Prinsip Perancangan Bangunan Tahan Gempa

Indonesia merupakan negara yang termasuk dalam jalur gempa berbahaya, maka dalam mendesain sebuah bangunan harus memperhatikan adanya pengaruh gempa dan kerugian-kerugian yang ditimbulkan. Ir. Ign. Benny Puspantoro, M.Sc dalam bukunya yang berjudul “Konstruksi Bangunan” menyebutkan prinsip-prinsip utama yang harus dipenuhi dalam merancang bangunan tahan gempa yang meliputi denah, material bangunan, dan strukur-struktur pada bangunan.

Mendesain bangunan tahan gempa pada dasarnya adalah sebuah upaya untuk membuat seluruh elemen bangunan menjadi satu kesatuan yang utuh dan tidak mudah roboh akibat gempa. Konsep bangunan tahan gempa yang diterapkan dalam proses desain meliputi rancangan denah, pemilihan material bangunan, dan struktur-struktur utama bangunan. Selain itu, konsep desain bangunan tahan gempa juga mengacu pada pemanfaatan material setempat, budaya masyarakat yang berperan dalam proses membangun rumah, serta aspek kemudahan dalam pelaksanaan di lapangan.

Beberapa konsep utama dalam konstruksi bangunan tahan gempa antara lain:

1. Denah Bangunan yang Simetris

Dalam mendesain sebuah bangunan, langkah awal yang dilakukan adalah menuangkan ide atau gagasan dalam sebuah sketsa. Selanjutnya merealisasaikan sketsa tersebut menjadi maket yang memberikan kejelasan informasi mengenai skala yang sesuai. Dalam rancangan bangunan diperlukan gambar denah bangunan secara keseluruhan yang menunjukkan potongan bangunan setinggi 1 meter dari lantai. Denah bangunan memberikan kejelasan mengenai fungsi ruang, susunan ruang, dimensi ruang, letak pintu dan bukaan-bukaan lainnya, isi ruang, dan fungsi utilitas ruang.

Khusus pada bangunan tahan gempa denah bangunan perlu didesain secara simetris. Berdasarkan pengamatan pada kerusakan bangunan akibat gempa, diketahui bahwa struktur bangunan yang demikian dapat menahan gaya gempa. Struktur seperti ini juga mengurangi efek gaya torsi yang ditimbulkan saat terjadi gempa. Denah yang simetris memungkinkan pembagian kekuatan yang merata pada setiap bagian bangunan. Dengan adanya pemerataan tersebut, maka bangunan tidak akan mudah roboh saat terjadi gempa.

Selain denah, elemen lain yang perlu dirancang secara simetris terhadap sumbu bangunan adalah perencanaan ruang, penempatan dinding-dinding penyekat, serta lubang-lubang pintu dan jendela.

2. Material Bangunan yang Ringan

Alam semesta telah menyediakan material-material yang mampu dimanfaatkan dalam proses perancangan bangunan. Akan tetapi manusia harus tetap mengasah kreativitasnya untuk menciptakan material-material yang sesuai dengan kebutuhan mereka. Dalam proses pemilihan material bagi rancangan bangunan tahan gempa perlu memperhatikan faktor berat material tersebut. Material yang sebaiknya digunakan adalah material yang ringan namun kuat. Hal ini sesuai dengan konsep bahwa beban inersia gempa sebanding dengan berat bahan bangunan tersebut.

3. Sistem Konstruksi Penahan Beban yang Memadai

Agar suatu bangunan dapat menahan gempa, maka bangunan trsebut harus mampu menyalurkan setiap gaya inersia akibat gempa dari elemen-elemen struktur bangunan utama kemudian memindahkannya ke pondasi yang ada di dalam tanah. Struktur utama penahan gaya horizontal akibat gempa harus elastis, karena jika batas kekuatan elastisitas telah dilampaui maka tidak akan terjadi keruntuhan getas secara tiba-tiba, melainkan pada beberapa tempat terlebih dahulu. Dalam proses menyalurkan gaya dari elemen struktur ke pondasi terdapat sebuah jalur yang disebut lintasan gaya. Setiap bangunan harus memiliki lintasan gaya yang cukup kuat untuk dapat menahan gaya gempa horizontal.

Dalam rancangan sebuah bangunan terdapat tiga bagian utama yaitu atap, dinding, dan pondasi. Berikut adalah sistem struktur atap, dinding, dan pondasi pada bangunan tahan gempa:

1. Struktur Atap

Pada struktur atap yang menahan beban gempa dalam arah horizontal, jika tidak terdapat batang pengaku di dalamnya maka bangunan tersebut akan runtuh jika terjadi gempa bumi. Apabila bangunan tersebut cukup lebar maka diperlukan setidaknya 2 hingga 3 batang pengaku pada tiap-tiap ujung bangunan. Tetapi perlu diperhatikan bahwa batang pengaku ini harus memiliki sistem menerus sehingga gaya dapat dialirkan ke ring balok pada ketinggian langit-langit. Gaya-gaya dari batang pengaku dan beban saling tegak lurus bidang pada dinding sehingga menghasilkan momen lentur pada ring balok. Apabila panjang dinding pada arah lebar lebih besar dari 4 meter, maka diperlukan batang pengaku horizontal pada sudut untuk memindahkan beban dari batang pengaku pada bidang tegak dinding dalam yang merupakan  elemen-elemen struktur yang menahan beban gempa utama.

Material atap yang digunakan harus material yang ringan namun kuat. Kuda-kuda menggunakan material dari kayu sedangkan atap menggunakan seng. Metode sambungan yang digunakan sangat sederhana, hal ini untuk mempermudah masyarakat dalam mencontoh metode tersebut. Untuk memperkuat hubungan antara batang serta menjaga stabilitasnya, maka hubungan antara batang membentuk segitiga. Hubungan antara kuda-kuda yang satu dengan kuda-kuda lainnya menggunakan batang pengaku dan batang pengaku di badan bangunan yang biasa disebut dengan batang lintel. Beberapa aspek yang perlu diperhatikan adalah sambungan antar batang horizontal jangan terletak pada titik kritis, hal ini untuk menghindari terjadinya lendutan antara sambungan tarik dan sambungan tekan.

2. Struktur Dinding

Dinding yang digunakan merupakan perpaduan antara kebiasaan masyarakat setempat yang menggunakan material kayu dan dinding yang terbuat dari batu-bata. Untuk menyatukan dinding dengan kolom maupun sloof, dipergunakan angker yang dipasang pada jarak 0.3 meter. Untuk mengatasi adanya gaya horizontal akibat gempa, maka pada dinding di pasang pengikat silang sebagai pengaku. Setiap bukaan yang cukup lebar seperti pintu dan jendela harus dipasang balok lintel. Dalam desain bangunan ini balok lintel disatukan dengan kayu kusen atas.

Dalam dinding terdapat penguat-penguat yang disebut kolom. Kolom menggunakan material kayu dengan ukuran yang ada di pasaran yaitu ukuran 2 x 5/10. Dengan menggunakan ukuran yang ada dipasaran, dimaksudkan untuk memudahkan masyarakat dalam memperoleh material tersebut. Untuk menahan gaya geser akibat gempa, maka pada ujung bawah kolom dipasang plat berbentuk U yang ditanam dalam adukan beton sloof.

Untuk menjamin adanya satu kesatuan antara kolom dengan rangka kuda-kuda, maka salah satu batang diagonal kuda-kuda dipanjangkan sampai ke kolom. Sementara itu untuk menghindari terlepasnya kusen pintu/jendela, maka batang horisontal kusen pintu/jendela.

3. Struktur Pondasi

Struktur pondasi merupakan bagian dari struktur yang paling bawah dan berfungsi untuk menyalurkan beban gempa dari dinding ke tanah. Pondasi harus dapat menahan gaya tarik vertikal dan gaya tekan dari dinding. Untuk itu pondasi harus diletakkan pada tanah yang keras. Kedalaman minimum untuk pembuatan pondasi adalah 6-75 cm. Pasangan batu kali sering digunakan untuk pondasi dan dikerjakan setelah lapisan pasir urug dan aanstampeng (pasangan batu kosong) selesai dipasang. Pondasi juga harus mempunyai hubungan yang kuat dengan sloof. Hal ini dapat dilakukan dengan pembuatan angkur antara sloof dan pondasi yang memiliki jarak 1 m. Angkur dapat dibuat dari besi berdiameter 12 mm dengan panjang 20 -25 cm. Pondasi yang menggunakan sistem pondasi batu kali menerus, terdapat hubungan antara sloof dengan pondasi dipergunakan angker setiap 0.5 meter. Hal ini dimaksudkan supaya ada keterikatan antara pondasi dengan sloof, sehingga pada saat terjadinya gempa ikatan antara pondasi dengan sloof tidak dapat lepas.

sumber: Puspantoro, Benny. 1996. Konstruksi Bangunan Gedung Tidak Bertingkat. Yogyakarta: Penerbitan Universitas Mahasiswa Atma Jaya.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s