MAKALAH STRUKTUR BANGUNAN PERENCANAAN BA
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
DAFTAR ISI
Kata Pengantar .....................................................................................................................i
Daftar Isi .............................................................................................................................ii
Daftar Gambar ...................................................................................................................iii
Abstrak................................................................................................................................iv
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................3
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan .....................................................................................3
1.3.1 Tujuan Penulisan .......................................................................................................3
1.3.2 Manfaat Penulisan .....................................................................................................4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Devinisi Gempa Bumi ..................................................................................................4
2.2 Metode Penulisan .........................................................................................................5
III. PEMBAHASAN
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
3.2.1 struktur Pondasi .........................................................................................................7
3.2.2 Struktur Dinding ......................................................................................................11
3.2.3 Struktur Atap.............................................................................................................13
3.2.3.1 Pengertian Struktur Atap........................................................................................15
3.2.3.2 Pembagian Struktur Atap.......................................................................................16
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 3. Pondasi Tanah Kurang Baik..............................................................................9
Gambar 4.Denah pondasi batu kali............................................................................ .......10
Gambar 5. Struktur dinding..................................................................................
.........12
Gambar 6. Kolom Dinding................................................................................................13
Gambar 7.Pintu Dan Jendela............................................................................. ...............13
Gambar 8. Bidang Dinding Kotak.....................................................................................14
Gambar 9. Atap ringan......................................................................................................16
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
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.
Gempa bumi merupakan bencana alam yang paling menakutkan bagi manusia, karena
bencana alam ini terjadi secara tiba-tiba, tidak dapat diprediksi kapan terjadinnya. Hal ini akibat
kita selalu mengandalkan tanah tempat kita berpijak di bumi sebagai landasan yang paling stabil
yang bisa selalu dalam keadaan diam dan menopang kita. Begitu terjadi gempa bumi, kita tibatiba menyadari bahwa tanah yang kita pijak tersebut ternyata bisa kehilangan stabilitasnya
sehingga dapat merusak lingkungan dan bangunan yang ada di atas lapisan permukaan tanah, dan
mampu menelan korban.Wilayah Indonesia mencakup daerah-daerah yang mempunyai tingkat
resiko gempa yang tinggi diantara beberapa daerah gempa diseIuruh dunia. Data-data terakhir
yang berhasil direkam menunjukkan bahwa rata-rata setiap tehun terjadi sepuluh kegiatan gempa
bumi yang mengakibatkan kerusakan yang cukup besar di Indonesia. Sebagian terjadi pada
daerah lepas pantai dan sebagian lagi pada daerah pemukiman. Pada daerah pemukiman yang
cukup padat, perlu adanya suatu perlindungan untuk mengurangi angka kematian penduduk dan
kerusakan berat akibat goncangan gempa. Dengan menggunakan prinsip teknik yang benar,
detail konstruksi yang baik dan praktis maka kerugian harta benda dan jiwa menusia dapat
dikurangi. Seperti halnya peristiwa beberapa tahun yang lalu di Yogjakarta diguncang oleh
gempa berkekuatan 6,2 skala Richter pada tanggal 27 Mei 2006 kurang lebih pukul 05.55 WIB
selama 57 detik.Korban tewas menurut laporan terakhir dari Departemen Sosial Republik
Indonesia pada 1 Juni 2006 pukul 07:00 WIB, berjumlah 6.234 orang dengan rincian: Yogyakarta
165 jiwa, Kulon Progo 26 jiwa, Gunung Kidul 69 jiwa, Sleman 326 jiwa, Klaten 1.668 jiwa,
Magelang 3 jiwa, Boyolali 3 jiwa, Purworejo 5 jiwa, Sukoharjo 1 jiwa dan korban terbanyak di
Bantul 3.968 jiwa. Sementara korban luka berat sebanyak 33.231 jiwa dan 12.917 lainnya
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?
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan
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
Gempa bumi merupakan suatu bencana alam yang disebabkan oleh lempeng-lempeng
yang merupakan bagian dari kerak bumi yang bergerak aktif. Pergerakan itu dipicu antara lain
oleh air laut dan samudera. Sekitar 71 persen wilayah bumi kita terdiri atas laut dan samudera,
atau dengan kata lain berupa air. Lempeng-lempeng bumi ini sebenarnya adalah bagian dari
kerak bumi yang terdiri atas berbagai jenis bebatuan. Efek dari pergeseran itu adalah berupa
getaran yang disebut gempa. Gempa terjadi karena ada perpindahan massa dalam lapisan batuan
bumi. Kekuatan suatu gempa bergantung pada jumlah energi yang terlepas, saat terjadi
pergeseran dan tumbukan. Pergeseran tersebut memang memungkinkan terjadinya tumbukan.
Ada kalanya pergeseran itu menyebabkan perubahan bentuk yang tiba-tiba, sehingga terjadi
ledakan dan patahan yang menimbulkan gempa hebat yang disebut sebagai gempa tektonik.
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
Di Indonesia, Rumah tahan gempa (Smart Modula) ini tergolong konsep revolusioner
untuk konstruksi bangunan serba guna. Desain rumah ini memiliki fleksibilitas tinggi, mudah
dalam membangunnya, dan cukup kokoh. Konsep knock down atau bongkar pasang yang cukup
sederhana tapi praktis ini telah digulirkan sejak lima tahun lalu oleh BB Triatmoko SJ. Struktur
utama rumah tahan gempa ini tidak ditanam atau ditopang dengan fondasi yang memanjang di
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.A Pondasi Batu Kali
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:
Gambar 3. Pondasi Tanah Kurang Baik
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
masing-masing material tersebut di atas dapat dhitung jumlah yang dibutuhkan untuk
pasangan batu kali per m3, sehingga didapatkan total kebutuhan material dengan cara mngalikan
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
Gaya-gaya aksiaI dalam ring balok harus ditahan oleh dinding. Pada dinding bata gayagaya tersebut ditahan oleh gaya tekan diagonal yang diuraikan menjadi gaya tekan dan gaya
tarik. Gaya aksiaI yang bekerja pada ring balok juga dapat menimbulkan gerakan berputar pada
dinding. Putaran ini ditahan oleh berat sendiri dinding,berat atap yang bekerja diatasnya dan
ikatan sloof ke pondasi. Jika momen guling lebih besar dari momen penahannya maka panjang
dinding harus diperbesar.Kemungkinan lain untuk memperkaku dinding adalah sistim diafragma
dengan menggunakan plywood, particle board atau sejenisnya, atau pengaku diagonal kayu
untuk dinding bilik. Penggunaan dinding diafragma lebih dianjurkan karena sering terjadi
kesulitan untuk memperoleh sambungan ujung yang lebih pada sistim pengaku diagonal. Beban
gempa yang bekerja pada arah Y ditahan dengan cara yang sama dengan arah X Sebagal sistem
struktur utama yang mana dinding harus mampu menahan beban gempa yang searah dengan
bidang dinding, dinding juga harus mampu menahan gempa dalam arah yang tegak lurus bidang
dinding. Dengan alasan ini maka dinding bata (tanpa tulangan) harus diperkuat dengan kolom
praktis dengan jarak yang cukup dekat. Sebagai pengganti kolom praktis ini dapat dipakai tiang
kayu. Pondasi dinding juga dibuat menerus. Pondasi-pondasi setempat perlu diikat kuat satu
sama lain dengan memakai balok pengikat (sloof) sepanjang pondasi tersebut dan seperti contoh
gambar dibawah ini:
Gambar 5. 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
bangunan,seperti contoh di bawah ini:
Gambar 7. Pintu Dan Jendela
Keseluruhan kerangka bangunan harus terikat dengan kokoh dan harus dipasang balok
keliling yang diikat kaku dangan kolom. Gunakan kayu kering sebagai konstruksi kuda-kuda,
pilih bahan atap yang seringan mungkin, dan ikat kaku dengan konstruksi kuda-kuda. Untuk
bahan dinding dipilih yang seringan mungkin, papan, papan berserat, papan lapis, bilik, ikat
bahan dinding dengan kolom. Bila bahan dinding menggunakan bata/batako, bahan tidak patah
dan berbunyi nyaring jika diadukan, pada jarakvertikal 30 cm, pasangan diberi angker yang
dijangkarkan ke kolom, panjang angker 50 cm, dan diameter 6 mm. Perhatikan bahan
spesi/adukan, setiap jenis tras, pasir, atau semen, mempunyai sifat khusus sebaiknya
perbandingan campuran mengikuti standar yang ada. Bangunan tahan gempa memiliki
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 bagian dari bangunan gedung (rumah) yang letaknya berada dibagian
paling atas, sehingga untuk perencanaannya atap ini haruslah diperhitungkan dan harus mendapat
perhatian yang khusus dari si perencana (arsitek). Karena dilihat dari penampakannya ataplah
yang paling pertama kali terlihat oleh pandangan setiap yang memperhatikannya. Untuk itu
dalam merencanakan bentuk atap harus mempunyai daya arstistik. Bisa juga dikatakan bahwa
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.
Struktur atap pada umumnya terdiri dari tiga bagian utama yaitu : struktur penutup atap,
gording dan rangka kuda-kuda. Penutup atap akan didukung oleh struktur rangka atap, yang
terdiri dari kuda-kuda, gording, usuk dan reng. Beban-beban atap akan diteruskan ke dalam
fondasi melalui kolom dan atau balok. Konstruksi atap yang baik memungkinkan terjadinya
sirkulasi udara dengan baik. Sudah sewajarnya setiap rumah dilengkapi dengan atap. Atap rumah
merupakan bagian dari bangunan yang befungsi sebagai penutup atau pelindung bangunan dari
panas terik matahari dan hujan, sehingga memberikan kenyamanan bagi pengguna
bangunan. Atap rumah merupakan bagian penting pada konstruksi bangunan rumah karena
berada di atas untuk menutupi seluruh bagian bangunan. Untuk konstruksi atau struktur, pada
umumnya, atap terdiri dari tiga bagian utama yaitu struktur penutup atap, gording dan rangka
kuda-kuda. Penutup atap akan didukung oleh struktur rangka atap, yang terdiri dari kuda-kuda,
gording, usuk dan reng. Beban-beban atap akan diteruskan ke dalam fondasi melalui kolom dan
atau balok. Struktur atap pada umumnya juga dibuat dengan mengikuti atau menyesuaikan
dengan denah atau bentuk keseluruhan bangunan (desain atap rumah). Jika rumah terdiri atas dua
lantai, struktur atap dibuat mengikuti denah atau layout rumah pada lantai dua.
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).
1. Struktur Atap
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.
2. kuda-kuda dan rangka kayu.
3. struktur baja konvensional.
4. struktur baja ringan.
Atap dan bagian-bagiannya:
1. jurai dalam
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
Penutup merupakan bagian yang menutupi atap secara keseluruhan sehingga terciptalah
ambang atas yang membatasi kita dari alam luar. Ada berbagai pilihan penutup atap dengan
pilihan bentuk dan sifat yang berbeda. Dua faktor utama yang harus dipertimbangkan dalam
pemilihannya adalah faktor keringanan material agar tidak terlalu membebani struktur bangunan
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
Dibandingkan hujan dan panas,angin merupakan faktor yang paling diperhitungkan demi
menjamin atap yang kuat. Beberapa masalah akibat angin kencang antara lain:penutup atap yg
terbang,gording terlepas,kuda-kuda terangkat,dan kolom kayu bergeser atau terangkat. Atap
yang baik adalah yang dapat menerima beban angin yang sama dari segala arah (idealnya adalah
bentuk atap bulat). Bentuk ini sangat berpengaruh pada besarnya tekanan angin yang bekerja
pada bangunan. Semakin tinggi bangunan akan semakin besar tekanan angin. Tekanan angin
bekerja lebih ringan bila tinggi bangunan lebih kecil dari setengah lebar bangunan. Kemiringan
atap yang memberikan beban angin yg rendah adalah antara 10°-30°. Untuk sudut yang lebih
besar dari dari 30°,perlu kekuatan yg lebih baik dan penutup yg sesuai.
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
DAFTAR ISI
Kata Pengantar .....................................................................................................................i
Daftar Isi .............................................................................................................................ii
Daftar Gambar ...................................................................................................................iii
Abstrak................................................................................................................................iv
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................3
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan .....................................................................................3
1.3.1 Tujuan Penulisan .......................................................................................................3
1.3.2 Manfaat Penulisan .....................................................................................................4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Devinisi Gempa Bumi ..................................................................................................4
2.2 Metode Penulisan .........................................................................................................5
III. PEMBAHASAN
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
3.2.1 struktur Pondasi .........................................................................................................7
3.2.2 Struktur Dinding ......................................................................................................11
3.2.3 Struktur Atap.............................................................................................................13
3.2.3.1 Pengertian Struktur Atap........................................................................................15
3.2.3.2 Pembagian Struktur Atap.......................................................................................16
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 3. Pondasi Tanah Kurang Baik..............................................................................9
Gambar 4.Denah pondasi batu kali............................................................................ .......10
Gambar 5. Struktur dinding..................................................................................
.........12
Gambar 6. Kolom Dinding................................................................................................13
Gambar 7.Pintu Dan Jendela............................................................................. ...............13
Gambar 8. Bidang Dinding Kotak.....................................................................................14
Gambar 9. Atap ringan......................................................................................................16
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
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.
Gempa bumi merupakan bencana alam yang paling menakutkan bagi manusia, karena
bencana alam ini terjadi secara tiba-tiba, tidak dapat diprediksi kapan terjadinnya. Hal ini akibat
kita selalu mengandalkan tanah tempat kita berpijak di bumi sebagai landasan yang paling stabil
yang bisa selalu dalam keadaan diam dan menopang kita. Begitu terjadi gempa bumi, kita tibatiba menyadari bahwa tanah yang kita pijak tersebut ternyata bisa kehilangan stabilitasnya
sehingga dapat merusak lingkungan dan bangunan yang ada di atas lapisan permukaan tanah, dan
mampu menelan korban.Wilayah Indonesia mencakup daerah-daerah yang mempunyai tingkat
resiko gempa yang tinggi diantara beberapa daerah gempa diseIuruh dunia. Data-data terakhir
yang berhasil direkam menunjukkan bahwa rata-rata setiap tehun terjadi sepuluh kegiatan gempa
bumi yang mengakibatkan kerusakan yang cukup besar di Indonesia. Sebagian terjadi pada
daerah lepas pantai dan sebagian lagi pada daerah pemukiman. Pada daerah pemukiman yang
cukup padat, perlu adanya suatu perlindungan untuk mengurangi angka kematian penduduk dan
kerusakan berat akibat goncangan gempa. Dengan menggunakan prinsip teknik yang benar,
detail konstruksi yang baik dan praktis maka kerugian harta benda dan jiwa menusia dapat
dikurangi. Seperti halnya peristiwa beberapa tahun yang lalu di Yogjakarta diguncang oleh
gempa berkekuatan 6,2 skala Richter pada tanggal 27 Mei 2006 kurang lebih pukul 05.55 WIB
selama 57 detik.Korban tewas menurut laporan terakhir dari Departemen Sosial Republik
Indonesia pada 1 Juni 2006 pukul 07:00 WIB, berjumlah 6.234 orang dengan rincian: Yogyakarta
165 jiwa, Kulon Progo 26 jiwa, Gunung Kidul 69 jiwa, Sleman 326 jiwa, Klaten 1.668 jiwa,
Magelang 3 jiwa, Boyolali 3 jiwa, Purworejo 5 jiwa, Sukoharjo 1 jiwa dan korban terbanyak di
Bantul 3.968 jiwa. Sementara korban luka berat sebanyak 33.231 jiwa dan 12.917 lainnya
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?
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan
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
Gempa bumi merupakan suatu bencana alam yang disebabkan oleh lempeng-lempeng
yang merupakan bagian dari kerak bumi yang bergerak aktif. Pergerakan itu dipicu antara lain
oleh air laut dan samudera. Sekitar 71 persen wilayah bumi kita terdiri atas laut dan samudera,
atau dengan kata lain berupa air. Lempeng-lempeng bumi ini sebenarnya adalah bagian dari
kerak bumi yang terdiri atas berbagai jenis bebatuan. Efek dari pergeseran itu adalah berupa
getaran yang disebut gempa. Gempa terjadi karena ada perpindahan massa dalam lapisan batuan
bumi. Kekuatan suatu gempa bergantung pada jumlah energi yang terlepas, saat terjadi
pergeseran dan tumbukan. Pergeseran tersebut memang memungkinkan terjadinya tumbukan.
Ada kalanya pergeseran itu menyebabkan perubahan bentuk yang tiba-tiba, sehingga terjadi
ledakan dan patahan yang menimbulkan gempa hebat yang disebut sebagai gempa tektonik.
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
Di Indonesia, Rumah tahan gempa (Smart Modula) ini tergolong konsep revolusioner
untuk konstruksi bangunan serba guna. Desain rumah ini memiliki fleksibilitas tinggi, mudah
dalam membangunnya, dan cukup kokoh. Konsep knock down atau bongkar pasang yang cukup
sederhana tapi praktis ini telah digulirkan sejak lima tahun lalu oleh BB Triatmoko SJ. Struktur
utama rumah tahan gempa ini tidak ditanam atau ditopang dengan fondasi yang memanjang di
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.A Pondasi Batu Kali
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:
Gambar 3. Pondasi Tanah Kurang Baik
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
masing-masing material tersebut di atas dapat dhitung jumlah yang dibutuhkan untuk
pasangan batu kali per m3, sehingga didapatkan total kebutuhan material dengan cara mngalikan
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
Gaya-gaya aksiaI dalam ring balok harus ditahan oleh dinding. Pada dinding bata gayagaya tersebut ditahan oleh gaya tekan diagonal yang diuraikan menjadi gaya tekan dan gaya
tarik. Gaya aksiaI yang bekerja pada ring balok juga dapat menimbulkan gerakan berputar pada
dinding. Putaran ini ditahan oleh berat sendiri dinding,berat atap yang bekerja diatasnya dan
ikatan sloof ke pondasi. Jika momen guling lebih besar dari momen penahannya maka panjang
dinding harus diperbesar.Kemungkinan lain untuk memperkaku dinding adalah sistim diafragma
dengan menggunakan plywood, particle board atau sejenisnya, atau pengaku diagonal kayu
untuk dinding bilik. Penggunaan dinding diafragma lebih dianjurkan karena sering terjadi
kesulitan untuk memperoleh sambungan ujung yang lebih pada sistim pengaku diagonal. Beban
gempa yang bekerja pada arah Y ditahan dengan cara yang sama dengan arah X Sebagal sistem
struktur utama yang mana dinding harus mampu menahan beban gempa yang searah dengan
bidang dinding, dinding juga harus mampu menahan gempa dalam arah yang tegak lurus bidang
dinding. Dengan alasan ini maka dinding bata (tanpa tulangan) harus diperkuat dengan kolom
praktis dengan jarak yang cukup dekat. Sebagai pengganti kolom praktis ini dapat dipakai tiang
kayu. Pondasi dinding juga dibuat menerus. Pondasi-pondasi setempat perlu diikat kuat satu
sama lain dengan memakai balok pengikat (sloof) sepanjang pondasi tersebut dan seperti contoh
gambar dibawah ini:
Gambar 5. 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
bangunan,seperti contoh di bawah ini:
Gambar 7. Pintu Dan Jendela
Keseluruhan kerangka bangunan harus terikat dengan kokoh dan harus dipasang balok
keliling yang diikat kaku dangan kolom. Gunakan kayu kering sebagai konstruksi kuda-kuda,
pilih bahan atap yang seringan mungkin, dan ikat kaku dengan konstruksi kuda-kuda. Untuk
bahan dinding dipilih yang seringan mungkin, papan, papan berserat, papan lapis, bilik, ikat
bahan dinding dengan kolom. Bila bahan dinding menggunakan bata/batako, bahan tidak patah
dan berbunyi nyaring jika diadukan, pada jarakvertikal 30 cm, pasangan diberi angker yang
dijangkarkan ke kolom, panjang angker 50 cm, dan diameter 6 mm. Perhatikan bahan
spesi/adukan, setiap jenis tras, pasir, atau semen, mempunyai sifat khusus sebaiknya
perbandingan campuran mengikuti standar yang ada. Bangunan tahan gempa memiliki
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 bagian dari bangunan gedung (rumah) yang letaknya berada dibagian
paling atas, sehingga untuk perencanaannya atap ini haruslah diperhitungkan dan harus mendapat
perhatian yang khusus dari si perencana (arsitek). Karena dilihat dari penampakannya ataplah
yang paling pertama kali terlihat oleh pandangan setiap yang memperhatikannya. Untuk itu
dalam merencanakan bentuk atap harus mempunyai daya arstistik. Bisa juga dikatakan bahwa
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.
Struktur atap pada umumnya terdiri dari tiga bagian utama yaitu : struktur penutup atap,
gording dan rangka kuda-kuda. Penutup atap akan didukung oleh struktur rangka atap, yang
terdiri dari kuda-kuda, gording, usuk dan reng. Beban-beban atap akan diteruskan ke dalam
fondasi melalui kolom dan atau balok. Konstruksi atap yang baik memungkinkan terjadinya
sirkulasi udara dengan baik. Sudah sewajarnya setiap rumah dilengkapi dengan atap. Atap rumah
merupakan bagian dari bangunan yang befungsi sebagai penutup atau pelindung bangunan dari
panas terik matahari dan hujan, sehingga memberikan kenyamanan bagi pengguna
bangunan. Atap rumah merupakan bagian penting pada konstruksi bangunan rumah karena
berada di atas untuk menutupi seluruh bagian bangunan. Untuk konstruksi atau struktur, pada
umumnya, atap terdiri dari tiga bagian utama yaitu struktur penutup atap, gording dan rangka
kuda-kuda. Penutup atap akan didukung oleh struktur rangka atap, yang terdiri dari kuda-kuda,
gording, usuk dan reng. Beban-beban atap akan diteruskan ke dalam fondasi melalui kolom dan
atau balok. Struktur atap pada umumnya juga dibuat dengan mengikuti atau menyesuaikan
dengan denah atau bentuk keseluruhan bangunan (desain atap rumah). Jika rumah terdiri atas dua
lantai, struktur atap dibuat mengikuti denah atau layout rumah pada lantai dua.
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).
1. Struktur Atap
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.
2. kuda-kuda dan rangka kayu.
3. struktur baja konvensional.
4. struktur baja ringan.
Atap dan bagian-bagiannya:
1. jurai dalam
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
Penutup merupakan bagian yang menutupi atap secara keseluruhan sehingga terciptalah
ambang atas yang membatasi kita dari alam luar. Ada berbagai pilihan penutup atap dengan
pilihan bentuk dan sifat yang berbeda. Dua faktor utama yang harus dipertimbangkan dalam
pemilihannya adalah faktor keringanan material agar tidak terlalu membebani struktur bangunan
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
Dibandingkan hujan dan panas,angin merupakan faktor yang paling diperhitungkan demi
menjamin atap yang kuat. Beberapa masalah akibat angin kencang antara lain:penutup atap yg
terbang,gording terlepas,kuda-kuda terangkat,dan kolom kayu bergeser atau terangkat. Atap
yang baik adalah yang dapat menerima beban angin yang sama dari segala arah (idealnya adalah
bentuk atap bulat). Bentuk ini sangat berpengaruh pada besarnya tekanan angin yang bekerja
pada bangunan. Semakin tinggi bangunan akan semakin besar tekanan angin. Tekanan angin
bekerja lebih ringan bila tinggi bangunan lebih kecil dari setengah lebar bangunan. Kemiringan
atap yang memberikan beban angin yg rendah adalah antara 10°-30°. Untuk sudut yang lebih
besar dari dari 30°,perlu kekuatan yg lebih baik dan penutup yg sesuai.