Bangunan Tahan Gempa

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia terletak pada pertemuan lempeng-lempeng geologi, dengan aktivitas kegempaan dan gunung berapi yang tinggi. Sepanjang pulau Jawa terdapat deretan gunung berapi yang masih aktif. Keadaan geografi Indonesia yang rawan gempa, mengharuskan perlakuan khusus untuk bangunan yang akan dibangun. Bangunan harus bisa memberikan respon atas keadaan geografi di Indonesia. Ada ketentuan yang harus diperhatikan untuk faktor keamanan. Stuktur dan Konstruksi yang benar menentukan kekuatan bangunan.

Zaman nenek moyang kita dahulu, sudah memperhatikan keadaan Indonesia yang rawan gempa. Rumah-rumah tradisional dirancang sedemikian rupa agar tetap kokoh walaupun terkena gempa. Bencana gempa yang menyebabkan rusaknya fasilitas umum dan bangunan pribadi, menimbulkan desain-desain bangunan baru yang tahan gempa. Desain-desain ini lahir dari hasil mempelajari kembali rumah tradisional. Bangunan yang dibangun harus bisa melindungi penghuninya.

1.1.1 Pengertian Gempa Bumi

Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Gempa bumi bisa disebabkan karena bergesernya lempengan bumi atau meletusnya gunung berapi. Gempa bumi dibedakan menjadi dua, yaitu gempa tektonik dan gempa vulkanik. Gempa tektonik adalah gempa yang disebabkan karena bergesernya lempengan-lempengan tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan. Lempengan yang bergerak menghasilkan tekanan. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itulah gempa bumi akan terjadi

.

Gempa vulkanik akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi. Gempa bumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut.

1.1.2 Pengertian Bangunan Tahan Gempa

Membangun bangunan yang dapat menahan beban gempa adalah tidak ekonomis. Oleh karena itu prioritas utama dalam membangun bangunan tahan gempa adalah terciptanya suatu bangunan yang dapat mencegah terjadinya korban, serta memperkecil kerugian harta benda.

Dari hal tersebut pengertian bangunan tahan gempa adalah:

 Bila terjadi gempa ringan, bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik pada komponen non-struktural maupun pada komponen strukturalnya.

 Bila terjadi gempa sedang, bangunan boleh mengalami kerusakan pada komponen non-strukturalnya akan tetapi komponen struktural tidak boleh rusak.

 Bila terjadi gempa besar, bangunan boleh mengalami kerusakan baik pada komponen non-struktural maupun komponen strukturalnya, akan tetapi jiwa penghuni bangunan tetap selamat, artinya sebelum bangunan runtuh masih cukup waktu bagi penghuni bangunan untuk keluar.

1.2 Perumusan Masalah

1. Apa prinsip dasar bangunan tahan gempa? 2. Apa persyaratan bangunan tahan gempa?

3. Apa saja struktur dan konstruksi bangunan tahan gempa? 4. Apa saja contoh bangunan tahan gempa?

1.3 Tujuan

1. Mengetahui prinsip dasar bangunan tahan gempa. 2. Mengetahui syarat-syarat bangunan tahan gempa

3. Mengetahui struktur dan konstruksi bangunan tahan gempa 4. Mengetahui contoh-contoh bangunan tahan gempa

Sumber : (In'am, 2011)

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Prinsip Dasar Bangunan Tahan Gempa

Prinsip- prinsip yang dipakai dalam perencanaan bangunan tahan gempa : 1. Pondasi :

Gambar 1. Desain Pondasi yang Digabungkan

Membangun pondasi memang sederhana, tapi pondasi yang kuat memerlukan pengetahuan yang cukup. Sehingga fondasi bangunan yang baik haruslah kokoh dalam menyokong beban dan tahan terhadap perubahan termasuk getaran. Penempatan fondasi juga perlu diperhatikan kondisi batuan dasarnya.Pada dasarnya fondasi yang baik adalah seimbang atau simetris. Dan untuk pondasi yang berdekatan harus dipisah, untuk mencegah terjadinya keruntuhan local (Local Shear).

2. Desain Kolom

Gambar 2. Desain Gedung dengan Kolom Menerus

Kolom harus menggunakan kolom menerus (ukuran yang mengerucut/ semakin mengecil dari lantai ke lantai). Dan untuk meningkatkan kemampuan bangunan terhadap gaya lateral akibat gempa, pada bangunan tinggi (high rise building) acapkali unsur vertikal struktur menggunakan gabungan antara kolom dengan dinding geser (shear wall).

3. Denah Bangunan

Bentuk Denah bangunan sebaiknya sederhana, simetris, dan dipisahkan (pemisahan struktur). Untuk menghindari adanya dilatasi (perputaran atau pergerakan) bangunan saat gempa. Namun dilatasi ini pun menimbulkan masalah pada bangunan yaitu :

 Dua atau beberapa gedung yang dilatasi akan mempunyai waktu getar alami yang berbeda, sehingga akan menyebabkan benturan antar gedung,

 Ketidak efektifan dalam pemasangan interior, seperti : plafond, keramik, dll  Perlunya konstruksi khusus (balok korbel).

Konstruksi Balok Korbel untuk dilatasi struktur adalah sebagai berikut.

Gambar 4. Konstruksi Balok Korbel 4. Bahan bangunan harus seringan mungkin

Berat bahan bangunan adalah sebanding dengan beban inersia gempa. Sebagai contoh penutup atap genteng menghasilkan beban gempa horisontal sebesar tiga kali beban gempa yang dihasilkan oleh penutup atap seng. Sama halnya dengan pasangan dinding bata menghasiIkan beban gempa sebesar 15 kali beban gempa yang dihasilkan oleh dinding kayu.

5. Struktur Atap

Jika tidak terdapat batang pengaku (bracing) pada struktur atap yang menahan beban gempa dalam arah horizontal, maka keruntuhan akan terjadi seperti, diperlihatkan pada gambar berikut:

Gambar 6. Konstruksi Bangunan dengan Pengaku (Bracing) 6. Konsep Desain Kapasitas (Capasity Design)

Konsep Desain Kapasitas adalah dengan meningkatkan daktalitas elemen- elemen struktur dan perlindungan elemen- elemen struktur lain yang diharapkan dapat berperilaku elastik. Salah satunya adalah dengan konsep “strong column weak beam”. Dengan metode ini, bila suatu saat terjadi goncangan yang besar akibat gempa, kolom bangunan di desain akan tetap bertahan, sehingga orang- orang yang berada dalam Gedung masing mempunyai waktu untuk menyelamatka diri sebelum Bangunan roboh seketika. Banyak cara yang bisa dilakukan untuk mendesain kolom yang kuat antara lain :

 Pengaturan jarak antar sengkang,  Peningkatan mutu beton, dan  Perbesaran penampang.

 Serta untuk struktur bangunan dengan baja, bisa dimodifkasi sambungan hubungan antara balok dengan kolom. Berikut ini adalah ilustrasi pembentukan sendi plastis dalam perencanaan bangunan tahan gempa.

Gambar 7. Konstruksi Bangunan dengan Capasity Design

Tiap Negara mempunyai desain sendiri dalam merencanakan tingkat daktilitas untuk keamanan bangunan yang mereka bangun, hal ini tergantung dari letak geologi negara masing- masing. Misalnya Jepang yang menerapkan tingkat daktilitas 1. Dengan desain ini, bangunan di desain benar- benar kaku (full elastic).

Sumber: (Riza, 2011) 2.2 Persyaratan Bangunan Tahan Gempa

Persyaratan agar bangunan termasuk dalam kategori bangunan tahan gempa, menurut Kementrian PU-Badan Penelitian dan Pengembangan Permukiman adalah sebagai berikut:

1. Bangunan harus terletak di atas tanah yang stabil (kering, padat dan merata kekerasannya). Karena getaran akibat yang bersumber dari pusat gempa akan diteruskan ke permukaan tanah oleh partikel-partikel tanah tersebut. Semakin keras dan padat, partikel tanah akan mengalami gerak yang semakin kecil, sehingga getaran pada permukaan tanah juga akan semakin kecil. 2. Denah bangunan sebaiknya sederhana , simetris, atau seragam.

 Apabila terpaksa harus membuat bangunan dengan bentuk denah U, T, L, dll yang tidak simetris, maka bisa dilakukan pemisahan struktur (dilatasi) seperti pada gambar berikut:

 Penempatan dinding-dinding penyekat dan lubang-lubang pintu/jendela diusahakan sedapat mungkin simetris terhadap sumbu-sumbu denah bangunan, seperti contoh:

3. Pondasi:

 Pondasi harus diletakkan di atas tanah keras, bila kondisi tanah kurang baik maka harus dilakukan perbaikan tanah terlebih dahulu. Sebaiknya pondasi terletak lebih dari 45 cm dari tanah asli:

 Pondasi sebaiknya dibuat menerus keliling bangunan tanpa terputus. Pondasi dinding-dinding penyekat juga dibuat menerus. Pondasi-pondasi setempat perlu diikat kuat satu sama lain dengan memakai balok pengikat (sloof) sepanjang pondasi tersebut.

 Sedangkan Pondasi, sloof dan kolom praktis harus saling terikat antar satu dengan yang lainnya.

4. Pada setiap luasan dinding 12 m2 _{, harus dipasang kolom, bisa menggunakan bahan kayu,}

5. Harus dipasang balok keliling yang diikat kaku dengan kolom

6. Keseluruhan kerangka bangunan harus terikat dengan kokoh dan kaku

7. Gunakan kayu kering sebagai konstruksi kuda-kuda, pilih bahan atap yang seringan mungkin, dan ikat kaku dengan konstruksi kuda-kuda.

8. Bahan dinding pilih yang seringan mungkin, papan, papan berserat, papan lapis, bilik, ikat bahan dinding dengan kolom.

9. Bila bahan dinding menggunakan pasangan bata/batako, bahan tidak patah dan berbunyi nyaring jika diadukan. Pada setiap jarak vertikal 30 cm, pasangan diberi angker yang dijangkarkan ke kolom, panjang angker 50 cm, diameter 6mm.

10. Perhatikan bahan spesi/adukan, setiap jenis tras, pasir, atau semen, mempunyai sifat khusus. Sebaiknya perbandingan campuran mengikuti standar yang ada.

11. Bangunan tahan gempa memiliki komponen-komponen yang terikat antara satu dengan yang lainnya, baik antara komponen struktural maupun non struktural.

Sumber: (FAIZAH, 2010)

2.3 Struktur dan Konstruksi Bangunan Tahan Gempa

KSLL atau Konstruksi Sarang Laba-Laba adalah suatu teknologi inovasi pondasi ramah gempa yang bentuknya menyerupai sarang laba-laba dan telah teruji menyelamatkan ratusan bangunan dibeberapa daerah Indonesia. Konstruksi Sarang Laba-Laba sendiri dibuat dengan perhitungan dan ketelitian yang berarti, dimana tentunya selalu ada antisipasi-antisipasi pada saat membangun konstruksi ini. Dan dengan konsep KSLL ini terbukti ampuh menahan beban ketika diterjang gempa bumi yang berskala cukup besar yang seperti terjadi di Aceh beberapa tahun silam.

KSLL merupakan suatu substruktur yang termasuk kedalam jenis pondasi dangkal namun mampu menahan beban vertikal yang cukup besar. Hal ini dikarenakan pondasi KSLL terdiri dari pelat tipis yang diperkaku dengan rib-rib tipis dan tinggi yang saling berhubungan membentuk segitiga-segitiga yang diisi dengan perbaikan tanah sehingga menjadi satu kesatuan komposit konstruksi beton bertulang dan tanah yang kokoh atau kuat, kaku dan mampu menyebarkan semua gaya secara merata ke tanah pemikul sehingga mampu mengantisipasi adanya resiko terjadinya Settlement (penurunan), serta mampu menerima gaya lateral akibat gempa.

Selain itu, KSLL memiliki kekuatan lebih baik dengan penggunaan bahan bangunan yang hemat dibandingkan dengan pondasi rakit, mampu memperkecil penurunan bangunan karena dapat membagi rata kekuatan pada seluruh pondasi dan mampu membuat tanah menjadi bagian dari struktur pondasi. Tanah yang digunakan pada KSLL ini dapat diambil dari berbagai jenis tanah, asalkan tanah tersebut dapat dipadatkan. KSLL terdiri dari 85% tanah dan 15% beton bertulang, sehingga KSLL dikatakan ekonomis dalam pembuatannya.

Pengisian tanah pada ruang-ruang KSLL sendiri terinspirasi oleh kerang yang tetap utuh setelah dilindas oleh ban mobil karena kerang tersebut terisi oleh tanah. Sementara itu, bagian dari KSLL yang menyerupai sarang laba-laba adalah susunan tulang KSLL. Tulangan-tulang

tersebut disusun melingkar dengan kolom sebagai pusatnya sehingga saat dilihat dari atas seperti sebuah sarang laba-laba.

Berikut penerapan struktur dan pondasi sarang laba-laba pada sebuah bangunan gedung:  Tahap Perencanaan : struktur gedung didesain hingga diketahui gaya kolom yang harus

dipikul pondasi. Selanjutnya dilakukan perhitungan settlement sebagai kinerja struktur agar dapat diantisipasi. Dengan gaya yang bekerja, pondasi KSLL didesain supaya didapat dimensi pelat, jarak dan tebal rib, serta detail penulangannya.

 Tahap Pelaksanaan : dilakukan pekerjaan persiapan yang bertujuan menghasilkan permukaan tanah dengan elevasi yang sudah direncanakan. Kemudian dilakukan pembetonan rib yang dapat dilaksanakan dengan metode cor di tempat (in situ) atau pracetak.

 Tahap Finishing : setelah rib terpasang, rongga antara rib diisi dengan tanah timbunan dan pasir, lalu dipadatkan dan pelat beton dicor di atasnya, sehingga dihasilkan pondasi KSLL.

Urutan Pelaksanaan KSLL pondasi ramah gempa.

 Konstruksi pondasi bangunan bertingkat 2-10 lantai

 Konstruksi landasan pesawat udara/runway, apron, taxyway dan Hanggar  Konstruksi pondasi Gudang kelas I

 Konstruksi pondasi Container yard/terminal peti kemas  Konstruksi pondasi menara transmisi tegangan tinggi  Konstruksi pondasi menara/tugu, menara air

 Konstruksi pondasi kolam renang  Konstruksi pondasi tangki-tangki minyak  Konstruksi Jalan Raya Kelas I

 Konstruksi pondasi jembatan

 Konstruksi lantai/pondasi open storage.

Untuk melihat bangunan atau konstruksi mana dan apa saja yang telah dibuat dengan menggunakan KSLL di daerah rawan gempa dan daerah yang memiliki tanah lunak, baik insfrastuktur pemerintah maupun swasta di seluruh wilayah indonesia. anda bisa cek secara lengkap di katama.co.id, Oh iya KSLL sendiri juga telah lolos uji weight deflectometer (HWD) dan falling weight deflectometer (FWD) lokasi di Bandara Juwata Tarakan, oleh Scott Wilson Sdn Bhd, perusahaan publik yang bergerak dibidang teknik dan konstruksi asal Malaysia. dan mereka sangat kagum dengan inovasi KSLL.

Sumber: (In'am, 2011) 2.4 Contoh Bangunan Tahan Gempa

Tahun 2006 terjadi gempa di Yogyakarta yang menghancurkan kota dan daerah sekitarnya. Salah satu daerah di Kabupaten Sleman terdapat semua pemukiman dengan rumah anti gempa. Rumah ini berbentuk seperti Iglo, rumah khas suku Eskimo. Pembangunan permukiman ini dibantu oleh LSM WANGO (World Association of Non-Governmental Organization) dan DFTW (Domes for the World Foundation).

Sistem Steel Braced-Frame mampu mendisipasi atau menyalurkan energi melalui jalur-jalur bingkai baja yang menempel pada kerangka atau dinding eksterior bangunan. Rengka baja ini dirancang untuk bisa bergoyang ke atas dan ke bawah saat serangan gempa terjadi. Sistem struktur tahan gempa Steel Braced-Frame ini, terdiri dari beberapa bagian dan komponen: pondasi baja pada bagian bawah struktur, ‘sekering’ baja, dan tendon (urat baja) yang terdiri dari kawat-kawat baja pilihan. Urat baja ini, terletak di bagian tengah bingkai baja, dan didesain untuk bisa berlaku elastic ketika gedung sedang bergyang akibat gempa. Namun, ketika guncangan gempa berakhir, urat baja yang terbuat dari material baja berkekuatan tinggi ini akan menyesuaikan kepada panjangnya semula, dan menarik gedung untuk kembali pada posisi

Sumber Gambar : (Anonim, konsep rumah tahan gempa, 2011)

Sumber Gambar : (Rurin, 2014)

Di bagian bawah struktur Steel Braced-Frame, terdapat sekering (fuses) baja yang akan menjaga gedung dari kerusakan akibat guncangan gempa. Sekering ini berfungsi untuk melenturkan, membuang induksi energy sari gempa, dan memperkecil kerusakan, serta membatasi kerusakan bangunan hanya pada area tertentu. Sekring ini, dari segi fungsi seperti sekering listrik dan bisa diganti dnegan mudah jika terjadi kerusakan. Ide dari struktur

ini adalah untuk mengkonsentrasikan kerusakan pada sekering yang dapat diganti.

Bangunan Apple Towers di Sendai, Jepang juga salah satu bangunan tahan gempa. Struktur bangunannya menggunakan Seismic Bearing (bantalan karet). Bantalan karet digunakan untuk menopang struktur. Jika terjadi gempa, bantalan karet akan bergerak ke kiri dan ke kanan. Aplikasi bantalan ini digunakan untuk melindungi gempa bumi dibuat dari kombinasi lempengan karet alam dan lempeng baja yang dapat mengurangi daya reaksi hingga 70%, karena secara alami karet alam memiliki sifat fleksibilitas dan menyerap energi. Bantalan tersebut dipasang disetiap kolom yaitu diantara pondasi dan bangunan. Karet alam berfungsi untuk mengurangi getaran akibat gempa bumi sedangkan lempeng baja digunakan untuk menambah kekakuan bantalan karet sehingga penurunan bangunan saat bertumpu diatas bantalan karet tidak besar. Pada dasarnya cara perlindungan bangunan oleh bantalan karet tahan gempa dicapai melalui pengurangan getaran gempa bumi kearah horizontal dan memungkinkan bangunan untuk begerak bebas saat berlangusung gempa bumi tanpa tertahan oleh pondasi.

Sumber : (Anonim, Japanese Earthquake Resistance and Seismic Isolation Technologies, Save Structures from Damage, 2011)

Sumber Gambar : (Anonim, konsep rumah tahan gempa, 2011)

Sumber Gambar : (Anonim, struktur tahan gempa steel braced-frame, 2011)

Tidak hanya bangunan modern atau bangunan denga sistem struktur modern yang bisa bertahan saat gempa. Bangunan tradisional yang ada di Indonesia juga banyak yang bisa bertahan dari gempa. Rumah tradisional suku Nias, Sumatera Utara yaitu Omo Hada bisa bertahan dari gempa tahun 2010 di Nias. Konstruksi rumah ini didominasi kayu. Untuk menyatukan antarbagian, dipakailah pasak dan bukan paku. Rumah Omo Hada tidak ada jendelanya. Atapnya oval dan pengganti jendela hanya dibuat model teralis.

Gambar : Struktur Apple Gambar : Apple Towers Sendai

Gambar : Seismic Bearing

Sumber Gambar : (choirul, 2012)

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Indonesia yang terletak pada pertemuan lempeng-lempeng geologi, dengan aktivitas kegempaan dan gunung berapi yang tinggi memerlukan desain bangunan yang berbeda dengan negara lain. Bangunan di Indonesia didesain dengan mempertimbangkan keadaan tersebut. Nenek moyang kita dahulu sudah mengantisipasi keadaan Indonesia ini. Rumah tradisional yang dibuat dari kayu dan bambu. Bahan ini dipilih karena ringan. Sesuai dengan prinsip dasar bangunan tahan gempa. Struktur kayu atau bambu dibuat rigid. Saat ini, dimana teknologi sudah canggih, bangunan tidak lagi memakai kayu dan bambu sebagai bahan bangunan. Beton menjadi pilihan utama untuk pembangunan. Struktur dan konstruksi yang digunakan tentu saja berbeda dengan memperhatikan prinsip-prinsip dasar bahan bangunan tahan gempa. Bangunan dengan struktur dan pengerjaan konstruksi yang benar akan menjadi tempat berlindung yang baik.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (2011, 7 31). Japanese Earthquake Resistance and Seismic Isolation Technologies, Save Structures from Damage. Retrieved 4 13, 2015, from

Kahimyang: http://kahimyang.info/kauswagan/sci-tech/415/japanese-earthquake-resistance-and-seismic-isolation-technologies-save-structures-from-damage Anonim. (2011, 3 17). konsep rumah tahan gempa. Retrieved 4 12, 2015, from carirumah: http://carirumah.net/artikel/detil/24/konsep-rumah-tahan-gempa Anonim. (2011, 3 6). struktur tahan gempa steel braced-frame. Retrieved 4 12, 2015, from blogspot: http://iptekims.blogspot.com/2011/03/struktur-tahan-gempa-steel-braced-frame.html

Anonim. (2011, 5 27). TEKNOLOGI RUMAH ANTI GEMPA. Retrieved 4 13, 2015, from wordpress: https://hiasanrumah.wordpress.com/tag/rumah-tahan-gempa/

choirul, i. (2012, 11 1). Empat Rumah Adat Indonesia yang Tahan Gempa. Retrieved 4 12, 2015, from sidomi:

http://sidomi.com/139686/inilah-empat-rumah-adat-indonesia-yang-tahan-gempa/

FAIZAH, R. (2010). Persyaratan Bangunan Tahan Gempa. Retrieved April 12, 2015, from Natural Disaster and Earthquake Engineering:

http://blog.umy.ac.id/restufaizah/persyaratan-bangunan-tahan-gempa

In'am, M. A. (2011). Konstruksi "Ramah Gempa" Sarang Laba-laba (KSLL). Retrieved April 12, 2015, from KONSTRUKSI RAMAH GEMPA, INOVASI PENYELAMAT JIWA:

http://achsanbjn.blogspot.com/2014/12/konstruksi-ramah-gempa-inovasi.html

Riza, M. M. (2011). Perencanaan Bangunan Tahan Gempa. Retrieved April 12, 2015, from Jasa Perencanaan Struktur:

http://www.perencanaanstruktur.com/2010/07/perencanaan-bangunan-tahan-gempa.html

Rurin. (2014, 8 11). urbanindo. Retrieved 4 12, 2015, from blog: http://blog.urbanindo.com/2014/08/konstruksi-rumah-tahan-gempa/ zeniad. (2009, 2 2). Retrieved 4 12, 2015, from wordpress: