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).
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 besar 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;
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. 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 disimpulkanbahwa :
Kekenyalan struktur sangat ditekankan sekali untuk mencegah keruntuhan bangunan.
Gaya gempa hanya dapat ditahan oleh sistem struktur yang menerus (jalur lintasan gaya yang menerus) dari puncak bangunan sampai ke tanah.
REFERENSI :
A.W. Charleson, M.E., MNZIE. “KONSTRUKSI RUMAH TAHAN GEMPA DI INDONESIA”.
Teddy Boen, Ir., “MANUAL BANGUNAN TAHAN GEMPA”.
Studio Penataan Bangunan dan Lingkungan Dirjen Cipta Karya 2006 “PEDOMAN TEKNIS PEMBANGUNAN RUMAH TAHAN GEMPA” [preview]
Silahkan download artikel diatas ini dalam bentuk format doc [klik disini]
Baca juga REFERENSI TERKAIT berikut :
“MENINGKATKAN DAYA TAHAN TERHADAP GEMPA PADA GEDUNG KECIL, RUMAH DAN PRASARANA DAERAH”, Oleh : Gregory A. J. Szakats, BE (Civil), MIPENZ (Civil & Structural), MIStrukE, IntPE [preview]
“PETA ZONA GEMPA INDONESIA SEBAGAI ACUAN DASAR PERENCANAAN DAN PERANCANGAN BANGUNAN”, Diterbitkan oleh Pusat Litbang Sumber Daya Air. [preview]
Cara Memperbaiki Bangunan Sederhana Rusak Akibat Gempa Bumi,Oleh : Teddy Boen, dan Rekan. [preview]
Paket Informasi Rumah Aman Gempa “BUKAN GEMPANYA TAPI BANGUNANNYA” [preview]
Soft Story Menyebabkan Bangunan Kolaps di Kota Padang, klik disini dan disini
Sumatera Earthquke 30 September 2009 (The Emegency Mapping Service), klik disini
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.
Buku Siaga Gempa dan Tsunami, “Buku Mewarnai Untuk Anak-anak”, buku ini dicetak atas kerjasama SAMIN dan BSS for Needy Children dengan Terre des Hommes Germany”, [preview]
Pedoman Teknis Pembangunan Rumah Sederhana Sehat (Rs Sehat), Kepmen Pemukiman dan Prasarana Wilayah N0. 403/KPTS/M/2002, [preview]
Gempa bumi adalah suatu sunah Allah SWT dalam rangka memperluas jagat raya serta bumi ini, silahkan baca artikel dan lihat tayangan video MENGEMBANGNYA ALAM SEMESTA, [klik disini]