struktur dan konstruksi dan bahan (1)

BAB I
PENDAHULUAN
Latar belakang
Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan
ruang bebas kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar secara
umum terdiri dari 2 yaitu bentang lebar sederhana dan bentang lebar kompleks. Bentang
lebar sederhana berarti bahwa konstruksi bentang lebar yang ada dipergunakan langsung
pada bangunan berdasarkan teori dasar dan tidak dilakukan modifikasi pada bentuk yang
ada. Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan bentuk struktur bentang lebar yang
melakukan modifikasi dari bentuk dasar, bahkan kadang dilakukan penggabungan terhadap
beberapa sistem struktur bentang lebar.
Guna dan fungsi bangunan bentang lebar dipergunakan untuk kegiatan-kegiatan
yang membutuhkan ruang bebas kolom yang cukup besar, seperti untuk kegiatan olah raga
berupa gedung stadion, pertunjukan berupa gedung pertunjukan, audiotorium dan kegiatan
pameran atau gedung exhibition.

1

BAB II
STRUKTUR
1. Pengertian Struktur dan Konstruksi

Sebelum mengenal lebih jauh struktur bentang lebar, perlu dipahami dulu kata-kata
yang selalu mengikut di depannya, yaitu kata Struktur dan konstruksi. Dua kata ini
merupakan hal sederhana, namun sering harus diulang untuk menghindari kesalahpahaman
penggunaan kata. Dalam suatu bangunan, struktur merupakan sarana untuk menyalurkan
beban dan akibat penggunaan dan atau kehadiran bangunan ke dalam tanah.
Struktur juga dapat didefinisikan sebagai suatu entitas fisik yang memiliki sifat
keseluruhan yang dapat dipahami sebagai suatu organisasi unsur-unsur pokok yang
ditempatkan dalam suatu ruang yang didalamnya karakter keseluruhan itu mendominasi
interelasi bagian-bagiannya( Shodek, 1998:3). Struktur merupakan bagian bangunan yang
menyalurkan beban-beban (Macdonald, 2001:1). Struktur dianggap sebagai alat untuk
mewujudkan gaya-gaya ekstern menjadi mekanisme pemikulan beban intern untuk
menopang dan memperkuat suatu konsep arsitektural (Snyder&Catanese,1989:359)
Sedangkan konstruksi adalah pembuatan atau rancang bangun serta penyusunannya
bangunan. Ervianto, 2002: 9, menjelaskan bahwa konstruksi merupakan suatu kegiatan
mengolah sumber daya proyek menjadi suatu hasil kegiatan yang berupa bangunan. Dalam
artian sederhananya struktur adalah susunannya dan konstruksi adalah penyusunan dari
susunan-susunan, sehingga dari pengertian tersebut dapat diambil sustu kesimpulan bahwa
konsruksi mencakup secara keseluruhan bangunan dan bagian terkecil atau detail dari
tersebut adalah struktur.
Penafsiran yang lebih luas tentang struktur adalah yang didalamnya alat-alat

penopang dan metode-metode konstruksi dianggap sebagai faktor intrinsik dan penentu
bentuk dalam proses perancangan bangunan. (Snyder&Catanese,1989:359)
Berdasarkan buku Sistem Bentuk Struktur Bangunan (Frick, 1998: 28), struktur dan
konstruksi dibedakan berdasarkan fungsinya sebagai berikut:
Fungsi konstruksi: mendayagunakan konstruksi dalam hubungannya dengan daya
tahan, masa pakai terhadap gaya-gaya dan tuntutan fisik lainnya.
Fungsi Struktur: Menentukan aturan yang mendayagunakan hubungan antara
konstruksi dan bentuk. Struktur berpengaruh pada teknik dan estetika.
2

Pada teknik, struktur berpengaruh pada kekukuhan gedung terhadap pengaruh luar
maupun bebannya sendiri yang dapat mengakibatkan perubahan bentuk atau robohnya
bangunan. Sedangkan estetika dilihat dari segi keindahan gedung secara integral dan
kualitas arsitektural.
2. Definisi Struktur Bentang Lebar
Bangunan bentang lebar merupakan bangunan yang memungkinkan penggunaan
ruang bebas kolom yang selebar dan sepanjang mungkin. Bangunan bentang lebar biasanya
digolongkan secar umum menjadi 2 yaitu bentang lebar sederhana dan bentang lebar
kompleks. Bentang lebar sederhana berarti bahwa konstruksi bentang lebar yang ada
dipergunakan langsung pada bangunan berdasarkan teori dasar dan tidak dilakukan

modifikasi pada bentuk yang ada. Sedangkan bentang lebar kompleks merupakan bentuk
struktur bentang lebar yang melakukan modifikasi dari bentuk dasar, bahkan kadang
dilakukan

penggabungan

terhadap

beberapa

sistem

struktur

bentang

lebar.

3. Guna dan fungsi bangunan bentang lebar.
Berdasarkan gambar-gambar di atas, bangunan bentang lebar dipergunakan untuk

kegiatan-kegiatan yang membutuhkan ruang bebas kolom yang cukup besar, seperti untuk
kegiatan olah raga berupa gedung stadion, pertunjukan berupa gedung pertunjukan,
audiotorium dan kegiatan pameran atau gedung exhibition.
4. Tingkat kerumitan, masalah dan teknik pemecahan masalah dlm bangunan
bentang lebar, dan struktur yang digunakan pada bangunan bentang lebar
Struktur bentang lebar, memiliki tingkat kerumitan yang berbeda satu dengan
lainnya. Kerumitan yang timbul dipenaruhi oleh gaya yang terjadi pada struktur tersebut
dan beberapa hal lain yang akan di bahas di masing-masing bab. Secara umum, gaya dan
macam struktur bentang lebar
dapat dilihat pada gambar di bawah ini: (Frick, 1998)
Dalam Schodek, 1998, struktur bentang lebar dibagi ke dalam beberapa sistem
struktur yaitu:
a. Struktur Rangka Batang dan rangka Ruang
b. Struktur Furnicular, yaitu kabel dan pelengkung
c. Struktur Plan dan Grid

3

d. Struktur Membran meliputi Pneumatik dan struktur tent(tenda) dan net (jaring)
e. Struktur Cangkang

Sedangkan Sutrisno, 1989, membagi ke dalam 2 bagian yaitu:
a. Struktur ruang, yang terdiri atas:
- Konstruksi bangunan petak ( Struktur rangka batang)
- Struktur Rangka Ruang
b. Struktur permukaan bidang, terdiri atas:
- Struktur Lipatan
- Struktur Cangkang
- Membran dan Struktur Membran
- Struktur Pneumatik
c. Struktur Kabel dan jaringan
5. Struktur dan Konstruksi ditinjau dari segi Islam
Struktur dan konstruksi merupakan suatu bagian dari ilmu arsitektur dengan fungsi
seperti yang dikemukakan sebelumnya sebagai pendukung pencapaian bentuk dalam
arsitektur. Sebagai sebuah ilmu, merupakan suatu hal yang penting untuk menpelajari dan
mendalaminya. Dalam Al. Alaq ayat 1, Allah memerintahkan kita untuk membaca. Ayat
ini sudah ditafsirkan dengan berbagai versi yang intinya satu, untuk terus belajar di dalam
hidup.
Penguasaan struktur dan konstruksi sangat penting, mengingat peranannya sebagai
penentu kekuatan bangunan. Bangunan yang lemah, dapat menjadi musibah bagi penghuni
yang ada di dalamnya. Apalagi mengingat bentang lebar dengan perkiraan minimal orang

yang diwadahi sekitar dua ribu orang. Belajar ilmu struktur bentang lebar, berarti belajar
untuk menghargai hidup orang lain. Bangunan yang kokoh akan memberikan ketenangan
bagi orang yang ada di dalamnya.
Dengan penguasaan ilmu struktur dan konstruksi juga, manusia bisa lebih berhemat
dan tidak menjadi mubatsir dalam mengaplikasikan sistem struktur dan konstruksinya,
guna pemenuhan target kearsitekturalannya. Penguasaan struktur dan konstruksi akan
sangat mendukung surah Asy Syu’araa 128 untuk tidak bermain-main (bermewah-mewah)
mendirikan bangunan di tanah tinggi. Selain itu, menjadikan orang untuk tidak takabur.
Dalam bentuk struktur, ada struktur kabel yang dapat membuat rumah seperti rumah labalaba. Perumpamaan orang-orang yang mengambil pelindung-pelindung selain Allah adalah

4

seperti laba-laba yang membuat rumah. Dan sesungguhnya rumah yang paling lemah
adalah rumah laba-laba kalau mereka mengetahui (Al Ankabuut 41). Adanya peringatan ini
membuat manusia, atau si arsitek tetap sadar bahwa bagaimanapun kuatnya struktur yang
dibuat, semua tetap bergantung pada kekuasaan Allah SWT.
6. Struktur Rangka Batang
Rangka batang adalah susunan elemen-elemen linier yang membentuk segitiga atau
kombinasi segitiga, sehingga menjadi bentuk rangka yang tidak dapat berubah bentuk bila
diberi beban eksternal tanpa adanya perubahan bentuk pada satu atau lebih batangnya.

Setiap elemen tersebut dianggap tergabung pada titik hubungnya dengan sambungan sendi.
Sedangkan batang-batang tersebut dihubungkan sedemikian rupa sehingga semua beban
dan reaksi hanya terjadi pada titik hubung.
6.1. Prinsip – prinsip Umum Rangka Batang
a. Prinsip Dasar Triangulasi
Prinsip utama yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai struktur pemikul
beban adalah penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga yang menghasilkan bentuk
stabil. Pada bentuk segiempat atau bujursangkar, bila struktur tersebut diberi beban, maka
akan terjadi deformasi masif dan menjadikan struktur tak stabil. Bila struktur ini diberi
beban, maka akan membentuk suatu mekanisme runtuh (collapse), sebagaimana
diilustrasikan pada gambar berikut ini. Struktur yang demikian dapat berubah bentuk
dengan mudah tanpa adanya perubahan pada panjang setiap batang. Sebaliknya,
konfigurasi segitiga tidak dapat berubah bentuk atau runtuh, sehingga dapat dikatakan
bahwa bentuk ini stabil.
Pada struktur stabil, setiap deformasi yang terjadi relatif kecil dan dikaitkan dengan
perubahan panjang batang yang diakibatkan oleh gaya yang timbul di dalam batang
sebagai akibat dari beban eksternal. Selain itu, sudut yang terbentuk antara dua batang
tidak akan berubah apabila struktur stabil tersebut dibebani. Hal ini sangat berbeda dengan
mekanisme yang terjadi pada bentuk tak stabil, dimana sudut antara dua batangnya berubah
sangat besar.

Pada struktur stabil, gaya eksternal menyebabkan timbulnya gaya pada batangbatang. Gaya-gaya tersebut adalah gaya tarik dan tekan murni. Lentur (bending) tidak akan
terjadi selama gaya eksternal berada pada titik nodal (titik simpul). Bila susunan segitiga
dari batang-batang adalah bentuk stabil, maka sembarang susunan segitiga juga

5

membentuk struktur stabil dan kukuh. Hal ini merupakan prinsip dasar penggunaan rangka
batang pada gedung. Bentuk kaku yang lebih besar untuk sembarang geometri dapat dibuat
dengan memperbesar segitiga-segitiga itu. Untuk rangka batang yang hanya memikul
beban vertikal, pada batang tepi atas umumnya timbul gaya tekan, dan pada tepi bawah
umumnya timbul gaya tarik. Gaya tarik atau tekan ini dapat timbul pada setiap batang dan
mungkin terjadi pola yang berganti-ganti antara tarik dan tekan.
Penekanan pada prinsip struktur rangka batang adalah bahwa struktur hanya
dibebani dengan beban-beban terpusat pada titik-titik hubung agar batang-batangnya
mengalami gaya tarik atau tekan. Bila beban bekerja langsung pada batang, maka timbul
pula tegangan lentur pada batang itu sehingga desain batang sangat rumit dan tingkat
efisiensi menyeluruh pada batang menurun.
b. Analisa Kualitatif Gaya Batang
Perilaku gaya-gaya dalam setiap batang pada rangka batang dapat ditentukan
dengan menerapkan persamaan dasar keseimbangan. Untuk konfigurasi rangka batang

sederhana, sifat gaya tersebut (tarik, tekan atau nol) dapat ditentukan dengan memberikan
gambaran bagaimana rangka batang tersebut memikul beban. Salah satu cara untuk
menentukan gaya dalam batang pada rangka batang adalah dengan menggambarkan bentuk
deformasi yang mungkin terjadi. Metode untuk menggambarkan gaya-gaya pada rangka
batang adalah berdasarkan pada tinjauan keseimbangan titik hubung. Secara umum rangka
batang kompleks memang harus dianalisis secara matematis agar diperoleh hasil yang
benar.
6.2. Analisa Rangka Batang
a. Stabilitas
Langkah pertama pada analisis rangka batang adalah menentukan apakah rangka
batang itu mempunyai konfigurasi yang stabil atau tidak. Secara umum, setiap rangka
batang yang merupakan susunan bentuk dasar segitiga merupakan struktur yang stabil.
Pola susunan batang yang tidak segitiga, umumnya kurang stabil. Rangka batang yang
tidak stabil dan akan runtuh apabila dibebani, karena rangka batang ini tidak mempunyai
jumlah batang yang mencukupi untuk mempertahankan hubungan geometri yang tetap
antara titik-titik hubungnya.

6

Penting untuk menentukan apakah konfigurasi batang stabil atau tidak stabil.

Keruntuhan total dapat terjadi bila struktur tak stabil terbebani. Pola yang tidak biasa
seringkali menyulitkan penyelidikan kestabilannya. Pada suatu rangka batang, dapat
digunakan batang melebihi jumlah minimum yang diperlukan untuk mencapai kestabilan.
Untuk menentukan kestabilan rangka batang bidang, digunakan persamaan yang
menghubungkan banyaknya titik hubung pada rangka batang dengan banyaknya batang
yang diperlukan untuk mencapai kestabilan.
Aspek lain dalam stabilitas adalah bahwa konfigurasi batang dapat digunakan untuk
menstabilkan struktur terhadap beban lateral. menunjukan cara menstabilkan struktur
dengan menggunakan batangbatang kaku (bracing). Kabel dapat digunakan sebagai
pengganti dari batang kaku, bila gaya yang dipikul adalah gaya tarik saja. Tinjauan
stabilitas sejauh ini beranggapan bahwa semua elemen rangka batang dapat memikul gaya
tarik dan tekan dengan sama baiknya. Elemen kabel tidak dapat memenuhi asumsi ini,
karena kabel akan melengkung bila dibebani gaya tekan. Ketika pembebanan datang dari
suatu arah, maka gaya tekan atau gaya tarik mungkin timbul pada diagonal, sesuai dengan
arah diagonal tersebut. Suatu struktur dengan satu kabel diagonal mungkin tidak stabil.
Namun bila kabel digunakan dengan sistem kabel silang, dimana satu kabel memikul
seluruh gaya horisiontal dan kabel lainnya menekuk tanpa menimbulkan bahaya terhadap
struktur, maka kestabilan dapat tercapai.
b. Gaya Batang
Prinsip yang mendasari teknik analisis gaya batang adalah bahwa setiap struktur

atau setiap bagian dari setiap struktur harus berada dalam kondisi seimbang. Gaya-gaya
batang yang bekerja pada titik hubung rangka batang pada semua bagian struktur harus
berada dalam keseimbangan, Prinsip ini merupakan kunci utama dari analisis rangka
batang.
c. Metode Analisis Rangka Batang
Beberapa metode digunakan untuk menganalisa rangka batang. Metode-metode ini
pada prinsipnya didasarkan pada prinsip keseimbangan. Metode-metode yang umum
digunakan untuk analisa rangka batang adalah sebagai berikut :
-. Keseimbangan Titik Hubung pada Rangka Batang
Pada analisis rangka batang dengan metode titik hubung (joint), rangka batang
dianggap sebagai gabungan batang dan titik hubung. Gaya batang diperoleh dengan

7

meninjau keseimbangan titik-titik hubung. Setiap titik hubung harus berada dalam
keseimbangan.
-. Keseimbangan Potongan
Prinsip yang mendasari teknik analisis dengan metode ini adalah bahwa setiap
bagian dari suatu struktur harus berada dalam keseimbangan. Dengan demikian, bagian
yang dapat ditinjau dapat pula mencakup banyak titik hubung dan batang. Konsep
peninjauan keseimbangan pada bagian dari suatu struktur yang bukan hanya satu titik
hubung merupakan cara yang sangat berguna dan merupakan dasar untuk analisis dan
desain rangka batang, juga banyak desain struktur lain.
Perbedaan antara kedua metode tersebut di atas adalah dalam peninjauan
keseimbangan rotasionalnya. Metode keseimbangan titik hubung, biasanya digunakan
apabila ingin mengetahui semua gaya batang. Sedangkan metode potongan biasanya
digunakan apabila ingin mengetahui hanya sejumlah terbatas gaya batang.
-. Gaya Geser dan Momen pada Rangka Batang Metode ini merupakan cara khusus
untuk meninjau bagaimana rangka batang memikul beban yang melibatkan gaya dan
momen eksternal, serta gaya dan momen tahanan internal pada rangka batang.
Agar keseimbangan vertikal potongan struktur dapat dijamin, maka gaya geser
eksternal harus diimbangi dengan gaya geser tahanan total atau gaya geser tahanan internal
(VR), yang besarnya sama tapi arahnya berlawanan dengan gaya geser eksternal. Efek
rotasional total dari gaya internal tersebut juga harus diimbangi dengan momen tahanan
internal (MR) yang besarnya sama dan berlawanan arah dengan momen lentur eksternal.
Sehingga memenuhi syarat keseimbangan, dimana :
E R M = M atau ? = 0 E R M M (4.1)
d. Rangka Batang Statis Tak Tentu
Rangka batang statis tak tentu tidak dapat dianalisis hanya dengan menggunakan
persamaan kesimbangan statika, karena kelebihan banyaknya tumpuan atau banyaknya
batang yang menjadi variabel. Pada struktur statis tak tentu, keseimbangan translasional
dan rotasional (Fx=0, Fy=0, dan Mo=0) masih berlaku. Pemahaman struktur statis tak
tentu adalah struktur yang gaya-gaya dalamnya bergantung pada sifat-sifat fisik elemen
strukturnya.
e. Penggunaan Elemen (Batang) Tarik Khusus : Kabel
Selain elemen batang yang sudah dibahas di atas, ada elemen lain yang berguna,
yaitu elemen kabel, yang hanya mampu memikul tarik. Secara fisik, elemen ini biasanya

8

berupa batang baja berpenampang kecil atau kabel terjalin. Elemen ini tidak mampu
memikul beban tekan, tetapi sering digunakan apabila hasil analisis diketahui selalu
memikul beban tarik. Elemen yang hanya memikul beban tarik dapat mempunyai
penampang melintang yang jauh lebih kecil dibanding dengan memikul beban tekan.

f. Rangka Batang Ruang
Kestabilan yang ada pada pola batang segitiga dapat diperluas ke dalam tiga
dimensi. Pada rangka batang bidang, bentuk segitiga sederhana merupakan dasar,
sedangkan bentuk dasar pada rangka batang ruang adalah tetrahedron. Prinsip-prinsip yang
telah dibahas pada analisis rangka batang bidang secara umum dapat diterapkan pada
rangka batang ruang. Kestabilan merupakan tinjauan utama. Gaya-gaya yang timbul pada
batang suatu rangka batang ruang dapat diperoleh dengan meninjau keseimbangan ruang
potongan rangka batang ruang tersebut.
Apabila diterapkan langsung pada rangka batang ruang yang cukup besar,
persamaan-persamaan ini akan melibatkan banyak titik hubung dan batang. bahkan tidak
dikehendaki. Apabila kondisi titik hubung aktual sedemikian rupa sehingga ujung-ujung
batang tidak bebas berotasi, maka momen lentur lokal dan gaya aksialnya dapat timbul
pada batang-batang. Apabila momen lentur itu cukup besar, maka batang tersebut harus
didesain agar mampu memikul tegangan kombinasi akibat gaya aksial dan momen lentur.
Besar tegangan lentur yang terjadi sebagai akibat dari titik hubung kaku umumnya ?? 20%
dari tegangan normal yang terjadi. Pada desain awal, biasanya tegangan lentur sekunder ini
diabaikan. Salah satu efek positif dari adanya titik hubung kaku ini adalah untuk
memperbesar kekakuan rangka batang secara menyeluruh, sehingga dapat mengurangi
defleksi. Merencanakan titik hubung yang kaku biasanya tidak akan mempengaruhi
pembentukan akhir dari rangka batang.
6.3 Desain Rangka Batang
a. Tujuan
Kriteria yang digunakan untuk merancang juga menjadi sangat bervariasi. Ada
beberapa tujuan yang menjadi kriteria dalam desain rangka batang, yaitu :
(1) Efisiensi Struktural

9

Tujuan efisiensi struktural biasa digunakan dan diwujudkan dalam suatu prosedur
desain, yaitu untuk meminimumkan jumlah bahan yang digunakan dalam rangka batang
untuk memikul pembebanan pada bentang yang ditentukan. Tinggi rangka batang
merupakan variabel penting dalam meminimumkan persyaratan volume material, dan
mempengaruhi desain elemennya.
(2) Efisiensi Pelaksanaan (Konstruksi)
Alternatif lain, kriteria desain dapat didasarkan atas tinjauan efisiensi pelaksanaan
(konstruksi) sehubungan dengan fabrikasi dan pembuatan rangka batang. Untuk mencapai
tujuan ini, hasil yang diperoleh seringkali berupa rangka batang dengan konfigurasi
eksternal sederhana, sehingga diperoleh bentuk triangulasi yang sederhana pula. Dengan
membuat semua batang identik, maka pembuatan titik hubung menjadi lebih mudah
dibandingkan bila batang-batang yang digunakan berbeda.
b. Konfigurasi
Beberapa bentuk konfigurasi eksternal rangka batang yang umum digunakan seperti
ditunjukan pada Gambar 4.6. Konfigurasi eksternal selalu berubah-ubah, begitu pula pola
internalnya. Konfigurasi-konfigurasi ini dipengaruhi oleh faktor eksternal, tinjauan
struktural maupun konstruksi. Masing-masing konfigurasi mempunyai tujuan yang
berbeda. Beberapa hal yang menjadi bahasan penting dalam konfigurasi rangka batang
adalah :
(1) Faktor Eksternal
Faktor-faktor eksternal memang bukanlah hal yang utama dalam menentukan
konfigurasi rangka batang. Namun faktor eksternal juga dapat mempengaruhi bentukbentuk yang terjadi.
(2) Bentuk-bentuk Dasar
Ditinjau dari segi struktural maupun konstruksi, bentuk–bentuk dasar yang
digunakan dalam rangka batang merupakan respon terhadap pembebanan yang ada. Gayagaya internal akan timbul sebagai respon terhadap momen dan gaya geser eksternal.
Momen lentur terbesar pada umumnya terjadi di tengah rangka batang yang ditumpu
sederhana yang dibebani merata, dan semakin mengecil ke ujung. Gaya geser eksternal
terbesar terjadi di kedua ujung, dan semakin mengecil ke tengah.
(3) Rangka Batang Sejajar
Pada rangka batang dengan batang tepi sejajar, momen eksternal ditahan terutama
oleh batang-batang tepi atas dan bawah. Gaya geser eksternal akan dipikul oleh batang

10

diagonal karena batangbatang tepi berarah horisontal dan tidak mempunyai kontribusi
dalam menahan gaya arah vertikal. Gaya-gaya pada diagonal umumnya bervariasi
mengikuti variasi gaya geser dan pada akhirnya menentukan desain batang.
(4) Rangka Batang Funicular
Rangka batang yang dibentuk secara funicular menunjukan bahwa secara konsep,
batang nol dapat dihilangkan hingga terbentuk konfigurasi bukan segitiga, namun tanpa
mengubah kemampuan struktur dalam memikul beban rencana. Batang-batang tertentu
yang tersusun di sepanjang garis bentuk funicular untuk pembebanan yang ada merupakan
transfer beban eksternal ke tumpuan. Batangbatang lain adalah batang nol yang terutama
berfungsi sebagai bracing. Tinggi relatif pada struktur ini merupakan fungsi beban dan
lokasinya.
c. Tinggi Rangka Batang
Penentuan tinggi optimum yang meminimumkan volume total rangka batang
umumnya dilakukan dengan proses optimasi. Proses optimasi ini membuktikan bahwa
rangka batang yang relatif tinggi terhadap bentangannya merupakan bentuk yang efisien
dibandingkan dengan rangka batang yang relatif tidak tinggi. Sudut-sudut yang dibentuk
oleh batang diagonal dengan garis horisontal pada umumnya berkisar antara 300 – 600
dimana sudut 450 biasanya merupakan sudut ideal. Berikut ini pedoman sederhana untuk
menentukan tinggi rangka batang berdasarkan pengalaman. Pedoman sederhana di bawah
ini hanya untuk pedoman awal, bukan digunakan sebagai keputusan akhir dalam desain.
d. Masalah-masalah pada Desain Elemen
Beberapa permasalahan yang umumnya timbul pada desain elemen menyangkut
faktor-faktor yang diuraikan berikut ini.
(1) Beban Kritis
Pada rangka batang, setiap batang harus mampu memikul gaya maksimum (kritis)
yang mungkin terjadi. Dengan demikian, dapat saja terjadi setiap batang dirancang
terhadap kondisi pembebanan yang berbeda-beda.
(2) Desain Elemen, meliputi :
Batang Tarik
Batang Tekan
Untuk batang tekan, harus diperhitungkan adanya kemungkinan keruntuhan tekuk
(buckling) yang dapat terjadi pada batang panjang yang mengalami gaya tekan. Untuk
batang tekan panjang, kapasitas pikul-beban berbanding terbalik dengan kuadrat panjang

11

batang. Untuk batang tekan yang relatif pendek, maka tekuk bukan merupakan masalah
sehingga luas penampang melintang hanya bergantung langsung pada besar gaya yang
terlibat dan teganagan ijin material, dan juga tidak bergantung pada panjang batang
tersebut.

(3) Batang Berukuran Konstan dan/atau Tidak Konstan
Bila batang tepi atas dirancang sebagai batang yang menerus dan berpenampang
melintang konstan, maka harus dirancang terhadap gaya maksimum yang ada pada seluruh
batang tepi atas, sehingga penampang tersebut akan berlebihan dan tidak efisien. Agar
efisien, maka penampang konstan yang dipakai dikombinasikan dengan bagian-bagian
kecil sebagai tambahan luas penampang yang hanya dipakai pada segmen-segmen yang
memerlukan.
(4) Pengaruh Tekuk terhadap Pola
Ketergantungan kapasitas pikul beban suatu batang tekan pada panjangnya serta
tujuan desain agar batang tekan tersebut relatif lebih pendek seringkali mempengaruhi pola
segitiga yang digunanakan.
(5) Pengaruh Tekuk Lateral pada desain batang dan susunan batang.
Jika rangka berdiri bebas seperti pada Gambar 4.8, maka ada kemungkinan struktur
tersebut akan mengalami tekuk lateral pada seluruh bagian struktur. Untuk mencegah
kondisi ini maka struktur rangka batang yang berdiri bebas dapat dihindari. Selain itu
penambahan balok transversal pada batang tepi atas dan penggunaan rangka batang ruang
juga dapat mencegah tekuk transversal.
e. Rangka Batang Bidang dan Rangka Batang Ruang
Rangka batang bidang memerlukan material lebih sedikit daripada rangka batang
tiga dimensi untuk fungsi yang sama. Dengan demikian, apabila rangka batang digunakan
sebagai elemen yang membentang satu arah, sederetan rangka batang bidang akan lebih
menguntungkan dibandingkan dengan sederetan rangka batang ruang (tiga dimensi).
Sebaliknya, konfigurasi tiga dimensi seringkali terbukti lebih efisien dibandingkan

12

beberapa rangka batang yang digunakan untuk membentuk sistem dua arah. Rangka batang
tiga dimensi juga terbukti lebih efisien bila dibandingkan beberapa rangka batang yang
digunakan sebagai rangka berdiri bebas (tanpa balok transversal yang menjadi penghubung
antar rangka batang di tepi atas)

7. STRUKTUR KABEL
Struktur Kabel Adalah sebuah sistem struktur yang bekerja berdasarkan prinsip
gaya tarik, terdiri atas kabel baja, sendi, batang, dsb yang menyanggah sebuah penutup
yang menjamin tertutupnya sebuah bangunan.
Prinsip konstruksi kabel sudah dikenal sejak zaman dahulu pada jembatan gantung,
di mana gaya-gaya tarik digunakan tali. Contoh lainnya adalah tenda-tenda yang dipakai
para musafir yang menempuh perjalanan jarak jauh lewat padang pasir. Setelah orang
mengenal baja, maka baja digunakan sebagai gantungan pada jembatan. Pada taraf
permulaan baja itu dapat berkarat. Pada zaman setengah abad sebelum sekarang,
ditemukanlah baja dengan tegangan tinggi yang tahan terhadap karat.
7.1 Penerapan Struktur Kabel dalam Arsitektur
Struktur kabel merupakan suatu generalisasi terhadap beberapa struktur yang
menggunakan elemen tarik berupa kabel sebagai ciri khasnya. Struktur ini bekerja terhadap
gaya tarik sehingga lebih mudah berubah bentuk jika terjadi perubahan besar atau arah
gaya. Struktur kabel merupakan struktur funicular dimana beban pada struktur diteruskan
dalam bentuk gaya tarik searah dengan material konstruksinya, sehingga memungkinkan
peniadaan momen.
7.2 Sistem Stabilisasi
Beberapa sistem stabilisasi yang dapat digunakan untuk mengantisipasi deformasi
pada struktur kabel antara lain :
1. Peningkatan beban mati

13

Stabilisasi ini dilakukan dengan penerapan material dengan berat yang memadai
dan merupakan material yang homogen sehingga diperoleh beban yang terdistribusi
merata.
2. Pengaku busur dengan arah berlawanan (inverted arch)
Stabilisasi dengan pengaku bususr atau kabel ini berusaha mencapai bentuk yang
kaku dengan menambah jumlah kabel sehingga kemudian menghasilkan suatu jaring-jaring
(cable net structure).
3. Penggunaan batang-batang pembentang (spreader)
Stabilisasi ini menggunakan batang-batang tekan sebagai pemisah antara dua kabel
sehingga menambah tarikan internal didalam kabel.
4. Penambatan/pengangkuran ke pondasi (ground anchorage)
Sistem ini hanya berlaku bagi kabel karena adanya gaya-gaya taik yang dinetralisir
oleh pondasi sehingga menghasilkan stabilisasi.Pada pondasi terjadi tumpuan tarik akibat
perlawanan gaya tarik kabel.
5. Metoda prategang searah kabel (masted structure)
Ciri utamanya adalah tiang-tiang dan kabel yang secara keseluruhan membentuk
suatu struktur kaku. Kabel ditempatkan pada keadaan tertegang dengan jalan memberikan
beban yang dialirkan searah kabel.
7.3 Keuntungan dan Kelemahan Struktur Kabel
Keuntungan struktur kabel :
1. Elemen kabel merupakan elemen konstruksi paling ekonomis untuk menutup permukaan
yang luas
2. Ringan, meminimalisasi beban sendiri sebuah konstruksi
3. Memiliki daya tahan yang besar terhadap gaya tarik, untuk bentangan ratusan meter
mengungguli semua sistem lain
4. Memberikan efisiensi ruang lebih besar
5. Memiliki faktor keamanan terhadap api lebih baik dibandingkan struktur tradisonal yang
sering runtuh oleh pembengkokan elemen tekan di bawah temperatur tinggi. Kabel baja
lebih dapat menjaga konstruksi dari temperatur tinggi dalam jangka waktu lebih
panjang, sehingga mengurangi resiko kehancuran
6. Dari segi teknik, pada saat terjadi penurunan penopang, kabel segera menyesuaikan diri
pada kondisi keseimbangan yang baru, tanpa adanya perubahan yang berarti dari
tegangan

14

7. Cocok untuk bangunan bersifat permanen.
7.4Kelemahan struktur kabel
Pembebanan yang berbahaya untuk struktur kabel adalah getaran. Struktur ini dapat
bertahan dengan sempuna terhadap gaya tarik dan tidak mempunyai kemantapan yang
disebabkan oleh pembengkokan, tetapi struktur dapat bergetar dan dapat mengakibatkan
robohnya bangunan
STRUKTUR KABEL
Ada jenis-jenis struktur yang telah banyak digunakan oleh perencana gedung, yaitu
struktur pelengkung dan struktur kabel. Kedua jenis struktur yang berbeda ini mempunyai
karakteristik dasar struktural yang sama, khususnya dalam hal perilaku strukturnya.
Kabel yang mengalami beban eksternal tentu akan mengalami deformasi yang
bergantung pada besar dan lokasi beban eksternal. Bentuk yang didapat khusus untuk
beban itu ialah bentuk funicular ( sebutan funicular berasal dari bahasa Latin yang berarti
“tali”). Hanya gaya tarik yang dapat timbul pada kabel. Dengan membalik bentuk struktur
yang diperoleh tadi, kita akan mendapat struktur baru yang benar-benar analog dengan
struktur kabel, hanya sekarang gaya yang dialami adalah gaya tekan. Secara teoritis, bentuk
yang terakhir ini dapat diperoleh dengan menumpuk elemen-elemen yang dihubungkan
secara tidak kaku (rantai tekan) dan struktur yang diperoleh akan stabil. Akan tetapi,
sedikit variasi pada beban akan berarti bahwa strukturnya tidak lagi merupakan bentuk
funicular sehingga akan timbul momen lentur dan gaya geser akibat beban yang baru ini.
Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya keruntuhan pada struktur tersebut sebagai akibat
dari hubungan antara elemen-elemen yang tidak kaku, tidak dapat memikul momen lentur.
Karena bentuk struktur tarik dan tekan yang disebutkan di atas mempunyai hubungan
dengan tali tergantung yang dibebani, maka kedua jenis struktur disebut sebagai struktur
funicular.
Banyak bangunan yang menggunakan struktur funicular. Sebagai contoh, jembatan
gantung yang semula ada di Cina, India, dan Amerika Selatan adalah struktur funicular
tarik. Ada struktur jembatan kuno yang menggunakan tali, ada juga yang menggunakan
bambu. Di Cina ada jembatan yang menggunakan rantai, yang dibangun sekitar abad
pertama SM. Struktur kabel juga banyak digunakan pada gedung, misalnya struktur kabel
yang menggunakan tali. Struktur ini dipakai dipakai sebagai atap amfiteater Romawi yang
dibangun sekitar tahun 70 SM.

15

Sekalipun kabel telah lama digunakan, pengertian teoretisnya masih belum lama
dikembangkan. Di Eropa, jembatan gantung masih belum lama digunakan meskipun
struktur rantai-tergantung telah pernah dibangun di Alpen Swiss pada tahun 1218. Teori
mengenai struktur ini pertama kali dikembangkan pada tahun 1595, yaitu sejak Fausto
Veranzio menerbitkan gambar jembatan gantung. Selanjtnya pada tahun 1741 dibangun
jembatan rantai di Durham County, Inggris. Jembatan ini mungkin merupakan jembatan
gantung pertama di Eropa.
Titik balik penting dalam evolusi jembatan gantung terjadi pada awal abad ke-19 di
Amerika, yaitu pada saat James Findley mengembangkan jembatan gantung yang dapat
memikul beban lalu lintas. Findley membangun jembatannya untuk pertama kali pada
tahun 1810 di Jacobs Creek, Uniontown, Pennsylvania dengan menggunakan rantai besi
fleksibel. Inovasi Findley bukanlah kabelnya, melainkan penggunaan dek jembatan yang
diperkaku yang pengakunya diperoleh dengan menggunakan rangka batang kayu.
Penggunaan dek kaku ini dapat mencegah kabel penumpunya berubah bentuk sehingga
bentuk permukaan jalan juga tidak berubah. Dengan inovasi ini dimulailah penggunaan
jembatan gantung modern.
Inovasi Findley dilanjutkan oleh Thomas Telford di Inggris dengan mendesain
jembatan yang melintasi selat Menai di Wales (1818-1826). Louis Navier, ahli matematika
Prancis yang amat terkenal, membahas karya Findley dengan menulis buku mengenai
jembatan gantung, Rapport et Memoire sur les Ponts Suspends, yang diterbitkan pada
tahun 1823. Navier dalam bukunya sangat menghargai karya Findley dalam hal pengenalan
dek jembatan kaku.
Segera setelah inovasi Findley, banyak jembatan gantung terkenal lainnya
dibangun, misalnya jembatan Clifton di Inggris (oleh Isombard Brunel) dan jembatan
Brooklyn (oleh John Roebling). Banyak pula jembatan modern yang dibangun setelah itu,
misalnya yang membentangi Selat Messina dengan bentang tengah sekitar 5000 ft (1525
m) dan jembatan Verazano-Narrows yang bentang tengahnya 4260 ft (1300 m).
Penggunaan kabel pada gedung tidak begitu cepat karena pada saat itu belum ada
kebutuhan akan bentang yang sangat besar. Meskipun James Bogardus telah memasukkan
proposal kepada Crystal Palace pada New York Exhibition pada tahun 1853, yang
mengusulkan atap gedung berbentuk lingkaran dari besi tuang berdiameter 700 ft (213 m)
digantung dari rantai yang memancar dan ditanam pada menara pusat, struktur pavilyun

16

pada pameran Nijny-Novgorod yang didesain oleh V. Shookhov pada tahun 1896 dianggap
sebagai awal mulanya aplikasi kabel pada gedung modern. Struktur-struktur yang dibangun
berikutnya adalahpavilyun lokomotif pada Chicago World’s Fair pada tahun 1933 dan
Livestock Judging Pavillion yang dibangun di Raleigh, North Carolina pada sekitar tahun
1950. sejak itu sangat banyak dibangun gedung yang menggunakan struktur kabel.

8. STRUKTUR MEMBRAN
Membran adalah suatu lembaran bahan tipis sekali dan hanya dapat menahan gaya
tarik murni. Soap film adalah membran yang paling tipis, kira-kira 0,25 mm yang dapat
membentang lebar. Suatu struktur membran dapat bertahan daalm dua dimensi, tidak dapat
menerima tekan dan geser karena tipisnya terhadap bentangan yang besar.
Beban-beban yang dipikul mengakibatkan lendutan, karena membran adalah bidang
dua dimensi dan karena merupakan jala-jala yang saling membantu, maka bertambahlah
kapasitasnya.
Ada dua karakter dasar dari kemampuan membran. Tegangan membran terdiri atas
tarik dan geser, yang selalu ada dalam permukaan bidang membran dan tidak tegak lurus di
atas bidang itu. Aksi membran pada dasarnya tergantung dari karakteristik bentuk
geometrinya, yaitu dari lengkungan dan miringnya bidang membran. Walaupun membran
tidak begitu stabil, dapat dicarikan jalan untuk dimanfaatkan sebagai struktur. Keuntungan
struktur ini ialah ringan, ekonomis dan dapat membentang luas.
Aksi struktur membran dapat ditingkatkan daya tariknya dengan tarikan sebelum
pembebanan. Sebagai contoh payung dari kain.
Dengan mengadakan pratarik pada kain yang kemudian dikuncinya dengan alat
apitan, rusuk-rusuk baja membuka dan mendukungnya dengan dibantu oleh batang-batang
tekan yang duduk pada tangkai payung. Kain tertarik dan memberi bentuk lengkungan
yang cocok untuk menahan beban. Membran kain payung dapat menerima tekanan dari
luar

dan

17

dalam.

Skelet dari rusuk-rusuk baja menerima tarikan dari kain dan memperkuat seluruh
permukaan bidang terhadap tekanan angin.

9. STRUKTUR PNEUMATIK
Membran dapat diberi pra tegang dengan tekanan dari sebelah dalam apabila
menutup suatu volume atau sejumlah volume yang terpecah-pecah. Dengan cara ini
tersusunlah struktur pneumatik. Embran mudah menjadi bengkok dan dapat mudah ditekan
oleh gas atau udara. Dalam tyeori, membran tanpa pra tegang dapat membentangi ruangan
yang besar sekali dengan tekanan udara yang mengimbangi beratnya sendiri dari membran
yang mengambang. Dalam praktek, membran perlu diberi prategang supaya menjadi stabil
terhadap pembebanan yang tak simetris dan yang dinamis.
Stabilitas bentuk konstruksi ini dikendalikan oleh 2 faktor :
1. Kesatu : tekanan pada tiap titik dari membran yang menyebabkan tegangan tarik
harus cukup untuk menahan semua kondisi pembebanan dan untuk menjaga agar
tidak terdapat tegangan tekan pada membaran.
2. Kedua : tegangan membran pada setiap titik dengan kondisi pembebanan harus
lebih kecil daripada tegangan yang diperkenankan pada bahan.
Bentu struktur pneumatik adalah karakteristik merupakan lengkungan dua arah dari
lengkungan sinplastik. Bentuk dengan lengkungan searah dan lingkungan anti klasik tidak
mungkin digunakan .
Lengkungan kubah adalah bentu yang cocok untuk struktur membran pneumatik,
karena dapat menutupu ruangan dan dapat ditekan oleh udara yang besarnya atau
kecepatannya sama kesemua arah.

18

Tegangan membran dalam bola atau dalam kubah tergantung pada tekanan udara
dari dalam dan garis radius, yakni o = ½ . p .r (p = tekanan udara, r = radius kubah ).

10. STRUKTUR CANGKANG
Cangkang adalah bentuk struktural berdimensi tiga yang kaku dan tipis serta
mempunyai permukaan lengkung. Permukaan cangkang dapat mempunyai bentuk
sembarang. Bentuk yang umum adalah permukaan yang berasal dari
1. Kurva yang diputar terhadap 1 sumbu (misalnya, permukaan bola, elips, kerucut,
dan parabola),
2. Permukaan translasional yang dibentuk dengan menggeserkan kurva bidang di atas
kurva bidang lainnya, (misalnya permukaan bola eliptik dan silindris)
3. Permukaan yang dibentuk dengan menggeserkan 2 ujung segmen garis pada 2
kurva bidang (misalnya permukaan bentuk hiperbolik parabolid dan konoid)
4. Dan berbagai bentuk yang merupakan kombinasi dari yang sudah disebutkan di
atas.
Bentuk cangkang tidak harus selalu memenuhi persamaan matematis sederhana. Segala
bentuk cangkang mungkin saja digunakan untuk suatu struktur. Bagaimanapun, tinjauan
konstruksional mungkin akan membatasi hal ini.
Beban-beban yang bekerja pada cangkang diteruskan ke tanah dengan
menimbulkan tegangan geser, tarik, dan tekan pada arah dalam bidang (in-plane)
permukaan tersebut.Tipisnya permukaan cangkang menyebabkan tidak adanya tahan
Momen yang berarti Struktur cangkang tipis khusunya cocok digunakan untuk memikul

19

beban merata pada atap gedung. Struktur ini tidak cocok untuk memikul beban terpusat.
Struktur cangkang selalu memerlukan penggunaan cincin tarik pada tumpuannya.
Sebagai akibat cara elemen struktur ini memikul beban dalam bidang (terutama
dengan cara tarik dan tekan), struktur cangkang dapat sangat tipis dan mempunyai bentang
yang relatif besar. Perbandingan bentang tebal sebesar 400 – 500 saja digunakan (misalnya
tebal 3 in. (8 cm) mungkin saja digunakan untuk kubah yang berbentang 100 sampai 125 ft
(30 sampai 38 m). Cangkang setipis ini menggunakan material yang relatif baru
dikembangkan, misalnya beton bertulang yang didesain khusus untuk membuat permukaan
cangkang. Bentuk-bentuk 3 dimensional lain, misalnya kubah pasangan (bata), mempunyai
ketebalan lebih besar, dan tidak dapat dikelompokkan struktur yang hanya memikul
tegangan dalam bidang karena, pada struktur tebal seperti ini, momen lentur sudah mulai
dominan.
Bentuk 3 dimensional juga dibuat dari batang-batang kaku dan pendek. Struktur
seperti ini pada hakikatnya adalah struktur cangkang karena perilaku strukturalnya dapat
dikatakan sama dengan permukaan cangkang menerus, hanya saja tegangannya tidak lagi
menerus seperti pada permukaan cangkang, tetapi terpusat pada setiap batang. Struktur
demikian baru pertama kali digunakan pada awal abad XIX. Kubah Schewedler, yang
terdiri atas jaring-jaring batang bersendi tak teratur, misalnya, diperkenalkan pertama kali
oleh Schwedler di Berlin pada tahun 1863, pada saat ia mendesain kubah dengan bentang
132 ft (48 m). Struktur baru lainnya adalah menggunakan batang-batang yang diletakkan
pada kurva yang dibentuk oleh garis membujur dan melintang dari suatu permukaan putar.
Banyak kubah besar di dunia ini yang menggunakan cara demikian.
Untuk menghindari kesulitan konstruksi yang ditimbulkan dari penggunaan batangbatang yang berbeda dalam membentuk permukaan cangkang, kita dapat menggunakan
cara-cara lain yang menggunakan batang-batang yang panjangnya sama. Salah satu
diantaranya adalah kubah geodesik yang diperkenalkan oleh Buckminster Fuller. Karena
permukaan bola tidak dapat dibuat, maka banyaknya pola berulang identik yang akan
dipakai untuk membuat bagian dari permukaan bola itu akan terbatas. Icosohedron bola,
misalnya, terdiri atas 20 segitiga yang dibentuk dengan menghubungkan lingkaranlingkaran besar yang mengelilingi bola. Tinjauan geometris demikian inilah yang
digunakan oleh Fuller. Kita harus berhati-hati dalam menggunakan cara seperti ini karena
sifat strukturnya dapat membingungkan. Keuntungan struktural yang didapat tidak selalu
lebih besar daripada bentuk kubah lainnya.

20

Bentuk-bentuk lain yang bukan merupakan permukaan putaran juga dapat dibuat
dengan menggunakan elemen-elemen batang. Beberapa di antaranya adalah atap barrel
ber-rib dan atap Lamella yang terbuat dari grid miring seperti pelengkung yang
membentuk elemen-elemen diskrit. Bentuk yang disebut terakhir ini yang terbuat dari
material kayu sangat banyak dijumpai, tetapi baja maupun beton bertulang juga dapat
digunakan. Dengan sistem Lamella, kita dapat mempunyai bentangan yang sangat besar.

BAB III
KONSTRUKSI
1. PENGERTIAN KONSTRUKSI BANGUNAN

21

Konstruksi Bangunan terdiri dari dua suku kata yaitu konstruksi (construction)
yang berarti membangun, sedangkan bangunan yang berarti suatu benda yang dibangun
atau didirikan untuk kepentingan manusia dengan tujuan, biaya dan waktu tertentu.
Konstruksi bangunan berarti suatu cara atau teknik membuat/mendirikan bangunan agar
memenuhi syarat kuat, awet, indah, fungsional dan ekonomis.
struktur berarti benda sedangkan konstruksi berarti teknik atau cara membuat
(rekayasa). Konstruksi merupakan suatu kegiatan membangun sarana maupun prasarana.
Dalam sebuah bidang arsitektur atau teknik sipil, sebuah konstruksi juga dikenal sebagai
bangunan atau satuan infrastruktur pada sebuah area atau pada beberapa area. Secara
ringkas konstruksi didefinisikan sebagai objek keseluruhan bangunan yang terdiri dari
bagian-bagian struktur. Misal, Konstruksi Struktur Bangunan adalah bentuk/bangun secara
keseluruhan dari struktur bangunan. contoh lain: Konstruksi Jalan Raya, Konstruksi
Jembatan, Konstruksi Kapal, dan lain lain.
Konstruksi dapat juga didefinisikan sebagai susunan (model, tata letak) suatu
bangunan (jembatan, rumah, dan lain sebagainya) Walaupun kegiatan konstruksi dikenal
22

sebagai satu pekerjaan, tetapi dalam kenyataannya konstruksi merupakan satuan kegiatan
yang terdiri dari beberapa pekerjaan lain yang berbeda.Pada umumnya kegiatan konstruksi
diawasi oleh manajer proyek, insinyur disain, atau arsitek proyek. Orang-orang ini bekerja
di dalam kantor, sedangkan pengawasan lapangan biasanya diserahkan kepada mandor
proyek yang mengawasi buruh bangunan, tukang kayu, dan ahli bangunan lainnya untuk
menyelesaikan fisik sebuah konstruksi.
Bangunan dikelompokkan kedalam 4 kelompok yaitu:
1). Bangunan Gedung yaitu: kantor, rumah sakit, hotel, rumah dan lain-lain.
2) Bangunan Transportasi yaitu: jalan, jembatan, rel kereta api, terminal, pelabuhan,
lapangan terbang dan sebagainya.
3) Bangunan Air yaitu: bendungan, saluran irigasi, saluran drainase, bangunan bagi,
goronggorong dan sebagainya.
4) Bangunan khusus yaitu: anjungan lepas pantai, menara jaringan listrik tegangan tinggi,
menara pemancar radio, TV dan sebagainya.
Secara umum konstruksi bangunan harus memenuhi 5 syarat yaitu:
1. Kuat dan awet, dalam arti tidak mudah rusak sehingga biaya pemeliharaan relatip
menjadi murah.
2. Fungsional, dalam arti bentuk, ukuran dan organisasi ruangan mememihi kebutuhan
sesuai dengan fungsinya.
3. Indah, dalam arti bentuknya enak dipandang mata .
4. Hygienis, dalam arti sirkulasi udara dan cahayanya cukup sehingga penghuninya merasa
nyaman dan sehat.
5. Ekonomis, dalam arti tidak terdapat pemborosan sehingga pembiayaan menjadi relatif
efisien dan efektif.

23



Sistem Bangunan
Sebuah sistem dapat didefinisikan sebagai suatu susunan bagian-bagian yang saling

berhubungan atau saling tergantung satu sama lain yang membentuk sebuah kesatuan
kompleks dan berlaku untuk satu fungsi. Sebuah bangunan dapat diartikan sebagai wujud
fisik dari beberapa sistem dan subsistem yang saling berhubungan, terkoordinasi,
terintegrasi satu sama lain sekaligus dengan wujud tiga dimensinya, serta organisasi
spasialnya secara utuh.


Sistem Struktural
Sistem struktural sebuah bangunan dirancang dan dikonstruksi untuk dapat

menyokong dan menyalurkan gaya gravitasi dan beban lateral ke tanah dengan aman tanpa
melampaui beban yang diizinkan atau yang dapat ditanggung oleh bagian-bagian sistem
struktur itu sendiri.
a) Substruktur atau struktur bawah: adalah struktur dasar yang membentuk fondasi sebuah
bangunan.
b) Struktur: berupa kolom, balok, dan dinding penopang menyokong struktur lantai dan
atap.
c) Superstruktur atau struktur atas: adalah perpanjangan vertikal bangunan di atas fondasi.
Dari elemen-elemen bangunan tersebut diatas, selanjutnya dapat disusun sedemikian
sehingga sesuai dengan fungsinya masing-masing dan seefisien mungkin, karena elemen
yang satu terhadap yang lain saling berkaitan menjadi satu kesatuan yaitu yang disebut
gedung atau rumah.

24



Sistem Selubung
Sistem selubung merupakan cangkang atau selimut bangunan yang terdiri dari atap,

dinding eksterior, jendela, dan pintu.
 Atap dan dinding eksterior melindungi ruang-ruang interior dari cuaca, mengkontrol
kelembaban, panas, dan aliran udara dengan susunan lapisan komponen konstruksi.
 Dinding eksterior dan atap juga meredam kebisingan, serta memberikan keamanan dan
privasi bagi penghuni bangunan.
 Pintu memberikan akses fisik.
 Jendela memberikan akses terhadap cahaya, udara, dan pemandangan.
 Dinding interior dan partisi membagi ruang interior bangunan menjadi satuan ruangruang yang lebih kecil.



Sistem Mekanikal
Sistem mekanikal bangunan memberikan pelayanan yang penting bagi bangunan,

diantaranya:
1. Sistem pasokan air menyediakan air untuk konsumsi dan sanitasi penghuni.
2. Sistem pembuangan air membuang limbah cair dan zat organik ke luar bangunan.
3. Sistem pemanas, ventilasi, dan AC (air conditioning) mengkondisikan keadaan ruang
interior untuk kenyamanan penghuni.
4. Sistem elektrikal mengendalikan, mengukur, melindungi sumber daya listrik bangunan
dan mendistribusikannya dengan aman untuk memenuhi kebutuhan
5. Sistem penerangan, keamanan, dan komunikasi Sistem transportasi vertikal (lift)
membawa crane dan barang dari satu lantai ke lantai lain dalam bangunan bertingkat
sedang Ban tinggi.
6. Sistem kebakaran mendeteksi dan memadamkan api.
7. Struktur bangunan bertingkat tinggi mungkin memerlukan sistem pembuangan limbah
serta sistem daur ulang.

25

Gb.kontruksi rumah dari kayu

Gb.kontruksi rumah dari baja
I.

Jenis-jenis Bangunan
Bangunan sebagai suatu benda hasil karya orang umumnya besar dan mempunyai

bobot yang tinggi serta dikerjakan oleh orang banyak. Mengingat banyaknya macam
bangunan dalam bidang teknik, maka dapat dibedakan menjadi jenis-jenis sebagai berikut :


Bangunan kering, yang diantaranya adalah gedung, rumah, jalan, pabrik, tempat
ibadah , dan lain-lain.



Bangunan basah, yang diantaranya adalah saluran air, menara air, dermaga,
pelabuhan, bendungan, saluran irigasi dan lain sebagainya.Mengingat ruang
lingkup dan jenis bangunan yang cukup luas, maka dalam materi ini hanya akan
dibahas ilmu bangunan gedung saja.

26

II.

Bagian-bagian Bangunan Gedung
Setiap bangunan merupakan susunan sesuatu yang terdiri dari komponen-

komponen yang saling berhubungan antara satu dengan lainnya agar mendapatkan
konstruksi yang stabil.
Ditinjau dari sisi susunannya, bagunan gedung dapat dibagi menjadi 3 (tiga) bagian yaitu
sebagai berikut:


Bagian bawah
Yaitu bagian-bagian bangunan yang terletak dibawah permukaan lantai atau bagian

bangunan yang ada di dalam tanah, seperti balok beton (sloof), kolom beton dan pondasi.
Bangunan bagian bawah ini berfungsi untuk menahan semua beban bangunan yang berada
diatasnya termasuk beratnya sendiri.


Bagian tengah
Yaitu bagian-bagian bangunan yang terletak diatas balok beton (sloof), seperti

dinding, pintu dan jendela.


Bagian atas

Yaitu bagian-bagian bangunan yang terletak diatas dinding (pasangan bata), seperti
plafond, balok cincin (ring balk), rangka atap dan penutup atap.
II.1 Struktur bangunan adalah komponen penting dalam arsitektur.
Untuk melindungi

suatu ruang terhadap iklim dan bahaya –bahaya yang

ditimbulkan oleh alam. Menyalurkan beban ke dalam tanah.
Struktur adalah sebuah sistem, artinya gabungan atau rangkaian dari berbagai macam
elemen-elemen yang dirakit sedemikian rupa hingga menjadi satu kesatuan yang utuh.
II.2 Beban dibedakan dalam beberapa arti :
Beban Gravitasi : Tegak Lurus Kebumi, vertikal ke bumi, beban yang secara alami dimiliki
oleh setiap benda di muka bumi.
Beban Lateral atau Horizontal :Tegak Lurus terhadap beban gravitasi atau mendatar relatif
sejajar permukaan bumi.
Pembagian beban berdasarkan sebabnya :
1. Beban yang disebabkan Alam (Geofisika)
Arus dan Gelombang air, geothermal-uap dan gas, angin, gempa tektonik dan
vulkanik, hujan, salju, dsb.

27

2. Beban yang disebabkan Buatan Manusia (Man Made)
getaran kendaraan, suara buatan, ledakan bom, nuklir, benturan, pukulan, dsb.
Perbedaan beban hidup dan beban mati Beban Mati


Berat Sendiri – Struktur dan Seisinya



Sifatnya Permanen – Tetap, Statik



Beban mati dapat dihitung dengan akurat – material dan komponennya jelas.

Contoh : Struktur dinding, lantai, atap, plafon, perlengkapan Sistem Mekanikal Elektrikal
Beban Hidup


Salju, Air hujan, Es



Tekanan Air,Tanah, dan Air Tanah



Beban Angin

Beban Gempa ;
1. Pergeseran pada Patahan/plate
2. Tanah Longsor, Tanah Turun pada lapisan bawah
3. Tsunami
4. Beban Termis – Panas, Memuai dan Pemuaian
5. Beban Ledakan – Nuklir, Super Sonic
6. Sifatnya Berubah atau Temporari atau Semi Permanen
7. Beban Hidup terkadang sukar diprekdiksi arah dan besarnya
8. Besaran dapat berubah menurut Waktu dan Tempat
9. Beban Hidup dapat bekerja secara Statik ataupun Dinamik
Contoh : Orang, Perabot Interior-Furnitur, Dinding Partisi, Sebagian Perlengkapan
Mekanikal (tangki air, pipa, dll).
Konsep dasar sistem struktur :
Beberapa aspek yang perlu diperhatikan dalam memilih dan mendisain struktur
adalah Pola Geometr