KATA PENGANTAR
Gempa bumi yang sering terjadi di Indonesia hampir selalu menelan korban jiwa. Namun dapat dipastikan bahwa korban jiwa tersebut bukan diakibatkan secara langsung oleh gempa, tetapi diakibatkan oleh keruntuhan bangunan pada saat terjadi gempa. Runtuhnya bangunan saat terjadi gempa akan menimpa orang yang berada didalamnya sehingga dapat menimbulkan luka-luka bahkan kematian.
Korban jiwa tersebut dapat diminimalkan dengan membuat suatu bangunan yang tahan gempa. Yang dimaksud dengan bangunan tahan gempa disini adalah bangunan yang tidak mengalami kerusakan pada saat terjadi gempa ringan, mengalami kerusakan non struktural yang dapat diperbaiki pada saat terjadi gempa sedang, dan tidak runtuh tetapi hanya mengalami kerusakan struktural dan non struktural pada saat terjadi gempa kuat. Dengan tidak adanya keruntuhan ini maka diharapkan korban dapat lebih diminimalkan akibat gempa yang terjadi. Berangkat dari tujuan diatas maka disusunlah Modul Konstruksi Bangunan Sederhana Tahan Gempa. Modul ini diharapkan akan bermanfaat bagi masyarakat masyarakat. Buku ini memuat petunjuk dasar perencanaan dan konstruksi bangunan tahan gempa yang diharapkan bermanfaat bagi semua kalangan.
Bandung, November 2007
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR DAFTAR ISI
Konsep Dasar Bangunan Tahan Gempa Pemilihan Lokasi Bangunan Yang Baik Denah Bangunan Tahan Gempa
Bahan Bangunan Yang Berkualitas Elemen Bangunan Tahan Gempa Konstruksi Bangunan Tahan Gempa Konstruksi Bangunan Beton
• Pemasangan Bowplank
• Pemasangan Pondasi Batu Kali • Pembuatan Kolom
• Pembuatan Balok
• Sambungan Balok Kolom • Pembengkokan Tulangan • Membuat Campuran beton • Pasangan Bata (Dinding) • Pemasangan dinding ampig • Rangka Atap
• Penutup Atap
Konstruksi Bangunan Kayu • Bangunan Rangka Kayu • Jenis Sambungan Kayu
• Konstruksi Ring Balok dari Bahan Kayu • Konstruksi Kuda- Kuda Atap
PERENCANAAN DAN KONSTRUKSI BANGUNAN SEDERHANA TAHAN GEMPA
KONSEP DASAR BANGUNAN TAHAN GEMPA
Bangunan yang didesain tahan gempa pada prinsipnya harus menjamin keamanan dan kenyamanan pengguna bangunan. Untuk menghasilkan bangunan yang berkualitas harus didukung oleh penggunaan material yang bermutu dan tenaga kerja yang terampil. Hasil akhir yang diharapkan dari bangunan tahan gempa ini adalah tercapainya kinerja bangunan, yaitu:
• Bangunan tidak mengalami kerusakan pada elemen struktural maupun non-struktural saat terjadi gempa ringan.
• Pada saat terjadi gempa sedang, bangunan boleh mengalami kerusakan yang dapat diperbaiki pada elemen non-struktural, sedangkan elemen struktural tidak boleh mengalami kerusakan. • Pada saat terjadi gempa kuat, bangunan boleh mengalami kerusakan
pada elemen struktural dan non-struktural, tetapi bangunan tidak boleh runtuh.
Adapun elemen struktural tersebut berupa : kolom, balok, kuda- kuda, sambungan, dan elemen non struktural berupa: dinding bata biasa, atap, jendela, pintu, ventilasi, dll.
Untuk memenuhi kinerja bangunan yang diharapkan, maka harus dipenuhi persyaratan bangunan tahan gempa sebagai berikut:
• Bangunan harus terletak di atas tanah yang stabil.
• Denah bangunan rumah sebaiknya sederhana dan simetris.
• Kualitas material dan campuran beton serta spesi/mortar harus memadai.
• Sloof diangkur ke pondasi.
• Adanya balok ring yang diikat kaku dengan kolom.
• Setiap luasan dinding 10 m2 harus dipasang kolom praktis.
• Dinding pasangan bata/batako dipasang angkur setiap jarak vertikal 30 cm yang dijangkarkan ke kolom.
• Seluruh kerangka bangunan harus terikat secara kokoh dan kaku. • Rangka kuda-kuda, pada titik sambungan kayu diberi baut dan plat
pengikat.
• Usahakan atap terbuat dari material yang ringan • Pelaksanaan konstruksi harus baik.
PEMILIHAN LOKASI BANGUNAN YANG BAIK
Dalam mendirikan bangunan tahan gempa harus diperhatikan lokasi tempat berdirinya bangunan. Hindari lokasi pembangunan di tanah lereng dan pinggir pantai dan juga hindari tanah berpasir lebih dari 1 meter untuk menghindari bangunan terangkat ke atas.
Gambar 2. Pemilihan Lokasi Mendirikan Bangunan
Dalam kasus, bangunan harus didirikan dilahan yang miring, beberapa kriteria dibawah ini harus dipenuhi:
1. Jangan mendirikan rumah memotong tanah yang miring
Gambar 3 Kriteria Bangunan di Lahan Miring (1) 2. Jangan mendirikan rumah diatas tanah yang miring
Gambar 4 Kriteria Bangunan di Lahan Miring (2)
3. Jangan mendirikan tanah diujung lereng yang curam
Gambar 5 Kriteria Bangunan di Lahan Miring (3) 4. Jangan mendirikan rumah dibawah lereng yang curam
Gambar 6 Kriteria Bangunan di Lahan Miring (4)
5. Sebuah platform harus disediakan untuk menahan longsoran tanah , dan rumah tersebut harus terletak di jarak yang cukup aman jika mendirikan didekat lereng.
DENAH BANGUNAN TAHAN GEMPA
Bangunan tahan gempa harus memiliki bentuk denah yang sederhana agar memiliki respon yang baik terhadap gaya gempa. Secara umum persyaratan geometri bangunan tahan gempa adalah sebagai berikut: • Denah bangunan sederhana dan simetris
• Tidak memiliki terlalu banyak bukaan
• Denah ruangan yang simetri meliputi penempatan dinding dan kolom, serta bukaan vertikal seperti pintu dan jendela
• Bidang-bidang dinding sebaiknya membentuk kotak-kotak tertutup • Gunakanlah atap yang ringan
Gambar 9. Contoh Denah Bangunan
Untuk mengkonstruksi dinding yang tahan terhadap gempa, beberapa penelitian empiris merekomendasikan:
1. Tinggi dinding tidak boleh melebihi 8 kali tebal dinding didasar bangunan atau melebihi 3.5 meter (pilih terkecil)
2. Setiap luasan dinding 10 m2 harus dipasang kolom praktis. 3. Lebar bukaan pada dinding tidak boleh melebihi 1/3 lebar
dinding atau 1.2 meter (pilih terkecil)
4. sediakan dinding bata minimum lebar 1.2 m diantara bukaan pada dinding
Gambar 10 Kriteria Bukaan pada dinding
BAHAN BANGUNAN YANG BERKUALITAS
Secara umum material yang digunakan dalam mendirikan suatu bangunan adalah:
1. Semen
2. Pasir (agregat halus) 3. Kerikil (agregat kasar) 4. Air dan admixture 5. Kapur
6. Batu kali/belah
7. Batu bata, batako, conblock 8. Baja tulangan
9. Kayu
Syarat material yang digunakan adalah sebagai berikut: • Pasir
• Berasal dari sungai/darat • Bebas dari tanah/lumpur • Bebas dari bahan organik • Kerikil
• Berasal dari sungai/darat • Bebas dari tanah/lumpur
• Bebas dari bahan organik seperti daun,kayu,dan lain-lain • Diameter 1-2 cm • Semen • Portland semen • Tidak mengeras • Kering
• Biasanya dengan kemasan 40/50 kg • Tidak tercampur bahan material lain • Warna seragam
• Air
• Bersih
• Tidak berwarna dan tidak berbau
• Tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali atau bahan lain yang dapat merusak beton
• Dapat diminum • Batu Bata
• Dibakar sempurna • Rata/tidak melengkung • Tidak mudah pecah atau retak • Ukuran seragam
• Sudut-sudutnya tidak gompal/rusak • Ukuran minimum 20x10x5 cm • Batako,Conblock
• Sebaiknya terbuat dari adukan beton • Sudut-sudutnya tidak gompal/rusak • Tidak retak-retak
• Kayu • Kering • Lurus
• Tidak banyak mata kayu • Dianti rayap
• Batu Belah
• ukuran seseragam mungkin • Permukaan kasar/tidak halus • Besi Tulangan
• Ukuran seragam
• Memenuhi syarat-syarat yang berlaku • Tidak karatan
• Lurus
• Diameter sesuai gambar
ELEMEN BANGUNAN TAHAN GEMPA
Pada dasarnya bangunan tahan gempa terdiri atas beberapa elemen penting yang membentuk suatu kesatuan. Elemen-elemen penting yang bekerja sama membentuk suatu kesatuan untuk memikul beban gempa tersebut adalah:
• Elemen tegak (vertikal), berfungsi menyalurkan berat bangunan ke pondasi dan menahan beban luar. Contoh: kolom, dinding, dan pengaku/ bresing.
• Elemen datar (horisontal), berfungsi mengikat elemen tegak dan menyalurkan beban ke elemen tegak. Contoh: balok dan diafragma (lantai dan atap).
• Sistem pondasi, berfungsi mengikat dinding dan menyalurkan berat bangunan ke tanah dasar.
• Sambungan, berfungsi mengikat elemen bangunan menjadi satu kesatuan. Contoh: sambungan balok kolom, angkur, sambungan paku, dll.
Gambar 11. Elemen Bangunan Tahan Gempa
KONSTRUKSI BANGUNAN TAHAN GEMPA
Desain yang baik harus disertai proses konstruksi yang sesuai dengan standar/peraturan yang ada. Proses konstruksi menentukan kualitas dan kinerja bangunan, oleh karena itu sedapat mungkin menggunakan teknologi lokal, menggunakan tenaga pelaksana yang terlatih dan memerlukan pengawasan intensif selama proses konstruksi untuk menjamin kualitas bangunan. Berikut adalah beberapa tahapan konstruksi yang umum dilaksanakan:
KONSTRUKSI BANGUNAN BETON
Pemasangan Bowplank/Panduan Panel Bangunan
Pemasangan bowplank harus memenuhi persayaratan berikut: • Permukaan bowplank harus rata
• Pertemuan bowplank harus tegak lurus
• Bowplank dipasang dengan rapi agar pertemuan panel bangunan juga rapi.
Gambar 12. Pemasangan Bowplank
Pemasangan Fondasi Batu Kali
Pemasangan pondasi batu kali harus memenuhi persayaratan agar dapat bekerja secara maksimal dan sesuai dengan persayaratan bangunan sederhana tahan gempa. Persyaratan pemasangan pondasi batu kali adalah sebagai berikut:
• Dimensi galian tanah untuk pondasi minimal adalah 80 cm x 80 cm. • Diperlukan lantai kerja jika tanah dasar pondasi becek atau lunak. • Untuk meningkatkan ikatan pasangan batu, maka susunan batu kali
diusahakan tidak segaris.
• Digunakan mortar sebagai pengikat pasangan batu agar ikatan pasangan batu benar-benar baik.
• Pasang angkur dari pondasi ke balok dan dari pondasi ke kolom untuk menciptakan kesatuan antar elemen.
• Jika beban yang bekerja cukup besar dan daya dukung tanah kurang maka bisa ditambahkan pondasi telapak atau pondasi setempat. • Fondasi sebaiknya dibuat menerus, apabila digunakan fondasi
setempat, harus ada balok fondasi yang menghubungkan antar fondasi
Gambar 13. Pasangan Batu Kali
Gambar 14 Terdapat Pengangkuran pada Sistem Fondasi yang Baik Sebelum Pengecoran dilakukan, siapkan tulangan dan cetakan (bekisting) sesuai gambar di bawah ini.
Gambar 15 Pengecoran Fondasi
Setelah balok Fondasi selesai dicor, harus dilakukan curing berupa penyiraman air (bisa juga dengan mentupi dengan karung goni basah) pada saat beton sudah mengeras. Curing ini berlaku tidak hanya untuk balok Fondasi, tetapi untuk setiap pengerjaan yang melibatkan beton, misalnya kolom, balok, lantai, dan sebagainya.
Gambar 16 Curing Beton
Balok
pondasi
Pembuatan Kolom
Kolom berfungsi sebagai pemikul beban dan menyalurkan beban ke pondasi. Kolom bangunan sederhana tahan gempa minmal harus memenuhi persyaratan berikut:
• Ukuran kolom minimal 12 x 12 cm. • Tebal selimut beton 2.5 cm.
• Diamater minimum tulangan utama yang digunakan adalah 12 mm. • Jarak sengkang pada daerah tumpuan lebih rapat dari pada sengkang
pada daerah tengah bentang (jarak < 15 cm).
• Tulangan Utama pada kolom harus dibengkokkan ke arah pondasi dan balok sepanjang 40D guna memenuhi panjang penyaluran untuk bangunan tahan gempa.
• Untuk meningkatkan kesatuan elemen dan mencegah agar dinding tidak lepas saat terjadi gempa maka angkur harus dipasang dari kolom ke dinding.
• Kolom harus diangkurkan pada pondasi.
• Sengkang harus memiliki seismic hook (bengkokan) sepanjang 6D (baca pembengkokan tulangan) dan diameter tulangan sengkang minimal yang digunakan adalah 8 mm.
• Kolom harus dilot dengan bantuan benang dan besi pemberat
Gambar 18 Detail Penulangan Kolom ke Balok
Pengecoran kolom dapat dilakukan dengan 2 cara:
1. Pengecoran kolom bersamaan dengan pemasangan dinding bata
2. Pengecoran kolom bertahap sebelum dinding bata terpasang
Pembuatan Balok (panjang penyaluran dari momen + dan negatif) Balok adalah salah satu elemen struktural yang berfungsi memikul beban horizontal yang salah satunya diakibatkan oleh gaya gempa. Balok terdiri atas dua jenis yaitu balok sloof yang terdapat dibagian atas pondasi dan ring balok yang terdapat di bagian atas kolom. Konstruksi balok harus memenuhi persayaratan berikut:
• Ukuran minimal balok 15 x 20 cm.
• Tulangan utama balok minimal adalah 4D10. • Sengkang minimal adalah diameter 8 mm. • Sengkang harus memiliki seismic hook (kait)
• Panjang penyambungan tulangan atau panjang kait tulangan balok ke kolom adalah 40D.
Gambar 22. Posisi Sambungan Tulangan Balok
Gambar 24 Detail Pengecoran Balok
Sambungan Balok Kolom
Sambungan adalah elemen yang sangat penting dalam desain dan konstruksi bangunan tahan gempa. Kegagalan atau keutuhan bangunan pasca gempa ditentukan oleh kualitas sambungan. Agar bangunan memiliki performa yang baik saat menerima beban gempa, maka harus dipenuhi beberapa syarat sambungan balok dengan kolom berikut:
• Kolom dicor sebagai satu kesatuan dengan balok sloof dan balok beton.
• Sambungan balok kolom harus menerus (tidak boleh putus tepat di daerah yang disambung) dan memperhatikan panjang penyaluran yang cukup.
• Panjang penyaluran dan panjang penyambungan tulangan yang cukup adalah 40D.
• Sengkang yang dilengkapi dengan seismic hook dipasang lebih rapat di daerah sambungan.
• Tulangan utama balok sebaiknya lurus, tidak dibengkokkan ke dalam kolom.
• Tulangan utama kolom sebaiknya lurus, tidak dibengkokkan untuk jalur pipa
Gambar 26. Detail Sambungan Bolok Pondasi dan Kolom
Pembengkokan Tulangan
Syarat pembengkokan tulangan adalah sebagai berikut:
• Hitung panjang besi sengkang yang dibutuhkan beserta seismic hook (bengkokan).
• Bengkokkan tulangan dengan alat yang memadai sebelum dirakit jadi kolom, balok, dan sengkang.
• Celah pembengkok ukurannya sesuai dengan besi yang akan dibengkokkan.
• Besi pembengkok panjangnya minimum 60 cm.
• Jangan melakukan pembengkokan setelah tulangan dirakit. • Tekukan besi sengkang haruslah 90 derajat untuk kolom persegi. • Panjang tekukan seismic hook (bengkokan) adalah sebesar 6D.
Gambar 27. Cara Pembengkokan Tulangan
Gambar 28 Pemasangan Besi Sengkang
Gambar 29. Panjang Pembengkokan Besi Tulangan
Membuat Campuran beton
Cara pembuatan campuran beton yang baik adalah sebagai berikut: • Tuangkan kerikil di area yang bersih serta bebas bahan kimia dan
organik kemudian diratakan.
• Tuangkan pasir dan aduk sampai merata.
• Tuangkan semen kemudian aduk hingga tercampur rata.
• Setelah ketiga campuran diaduk merata kemudian dibuat cekungan dibagian tengah untuk dicampur dengan air.
• Tambahkan air dan diaduk sampai rata.
• Tes kekentalan dengan menaruh adonan beton ditangan.
Seismic hook
Gambar 30. Membuat Campuran Beton
Pasangan Bata (Dinding)
Fungsi pasangan bata/dinding adalah:
• Memberikan tahanan terhadap gaya gempa.
• Membatasi deformasi bangunan sehingga struktur tidak runtuh. • Mentransfer gaya gempa ke pondasi.
Syarat pemasangan dinding:
• Dinding harus dilot dengan benang dan besi pemberat agar dinding dan kolom benar-benar tegak lurus
• Pertemuan dinding harus siku.
• Dinding bata diangkurkan ke kolom setiap jarak 30 cm • Bata/batako dipasang selang-seling.
• Spasi bata 8-15 mm.
• Kualitas bata yang digunakan sama. • Bata harus dibasahi.
• Pasang angkur/penjangkaran antara kusen pintu dan jendela dengan dinding.
Gambar 31. Detail Pasangan Dinding
Gambar 32. Pengangkuran Pasangan Bata Ke Kolom
Pemasangan dinding ampig
Syarat pemasangan dinding ampig adalah sebagi berikut:
• Tulangan utama yang digunakan memiliki diameter minimal 12 mm.
• Diameter sengkang minimal adalah 8 mm. • Jarak sengkang < 15 cm.
Gambar 33. Detail Dinding Ampig
Rangka Atap
• Rangka atap atau kuda-kuda atap harus diikat pada rangka struktur yaitu balok dan kolom.
• Sambungan harus kuat dengan cara diberi baut dan pelat pengikat. • Diameter baut dan jangkar yang digunakan minimal 12 mm. • Atap yang digunakan hendaknya dari bahan yang ringan.
Gambar 34. Pengangkuran Kuda-Kuda Pada Balok
Penutup Atap
• Gunakan material atap yang ringan. • Atap harus dipasang dengan kuat.
• Gunakan sekrup atau paku untuk menyambung material atap.
Gambar 36. Paku Penyambung Atap
KONSTRUKSI BANGUNAN KAYU
Elemen bangunan bangunan kayu pada prinsipnya sama saja dengan elemen bangunan beton. Elemen bangunan terdiri atas elemen vertikal dan horizontal. Agar bangunan dapat bekerja dengan baik, elemen yang paling penting adalah sambungan. Secara umum bangunan rangka kayu tahan gempa harus memenuhi persyaratan berikut:
• Rangka dinding harus dilengkapi batang-batang diagonal.(lihat gambar 37)
• Balok pondasi diikat ke pondasi dengan baut jangkar. (lihat gambar 37 detail c)
• Hubungan dan sambungan antar elemen harus kuat.(lihat gambar 37)
• Terdapat pengaku untuk meningkatkan kekakuan bangunan karena bangunan kayu cenderung lebih fleksibel dibanding bangunan beton.
• Atap diusahakan seringan mungkin.
• Hubungan papan dengan rangka harus kuat.(lihat gambar 38)
• Gunakan sambungan bibir miring berkait pada balok nok dan gording.
• Penempatan sambungan tidak boleh pada tumpuan atau di tengah bentang.
Gambar 37. Hubungan rangka dengan bangunan kayu
Gambar 38. Hubungan Dinding Dengan Rangka
Untuk pengerjaan dinding dengan batu bata, prinsipnya sama dengan yang dibahas pada subbab sebelumnya. Papan pengaku dapat ditambahkan di ujung dinding seperti pada gambar berikut
Gambar 39. Detail Pengaku pada Dinding
Gambar 40.Jenis Sambungan Kayu
Pada umumnya ada dua struktur kayu yang sering dipakai oleh para teknisi lapangan, yaitu: Kuda- kuda dan ring balok. Pada Modul ini akan dibahas detail pengerjaan teknis kedua struktur tersebut.
Konstruksi Ring Balok dari Bahan Kayu
Fungsi Ring Balok sangatlah penting untuk menahan gaya gempa yang bekerja pada bangunan. Ring Balok ini akan mengunci erat dinding, sehingga dinding kuat terhadap gaya lateral, oleh sebab itu hubungan antara dinding dan ring balok haruslah kuat dan dibuat menerus. Ring Balok ini juga nantinya bisa menjadi dudukan bagi kuda- kuda atap.
Gambar 41 Ring Balok harus dibuat menerus
Konstruksi ring balok dengan kayu dapat dilihat di gambar berikut. Batang kayu harus dikaitkan pada dinding ( bagian pilaster/ kolom praktis)
Gambar 42 Baut Pengikat Ring Balok dan Dinding
Untuk perkuatan pada sudut- sudut balok, dapat ditambahkan batang miring seperti gambar berikut:
Gambar 43. Detail Pengaku pada Sudut
Konstruksi Kuda- Kuda Atap
Hal terpenting dalam pembuatan rangka kuda- kuda ini adalah setiap sambungan antar batang dan sambungan antara kuda- kuda dengan balok harus kuat.
Berikut adalah beberapa hal yang dapat dijadikan acuan dalam membangun konstruksi kuda- kuda atap:
1. Pilihlah bentuk sederhana untuk rangka kuda- kuda ini
2. Gunakan batang kayu minimal ukuran 8/12 untuk batang- batang utama. Berikut akan diberikan detail sambungan dan penampang kayu (lihat gambar 44)
3. Berikan pengikat antar kuda dengan batang 6/12 (lihat gambar 44)
4. Ikatkan kuda- kuda pada ring balok (lihat gambar 44)
REFERENSI
1. Boen, Teddy, Tata Cara Pembangunan Rumah Sederhana Tahan Gempa
2. Minke, Gernot, Construction Manual for Earthquake Resistant Houses Built With Earth
3. Blondet, Marcial; Garcia M., Gladys Villa; Brzev,Svetlana. Earthquake Resistant Construction of Adobe Building: A Tutotial 4. NN, Perencanaan Bangunan Sederhana Tahan Gempa Modul C_4 5. KPP Mitigasi Bencana Institut Teknologi Bandung, Program
Kesiapan Sekolah Terhadap Bahaya Gempa Buku 1,2,dan 3, 2003 6. Departemen Pemukiman dan Prasaran Wilayah, Tata Cara
Pembangunan Rumah Sederhana Tahan Gempa. 7. Bahan Presentasi Dr.Dyah Kusumatuti
8. Bahan Presentasi Dr. Khrisna S. Pribadi 9. Website: www.bmg.gov
