KONSTRUKSI GEDUNG TAHAN GEMPA
PENDAHULUAN
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 (untuk melihat kejadian gempa bumi pada hari ini klik disini
atau minggu ini klik
disini)
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.
Dalam webblog ini,
diuraikan faktor-faktor dasar dari goncangan gempa yang kemudian di uraikan
prinsip-prinsip utamanya yang akan dipakai dalam membangun rumah tahan gempa.
BEBERAPA
KARAKTERISTIK GONCANGAN GEMPA
Pada lokasi bangunan,
gempa bumi akan menyebabkan tanah dibawah bangunan dan di sekitarnya
tergoncang dan bergerak secara tak beraturan (random).
Percepatan tanah
terjadi dalam tiga dimensi membentuk kombinasi frekwensi getaran dari 0,5
Hertz sampal 50 Hertz.
Jika bangunan kaku
(fixed) terhadap tanah (dan tidak dapat tergeser) gaya inersia yang menahan percepatan tanah
akan bekerja pada tiap-tiap elemen struktur dari bangunan selama gempa
terjadi. Besarnya gaya-gaya inersia ini tergantung dari berat bangunannya,
semakin ringan berarti semakin kecil gaya
inersia yang bekerja dalam elemen struktur tersebut.
Tanggung jawab sebagai
orang yang berkecimpung daIam industri konstruksi adalah mendirikan bangunan
sedemikian rupa sehingga bangunan tetap mampu berdiri menahan gaya-gaya
inersia tersebut. Pertanyaan yang timbul kemudian, “Berapa kekuatan bangunan
yang kita perlukan ?”.
TINGKAT PEMBEBANAN
GEMPA
Pada tahun 1981, studi
untuk menentukan besarnya “beban gempa rencana” sudah dilakukan. Studi ini
adalah proyek kerja sama antara Pemerintah Indonesia-New Zealand yang menghasilkan.
Peraturan Muatan Gempa lndonesia.
Pada konsep peraturan
tersebut ada 2 (dua) langkah pendekatan untuk menghitung pembebanan gempa
yang dapat digunakan.
Kriteria pertama, bahwa perencanaan pembebanan
gempa sedemikian rupa sehingga tidak terjadi kerusakan struktur atau
kerusakan arsitektural setiap kali terjadi gempa.
Kriteria kedua meskipun terjadi gempa yang hebat
bangunan tidak boleh runtuh tetapi hanya boleh kerusakan-kerusakan pada
bagian struktur yang tidak utama atau kerusakan arsitektur saja.
Telah diketahui bahwa
adalah tidak ekonomis merencanakan bangunan tahan gempa cara elastis. Jadi
untuk gempa yang besar dimana kemungkinan terjadinya kira-kira 15% dari umur
bangunan tersebut, dipakai harga perencanaan yang rendah dan perencanaan khusus
serta ukuran detail-detail diambil sedemikian sehingga menjamin beberapa
bagian tertentu dari struktur akan Ieleh (berubah bentuk dalam keadaan
plastis) untuk menyerap sebagian enersi gempa (yang berlaku untuk keadaan
kenyal).
Besarnya harga beban rencana
yang terjadi berhubungan dengan beberapa faktor yang selengkapnya terdapat
pada reference, yang disimpulkan sebagai berikut:
1. Faktor Lapangan
(site)
Gambar dibawah ini,
menunjukkan enam jalur gempa di Indonesia yang menentukan
parameter dasar pembebanan
Parameter ini
dimodifikasikan untuk perhitungan pada kondisi tanah Iunak dimana goncangan
tanah akibat gempa akan diperbesar (mengalami pembesaran).
(Untuk Jakarta, pada
zone 4 dan diatas tanah lunak koefisien beban rencana lateral adalah 0,05
untuk struktur yang kaku seperti perumahan bertingkat rendah.
2. Faktor Bangunan
Beban yang terjadi pada
suatu bangunan juga tergantung pada keadaan (features) dari bangunan
rersebut, yakni fleksibilitasnya, beratnya dan behan bangunan untuk
konstruksinya.
Biasanya suatu bangunan
yang fIeksibel akan menerima beban gempa yang Iebih kecil dibandingkan
bangunan yang lebih kaku. Bangunan yang lebih ringan akan menerimna beban
gempa yang Iebih keciI dari pada bangun yang berat dan bangunan yang kenyal
akan menyerap beban gempa yang lebih kecil dari pada bangunan yang getas yang
mana dalam keadaan pengaruh gempa akan tetap elastis atau runtuh secara
mendadak.
Bangunan dari kayu
digolongkan sebagai bangunan yang kenyal. Untuk struktur kayu harus
direncanakan dengan menggunakan Peraturan Muatan Indonesia yang baru. Beban
rencana adalah 33% - 50% dari gaya
yang menyebabkan struktur belum mulai Ieleh atau masih dalam keadaan elastis.
Reduksi ini tidaklah
sama besarnya untuk bahan bangunan yang lain, misalnya baja yang mempunyai
kekenyalan yang lebih besar dari kayu. Meskipun demikian kekenyalan dapat
diciptakan dalam struktur kayu dengan menggunakan alat penyambung yang kenyal
pada tiap-tiap hubungan elemen stuktur kayu tersebut. Pada umumnya, sambungan
dengan paku memberikan kekenyalan yang cukup.
3. Tingkat
Pembebanan Gempa untuk Bangunan Kayu
Dengan memperhatikan
faktor lapangan dan faktor bangunan, struktur kayu harus tetap mampu berdiri
untuk menahan beban-beban sebagai berikut : (Jakarta, tanah lunak)
·
Rangka kayu kenyal : 0,05 *)
x 1,7 = 0,085
·
Dinding geser kayu : 0,05 *)
x 2,5 = 0,125
·
Konstruksi rangka kayu yang diperkuat dengan batang pengaku diagonal:
0,05 *) x 3 = 0,15
Keterangan
:
*) Faktor ini mempunyai harga maksimum 0,13 pada
zone I dan 0 pada zone 6.
Hal ini berarti,
misalnya suatu dinding geser yang terbuat dari plywood atau particle board,
harus dapat menerima gaya horisontal sebesar 0,125 x berat total dari bagian
struktur yang membebani dinding tersebut.
Meskipun suatu bangunan
direncenakan dengan harga pembebanan yang benar, mungkin bangunan. tersebut
mengalami kerusakan akibat gempa jika sebagian dari prinsip-prinsip utamanya
tidak dipenuhi.
PRlNSlP-PRlNSIP
UTAMA KONSTRUKSI TAHAN GEMPA
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.
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 sebesar 15 x beban gempa yang dihasilkan oleh dinding kayu.
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.
Untuk memberikan
gambaran yang jelas, disini diberikan suatu contoh rumah sederhana dengan
tiga hal utama yang akan dibahas yaitu struktur atap, struktur dinding dan
pondasi.
|
3.1. Struktur atap
Jika tidak terdapat
batang pengaku (bracing) pada struktur atap yang menahan beban gempa dalam arah
X maka keruntuhan akan terjadi seperti ,diperlihatkan pada gambar berikut:
Sistim batang
pengaku yang diperlukan diperlihatkan pada gambar di bawah ini :
Jika lebar bangunan lebih
besar dari lebar bangunan di mungkin diperlukan 2 atau 3 batang pengaku pada
tiap-tiap ujungnya.
Dengan catatan bahwa
pengaku ini harus merupakan sistim menerus sehingga semua gaya dapat dialirkan melalui batang-batang
pengaku tersebut.
Gaya-gaya tersebut
kemudian dialirkan ke ring balok pada ketinggian langit-langit.
Gaya-gaya dari batang
pengaku dan beban tegak lurus bidang pada dinding menghasilkan momen lentur
pada ring balok seperti terlihat pada gambar dibawah ini :
Jika panjang dinding pada
arah lebar (arah pendek) lebih hesar dari 4 meter maka diperlukan batang
pengaku horisontal pada sudut untuk memindahkan beban dari batang pengaku pada
bidang tegak dinding daIam arah X dimana elemnen-elemen struktur yang menahan
beban gempa utama.
Sekali lagi ring balok
juga harus menerus sepanjang dinding dalam arah X dan arah Y
Sebagai pengganti
penggunaan batang pengaku diagonal pada sudut, ada 2 (dua) alternatif yang
dapat dipilih oIeh perencana;
1.
Ukuran
ring balok dapat diperbesar dalam arah horisontal, misalnya 15 cm menjadi 30cm
atau sesuai dengan yang dibutuhkan dalam perhitungan. Ring bolok ini dipasang
diatas dinding dalam arah X.
2.
Dipakai
langit-langit sebagai diafragma, misalnya plywood.
Untuk beban gempa arah Y,
sistim struktur dibuat untuk mencegah ragam keruntuhan. Untuk mengalirkan gaya dari atap kepada
dinding dalam arah Y, salah satu alternatif diatas dapat dipilih yaitu
penggunaan batang pengaku horisontal ring balok atau memakai langit-langit
sebagai diafragma.
3.2. Struktur dinding
Gaya-gaya aksiaI dalam
ring balok harus ditahan oleh dinding.
Pada dinding bata
gaya-gaya 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.
3.3. 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.
KESIMPULAN
Dari uraian diatas,
goncangan gempa dan cara menghitung harga pembebanan gempa untuk suatu
bangunan, dapat disimpulkan bahwa :
1.
Kekenyalan
struktur sangat ditekankan sekali untuk mencegah keruntuhan bangunan.
2.
Gaya gempa hanya dapat ditahan oleh sistem struktur yang menerus
(jalur lintasan gaya
yang menerus) dari puncak bangunan sampai ke tanah.
BROSUR/LEAFLET
Dalam rangka
mensosialisasikan atau memasyarakatkan perencanaaan dan pelaksanaan pembangunan
rumah tahan gempa dibawah ini dapat didownload panduan teknis berupa modul,
standar, pedoman dan petunjuk teknis yang praktis tentang teknologi pembangunan
rumah tahan gempa.
Silahkan download :
REFERENSI :
1.
A.W. Charleson, M.E., MNZIE. “KONSTRUKSI RUMAH TAHAN GEMPA
DI INDONESIA”.
2.
Teddy Boen, Ir., “MANUAL BANGUNAN TAHAN GEMPA”.
3.
Studio Penataan Bangunan dan Lingkungan Dirjen Cipta Karya 2006 “PEDOMAN
TEKNIS PEMBANGUNAN RUMAH TAHAN GEMPA”
Konstruksi Rumah Tahan Gempa
Rumah tahan gempa dari
segi konstruksi harus memenuhi sebagai berikut
Pondasi:
Pondasi:
- Pondasi yang kuat adalah dasar untuk rumah yang aman
- Pondasi di gunakan untuk pembagian berat rumah kepada tanah
- Pondasi harus berdiri di atas tanah asli yang keras
- Gunakan 10cm pasir dibawah pondasi
- Pondasi harus menggunakan batu yang keras
Komposisi Beton dan Mortar
Air, pasir dan kerikil harus bersih§
Komposisi campuran beton: 1: 2 : 3 + ½ Air§
Komposisi campuran mortar: 1 : 4 + ½ Air§
Dinding harus diangkur ke kolom setiap 6 lapis bata§
Angkur 8mm sepanjang 30cm§
Campuran mortar 1:4§
Luas dinding maksimal 9m2, jarak antar kolam maksimal 3m – Luas dinding barat-timur lebih baik 6m2§
PROPERTY » Overseas
Teknologi Rumah Anti Gempa Buatan JepangRiani Dwi Lestari - Okezone
HEADING TOP CLOSED TOP READ
Jum'at, 2 Maret 2012 10:39 wib
TOP READ CLOSE READ
Foto: Teknologi arsitektur/ inhabitat.com
JAKARTA - Didaulat sebagai negara yang sering mengalami gempa bumi, membuat Jepang terus melakukan pengembangan teknologi arsitektur. Tidak hanya untuk gedung-gedung tinggi, teknologi arsitekstur juga diterapkan untuk hunian.Giant Airbags merupakan teknologi arsitektur terkini dari Negeri Sakura tersebut. Metode ini dikembangkan perusahaan Air Dashin Systems yang diklaim cukup mutakhir dibandingkan dengan sistem konvensional sebelumnya.
Seperti yang disitat laman Gizmodo, Jumat (2/3/2012), giant airbags memungkinkan untuk memperkecil dampak gempa melalui sensor yang dipasang pada rumah atau bangunan lalinnya.
Sensor ini akan mengaktifkan kompresor udara yang sangat besar, yang telah ditanam pada fondasi rumah. Dengan demikian, rumah akan "melayang" setinggi tiga sentimeter dan perlahan bergoyang.
Dengan kondisi tersebut, rumah juga terhindar dampak langsung dari rambatan gelombang. Pemilik rumah juga bisa tetap berada dalam rumah ketika gempa berlangsung karena getaran akan diredam oleh katup udara, dan tidak perlu khawatir rumah akan bergeser, karena katup ini akan membuat rumah kembali ke posisi semula.
Sistem ini sementara sudah terpasang di 88 rumah di seluruh Jepang. Rencananya, sistem kantung udara tidak hanya untuk rumah, tetapi juga untuk struktur yang lebih besar seperti gedung pemerintah, perkantoran, apartemen, dan patung-patung bersejarah. (rhs)
Desain rumah anti gempa terbaru...
Desain rumah anti gempa
banyak dikembangkan di Jepang. Yah, seperti yang kita tahu Jepang memang negara
yang paling sering terkena gempa. Nah kali ini sebuah perusahaan yang bernama Air Danshin System Inc
dari Jepang memperkenalkan sebuah sistem baru untuk desain rumah anti gempa.
Desain rumah anti gempa
ini memasangkan sebuah kantong udara di bawah pondasi rumah. Kantong udara ini
akan segera mengembang ketika terjadi gempa kemudian meredam goncangan akibat
dari gempa. Kantong udara ini memiliki sebuiah kompresor khusus yang akan
mengembangkannya sehingga membuat rumah naik hingga 3 cm.
Geen opmerkings nie:
Plaas 'n opmerking