MAKALAH STRUKTUR BANGUNAN
PERENCANAAN BANGUNAN DITINJAU
DARI SISI KETAHANAN GEMPA BUMI
STRUKTUR BANGUNAN
PERENCANAAN BANGUNAN DITINJAU DARI SISI KETAHANAN GEMPA
BUMI
DISUSUN OLEH :
NAMA : SUKISNO
NIM : 201531006
PRODI TEKNIK SIPIL
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AL – KAMAL
Jl. Raya Al – Kamal No.2 Kedoya Selatan, 11520, Jakarta Barat
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat danPetunjuk-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas makalah denganjudul “PERENCANAAN BANGUNAN DITINJAU DARI SISI KETAHANAN GEMPA BUMI”, yang mana makalah ini disusun bertujuan untuk memenuhi tugas. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan dalam penyajian data dalam makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran yang membangun dari semua pembaca demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini berguna dan dapat menambah pengetahuan pembaca. Demikian makalah ini disusun, apabila ada kata – kata yang kurang berkenan dan banyak terdapat kekurangan, penulis pengucapkan mohon maaf yang sebesar – besarnya
Penulis 3.1 Prinsip-prinsip Utama Konstruksi Tahan Gempa ...6
3.1.1 Denah Yang Sederhana dan Simetris...6
3.1.2 Bahan Bangunan Harus Seringan Mungkin ...6
3.1.3 Perlunya Sistem Konstruksi Penahan Beban Yang Memadai...7
3.2 Struktur Rumah Penahan Gempa ...7
3.2.3.3 Perancangan Atap Yang Baik Menurut Iklim Dan tahan terhadap gempa...19
IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan ...24
4.2 Saran ...24
Daftar Pustaka. DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Struktur bagunan gedung tahan gempa menurut SNI 03-17261-2002...2
Gambar 2.2.A Dan 2.B Pondasi Batu Kali... ...8
Gambar 4.Denah pondasi batu kali... ...10
Gambar 5. Struktur dinding... ...12
Gambar 6. Kolom Dinding...13
Gempa bumi adalah fenomena getaran yang dikaitkan dengan kejutanpada kerak bumi. Beban kejut ini dapat disebabkan oleh banyak hal, tetapi salah satu faktor yang utama adalah benturan pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi permukaan bumi. Lokasi gesekan ini terjadi disebut fault zone. Kejutan yang berkaitan dengan benturan tersebut akan menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang ini menyebabkan permukaan bumi dan bangunan diatasnya bergetar. Pada saat bangunan bergetar, timbul gaya-gaya pada struktur bangunan karena adanya
kecenderungan massa bangunan untuk mempertahankan dirinya dan gerakan.Setiap tahun kerak
luar bumi bergetar sekitar satu juta kali. Getaran-getaran tersebut dapat diukur dengan peralatan seismograf. Sekitar 20 getaran diantaranya merupakan gempa bumi kuat dan 2 getaran merupakan gempa bumi ynag sangat kuat. Gempa bumi merambat melalui getaran keseluruh permukaan Bumi, akan tetapi menjadi berbahaya disekitar pusat gempa. Daerah yang paling rawan adalah yang mengalami pergeseran lempeng tektonik.
menderita luka ringan. Kabupaten Bantul merupakan daerah yang paling parah terkena bencana. Informasi menyebutkan sebanyak 7.057 rumah di daerah ini rubuh.
Gambar 1. Struktur bagunan gedung tahan gempa menurut SNI 03-17261-2002
Biasanya setelah terjadi gempa manusia baru sadar akan konstruksi bangunan yang kurang kokoh menyebabkan banyak menelan korban jiwa. Bangunan yang tahan gempa bisa dibangun dengan teknologi sederhana yang biasa dipakai dalam rumah-rumah konvensional dengan sistem struktur beton bertulang, dinding batu-bata dan atap kayu. Penambahan yang perlu dilakukan, misalnya pada penambahan angkur yang memperkuat hubungan antara elemen beton, dinding, atap dan elemen lainnya. Dengan sistem-sistem bangunan yang dikenal di Indonesia dan dibuat oleh standarisasi pemerintah.
1.2 Perumusan Masalah
1. Bagaimana cara meminimalisir hancurnya bangunan akibat dampak yang ditimbulkan gempa bumi?
2. Apakah struktur suatu bangunan berpengaruh terhadap kekuatan bangunan untuk menahan gempa bumi?
3. Apakah pondasi bangunan berpengaruh terhadap kekuatan struktur bangunan untuk menahan gempa bumi?
Tujuan dari perancangan bangunan tahan gempa adalah merancang bangunan yang mempunyai daya tahan terhadap gempa bumi. Tahan terhadap gempa bumi dalam arti bahwa bila bangunan terkena gempa bumi maka bangunan tidak akan mengalami kehancuran secara struktural yang dapat meruntuhkan bangunan. Dalam perencanaan bangunan tahan gempa terdapat prinsip-prinsip yang menjadi dasar untuk didirikannya suatu bangunan. Prinsip tersebut yakni, pada konfigurasi bentuk bangunan, pemilihan material bangunan yang ringan, sistem konstruksi penahan beban, dan ketahanan bangunan terhadap kebakaran.Secara umum tujuan dan manfaat dari perencanaan ini adalah pengaplikasian lanjutan dari ilmu yang telah didapat di bangku perkuliahan dengan perhitungan dan permasalahan yang lebih nyata yang terjadi di lapangan.
1.3.1 Tujuan Penulisan
1. Memahami dampak yang ditimbulkan gempa bumi agar dapat meminima rusaknya suatu bangunan.
2. Berpengaruh atau tidaknya struktur bangunan dalam menahan gempa bumi.
3. Mengetahui bahwa semakin ringan bobot bangunan, maka gaya gempa yang diterima bangunan akan jauh berkurang.
4. mengurangi kerusakan, membatasi ketidak nyamanan penghunian saat gempa,dan melindungi layanan bangunan vital serta mengindarkan terjadinya korban jiwa.
1.3.2 Manfaat Penulisan
1. Kita dapat mengetahui, memahami arti dari gempa bumi, dampak yang ditimbulkannya. 2. mengetahui bahwa struktur bangunan sangat berpengaruh terhadap kekuatan suatu bangunan dalam menahan gempa bumi.
3. Untuk mengetahui bagaimana perencanaan struktur bangunan sehingga memberi rasa aman dan
nyaman kepada penghuninya.
4. Meminimalkan kerusakan bangunan yang terjadi akibat gempa.
5. Mendapatkan ilmu tentang desain struktur bangunan tahan gempa pada kondisi wilayah gempa menengah dan tinggi.
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Devinisi Gempa Bumi
Keadaan itu tidak bisa kita hindari karena memang bagian dari evolusi bumi. Walaupun gempa tidak dapat kita prediksi, namun kita dapat meminimalisir dampak yang ditimbulkannya dengan cara membangun rumah tahan gempa. Ketika gempa dan tsunami, sebagian besar rumah tradisional (berbahan kayu) masih tetap berdiri kokoh. Bahkan di negara jepang yang sering terjadi ratusan gempa, bahan dasar rumah mereka (Jepang, red) terbuat dari kayu dan kertas ditambah lagi dengan pintu yang digeser kesamping, serta meja ala jepangnya yang hampir menyentuh lantai. Kini dengan teknologi barunya, Jepang menciptakan rumah Barier adalah rumah bola nomaden yang memiliki banyak keistimewaan. Diantaranya, tahan gempa dan bisa mengapung di air. Rumah bola ini dibuat berdasarkan Hukum Bernauli yang berbunyi: jika ada angin berhembus di bawah suatu benda, maka benda tersebut mengalami tekanan gaya ke bawah. Dinding rumah ini terdiri dari 32 sisi. Rahasia dari rumah ini adalah pada sistem pondasinya. Dengan menggunakan struktur pondasi bebas (beda dengan rumah biasa) dan pemberian gaya yang merata di 32 sisi dinding rumah bola ini menyebabkan rumah bola ini memiliki kekuatan yang merata pada setiap bagiannya. Bahan rumah ini terdiri dari tiga lapisan, lapisan tengahnya mampu mengalirkan udara masuk dan keluar. Bagian sisi paling luar dibuat dari bahan urethane anti air, lapisan tengah adalah agregat (kerikil) dan lapisan dalamnya terbuat dari bahan kayu. Makanya, sela-sela kerikil inilah yang dimanfaatkan untuk mengalirkan udara. Jika terjadi banjir, rumah ini akan secara otomatis bisa mengapung di atas air. Hanya saja tidak bisa dikendalikan oleh penghuni rumah bola tersebut. Mereka akan terbawa terus oleh arus. Walaupun demikian, rumah Barier ini juga bisa dimodifikasi sesuai dengan keinginan pemilik rumah. Menurut perusahaan World Window yang berlokasi di Timinaga, Yamagata city, terdapat beberapa ukuran tipe rumah Barier, yaitu ada ukuran 3S, 3SL, 2S, S, M dan L.
2.2 Metode Penulisan
Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan karya tulis ini adalah metode penulisan studi pustaka. Metode penulisan studi pustaka adalah metode dengan cara menelaah berbagai sumber bacaan yang dikaji dari berbagai sumber baik cetak maupun elektronik.
III. PEMBAHASAN
3.1 Prinsip-prinsip Utama Konstruksi Tahan Gempa
bawah dinding rumah, tetapi hanya menggunakan umpak di setiap sudut rumah. Konsepnya mengadopsi model rumah tradisional adat Jawa yang dibuat dari kayu. Dengan penopang semacam ini, saat terjadi gempa, relatif bisa fleksibel. Jika menggunakan model fondasi seperti rumah-rumah konvensional, hampir dipastikan akan mengalami keretakan atau patah saat dilanda gempa hebat. Berikut perinsip-perinsip utama rumah tahan gempa.
3.1.1. Denah yang sederhana dan simetris
Penyelidikan kerusakan akibat gempa menunjukkan pentingnya denah bangunan yang sederhana dan elemen-elemen struktur penahan gaya horisontal yang simetris. Struktur seperti ini dapat menahan gaya gempa Iebih baik karena kurangnya efek torsi dan kekekuatannya yang lebih merata.
3.1.2 Bahan bangunan harus seringan mungkin
Seringkali, oleh karena ketersedianya bahan bangunan tertentu. Arsitek dan Sarjana SipiI harus menggunakan bahan bangunan yang berat, tapi jika mungkin sebaiknya dipakai bahan bangunan yang ringan. Hal ini dikarenakan besarnya beban inersia gempa adalah sebanding dengan berat bahan bangunan. Sebagai contoh penutup atap genteng diatas kuda-kuda kayu menghasilkan beban gempa horisontal sebesar 3 x beban gempa yang dihasilkan oleh penutup atap seng diatas kuda-kuda kayu. Sama halnya dengan pasangan dinding bata menghasiIkan beban gempa sebesa 15 x beban gempa yang dihasilkan oleh dinding kayu.
3.1.3 Perlunya sistim konstruksi penahan beban yang memadai
Supaya suatu bangunan dapat menahan gempa, gaya inersia gempa harus dapat disalurkan dari tiap-tiap elemen struktur kepada struktur utama gaya honisontal yang kemudian memindahkan gaya-gaya ini ke pondasi dan ke tanah. Adalah sangat penting bahwa struktur utama penahan gaya horizontal itu bersifat kenyal. Karena, jika kekuatan elastis dilampaui, keruntuhan getas yang tiba-tiba tidak akan terjadi, tetapi pada beberapa tempat tertentu terjadi Ieleh terlebih dulu. Suatu contoh misalnya deformasi paku pada batang kayu terjadi sebelum keruntuhan akibat momen lentur pada batangnya. Cara dimana gaya-gaya tersebut dialirkan biasanya disebut jalur Iintasan gaya. Tiap-tiap bangunan harus mempunyai jalur lintasan gaya yang cukup untuk dapat menahan gaya gempa horisosontal.
3.2 Struktur Rumah Penahan Gempa. 3.2.1 Struktur Pondasi
Struktur pondasi berperanan penting untuk memindahkan beban gempa dari dinding ke tanah. Pertama, pondasi harus dapat menahan gaya tarik vertikal dan gaya tekan dari dinding. Ini berarti sloof menerima gaya geser dan momen lentur sebagai jalur Iintasan gaya terakhir sebelum gaya-gaya tersebut mencapai tanah. Akhirnya sloof memindahkan gaya-gaya datar tersebut ke pada tanah yang ditahan oleh daya dukung tanah dan tekanan tanah lateral. Rumah yang terbuat dari kayu dengan lantai kayu dan pondasi kayu seperti gambar-gambar di bawah ini memerlukan batang pengaku untuk mencegah keruntuhan.
A Pondasi batu kali
Batu Kali Untuk Rumah, beberapa saat yang lalu saya telah memberikan artikel mengenai menentukan pondasi yang baik untuk bangunan dan berikut ini ada artikel menarik mengenai contoh pondasi batu kali serta cara pengerjaanya untuk anda sekalian yang sedang mencari contoh pembuatan pondasi yang baik, dan berikut ini contoh pemasangan pemasangan pondasi batu kali untuk rumah. Gambar pondasi batu kali berbentuk trapesium ini sering digunakan sebagai struktur pondasi pada rumah tinggal 1 lantai sedangkan pada rumah tinggal bertingkat masih dapat menggunakan pondasi batu kali ini namun diperlukan penambahan dimensi atau penggabungan dengan pondasi foot plat pada area kolom sehingga didapatkan sebuah struktur pondasi yang kuat untuk menahan beban rumah tinggal yang berdiri diatasnya.
Gambar 2.B Potongan Pondasi Batu Kali
Pada gambar 2.a pondasi batu kali diatas terlihat pondasi batu kali secara utuh yang digunakan pada area tengah rumah atau pada lahan bebas yang memungkinkan untuk dibuat pondasi batu kali dengan bentuk seperti ini, sedangkan pada lahan terbatas misalnya pada area pinggir rumah yang berbatasan dengan tetangga maka dapat digunakan pondasi batu kali terpotong sebelah yang dapat dilihat pada gambar 3.b potongan pondasi batu kali yang ada di atas. Pondasi harus diletakkan di tanah yang keras, dan apa bila kondisi tanah kurang baik maka harus dilakukan peerbaikan tanah terlebih dahulu. Sebaiknya pondasi terletak kurang lebih dari 45 cm dari tanah asli yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Sedangkan contoh penerapanya pada sebuah rumah tinggal dapat dilihat di Gambar denah pondasi batu kali untuk rumah tinggal sebagai berikut:
Gambar 4. Denah pondasi batu kali
Denah pondasi ini merupakah sebuah contoh pondasi batu kali diatas pada rumah tinggal dengan ukuran 7 m x 14 m dimana ada dua jenis pondasi yang dapat dilihat pada detail gambar 2.A untuk area dalam rumah dan gambar 2.B untuk area tepi rumah yang berbatasan dengan lahan tetangga. Dalam perhitungan rencana anggaran biaya rumah kita hitung perkiraan biaya pondasi dalam satuan m3 atau meter panjang tergantung kesepakatan pemilik proyek dan pemborong yang kemudian dijadikan acuan untuk mengadakan kontrak pekerjaan pondasi batu kali yang menguntungkan kedua belah pihak.
B Perhitungan material pondasi batu kali
Material yang dibutuhkan dalam pekerjaan ini dapat kita uraikan sebagai berikut; 1. Tanah urug
2. pasir pasang
3. Batu kali
4. Semen
5. Air
6. Papan bouw plank
kebutuhan material per m3 dengan jumlah volume total pekerjaan pasangan batu kali. Pondasi sebaiknya dibuat menerus keliling bangunan tanpa terputus.
3.2.2 Struktur Dinding
Gambar 6. Kolom Dinding
Pada setiap luasan dinding 12 m2, harus dipasang kolom, bisa menggunakan bahan kayu, beton bertulang, baja, plester, ataupun bambu. Penempatan dinding-dinding penyekat dan lubang-lubang pintu/jendela diusahakan sedapat mungkin simetris terhadap sumbu-sumbu denah
Gambar 7. Pintu Dan Jendela
komponen-komponen yang terikat antara satu dengan yang lainnya, baik antara komponen structural maupun nonstructural.
Gambar 8. Bidang Dinding Kotak 3.2.3 Struktur Atap
3.2.3.1 Pengertian Struktur Atap
atap merupakan mahkota dari suatu bangunan rumah. Atap sebagai penutup seluruh ruangan yang ada di bawahnya, sehingga akan terlindung dari panas, hujan, angin dan binatang buas serta keamanan. Atap merupakan bagian dari struktur bangunan yng berfungsi sebagai penutup/pelindung bangunan dari panas terik matahari dan hujan sehingga memberikan kenyamanan bagi penggunan bangunan.
Gambar 9.Atap ringan
3.2.3.2 Pembagian Struktur Atap A. Komponen Penyusun Atap
Tiga komponen penyusun atap:
1. struktur atap (rangka atap dan penopang rangka atap); 2. penutup atap (genteng,polikarbonat);
3. pelengkap atap (talang horizontal/vertikal dan lisplang).
Struktur atap adalah bagian bangunan yang menahan /mengalirkan beban-beban dari atap. Struktur atap terbagi menjadi rangka atap dan penopang rangka atap. Rangka atap berfungsi menahan beban dari bahan penutup atap sehingga umumnya berupa susunan balok –balok (dari kayu/bambu/baja) secara vertikal dan horizontal –kecuali pada struktur atap dak beton. Berdasarkan posisi inilah maka muncul istilah gording,kasau dan reng. Susunan rangka atap dapat menghasilkan lekukan pada atap (jurai dalam/luar) dan menciptakan bentuk atap tertentu. Penopang rangka atap adalah balok kayu yang disusun membentuk segitiga,disebut dengan istilah kuda-kuda. Kuda-kuda berada dibawah rangka atap,fungsinya untuk menyangga rangka atap. Sebagai pengaku,bagian atas kuda-kuda disangkutkan pada balok bubungan,sementara kedua kakinya dihubungkan dengan kolom struktur untuk mengalirakan beban ke tanah. Secara umum dikenal 4 jenis struktur atap yaitu:
1. struktur dinding (sopi-sopi) rangka kayu.
Jurai dalam ialah bagian yang tajam pada atap,berjalan dari garis tiris atap sampai bubungan,dan terdapat pada pertemuan dua bidang atap pada sudut bangunan kedalam.
2. jurai luar
Jurai luar,ialah bagian yang tajam pada atap,berjalan dari garis tiris atap sampai bubungan,terdapat pada pertemuan dua bidang atap pada sudut bangunan ke luar.
3. bubungan (nok)
Merupakan sisi atap yang teratas,selalu dalam keadaan datar dan umumnya menentukan arah bangunan.
4. Gording
Balok atap sebagai pengikat yang menghubungkan antar kuda-kuda. Gording juga menjadi dudukan untuk kasau dan balok jurai dalam.
5. Kasau
Komponen atap yang terletak diatas gording dan menjadi dudukan untuk reng. 6. Reng
Komponen atap yang memiliki profil paling kecil dalam bentuk dan ukurannya. Posisinya melintang diatas kasau. Reng berfungsi sebagai penahan penutup atap (genteng dan lain-lain). Fungsi lainnya adalah sebagai pengatur jarak tiap genteng agar rapi dan lebih “terikat”. Jarak antar reng tergantung pada ukuran genteng yang akan dipakai. Semakin besar dimensi genteng,semakin sedikit reng sehingga biaya pun lebih hemat.
2. Penutup Atap
dan faktor keawetan terhadap cuaca (angin,panas,hujan). Faktor lain adalah kecocokan/keindahan terhadap desain rumah. Ukuran dan desain dari penutup atap juga memberi pengaruh pada struktur,misalnya konstruksi kuda-kuda,ukuran reng,dan sudut kemiringan.
3. Komponen pelengkap
Elemen pelengkap pada atap selain berfungsi struktural juga estetis. 1. Talang
Saluran air pada atap yang berfungsi mengarahkan air agar jatuh ketanah disebut talang. Talang dipasang mendatar mengikuti tiris atap kemudian dialirkan ke bawah melalui pipa vertikal.
2. Lisplang
Dari segi konstruksi, lisplang menciptakan bentukan rigid (kokoh, tidak berubah) dari susunan kasau. Pada pemasangan rangka penahan atap, batang-batang kasau hanya ditahan oleh paku dan ada kemungkinan posisinya bergeser. Disinilah lisplang berfungsi untuk mengunci susunan kasau tersebut agar tetap berada pada tempatnya. Dari segi estetika, lisplang berfungsi menutupi kasau yang berjajar dibawah susunan genteng/bahan penutup atap lain. Maka tampilan atap pada bagian tepi akan terlihat rapi oleh kehadiran lisplang.
3.2.3.3 Perancangan Atap Yang Baik Menurut Iklim Dan tahan terhadap gempa
Atap dapat dikatakan berkualitas jika strukturnya kuat/kokoh dan awet/tahan lama. Faktor iklim menjadi bahan pertimbangan penting dalam merancang bentuk dan konstruksi atap/bangunan. Keberadaan atap pada rumah sangat penting mengingat fungsinya seperti payung yang melindungi sisi rumah dari gangguan cuaca (panas, hujan dan angin). Oleh karena itu,sebuah atap harus benar-benar kokoh/kuat dan kekuatannya tergantung pada struktur pendukung atap. Mengacu pada kondisi iklim perancangan atap yang baik ditentukan 3 faktor, yakni jenis material,bentuk/ukuran,dan teknik pengerjaan.
A. Jenis Material Struktur Dan Penutup Atap
Penentuan material tergantung pada selera penghuni,namun harus tetap memerhatikan prinsip dasar sebuah struktur yaitu harus kuat,presisi,cukup ringan,dan tidak over design. Atap yang kuat harus mampu menahan besarnya beban yang bekerja pada elemen struktur atap.
Ada 3 jenis beban yang bekerja pada atap yaitu:
1. beban berat sendiri (bahan rangka,penopang rangka,dan penutup atap), 2. beban angin tekan dan angin hisap,dan
3. beban bergerak lain (berat manusia saat pemasangan dan pemeliharaan).
Pemilihan bahan tertentu harus diikuti oleh pengetahuan yang lengkap akan karakteristik setiap bahan.
B. Bentuk & ukuran
