diaphragma,  dapat  menyatukan  sistem  rangka  dan  sistem  dinding‐struktur  sedemikian  sehingga  semua  elemen  vertikal  yang disatukan mempunyai perpindahan lateral yang sama besarnya. Kenyataannya  asumsi tersebut tidak sepenuhnya berlaku untuk bangunan panjang dan disatu sisi  lain  sangat  pendek,  ditambah  jika  penempatan  dinding‐geser  terbatas  maka  lantai  dapat mengalami deformasi yang saling berbeda (lihat Gambar 15).  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

28/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 15. Pengaruh kekakuan diaphragm sistem ganda (Paulay and Priestly 1992) 

  Pada  kondisi  tersebut  maka  kekakuan  diaphragma  perlu  dianalisis  secara  nyata,  misalnya  dimodelkan  sebagai  elemen  shell  dan  semacamnya.  Bagaimanapun  jika  diaphragmanya tidak kaku, tetapi flesibel seperti diatas, maka pembagian gaya‐gaya  pada rangka dan dinding akan berubah.  Melihat perilaku interaksi sistem rangka dan dinding‐struktur yang unik, yang mana  dinding‐struktur karena kaku pada bagian bawah akan mengambil porsi gaya geser  yang lebih besar dibanding di bagian atas, yang kemudian diambil alih oleh rangka  maka sistem‐ganda hanya menguntungkan jika diterapkan pada bangunan tinggi 50  lantai  ke  atas  atau  lebih  (Taranath  2010).    Keuntungan  sistem‐ganda  tergantung  dari intesitas iteraksi horizontal yang ditentukan oleh kekakuan relatif dinding dan  sistem  rangka,  juga  ketinggian  struktur.  Semakin  tinggi  dan  semakin  kaku  sistem  rangka, maka iteraksi yang terjadi semakin besar.   Meskipun  demikian  tidak  disangkal  lagi,  bahwa  sistem‐ganda  (sistem  rangka  dan  dinding‐geser)  merupakan  satu  sistem  yang  paling  populer  digunakan  sebagai  sistem  struktur  penahan  lateral  mulai  dari  bangunan  bertingkat  medium  sampai  bertingkat tinggi, mulai dari bangunan 10 lantai sampai bangunan 50 lantai. Bahkan  dengan penebalan balok (haunch) dapat dipakai pada bangunan sampai 60 lantai.   Ketentuan  tahan  gempa  menurut  ASCE  7‐05  terkait  penggunaan  sistem‐ganda  sebagai sistem struktur penahan lateral harus mengikuti persyaratan berikut bahwa  meskipun  disebut  sistem‐ganda  tetapi  dinding‐struktur  harus  dianggap  sebagai  struktur  utama  penahan  lateral,  sedangkan  sistem  rangka  hanya  berfungsi  sebagai  back­up  (redundant).  Untuk  itu  maka  sistem  rangka  harus  direncanakan  memikul 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

29/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

sedikit‐sedikitnya 25% dari total gaya gempa yang ada, sedangkan dinding‐struktur  sebagai yang utama penahan lateral harus didesain penuh (100%)  terhadap beban  lateral.  Kondisi  ini  tentu  akan  mempermudah  perhitungan  sekaligus  menambah  keamanan penggunaan sistem ganda sebagai struktur pada bangunan tahan gempa.  Mengikuti persyaratan ASCE 7‐05 perlu tahapan perencanaan sebagai berikut:  ‡ Tahap pertama : analisis sebagai sistem‐ganda. Pada analisis tahap ini umumnya 

memperlihatkan bahwa semua gaya lateral akan dipikul oleh dinding‐struktur di  bagian bawah, sedangkan porsi atas akan dipikul oleh sistem rangka kaku. Jadi  ketika kolom bangunan didesain menggunakan  hasil analisis dari  sistem  ganda  maka  gaya‐gaya  yang  diterima  oleh  kolom  di  bagian  bawah  akan  sangat  kecil.  Itulah diperlukannya analisis tahap kedua, yaitu untuk sistem rangka sendiri.  ‡ Tahap kedua: analisis sistem rigid‐frame saja, tak perlu perhitungan ulang gaya 

geser dasar atau perioda getar sistem rangka, tetapi cukup memakai gaya gempa  rencana  yang  digunakan  pada  tahap  pertama  (sistem  ganda)  yang  dikalikan  dengan  25%‐nya.  Proses  desain  tahap  ke‐2  dimaksudkan  agar  kolom  pada  sistem  rangka  di  bagian  bawah  khususnya  direncanakan  cukup  kaku  dan  kuat  karena  momen  rencana  kolom  di  bagian  tersebut  umumnya  ditentukan  oleh  momen rencana yang dihasilkan oleh analisis pada tahap kedua.  Pemakaian  sistem  ganda  untuk  bangunan  bertingkat  medium  belum  tentu  lebih  menguntungkan  dibanding  sistem  rigid­frame  saja.  Apalagi  jika  ternyata  lendutan  atau tepatnya story­drift dari tiap lantai bangunan masih dapat diantisipasi dengan  penggunaan  sistem rangka‐kaku (rigid­frame) tersebut, misalnya dengan membuat  sistem rangka‐perimeter yang berbeda.   Jika tetap diinginkan penambahan dinding‐struktur pada sistem rangka‐kaku maka  memang  akan  terjadi  peningkatan  kekakuan  bangunan,  tetapi  itu  berdampak  pada  perioda  getar  bangunan  yang  lebih  pendek,  sehingga  jika  dikaitkan  dengan  grafik  respons  spektrum  akan  terlihat  bahwa  gaya  gempa  yang  perlu  diaplikasikan  pada  perencanaan tahan gempa akan bertambah besar pula. Kecuali hal  itu, karena gaya  geser gempa di bagian bawah diserap sepenuhnya oleh dinding‐struktur, yang akan  bekerja  seperti  kantilever,  maka  itu  menimbulkan  konsekuensi  baru,  yaitu  perlu  sistem  pondasi  kaku  dan  kuat  untuk  memikul  momen  di  bagian  bawah  dinding‐ struktur  tersebut.  Jelas  itu  semua  akan  memerlukan  konsekuensi  tambahan  biaya  yang tidak bisa diabaikan. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

30/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.3.6. Sistem coupled shear wall  Karakter  sistem  dinding  geser  yang  solid  dari  beton  bertulang  tentu  akan  berbeda  dibanding  sistem  brace­frame  yang  memang  lebih  mengakomodasi  adanya  bukaan  untuk  jendela, atau pintu dan sebagainya. Untuk dinding geser perlu strategi khusus  mengantisipasi perlunya bukaan‐bukaan dimaksud. Sistem struktur yang efisien dan  mempunyai  response  daktail  dalam  mendisipasikan  energi  gempa,  dapat  dicapai  jika  bukaan­bukaan  ditempatkan  teratur.  Bentuk  dinding  struktur  yang  meng‐ akomodasi  bukaan‐bukaan  teratur  dinamakan  dinding  geser  berangkai  (coupled  shear  wall),  dimana  bagian  dinding  yang  mengakomodasi  bukaan  yang  umumnya  terletak pada elevasi lanti dan terlihat seperti balok, dapat disebut balok perangkai  (coupled beam atau link­beam). 

  Gambar 16. Sistem Dinding Geser Berangkai (Paulay and Priestly 1992)   

Tentang istilah teratur, bisa saja ada bukaan yang ditempatkan teratur pada dinding  tetapi menghasilkan pelemahan, beresiko terjadi keruntuhan geser. 

  Gambar 17. Penempatan bukaan buruk pada dinding geser (Paulay and Priestly 1992)   

Untuk  disebut  balok  perangkai  sebenarnya  ada  ciri‐ciri  yang  dapat  diamati  secara  visual.  Jika  tingginya  relatif  kecil,  katakanlah  sekedar  pelat  lantai  penghubung  dinding  dengan  bukaan  yang  besar  maka  efektifitas  fungsinya  sebagai  balok  perangakai  dapat  disangsikan.  Artinya  bukaan  yang  ada  memisahkan  dinding  struktur menjadi dua bagian yang akan bekerja sebagai struktur sendiri‐sendiri.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

31/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Jadi  tujuan  balok  perangkai  adalah  agar  dinding  struktur  dengan  bukaan‐bukaan  teratur  dapat  bekerja  seakan‐akan  sebagai  suatu  dinding  utuh  (tanpa  bukaan).  Karena  ukuran  balok  perangkai  yang  relatif  lebih  kecil  dibanding  dinding  secara  keseluruhan  maka  bagian  tersebut  menjadi  paling  lemah.  Strategi  perencanaan  hanya  ada  dua,  balok  perangkai  dibiarkan  lemah,  dalam  hal  ini  dibiarkan  terjadi  deformasi  yang  besar  dengan  menyediakan  tulangan  yang  akan  mengalami  leleh  dan akan bekerja seperti sendi. Tetapi bisa juga didesain mampu menjadi semacam  shear connector seperti balok komposit, menyatukan dua bagian dinding tersebut.   Jika balok perangkai didesain dapat berfungsi sebagai  shear connector maka secara  fisik biasanya memerlukan suatu ketinggian tertentu dibanding bentang bersihnya.   Pada  dinding  struktur  yang  terpisah  oleh  bukaan  maka  kedua  bagian  dinding  tadi  akan  berperilaku  seperti  kantilever  sehingga  balok  perangkai  turut  berotasi  dan  leleh. Jika dapat dibuat detail yang baik, balok perangkai mampu mendisipasi enerji  pada keseluruhan tinggi dinding.  

  Gambar 18. Mekanisme kerja dinding­berangkai (Paulay and Priestly 1992) 

  Mekanisme  tahanan  beban  dinding‐perangkai  secara  kualitatif  diperlihatkan  pada  Gambar  18.  Dapat  terlihat  momen  guling  keseluruhan,  M of  atau  M,  pada  dinding  struktur tanpa bukaan diperlihatkan pada Gambar 18a, ditahan secara keseluruhan  oleh momen lentur dinding. Pada sisi lain, pada dinding berangkai akan timbul gaya  aksial sekaligus momen lentur di tumpuan untuk menahan momen guling, M.   Kondisi keseimbangannya adalah :   

M = M1 + M2 + T ⋅ l .......................................................................................................... (1) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

32/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Besarnya  gaya  aksial,  T  ,  sebagai  jumlah  total  gaya  geser  yang  terjadi  pada  balok  perangkai di atas level yang dievaluasi. Jika balok perangkai lemah, yang umumnya  dijumpai  pada  bangunan  apartemen  karena  keterbatasan  tinggi  balok  yang  dapat  dipasang, maka besarnya tahanan momen guling dihasilkan dari komponen momen  (M1  dan  M2).  Pada  sisi  lain  jika  balok  perangkainya  sangat  kaku,  maka  mayoritas  tahanan momen guling dihasilkan dari momen kopel (T⋅l) dari gaya‐gaya aksial yang  bekerja pada dinding geser berangkai tersebut.   Balok  perangkai  yang  tidak  direncanakan  khusus  untuk  berperilaku  daktail  dan  menerima  gaya  geser  yang  besar  saat  gempa  besar  akan  menyebabkan  kerusakan  dindingnya.  Salah  satu  konfigurasi  dengan  penulangan  diagonal  dianggap  paling  efektif untuk menghindari terjadinya degradasi kekuatan yang besar (Gambar 19). 

  Gambar 19. Penulangan dinding­geser dan balok perangkai  (Taranath 2010) 

  Detail‐1 pada penulangan diagonal balok perangkai Gambar 19, sesuai persyaratan  pengekangan  menurut  ACI  318‐05,  tetapi  untuk  mengapli‐kasikannya  di  lapangan  dijumpai banyak kesulitan. Untuk itu dikembangkan detail‐2 yang dapat diterapkan  pada hal yang sama mengikuti persyaratan ACI 318‐08 yang lebih sederhana.  Taranath  (2010)  menyatakan  bahwa  sistem  dinding  geser  berangkai  ekonomis  digunakan pada gedung 40 lantai. Adapun dinding geser hanya efektif memikul gaya  lateral  pada  arah  bidangnya,  maka  dinding  geser  pada  arah  saling  tegak  lurus  (ortogonal)  diperlukan    untuk  menahan  beban  lateral  dari  dua  arah.  Penempatan  dinding  geser  disekitar  elevator,  tangga  dan  shaft  utilitas  adalah  cukup  umum  karena  tidak  mengganggu  layout  arsitektur.  Meskipun  demikian  tahanan  terhadap  beban torsional perlu dipertimbangkan untuk menetapkan layout tepat.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

33/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.3.7. Sistem dengan outrigger dan belt­truss   Untuk  ketinggian  lantai  tertentu  (±  50  ~  60  lantai),  kombinasi  antar  elemen  atau  sistem,yaitu  rigid­frame  dengan  braced­frame  atau  shear­wall  cukup  menghasilkan  sistem struktur penahan lateral yang kaku, baik terhadap beban  gempa atau angin.  Tetapi pada bangunan gedung lebih tinggi, diperlukan strategi khusus agar perilaku  geometri gedung secara keseluruhan dapat diberdayakan.   Seperti diketahui untuk struktur kantilever yang menerima lentur, maka hanya sisi  bagian luar dari struktur tersebut yang bekerja. Bahkan dari rumus balok lenturpun  dapat diketahui bahwa titik di garis netral, tegangan lenturnya nol. Itu berarti pada  bangunan  tinggi,  kolom  di  tengah  bangunan  tidak  efektif  menyumbang  kekakuan  pada sistem penahan lateralnya. Fungsi hanya menerima beban gravitasi ke pondasi.   Untuk memberdayakan  kolom  atau  elemen‐elemen struktur  vertikal  di bagian  tepi  bangunan itu maka dibuat sistem  out­trigger, belt­truss, mega­truss, perimeter tube,  modular tube, dan lain‐lainnya.  Sistem  tube mensyaratkan struktur perlu dianalisis  sebagai suatu struktur ruang (space frame) secara keseluruhan (global). 

  Gambar 20. (a) Sistem outrigger dengan core­tengah; (b) Outrigger pada offset core; (c)  diagonal ; (d) elemen lantai yang bertugas sebagai outtriger (Taranath 2005) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

34/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Penggunaan  sistem  outrigger  atau  belt­truss  dimaksudkan  untuk  memberdayakan  dimensi  bangunan  seoptimal  mungkin  agar  berperilaku  sebagai  satu  kesatuan  seperti kolom kantilever tunggal. Ciri‐cirinya akan terjadi gaya tarik dan gaya tekan  di  sisi  perimeter  luar  (lihat  perilaku  kolom  tunggal  Gambar  6).  Jadi  outrigger  dan  belt­truss  berfungsi  menyatukan  elemen  vertikal  (kolom)  yang  berada  di  tepi  luar.  Ingat bangunan tinggi dapat dianalogikan seperti kolom langsing, sehingga perilaku  lentur dominan. Oleh karena itu gaya / reaksi terbesar terjadi pada sisi luar terjauh.    Untuk mempelajari perilaku sistem outrigger atau belt truss, akan ditinjau bangunan  tinggi dengan sistem tersebut di atap, biasa disebut hat­truss sistem (Gambar 21). 

  Gambar 21.  (a) Denah bangunan dengan belt­truss; (b) deformasi lentur braced­core;  (c) Deformasi akhir system (Taranath 2005) 

  Penempatan  belt‐truss  yang  kaku  di  atas  gedung  menyebabkan  kolom  perimeter  berfungsi sebagai batang tekan atau tarik (Gambar 21c), dan menghasilkan momen  kopel  berlawanan  dengan  momen  luar  akibat  gaya  lateral.  Akibatnya  momen  luar  berkurang, sehingga lendutan lateral yang terjadi juga berkurang.  Besarnya  lendutan  yang  dapat  direduksi  ternyata  berkaitan  dengan  penempatan  belt­truss  atau  outrigger  tersebut.  Penempatan  di  atas  bangunan  bukanlah  yang  terbaik.  Untuk  melihat  seberapa  efektif  lokasi  penempatannya  maka  diperlukan  peninjauan perilaku lentur sebelum dan sesudah diberikan belt­truss tersebut. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

35/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

 

(a). Belt­truss di z = L 

 

(b). Belt­truss di z = 0.75L 

 

(c). Belt­truss di z = 0.50L 

 

(d). Belt­truss di z = 0.25L  Gambar 22. Pengaruh penempatan Outrigger terhadap elevasi (Taranath 2005) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

36/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Dari perilaku penempatan single­outrigger pada Gambar 22 dapat diketahui bahwa  penempatan outrigger di ujung paling atas bangunan bukanlah yang terbaik. Selain  itu, jika ditempatkan di bagian paling atas, maka kolom perimeter sepanjang tinggi  bangunan  harus  didesain  terhadap  gaya  tarik,  meskipun  untuk  struktur  baja  baik,  karena  tidak  ada  bahaya  tekuk,  tetapi  sambungan  tarik  menjadi  masalah  pada  sistem sambungannya.  Selanjutnya Taranath (2005) memberi usulan tinggi elevasi  optimum untuk beberapa tipe outrigger sebagai berikut. 

  Gambar 23. Lokasi optimum outrigger (a) single; (b) double; (c) triple; (d) quadro  (Taranath 2005) 

  8.3.8. Sistem framed­tube   Sistem  framed­tube  secara  umum  didefinsikan  sebagai  sistem  struktur  ruang  (3D)  yang memanfaatkan keseluruhan perimeter luar bangunan sebagai sistem struktur  penahan  lateral.  Persyaratan  yang  diperlukan  adalah  perlu  dibuat  suatu  struktur  seperti  dinding tiga  dimensi  di sekeliling  luar  bangunan,  analoginya  adalah tabung  atau  pipa.  Untuk  sistem  rigid­frame  dapat  dilakukan  dengan  menempatkan  kolom  perimeter secara rapat dan dihubungkan dengan balok tinggi.   Meskipun  secara  teroritis  struktur  tabung  adalah  sangat  ideal,  khususnya  untuk  berperilaku seperti kantilever tunggal, tetapi dalam kenyataannya perilaku yang ada  relatif  kompleks.  Permasalahannya  adalah  digunakannya  sistem  rigid‐frame,  yang  ternyata kekakuan lentur penampang tunggal lebih dominan daripada sebagai suatu  kesatuan.  Pelajari  kembali  illustrasi  yang  ada  pada  Gambar  6  dan  7.  Dampaknya 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

37/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

disebut  shear­lag,  yang  cenderung  mengubah  distribusi  reaksi  kolom  perimeter.  Akibatnya kolom pojok pada perimeter akan menerima gaya reaksi yang lebih besar  dibanding kolom perimeter di bagian tengah. Lihat Gambar 24c.  

  Gambar 24. Framed­tube (a) Denah; (b) Perimeter; (c) Reaksi perimeter (Taranath 2005) 

  Frame tube yang mengandalkan rigid­frame untuk bekerja seperti dinding perimeter  tabung, tidak efisien karena pengaruh shear lag. Oleh karena itu frame­tube hanya  efisien untuk bangunan  50 – 60 lantai, kecuali jika dapat diusahakan kolom‐kolom  perimeter  yang  sangat  rapat  seperti  yang  terdapat  pada  WTC  (World  Trade  Centre),  New  York,  yang  ternyata  dapat  dipakai  untuk  gedung  sampai  ketinggian  109 lantai. Tetapi konsekuensinya, jarak tipikal kolom perimeter bagian atas adalah  3.333 ft (1.0 m) pada sekeliling bangunannya, detail lihat Gambar 25 dan 26. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

38/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 25. Detail perimeter atas gedung WTC (http://911research.wtc7.net)  

 

  Gambar 26. WTC saat konstruksi medio 1966 – 1970 (http://911blog.yweb.skl) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

39/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.3.9. Sistem trussed­tube   Untuk  mendapatkan  kekakuan  perimeter  dengan  sistem  frame­tube  sebagaimana  halnya  gedung  WTC  tentu  tidak  mudah.  Perlu  dukungan  kuat  dari  arsitek,  karena  untuk efektivitas sistem diperlukan kolom‐kolom perimeter yang sangat rapat. Pada  WTC  dengan  jarak  3’4”  dan  kolom  1’2”  maka  jarak  bersih  antar  kolom  hanya  2’2”  atau 0.66 m atau selebar jendela saja. Itu hanya bisa terjadi jika arsiteknya memang  menghendaki, kalau hanya dari sisi engineer pasti tidak akan terwujud.   Untuk  mengatasi  permasalahan  jarak  kolom  perimeter  yang  rapat,  maka  strategi  peningkatan  kekakuan  sebelumnya  dapat  digunakan,  sistem  rigid­frame  diubah  ke  brace­frame.  Hanya  saja  brace  atau  batang  diagonal  yang  dimaksud  harus  dapat  ditempatkan di sekeliling perimeter bangunan.  Lihat Gambar 27 di bawah. 

Gambar 27. (a) Tube building with multistory diagonal bracing; (b) rotated square tube  with super diagonal (Taranath 2005) dan Bank of China Hongkong (kanan) 

  Konsep brace atau batang diagonal memang populer digunakan pada bangunan dari  baja. Itu disebabkan batang diagonal akan memikul gaya tarik suatu saat, dan gaya  tekan di saat yang lain. Baja kuat terhadap tarik dan tekan, sedangkan beton hanya  mengandalkan tulangan baja terpasang, sehingga perlu tempat yang mencukupi oleh  karena itu sistem brace­frame akan digantikan dengan sistem shear­wall. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

40/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Dengan jumlah lantai dan ukuran keseluruhan yang besar, gedung  beton bertulang  juga  dapat  dibuat  brace­frame.  Caranya,  kolom  perimeter  beton  bertulang  dibuat  rapat,  juga  baloknya,  kemudian  pada  lobang‐lobang  antara  kolom‐balok  tersebut  dapat dibuat dinding pengisi yang penempatannya diagonal (lihat Gambar 28).  

(a). Wang Building, New York 

 

 

(b). Onterie Center, Chicago 

Gambar 28. Trussed­tube beton bertulang 

8.3.10. Sistem bundled­tube.   Analogi tabung langsing, tahanan momen paling  efektif terhadap  beban lateral jika  dipikul oleh mekanisme lentur. Ciri‐cirinya, sisi‐sisi luar perimeter mengalami gaya  tekan dan gaya tarik sekaligus, yang menghasilkan momen kopel. Padahal besarnya  momen kopel ditentukan oleh jarak  antara gaya‐gaya kopel tadi.  Itu  berarti luasan  dasar bangunan bertingkat menentukan efektifitas tahanan lateral.   Sisi lain pemakaian tabung tunggal menghadapi permasalahan shear­lag, kalaupun  dapat dipakai brace, diperlukan elemen berukuran besar, tentu saja akan kesulitan  dalam detailing. Untuk mengatasi hal tersebut, dengan harapan dapat memperbesar  luasan  dasar  bangunan  sekaligus  mengurangi  efek  shear  lag,  maka  penggabungan  beberapa sistem tabung yang relatif kecil menjadi satu kesatuan dapat dipilih.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

41/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 29. Bundled­tube: (a) denah (b)brace­tube; (b) frame­tube. (Taranath 2005) 

 

  Gambar 30. Struktur bundled­tube: Sear Tower, Chicago, tinggi bangunan (± 443 m) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

42/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.4. Hubungan Bangunan, Tanah, Gaya Gempa dan Angin.  8.4.1. Perilaku dinamik gempa pada bangunan tinggi  Perilaku bangunan ketika gempa adalah permasalahan  dinamik (getaran). Gerakan  gempa  di  tanah  tidak  menyebabkan  kerusakan  seperti  impak  atau  tumbukan,  atau  tekan seperti angin. Tetapi percepatan tanah menimbulkan gaya inersia dari massa  bangunan.  Penambahan  massa  bangunan  menimbulkan  dua  hal,  pertama  adalah  tambahan  gaya  inersia,  kedua  menimbulkan  efek  P‐Δ,  sehingga  terjadi  tambahan  momen  akibat  adanya  deformasi  lateral  yang  relatif  besar.  Distribusi  deformasi  dinamik  akibat  gerakan  tanah  saat  gempa  dan  lama  gerakannya  merupakan  hal  penting  dalam  perencanaan  terhadap  gempa.  Meskipun  durasi  gempa  kuat  adalah  penting, tetapi tidak tersirat langsung dalam code yang ada (Taranath 2005).   Secara umum, respon bangunan tinggi terhadap gempa berbeda dibanding bangun‐ an rendah. Besarnya gaya inersia selama gerakan gempa di tanah  tergantung dari :  [1]  massa  bangunan;  [2]  akselerasi  tanah;  [3]  kondisi  tanah  pondasi  di  bawah  bangunan dan [3] karakteristik dinamik bangunan itu sendiri (lihat Gambar 31) . 

  Gambar 31. Gambaran skematik gaya gempa (Taranath 2010) 

  Jika bangunan  dan tanah pondasi  sangat kaku,  bangunan mengalami  akselerasi (a)  sama  dengan  tanahnya,  maka  gaya  inersia  F,  sesuai  hukum  Newton  (F  =  m.a),  dengan m, massa bangunan. Untuk struktur yang mengalami deformasi relatif kecil,  deformasi  cenderung  mengurangi  besarnya  gaya  inersia  yang  timbul  (F  <  m  .a).   Bangunan  tinggi  relatif  lebih  fleksibel  dibanding  bangunan  rendah  sehingga  akan  menerima  akselerasi  yang  lebih  kecil.  Tetapi  bangunan  fleksibel  yang  menerima  gerakan percepatan tanah dalam waktu yang lama dapat menghasilkan gaya inersia  lebih besar (F > m.a) jika periode getarnya berdekatan dengan gelombang tanah. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

43/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Jadi,  besarnya  gaya  lateral  gampa  bangunan  bukan  sekedar  fungsi  dari  akselerasi  tanah saja, tetapi dipengaruhi oleh  respons struktur itu sendiri dan  pondasi‐nya.  Hubungan  perilaku bangunan  dan pergerakan tanah  akibat gempa  juga  ditentukan  oleh perioda getar bangunan yang dirumuskan dengan respons spektrum.   Sebelum  membahas  respons  spektrum,  ada  baiknya  dibahas  dahulu  periode  getar  bangunan  (T).  Dari  rumus  analisa  dinamik  diketahui  parameter  yang  berpengaruh  adalah massa (m) dan kekakuan (k) bangunan, sebagai berikut :   T = 2π m / k .  Jadi  bangunan  rendah  dimana  massa  relatif  kecil  dan  k  relatif  besar  maka  waktu  getarnya pendek, sedangkan bangunan tinggi yang sebaliknya, akan panjang.  Respons spektrum adalah pengganti parameter percepatan (a) pada rumus Newton  (F = m . a). Dengannya, pengaruh gempa pada bangunan yang tergantung juga oleh  perilaku  pondasi,  jenis  dan  tipe  bangunan  dapat  dihitung  memakai  grafik  tunggal.  Dari  rekaman  gerakan  tanah  yang  ditinjau  dengan  beberapa  prosentasi  nilai  dam‐ ping  kritis,  maka  pada  suatu  grafik  respons  spektrum  akan  diketahui  hal‐hal  yang  berkaitan  dengan  respons  gempanya,  seperti  akselerasi,  kecepatan  dan  deformasi  untuk berbagai cakupan (spektrum) perioda getar bangunan. 

  Gambar 32. Illustrasi bergambar suatu Respons­spektrum (Taranath 2005) 

  Jadi respon spektrum (Gambar 32 dan 33) dapat dilihat sebagai suatu grafik tunggal  yang  menunjukkan  berbagai  respon  dinamik  sederetan  kantilever  pendulum  yang  bervariasi  linier  perioda  getarnya  terhadap  rekaman  pergerakan  gempa  tertentu.  Respon maksimumnya kemudian dicatat pada grafik respons spektrum tersebut.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

44/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 33. Konsep response spektrum (Taranath 2005) 

  Jika respons percepatan pada respon spektrum dapat menunjukkan  besarnya gaya  gempa pada bangunan, maka disimpulkan juga bahwa semakin tinggi bangunannya  maka  gaya  gempa  yang  terjadi  adalah  relatif  lebih  kecil.  Padahal  di  sisi  lain,  angin  berbeda. Semakin tinggi, kecepatan angin juga bertambah (lihat Gambar 34). 

  Gambar 34. Profil kecepatan angin di berbagai daerah dan ketinggian (Taranath 2005) 

  Jadi bisa saja pada suatu kondisi ketinggian tertentu, gaya gempa yang bekerja pada  suatu bangunan tinggi tidak menjadi dominan dibanding pengaruh anginnya.  Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

45/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.4.2. Pengaruh angin pada bangunan tinggi.   Angin  bisa  menimbulkan  masalah  pada  bangunan  tinggi,  meskipun  tidak  terlihat  oleh  orang  di  bawahnya,  tetapi  akan  dirasakan  penghuninya.  Angin  menyebabkan  getaran,  akan  timbul  bunyi‐bunyian  mengganggu,  pintu  /  lampu  gantung  berayun‐ ayun, dan sebagainya. Jika bangunannya sendiri berayun, penghuni akan merasakan  ilusi  bahwa  dunia  luar  bergerak,  menciptakan  gejala  vertigo  dan  disorientasi.  Jadi  meskipun tak ada yang rusak, tetapi menyebabkan bangunan tidak nyaman dihuni.   Untuk  perencanaan  terhadap  angin,  bangunan  tidak  dapat  dianggap  terpisah  dari  sekitarnya. Pengaruh bangunan di dekatnya dan konfigurasi lahan berpengaruh.   8.4.3. Perilaku dinamik angin pada bangunan tinggi  Aliran angin melewati suatu bangunan tinggi dapat disederhanakan sebagai bidang  horizontal  dan  bervariasi  besarnya  terhadap  tinggi  (Gambar  34).  Penyederhanaan  aliran angin sebagai bidang diperlihatkan pada Gambar 35 berikut.  

  Gambar 35. Aliran angin pada bidang horizontal (Taranath 2005) 

  Saat aliran angin menerjang halangan, alirannya terbelah dan bergerak menyamping  sembari berpusar  disebut  spiral  vortices (Gambar  36), yang  menekan bidang tegak  lurus arah angin utama. Pada kecepatan sedang, spiral vortices terjadi bersamaan di  dua  arahnya  sehingga  terjadi  keseimbangan.  Tetapi  ketika  kecepatan  bertambah,  juga karena sifat angin  turbulen (tidak linier) maka kejadiannya secara bergantian,   terjadi getaran arah tegak lurus arah angin, yang disebut fenomena vortex­shedding. 

  Gambar 36. Fenomena Vortex­shedding (Taranath 2005) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

46/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Jadi  akibat  angin  besar  pada  bangunan  tinggi,  akan  terjadi  deformasi  searah  angin  utama  sekaligus  deformasi  arah  tegak  lurusnya  secara  berganti‐ganti  (vortex­ shedding). Pada kecepatan angin yang menyebabkan frekuensi vortex­shedding kira‐ kira  sama  dengan  frekuensi  alami  bangunan,  akan  terjadi  resonansi.  Pada  kondisi  seperti itu perubahan kecepatan angin yang berubah relatif sedikit, tidak mengubah  keadaan,  resonansi  masih  terjadi,  seakan‐akan  keadaan  menjadi  terkunci.  Jadi  kondisi  vortex­shedding  dikendalikan  frekuensi  alami.  Baru  setelah  ada  perubahan  kecepatan  angin  yang  signifikan  maka  proses  penguncian  berhenti,  dan  kembali  frekuensi shedding dikendalikan oleh kecepatan angin. Untuk kecepatan angin baik  bawah atau di atas kisaran tersebut, vortex­sheding tidak akan kritis.  Besarnya frekuensi vortex‐sheeding untuk menghindari resonansi, dihitung sbb:   f =

V ×S ..................................................................................................................................... (2)  D

dimana  f = frekuensi vortex shedding dalam hertz  V = kecepatan rata‐rata angin pada atap bangunan  S = konstanta Strouhal yang tergantung dari bentuk bangunan   D = diameter bangunan   Vortex‐shedding  terjadi  pada  banyak  bentuk  bangunan.  Nilai  S  untuk  bentuk  yang  berbeda dapat ditentukan dengan uji terowongan angin dengan mengukur frekuensi  shedding pada berbagai kecepatan angin. Cukup sulit mengetahui nilai S yang akurat  karena adanya fenomena penguncian tadi, yang kira‐kira sekitar 10% nilai frekuensi  bangunan yang tepat.  Aksi tekanan angin tidak tergantung pada lamanya angin mencapai maksimum dan  kembali nol lagi saja, tetapi juga tergantung dari periode alami bangunan itu sendiri.  Jika waktu yang diperlukan untuk maksimum dan nol, lebih pendek dari waktu getar  alami  bangunan,  maka  perilakunya  dinamik.  Jika  waktu  angin  mencapai  intensitas  maksimum  dan  nol  lagi  lebih  lama  dari  periode  alami  bangunan,  maka  sifatnya  statik. Sebagai contoh, hembusan angin yang mencapai kondisi terbesar dan kembali  kosong  dalam  dua  detik  menjadi  beban  dinamik  untuk  bangunan  tinggi  yang  mempunyai periode alami kira‐kira 5 ‐ 10 detik, tetapi untuk hembusan yang sama,  yaitu 2 detik adalah beban statik untuk bangunan rendah yang mempunyai perioda  alami kurang dari 2 detik.  Akibat perilaku angin pada bangunan tinggi yang kompleks, seperti vortex­shedding  dan perilaku dinamis, maka uji terowongan angin menjadi sesuatu yang penting.  Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

47/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.5. Perilaku Khusus Sistem Struktur Tahan Gempa  8.5.1. Sistem struktur dengan dissipasi enerji   Untuk beban gravitasi (beban tetap), beban angin dan beban gempa sedang (gempa  yang  biasa),  struktur  diharapkan  berperilaku  elastis  (beban  hilang,  deformasi  juga  hilang). Tetapi saat gempa besar, yang jarang dan tak terduga, diperbolehkan terjadi  kondisi  inelastis.  Strategi  ini  untuk  menjamin  keselamatan  terhadap  gempa  yang  lebih besar daripada yang diperkirakan oleh  code yang ada. Untuk itu perencanaan  struktur tahan gempa harus didasarkan pada metodologi capacity design.   Dengan  cara capacity design,  struktur direncanakan  sedemikian  rupa  sehingga bila  terjadi kondisi inelastis, maka itu hanya akan terjadi pada tempat‐tempat yang telah  ditentukan,  yang  memang  telah  direncanakan  untuk  mengatisipasiknya.  Kondisi  inelastis  yang  terjadi  juga  terkontrol,  dan  ditempat  itulah  yang  dijadikan  sebagai  tempat dissipasi energi. Sedangkan bagian struktur lainnya tetap berperilaku elastis.  Cara kerjanya seperti sekring (fuse) pada peralatan listrik saat menerima  overload.   Jadi strateginya, kalaupun kondisi inelastis tersebut menyebabkan kerusakan, maka  sifatnya lokal, terisolir sehingga dapat dengan mudah diketahui dan diperbaiki.  Adanya bagian yang terpisah‐pisah, ada elemen struktur yang bekerja secara elastis  dan ada elemen struktur lain yang bekerja sampai inelastis. Itu dapat dengan mudah  diterapkan  pada  konstruksi  baja  yang  memang  dari  awalnya  bersifat  modul  atau  segmen  terpisah  yang  tidak  monolit.  Hal  ini  tentu  saja  berbeda  dengan  konstruksi  beton yang alaminya bersifat monolit (beton cast­in­situ).  Strategi pada konstruksi  beton  bertulang  adalah  mengandalkan  detail  penulangan  khusus,  dalam  hal  ini  perilaku inelastis akan terjadi pada baja tulangan yang daktail. Agar beton bertulang  dapat berperilaku inelastis yang optimal, maka keruntuhan yang diharapkan adalah 

lentur. Karena dengan itu, pada kondisi ultimate terjadi sisi tekan (beton) dan sisi  tarik (baja). Jika keruntuhan aksial tarik, maka beton tidak akan bekerja, sedangkan  keruntuhan  aksial  tekan  tidak  bisa  berperilaku  inelastis  karena  tekuk  akan  terjadi  terlebih dahulu, dan itu sifatnya non‐daktail.  Selanjutnya bagian mana dari sistem struktur tahan gempa yang bekerja seperti fuse  dan  bagian  mana  yang  tidak,  disitulah  yang  menjadi  variasinya.  Struktur  Special  Moment Frames misalnya, yang akan berfungsi sebagai fuse, tempat dissipasi energi  gempa,  adalah  sendi  plastis  yang  terbentuk  di  balok.  Untuk  sistem  struktur  yang  lain,  yang  berfungsi  sebagai  fuse,  bisa  berbentuk  lain  (AISC  2005b,  Geschwinder  2008). Untuk itu akan ditinjau satu persatu.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

48/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.5.2. Sistem portal daktail : Special Moment Frames (SMF)  Ini  adalah  jenis  rangka  yang  didesain  untuk  bekerja  secara  inelastis  penuh.  Oleh  karena  itu  pada  bagian  yang  akan  mengalami  sendi‐plastis  perlu  didesain  secara  khusus. Cocok dipakai untuk perencanaan gedung tinggi yang masih memungkinkan  dengan sistem rigid‐frame.  Struktur rangka harus berperilaku strong­colum­weak­beam agar tidak terjadi sendi  plastis di kolom yang dapat menyebabkan story mechanisms.  

 

  b). Story mechanism 

a). Strong column­weak beam 

Gambar 37. Perilaku inelastis sistem portal daktail (Hamburger et.al. 2009) 

  Pada konstruksi baja tahan gempa, jenis sambungan kolom‐balok yang akan dipakai  rangka  SMF  ini  harus  didukung  data  empiris  hasil  uji  laboratorium.  Hal  ini  untuk  membuktikan  bahwa  jenis  sambungan  tersebut  mempunyai  kemampuan  daktilitas  yang mencukupi, yaitu mampu menahan perputaran sudut interstory­drift minimum  sebesar 0.04 radian (Section 9.2a AISC 2005b).  Beberapa jenis sambungan yang telah dilakukan pengujian adalah sebagai berikut. 

  a). Prespektif 

b). Aplikasi 

Gambar 38. Reduced beam (Hamburger et.al. 2009) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

49/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  a). Prespektif 

b). Aplikasi 

Gambar 39. Extended End­Plate (Hamburger et.al. 2009) 

  Kecuali dua jenis sambungan pada Gambar 38 dan 39, ada beberapa lagi yang dapat  dijumpai. Variasi jenis sambungan pada konstruksi baja umumnya  terkait metode 

pelaksanaan,  misal  sambungan  jenis  Reduced  Beam  memerlukan  pekerjaan  las  di  lapangan. Persyaratan tersebut tentu terkait dengan harus disediakannya s.d.m yang  kompeten disertai pengawasan ketat. Ini berbeda jika digunakan jenis Extended End­ Plate yang cukup dipasang dengan baut mutu tinggi. Hanya saja jenis sambungan ini  memerlukan tingkat presisi fabrikasi tinggi, perlu memakai mesin CNC misalnya.  Konsep  di  atas  berlaku  pada  konstruksi  baja,  yang  ditentukan  oleh  sambungan  sebagai  bagian  terlemah  sistem.  Maklum,  baja  pada  dasarnya  komponen  terpisah,  produk  pabrik  yang  dirangkai  di  lapangan  dengan  sambungan.  Untuk  konstruksi  beton bertulang, konsep kontinyu relatif mudah dibuat. Tetapi material beton pada  dasarnya material non‐daktail, apalagi jika dipakai beton mutu tinggi. Daktilitasnya  hanya  mengandalkan  baja  tulangan  yang  terpasang.  Untuk  mendapatkan  perilaku  daktail inelastis, maka keruntuhan yang diharapkan adalah lentur, karena pada satu  penampang dapat dimanfaatkan dua sifat bahan sekaligus. Sisi tekan ditahan beton  dan sisi tarik ditahan baja.  Agar daktail, keruntuhan harus dimulai pada bahan yang  bersifat  daktail  terlebihd  dahulu.  Oleh  karena  itu  penampang  lentur  harus  bersifat  under reinforced section. Tulangan terpasang relatif sedikit, sehingga kalah terlebih  dahulu  (leleh).  Karena  gempa  bolak‐balik,  maka  betonnya  mengalami  tarik‐tekan,  untuk mengurangi resiko spalling dipersyaratkan tulangan sengkang rapat sekaligus  menghindari  terjadinya  kegagalan  geser.  Sistem  SMF  untuk  beton  dikenal  sebagai  SMRF  (special  moment  resisting  frame),  mensyaratkan  pendetailan  tulangan  kolom  dan balok yang khusus sebagai terlihat pada Gambar 40. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

50/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 40. Penulangan daktail untuk portal SMRF (Taranath 2010) 

  Hal  penting  dalam  pendetailan portal  SMRF  adalah  dihindari  memakai  sambungan  lewatan  (lap‐splice) di  daerah  yang  berpotensi  mengalami  kondisi  inelastis.  Dalam  hal  ini  adalah  daerah  sepanjang  2  h  di  depan  kolom.    Untuk  mendapat  kepastian  bahwa kondisi inelastis hanya terjadi pada balok (bukan kolom), maka portal SMRF  mesyaratkan  jumlah  kapasitas  nominal  kolom  lebih  besar  dari  jumlah  kapasitas  balok, yaitu ∑ Mnc ≥ (6/5) Mnb (sesuai ACI318 – Ps. 21‐6‐2) .   8.5.3. Sistem rangka diagonal khusus: Special Concentrically Braced Frames (SCBF)  Sistem  rangka  diagonal  (brace­frame)  mempunyai  kekakuan  lateral  lebih  tinggi  dibanding rigid­frame, sehingga efektif dipakai sebagai sistem penahan lateral pada  bangunan  tinggi.  Meskipun  demikian  perilaku  keruntuhannya  tidak  daktail  diban‐ ding rigid­frame. Tentu saja sistem ini hanya dapat diterapkan pada konstruksi baja.  Sistem  brace­frame  yang  dipersiapkan  khusus  terhadap  kondisi  inelastis  (SCBF)  dibuat dengan cara bracing‐nya dapat bekerja sebagai fuse melalui mekanisme leleh  akibat  gaya  aksial  tarik  atau  tekuk  akibat  gaya  tekan  pada  batang  diagonal  saat  terjadi gempa besar.   Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

51/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 41. Mekanisme inelastis SCBF (Geschwinder 2008) 

Teoritis  memang  mudah,  masalahnya  adalah  bahwa  pada  konstruksi  baja  bagian  yang  kritis  adalah  pada  detail  sambungan.  Jadi  jika  diharapkan  kondisi  inelastis  terjadi pada elemen batang, maka tentu saja sistem sambungan pada saat itu harus  tetap pada kondisi elastis (lebih kuat daripada elemen yang disambung).  Alternatif lain, kondisi inelastis ternyata dapat dipindahkan pada bagian sambungan  batang  diagonal  tersebut,  khususnya  pada  gusset­plate  boleh  terjadi  leleh.  Bahkan  untuk  menghindari  gangguan  ketika  leleh  tersebut  (proses  dissipasi  enerji)  maka  bagian  gusset­plate  yang  bertemu  pelat  lantai  harus  dipisahkan,  sebagaimana  terlihat pada Gambar 42 berikut. 

  Gambar 42. Sambungan SCBF yang bersifat daktail (Taranath 2005) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

52/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.5.4. Sistem dinding­geser (shear­wall)  Sistem  penahan  lateral  brace‐frame  lebih  kaku  dari  rigid‐frame,  tetapi  itu  hanya  cocok  untuk  konstruksi  baja.  Alternatif  untuk  beton  dapat  memakai  dinding‐geser  atau  shear­wall.  Sistem  penahan  lateral  berupa  dinding‐geser  yang  masuk  dalam  kategori langsing bekerja seperti halnya balok kantilever dimana perilaku lenturnya  cukup dominan. Sebagai balok kantilever maka momen terbesar akan terletak pada  tumpuannya, yaitu bagian dasar dinding, yang menyambung pada pondasi.   Hal penting dalam perencanaan dinding‐struktur adalah tersedianya sistem pondasi  kaku  untuk  menahan  momen  dari  struktur  yang  bekerja  seperti  balok‐kantilever  tersebut. Oleh karena itu secara visual sistem dinding‐geser yang baik dapat dilihat  dari  sistem  dan  cara  penjangkaran  tulangan  ke  pondasinya,  sebagaimana  terlihat  secara detail pada Gambar 43. Keberadaan sistem pondasi sebagai satu bagian dari  struktur  dinding‐geser  tidak  dapat  diabaikan,  bahkan  untuk  dinding  geser  daktail  harus dapat dipastikan bahwa kekuatan terhadap momen lebih besar dari kapasitas  lentur dinding‐gesernya. Sehingga dapat dipastikan tidak terjadi kerusakan terlebih  dahulu  pada  sistem  pondasinya.  Untuk  menghindari  kerusakan  tersebut  maka  sistem pondasi direncanakan berperilaku elastis saat gempa terjadi, sedangkan yang  berperilaku inelastis adalah pada dinding‐gesernya. Untuk beban guling yang besar  kadang  perlu  dipastikan  sistem  pondasi  tiang  yang  ada  cukup  kuat  menahan  gaya  tarik, karena  kalau  sampai terjadi  rotasi,  apalagi  pada sistem‐ganda  maka  prediksi  elastis yang dilakukan akan berbeda.  Pada detail Gambar 43 akan terlihat bahwa sistem pondasinya adalah pondasi tiang  pancang  yang  disatukan  oleh  suatu  pile‐cap  yang  besar,  yang  ketebalannya  juga  diperhitungkan  agar  dapat  diperoleh  penjangkaran  tulangan  dinding  geser  secara  sempuran.  Kondisi  itu  tentu  akan  sangat  berbeda  dibanding  sistem  pondasi  untuk  rangka‐kaku biasa. Pada detail tersebut dapat dilihat juga bahwa kekangan tulangan  lentur  masuk  ke  dalam  pile‐cap,  khususnya  ini  untuk  mengantisipasi  kondisi  in‐ elastis pada saat terjadinya sendi plastis pada dinding geser di bagian bawah.  Kesuksesan suatu pendetailan tergantung pelaksanaan di lapangan. Meskipun hasil  penelitiannya  sangat  baik,  tapi  saat  diaplikasikan  banyak  kendala  tentu  perlu  dievaluasi kembali detail tersebut. Bagaimanapun juga, meskipun detail yang dipilih  sudah terbukti sukses untuk kasus‐kasus sebelumnya, tetapi kalau pelaksanaannya  tidak  baik  (akibat  tingkat  kesulitan  dan  tingkat  ketrampilan  sumber  daya  manusianya) maka hasilnya tidak baik. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

53/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 43. Alternatif detail penulangan dinding­geser daktail (Taranath 2005) 

  8.5.5. Sistem rangka diagonal eksentris: Eccentrically Braced Framed (EBF)  Mekanisme kerja sistem rangka EBF adalah memanfaatkan keunggulan brace­frame  yang kaku tetapi tidak daktail, dengan rigid­frame yang kurang kaku tetapi daktail.  Bagian  brace­frame  yang  bekerja  dengan  mekanisme  gaya  aksial  dibiarkan  dalam  kondisi elastis, sedangkan daerah LINK akibat bracing yang eksentris akan bekerja  seperti balok lentur dan dibiarkan terjadi kondisi inelastis (fuse dissipasi enerji). 

  Gambar 44. Mekanisme inelastik LINK pada sistem EBF (Taranath 2010) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

54/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Link bisa ditempatkan di tengah (Gambar 44 kiri) dan tepi (Gambar 44 kanan). Dari  keduanya,  sistem  di  tengah  lebih  banyak  digunakan  karena  momen  terbesar  yang  akan mendekati kondisi plastik tidak terjadi di dekat kolom. Sistem pinggir dimana  balok dan kolom bertemu, jika rigid dan tidak dicheck dengan baik, maka mungkin  kolomnya yang akan mengalami kondisi inelastis. Padahal itu harus dicegah. 

 

 

Gambar 45. Split­K­braced EBF :Detail Link (kiri) dan Tampak (kanan)  

  8.5.6. Special Truss Moment Frames (STMF)  Special Truss Moment Frames (STMF) adalah sistem struktur dengan rangka batang  (truss  diagonal)  atau  Vierendeel  sebagai  elemen  horizontalnya.  Saat  gempa  besar  ada bagian elemen horizontal secara khusus dapat mengalami kondisi inelastis, yang  bekerja sebagai fuse (tempat dissipasi energi). 

  Gambar 46. Perilaku inelastis STMF (Basha and Goel 1996). 

  Sistem ini cocok digunakan untuk portal dengan bentang besar sedemikian sehingga  kekakuan kolom lebih besar dari kekakuan vierendel. Jika tidak  maka sendi plastis  akan terbentuk pada kolom, dan ini tentunya tidak baik digunakan terhadap gempa. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

55/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.5.7. Buckling­Restrained Braced Frames (BRBF)  Sistem BRBF sejenis Concentrically Braced Frames tetapi bracing‐nya diganti elemen  khusus, yang mampu berperilaku inelastis baik terhadap tarik maupun tekan. Untuk  mengantisipasi tekuk maka elemen khusus tersebut terdiri dari batang terbungkus  suatu elemen  penutup  yang  dapat  mencegah terjadinya tekuk, sehingga  ketika  ada  gaya  tekan  cenderung  mengalami  leleh  saja.  Itu  menyebabkan  perilaku  histeretik  yang stabil dan mempunyai kemampuan dissipasi energi yang sangat baik.  

   Gambar 47. Detail dan tampak BRBF (Sabelli and López 2004) 

 

  8.5.8. Special Plate Shear Walls (SPSW)  Dinding geser umumnya terdiri dari beton bertulang, selain sebagai sistem struktur  penahan  lateral,  dinding  geser  juga  bisa  bekerja  sebagai  kolom,  memikul  beban  gravitasi.  Konsep  yang  mirip  juga  dapa  diterapkan  pada  konstruksi  baja,  struktur  rangka diberi dinding pengisi berupa pelat baja di dalamnya, yang diharapkan akan  bekerja sebagai fuse dengan mekanisme leleh pelat dan tekuk (tension field action).  

   Gambar 48. Steel Plate Shear Walls (Seilie and Hooper 2005). 

  Sistem  ini  tentu  saja  tidak  bisa  bekerja  sebagai  dinding  pemikul  beban  gravitasi,  fungsinya  lebih  seperti  pada  plate‐girder,  yaitu  menahan  geser.  Karena  memakai  pelat  yang  relati  tipis  maka  kekakuan  tegak  lurus  bidang  perlu  dipertimbangkan  sehingga jarak antar kolom di antara dinding pelat tersebut juga terbatas. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

56/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.6. Sistem Isolasi Seismik   Pada  prinsipnya,  sistem  isolasi  seismik  mengurangi  respon  bangunan  terhadap  gempa  karena  memisahkannya  dari  gerakan tanah saat  gempa. Isolasi  mengurangi  dampak  gempa  dengan  cara  memperpanjang  periode  getar  dan  memperbesar 

redaman.  Akibatnya  pada  kondisi  baik,  sistem  isolasi  mengurangi  drift  bangunan  sampai dua kalinya, bahkan ada sampai lima kali, dibanding sistem biasa.  

  Gambar 49. Perbandingan respons sistem (a)biasa dan (b)terisolasi (Taranath 2005). 

  Akselerasi pada bangunan juga berkurang, meskipun itu tergantung karakteristik P‐ δ  sistem  isolasinya.  Adanya  sistem  tersebut  akan  mengurangi  akselerasi  atap  pada  bangunan  rendah  sampai  sebesar  60  –  80%.    Bagaimana  dengan  bangunan  tinggi,  untuk itu ada baiknya dilihat kembali kurva respons spektrum perencanaan gempa.  

  Gambar 50. Gaya gempa rencana berdasarkan respons­spektrum (Taranath 2005) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

57/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Untuk  mengetahui  prinsip  perencanaan  gedung  sistem  terisolasi,  lihat  Gambar  50,   ada empat kurva respons A, B, C, dan D. Dalam hal ini anggap direncanakan gedung  lima lantai tumpuan bawah terjepit (belum diisolasi) dengan perioda getar 0.6 detik.  Kurva  A,  paling  bawah,  menunjukkan  gaya  gempa  rencana  sesuai  code  (IBC  2003  atau ASCE 7‐02). Kurva B, ke‐2 dari bawah, kemungkinan kuat struktur yang terjadi  sebenarnya. Kuat aktual bangunan bisa lebih besar dari kuat rencana karena banyak  hal (Taranath 2005), akibatnya kuat terpasang bisa 1.5 sampai 2.0 kali lebih besar  dari  kuat  rencananya.  Kurva  D,  paling  atas,  menunjukkan  gaya  lateral  gedung  bila  berperilaku  elastis  saat  gempa.  Namun  pada  perencanaan  tahan  gempa,  umumnya  dianggap  sistem  struktur  akan  mengalami  kondisi  non‐linier  selama  gempa.  Sehingga bangunan direncanakan  hanya memikul sebagian gaya lateral di Kurva D.  Konsekuensi  logis,  tentunya  harus  dapat  disediakan  detail  struktur  yang  dapat  mengakomodasi  terjadinya  kondisi  inelastis  yang  dimaksud.  Perbedaan  besarnya  gaya  elastis  linier,  kurva  D,  dan  kemungkinan  kapasitas  sesungguhnya,  kurva  B,  menunjukkan besarnya dissipasi enerji yang akan dipikul oleh daktilitas struktur.  

  Gambar 51. Sistem isolator seismik (Taranath 2005) 

  Selanjutnya  dibandingkan  dissipasi  enerji  yang  dibutuhkan  bangunan  jika  dipakai  sistem  isolasi  seismik.  Gaya  elastis  bangunan  terisolasi  akan  berkurang  drastis  akibat dua hal.  Pertama, isolator bangunan bersifat flesibel sehingga periode getar  bertambah panjang, misalnya, bangunan biasa (terjepit) perioda getarnya 0.6 detik,  ketika dipakai sistem isolasi seismik bertambah panjang jadi 2 – 2.5 detik. Besarnya  pengurangan akan terlihat langsung pada kurva respons spektrum di atas.   Hal  kedua  yang  berkontribusi  terhadap  pengurangan  gaya  gempa  adalah  redaman  tambahan yang terjadi, tentu ini tergantung jenis isolator dasar dan viscous damper  (jika  ada)  yang  dipilih.  Redaman  dapat  meningkat  dari  nilai  umum  (asumsi  5%) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

58/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

sebesar  20%  atau  lebih.  Kedua  hal  tersebut  membantu  mengurangi  kebutuhan  daktilitas  dari  struktur  yang  harus  tersedia.  Bahkan,  bisa  saja  selama  gempa  tidak  pernah sampai pada kondisi inelastis, tetapi tetap elastis.  Itu artinya tidak perlu lagi  segi  pendetailan  yang  ketat  (rumit).  Dengan  kata  lain,  untuk  kisaran  perioda  getar  2.0  –  2.5  detik,  kekuatan  perlu  bangunan  sangat  hampir  sama  dengan  kebutuhan  elastis maksimum tanpa reduksi.   Gedung bertingkat pada Gambar 52a, adalah gedung yang terletak  di kampus NTU,  Taiwan. Gedung tersebut sepintas terlihat seperti bangunan tinggi lain. Padahal itu  adalah  prototipe  skala  1:1  gedung  tahan  gempa  sistem  isolasi  seismik.  Keunikan  bangunan  tersebut  dibanding  sistem  serupa  yang  telah  dibangun,  adalah  bahwa  isolasi atau pemisahan struktur atas dan struktur bawah bangunan tidak berada di  bawah, di level pondasi sebagaimana biasa, tetapi berada di lantai dua yang memang  sengaja  dikosongkan  sebagai  tempat  pemasangan  karet  isolasi.  Gambar  52b,  memperlihatkan  prototipe  detail  bearing  pad  yang  berfungsi  sebagai  isolasi  dan  tulangan beton di atasnya, yang berada di lantai dua, yang sepintas terkesan kosong  karena memang tidak digunakan oleh publik pemakai gedung. 

(a). Tampak luar 

(b). Prototipe Pendetailan Base‐isolation 

Gambar 52. Bangunan dengan Sistem Base­Isolation NCREE, di Kampus NTU, Taipei 

  Pada  kondisi  elastis,  gaya  gempa  terbesar  gedung  diakibatkan  oleh  perioda  getar  pendek, biasanya bangunan rendah. Untuk periode getar bangunan tinggi, umumnya  cukup  panjang  (lama)  sehingga  pemilihan  sistem  isolasi  seismik  tidak  signifikan  hasilnya, bahkan akan menemui kesulitan jika ada momen guling akibat angin yang  tinggi, yang akhirnya memerlukan kuat tarik pada pondasinya. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

59/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

8.7. Teknologi Antisipasi Goyangan pada Bangunan Tinggi   8.7.1. Teori Goyangan (Dinamika Struktur)  Perilaku gedung tinggi terhadap beban lateral (P) dapat dianalogikan sebagai balok  kantilever (Gambar 6), pada puncaknya terjadi simpangan (Δ). Pengaruh parameter  tinggi gedung (H), material (E), dan inersia lentur gedung (I) adalah Δ = PH3/(3EI).  Rumus tersebut dipakai dengan anggapan perilaku lentur adalah yang dominan.   Faktor inersia lentur bangunan (I) ditentukan dari  konfigurasi bentuk dan ukuran  geometri bangunan itu sendiri. Pada bab sebelumnya telah dibahas berbagai macam  konfigurasi bentuk struktur, yang mana itu diperlukan untuk menghasilkan perilaku  paling optimal. Faktor I bersama‐sama faktor E, yaitu mutu  material menghasilkan  kekakuan  lateral  bangunan  (EI).  Dari  rumus  diketahui,  bahwa  pengaruh  kekakuan  lateral (EI) berbanding terbalik secara linier dengan besarnya simpangan (Δ), tetapi  berbanding pangkat tiga dengan ketinggian gedung (H), yang berarti tidak linier. Itu  artinya, parameter tinggi bangunan gedung (H) memberikan andil pada peningkatan  besarnya simpangan (Δ ) yang sangat signifikan.  Selanjutnya  jika  dikaitkan  faktor  beban  lateral  (P)  yang  menimbulkan  simpangan  gedung  tinggi,  umumnya  diakibatkan  gempa  (percepatan  tanah  dasar)  dan  angin.  Kondisi  geometri  pada  gedung  tinggi  umumnya  menghasilkan  bangunan  langsing  dan lentur, sehingga periode getar alami relatif lebih panjang dari bangunan rendah.  Dampaknya terhadap gempa cukup menguntungkan, hal itu dapat dilihat dari kurva  repons‐spektrum (lihat Gambar 33) dimana gaya gempa ekivalen (P) jadi berkurang.  Jadi  kemungkinan  dapat  terjadi,  meskipun  ketinggian  bangunan  meningkat,  tetapi  simpangan yang dihasilkan akibat gempa ada dibawah toleransi batas aman. Apalagi  frekuensi  kejadian  gempanya  sendiri  relatif  jarang  terjadi.  Hal  itu  menyebabkan  besarnya simpangan gempa selama batas tolerasi aman memenuhi, yang umumnya  dievaluasi sebagai interstory drift ratio, dianggap sudah memenuhi persyaratan.  Kondisi berbeda terjadi pada angin. Semakin tinggi elevasi bangunan maka besarnya  pengaruh  angin  bertambah,  atau  minimal  konstan  /  tidak  berkurang  (Gambar  34).   Jadi  untuk  bidang  permukaan  bangunan  gedung  bertingkat,  yang  tidak  didesain  mampu  memanipulasi  pengaruh  angin,  maka  semakin  tinggi  bangunannya  akan  menerima  gaya  lateral  angin  yang  semakin  besar.  Oleh  karena  itu  bisa  saja  terjadi  bangunan  tinggi  terhadap  pembebanan  gempa  memenuhi  syarat  perencanaan,  tetapi terhadap angin tidak memenuhi akibat timbul simpangan lateral yang besar. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

60/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Panjang  perioda  tekanan  angin  mencapai  kondisi  maksimum  dan  kembali  nol  lagi  terhadap  panjang  perioda  alami  bangunan,  berpengaruh  pada  perilaku  angin.  Jika  periode angin lebih pendek dari periode getar alami bangunan, perilakunya adalah  dinamik. Belum lagi ditambah fenomena vortex­shedding. Oleh karena itu simpangan  yang  terjadi  tidak  lagi  bersifat  statis,  tetapi  bervariasi  terhadap  waktu  (dinamik)  yang kompleks. Pada kondisi tersebut, pengaruh angin pada bangunan tinggi  tidak  lagi dapat disebut simpangan, lebih tepat disebut goyangan atau ayunan bangunan.  Kondisi  ini  perlu  dicermati  serius  pada  perencanaan  bangunan  tinggi,  khususnya  karena frekuensi timbulnya angin lebih besar daripada frekuensi timbulnya gempa.  Jadi  meskipun  bangunan  tidak  mengalami  kerusakan,  tetapi  goyangan  yang  terjadi  menimbulkan ketidak‐nyamanan penghuni, khususnya lantai‐lantai bagian atas.  Untuk mengatasi fenomena  angin pada  bangunan  tinggi  yang bersifat  dinamik dan  kompleks maka solusi analisa struktur cara statik tidak memadai, perlu pemahaman  analisa  struktur  cara  dinamik.  Untuk  itu  akan  ditinjau  sistem  struktur  sederhana  (single degree of freedom) dan parameter‐parameter yang mempengaruhinya.. 

  Gambar 53. (a) Sistem SDOF; (b) free­body­diagram 

  Persamaan gerak suatu sistem SDOF (single degree of freedom) mempunyai bentuk:  

mu&& + cu& + ku = p(t ) ................................................................................................................... (3)  dimana  m   =  massa sistem struktur sederhana, unit N.s2/m  k   =  kekakuan sistem yang diidealisasikan sebagai konstanta pegas, unit  Newton per meter (N/m), pada kondisi elastis berfungsi sebagai  mekanisme penyimpan enerji.   c  =  koefisien damping atau redaman, yaitu koefisien yang menunjukkan  besarnya mekanisme dissipasi enerji yang terjadi, unit gaya per  satuan kecepatan atau Newton per meter per second (N . s / m). Gaya  damping timbul pada arah berlawanan arah kecepatan.   p(t)  =  gaya aksi luar terhadap massa sebagai fungsi waktu   u  =  simpangan, unit meter  u&   =  simpangan per second (kecepatan), unit meter per second (m/s)  ü  =  simpangan per second kuadrat (percepatan), unit m/s2 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

61/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

SDOF yang ada (Gambar 53) memakai viscous damping, dimana mekanisme dissipasi  enerji  yang  terjadi  sebanding  dengan  kecepatannya.  Jenis  ini  umum  dipakai  pada  pemodelan  analisa  dinamik  struktur  bangunan.  Meskipun  banyak  studi  dilakukan,  tetapi nilai sebenarnya konstanta damping suatu struktur tidak  mungkin atau sulit  untuk  ditetapkan  secara  pasti  (Craig  1981).  Untuk  memahami  pengaruh  damping  terhadap perilaku goyangan (ayunan) yang ditimbulkan, maka akan ditinjau sistem  SDOF tanpa damping yang diberikan gaya sesaat, p(t). Hasilnya : 

  Gambar 54. Sistem SDOF tanpa damping (Craig 1981) 

Ketika  p(t)  diberikan,  timbul  simpangan  u  dan  enerji  yang  tersimpan  pada  pegas.  Kemudian jika gaya p(t) hilang (habis), enerji pada pegas menimbulkan gaya inersia  pada massa dengan arah berlawanan simpangan u. Terjadilah ayunan yang konstan  (bolak‐balik) karena mekanisme redaman (dissipasi enerji) diabaikan. Tentu saja itu  dalam  kondisi  teoritis  saja,  karena  bagaimanapun  mekanisme  redaman  pasti  akan  terjadi  di  alam  ini,  baik  akibat  adanya  panas,  atau  friksi  atau  hal  lain.  Selanjutnya  jika  mekanisme  redaman  diperhitungkan,  ayunan  tidak  lagi  konstan  tetapi  akan  mengalami pengurangan, seperti misalnya pada gambar berikut. 

  Gambar 55. Sistem SDOF dengan memperhitungkan damping (Craig 1981) 

Perilaku ayunan sistem dengan damping akan berosilasi dengan aplitudo berkurang  sampai  akhirnya  hilang.  Perilakunya  ditentukan  oleh  jenis  dan  nilai  dampingnya,  bahkan pada damping tertentu dapat terjadi pengurangan tanpa terjadi osilasi.   

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

62/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Untuk  menjelaskan  pengaruh  damping  secara  lebih  detail  maka  persamaan  gerak  (Persamaan  3)  akan  dibagi  dengan  m  (massa)  sehingga  dihasilkan  format  baru  sebagai berikut : 

⎛ ω2 ⎞ u&& + 2ςωnu& + ωn2u = ⎜⎜ n ⎟⎟ p(t ) ................................................................................................ (4)  ⎝ k ⎠ dimana 

ωn = k m  = frekuensi alami polar SDOF tanpa damping  ς = c ccr  = faktor viscous‐damping  ccr = 2 km = 2mω n = 2k ω n  = koefisien damping kritis.    Dari  persamaan  di  atas  dijumpai  parameter  ccr,  yaitu  koefisien  damping  kritis.  Itu 

merupakan  suatu  nilai  koefisien  damping  teoritis  yang  menyebabkan  peredaman  sedemikian sehingga tidak sampai menimbulkan osilasi. Jadi ketika ada simpangan  (u) akibat p(t), ketika dibebaskan maka simpangan akan mengecil (diredam) tanpa  terjadi ayunan. Nilai  ς = c ccr  adalah besarnya damping aktual terhadap nilai kritis.  Mengacu pada nilai faktor viscous­damping terdapat tiga kondisi yaitu: 

ƒ

ς = 1  Æ sistem pada kondisi damping‐kritis 

ƒ

ς > 1  Æ sistem pada kondisi over‐damping  

ƒ

ς < 1  Æ sistem pada kondisi under‐damping  

Selanjutnya  dapat  dilihat  perilaku  peredaman  masing‐masing  sistem  berdasarkan  nilai faktor viscous­damping yang berbeda sebagaimana terlihat pada gambar. 

  Gambar 56. Redaman pada SDOF dengan dumping kritis, over dan under  (Craig 1981) 

  Nilai  koefisien  viscous‐dumping  struktur  real  kurang  dari koefisien  dumping  kritis,  dan umumnya berkisar antara 2 sampai 10% nilai damping kritis.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

63/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 57. Osilasi sistem SDOF pada kondisi under­dumping (Craig 1981) 

  Gambar 57  memperlihatkan osilasi ayunan bolak‐balik sistem SDOF pada berbagai  nilai  koefisien  viscous‐dumping  ζ  dalam  kategori  under‐damping,  yang  merupakan  kondisi yang banyak dijumpai pada struktur bangunan real.  Jadi untuk mengatasi goyangan atau ayunan dinamis akibat pembebanan angin atau  gempa pada bangunan gedung tinggi, maka secara teoritis dapat diatasi dengan cara  memperbesar c atau koefisien dumping sistem tersebut. Dampak memperbesar nilai  koefisien  dumping  struktur  memperkecil  respons  struktur  terhadap  gempa  secara  jelas dapat dilihat pada kurva response spektrum pada Gambar 33.  8.7.2. Strategi real memperbesar koefisien dumping struktur  Jika  perilaku  system  struktur  lateral  didominasi  perilaku  dinamiknya,  maka  teori  dinamika struktur dapat secara efektif diaplikasikan, seperti misalnya memodifikasi  parameter koefisien viscous dumping   ζ. Jika tidak dominan, maka tentu saja hal itu  tidak memberi pengaruh yang signifikan. Seperti misalnya bangunan gedung tinggi  yang dapat direncanakan dengan pembebanan statik ekivalen, yang umumnya valid  diterapkan  pada  bangunan yang  didominasi oleh  mode shape  ke‐1 nya,  maka  jelas  pengaruh ζ tidak memberi hasil yang signifikan.   Karena sistem struktur gedung tinggi umumnya kantilever bebas, dan ayunan yang  akan diatasi terjadi pada arah lateral, maka memberikan artifisial dumping (damper  atau  dashpot)  seperti  misalnya  yang  dipakai  pada  shock­breaker  kendaraan  akan  sulit  dilakukan.  Strategi  paling  gampang  adalah  memakai  material  bangunan  yang  mempunyai  koefisien  viscous‐dumping  yang  lebih  tinggi,  dalam  hal  ini  material  beton mempunyai koefisien viscous dumping lebih tinggi dari baja (Taranath 2005). 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

64/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Selain  cara  itu,  maka  meningkatkan  dumping  pada  bangunan  gedung  umumnya  memerlukan perangkat teknologi khusus. Salah satu yang  umum dan cukup efektif  adalah  tuned mass damper (TMD). 

  Gambar 58. Sistem SDOF dan peralatan TMD 

  Gambar  58  memperlihatkan  sistem  SDOF  (kiri)  yang  ditambahkan  TMD  (kanan),  berupa peralatan dissipasi enerji pasif yang terdiri dari massa (md), pegas (kd) dan  viscous‐damping (cd). TMD dipasang di bagian struktur yang paling perlu diperbaiki  responnya terhadap vibrasi akibat angin atau gempa, biasanya di puncak bangunan.  Selanjutnya, frekuensi TMD diatur sedemikian rupa agar mendekati frekuensi SDOF.  Sehingga  ketika  terjadi  vibrasi,  sistem  TMD  dapat  beresonansi  berlawanan  arah  dengan arah gerakan sistem SDOF, sehingga energi vibrasi akan saling mengurangi.   TMD  pertama  kali  diperkenalkan  Fahrm  tahun  1909  untuk  memperbaiki  stabilitas  kapal  terhadap  rolling  (Housner  et  al.  1997),  dan  sukses  digunakan  memperbaiki  pengaruh  vibrasi  angin  pada CN  Tower (Canada), John  Hancock Building  (Boston),  Citicorp (Manhattan), Center‐Point Tower (Sydney), dan Taipei 101 (Taiwan).  Strategi mengimplementasikan sistem TMD bisa dalam bentuk translasi sbb: 

  Gambar 59. TMD cara translasi 

Cara translasi umumnya dipakai di puncak bangunan. Untuk mengaktifkannya dapat  pasif  (tanpa  enerji  luar)  atau  aktif,  yaitu  ditambahkan  motor  pendorong.  Cara  ini  tentu memerlukan perawatan yang lebih intens agar dapat efektif bekerja. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

65/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Selain translasi, TMD juga dapat diaplikasikan seperti bandul (pendulum). 

  Gambar 60. TMD bentuk pendulum 

  Strategi menerapkan sistem TMD berbentuk pendulum mencapai popularitas paling  tinggi  ketika  digunakan  pada  bangunan  Taipei  101  Tower  di  Taipei,  bahkan  dapat  dijadikan tujuan pariwisata dengan membentuk dan mendandani massa pendulum  menjadi seperti sebuah bola emas raksasa.  

  Gambar 61. TMD berbentuk pendulum di Taipei 101, Taiwan (sumber Wikipedia) 

Meskipun  teknologi  seperti  TMD  dapat  secara  efektif  bekerja  mengurangi  ayunan,  ternyata  bangunan  gedung  tertinggi  di  dunia  saat  ini  (2012),  yaitu  Burj‐Khalifa  di  Dubai tidak perlu memakainya.  Itu terjadi karena angin yang jadi penyebab utama  ayunan,  dapat  diatasi  dengan  strategi  perencanaan  seperti  pada  pesawat  terbang,  yaitu mengandalkan ilmu aerodinamika untuk memanipulasi efeknya agar minimum  dengan mengatur bentuk dan kondisi permukaan luar bangunan. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

66/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

9. BANGUNAN TINGGI (TALL BUILDING)  9.1. Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH)  Telah  dibahas  karakter  struktur  bangunan  tinggi  terhadap  beban  lateral,  dimana  resiko akibat gempa dan angin bisa sama‐sama menentukan. Bahkan bisa saja pada  suatu  ketinggian  tertentu,  angin  lebih  mendominasi  dari  gempa.  Pada  bangunan  seperti itulah maka istilah bangunan tinggi ini dimaksud.  Untuk menjelaskan secara  lengkap  dan  terpadu,  perlu  mengacu  pada  CTBUH  (http://www.ctbuh.org/),  suatu  organisasi  nirlaba  tingkat  internasional  yang  didukung  para  profesional  di  bidang  arsitektur, teknik, perencanaan, pengembangan dan konstruksi. Organisasi pertama  kali  berdiri  tahun  1969,  oleh  Lynn  S.  Beedle  di  Universitas  Lehigh  di  Pennsylvania  dan pada waktu itu namanya adalah "Joint Committee on Tall Buildings”, baru pada  tahun 1976 berganti nama menjadi CTBUH sampai sekarang. 

  Gambar 62. Logo badan organisasi dunia tentang gedung tinggi (CTBUH 2012) 

  CTBUH  merupakan  organisasi  internasional  terkemuka  untuk  gedung  tinggi  dunia,  dan  menjadi wasit  atas  kriteria  ketinggian  bangunan.  Mereka pula  yang  mengukur  dan memberi gelar "Gedung Tertinggi di Dunia".  Oleh karena itu, dalam membahas  gedung‐gedung tinggi akan mengacu pada informasi dan publikasi dari CTBUH. 

9.2. Apa itu Gedung Tinggi ?  Pertama kali tentu perlu mengetahui kriteria yang menentukan apa yang dimaksud  bangunan tinggi. Ternyata tidak ada definisi pastinya, bangunan dapat menunjukkan  unsur ketinggian melalui beberapa aspek atau kategori berikut.   a) Kriteria tinggi relatif terhadap lingkungannya  

  Gambar 63. Ketinggian relatif terhadap lingkungan sekitarnya (CTBUH 2012) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

67/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Ketinggian  absolut  bukan  kriteria  satu‐satunya,  tergantung  bangunan  sekitarnya.  Bangunan 14 lantai, bukan bangunan tinggi jika ada di kota Chicago atau Hong Kong,  tetapi akan menjadi bangunan tertinggi jika berada di kota kecil, di Jawa misalnya.  b) Kriteria tinggi berdasarkan proporsinya   Gedung tinggi ternyata bukan hanya tentang tinggi tetapi juga tentang proporsi. Ada  banyak bangunan yang tidak terlalu tinggi, tetapi cukup ramping untuk memberikan  tampilan sebuah gedung tinggi, terutama terhadap lingkungan gedung disekitarnya.  Sebaliknya, ada banyak tapak bangunan yang besar atau cukup tinggi tetapi karena  proporsi ukuran luas lantainya dan tingginya maka  tidak termasuk bangunan tinggi. 

  Gambar 64. Kriteria tinggi berdasarkan proporsi ukurannya (CTBUH 2012) 

  c) Kriteria tinggi berdasarkan teknologi yang digunakan  Jika bangunan memakai teknologi yang spesifik pada bangunan tinggi (misalnya, lift  kecepatan tinggi, bracing penahan angin dll), dapat pula digolongkan gedung tinggi.  

  Gambar 65. Keberadaan teknologi pendukung (CTBUH 2012) 

  Meskipun  jumlah  lantai  tidak  cukup  baik  digunakan  sebagai  indikator  ketinggian  suatu gedung, karena tinggi lantai kadang tergantung dari fungsi dan dapat berbeda  antara  satu  dengan  yang  lainnya  (misal,  kantor  berbeda  dengan  perumahan),  tapi  bangunan  lebih  dari  14  atau  lebih  dari  50  meter  tingginya  ‐  dapat  dipakai  sebagai  indikator batas untuk disebut sebagai gedung tinggi. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

68/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

d). Kriteria bangunan super tinggi 

  Gambar 66. Kriteria bangunan super tinggi (CTBUH 2012) 

  Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) mendefinisikan "super tinggi"  sebagai  bangunan  lebih  dari  300  meter  tingginya.  Meskipun  saat  ini  ada  gedung  tinggi lebih dari 800 meter, tetapi pertengahan tahun 2011 hanya ada 54 bangunan  yang lebih dari 300 meter yang telah selesai dan ditempati di seluruh dunia ini.  Catatan :  Comcast Center (58 lantai, 297 m), selesai 2008, tertinggi di Philadelphia,  Pennsylvania, dan tertinggi ke‐15 di USA; CCTV (China Central TV Headquarters)  (44  lantai,  234  m),  selesai  2008,  Beijing,  China;  Almas  Tower  (68  lantai,  360  m),  selesai 2008, tertinggi ke‐3 di Dubai, setelah Emirates Park Towers dan Burj Khalifa.   

9.3. Bagaimana Gedung Tinggi Diukur ?  Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) mengelompokkan ketinggian  gedung berdasarkan bagian atas tertinggi yang diukur. Tentu saja semuanya diukur  dari  bagian  bawah,  yaitu  dari  elevasi  terbuka  paling  bawah  yang  menjadi  pintu  masuk gedung tersebut. Tinggi bagian atas yang diukur adalah :  a) Tinggi  puncak  bangunan  arsitektur,  termasuk  menara,  tetapi  tidak  termasuk  antena, signage, tiang bendera atau peralatan non‐arsitektural  lainnya. Cara ini  banyak dipakai CTBUH menentukan peringkat “World’s Tallest Buildings”.  b) Tinggi lantai yang dihuni (terpakai) paling atas.  c) Tinggi  ke  puncak  gedung  tertinggi,  termasuk  peralatan  non‐arsitektural,  misal  menara radio dsb.  Daftar  bangunan  tertinggi  yang  dibuat  CTBUH  sifatnya  tidak  absolut,  tergantung  waktu  tahun  pengukurannya.  Itu  berarti  daftarnya  bisa  berubah‐ubah  pada  tiap  tahunnya. Sebagai contoh, daftar yang tercatat sampai tanggal 1 Januari 2011 sbb: 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

69/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 67. The World’s Tallest Buildings (Jan. 2011) – puncak arsitektural. 

 

  Gambar 68. Gedung tertinggi – lantai hunian paling atas (CTBUH 2012) 

 

  Gambar 69. Gedung tertinggi – ujung paling atas (CTBUH 2012) 

 

9.4. Perbedaan Gedung dan Menara Telekomunikasi (Observasi)  Berkaitan  dengan  gedung  tinggi,  perlu  dibedakan  dengan  menara  telekomunikasi  atau pengamat (observasi) yang memang dibuat tinggi. CTBUH dalam hal ini hanya  mengevaluasi gedung tinggi, sesuai namanya Tall Building. Untuk membedakannya,  adalah didasarkan pada prosentasi lantai terhadap tinggi yang dapat dimanfaatkan.  Jika kurang dari 50% dianggap sebagai konstruksi menara dan sebaliknya. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

70/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 70. Kriteria bangunan sebagai menara atau gedung  (CTBUH 2012) 

 

9.5. Sistem Struktur Bangunan Tinggi berdasarkan Jenis Material   Meskipun hanya  digunakan dua macam material untuk bangunan tinggi, yaitu baja  dan  beton,  tetapi  terkait  dengan  sistem  strukturnya  maka  dapat  dibedakan  dalam  empat (4) macam material struktur, sebagai berikut :  ‡ Gedung  struktur  baja  (steel),  jika  unsur‐unsur  utama  struktur  vertikal  dan 

lateral, maupun sistem lantainya memakai struktur baja.   ‡ Gedung struktur beton (concrete), jika unsur‐unsur utama struktur vertikal dan 

lateral, maupun sistem lantainya memakai struktur beton bertulang.  ‡ Gedung  struktur  komposit  (composite),  jika  dipakai  kombinasi  keduanya,  baja 

dan beton komposit sebagai elemen‐elemen utama struktur, termasuk dalam hal  ini bangunan baja dengan core­wall dari beton bertulang.   ‡ Gedung struktur campuran (mixed), jika bangunannya memakai sistem struktur 

yang berbeda, antara bagian bawah dan atasnya, atau sebaliknya.   Dari  studi  CTBUH,  pemakaian  bahan  material  gedung  tinggi  dari  tahun  ke  tahun  terjadi  perkembangan.  Lihat  Gambar  71,  struktur  baja  pada  awal  mulanya  sangat  dominan. Era 1990 terjadi perkembangan pesat material beton, bahkan dari catatan  tahun 2010 pemakaian struktur beton bertulang untuk gedung tinggi mendominasi,  dan  mengalahkan  struktur  baja.  Meskipun  dalam  hal  ini,  jelas  baja  tidak  bisa  ditinggalkan,  tetapi  berubah  menjadi  baja  tulangan  dan  profil  komposit  untuk  bersama‐sama  memikul  dengan  beton.  Material  baja  tidak  akan  dapat  dihilangkan,  karena material inilah yang akan menahan gaya tarik pada elemen beton bertulang. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

71/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 71. Trends pemakaian material struktur gedung tinggi (CTBUH 2012) 

 

10. STRUKTUR KOMPOSIT DAN STRUKTUR CAMPURAN   10.1. Umum  Gedung  dengan  struktur  baja  atau  beton,  bukanlah  sesuatu  yang  asing,  termasuk  istilah  komposit,  yang  umumnya  diasosiasikan  dengan  perilaku  balok  komposit.  Padahal sebenarnya beton bertulang itu sendiri juga adalah struktur komposit juga.  Adapun komposit yang dimaksud di sini adalah gabungan profil baja dengan beton  bertulang yang disusun untuk bekerja sama agar pemakaian materialnya efisien.   Istilah yang cukup baru atau asing didengar adalah struktur campuran. Oleh sebab  itu  akan  dibahas  terlebih  dahulu  perbedaan  dan  persamaan  antara  dua  sistem  itu,   yaitu struktur komposit dan struktur campuran. 

10.2. Struktur Komposit  Penampang beton bertulang pada dasarnya adalah struktur komposit, yaitu elemen  struktur yang terdiri dari dua macam material berbeda (E berbeda) untuk bersama‐ sama memikul gaya‐gaya. Tidak disebut komposit karena beton bertulang dan beton  tanpa tulangan perilakunya sangat berbeda. Selain itu tulangan baja yang digunakan  adalah  juga  khusus,  hanya  untuk  sistem  beton  bertulang  saja,  tidak  bisa  dipakai  mandiri  seperti  halnya  profil  baja.  Oleh  karena  itu  material  beton  yang  dirangkai  bersama‐sama dengan tulangan baja dianggap satu kesatuan, beton bertulang.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

72/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Istilah elemen struktur komposit adalah untuk elemen struktur yang menggabung‐ kan  keunggulan  beton‐bertulang  dengan  pemakaian  profil  baja,  yang  biasa  dipakai  pada konstruksi baja, untuk bersama‐sama memikul gaya‐gaya dan momen jika ada.  Elemen struktur komposit yang paling banyak dijumpai, untuk konstruksi bangunan  mulai dari yang rendah sampai tinggi adalah balok atau slab komposit. Ini wajar saja  karena pemilihan balok komposit memang ditujukan untuk mengantisipasi masalah  pada  struktur  bentang  lebar,  yaitu  terjadinya  momen  lentur  besar.  Balok  dibebani  lentur,  sisi  tarik  ditahan  oleh  material  baja  secara  efisien,  sedangkan  bagian  desak  ditahan  oleh  beton  yang  berdimensi  lebih  besar  dan  mempunyai  ketahanan  tekuk  yang  lebih  baik.  Jika  dipakai  baja  pada  sisi  desak,  tidak  efisien,  karena  kegagalan  tekuk  akan  terjadi  lebih  dulu  tanpa  harus  mengalami  kelelehan.  Jadi  penggunaan  mutu baja yang tinggi menjadi tidak efisien.   Sistem balok komposit paling sesuai diterapkan pada balok pendukung lantai (dari  beton bertulang), baik pada bangunan gedung maupun jembatan. Pada sistem balok  lantai,  agak  susah  membedakan  dari  tampilan  luar  apakah  sistem  balok  baja  non‐ komposit  atau  komposit.  Perbedaan  hanyalah  ditentukan  oleh  keberadaan  shear  stud  atau  shear  connector  yang  tertanam  pada  pelat  betonnya,  yang  menyebabkan  kedua komponen struktur (profil baja dan lantai beton) berperilaku komposit.  

  Gambar 72. Sistem Balok Komposit pada Jembatan Standar (Sumber : Trans Bakrie) 

  Sistem  balok  komposit  pada  jembatan  di  atas,  menghasilkan  struktur  yang  sangat  efisien,  kinerjanya  bahkan  dapat  dibandingkan  dengan  sistem  beton  prategang.  Jembatan dipilih karena strukturnya  simple­beam dan dapat  berbentang panjang,  kasus masalah yang paling cocok memakai sistem balok komposit. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

73/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Agar aksi komposit bekerja optimal, yaitu profil baja menerima tarik dan pelat beton  menerima  tekan,  maka  penempatannya  sangat  menentukan.  Dalam  hal  ini,  pelat  beton umumnya adalah lantai, yang posisinya pasti ada di atas profil balok bajanya.  Untuk kondisi itu, akan optimal jika tegangan bagian atas (beton) adalah desak, dan  bagian  bawah  (baja)  adalah  tarik.  Itu  akan  terjadi  pada  sistem  balok  sederhana  (simple­beam), khususnya untuk antisipasi momen lapangan balok bentang panjang.   Sistem  simple­beam  dengan  bentang  panjang  jarang  dijumpai  pada  gedung  tinggi.  Kalau ada, umumnya diperuntukkan pada sistem lantai terhadap beban tetap. Untuk  balok  dengan  sistem  menerus,  dimana  momen  terbesar  di  tumpuan  maka  kondisi  tegangan jadi terbalik, sisi tarik di  atas (beton) dan isi tekan di bawah (baja) pada  kondisi ini maka aksi komposit tidak efektif, sebaiknya diabaikan saja.   Meskipun  sistem  balok  komposit  tidak  banyak  dipakai  pada  gedung  tinggi,  tetapi  strateginya cocok diaplikasikan pada sistem pelat lantai. Bagaimanapun juga, lantai  gedung  umumnya  adalah  beton,  karena  mempunyai  redaman  yang  baik  terhadap  getaran dan  bunyi‐bunyian.  Masalahnya dari  segi pelaksanaan,  perlu bekisting dan  waktu melepaskannya. Masalah diatasi dengan menggunakan pelat corrugated baja  sehingga dapat sekaligus berfungsi sebagai bekisting sekaligus tulangan positip. Itu  berarti sistem lantai harus mengakomodasi sistem pelat komposit. 

  Gambar 73. Sistem pelat dan balok komposit pada lantai bangunan 

  Jadi keunggulan penggunaan pelat komposit adalah juga dalam segi pelaksanaannya,  yaitu sebagai  bekisting  permanen.  Adapun  kelemahan  balok komposit pada sistem  menerus  (momen  negatif),  diatasi  dengan  penambahan  tulangan  baja.  Sedangkan  shear connector yang terdapat pada balok (Gambar 73), tidak sekedar agar menjadi  balok  komposit,  tetapi  juga  diperlukan  untuk  menyatukan  lantai  dengan  sistem  struktur utamanya, yaitu agar lantainya dapat bekerja sebagai floor‐diaphragm yang  menyebabkan gerakan lateral secara sekaligus pada saat gempa. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

74/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Penggunaan lantai komposit memakai pelat corrugated baja menghasilkan perilaku  slab  satu  arah  (one­way  slab).  Kondisi  tersebut  mempengaruhi  konfigurasi  balok  pemikulnya sehingga sistem balok dan pelat komposit perlu dipakai bersama‐sama,  seperti yang terdapat pada sistem lantai tipikal gedung Petronas di Kuala Lumpur.  

  Gambar 74. Struktur komposit di Petronas, Kuala Lumpur (Taranath 2005) 

  Jadi  penggunaan  sistem  struktur  komposit  pada  gedung  Petronas  ditujukan  untuk  sistem gravitasi, pada sistem struktur lantainya. Itulah mengapa balok kompositnya  lebih  banyak  berupa  balok  tunggal  (simple­beam).  Atas  dasar  asumsi  simple­beam  itu pula maka hubungan balok komposit (profil baja) ke core‐wall atau rangka beton  perimeternya menjadi tidak rumit detailnya, sambungan tipe geser atau tumpu akan  mencukupi  (Gambar  75).  Sistem  balok  komposit  tidak  memberi  kekakuan  lateral  pada bangunan, terhadap gempa hanya berfungsi sebagai Floor Diaphragms.   Keuntungan sistem balok dan pelat komposit untuk lantainya adalah tidak memer‐ lukan sistem bekisting dan perancah khusus, sehingga konstruksinya jadi cepat. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

75/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 75. Hubungan profil baja ke dinding beton (Taranath 2005) 

  Sistem  balok  dan  pelat  komposit  pada  Gedung  Petronas  sifatnya  lokal  (memikul  lantai  itu  saja),  tidak  mempengaruhi  perilaku  struktur  keseluruhan,  arah  vertikal  atau arah lateral, maka sistem strukturnya tetap kategori gedung beton.   Kecuali struktur balok dan slab komposit, yang lainnya adalah kolom. Ada dua jenis  kolom komposit yang biasa dipakai pada konstruksi bangunan. Pertama, profil baja  terbungkus beton bertulang (Gambar 76). Kedua, pipa baja diisi beton struktur.  

  Gambar 76. Konsep desain kolom komposit (Taranath 2005) 

  Pada  prinsipnya,  perilaku  dan  perencanaan  kolom  komposit  sama  seperti  kolom  beton  bertulang  biasa,  dalam  hal  ini  profil  baja  dianggap  seperti  diskrit‐diskrit  tulangan. Adapun motivasi yang mendasari dipilihnya kolom komposit adalah agar  jumlah luasan baja pada kolom tidak dibatasi seperti halnya kolom beton bertulang  (≤ 4% Ab). Dengan kandungan material baja yang lebih banyak pada kolom tersebut  maka kapasitasnya diharapkan akan meningkat. Selain itu, karena banyak memakai  material baja, maka resiko terjadinya rangkak (creep) dapat dikurangi signifikan. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

76/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Penggunaan kolom komposit memungkinkan proses pengecoran lantai‐lantai secara  paralel.  Dalam  hal  ini,  profil  baja  untuk  kolom  komposit  dipilih  sesuai  kebutuhan  erection, yaitu untuk memikul beberapa lantai di atasnya. Selanjutnya setelah lantai  selesai dirakit dapat dilakukan pengecoran beton  beberapa lantai secara sekaligus,  termasuk  kolom  kompositnya.  Contoh  konfigurasi  yang dijumpai  di  kota  Louisiana  dan Texas (Taranath 2005) dapat dilihat pada Gambar 77 berikut. 

  Gambar 77. Tube system dengan kolom komposit (Taranath 2005) 

  Gambar  77  adalah  konfigurasi  bangunan  tinggi  dengan  sistem  framed­tube,  kolom  perimeternya  harus  rapat.  Untuk  konstruksi  beton  bertulang,  proses  pelaksanaan  harus  bertahap,  lantai‐per‐lantai.  Oleh  karena  itu,  dipilih  sistem  rangka  baja  untuk  memikul  beban  gravitasi,  sehingga  dapat  direncanakan  ukuran  minimalis.  Adapun  kolom tengah didesain sebagai kolom komposit, tetapi profil baja yang dipilih cukup  untuk beberapa lantai di atasnya, meskipun sekedar untuk proses pelaksanaan saja.  

  Gambar 78. Alternatif sistem komposit pada gedung (Taranath 2005) 

  Elemen‐elemen komposit bangunan di atas ditujukan untuk sistem struktur pemikul  beban  gravitasi,  tetapi  sebagian  juga  sebagai  sistem  struktur  penahan  lateral.  Oleh  karena itu bangunan tinggi di atas memakai sistem struktur komposit. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

77/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Implementasi sistem struktur komposit yang lengkap, pada sistem struktur gedung  First City Tower, di Houston, Texas dalam dilihat secara detail, sebagai berikut: 

 

  Gambar 79. First­City Tower (49 lantai), di Houston, Texas (Taranath 2012) 

  Gedung First‐City Tower dibangun tahun 1981, perencana struktur Walter P. Moore  &  Associate,  menarik  dibahas  selain  karena  bentuknya  yang  unik,  juga  pemakaian  sistem komposit lengkap, mulai balok, slab, kolom, bahkan core­wall utamanya.          

(i) Kolom komposit 

(ii) Shear‐wall komposit 

Gambar 80. Detail Elemen komposit First­City Tower (Taranath 2012) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

78/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Struktur yang terdiri profil dan tulangan baja, serta beton yang dapat bekerja secara  sekaligus disebut struktur komposit. Tinjauan bisa lokal (elemen struktur), sehingga  dapat ditinjau dari segi penampangnya saja (balok/slab/kolom/dinding‐komposit).  

  Gambar 81. Perilaku komposit dinding geser berangkai (Taranath 2012) 

  Selain penampang, efek komposit dapat diterapkan dengan cara lain. Pada dinding‐ geser‐berangkai, efek komposit dicapai dengan mengganti balok beton dengan profil  baja,  sedangkan  dinding  dari  beton  bertulang.  Ini  dipilih  karena  balok  perangkai  akan mengalami kondisi inelastis akibat momen bolak‐balik. Jika dipilih profil baja,  detailnya relatif sederhana dan juga lebih daktail, meskipun belum tentu lebih kaku.  Gedung dengan sistem penahan lateral memakai elemen struktur komposit disebut  gedung  dengan  sistem  struktur  komposit.  Selain  itu,  bisa  saja  tidak  ada  elemen‐ elemen komposit yang digunakan, tetapi juga disebut sistem struktur komposit jika  ditinjau secara keseluruhan, misalnya ”portal‐baja” dan ”dinding geser beton”. 

  Gambar 82. Sistem struktur komposit (Taranath 2012) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

79/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

10.3. Struktur Campuran  Penjelasan  gedung  dengan  sistem  struktur  komposit  sebenarnya  relatif  kompleks,  maklum banyak variasi dapat berkembang, dari lokal (elemen), juga global (sistem).  Pada kondisi khusus, dapat juga dijumpai sistem struktur yang berbeda jika ditinjau  terhadap  elevasinya  yang  lain.  Lihat  Gambar  83  di  bawah,  sistem  struktur  bagian  atas dari portal baja, sedangkan di bawahnya dari portal beton, atau bisa juga yang  diatas  dari  brace‐frame  sedangkan  di  bawahnya  shear‐wall.  Gedung  tinggi  seperti  itu, disebut sebagai sistem struktur campuran, bukan sistem komposit seperti portal  baja  dan  core­wall  pada  Gambar  82  di  atas.  Sistem  campuran,  karena  sistem  tadi  dapat bekerja secara mandiri untuk suatu segmen tertentu.  

(a) perimeter frame 

(b) internal lateral system 

 

Gambar 83. Sistem struktur vertikal campuran (Taranath 2012) 

  Ada beberapa alasan dipilihnya sistem campuran. Umumnya karena  tahapan kons‐ truksi yang tidak sama. Untuk itu, sistem struktur atas yang banyak dipakai adalah  konstruksi baja yang berbentuk modul, dibuat di fabrikasi (luar proyek) jadi tinggal  dibawa ke lapangan untuk pemasangannya. Prosesnya terkesan sangat cepat.   Bisa  juga  akibat  fungsi  bangunan  berbeda,  misal  level  tertentu  untuk  kantor  yang  perlu  bentang  lebar  dan  grid  ruang  tertentu,  sehingga  sistem  rangka  baja  cocok.  Level  yang  lain,  untuk  fungsi  apartemen  dengan  grid‐grid  ruangan  bervariasi  sehingga perlu sistem lantai flate‐slab dari beton agar fleksibel  sifatnya.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

80/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

11. ERA GEDUNG MEGA‐TINGGI (> 2020)   Laju  pertambahan  tinggi  bangunan,  ibarat  laju  perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan teknologi itu sendiri. Era sekarang ini adalah masa pesat‐pesatnya, lihatlah:  

  Gambar 84. Peningkatan tinggi bangunan dari masa­ke­masa (CTBUH 2012) 

  Gambar 84  memperlihatkan  progres  perkembangan teknik rekayasa dan teknologi  konstruksi  gedung‐tinggi.  Jika  2010  definisi  gedung  super  tinggi  (>300  m)  sudah  cukup  mengakomodasi,  maklum  hanya  54  buah  di  seluruh  dunia  ini.  Maka  sejak  Burj‐Khalifa berhasil dibangun (2010), maka peta situasi berubah siginifikan. Untuk  memperbandingkannya dapat dilihat gedung‐gedung tinggi berdasarkan dekadenya,  era lalu (2000), sekarang (2010), dan nantinya (2020), lihat Gambar 85.  

  Gambar 85. Perkembangan 20 gedung tertinggi tiga dekade terkini (CTBUH 2012) 

  Dekade 2000 ke 2010 ada peningkatan 17%, selanjutnya dari dekade 2010 ke 2020  yang dimulai dengan berdirinya Burj‐Khalifa, peningkatannya sebesar 36%. Jadi era  saat  ini  telah  terjadi  revolusi  ilmu  pengetahuan  tentang  gedung  tinggi.  Saat  inilah  terjadi peralihan antara era super‐tinggi (300 m) menuju era mega‐tinggi (600 m).   Melihat  kondisi  mayoritas  penduduk  negeri  ini,  tak  terbayangkan  masuk  kancah  perlombaan gedung‐gedung tinggi di tingkat dunia. Tapi fakta berbicara lain, nama  Indonesia ada tercantum pada daftar nama‐nama gedung mega tinggi tersebut.   Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

81/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 86. Urutan rencana gedung mega­tinggi menurut CTUBH (2012) 

Dari kiri ke kanan data gedung mega‐tinggi ditabulasikan sebagai berikut:  Tabel 4. Rincian gedung mega­tingg menurut CTBUH (2012) 

No.  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20 

Nama gedung   Kingdom Tower   Burj Khalifa  Ping An Finance Center   Seoul Light DMC Tower   Signature Tower Jakarta   Shanghai Tower   Wuhan Greenland Center   Makkah Royal Clock Tower Hotel   Goldin Finance 117  Lotte World Tower  Doha Convention Center and Tower   One World Trade Center  Chow Tai Fook Guangzhou   Tianjin Chow Tai Fook Binhai Center   Dalian Greenland Center   Pentominium  Busan Lotte Town Tower   Taipei 101   Kaisa Feng Long Centre  Shanghai WFC 

Realisasi    √                                √    √ 

h (m)  1,000 m 828 m 660 m 640 m 638 m  632 m 606 m 601 m 597 m 555 m 551 m 541 m 530 m 530 m 518 m 516 m 510 m 508 m 500 m 492 m

Lokasi  Jeddah  Dubai  Shenzhen  Seoul  Jakarta  Shanghai  Wuhan  Makkah  Tianjin  Seoul  Doha  New York City Guangzhou  Tianjin  Dalian  Dubai  Busan  Taipei  Kaisa  Shanghai 

Meskipun baru rencana, tetapi bagi insinyur‐insinyur yang bermimpi dapat terlibat  pada salah satu gedung tertinggi dunia, tentu mendapatkan harapan yang besar. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

82/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

12. SEKELUMIT FAKTA DI BALIK GEDUNG TERTINGGI DUNIA 2012  12.1. Gedung Beton Tertinggi Saat Ini  Burj Khalifa (828 m) di Dubai, saat ini (2012) menjadi bangunan tertinggi di dunia.  Ketinggiannya melesat 60% lebih tinggi dari Taipei 101 (508 m), yang sebelumnya  telah menduduki singgasana itu selama 6 tahun (2004 – 2010) setelah mengalahkan  menara kembar Petronas Tower (452 m), di Kuala Lumpur. 

  Gambar 87. Burj Khalifa (828 m) gedung tertinggi di dunia (2012) 

  Arsiteknya  Adrian Smith didukung  Bill Baker (structural engineer) dari Skidmore,  Owings & Merrill (SOM), Chicago. Kontraktornya Samsung C&T, Besix dan Arabtec.  Konstruksi utama beton bertulang, dan baja untuk bagian menaranya. Penggunaan  beton cukup menarik, sepertinya akan menjadi kecenderungan gedung super‐tinggi  yang lain. Faktor‐faktor yang menyebabkannya (Taranath 2010), adalah :  ƒ

Besarnya massa dan rigiditas beton memperbesar redaman dibanding baja, yang  akan mengurangi gaya akibat angin pada bangunan super‐tinggi. 

ƒ

Peningkatan  mutu  campuran  beton  semakin  baik,  dari  segi  kekuatan  (fc)  dan  modulus elastisitas (Ec), termasuk SCC  (Self­Consolidating Concrete). 

ƒ

Beton bertulang secara nature bersifat tahan api (fire resistant) 

ƒ

Penggunaan  sistem  lantai  flat‐slab,  dapat  menghasilkan  tinggi  lantai‐ke‐lantai  yang sangat minimal dan lebih efisien karena two­way system. 

ƒ

Tersedia self­climbing form­work dinding otomatis dari Doka, Austria. 

ƒ

Tersedia  teknologi  pompa  beton  kapasitas  5500  psi  padahal  perlunya  hanya  3000 psi, yaitu buatan Putzmeister, Jerman. Crane sudah tidak diperlukan lagi. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

83/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Untuk  mengetahui  keistimewaan  Burj  Khalifa,  Dubai  terkait  dengan  ketinggiannya  maka akan diperbandingkan dengan bangunan tinggi lain yang tercatat di dunia ini. 

  Gambar 88. Perbandingan tinggi berbagai objek buatan manusia (2012) 

  Dari  perbandingan  di  atas,  Burj  Khalifa  tingginya  sangat  signifikan  mengalahkan  yang lain, padahal terbuat dari beton bertulang (kecuali menaranya). Keistimewaan  yang lain, yang tercatat dari pembangunan gedung Burj Khalifa adalah:  ƒ

Tinggi arsitektur 828 m, jumlah lantai  160, konstruksi mulai 2004 sampai 2010,  setara dengan kerja sebanyak 22 juta orang per jam.  

ƒ

Tower beton bertulang seluas 280,000 m2 digunakan untuk tempat tinggal dan  kantor, sebagian juga hotel. Adapun luas tower dan podium adalah 465,000 m2.  Luas dasar (site area) adalah 104,210 m2, luasan proyek 454,249 m2.  

ƒ

Mutu  beton  60  –  80  MPa  dan  Ec  43,800  N/mm²  (maks)  sebanyak  250,000  m3  (setara 110,000 gajah), tulangan baja perlu 39,000 ton, dinding penutup 83,600  m2  kaca  dan  27,900  m2  metal  (ekivalen  17  lapangan  bola).  Aluminium  yang  dipakai setara lima pesawat A380, panjang baja  stainless setara 293 kali tinggi  menara Eiffel di Paris.  

Untuk mewujudkan bangunan tertinggi, arsitek dan insinyur SOM, Chicago memakai  prinsip geometri organik triaksial yang bertumbuh secara spiral (lihat Gambar 89).  Untuk itu perlu sistem struktur baru, yang dinamakan ”buttressed core”, terdiri dari  dinding beton mutu tinggi membentuk tiga sayap yang saling menopang satu sama  lain melalui enam sisi core tengah atau hub hexagonal. Idenya sederhana, core beton  menghasilkan  kekakuan  torsi,  sekaligus  pelindung  elevator.  Tiga  sayap  menopang  core beton terhadap angin. Untuk menghasilkan satu kesatuan diberikan outriggers  di setiap ketinggian tertentu. Hasilnya denah berbentuk Y, yang ternyata ideal sekali  untuk bangunan resident dan hotel, karena memberikan keleluasaan pemandangan  luar yang terbaik. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

84/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 89. Tampak gedung tertinggi Burj Khalifa, di Dubai (Baker et.al 2010) 

 

  Gambar 90. Denah Tipikal Burj­Khalifa (Baker et.al 2010) 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

85/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Model struktur Burj‐Khalifa dianalisis terhadap beban gravitasi (efek P‐delta), angin,  dan  gempa,  memakai  program  ETABS  versi  8.4  dari  Computers  &  Structures,  Inc.,  Berkeley, California.  Model strukturnya terdiri RC‐wall, link beam, slab, dan sistem  pondasi (rc‐slab raft h = 3.7 m dan bore pile  φ 1.5 m Pijin = 3000 ton), sekaligus juga  menara baja di atas. Model struktur lengkap terdiri dari 73,500 element Shells dan  75,000 titik nodal, untuk model struktur lantai tipikal dapat dilihat pada Gambar 91. 

  Gambar 91. Model Struktur lantai typikal dengan ETABS 8.4 

  Lendutan  lateral  akibat  angin  memenuhi  persyaratan  umum,  dari  analisa  dinamik  diketahui bahwa ragam pertama (mode‐1) berupa deformasi lateral dengan perioda  11.3  detik,  ragam  ke‐2  juga  deformasi  lateral  arah  tegak  lurusnya  dengan  perioda  10.2 detik. Deformasi torsi terjadi pada ragam ke‐5 dengan perioda 4.3 detik, yang  berarti tidak menentukan perilaku bangunan terhadap pembebanan lateral.   Untuk perencanaan gempa, Dubai termasuk pada Zone‐2 di Uniform  Building Code  (International  Code  Council,  1997),  yang  berarti  daerah  gempa  sedang  (moderate)  sebanding kota New York dan Boston. Kondisi tanahnya pada kategori sangat padat  atau  karang  muda.  Analisa  gempanya  berupa  analisa  respons  spektrum  khusus  kondisi  tanah  di  sana.  Hasilnya  menunjukkan  bahwa  pembebanan  gempa  tidak  menentukan  perencanaan  bangunan  tower  beton  bertulang,  hanya  bagian  podium  dan  menara  baja  di  puncak  tower  yang  terpengaruh.  Meskipun  demikian  pada  perencanaan  bangunan  ini  telah  dilakukan  seismic  hazard  analysis  secara  khusus,  termasuk mempelajari potensi terjadinya bahaya likuifaksi ketika terjadi gempa. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

86/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 92. Tahapan konstruksi yang khusus (Baker et.al 2010) 

  Material beton mengalami creep (rangkak) dan shringkage (susut), yaitu deformasi  sebagai  fungsi  waktu.  Karena  tower  sebagian  besar  beton  bertulang,  hanya  bagian  atas  yang  menara  baja,  maka  pengaruh  rangkak  dan  susut  harus  dihitung  cermat.  Strategi jangka panjang, mengusahakan tegangan tekan akibat beban gravitasi pada  penampang yang merata. Caranya ukuran penampang diproporsikan terhadap gaya  tekan  yang  ada.  Ini  mudah,  karena  proporsi  kolom  atau  dinding  menerus,  dan  konsisten sesuai luasan lantai yang dipikul, tidak ada balok transfer dsb.  Untuk  mengatasi  perpendekan  elastis  jangka  pendek,  selama  tahapan  konstruksi  dilakukan  analisis  struktur,  lihat  Gambar  93.  Analisis  harus  berurutan  disesuaikan  dengan kondisi aktual pelaksanaannya, termasuk umur beton pada konfigurasi yang  ditinjau.  Maklum,  umur  beton  menentukan  modulus  elastisitas,  dan  itu  parameter  yang menentukan besarnya  deformasi aksial yang terjadi (ingat E.A).  Hasil analisis  digunakan untuk menentukan besarnya kompensasi horizontal dan vertikal.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

87/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

  Gambar 93. Tahapan konstruksi (Baker et.al 2010) 

  Kompensasi horizontal adalah untuk mengantisipasi adanya distorsi arah horizontal  menuju pusat. Jadi untuk pengecoran lantai di atasnya diperhitungkan kompensasi  arah  lateral  yang  mengkoreksi  terjadinya  distorsi  lateral  yang  terjadi.  Deformasi  lateral  tiap  lantai  dapat  terdeteksi  jika  pemodelan  struktur  lantainya  memakai  element  Shell  (atau  Frame).  Jika  dipakai  diapraghm­floor  pada  pemodelan  lantai  seperti cara lama, maka kondisi distorsi lateral tidak akan terdeteksi.   Kompensasi  vertikal  adalah  untuk  mengantisipasi  adanya  distorsi  vertikal  akibat  adanya perpendekan kolom atau wall. Untuk itu diberikan penambahan tinggi, yang   besarnya sebanding dengan beban akibat jumlah lantai di atas yang dipikulnya.   Fenomena distorsi akibat perpendekan aksial diperlihatkan pada Gambar 94. Beban  di tengah lebih besar karena jumlah lantainya lebih banyak dibanding pinggir.  

  Gambar 94. Distorsi akibat perpendekan elastik elemen vertikal 

  Adanya  pengaruh  creep  dan  shrinkage  pada  struktur  beton  bertulang  itulah  yang  menyebabkan proses konstruksi Burj‐Khalifa tidak dapat dikerjakan sekaligus pada  arah horizontal, yaitu keseluruhan luasan lantainya. Konstruksi dimulai dari bagian  yang  nantinya  akan  paling  tinggi  terlebih  dahulu,  yaitu  bagian  tengah,  kemudian  disusul oleh lantai‐lantai ujung yang nanti ada di bawahnya (lihat Gambar 92). 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

88/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

12.2. Angin dan Bentuk Bangunan   Burj Khalifa (828 m), begitu tinggi sehingga perioda getar alaminya relatif panjang.  Selanjutnya dari kurva respons spektrum gempa (Gambar 33), dengan perioda yang  relatif panjang maka respons struktur terhadap  gempa relatif kecil, kalah dominan  dibanding pengaruh angin. Bahkan untuk angin dengan perioda pendek, yaitu lama  waktu perlu untuk terjadi peningkatan intensitas maksimum ke kondisi nol kembali,  jika  nilainya  kurang  dari  perioda  getar  alami  bangunan,  maka  respons  struktur  terhadap angin akan berperilaku dinamis. Pembebanan anginlah yang  menentukan.  Pada  perencanaannya,  bentuk  dasar  bangunan  ditetapkan  terlebih  dahulu,  arsitek  dan  insinyurnya  selanjutnya  bersama‐sama  mengevaluasi  hasil  uji  terowongan  angin. Bentuk bangunan dimodifikasi, jadi prosesnya mengandung  trial­and­error.  

  Gambar 95. Uji terowongan angin di RWDI, Gulfp, Ontario (Baker 2010) 

  Uji terowongan angin oleh Rowan Williams Davies and Irwin Inc. (RWDI) dari Gulfp,  Ontario,  Canada,  sehingga  pengaruh  dinamik  angin  dan  fenomena  vortex­shedding  dapat  dievaluasi  sekaligus.  Akhirnya  melalui  trial­and­error,  bentuk  bangunannya  dapat dipilih sedemikian rupa sehingga seakan‐akan dapat “membingungkan” angin.  Lendutannya dievaluasi sesuai batas‐batas tolerasi ijin sesuai ISO, Geneva. Hasilnya  sangat baik, bahkan tidak diperlukan teknologi dumping device khusus seperti yang  dipakai  pada  gedung  Taipei  101,  Taiwan,  yaitu  Tuned  Mass  Pendulum  Damper  (Taranath 2005), untuk antisipasi goyangan berlebihan akibat angin.  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

89/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Uji  terowongan  angin  yang  dikerjakan  konsultan  RWDI,  meliputi  rigid­model  force  balance  tests,  model  aeroelastic,  pengukuran  tekanan  lokal,  studi  pengaruh  angin  terhadap  pejalan  kaki  dan  lingkungan  sekitarnya.  Model  uji  memakai  model  skala  1:500  (lihat  Gambar  95);  tetapi  untuk  studi  pengaruh  angin  terhadap  pejalan  kaki  memakai model skala 1:250 agar pengaruhnya dapat dievaluasi secara teliti.  Melalui  hasil  uji  terowongan  angin  maka  efek  vortec­shedding  yang  terjadi  ketika  angin  melewati  bangunan  tersebut  dapat  diprediksi  (Gambar  96).    Terlihat  bahwa  vortec­shedding tidak mempengaruhi bangunan, karena terjadinya di belakang jauh.  Itu berarti tidak ada tekanan angin pada arah tegak lurus arah  utama angin, hanya  tekanan searah angin utama yang perlu diperhitungkan dalam perencanaan. Karena  distorsi  akibat  angin  tidak  terlalu  banyak,  jika  dapat  dikontrol  dengan  baik  maka  tentunya kenyamanan hunian akan lebih baik. 

  Gambar 96. Perilaku angin di sekitar tower Burj Khalifa (Baker 2010) 

  Untuk mendapatkan stabilitas bangunan terhadap pengaruh angin, maka perencana  hanya mengandalkan pada  bentuk dan  berat sendiri dari bangunannya saja. Oleh  sebab  itu  pemakaian  beton  SCC  (self  compacted  conrete)  pada  proyek  tersebut  sangat  membantu,  mudah  dibentuk  sesuai  kebutuhan  dan  mempunyai  massa  atau  berat yang memadai untuk menghasilkan pengimbangan terhadap angin. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

90/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

12.3. Sosok Insinyur Perencana Burj Khalifa  Bagi awam, tentu tidak terbayang bagaimana bangunan setinggi 828 m, Burj Khalifa,  berhasil  dibangun  dan  dapat  ditempati  manusia.  Apalagi  bagi  awam  yang  pernah  membaca legenda menara Babel yang terkesan digagalkan oleh Tuhan karena hal itu  (menara tinggi yang menggapai langit) tidak dikehendaki‐Nya.  Padahal  jika  mau  merenungkan  lebih  mendalam,  keberhasilan  bangunan  tertinggi  itu merupakan bukti akan kebesaran Tuhan itu sendiri. Mengapa itu bisa dikaitkan ?  Literatur  tertua,  yang  sekarangpun  masih  dijadikan  acuan  banyak  manusia,  yaitu  Alkitab telah lama mengatakannya:  Berfirmanlah Allah: ”Baiklah Kita menjadikan manusia menurut gambar  dan rupa Kita,  supaya mereka berkuasa . . . atas seluruh bumi . . .  Kejadian 1:26 

Bahkan  legenda  menara  Babel, tidak  dapat dianggap itu sebagai  ketidak‐mampuan  manusia  untuk  berkuasa,  sebagaimana  ungkapan  nats  di  atas.  Bahkan  ada  suatu  pernyataan akan dahsyatnya kemampuan manusia tersebut. Baca lagi secara teliti :  . . . Ini barulah permulaan usaha mereka; mulai dari sekarang apapun juga  yang mereka rencanakan, tidak ada yang tidak akan dapat terlaksana. . . .   Kejadian 11:6 

Jadi  nats  di  atas  merupakan  bukti  tertulis  tertua  yang  menunjukkan  bahwa  sejak  awal  mulanyapun,  Tuhan  sudah  menyatakan  bahwa  manusia  itu  begitu  istimewa  diantara ciptaan lainnya, karena memang sebagai gambar diri‐Nya.  Lalu dimana keistimewaan manusia, dibanding burung dengan sayapnya yang dapat  terbang tinggi di udara, ikan dengan siripnya yang dapat berenang cepat di air, kuda  dengan kakinya yang dapat berlari di darat laksana angin.  Secara fisik, manusia itu lemah dibanding ciptaan Tuhan yang lain. Tetapi dibalik itu  ada sesuatu yang luar biasa, yaitu  akal­budi. Dengannya dapat dibuat rencana yang  Tuhanpun tahu, bahwa tidak ada yang tidak akan dapat terlaksana. [Kejadian 11:6].  Jadi  berbicara  banyak  tentang  bangunan  tertinggi  dunia,  tidaklah  lengkap  tanpa  mencari tahu sosok manusia yang erat dengan pembuatan rencana penciptaan itu.  Fokus penciptaan yang dimaksud dikaitkan  dengan keterwujudan fisik, tidak seke‐ dar  bentuk  atau  tampilannya,  tetapi  kemampuannya  atau  tepatnya  kekuatan  dan,  kekakuannya  untuk  berada  di  alam  dunia  ini.  Berarti  itu  sosok  manusia  yang  ber‐ tanggung jawab pada urusan rekayasa. Sosok yang dimaksud adalah : 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

91/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

William F. Baker, PE, SE, FASCE, FIStructE    Structural and Civil Engineering Partner Skidmore,  Owings & Merrill, LLP, Chicago, US.    Education :  ƒ University of Illinois, MSc., Civil Engineering, 1980   ƒ University of Missouri, BSc, Civil Engineering, 1975   Award  ƒ Honorary Doctorate dari Uni Stuttgart, 2011  ƒ OPAL Award, dari ASCE, 2011  ƒ Gold Medal dari IStructE, London, 2010  ƒ Fritz Leonhardt Prize, Uni Stuttgart, 2009  ƒ Fazlur Rahman Khan Medal dari CTBUH, 2009.    Ternyata sosok penanggung‐jawab rencana penciptaan itu adalah sosok yang mem‐ pelajari  dan  menguasai  ilmu  teknik  sipil,  khususnya  structural  engineering.  Itulah  ilmu yang Tuhan‐pun tahu tidak ada yang tidak akan dapat terlaksana. Tentunya  kita semua di sini (kampus Unrika Batam, 9/6/2012) perlu mensyukuri, bahwa ilmu  yang kita pelajari itu adalah istimewa. Dengannya, dunia ini dapat diubah lebih baik,  tentunya jika diaplikasikan secara tepat. Bagaimana itu bisa dilakukan ?  W.F.  Baker  pada  Burj  Khalifa  dikenal  akan  ide  dan  pengembangan  sistem  struktur  “buttressed  core”  yang  belum  pernah  ada  dipakai  pada  gedung  tinggi  sebelumnya.  Selain itu, sebelumnya juga telah dikenal akan inovasi‐inovasinya yang lain, seperti  proyek  bangunan  bentang  panjang  Korean  Air  Lines  Operations  Hangar,  Virginia  Beach Convention Center, juga spesial struktur seperti Broadgate‐Exchange House. 

  Gambar 97. Spesial struktur : Broadgate, Exchange House, London – UK (1989)  

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

92/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Perhatikan  keunikan  rancangan  bangunan  sepuluh  lantai  pada  Gambar  97,  sistem  pelengkung  yang  terlihat  bukan  untuk  keperluan  arsitektural  semata,  itu  dipilih  karena dibawahnya terdapat rel kereta api yang tidak dapat diganggu gugat. Berarti  bangunan  tingkat  sepuluh  tersebut  berdirinya  pada  ujung‐ujung  pelengkung  saja.  Solusi  yang  berbeda  dibanding  bentuk‐bentuk  bangunan  yang  umum  dijumpai.  Itu  berarti rancangannya tidak sekedar mengandalkan kemampuan “bisa karena biasa”,  tetapi berdasarkan ilmu pengetahuan (teori/model) yang dimiliki dan  diyakininya  bahwa nanti hasilnya memang akan berkorelasi sama dengan kondisi realnya.  Tentang  ilmu  pengetahuan  yang  diyakini  Baker,  yang  terbukti  andal  menghasilkan  inovasi‐inovasi rekayasa, ternyata tidak ada rahasia khusus. Itu diketahui saat Baker  memberikan kuliah (18 December 2011) di Universitas Illinois, Urbana‐Champaign,  almamaternya. Pada pidatonya, Baker mengenang dan mengingatkan  kembali akan   slogan gurunya 30 tahun lalu, Profesor Narby Khachaturian. Slogan yang dimaksud   adalah  “Theory  is  Practical”.  Teori  yang  dimaksud  adalah  teori‐teori  dasar  yang  diajarkan  di  perguruan  tinggi,  seperti  teori  plate‐shell,  teori  elastisitas  (linear  dan  nonlinear), metoda enerji, dll‐nya, yang semua terkesan tidak praktis pemakaiannya.  Padahal  dari  teori‐teori  dasar  seperti  itulah,  Baker  menyusun  hipotesis  atas  solusi  kasus‐kasus yang dihadapinya. Ternyata itu semua dapat menghasilkan buah‐buah  positip, yang bagi orang awam disebutnya sebagai inovasi terkini.   Apakah dengan hal‐hal di atas sudah mencukupi untuk menjadi seperti W.F. Baker.  Ternyata tidak, penguasaan ilmu‐ilmu dasar hanyalah modal awal, selanjutnya perlu  berani menerima tanggung jawab akan masalah‐masalah rekayasa yang ada. Sebagai  Partner  di  konsultan  rekayasa  SOM,  Chicago,  tentulah  kesempatan  yang  istimewa.  Masalah‐masalah rekayasa pelik kelas dunia akan otomatis berdatangan. Nah disitu  akan ada titik temu antara “supply and demand”. Jadi tidak heranlah jika kemudian  ada kolaborasi dengan arsitek‐arsitek terkenal dan menghasilkan berbagai inovasi.   Jika hanya itu yang dikerjakan  W.F. Baker, maka  pastilah yang dikenal hanya SOM,  kantor tempatnya bekerja. Tidak akan ada penghargaan khusus secara personal. Itu  semua ada karena W.F Baker ternyata juga aktif dengan banyak kegiatan organisasi  profesional  dan  institusi  pendidikan  tinggi,  sebagai  pembicara  sekaligus  penulis  tentang  ide‐ide  yang  dikembangkannya.  Dia  menulis  secara  rutin  pada  jurnal  atau  majalah ilmiah di bidang rekayasa struktur, bahkan sudah ada sekitar 50 tulisannya  tentang  proyek‐proyeknya maupun penelitiannya terkait dengan optimasi struktur,  pengaruh angin dan stabilitas. Itulah profil insinyur struktur yang ideal untuk ditiru. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

93/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

13. PARTISIPASI INDONESIA DALAM ERA MEGA‐TINGGI   Jika hanya menyimak berita nasional negeri ini, seperti bagaimana gigihnya rakyat  menolak rencana kenaikan harga b.b.m sebesar 0.15$ per liter, tentu merasa bahwa  yang  namanya  era  mega‐tinggi  tentunya  bukan  di  negeri  ini,  Indonesia.  Ternyata  adalah tidak terduga, jika salah satu anak negeri ini ada yang  mampu mewujudkan  diri terlibat dan menjadi bagian dari era mega tinggi tersebut. Luar biasa tentunya.  Sebagaimana ada pada daftar gedung mega‐tinggi yang dilansir CTUBH, pada urutan  ke‐5 tercantum gedung Signature Tower Jakarta (638 m) akan ada di Jakarta. 

  Gambar 98. Signature Tower Jakarta (638 m), rencana 

  Meskipun gedung di atas masih dalam tahap desain, dan terlihat belum adanya aksi  nyata di lapangan tapi kemungkinan terwujudnya akan lebih besar dan lebih cepat  dari mimpi bangsa ini akan jembatan bentang panjang penghubung Jawa‐Sumatera. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

94/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Ini dimungkinkan karena adanya perbedaan karakter proyek gedung dan jembatan.  Sebagaimana diungkapkan pada Tabel 2, gedung bersifat lokal, dapat dimiliki swasta  dan  pengaruhnya  terhadap  lingkungan  tidak  sebesar  proyek  jembatan.  Jadi  ketika  proyek  jembatan  Jawa‐Sumatera  dalam  tahap  sosialisai  maka  bisa  saja  proyek  gedung tinggi ini berjalan, tanpa harus menunggu kesiapan yang lain. Ini bukti juga  bahwa  untuk  mewujudkannya  tidak  perlu  harus  menunggu  kesiapan  bangsa  ini  akan kemampuan rekayasanya.  Jujur saja, meskipun di Jakarta akan ada bangunan  tertinggi di dunia ke‐5, tapi itu hasil pemikiran rekayasa bangsa lain. Perlu diketahui  bahwa  arsiteknya  adalah  Smallwood,  Reynolds,  Stewart,  Stewart  &  Associates,  Inc.  (http://www.srssa.com)  berbasis  di  USA,  arsitek  lokalnya  (Indonesia)  yang  akan  membantu adalah PT. Pandega Desain Wehanma (http://www.pdw‐architects.com).  Bagi sarjana teknik sipil, yang ingin diketahui pada proyek tersebut tentunya adalah  perencana  strukturnya,  Thornton  Tomasetti  (http://www.thorntontomasetti.com).  Konsultan rekayasa struktur yang telah berdiri sejak 1956 di USA dan telah menjadi  kelas dunia, gedung  Taipei 101 di Taiwan,  Shanghai World di Shanghai,  Petronas 

Tower di Kuala Lumpur, yang merupakan gedung ke‐2, ke‐3, ke‐5 dan ke‐6 tertinggi  dunia adalah beberapa dari karya‐karyanya. Perlu juga diketahui, bahwa konsultan  struktur lokal yang berkenan mendapat kehormatan mendampingi perancang kelas  dunia adalah PT. Gistama Inti Semesta (http://www.gistama.com) di Jakarta.  Adapun gedung tertinggi saat ini adalah Burj Khalifa dengan perencana strukturnya 

William F. Baker dari Skidmore, Owings & Merrill LLP (SOM), Amerika. Sedangkan  gedung  tertinggi ke‐4  dunia,  International Commerce Centre  Hongkong,  perencana  strukturnya Arup, yang berkantor pusat di Inggris.  Adanya kesempatan dalam waktu dekat ini bahwa gedung mega‐tinggi akan segera  hadir di Indonesia, tentunya perlu disikapi dengan baik.  Bagaimanapun juga, tidak  setiap  negara  punya  kesempatan  terlibat  dalam  pembangunan  gedung  seperti  itu.  Jadi bagi anak‐anak muda calon engineer yang punya idealisme tentu akan melihat  bahwa ini kesempatan baik belajar dan menguasai teknologi di era mega‐tinggi tadi. 

14. KESIMPULAN DAN PENUTUP  Uraian  makalah  dimulai  dengan  membahas  kesiapan  sarjana  teknik  sipil  menjadi  insinyur yang baik, dan tidak sekedar tukang kelas satu. Insinyur adalah profesional  yang  memandang  suatu  penyelesaian  masalah  berdasarkan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi.  Adapun tukang,  lebih  mengandalkan pada  ketrampilan  dan  pengalaman, 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

95/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

yang mana itu semua dapat diusahakan secara tekun dengan falsafah ”bisa karena 

biasa”. Kompetensi tukang kelas satu jelas tidak bisa diabaikan, keberadaannya juga  penting, khususnya untuk kasus‐kasus yang mirip dan ingin diulang secara repetisi.  Adapun insinyur penting karena mampu menangani kasus yang belum tentu pernah  dikerjakan  sebelumnya,  sebagaimana  yang  diharapkan  pada  era  pembangunan  gedung tinggi dan jembatan bentang panjang nantinya. Dengan adanya kemampuan  insinyur maka harapannya kita bisa mandiri, tidak tergantung dari bangsa lain.   Materi bangunan tinggi dan bentang panjang ternyata sangat luas. Untuk itu tulisan  akan dibagi menjadi dua bagian. Pertama, makalah yang anda baca hanya membahas  tentang bangunan tinggi, yaitu gedung tinggi, super tinggi dan mega tinggi.  Uraian tentang gedung‐gedung tinggi, banyak menguraikan pada falsafah dibelakang  sistem  struktur  penahan  lateral,  khususnya  terhadap  gempa  dan  angin.  Untuk  menutup makalah, dibahas hal‐hal manarik seputar gedung tertinggi dunia saat ini  (2012), yaitu Tower Burj Khalifa (828 m) di Dubai.   Meskipun  tulisan  ini  hanya  membahas  masalah  gedung‐gedung  tinggi  saja,  tetapi  ternyata masalahnya cukup kompleks, tidak sederhana. Itu pula yang menyebabkan,  meskipun dalam waktu dekat, di Jakarta akan dibangun gedung tertinggi ke‐5 dunia,  tetapi semuanya itu masih melibatkan bangsa lain. Kita belum mandiri. Oleh karena  itu diharapkan dengan tulisan ini, akan memicu mahasiswa‐mahasiswa yang sedang  belajar ilmu teknik sipil akan termotivasi lebih giat lagi untuk dapat menguasai ilmu  rekayasa dan akhirnya berhasil menjadi insinyur yang mandiri dan mumpuni. 

15. UCAPAN TERIMA KASIH  Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada  bapak  Ir.  Sugeng  Wijanto,  Ph.D.,  P.Eng.,  Presiden  Direktur  PT.  Gistama  Intisemesta,  Jakarta,  atas  informasi  terkait  proyek  Signature Tower Jakarta, yang nantinya akan menjadi bangunan tertinggi Indonesia  dan bahkan ke‐5 di tingkat dunia. Semoga impian ini menjadi kenyataan.  

16. DAFTAR PUSTAKA  AISC. (2005a). “ANSI/AISC 360‐05: Specification for Structural Steel Building”, AISC,  Chicago, Illinois  AISC. (2005b). “ANSI/AISC 341‐05 : Seismic Provisions for Structural Steel  Buildings”, AISC, Chicago, Illinois  Basha, H.S. and Subhash C. Goel. (1996). “Seismic Resistant Truss Moment Frames  with Ductile Vierendeel Segment”, Paper No.487. Eleventh World Conference  on Earthquake Engineering, Elsevier Science Ltd. 

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

 

96/97 

Kuliah umum "Permasalahan dan Solusi pada Struktur Gedung Tinggi", Universitas Riau Kepulauan, Batam, 9 Juni 2012 

Hamburger, R.O., Helmut Krawinkler, James O. Malley, Scott M. Adan. (2009). “NIST  GCR 09‐917‐3 : Seismic Design of Steel Special Moment Frames: A Guide for  Practicing Engineers”, U.S. Dept. of Commerce and NIST  http://911research.wtc7.net/mirrors/guardian/WTC/WTC_ch2.htm  http://911blog.yweb.sk/55/Fotky‐zo‐stavby‐WTC.html  http://steelconstruct.com/references/fiches/uk/broadgate/  Roy R. Craig, Jr. (1981). “Structural Dynamics – An Introduction to Computer  Methods”, John Wiley & Sons  Sabelli, R., and Walterio López. (2004). “Design of Buckling‐Restrained Braced  Frames”, Modern Steel Construction  Seilie, I.F., and John D. Hooper.(2005). “Steel Plate Shear Walls: Practical Design and  Construction”, April 2005 Modern Steel Construction  Suriasumantri, J.S. (2006). "Ilmu Dalam Perspektif: Sebuah Kumpulan Karangan  tentang Hakekat Ilmu", Yayasan Obor Indonesia, Jakarta  Taranath, B.S. (2005). “Wind and Earthquake Resistant Buildings Structural Analysis  and Design”, Marcel Dekker, New York 12701, U.S.A.  Taranath, B.S. (2010). “Reinforced Concrete Design of Tall Building”, CRC Press,  Taylor & Francis Group, Boca Raton.  Taranath, B.S. (2012). “Structural Analysis and Design of Tall Building”, CRC Press,  Taylor & Francis Group, Boca Raton.  William F. Baker (2011). “Advice to 2011 grads: 'Don't panic. Work the problem”,  http://engineering.illinois.edu/news/2011/12/19/advice‐2011‐grads‐dont‐ panic‐work‐problem  William F. Baker. (2010). “First person ‐ Engineering an Idea: The Realization of the  Burj Khalifa, Civil Engineering, March 2010  William F. Baker, James J. Pawlikowski, and Bradley S. Young. (2010). “Reaching  Toward The Heavens”, Civil Engineering, March 2010   

Tentang Pemakalah Dr. Ir. Wiryanto Dewobroto, MT., Dosen Profesional dan Lektor Kepala untuk  mata  kuliah  analisa  struktur;  perancangan  baja,  beton  dan  kayu;  komputer  rekayasa; dan bahasa pemrograman komputer, di Jurusan Teknik Sipil, FDTP,  Universitas Pelita Harapan, Lippo‐Karawaci, Tangerang. Pendidikan tinggi S‐1  di UGM, Yogyakarta (1989); S‐2 di UI, Jakarta (1998); S‐3 di UNPAR, Bandung  (2009)  dengan  promotor  utama  Prof.  Ir.  Moh.  Sahari  Besari,  M.Sc.,  Ph.D.  Profesi di dunia rekayasa diawali sebagai structural engineer PT. Wiratman & Associates, Jakarta  (1989–1994), engineering manager di PT. Pandawa Swasatya Putra Consulting Engineer, Jakarta  (1994–1998).  Krisis  moneter  (1998)  mengalihkannya  untuk  berkarya  di  dunia  pendidikan  tinggi  dengan tetap konsisten di bidang rekayasa struktur, sebagai guru, peneliti sekaligus penulis. Ada  puluhan publikasinya, berupa makalah prosiding, jurnal, buku, atau tulisan‐tulisan ilmiah populer.  Semuanya dapat dibaca, bahkan sebagian ada yang dapat di download, melalui blog‐pribadi‐nya  sejak 2006, yaitu : 

 

http://wiryanto.wordpress.com

Wiryanto Dewobroto – Universitas Pelita Harapan 

View publication stats

 

97/97