TUGAS AKHIR
Aplikasi struktur bambu sebagai struktur tahan gempa pada bangunan cottage
Di aj uk an Unt uk Mel engk api Sy ar at Gel ar Sar j ana J ur us an Ar s i t ek t ur Fak ul t as Tekni k Uni ver si t as Sebel as Mar et Sur ak ar t a
Di s us un Ol eh: Dy ah Pat masar i
I 0299033
Dos en Pembi mbi ng: I r . Edy Har dj ant o Kahar Sunok o, ST, MT
J us usan Ar si t ekt ur Fak ul t as Tek ni k Uni v er si t as Sebel as Mar et
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL FAKULTAS TEKNIK JURUSAN ARSITEKTUR
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
Jl . Ir. Sut ami No. 36. A Surakart a 57126 Tel p. 0271 64769 Arsit ekt ur 643666
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Judul : Aplikasi St rukt ur Bambu Sebagai St rukt ur Tahan Gempa pada Bangunan Cot t age Nama : Dyah Pat masari
Nim : I0299033
Menyet uj ui
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. Edy Hardj ant o Kahar Sunoko, ST, MT Nip. 131 472 642 Nip. 132 130 467
Menget ahui
Ket ua Jurusan Arsi t ekt ur Fakul t as Teknik
Ir. Hardiyat i, MT Nip. 131 571 613
Pembant u Dekan I Fakul t as Tekni k Uni versi t as Sebel as Maret
KATA PENGANTAR
Syukur Al hamdulill ah Penul is panj at kan ke Hadi rat Al l oh SWT, karena hanya berkat ridho-Nya Tugas Akhi r ini dapat t ersel esaikan. Tugas akhir ini disusun unt uk memenuhi syarat unt uk mencapai gel ar sarj ana pada Fakult as Tekni k Jurusan Arsit ekt ur Universit as
Sebel as Maret Surakart a.
Penyusunan Tugas Akhir ini berdasarkan hasil bel aj ar, anali sa dan konsul t asi sel ama kuliah di j urusan arsit ekt ur. Pada kesempat an i ni Penul is mengucapkan t erima kasi kepada:
1. Ir. Sumar yot o, MT, sel aku Dekan Fakul t as Teknik Uni versit as Sebel as Maret Surakart a.
2. Ir. Paryant o, MS, sel aku Pembant u Dekan I Fakul t as Teknik Universit as Sebel as Maret Surakart a.
3. Ir. Hardi yat i, MT, sel aku Ket ua Jurusan Arsit ekt ur Fakul t as Tekni k Universit as Sebel as Maret Surakart a.
4. Ir. FX. Soewandi, MT, sel aku Pembimbing Akademis.
5. Ir. Galing Yudana, MT dan Ir Ana Hardi ana, MT, sel aku Panit ia Tugas Akhir
6. Ir. Edy Hardj ant o, MT dan Kahar Sunoko, ST, MT, sel aku Pembimbi ng Tugas Akhir. 7. Senot Sangadj i, ST, MT sel aku Pembimbing Pendamping Tugas Akhir.
8. Sel uruh dosen Fakul t as Teknik Jurusan Arsit ekt ur UNS
Penul is menyadari masih banyak kekurangan dal am penulisan Tugas Akhir ini. Akhir kat a, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanf aat bagi Penul is dan Pembaca semuanya.
Surakart a, April 2004
PERSEMBAHAN
1. Kagem Bapak Ibuk, yang t ak hent i memberi dukungan moril dan mat eri il hingga sekarang aku j adi Insinyur 2. Buat dik Daning, meski cuek aku percaya kal o kamu sayang aku 3. ALMAMATERKU
THANKS TO:
1. Pak Edy maturnuwun sanget Pak, atas bimbingan, referensi, nasehat, ilmu, semua cerita dan telah mendengarkan keluh kesah saya, bener Pak Edy yang penting Yang Akan Datang dan Masa Depan.
2. Pak Kahar atas bimbingan, nasehat dan semangatnya pada saya, insyaalloh besok gak ada kata TAPI lagi Pak!
3. Pak Senot, untuk semua inspirasi, semangat, bimbingan dan referensinya from A to Z, maklum pak saya bukan mahasiswa Teknik Sipil!
4. P’Joko Winarno, P’ Rauyan, P’ Ipung, P’ Hari, P’ Hadi, P’ Agus Heru, P’Asrori, P’Wandi,terima kasih atas kritikan dan masukkanya, meski sempat m’buat saya glagepan m’jawab. Thanks 4 Attention
5. Mr. Scodeck, atas buku STRUKTUR-nya untuk saya dan kita semua,
6. Ardhi temanku Sipil, ga ada orang sepertimu loh! Setia standbye 4 struktur dan kebingunganku. Akhire wisuda bareng to Dhi!
7. Ade’ Sip 00 gatotkaca desa, analisa Mu SIP TENAN.
9. My best Friend, Deasy, Ria, Yu2k, Ningrum, Inta, kalo nikah ingat yo harus bagi-bagi kebaya buat qta.
10.Teman satu studio ku, ira, dewi, fidi sori ya aku ra tau nggarap mung crito terus.
11. Rafia 4 hearing, Billimoon pembela kebenaran yang usil, phonee N arum yg bantu masang2, Makiya, Andi mbantu presentasi, Jati detailmu TOP tenan, Tio p’pektifmu juga ga kalah TOP loh!
12.Mr Faisal 4 attention, selebresionnya besok kalo saya dah kerja Sir 13.The maketer’s Dody, Purwo, sorry rumit banget yo maketku!
14.Musa teman seperjuanganku, mus dia bener2 childish to!Nuki meski telat datamu OK’S banget loh
15.Jeng Mili dan Jeng Tanti ayo jeng ndang cepet lulus!
16.ANGKATAN 99 yang telah memberi warna dan arti hidupku selam ini, IT’S NICE TO MEET YOU GUYS
17.Mas Bejo, mas Yanto dan mas-mas TU semua aku ra bakal ngrepoti meneh 18.Bapak perpus dan mbak perpus sipil makasih ya aku ga’ pernah didenda 19.SONY, yang rela merangkap dan berganti-ganti profesi dari sahabat,
konsultan, asisten, psikolog, kritikus, guide, sopir, dan calon pendamping wisudaku, makasih atas kesabaran, pengertian, dan kasih sayangnya padaku 20.Semuanya yang telah memberikan kritik dan masukan, pesimis dan optimis,
percaya dan nggak percaya dengan TA-ku, Thanks berat
1. Umum 1
F. Kendal a Pemakaian Bambu Sebagai St rukt ur 14
G. Pengawet an Bambu 16
Ø Base Isol at ion Syst em
i. Lat ar Bel akan 23
ii. Ti nj auan Pust aka 24 iii . Manf aat Base Isol at ion 25 iv. Apl ikasi Base Isol at i on 25
Ø Anal isa SAP 2000
b. Respon St rukt ur At as 32
Ø Pengkakuan Vert ikal 32
Ø Pengkakuan Horisont al 33
C. Pengembangan Desai n Cot t age Tahan Gempa Dengan St rukt ur Bambu
1. Keunggul an Bambu 35
2. Jenis Bambu Yang Digunakan 35
3. Sambungan 36
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Kuat Tarik Bambu Tanpa Buku Kering Oven 11 Tabel 2. Kuat Tarik Rat a-Rat a Bambu Kering Oven 11 Tabel 3. Kuat Terik dan Tekan Rat a-Rat a pada Berbagai Posi si 12
Tabel 4. Kuat Bat as Tegangan Ij in Bambu 12
Tabel 5. Perbandingan Frekuensi dan Periode St rukt ur dengan Isol asi dan
DAFTAR Gambar
Gb 1. Ef ek Gempa Pada Denah Cot t age 19
Gb 2. Cot t age Yang Terkena Gempa 20
Gb 3. Anal i sis Denah Cot t age Dengan St rukt ur Int i 20
Gb 4. St rukt ur Int i Rangka Kaku 21
Gb 5. Respon Pondasi Terhadap Gempa 22
Gb 6. Pondasi Tiang Pancang 23
Gb 7. Sist em Base Isol at ion 24
Gb 8. Pengikat Bet on 30
Gb 9. Pol a Kerunt uhan St rukt ur Tanpa Rubber 30 Gb 10. Pol a Kerunt uhan St rukt ur Dengan Rubber 31
Gb 12. Rangka Kaku Yang Terkena Beban Lat eral 32
Gb 13. Pengkakuan Vert ikal 33
Gb 14. Rangka Lant ai 33
Gb 15. Rangka Bat ang Pada Bal ok 34
Gb 16. Sambungan Bambu Dengan Bet on 37
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
1. Umum
Dal am dunia arsit ekt ur, desain memegang peran pent ing dal am menampil kan wuj ud sebuah bangunan. Desain yang baik seharusnya memi kirkan sel uruh komponen yang membent uk sebuah bangunan, bai k dari segi arsit ekt ur maupun dari segi st rukt ur.
f akt or, t ergant ung dari sisi mana perancang mel ihat . Dal am hal ini penul is
bangunan di at asnya ber get ar. Pada saat berget ar t erj adi kecenderungan bangunan unt uk mempert ahankan diri dari pergerakan. Gaya gempa t imbul karena adanya gerakan masa it u sendiri yang sel anj ut nya dapat menyebabkan kerusakan bangunan yang dapat menyebabkan korban j iwa. rawan gempa semisal pegunungan. Sebagai bangunan perist irahat an maka sangat l ah waj ar unt uk menempat kan kesel amat an bangunan dan penghuni sebagai f akt or ut ama desain.
B.
Tujuan Perancangan
Mendapat kan desain cot t age dengan st rukt ur bambu yang ant isi pat if t erhadap gempa.
C.
Batasan dan Lingkup Pembahasan
1. Bat asan
Pembahasan hanya dibat asi pada desain bangunan yang t ahan gempa.
2. Lingkup Pembahasan
Lingkup Pembahasan dit ekankan pada hal -hal yang berhubungan dengan st rukt ur t er ut ama yang berhubungan dengan gempa. Hal l ai n yang t idak berhubungan
dengan st rukt ur gempa t idak menj adi pert imbangan ut ama dal am desain ini.
D.
Metode Perancangan
Perancangan di l akukan dengan mendasarkan st rukt ur bambu sebagai st rukt ur t ahan gempa pada bangunan cot t age. Prosse perancangan dimul ai denganmengemukakan t eori bambu dan gempa unt uk kemudian diapl ikasikan pada bangunan cot t age. Sel anj ut nya hasul rancangan dianalisa dengan program SAP 2000, unt uk menget ahui ef ek gaya gempa pada bangunan. Hasil anali sis sebagai dasar dal am penyel asai an st rukt ur berikut nya.
E.
Sistematika Perancangan
Tahap I
Pendahul uan yang berisi t ent ang l at ar bel akang, t uj uan, bat asan dan lingkup perancangan, met ode perancangan dan sist emat ika perancangan.
Tahap II
Ti nj auan t eori gempa yang bert uj uan unt uk mendapat kan f akt or-f akt or penent u beban rencana gempa.
Tahap III
Ti nj auan t eori bambu yang menyangkut sif at f isik dan mekanik yang berpengaruh t er hadap kekuat an mekani k bambu. Sehingga dapat di ket ahui keunggul an dan kekurangan bambu sebagai st r ukt ur.
Apli kasi bambu sebagai st rukt ur t ahan gempa pada bangunan cot t age dengan penerapan sif at -sif at bambu dan pri nsi p desain bangunan gempa. Sel anj ut nya hasi l rancangan dianali sis dengan program SAP yang ber guna sebagai dasar penyel esai an st rukt ur.
BAB II
GEMPA BUMI
A. Prinsip Dasar
it u sendiri yang bersi f at random (acak). Fakt or-f akt or di at as mempengaruhi respon
Gaya gempa horisont al menyerang t it ik-t it ik l emah pada st rukt ur yang kekuat annya t idak memadai dan akan l angsung menyebabkan kerunt uhan/ kegagal an. At as al asan ini, gedung. Gaya gempa it u t imbul karena adanya gerakan massa i t u sendiri.
Massa gedung, ukuran maupun bent uknya, secara sendiri-sendi ri mempengaruhi si f at beban gempa dan sif at ket ahanan st rukt urnya. Gaya inersia merupakan hasil perkal ian ant ara masa dan per cepat annya (hukum Newt on F = m x a). Percepat an adal ah perubahan kecepat an pada suat u wakt u, dan sangat di pengaruhi ol eh gerakan gempa. Besar massa merupakan suat u besaran yang t ergant ung pada massa gedung it u sendiri. Karena it u penambahan besar massa akan mempengaruhi beban gempa.
dengan memencarkan energi gempa dan sekal igus membat asi beban gempa masuk ke dal am st rukt ur.
Dal am perencanaan bangunan t ahan gempa, t erbent uknya sendi-sendi pl ast i s, yang mampu memencarkan energi gempa dan membat asi besarnya beban gempa yang masuk ke dal am st rukt ur, harus dikendal i kan sedemikian rupa agar st rukt ur t idak runt uh saat t ej adi set el ah gempa berakhi r. Tingkat kerusakan yang t imbul sangat ber gant ung pada def ormasi residu (sisa). Pada kasus yang ekst rim, kerunt uhan bisa t erj adi, t et api hal ini harus
Pri nsi p desain yang pal ing ut ama dal am desain gedung yang t ahan gempa adal ah:
1. Masa yang simet ris. Lokasi masa yang t idak simet ris dapat menyebabkan gaya-gaya
4. Def ormasi gedung akibat beban sebaiknya dibat asi.
6. Fakt or Bangunan
Beban yang t erj adi pada suat u bangunan t ergant ung pada kondisi dari bangunan t er sebut , yakni f l eksibil it as, berat , dan konst ruksi nya. Bangunan yang f l eksibel akan menerima beban gempa yang l ebi h kecil dari pada bangunan yang berat.
7. Berat St rukt ur Bangunan
Berat st rukt ur dibuat seringan mungki n, karena besar beban gempa berbandi ng l urus dengan berat bangunan (F=mxa).
8. Sist em Konst ruksi Penahan
Supaya bangunan dapat menahan beban gempa, gaya gempa harus dapat disal urkan dari t iap el emen st rukt ur kepada st rukt ur el emen ut ama penahan gaya l at eral . Pondasi sebagai st rukt ur yang berada di t anah memegang peranan pent ing, karena pondasi adal ah st rukt ur yang menerima gaya gempa secara l angsung. Sehingga perencanaan st rukt ur di bawah t anah harus mat ang.
Fakt or K sangat bergant ung pada j enis st rukt ur yang di pakai . Sebagaimana pada (misal nya memanj ang) secara pl ast is sampai bat as t ert ent u dan akan pecah at au rusak bil a bat as kemampuan pl ast isnya t ercapai . mencapai maksimum maka st rukt ur akan runt uh.
St rukt ur t ahan gempa pada umumnya memiliki bi dang- bi dang l ant ai dan at ap yang di desain sebagai di af rgma kaku yang dapat menyal urkan gaya ke el emen-el emen penahan beban l at eral dengan aksi sepert i bal ok.
Aspek l ain pada st rukt ur t ahan gempa adal ah st rukt ur didesai n agar el emen horisont al rusak l ebih dul u sebel um el emen vert ikal . Karena apabil a elemen vert ikal yang rusak dul u maka akan t erj adi kerunt uhan t ot al pada bangunan yang t ent unya sangat berbahaya.
Pengal aman t ent ang desain yang t ahan gempa sebenarnya t el ah dicipt akan ol eh nenek moyang kit a yang menggunakan susunan konst ruksi t radisi oanal yait u dengan menggunakan:
1. Bahan mempunyai kekuat an el ast is/ f l eksibilit as t unggi. 2. Pondasi t it ik dari t i ang pendukung t anpa beban pada dindi ng.
Dengan konst ruksi sepert i diat as maka memungki nkan bangunan hanya mel enggang/ l ewat menyesuaikan di ri secara el ast is dengan get aran saat t erj adi gempa bumi.
D. Masalah kestabilan.
Kest abil an st rukt ur dapat dicapai dengan berbagai macam cara. Pada bagian ini dij el askan st abil it as st rukt ur dal am arah l at eral . Kest abil an l at eral st rukt ur yang mengal ami pembebanan harus dicapai dengan menggunakan mekanisme pemi kul beban l at eral . Fenomena t ekuk l at er al pada bal ok sama dengan yang t erj adi pada rangka bat ang. Ket idak st abil an dal am arah l at eral t erj adi karena gaya t ekan yang t imbul diat as bal ok t idak di dukung ol eh kekakuan bal ok dal am arah lat eral . Pencegahan t ekuk l at eral dapat dil akukan dengan berbagai cara :
1. Penggunaan pengaku/ br acing l at eral 2. Membuat bal ok kaku dalam arah l at eral
BAB III
TINJAUaN BAMBU
A.
Pengertian Bambu
mencapai 40 m. Silinder bat ang bambu t ersebut di pi sahkan ol eh nodia/ ruas, yait u di af ragma-diaf ragma yang arahnya t ransversal (Ghavanni dan Mar t i nesi , 1987).
Bambu banyak hidup di daerah t ropis dan sub t ropis di Asia. Tanaman ini memerl ukan wakt u beberapa t ahun agar t ongkat akarnya menj adi kokoh, sehingga dapat membent uk bat ang berikut rumpunnya. Pada masa pert umbuhan bambu t ert ent u dapat t umbuh vert ikal 5 cm per j am at au 120 cm per hari. Pert umbuhan yang amat cepat ini dikarenakan banyaknya zat makanan cadangan yang t ersimpan dal am t ongkat
Menurut Sharma (1987) di dunia t ercat at l ebih dari 75 genera dari 1250 spesies baru. Genus Bambusa mempunyai spesi es paling banyak, genus ini banyak t ersebar di daerah t ropis, t emasuk Indonesia. Dari sekian banyak spesies bambu, pada umumnya yang sering di pakai ol eh masyarakat Indonesia adal ah:
1. Bambu t ali / apus, amat li at , ruasnya panj ang dan mempunyai di amet er 4-8 cm dengan panj ang bat ang 7-15 m. Bambu ini bi asa dipakai sebagai bahan keraj inan dan bahan bangunan (gedhek). menghasil kan sambungan dengan kekuat an yang memadai.
Tabel 1 : Kuat tarik bambu tanpa buku kering oven
Jenis bambu Kuat tarik bagian dalam (kg/cm²)
Tabel 2 : Kuat tarik rata-rata bambu kering oven
Penguj ian si f at mekanik yang dit uj ukan unt uk membedakan kekuat an t ari k sej aj ar sumbu bat ang dil akukan pada bambu t anpa maupun dengan buku menunj ukkan bahwa bambu t anpa buku l ebih kuat daripada bambu dengan buku. Hal ini disebakan karena pada buku ada sebagian serat bambu yang berbel ok, dan sebagian l agi t et ap l urus. Dari ser at yang berbel ok i ni , sebagian menuj u sumbu bat ang, sedang sebagian l ain menj auhi
Tabel 3 : Kuat tarik dan kuat tekan rata-rata bambu pada berbagai posisi
kekuat an bambu j uga dipengaruhi ol eh li ngkungan t empat t umbuh, t erut ama keadaan t anah. Menurut Suprayit no dkk (1990), bambu yang dit anam dil ereng gunung mempunyai kekuat an yang l ebih t inggi j ika di bandingkan dengan bambu yang dit anam di daerah l ain.
Dal am prakt ek, bambu sering di pasang dal am keadaan masih segar set elah dipot ong dari rumpunnya. Set el ah t erpasang pada bangunan, secara berangsur-angsur air bambu akan menguap. Prawiroat modj o (1990) t el ah membukt i kan bahwa pemakaian bambu
segar t i dak membahayakan, karena set el ah kering kekuat annya akan meningkat . Dari berbagai penguj ian yang t el ah dil akukan di l abor at orium, di ket ahui bahwa sehingga keunggul an ini sulit dimanf aat kan secara opt imum.
E.
Sifat Fisika Bambu
kekuat an suat u bahan menurun dengan nai knya kadar air pada bahan t ersebut .F.
Kendala pemakaian bambu sebagai struktur .
Sebagai bahan ut ama dal am bangunan st rukt ur rangka bambu perl u adanya kekuat an yang memadai dal am kapasit as penahan gaya t arik, t ekan at upun geser. Bambu sebagai bahan yang pot ensial baik secara kual it as maupun kuant it as bel um banyak di manf aat kan karena sat u kel emahan yang dipunyai bambu yai t u kekuat an geser yang rendah. Maka dari it u di perl ukan perbaikan sif at geser bambu yait u dengan cara mengkombinasikan kerj a ant ara bambu dengan mat eri al pengi si bambu sehingga membent uk st rukt ur yang komposit .
Kendal a pemakaian bambu dal am dunia konst ruksi adal ah menyangkut kekuat an sambungan bambu yang umumnya sangat rendah, mengi ngat perangkai an bat ang-dengan baik yang akan menambah kekuat an dan sambungan t et ap kaku.
t erl al u kecil dapat membahayakan pemakainya. Jika sif at mekanik bahan t el ah dimengert i, maka dapat dipikirkan cara mengat asi kel emahannya, sert a memanf aat kan keunggul annya dengan bai k. Sambungan bat ang bambu yang umum t erdapat di masyarakat adal ah:
1. Sambungan dengan ikat an kawat
Pada dua bat ang bambu yang akan disambung masi ng-masing dibuat l ubang, kemudian dengan menggunakan kawat kedua bat ang di ikat , yait u dengan
dibel it -bel it kan mel al ui kawat yang t el ah dibuat . 2. Sambungan dengan pasak dan kawat
Sambungan ini merupakan penyempurnaan dari sambungan pert ama. Pada l ubang-l ubang yang di buat di t empat kan pasak bambu dan i kat an kawat dili bat kan pada pasak t ersebut .
3. Sambungan guset t ed/ pl at f ish
Sambungan ini merupakan sambungan buhul yang dibuat dengan menempat kan dua pl at buhul dari papan kayu/ baj a dengan bent uk yang disesuai kan dengan bent uk sambungan. Dua buah pl at kayu/ baj a dit empat kan di l uar bat ang bambu yang disambung kemudian di baut . Sebel um dibaut dibuat l ubang pada bat ang bambu menggunakan bor. Sambungan ini cukup kaku, namun bel um ada hasi l penelit i an t ent ang seberapa besar kekuat an yang dipikul .
4. Sambungan l aki bini (horned/ t ongued)
Sepert i pada sambungan kayu, sambungan i ni dapat di buat pada bambu. Kedua bat ang diikat dengan menngunakan paku. Kekuat an sambungan i ni sangat rendah dengan resiko pecah bambu yang t inggi .
G.
Pengawetan Bambu
B.
PENGEMBANGAN DESAIN COTTAGE BERDASARKAN GEMPA
1. Konsep Desain
Pada saat t erj adi gempa suat u st rukt ur akan mengal ami gerakan gempa yang mengaki bat kan perpindahan kecepat an dan percepat an t anah kepada st rukt ur. Maka dari it u di but uhkan suat u perencanaan yang dapat mengant i sipasi respon gempa. Sepert i yang sudah diket ahui, bil a suat u benda dengan masa m (kg. dt ² / cm) mengal ami percepat an a (cm/ dt ² ), gaya inersi a at au gaya gempa F dapat di rumuskan:
F = m x a (kg)
Dari persamaaan di at as dapat diket ahui bil a masa suat u st rukt ur (m) dan percepat an (a) besar maka gaya inersia yang dit imbul kan j uga menj adi besar.
Maka cara unt uk memperkecil gaya gempa adal ah dengan memperkecil masa (m) dan memperkecil percepat an (a).
2. Konsep Konfigurasi Bangunan
Unt uk memenuhi t unt ut an f ungsi maka denah cot t age yang dihasil kan
(Gb 1. ef ek gempa pada denah cot t age)
(Gb 2. Cot t age yang t er kena gaya gempa)
Unt uk t et ap mengkondi sikan denah simet ri maka bangunan di desain dengan menggunakan st rukt ur int i rangka kaku dengan kant il ever. St rukt ur i nt i sebagai penahan kant il ever berupa buj ur sangkar.
(Gb 3. anal i si s denah cot t age dengan st r ukt ur int i)
3. Konsep St rukt ur
Sebagai al t ernat i f penyel esai an st rukt ur berdasarakan f akt or gempa maka harus di perhat i kan f akt or-f akt or penent u dal am pemilihan sist em st rukt ur yang di gunakan, yait u:
§ Beban yang dipikul
Beban ut ama yang di pikul dal am desai n ini adal ah beban l at eral berupa beban gempa.
Bahan konst ruksi yang digunakan adal ah bambu yang mempunyai kuat t arik dan l ent ur t i nggi.
§ Aksi st rukt ur yang mengarahkan gaya-gaya beban mel al ui komponen st rukt ur ke t anah.
Dengan pert imbangan ket iga unsur diat as maka dipil ih st rukt ur i nt i rangka kaku. Rangka kaku bereaksi t erhadap beban l at eral , t erut ama mel al ui l ent ur bal ok dan kol om. Peril aku demikian berakibat ayunan/ simpangan l at eral yang besar pada
ket i nggian t ert ent u. Akan t et api bil a dil engkapi dengan st rukt ur i nt i , ket ahanan l at er al bangunan akan sangat meningkat karena adanya int eraksi int i dan rangka.
(Gbr 4. St r ukt ur i nt i r angka kaku)
Met ode yang digunakan unt uk menj amin kest abil an st rukt ur adal ah dengan merubah hubungan ant ar el emen st rukt ur sedemiki an rupa sehingga perubahan sudut yang t er j adi konst an unt uk beberapa kondisi pembebanan. Sehi ngga sel uruh sambungan yang t er j adi adal ah sambungan kaku.
4. Respon Terhadap Perilaku St rukt ur
Sebagai respon t erhadap peri l aku st rukt ur maka st rukt ur didesain:
a. St rukt ur bagi an bawah (pondasi) berpril aku el ast i s.
Pondasi adal ah bagian dari st rukt ur bangunan bert ugas meneruskan beban-beban dari semua unsur bangunan yang dipikul nya ke t anah. Disampi ng it u karena pondasi adal ah t it i k singgung ant ara bangunan dan t anah, maka pondasi
j ugal ah yang menerima gaya gempa secara l angsung. Gaya gempa menyerang bangunan dengan menggoyang pondasi bol ak-balik. Respon get aran ini merupakan upaya st rukt ur unt uk mempert ahankan diri dari get aran dengan cara mengi kut i arah get aran.
beban yang di t erima st rukt ur t i dak dapat didist ri busikan ket anah, sehingga beban-beban t er sebut akan t erdi st ribusi ke st r ukt ur l ain. Apabil a hal ini t erj adi secara t erus- menerus maka el emen st rukt ur l ain akan mengal ami t it ik krit is t ert ent u yang akhirnya akan menyebabkan put us/ rusaknya el emen l ain (kol om dan bal ok).
Pada kasus ini j i ka pondasi t erus-menerus menerima gaya gempa maka sangat l ah mungkin bil a bagian ini akan rusak. Apabi l a pondasi t idak didesain
dengan kuat maka ket ahanannya t erhadap gempa menj adi rendah. Unt uk merespon gaya gempa yang dat ang secara random, maka pondasi harus didesain berpril aku el ast is agar f leksi bel saat menerima gaya gempa.
(Gb 5. Respon pondasi t er hadap gempa )
Pada desai n ant i gempa sebaiknya menghindari j enis pondasi yang besar, l uas, dan panj ang secara kont inu. Lebih baik dipil ih pondasi t it i k/ garis-garis pendek yang l epas sat u dan yang l ain. Karena pondasi t it ik l ebih dapat dikont rol pergeserannya. Jeni s pondasi yang dipiil ih adal ah pondasi t iang pancang.
Pondasi menggunakan 9 t iang dengan di amet er masi ng-masing 10 cm. Luas penanpang yang kecil akan mempersempit l uas permukaan pondasi yang t erkena beban gempa. Unt uk meningkat kan pondasi secara kesel uruhan di gunakan 9 t iang agar penyebaran gaya ke t anah l ebih merat a.
(Gb 6. Pondasi Ti ang Pancang)
Agar st rukt ur bawah berpri l aku el ast is maka dipasang suat u al at sebagai base i sol at i on (isol asi dasar)
Ø BASE ISOLATION SYSTEM
i. Latar belakang
St rukt ur bangunan biasanya di rancang memiliki dakt il it as t ert ent u sehingga st rukt ur akan l el eh secara t erkendal i saat kekuat an el ast isnya t erl ampaui dengan membent uk sendi -sendi pl ast i s di t empat yang t el ah di perkirakan sebel umnya. Teknol ogi base i sol at i on diharapkan bisa
menggant ikan peranan sendi -sendi pl ast is dan mengkonsent rasi kan pada bagian bawah bangunan yai t u pada f i xed base yang merupakan pert emuan ant ara t anah dan st rukt ur bagian at as.
Cara kerj a sist em isol asi dasar ini adal ah sepert i mengangkat bangunan seol ah-ol ah bangunan t erpi sah dari t anah sehi ngga diharapkan kerusakan st rukt ur bangunan dapat diminimal kan. Bisa dipast ikan bahwa isol asi dasar dapat mengurangi simpangan gedung, memper panj ang wakt u get ar al ami gedung, dan j uga dapat meredam at au mengurangi get aran yang masuk ke st rukt ur.
(Gb 7. Si st em Base Isol at i on)
ii. Tinjauan Pustaka (Landasan Teori)
Sist em isol asi dasar (based i sol at i on syst em) adal ah cara mengisol asi bangunan dengan menggunakan mat erial t ert ent u. (BPPP, 1997)
Sist em el ast omer i c bear i ng yang dil et akkan ant ara dasar st r ukt ur dan pondasi ini memiliki kekakuan horisont al yang rendah dan berf ungsi seol ah-ol ah memi sahkan bangunan dari t anah sehingga t erj adi pergerakan t anah aki bat gempa bumi, diharapkan st rukt ur at as t et ap aman. (James M. Kell y, 1997)
Sist em isol asi memperkenal kan l api san-l apisan isol asi yang akan
membuat st rukt ur mempunyai wakt u get ar al ami yang l ebi h panj ang j ika di bandi ngkan dengan wakt u get ar al ami st rukt ur f i xed based. Perpanj angan wakt u get ar al ami i ni akan mengurangi percepat an t anah horisont al aki bat gempa bumi yang menginduksi gaya ke dal am st rukt ur. (Anil K. Chopra, 1995)
Beban akibat goncangan gempa adal ah suat u beban yang uni k. Beban
Manf aat digunakan i sol asi dasar pada bangunan adal ah:
· Memperpanj ang wakt u get ar st rukt ur.
· Memperkecil simpangan ant ar t i ngkat .
· Memperkecil perpindahan horisont al.
· Mereduksi gaya l at eral akibat gempa.
· Memperkecil kerusakan st rukt ur dan non st rukt ur.
· Meni ngkat kan keamanan dan kesel amat an penghuni.
iv. Apilkasi Base Isolation Pada Bangunan unt uk meredam get aran gempa dengan cara menyerap sebagian energi yang
· Bil a hubungan pada pondasi dan kol om dibuat j epit maka akan t erj adi simpangan/ goyangan pada st rukt ur yang berbahaya karena mampu merunt uhkan st rukt ur t ersebut . Hal ini disebabkan karena masing-masing el emen st rukt ur bergoyang sendiri-sendiri dengan percepat an yang t inggi. Pada hubungan j epit si mpangan t ersebut t idak dapat di perkirakan karena arahnya karena get aran bergerak secara random.
· Sedangkan apabi l a hubungan ant ar a pondasi dan kol om diberi isol asi maka ar ah goyangan dapat diat ur karena simpangan t erj adi pada sat u kesat uan bangunan (sel uruh bangunan ikut bergoyang/ bergeser dal am
arah yang sama).
Bangunan t anpa i sol asi Bangunan dengan i sol asi
(Gb. 8 Per bedaan r espon/ per i l aku bangunan)
Dari gambar diat as dapat di ket ahui bagaimana peril aku bangunan dengan isol asi maupun yang t idak. Perbedaan peri l aku bangunan yang menggunakan isol asi adal ah simpangan yang t erj adi saat gempa l ebih pendek dibandingkan bangunan t anpa isol asi. Adanya simpangan yang panj ang pada bangunan t ent unya t idak dikehendaki baik secara st rukt ural maupun secara non st rukt ural . Simpangan yang panj ang pada bangunan dapat menyebabkan kerusakan st rukt ur dan non st rukt ural sert a ket idaknyamanan psil kol ogis bagi penghuninya. Dengan adanya isolat or di harapkan st rukt ur mempunyai kekakuan pada arah vert ikal dan kel ent uran pada arah horisont al. Kekakuan vert ikal digunakan unt uk menopang berat bangunan diat asnya sedangkan kel ent uran horisont al digunakan unt uk mengubah goncangan arah l at eral menj adi gerakan yang t erkendal i sehingga bangunan l ebih aman.
memperpanj ang wakt u get ar al ami st rukt ur, mengurangi percepat an dan gaya gempa.
Persamaan dibawah menunj ukkan perbedaan f rekuensi st rukt ur dengan isol asi dan t idak:
T = 2π , ω = k
ω m
T = 2π , ω = k
ω m + m
Dimana T , m , ω , dan k bert urut -t urut adal ah wakt u get ar al ami isol at or, f rekuensi i sol at or, masa dan kekakuan isol at or dasar. Dari persamaan t ersebut dapat dil ihat bahwa f rekuensi al ami st rukt ur dengan isol asi dasar l ebi h rendah.
Unt uk membukt i kan desai n cot t age ini t ahan gempa at au t i dak, maka perl u analisa mengggunakan program SAP 2000. Sel ain unt uk menget ahui ket ahanan gempanya analisa SAP 2000 ini j uga berguna unt uk membandingkan dat a ant ara st rukt ur yang memakai rubber sebagai base i sol at i on dengan st rukt ur yang t idak menggunakan base i sol at i on. Anal isa t ersebut dil akukan unt uk menget ahui: pol a kerunt uhan, displ acement , periode get ar, dist ri busi momen, dist ribusi gaya l int ang, dan dist ri busi gaya aksi al . Sel anj ut nya dari anal isa t ersebut digunakan unt uk mencari sol usi masal ah st rukt ur yang t erj adi.
Tabel 5 Perbandingan frekuensi dan periode struktur dengan isolasi dasar (rubber)
dan struktur tanpa isolasi
Periode (detik) Frekuensi (siklus/dt) Mode
Fixe base Isolation Fixe
base
Isolation
Gambar di bawah menunj ukkan perbandi ngan momen, gaya l int ang, gaya aksial , ant ara st rukt ur t anpa isol asi dasar dengan st rukt ur berisol asi dasar
bagian bawah st rukt ur. St rukt ur t anpa rubber memil iki perpindahan (di spl acement ) kecil , sehingga gaya gempa merambat naik ke at as (st rukt ur). Sedangkan st rukt ur dengan isol asi t er j adi perpindahan (displ acement ) percepat an
berkurang bahkan bisa 0 sehi ngga sedikit sekali gaya yang merambat ke at as , sehingga momennya pun kecil .
Di samping it u hasil analisa dapat disimpul kan bahwa el emen base isol at ion sangat ef ekt if dal am
meredam energi gempa, momen dan gaya. Meskipun demikian masih t erdapat momen pada bagian bawah st rukt ur (j oint kol om dan rubber) yang rel at i f kecil. Unt uk mengant isipasinya perl u dit ambah st rukt ur pengaku berupa pengikat bet on. Sel ai n it u pengikat bet on j uga berf ungsi sebagai konekt or ant ara kol om bambu dan pl at besi bagian at as rubber sebagai base isol at ion.
(Gb 8. Pengi kat bet on)
(Gb 10. Pol a ker unt uhan st r ukt ur dengan r ubber )
Gambar pol a kerunt uhan st rukt ur dengan rubber, t ernyat a bal ok masih t erdapat l ent uran ke bawah, sehingga perlu st rukt ur kabel unt uk menarik bal ok t er sebut keat as.
(Gb 11. Kabel unt uk menar i k kant i l ever )
b. St rukt ur bagi an at as t anah dirancang kaku
St rukt ur at as dibuat kaku agar t idak t erpengaruh ol eh st rukt ur dibawahnya. St rukt ur rangka kaku t erbuat dari kol om dan bal ok yang di sambung secara kaku sat u sama l ain sehingga mampu mel awan momen. Bal ok disambung j epit dengan kol om yang menerus Kekakuan bangunan ol eh bat ang secara mener us di perl ukan unt uk menahan gaya l at er al . Rangka kaku akan berubah bent uk apabi la di bebani l at eral sepert i pada gambar di bawah.
(Gb 12. Rangka kaku yang t er kena beban l at er al )
§ Pengkakuan vert ikal
Sal ah sat u cara unt uk mengkakukan el emen vert ikal adal ah dengan menambahkan bracing (pengekang). Unt uk mengurangi panj ang kol om dan meningkat kan kapasit as pi kul beban, kol om dikekang pada sat u / l ebih pada panj angnya. Pengekang (braci ng) ini dapat merupakan bagi an dar i rangka st rukt ur at au mempunyai f ungsi l ain. Pada gambar dibawah ef ek pengakuan l at eral t erhadap t ekuk kol om dapat mengubah ragam t ekuk dan panj ang ef ekt i f kol om t ersebut . Bangunan dirancang t i ga l ant ai, sehi ngga memerl ukan kol om yang panj ang. Unt uk mengurangi panj ang kol om dan meningkat kan kapasi t as pikul beban, kol om di kekang pada sat u / l ebih pada panj angnya. Pengekang (bracing) ini dapat merupakan bagian dari rangka st rukt ur at au mempunyai f ungsi l ain. Pada kasus ini bal ok yang j uga berf ungsi sebagai l ant ai digunakan sebagai pengekang. Sel ain it u adanya braci ng ant ar kol om j uga menambah kekakuan st rukt ut vert i kal.
(Gb 13. Pengakuan Ver t ikal )
§ Pengkakuan horisont al
Rangka l ant ai dapat dipandang sebagai bal ok hori sont al yang besar dan kaku yang meneruskan beban ke sist em rangka. Sel anj ut nya bidang ini meneruskan gaya ke pondasi. Bidang i ni memperkokoh st rukt ur vert ikal, karena rangka l ant ai meneruskan gaya gravit asi dan l at eral ke kol om dan di nding. Karena it u kekuat an di af ragma l ant ai harus dit i ngkat kan, pengakuan horisont al harus dit ambahkan dengan menggunakan bat ang-bat ang.
(Gb 14. Rangka l ant ai)
(Gb 15. Rangka bat ang pada bal ok)
Pri nsi p l ai n yang digunakan unt uk membuat susunan bangunan ant i gempa menj adi suat u
st rukt ur yang kaku adal ah dengan:
a. Merangkai kan dinding dal am suat u kerangka t ul ang yang mengi kat unt uk menahan punt ir
b. Membuat susunan dinding yang sesi met ri s mungkin, sehingga pembagian ger ak get aran yang dit erima dari t anah l ebi h t erat ur.
c. Lobang-l obang besar sebaiknya dihindari , at au diberi j arak minimal 50 cm t er ut ama pada di nding bagi an sudut .
d. Det ail -det ail bangunan dibuat sesederhana mungkin dan dii kat sat u dengan l ai n. e. Sambungan dirancang kaku agar saat t erj adi gempa t idak t erj adi suat u
perubahan konst ruksi yang berpengaruh pada kekuat an st rukt u
C.
PENGEMBANGAN DESAIN COTTAGE TAHAN GEMPA DENGAN STRUKTUR BA
yang t erj adi pada suat u bangunan. Bangunan yang ringan akan menerima beban gempa yang l ebih kecil dari pada bangunan yang berat . mencapai maksimum maka st rukt ur akan runt uh.c. Bambu mempunyai nodi a yang mampu menahan gaya t ekuk bahan aki bat t er bebani. Sehingga mempunyai kemampuan unt uk menahan t ekuk.
2. Jenis Bambu Yang Digunakan
Bambu yang digunakan dibedakan menj adi dua : a. Sebagai komponen st rukt ur
Yang t ermasuk komponen st rukt ur adal ah kol om, bal ok. Komponen ini sebagai penent u ut ama dal am keamanan st rukt ur. Bambu yang dipilih harus mempunyai sif at f isi k dan mekani k yang sesuai. Maka dari it u dipilih bambu ori, dan bambu pet ung. Bambu j enis ini mempunyai keul et an dan kekuat an yang dinil ai memenuhi syarat sehi ngga aman t erhadap st rukt ur. b. Sebagai komponen non st rukt ur
· Di nding
Menggunakan bambu bel ah set engah bul at . Bambu dipakukan pada kayu dal am arah ori sont al , vert ikal at au mi ring. Pemasangan dil akukan pada kedua si si dengan arah yang berbeda agar dinding t ampak rapat .
· Lant ai
Lant ai bambu menggunakan prinsip yang sama dengan l ant ai kayu t er dapat bal ok ut ama, bal ok induk, dan bal ok anak. Diamt er bambu
yang digunakan sebagai ker angka l ant ai 10 cm. Sedangkan unt uk bahan penut up digunakan bambu yang berdiamet er l ebih kecil ±5 cm. Bambu ut uh l ebih bai k dan kuat dibanding bambu yang dibel ah
· At ap
Sebagai bahan penut up at ap di gunakan ij uk. Pert i mbangan penggunaan ij uk karena i j uk adal ah bahan yang r ingan. Sedangkan pemasangannya t idak perl u dipakukan t et api hanya diikat saj a per l apis. Pengikat an bert uj uan mengurangi resi ko bambu yang rawan t erhadap pecah.
· Pi nt u dan Jendel a
Pi nt u dan j endel a menggunakan model dorong.
· Tangga
Tangga dirancang dengan st rukt ur raki t . Bambu disusun/ diikat dengan pasak dengan cara memberi l ubang pada masi ng-masing uj ung.
sambungan diisi dengan bahan l ai n yang dapat menj adi sat u kesat uan dengan bambu, sehingga menj adi st r ukt ur yang komposit sekali pun hanya set empat saj a. Dengan demikian gaya yang disal urkan ol eh baut akan di l awan secara komposit dan hanya sebagian kecil gaya yang menimbul kan geser pada bambu. Sebagai st rukt ur komposi t maka di beri pengisi bet on. Maksud dari pengi sian ini agar el emen-el emen sambungan dapat bekerj a bersama unt uk menahan gaya yang t er j adi pada sambungan. Pada sambungan yang menggunakan bet on ket ika pl at
di t arik bet on pengi si menyebarkan secara merat a gaya yang t er j adi sepanj ang baut sehingga t iap bagi an sambungan dapat bekerj a bersama-sama dal am menahan beban. Keadaan ini berl angsung sel ama bet on pengisi mempunyai l ekat an dengan bambu. Lekat an i ni memperbesar gaya gesek yang t erj adi pada pert emuan bambu dan bet on sehingga memperkuat sambungan.
Sambungan yang direncanakan dal am desain i ni disesuaikan dengan sit uasi dan kondi si dari sambungan i t u sendir i sehingga t erj adi berbagai macam variasi sambungan unt uk mendapat kan hasil yang ef ekt if dan ef i sien. Al at sambung harus di rencanakan denga t epat karena berf ungsi membant u meneruskan gaya yang ada di t i t ik hubung dari sat u el emen st rukt ur ke el emen st rukt ur l ainnya. Apabil a
sambungan t idak direncanakan dengan t epat sambungan t ersebut akan memperl emah dari st rukt ur it u sendiri .
