Di Indonesia, terutama di kota-kota besar, gedung-gedung tinggi semakin mudah ditemukan. Banyak pihak yang berlomba-lomba mendirikan gedung pencakar langit dengan berbagai tujuan. Tentunya, gedung-gedung tersebut dibangun dengan struktur bangunan yang kuat agar mampu menahan beban yang ditopangnya. -MegaBaja.co.id
Tak bisa dipungkiri, membangun gedung yang tinggi memang jadi solusi terbaik untuk mengatasi keterbatasan lahan di tengah hiruk-pikuk perkotaan. Namun, yang banyak menjadi pertanyaan, bagaimana caranya gedung-gedung tinggi itu bisa tetap berdiri kokoh meskipun usianya sudah puluhan tahun?
Untuk mengetahui jawabannya, simak penjelasan seputar struktur bangunan tinggi berikut.
Mengenal Struktur Bangunan Tinggi
Perkembangan zaman menjadikan gedung bertingkat seperti pemandangan biasa, apalagi di kota-kota besar Indonesia. Lihat saja, bangunan-bangunan tinggi mudah ditemui di sekitar, terutama karena lahan kosong di daerah urban, seperti Jakarta, makin terbatas. Alhasil, pembangunan gedung bertingkat pun kian marak.
Pada bangunan tinggi, termasuk gedung, struktur rangka bangunannya bisa diibaratkan sebagai “tulang punggung”. Bagian ini terdiri dari elemen-elemen seperti balok, kolom, dan rangka atap yang semuanya saling mendukung untuk menopang beban gedung.
Sama halnya dengan tulang punggung, struktur bangunan memiliki fungsi utama sebagai penopang. Namun, perannya tidak berhenti di situ. Struktur ini juga mendukung elemen-elemen konstruksi lain seperti desain interior dan arsitektur gedung.
Struktur bangunan ini punya tanggung jawab besar untuk menahan berbagai macam beban. Mulai dari berat gedung itu sendiri, aktivitas yang terjadi di dalamnya (orang dan barang yang bergerak), hingga beban eksternal (angin kencang atau gempa bumi). Nah, di sinilah peran penting struktur gedung untuk menjaga kestabilan.
Selain soal kestabilan, aspek keamanan penghuni gedung juga jadi prioritas utama. Karena itu, struktur bangunan bertingkat dirancang sedemikian rupa supaya bisa bertahan di segala kondisi cuaca dan tidak mudah runtuh meski menanggung beban berat.
Tipe-Tipe Struktur Bangunan Tinggi
Setiap bangunan tinggi pasti membutuhkan sistem struktur yang kokoh agar bisa berdiri dengan aman. Struktur ini adalah rangkaian material yang saling terhubung dan bekerja bersama untuk menciptakan bangunan yang kuat dan stabil. Tentunya kamu tidak mau gedung-gedung tinggi mudah roboh, kan? Maka dari itu, kerangka struktural ini dirancang khusus untuk menahan berbagai jenis beban yang akan dialami bangunan.
Tidak hanya satu, terdapat beberapa jenis atau tipe struktur untuk bangunan tinggi yang dapat disesuaikan dengan jenis bangunannya. Tipe-tipe tersebut di antaranya:
1. Struktur Beton Bertulang
Seperti namanya, struktur beton bertulang terbuat dari beton yang diperkuat dengan baja tulangan. Struktur ini adalah tipe struktur bangunan yang paling umum digunakan untuk gedung bertingkat. Beton bertulang sering digunakan pada bangunan dengan bentangan besar, seperti jembatan, karena ketahanannya yang tinggi terhadap beban berat.
Pada struktur beton bertulang, baja bertulang berfungsi untuk menahan beban tarik, sementara beton menahan beban tekan. Baja tulangan diletakkan di dalam beton pada posisi tertentu. Tujuannya agar ketika bangunan menerima beban tarik, baja mampu menahan tekanan tersebut dan mencegah beton retak atau pecah.
2. Rangka Pemikul Momen
Jenis satu ini merupakan salah satu struktur yang biasa digunakan pada bangunan bertingkat. Umumnya, rangka pemikul momen terbuat dari baja atau beton bertulang. Rangka ini dirancang untuk menahan beban dari luar, seperti gempa atau angin kencang. Gedung-gedung berbentuk persegi atau persegi panjang, seperti hotel atau perkantoran, sering menggunakan sistem ini.
Keunggulan rangka pemikul momen terletak pada kemampuannya menahan beban momen dengan efektif, baik secara vertikal maupun horizontal. Selain itu, pembangunannya cenderung lebih cepat dan relatif mudah. Namun, salah satu kekurangannya adalah potensi retak pada sambungan antara kolom dan balok. Kerusakan tersebut bisa mempengaruhi kekuatan struktur secara keseluruhan.
3. Rangka Pemikul Geser
Selanjutnya ada rangka pemikul geser, yang dirancang untuk menahan beban dari pergerakan tanah, seperti saat terjadi gempa. Struktur ini biasanya terbuat dari baja atau beton bertulang. Sering digunakan di gedung-gedung bertingkat seperti pusat perbelanjaan atau mall.
Kelebihan dari rangka pemikul geser adalah kemampuannya menahan beban lateral dengan sangat baik, sehingga gedung menjadi lebih stabil dan aman. Selain itu, sistem ini memungkinkan penggunaan ruang lebih efisien karena tidak memerlukan kolom di tengah ruangan. Ini bisa membuat interior lebih lega dan fleksibel.
4. Struktur Wall Frame
Sistem wall frame memanfaatkan dinding-dinding yang tebal dan kuat, yang ditempatkan di area-area strategis seperti tangga, poros elevator, atau di sekeliling bangunan. Wall frame bekerja sama dengan rangka horizontal untuk menciptakan struktur yang lebih kuat dan kaku. Selain membantu menahan beban, dinding-dinding ini juga berfungsi untuk mencegah keruntuhan lantai di area yang lebih lemah.
5. Struktur Braced Frame
Bangunan bertingkat yang menggunakan konstruksi baja banyak menggunakan struktur braced frame. Jenis kerangka ini fleksibel karena dapat diaplikasikan pada bangunan dengan tinggi rendah hingga menengah.
Salah satu keunggulannya adalah desain yang efisien dan bisa diulang di berbagai tingkat ketinggian gedung. Namun, ada sedikit tantangan dalam penataan interior karena rangka ini bisa mempengaruhi lokasi pintu dan jendela.
6. Struktur Komposit
Jenis struktur satu ini memadukan berbagai material seperti beton, baja, dan kayu. Fungsinya untuk menciptakan bangunan yang lebih kuat dan stabil. Struktur komposit memanfaatkan kelebihan masing-masing bahan agar bangunan bisa menahan beban berat sekaligus tetap efisien dalam hal konstruksi. Gedung pencakar langit, jembatan, dan menara adalah contoh bangunan yang sering memanfaatkan struktur komposit.
Struktur komposit sering digunakan dalam bentuk panel dinding, lantai, atau rangka pemikul momen. Keunggulannya adalah mampu mengurangi berat total bangunan, meningkatkan efisiensi proses konstruksi, dan memperkuat struktur secara keseluruhan.
7. Struktur Core and Outrigger
Untuk meningkatkan kekakuan dan kekuatan bangunan, struktur core and outrigger bisa digunakan. Struktur ini dirancang dengan menghubungkan inti bangunan ke kolom-kolom yang terletak di perimeter luar.
Sistem ini menggabungkan dua metode, yakni sistem inti dan sistem perimeter, untuk menciptakan stabilitas yang lebih baik. Biasanya, struktur core and outrigger digunakan pada gedung-gedung yang tingginya mencapai 70 lantai atau lebih. Hal ini karena sistemnya mampu menahan berbagai gaya yang bekerja pada bangunan dengan lebih efisien.
8. Struktur Rigid Frame (Rangka Kaku)
Gabungan balok dan kolom yang menjadi satu kesatuan akan membentuk kerangka dari struktur rigid frame atau rangka kaku. Sistem ini bekerja dengan sangat baik untuk menahan berbagai beban. Utamanya pada bangunan yang terbuat dari beton bertulang. Meski bisa juga digunakan pada konstruksi baja, biaya penyambungannya cenderung lebih mahal.
Komponen-komponen dalam rangka kaku memiliki kemampuan menahan beban aksial, kelenturan, serta gaya geser. Burj Khalifa, bangunan tertinggi di dunia, menggunakan sistem rangka kaku ini untuk menjaga stabilitasnya meski menjulang sangat tinggi.
Setiap tipe struktur bangunan tinggi di atas dirancang untuk memastikan bangunan tetap kuat, stabil, dan aman dalam menghadapi berbagai beban. Dengan memanfaatkan jenis-jenis struktur yang tepat, gedung-gedung bertingkat tinggi bisa berdiri kokoh dan aman.
