Pengantar Seri tulisan ini akan memberikan gambaran umum mengenai Curtain Wall, dalam bahasa Indonesia apakah tepat di terjemahkan menjadi "Dinding Tirai"? silahkan menjadi bahan diskusi. Konsep mengenai Curtain Wall muncul dalam pergerakan Arsitektur modern, ketika material bangunan mulai bergeser dari dinding dan batu, menjadi material yang lebih ringan seperti metal, kaca dan panel. Perkembangannya semakin pesat ketika mulai ditemukan material aluminium, yang kemudian juga menguntungkan dengan produksi masal dan ekonomis. Konsep Dinding Sebagai Filter Konsep utama dalam memahami Curtain Wall adalah; dinding sebagai elemen fasad bangunan yang berfungsi sebagai filter umtuk memisahkan elemen luar dan dalam. Memberikan ruang arsitektur untuk di huni secara nyaman, membungkusnya dari elemen elemen luar seperti, sinar matahari, hujan, suara bising, panas dll. Untuk melakukan fungsinya sebagai filter yang memisahkan elemen luar dan dalam dan menciptakan ruang hunian yang nyaman dihuni, curtain wall harus mampu berdiri dan bertahan terhadap beban yang bekerja secara struktural. Faktor utama untuk dipertimbangkan dalam merancang Curtain Wall adalah integritas struktural Curtain wall itu sendiri. Berdasarkan jenisnya Curtain Wall dapat dikategorikan menjadi, Stick System, Unitized Systems, dan Semi Untized Systems.
Material Curtain Wall Pada umumnya curtain wall terdiri dari frame aluminium dengan bahan pengisi kaca, aluminium composite panel atau material lain seperti beton pra cetak, batu alam dan plat
metal lain.
Integritas Struktural Sebelum mempertimbangkan fungsi lain sebagai filter, Curtain wall harus dirancang untuk mampu berdiri dan menerima beban baik dari material itu sendiri, seperti berat kaca, berat aluminium, aluminium composite panel, metal sheet. dll atau gaya-gaya yang ditimbulkan oleh faktor luar seperti angin hujan, salju, ekspansi alibat panas, gempa bumi. Beban Perlu diingat bahwa Curtain Wall adalah elemen arsitektural, semua beban yang diterima akan disalurkan melalui sistem bracket atau fastener ke elemen struktural seperti balok atau kolom pada bangunan tersebut. Beban Mati Seperti dijelaskan di atas beban mati berasal dari berat curtain wall itu sendiri, baik dari mullion, transoms, kaca Anchor, dan elemen-elemen lain curtain wall. Beban Angin Angin merupakan faktor alam yang cukup rumit untuk diantisipasi dalam merancang curtain wall, tanpa kombinasi dengan hujan dan salju, angin dengan kecepatan tinggi akan mampu meruntuhkan curtain wall yang tidak dirancang dengan benar. selain harus mempertimbangkan angin yang bertiup menuju bangunan (+ wind load) perancang harus lebih berhati-hati terhadap angin yang meninggalkan gedung (- wind load). Tekanan positif yang ditimbulkan oleh angin yang bergerak menuju gedung akan ditopang oleh semua elemen struktural curtain wall, tetapi untuk tekanan angin negatif, hanya beberapa elemen curtain wall yang bekerja untuk menahannya. Beban Gempa Beban akibat gempa bumi harus diperhitungkan, mengingat di Indonesia merupakan wilayah potensi gempa. Curtain wall harus mampu mengakomodasi pergerakan bangunan yang ditimbulkan oleh gempa bumi. Dalam merencanakan curtain wall harus diperhitungkan agar sistem secara keseluruhan mampu menahan pergerakan bangunan akibat gempa tanpa mengalami kerusakan atau kebocoran air. Sistem anchor Curtain wall terhadap struktur bangunan mempunyai peran penting dalam menyelesaikan masalah ini, tentu saja struktur utama bangunan juga harus dirancang untuk mampu mengakomodasi gerakan akibat gempa. Beban akibat Salju Di daerah bersalju, sistem curtain wall harus juga mampu menahan beban akibat akumulasi salju yang akan timbul. Karena sebagian besar curtain wall di rancang secara
vertikal, pertimbangan salju ini berlaku untuk curtain wall yang membentuk sudut lebih dari 20 derajad. Beban akibat Panas Mengingat sebagian besar curtain wall adalah aluminium yang mempunyai koefisien ekspansi panas yang sangat tinggi, hal ini akan menyebabkan ekspansi yang cukup tinggi akan terjadi setelah beberapa lantai terakumulasi dalam perbedaan suhu yang tinggi. Hal ini biasanya diatasi dengan detail gap dengan penyelesaian gasket. Beban Akibat Ledakan Dengan maraknya isu terorisme dan sejarah yang telah mencatat bahwa gedung dengan curtain wall merupakan sasaran favorit peledakan. WTC, Alfred P. Murrah Federal Building di Oklahoma City, Oklahoma. Di Amerika menjadi kewajiban bangunan publik untuk dapat mengantisipasi serangan bom. Pendekatan keamanan terhadap serangan bom biasanya diatasi dengan pemakaian kaca laminated, yang ketika pecah tidak akan berhamburan. Curtain Wall--02 Pengantar Dari pembahasan Curtain Wall--01 telah dijelaskan mengenai integritas struktural yang harus dimiliki oleh Curtain Wall dan berbagai beban yang harus didukung oleh sistem tersebut. Bila telah memenuhi kriteria-kriteria struktural, dan Curtain Wall tersebut telah mampu berdiri secara kokoh dengan kemungkinan pembebanan yang akan terjadi, baik dari berat material, beban hidup, beban angin dan bila beberapa beban bekerja secara bersamaan, Sistem Curtain Wall harus mampu menahan dan mengakomodasi beban-beban tersebut tanpa terjadi kerusakan pada sistem. Fungsi sebagai Filter Kriteria desain selanjutnya setelah terpenuhi integritas struktural adalah pemenuhan fungsi Curtain Wall sebagai filter yang memisahkan antara luar dan dalam, dan menciptakan ruang arsitektural yang nyaman dihuni. Setidaknya terdapat 5 fungsi filter yang harus dimiliki oleh Curtain Wall. 1. 2. 3. 4. 5.
Filter dan kontrol terhadap kebocoran udara. Filter dan kontrol terhadap air hujan Filter dan kontrol terhadap panas dan sinar matahari Filter dan Kontrol terhadap suara Filter dan kontrol terhadap kondensasi dan pengembunan
Curtain Wall ---3
Fungsi Curtain Wall sebagai Filter Udara Telah dijelaskan pada artikel Curtain Wall --02 dan artikel sebelumnya Curtain Wall --01 Curtain Wall mempunyai fungsi sebagai filter, salah satu fungsi filter yang utama adalah fungsi filter terhadap udara.
Fungsi Curtain Wall sebagai filter memungkinkan gedung yang dibungkus dengan curtain wall dapat dihuni dengan nyaman di bagian interior memisahkan kondisi udara eksterior dan interior, karakter udara yang disaring, meliputi Debu, Suhu, kelembaban dan faktor lainnya. Kebocoran udara merupakan suatu parameter sifat Curtain wall yang menentukan keberhasilan desain sebuah cuetain wall. Hal ini dibahas lebih rinci di artikel The Effects of Air Infiltration in Commercial Building pada situs facadedoctor.com Nilai kebocoran udara pada Curtain wall dinyatakan dalam angka m3/m2/menit. Pada Singapore Standard atau m3/jam/meter panjang celah (SNI 03-0573-1989, Syarat Umum Jendela aluminium Paduan). Sedangkan menurut ASTM standard yang diacu adalah ASTM E283
dijelaskan pada artikel Glazed Curtain Wall 2 Standardized air infiltration tests are performed in accordance with ASTM E 283, with the same chambered curtain wall as static pressure water tests. For fixed glazing, AAMA recommends limiting the allowable infiltration to 0.03 L/s per square meter (0.06cfm per square foot) when the wall is tested at 300kPa (6.24psf) pressure differential Definisi dari Kebocoran udara, adalah jumlah volume udara yang mengalir melalui dinding Curtain Wall, dalam m3 setiap m2 Curtain wall dalam satruan waktu tertentu (jam) ketika Curtain wall tersebut mengalami perbedaan tekanan udara antara eksterior dan Interior yang ditimbulkan oleh tekanan angin.
Dengan pendekatan green Building dan green architecture, performa ini menjadi aspek yang semakin diperhitungkan dan diperhatikan lebih seksama dalam perencanaan curtain wall. Bila sebuah curtain wall tidak memenuhi syarat (angka) kebocoran udara yang disyaratkan akan menyebabkan beban AC pada suatu gedung akan menjadi besar dan mengkonsumsi sumber energi sangat besar dan terbuang percuma. Krisis energi yang terjadi di akhir millenium ini adalah sumbangan arsitek seperti yang dijelaskan dalam Zero Energy Building : "Buildings use 40% of the total energy in the US and European Union."
Kebocoran udara sangat berhubungan erat dengan tingkat kebocoran lain, dengan tingkat kebocoran udara yang tinggi sebuah Curtain wall biasanya akan gagal dalam memenuhi fungsinya sebagai filter suhu, kelembaban udara, maupun suara, menjadikan ruangan tidak nyaman dihuni dan boros energi. Beberapa Standard Industri Internasional AAMA dan ASTM sebagai acuan metode test kebocoran udara pada curtain wall dapat dilihat di artikel Building Envelope design guide
AAMA 501 Methods of Test for Exterior Walls ASTM E283 (laboratory) ASTM E783 (field) NFRC 400 Procedure for Determining Fenestration Product Air Leakage
Apa itu Aluminium curtain wall? Banyak orang mungkin tidak mengerti apa ang di maksud dengan aluminium curtain wall, bahkan curtain wall-nya sendiri banyak yang tidak mengetahui artinya. Curtain wall mungkin bisa diartikan sebuah non structural pelapis gedung yang bisa membuat gedung tersebut terhindar dari gangguan cuaca, dan tentu saja sebuah curtain wall dikatakan non structural karena fungsinya hanya sebagai pelapis saja, bukan sebagai penahan beban gedung. Dan rangka yang di dipergunakan sebagai curtain wall, biasanya bersifat ringan sehingga dapat mengurangi biaya pembuatan gedung, lagipula material yang di pergunakan sebagai curtain wall yaitu kaca berfungsi
dengan baik untuk memancarkan cahaya matahari kedalam gedung . Sebuah aluminium curtain wall bukan hanya berfungsi sebagai pelapis tapi sebuah aluminium curtain wall juga harus kuat dalam menahan tekanan baik tekanan cuaca maupun tekanan yang berupa getaran. Oleh karena itu dalam pemasangan aluminium curtain wall ini dibutuhkan banyak sekali perhitungan yang bisa mendukung pengerjaan dari aluminium curtain wall ini.
SHEAR WALL adalah elemen structural yang digunakan untuk menahan gaya lateral/horizontal/shear forces yg sejajar bidang dinding : � SLENDER WALLS diperuntukan bending deformation yang dominant karena slender walls berperilaku sbg cantilever action � SQUAT/SHORT WALLS diperuntukan shear deformation yang dominant karena SQUAT/SHORT walls berperilaku sbg truss (rangka batang) Pada bangunan tinggi tahan gempa umumnya gaya-gaya pada kolom cukup besar untuk menahan beban gempa yang terjadi sehingga umumnya perlu menggunakan elemen-elemen struktur kaku berupa dinding geser untuk menahan kombinasi gaya geser, momen, dan gaya aksial yang timbul akibat beban gempa. Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan terserap oleh dinding geser tersebut. Kolom-kolom dianggap tidak ikut mendukung gaya horizontal, sehingga hanya didesain untuk menahan gaya normal (gaya vertikal) saja. Secara struktural dinding geser dapat dianggap sebagai balok kantilever vertikal yang terjepit bagian bawahnya pada pondasi atau basemen. Dinding geser berperilaku sebagai balok lentur kantilever. Oleh karena itu dinding geser atau shear wall selain menahan geser (shear force) juga menahan lentur. Panjang horisontal dinding geser biasanya 3-6 meter, dengan ketebalan kurang lebih 30 cm. Beberapa dinding geser dihubungkan oleh plat lantai beton (sebagai difragma) membentuk suatu sistem struktur 3 dimensi. Dinding geser pada umumnya bersifat kaku, sehingga deformasi (lendutan) horizontal menjadi kecil. Kerusakan pada elemen non struktural (dinding pembagi ruang, elemen fasad, langit-langit) baru terjadi pada gempa yang relatif kuat. Kerja sama antara sistem rangka penahan momen dan dinding geser merupakan suatu keadaan khusus, dimana dua struktur yang berbeda sifatnya tersebut digabungkan.
Dari gabungan keduanya diperoleh suatu struktur yang lebih kuat dan ekonomis. Kerja sama ini dapat dibedakan menjadi beberapa macam sistem struktur yang tercantum dalam SNI 03-1726-2002,antara lain sebagai berikut : 1. Sistem dinding penumpu yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. 2. Sistem rangka gedung yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. 3. Sistem rangka pemikul momen yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. 4. Sistem ganda terdiri dari: a). rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi
b). pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurangkurangnya 25% dari seluruh beban lateral c). kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi /sistem ganda. 5. Sistem struktur bangunan gedung kolom kantilever: (Sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral) 6. Sistem interaksi dinding geser dengan rangka. 7. Subsistem tunggal yaitu Subsistem struktur bidang yang membentuk struktur bangunan gedung secara keseluruhan.
Jenis dinding geser berdasarkan banyaknya dinding dibagi atas : 1. Dinding geser sebagai dinding tunggal (gambar 1.1a) 2. Beberapa dinding geser disusun membentuk CORE (gambar 1.1b) Gambar 1.1a. dinding geser tunggal Gambar 1.1b. dinding geser core Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas : 1. Dinding geser sebagai dinding eksterior (gambar 1.2a) 2. Dinding geser sebagai dinding interior (gambar 1.2b) 3. Dinding geser simetri (gambar 1.2c) 4. Dinding geser asimetri (gambar 1.2d) 5. Dinding geser penuh selebar bangunan 6. Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan
Dinding geser dikategorikan berdasarkan geometrinya yaitu: 1. Flexural wall (dinding langsing), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≥ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku lentur. 2. Squat wall (dinding pendek), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≤ 2, dimana desain dikontrol oleh perilaku geser. 3. Coupled Dinding geser(dinding berangkai), dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh balok-balok perangkai, sebagai gaya-gaya tarik dan tekan yang bekerja pada masing-masing dasar pasangan dinding tersebut.
Pada umumnya dinding geser banyak digunakan dalam sistem ganda dimana dinding geser memikul sebagian beban horizontal akibat gempa atau rangka bresing. Dinding struktural yang umum digunakan pada gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai. Berdasarkan SNI 031726-2002, dinding geser beton bertulang kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang fungsi utamanya adalah untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada dinding ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur (bukan akibat gaya geser). Perencanaan dinding geser sebagai elemen struktur penahan beban gempa pada gedung bertingkat dilakukan dengan konsep gaya dalam (yaitu dengan hanya meninjau gaya-gaya dalam yang terjadi akibat kombinasi beban gempa), kemudian setelah itu direncanakan pembesian dinding geser seperti pada gambar 1.3b. Perencanaan dinding geser selain dapat dilakukan sesuai dengan formula-formula yang ada dalam peraturan yang mengatur tentang dinding geser dapat juga dilakukan dengan metode strut and tie model. Strut and Tie model adalah suatu pendekatan satuan yang menganggap bahwa semua pengaruh beban (M, N, V, T) bekerja secara serentak atau simultan. Pendekatan model Strut and Tie seperti pada
gambar 1.3a adalah salah satu metode yang berguna dalam perencanaan geser kritis dari struktur. Model mempunyai pendekatan yang rasional terhadap batang pada struktur yang kompleks dengan suatu pemodelan rangka yang sederhana dengan beberapa teknik dan peraturan yang membantu perencana untuk dapat mengembangkan model yang ada.
Perancangan struktur beton berdasarkan limit analysis (anisis batas) telah banyak diselidiki oleh berbagai peneliti. Berbagai penelitian terus maju dan mengalami perkembangan dan muncullah berbagai model yang rasional yang dianggap cukup sederhana dan cukup akurat dalam aplikasianya. Dan sampai saat ini model yang dianggap konsisten dan rasional adalah pendekatan STRUT AND TIE METHODE. Dalam hal ini karena banyaknya peraturan dalam perhitungan beton struktur , maka yang dibahas adalah ” STRUT AND TIE MODEL ”
Contoh gambar shear wall
