CPMK2 Mampu merencanakan dan merancang struktur pada bangunan sederhana dengan menggunakan struktur beton, batu bata dan baja ringan
Sub-CPMK4 Mampu merencanakan dan merancang struktur bangunan sederhana menggunakan material beton, batu bata dan baja ringan
Tinjauan Pustaka
Bentuk dan Dimensi Balok Beton Bertulang
Balok pada struktur beton bertulang biasanya sekaligus digabung dengan pelat lantai beton bertulang menjadi satu kesatuan. Namun demikian penampang balok beton ini masih dihitung dari sisi bawah sampai sisi atas pelat lantai. Demikian juga seperti pada kolom, prakiraan bentuk dan dimensi balok iuga harus diperhitungkan terhadap aspek lain pada bangunan. Penampang balok yang ideal adalah balok yang mempunyai ketinggian yang lebih besar daripada lebarnya. Rasio lebar : tinggi balok dapat berkisar 1 : 3 hingga 2 : 3 walaupun angka ini tidak mutlak, namun kebanyakan balok beton bertulang mempunyai kisaran rasio ini.
Pada balok tinggi memang diutamakan ketimbang lebar secara strukturar, namun karena alaan lain dapat saja balok dibuat dengan bentuk lain. untuk memprakirakan ketinggian balok pada konstruksi beton bertulang dapat mengambil angka 1/10 hingga 1/12 dari bentangan kolom penumpunya walaupun juga angka ini masih sangat tergantung pada jenis beban dan kekuatan material betonnya. Pada beton non-konvensional seperti beton pre-stress atau beton post-tention, rasionya dapat lebih kecil hingga 1/20 bentangannya.
Menempatkan Balok pada Bangunan
Balok dapat berfungsi struktural ataupun arsitektural.
OIeh karena itu desain balok dan juga pelat lantainya harus dapat mengintegrasikan kedua kepentingan
tersebut. Berikut ini adalah hal-hal yang perlu diperhatikan pada desain penempatan balok dan pelat lantai.
Fungsi dan Peran Balok pada Bangunan
Secara umum, balok dalam bangunan bertingkat yang menggunakan struktur beton bertulang, berperan pada tiga bagian yang berbeda. Pada bagian bawah bangunan balok berperan sebagai sloof , pada bagian atas dinding bangunan lantai atas balok berperan sebagai ring-balk sedangkan pada bagian tengah balok berperan sebagai balok lantai dan balok /atai. Ketiga bagian fungsi balok tersebut sebenarnya berfungsi hampir serupa yaitu menghubungkan kolom-kolom struktur utama. Fungsi- fungsi lain tergantung letak dan posisinya.
Sloof beton bertulang berfungsi selain menghubungkan kolom utama, juga dapat difungsikan sebagai dasar dinding berat (batu bata dsb). Tetapi fungsi sebagai dasar dinding ini dapat digantikan oleh rolaag atau pasangan batu bata miring yang digunakan untuk menyalurkan beban dinding pada pondasinya. Penggunaan sloof atau rolaag untuk kepentingan ini tergantung beberapa pertimbangan apakah beton bertulang atau tidak dan juga pasangan batu bata lebih efisien untuk digunakan.
Kadang karena alasan harga dan juga alasan lain semacam daya dukung tanah dsb, mendasari pemilihan kedua alternatif ini. Dalam penggunaannya balok sloof selalu digabungkan dengan pondasi batu kali atau pondasi menerus lainnya untuk menyangga sloof struktural dan sloof penahan dinding.
Balok keliling atau ring-balk berfungsi membentuk ring atau cincin pada struktur kolom balok sehingga membentuk rangkaian tertutup. Fungsi utama ini biasanya hanya dipasang pada kolom-kolom di atas dinding luar bangunan. Sedangkan pada dinding dalam, penggunaan ring-balk dapat diabaikan, selama dinding
yang digunakan tidak menggunakan dinding berat yang memerlukan perkuatan. Jika dinding batu bata digunakan, bisanya ring-balk ini tetap dipasang bukan sebagai struktur utama tetapi menguatkan konstruksi dinding tersebut saja.
Balok lantai adalah balok yang berada di bawah lantai untuk mendukung beban lantai. Balok Iantai ini akan lebih dibahas khusus karena dapat nrempunyai beberapa kepentingan lain selain sebagai bagian sistem struktur.
Balok latai adalah balok yang dipasang di atas bukaan- bukaan sehingga dinding di atasnya tidak membebani kosen bukaan. Balok latai ini juga dapat memperkuat struktur utama karena menghubungkan kolom-kolom.
Balok latai ini dapat digantikan oleh pasangan balok rolaag di atas kosen untuk menghindarkan kosen dari beban dinding berat di atasnya, namun tidak berfungsi menghubungkan kolom-kolom, sehingga balok latai jenis ini tidak berfungsi secara struktural.
Balok secara umum berperan sebagai:
- Sloof → pada bagian bawah bangunan - Balok lantai → pada bagian lantai
- Balok ring → pada bagian atas bangunan
- Balok latei → pada bukaan dinding Macam Balok Lantai
Balok lantai berfungsi utama secara struktural menghubungkan kolom-kolom utama sehingga membentuk satu kesatuan kerangka kolom-balok. Wujud yang paling sederhana adalah balok-balok yang menghubungkan kolom-kolom utama saja. Atau dengan bentuk lain yaitu rangkaian antar balok sehingga berhubungan satu dengan lainnya. Jika balok ini menghubungkan kolom-kolom utama disebut balok induk, jika balok menghubungkan kedua balok utama maka peran balok ini disebut sebagai balok anak. Balok anak ini juga dapat mempunyai balok anak lagi dan seterusnya. Semakin banyak balok-balok yang digunakan akan semakin rapat dan dapat memperkecil dimensi pemakaian beton bertulangnya. Bentuk balok lantai yang paling rumit adalah dengan menggunakan bentuk waffle yaitu pelat dengan dukungan balok lantai yang banyak kecil-kecil ke dua arah saling silang. Fungsi lain balok lantai adalah sebagai penyangga beban dinding berat di atasnya. Dinding batu bata pada lantai dua dan lantai atas lainnya harus menggunakan balok sepanjang dindingnya agar berat dinding tidak membebani pelat lantai secara sentris. Posisi balok ini dapat di bawah pelat lantai atau di atas lantai.
Kapan menggunakan pelat lantai tanpa balok, dengan balok utama saja, atau disertai anak atau waffle tergantung beberapa aspek yang harus diperhatikan termasuk volume beton, waktu pelaksanaan, beaya pelaksanaan, bentukan arsitektural, kesesuaiannya dengan aspek bangunan lain dan sebagainya. Balok pendukung pelat lantai yang hanya terdiri dari balok utama saja cenderung mempunyai ukuran yang besar dan berjarak lebih jarang sehingga jarak antar lantai pada bangunan bertingkat juga harus memperhatikan ketentuan ini. Pelat lantai harus lebih tebal karena mempunyai bentang yang besar. Pengerjaan untuk jenis balok ini relatif mudah sehingga waktu dan beaya tenaga kerja dapat diperkecil. Di lain pihak, balok lantai yang menggunakan balok anak yang banyak akan mempunyai besaran yang lebih kecil namun berjumlah banyak dan rapat, sehingga waktu yang diperlukan juga akan lama dan tenaga kerja yang diserap relatif besar dan harus dengan kecakapan skill yang cukup pula, sehingga beaya upah kerja juga besar.
Secara arsitektural baik bentukan atau kaitannya dengan sistem lain, kedua jenis pemakaian balok di atas dapat saling disesuaikan. Pelat yang rnenggunakan sedikit balok akan mempunyai bentuk datar dan rata sehingga memberikan kesan ruang yang luas. Pada pemasangan titik-titik lampu dan sistem lain dapat dengan bebas.
Pada pelat yang menggunakan banyak balok akan mempunyai bentuk rumit dan memberikan kesan ruang yang lebih dinamis. Untuk pemasangan titik-titik lampu dan sistem lain harus memperhatikan jarak antar balok yang terbentuk. Demikian juga dengan sifat memantulkan cahaya dan suara, pada pelat rata, suara dan cahaya akan mudah dipantulkan sedangkan pada pelat tidak rata atau banyak balok, suara dan cahaya akan dipendarkan. Kedua ketentuan ini dapat merugikan atau rnenguntungkan tergantung dengan fungsi ruang yang bersangkutan.
Dengan demikian pemikiran keterpaduan pada desain balok-balok ini sangat diperlukan untuk mendapatkan rancangan yang optimal.
Untuk dapat menghasilkan bentukan kralok yang ideal harus diperhatikan ketentuan di bawah ini:
- Apakah balok akan diekspos atau menggunakan plafond penutup.
- Jika menggunakan plafond, maka yang harus diperhatikan adalah jarak plafond dengan balok utama yang paling tebal, sehingga masih terdapat celah untuk memasang jalur-jalur sistem bangunan termasuk kabel dan pipa. Jika tidak maka akses ini harus disediakan dengan lubang-lubang pada balok - Jika balok dan pelat lantai akan diekspos, maka balok-
balok harus dibuat sedemikian rupa sehingga terpadu dengan sistem lain antara lain Ietak posisi lampu, posisi springklers (titik alat pemadam kebakaran), posisi pengeras suara, dan jalur jalur sistem tersebut.
Jalur-jalur dapat ditanam dalam balok atau pelat untuk mendapatkan kesan ruang yang bersih, atau justru sebaliknya diekspos untuk kepentingan tertentu (kesan ruang, pemeliharaan dsb). Balok-balok ini pada posisi tertentu juga dapat digunakan sebagai
pemecah gaung atau gema pada ruang sehingga akustik ruang dapat lebih baik.
MenentukanPelatLantaidanVoid
Pelat lantai dipasang pada luasan lantai atas kecuali lubang (void) yaitu pada tangga, void pada penghubung ruang dan lubang pelat pada shaft kabel atau pipa. pelat lantai dapat dibentuk dari pelat beton bertulang atau pelat lain seperti papan kayu dan ragamnya atau pelat besi dan baja. Bangunan dengan sistem struktur utama beton bertulang dapat menggunakan berbagal alternatif tersebut walaupun secara umum pelat dag beton bertulang masih banyak dipakai karena alasan-alasan;
kesatuan dengan kolom baloknya sehingga dapat lebih rigid/kaku dan membentuk kekakuan struktur secara horisontal, relatif lebih murah, tahan lama, meredam getaran dan sebagainya. Namun dak beton bertulang juga mempunyai kelemahan yaitu dapat membuat beban
struktur menjadi lebih besar sehingga kolom, balok dan pondasi harus dibuat lebih besar atau lebih kuat.
Untuk dapat merancang pelat lantai dan void yang ideal maka harus diperhatikan aspek-aspek:
- Tiga perbedaan dalam rancangan pelat lantai yaitu pelat biasa, pelubangan dan perbedaan ketinggian.
- Pelat-pelat normal biasa dipasang pada setiap ruang lantai dua dengan bingkai balok-balok di bawahnya.
Harus diperhatikan apakah di dalam pelat dipasang jalur-jalur sistem atau tidak. Tebal pelat untuk lantai dengan tumpuan normal dengan luasan 9 m2 dapat berkisar mulai 10 hingga 15 cm tergantung juga beban ruang dan fungsinya.
- Pelubangan-pelubangan pelat atau void dibuat pada lubang tangga, lubang ruang untuk akses ventilasi, cahaya dan pandangan dan lubang shaft. Void untuk tangga dapat sendiri dibuat atau menjadi satu dengan void untuk ruang.
- Pelat-pelat yang dibedakan ketinggiannya adalah pelat lantai untuk kamar mandi dan area basah perbedaan ketinggian ini dimaksudkan untuk mengalokasi air pada tempat tertentu, lainnya.
sehingga kalaupun terjadi resiko kebocoran pada pelat, dapat dialokasikan dengan mudah.
Alat yang digunakan
Untuk dapat menghasilkan gambar denah rencana balok, denah rencana plat lantai dan detailnya, yang mudah dimengerti, jelas, dan rapi diperlukan perlengkapan alat gambar dan tulis yang memadai. Perlengkapan yang harus dipersiapkan untuk menggambar adalah :
1. Meja gambar atau meja yang dapat berfungsi sebagai meja gambar.
2. Mesin gambar atau satu set penggaris segi tiga.
3. Pensil atau pensil mekanis ukuran 0,3 mm dan 0,5 mm.
4. Kertas gambar putih ukuran A3.
5. Karet penghapus yang tidak mudah kotor.
6. Penggaris dan jangka 7. Selotip
8. Pulpen mekanik 9. Cutter
10. Penerangan yang cukup
Langkah Kerja
a. Siapkan dan bersihkan meja gambar dari debu dan kotoran-kotoran lain
b. Siapkan kertas gambar kosong dan tempelkan pada meja gambar
c. Siapkan alat tulis dan gambar
d. Rancang konsep bangunan sederhana sesuai dengan ketentuan yang diberikan
e. Gambar Denah Rencana Balok, Denah Rencana Plat Lantai, dan Detail pendukung lainnya.
Tugas
Dari acuan denah bangunan sederhana yang diberikan, rancanglah struktur bangunan sederhana (beton) dengan menggunakan struktur bambu. Denah, peletakan ruang dan fungsi ruang 30% boleh di ganti atau diubah.
Rancang konsep struktur bangunan dengan menggunakan struktur sederhana (beton).
Gambarkan denah rencana balok, denah rencana plat lantai serta detail-detail pendukung lainnya!
Referensi
Idham, Noor Cholis, 2013, Merancang Bangunan Gedung Bertingkat Rendah, Penerbit Graha Ilmu.
Schierle, G.G., 2006, Architectural Structures Excerpts, American Institute of Steel Construction, Inc.
Macdonald, Angus J., 1998, Structural Design for Architecture, Architectural Press.
Ching, Francis D.K., 2012, A Visual Dictionary of Architecture, John Wiley & Sons, Inc.
Pertemuan 4