Struktur bangunan pada umumnya terdiri dari struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah yang dimaksud adalah pondasi dan struktur bangunan yang berada di bawah permukaan tanah, sedangkan yang dimaksud dengan struktur atas adalah struktur bangunan yang berada di atas permukaan tanah seperti kolom, balok, plat, tangga. Setiap komponen tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda di dalam sebuah struktur.
Suatu bangunan gedung beton bertulang yang berlantai banyak sangat rawan terhadap keruntuhan jika tidak direncanakan dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan suatu perencanaan struktur yang tepat dan teliti agar dapat memenuhi kriteria kekuatan (strenght), kenyamanan (serviceability), keselamatan (safety), dan umur rencana bangunan (durability) (Hartono, 1999).
Beban-beban yang bekerja pada struktur seperti beban mati (dead load), beban hidup (live load), beban gempa (earthquake), dan beban angin (wind load) menjadi bahan perhitungan awal dalam perencanaan struktur untuk mendapatkan besar dan arah gaya-gaya yang bekerja pada setiap komponen struktur, kemudian dapat dilakukan analisis struktur untuk mengetahui besarnya kapasitas penampang dan tulangan yang dibutuhkan oleh masing-masing struktur (Gideon dan Takim, 1993).
Pada perencanaan struktur atas ini harus mengacu pada peraturan atau pedoman standar yang mengatur perencanaan dan pelaksanaan bangunan beton bertulang, yaitu Standar Tata Cara Penghitungan Struktur Beton nomor: SK SNI T-15-1991-03, Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983, Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung tahun 1983, dan lain-lain (Istimawan, 1999).
1.2 Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari makalah ini adalah :
1. Menganalisa struktur gedung bagian atas.
2. Mengetahui komponen-komponen struktur atas gedung
3. Mengetahui beban-beban yang bekerja pada struktur atas gedung
1.3 Batasan Masalah
Pada penulisan ini, pembahasan dibatasi pada analisa struktur gedung bagian atas, komponen-komponen struktur dan beban-beban yang bekerja pada struktur atas gedung.
1.4 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan makalah ini terdiri dari :
1. Bab 1 pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan masalah serta sistematika penulisan makalah.
2. Bab 2 berisikan uraian pembahasan (isi)
3. Bab 3 penutup
BAB 2
ISI
2.1 Pengertian Struktur Gedung Bagian Atas
Struktur atas suatu gedung adalah seluruh bagian struktur gedung yang berada di atas muka tanah (SNI 2002). Struktur atas ini terdiri atas kolom, pelat, balok,dinding geser dan tangga, yang masing-masing mempunyai peran yang sangat penting.
2.2 Komponen-Komponen Struktur Gedung Bagian Atas
2.2.1. Kolom
Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang memegang peranan penting dari suatu bangunan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur (Sudarmoko, 1996). Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi. Bila diumpamakan, kolom itu seperti rangka tubuh manusia yang memastikan sebuah bangunan berdiri. Kolom termasuk struktur utama untuk meneruskan berat bangunan dan beban lain seperti beban hidup (manusia dan barang-barang), serta beban hembusan angin. Kolom berfungsi sangat penting, agar bangunan tidak mudah roboh.
SK SNI T-15-1991-03 mendefinisikan kolom adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral.
Struktur dalam kolom dibuat dari besi dan beton. Keduanya merupakan gabungan antara material yang tahan tarikan dan tekanan. Besi adalah material yang tahan tarikan, sedangkan beton adalah material yang tahan tekanan. Gabungan kedua material ini dalam struktur beton memungkinkan kolom atau bagian struktural lain seperti sloof dan balok bisa menahan gaya tekan dan gaya tarik pada bangunan.
 |  | ||
 |
2.2.1.1. Prinsip Desain Kolom
Elemen struktur kolom yang mempunyai nilai perbandingan antara panjang dan dimensi penampang melintangnya relatif kecil disebut kolom pendek. Kapasitas pikul-beban kolom pendek tidak tergantung pada panjang kolom dan bila mengalami beban berlebihan, maka kolom pendek pada umumnya akan gagal karena hancurnya material. Dengan demikian, kapasitas pikul-beban batas tergantung pada kekuatan material yang digunakan. Semakin panjang suatu elemen tekan, proporsi relatif elemen akan berubah hingga mencapai keadaan yang disebut elemen langsing. Perilaku elemen langsing sangat berbeda dengan elemen tekan pendek. Perilaku elemen tekan panjang terhadap beban tekan adalah apabila bebannya kecil, elemen masih dapat mempertahankan bentuk liniernya, begitu pula apabila bebannya bertambah. Pada saat beban mencapai nilai tertentu, elemen tersebut tiba-tiba tidak stabil, dan berubah bentuk menjadi seperti tergambar.
Hal inilah yang dibuat fenomena tekuk (buckling) apabila suatu elemen struktur (dalam hal ini adalah kolom) telah menekuk, maka kolom tersebut tidak mempunyai kemampuan lagi untuk menerima beban tambahan. Sedikit saja penambahan beban akan menyebabkan elemen struktur tersebut runtuh. Dengan demikian, kapasitas pikul-beban untuk elemen struktur kolom itu adalah besar beban yang menyebabkan kolom tersebut mengalami tekuk awal. Struktur yang sudah mengalami tekuk tidak mempunyai kemampuan layan lagi. Fenomena tekuk adalah suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipengaruhi oleh aksi beban. Kegagalan yang diakibatkan oleh ketidakstabilan dapat terjadi pada berbagai material. Pada saat tekuk terjadi, taraf gaya internal bisa sangat rendah. Fenomena tekuk berkaitan dengan kekakuan elemen struktur. Suatu elemen yang mempunyai kekakukan kecil lebih mudah mengalami tekuk dibandingkan dengan yang mempunyai kekakuan besar. Semakin panjang suatu elemen struktur, semakin kecil kekakuannya.
Banyak faktor yang mempengaruhi beban tekuk (Pcr) pada suatu elemen struktur tekan panjang. Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut :
1 .Panjang Kolom
Pada umumnya, kapasitas pikul-beban kolom berbanding terbalik dengan kuadrat panjang elemennya. Selain itu, faktor lain yang menentukan besar beban tekuk adalah yang berhubungan dengan karakteristik kekakuan elemen struktur (jenis material, bentuk, dan ukuran penampang).
2. Kekakuan
Kekakuan elemen struktur sangat dipengaruhi oleh banyaknya material dan distribusinya. Pada elemen struktur persegi panjang, elemen struktur akan selalu menekuk pada arah seperti yang diilustrasikan pada di bawah bagian (a). Namun bentuk berpenampang simetris (misalnya bujursangkar atau lingkaran) tidak mempunyai arah tekuk khusus seperti penampang segiempat. Ukuran distribusi material (bentuk dan ukuran penampang) dalam hal ini pada umumnya dapat dinyatakan dengan momen inersia (I).
3. Kondisi ujung elemen struktur
Apabila ujung-ujung kolom bebas berotasi, kolom tersebut mempunyai kemampuan pikul-beban lebih kecil dibandingkan dengan kolom sama yang ujung-ujungnya dijepit. Adanya tahanan ujung menambah kekakuan sehingga juga meningkatkan kestabilan yang mencegah tekuk. Mengekang (menggunakan bracing) suatu kolom pada suatu arah juga meningkatkan kekakuan. Fenomena tekuk pada umumnya menyebabkan terjadinya pengurangan kapasitas pikul-beban elemen tekan. Beban maksimum yang dapat dipikul kolom pendek ditentukan oleh hancurnya material, bukan tekuk.
Untuk kolom pada bangunan sederhana bentuk kolom ada dua jenis yaitu kolom utama dan kolom praktis.
a. Kolom Utama
Yang dimaksud dengan kolom utama adalah kolom yang fungsi utamanya menyanggah beban utama yang berada diatasnya. Untuk rumah tinggal disarankan jarak kolom utama adalah 3.5 m, agar dimensi balok untuk menompang lantai tidak tidak begitubesar, dan apabila jarak antara kolom dibuat lebih dari 3.5 meter, maka struktur bangunan harus dihitung. Sedangkan dimensi kolom utama untuk bangunan rumah tinggal lantai 2 biasanya dipakai ukuran 20/20, dengan tulangan pokok 8 d12 mm, danbegel d 8-10cm ( 8 d 12 maksudnya jumlah besi beton diameter 12mm 8 buah, 8 – 10 cmmaksudnya begel diameter 8 dengan jarak 10 cm).
b. Kolom Praktis
Adalah kolom yang berpungsi membantu kolom utama dan juga sebagai pengikat dinding agardinding stabil, jarak kolom maksimum 3,5 meter,atau pada pertemuan pasangan bata, (sudutsudut).Dimensi kolom praktis 15/15 dengantulangan beton 4 d 10 begel d 8-20.
Dalam buku struktur beton bertulang (Istimawan dipohusodo, 1994) ada tiga jenis kolom beton bertulang yaitu :
1. Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral. Kolom ini merupakan kolom brton yang ditulangi dengan batang tulangan pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat sengkang ke arah lateral. Tulangan ini berfungsi untuk memegang tulangan pokok memanjang agar tetap kokoh pada tempatnya. Terlihat dalam gambar 1.
2. Kolom menggunakan pengikat spiral. Bentuknya sama dengan yang pertama hanya saja sebagai pengikat tulangan pokok memanjang adalah tulangan spiral yang dililitkan keliling membentuk heliks menerus di sepanjang kolom. Fungsi dari tulangan spiral adalah memberi kemampuan kolom untuk menyerap deformasi cukup besar sebelum runtuh, sehingga mampu mencegah terjadinya kehancuran seluruh struktur sebelum proses redistribusi momen dan tegangan terwujud. Seperti pada gambar 1.(b).
3. Struktur kolom komposit seperti tampak pada gambar 1. Merupakan komponen struktur tekan yang diperkuat pada arah memanjang dengan gelagar baja profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi batang tulangan pokok memanjang
 |
2.2.2. Balok
Balok juga merupakan salah satu pekerjaan beton bertulang. Balok merupakan bagian struktur yang digunakan sebagai dudukan lantai dan pengikat kolom lantai atas.Fungsinya adalah sebagai rangka penguat horizontal bangunan akan beban-beban.
Persyaratan balok menurut PBBI 1971.N.I – 2 hal. 91 sebagai berikut :
a. Lebar badan balok tidak boleh diambil kurang dari 1/50 kali bentang bersih. Tinggi balok harus dipilih sedemikian rupa hingga dengan lebar badan yang dipilih.
b. Untuk semua jenis baja tulangan, diameter (diameter pengenal) batang tulangan untuk balok tidak boleh diambil kurang dari 12 mm. Sedapat mungkin harus dihindarkan pemasangan tulangan balok dalam lebih dari 2 lapis, kecuali pada keadaan-keadaan khusus.
c. Tulangan tarik harus disebar merata didaerah tarik maksimum dari penampang.
d. Pada balok-balok yang lebih tinggi dari 90 cm pada bidang-bidang sampingnya harus dipasang tulangan samping dengan luas minimum 10% dari luas tulangan tarik pokok. Diameter batang tulangan tersebut tidak boleh diambil kurang dari 8 mm pada jenis baja lunak dan 6 mm pada jenis baja keras.
e. Pada balok senantiasa harus dipasang sengkang. Jarak sengkang tidak boleh diambil lebih dari 30 cm, sedangkan dibagian balok sengkang-sengkang bekerja sebagai tulangan geser. Atau jarak sengkang tersebut tidak boleh diambil lebih dari 2/3 dari tinggi balok. Diameter batang sengkang tidak boleh diambil kurang dari 6 mm pada jenis baja lunak dan 5 mm pada jenis baja keras.
2.2.3. Plat Lantai
Plat lantai adalah lantai yang tidak terletak di atas tanah langsung, jadi merupakan lantai tingkat. Plat lantai ini didukung oleh balok-balok yang bertumpu pada kolom-kolom bangunan.
Ketebalan plat lantai ditentukan oleh :
a. Besar lendutan yang diijinkan
b. Lebar bentangan atau jarak antara balok-balok pendukung
c. Bahan konstruksi dan plat lantai
Berdasarkan aksi strukturalnya, pelat dibedakan menjadi empat (Szilard, 1974)
a. Pelat kaku
Pelat kaku merupakan pelat tipis yang memilikki ketegaran lentur (flexural rigidity), dan memikul beban dengan aksi dua dimensi, terutama dengan momen dalam (lentur dan puntir) dan gaya geser transversal, yang umumnya sama dengan balok. Pelat yang dimaksud dalam bidang teknik adalah pelat kaku, kecuali jika dinyatakan lain.
b. Membran
Membran merupakan pelat tipis tanpa ketegaran lentur dan memikul beban lateral dengan gaya geser aksial dan gaya geser terpusat. Aksi pemikul beban ini dapat didekati dengan jaringan kabel yang tegang karena ketebalannya yang sangat tipis membuat daya tahan momennya dapat diabaikan.
c. Pelat flexibel
Pelat flexibel merupakan gabungan pelat kaku dan membran dan memikul beban luar dengan gabungan aksi momen dalam, gaya geser transversal dan gaya geser terpusat, serta gaya aksial. Struktur ini sering dipakai dalam industri ruang angkasa karena perbandingan berat dengan bebannya menguntungkan.
d. Pelat tebal
Pelat tebal merupakan pelat yang kondisi tegangan dalamnya menyerupai kondisi kontinu tiga dimensi
Bahan untuk Plat lantai dapat dibuat dari :
a. Plat Lantai Kayu
Ukuran Lebar papan umumnya 20-30cm. Tebal papan ukuran 2-3cm, dengan jarak balok-balok pendukung antara 60-80cm. Ukuran balok berkisar antara 8/12, 8/14, 10/14. Untuk bentangan 3-3,5cm. Balok-balok kayu ini dapat diletakkan diatas pasangan bata 1 batu atau ditopang oleh balok beton. Bahan kayu yang dipaki harus mempunyai berat jenis antara 0,6-0,8 (t/m3) atau dari jenis kayu kelas II.
Keuntungannya :
1. Harga relative murah, berarti biaya bangunan rendah
2. Mudah dikerjakan, berarti pekerjaan lebih cepat selesai
3. Beratnya ringan, berarti menghemat ukuran fondasi
Kerugiannya :
1. Hanya boleh untuk konstruksi bangunan sederhana dengan beban ringan ringan
2. Bukan peredam suara yang baik
3. Sifat bahan “permeable” ( rembes air ), jadi tidak dapat dibuat KM/WC di lantai atas
4. Mudah terbakar, jadi tidak dapat membuat dapur dilantai atas
5. Tidak dapat dipasang keramik
6. Dapat dimakan bubuk atau serangga, berarti keawetan bahan terbatas
7. Mudah rusak oleh pengaruh cuaca yang berubah-ubah.
b. Plat Lantai Beton
Dipasang tulangan baja pada kedua arah, tulangan silang, untuk menahan momen tarik dan lenturan. Untuk mendapatkan hubungan jepit-jepit, tulangan plat lantai harus dikaitkan kuat pada tulangan balok penumpu. Perencanaan dan hitungan plat lantai dan beton bertulang, harus mengikuti persyaratan yang tercantum dalam buku SNI I Beton 1991.
Beberapa persyaratan tersebut antara lain :
a. Plat lantai harus mempunyai tebal sekurang-kurangnya 12cm, sedangkan untuk plat atap sekurangkurangnya7cm
b. Harus diberi tulangan silang dengan diameter minimum 8mm dari baja lunak atau baja sedang
c. Pada plat lantai yang tebalnya > 25cm harus dipasang tulangan rangkap atas bawah
d. Jarak tulangan pokok yang sejajar tidak kurang dari 2,5cm dan tidak lebih dari 20cm atau dua kalitebal plat lantai, dipilih yang terkecil
e. Semua tulangan plat harus terbungkus lapisan beton setebal minimum 1cm, untuk melindungi bajadari karat, korosi atau kebakaran
f. Bahan beton untuk plat harus dibuat dari campuran 1semen : 2pasir : 3kerikil + air, bila untuk lapiskedap air dibuat dari campuran 1semen : 1 ½ pasir : 2 ½ kerikil + air secukupnya.
Plat-lantai beton dapat dibuat menerus/menjadi satu dengan plat luifel dengan balok penumpu sebagai pembatasnya.
c. Plat Lantai Yumen ( Kayu Semen )
Plat lantai kayu semen ini dibuat dari potongan kayu apa saja dan kecil-kecil yang kemudian dicampur semenyang berukuran 90cm x 80cm. plat lantai yumen ini masih jarang digunakan karena termasuk bahan bangunan yang baru dan yumen ini buatan dari Pabrik Semen Gresik.
Cara Pemasangan Yumen :
Sebelum dipasangi yumen, dack yang akan dibuat dipasangi kayu bangkirai 5/7 dengan panjang yangsudah diatur dengan jarak 40cm. Kayu yang berjejer tersebut ditumpangi ring balk dan dicor, setelah itu lembaran yumen dipasang berjejer rapat diatas kayu tersebut lalu dibaut. Kemudian diatas yumen baru diberi rabat beton (1pc : 2ps : 3kr), setelah kering dipasang keramik, kalau dilihat dari bawah, kayu tersebut tampak seperti utuh. Untuk itu kayu tersebut bisa dipakai sebagai kayu ekspos (bisa dipolitur).
2.2.3.1. Sistem Pelat Satu Arah
Pada bangunan bangunan beton bertulang, suatu jenis lantai yang umum dan dasar adalah tipe konstruksi pelat balok-balok induk (gelagar). Dimana permukaan pelat itu dibatasi oleh dua balok yang bersebelahan pada sisi dan dua gelagar pada kedua ujung. Pelat satu arah adalah pelat yang panjangnya dua kali atau lebih besar dari pada lebarnya, maka hampir semua beban lantai menuju ke balok-balok dan sebagian kecil saja yang akan menyakur secara langsung ke gelagar.
Kondisi pelat ini dapat direncanakan sebagai pelat satu arah dengan tulangan utama sejajar dengan gelagar atau sisi pendek dan tulangan susut atau suhu sejajar dengan balok-balok atau sisi panjangnya. Permukaan yang melendut dari sistem pelat satu arah mempunyai kelengkungan tunggal. Sistem pelat satu arah dapat terjadi pada pelat tunggal maupun menerus, asal perbandingan panjang bentang kedua sisi memenuhi.
2.2.3.2. Sistem Pelat Dua Arah
Sistem pelat dua arah dapat terjadi pada pelat tunggal maupun menerus, asal perbandingan panjang bentang kedua sisi memenuhi. Persyaratan jenis pelat lantai dua arah jika perbandingan dari bentang panjang terhadap bentang pendek kurang dari dua
Beban pelat lantai pada jenis ini disalurkan ke empat sisi pelat atau ke empat balok pendukung, akibatnya tulangan utama pelat diperlukan pada kedua arah sisi pelat. Permukaan lendutan pelat mempunyai kelengkungan ganda.
2.2.4. Tangga
Tangga merupakan suatu komponen struktur yang terdiri dari plat, bordes dan anak tangga yang menghubungkan satu lantai dengan lantai di atasnya. Tangga mempunyai bermacam-macam tipe, yaitu tangga dengan bentangan arah horizontal, tangga dengan bentangan ke arah memanjang, tangga terjepit sebelah (Cantilever Stairs) atau ditumpu oleh balok tengah., tangga spiral (Helical Stairs), dan tangga melayang (Free Standing Stairs).
Bagian-Bagian struktur tangga :
a. Ibu Tangga
Bagian konstruksi pokok yang berfungsi mendukung anak tangga. Ibu tangga dapat merupakan konstruksi yang menjadi satu dengan rangka bangunannya.
Jenis-jenis tangga menurut strukturnya :
a. Tangga Plat
Tangga dengan faktor pendukung berupa plat (biasanya berupa plat beton bertulang). Diatas tangga plat tangga yang miring ini terdapat anak tangga.
b. Tangga Balok
Tangga dengan struktur pendukung berupa balok (dapat berupa balok beton bertulang, kayu atau baja profil)
c. Tangga kantilever
Anak-anak tangga berupa kantilever yang terjepit salah satu ujungnya di dalam dinding atau balok.
Persyaratan pembuatan tangga adalah sebagai berikut :
1. Lebar tangga dan bordes memenuhi kebutuhan
2. Panjang tangga cukup, sehingga dapat memberikan aantrede optrede yang proporsional, aman dan nyaman.
3. Sandaran yang cukup kuat dan aman
4. Memenuhi persyaratan struktural.
2.2.5. Dinding Geser
Dinding Geser (shear wall) adalah suatu struktur balok kantilever tipis yang langsing vertikal, untuk digunakan menahan gaya lateral. Biasanya dinding geser berbentuk persegi panjang, Box core suatu tangga, elevator atau shaft lainnya. Dan biasanya diletakkan di sekeliling lift, tangga atau shaft guna menahan beban lateral tanpa mengganggu penyusunan ruang dalam bangunan.
Usaha untuk memonolitkan antara profil dengan beton pada struktur dinding geser, diberikan kabel pada dinding yang berupa baja mutu tinggi. Dengan pemberian profil sebagai tambahan untuk pengaku dalam menahan gaya lateral. Dinding geser dengan penambahan profil memberikan hasil kapasitas yang jauh lebih besar dibandingkan penampang dinding geser biasa dengan selisih beda 100% yang bisa dilihat pada diagram interaksi momen (Mn) dan beban axial(Pn). Perbedaan tersebut didapat dengan menarik garis linear pada diagram tersebut. Didapat momen pada dinding geser tanpa profil sebesar Mn = 25000 KNm, sedangkan momen pada dinding geser dengan profil sebesar Mn =50000 KNm.
Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan terserap oleh dinding geser tersebut. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2006 (Purwono et al., 2007), perencanaan geser pada dinding structural untuk bangunan tahan gempa didasarkan pada besarnya gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa. Namun, dalam prakteknya masih terdapat keraguan akan keandalan hasil desain dinding geser berdasarkan konsep ini. Hal ini menyebab kan masih disyaratkannya konsep desain kapasitas untuk perencanaan dinding geser dalam berbagai proyek gedung tinggi di Indonesia. Menurut konsep desain kapasitas, kuat geser dinding didesain berdasarkan momen maksimum yang paling mungkin terjadi di dasar dinding.
Dalam prakteknya dinding geser selalu dihubungkan dengan system rangka pemikul momen pada gedung. Dinding struktural yang umum digunakan pada gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 (BSN, 2002), dinding geser beton bertulang kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang fungsi utamanya adalah untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada dinding ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur (bukan akibat gaya geser), melalui pembentukkan sendi plastis di dasar dinding.
Penempatan dinding geser ada 2 macam :
- Dinding geser sebagai dinding tunggal
- Dinding geser yang disusun membentuk core (inti).
Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas :
- Dinding geser sebagai dinding eksterior
- Dinding geser sebagai dinding interior
- Dinding geser simetri
- Dinding geser asimetri
- Dinding geser penuh selebar bangunan
- Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan
2.2.6. Atap
Atap adalah bagaian paling atas dari suatu bangunan, yang melilndungi gedung dan penghuninya secara fisik maupun metafisik (mikrokosmos/makrokosmos).
Permasalahan atap tergantung pada luasnya ruang yang harus dilindungi, bentuk dan konstruksi yang dipilih, dan lapisan penutupnya. Di daerah tropis atap merupakan salah satu bagian terpenting. Struktur atap terbagi menjadi rangka atap dan penopang rangka atap. Rangka atap berfungsi menahan beban dari bahan penutup. Penopang rangka atap adalah balok kayu / baja yang disusun membentuk segitiga,disebut dengan istilah kuda-kuda.
2.2.6.1. Fungsi dan Bagian Atap
Fungsi
| |
Mencegah terhadap pengaruh :
· Angin
· Bobot sendiri
· Curah hujan
· Melindungi ruang bawah, manusia serta elemen bangunan dari pengaruh cuaca
· Hujan
· Sinar cahaya matahari
· Sinar panas matahari
· Petir dan bunga api penerbangan
| |
2.2.6.2. Komponen Atap
|
2.2.6.3. Kuda – kuda
Kontruksi kuda-kuda adalah suatu komponen rangka batang yang berfungsi untuk mendukung beban atap termasuk juga beratnya sendiri dan sekaligus dapat memberikan bentuk pada atapnya. Kuda – kuda merupakan penyangga utama pada struktur atap. Umumnya kuda-kuda terbuat dari :
· Kuda-kuda kayu
Digunakan sebagai pendukung atap dengan bentang sekitar 12 m.
· Kuda-kuda bambu
Pada umumnya mampu mendukun beban atap sampai dengan 10 m.
· Kuda-kuda baja
Sebagai pendukung atap, dengan sistem frame work atau lengkung dapar mendukung beban atap sampai beban atap sampai dengan bentang 75 m, seperti pada hanggar pesawat, stadion olahraga, bangunan pabrik, dan lain-lain.
· Kuda-kuda dari beton bertulang
Dapat digunakan pada atap dengan bentang sekitar 10 hingga 12 m.
Pada dasarnya konstruksi kuda-kuda terdiri dari rangkaian batang yang selalu membentuk segitiga. Kuda-kuda diletakkan di atas dua tembok selaku tumpuannya. Perlu diperhatikan bahwa tembok diusahakan tidak menerima gaya horizontal maupun momen, karena tembok hanya mampu menerima beban vertikal saja. Kuda-kuda diperhitungkan mampu mendukung beban-beban atap dalam satu luasan atap tertentu. Beban-beban yang dihitung adalah beban mati (yaitu berat penutup atap, reng, usuk, gording, kuda-kuda) dan beban hidup (angin, air hujan, orang pada saat memasang/memperbaiki atap).
2.2.6.4. Tipe-tipe Kuda-kuda
a. Tipe Pratt
b. Tipe Howe
c. Tipe Fink
d. Tipe Bowstring
e. Tipe Sawtooth
f. Tipe Waren
2.2.6.5. Bentuk-bentuk Kuda-kuda
Berikut ditampilkan bentuk kuda-kuda berdasarkan bentang kuda-kuda dan jenis bahannya, yaitu :
a. Bentang 3-4 Meter
Digunakan pada bangunan rumah bentang sekitar 3 sampai dengan 4 meter, bahannya dari kayu, atau beton bertulang.
b. Bentang 4-8 Meter
Untuk bentang sekitar 4 sampai dengan 8 meter, bahan dari kayu atau beton bertulang.
c. Bentang 9-16 Meter
Untuk bentang 9 sampai dengan 16 meter, bahan dari baj (double angle).
d. Bentang 20 Meter
Bentang maksimal sekitar 20 meter, bahan dari baja (double angle) dan kuda-kuda atap sebagai loteng, bahan dari kayu.
e. Kuda-Kuda Baja Profil Siku
f. Kuda-Kuda Gabel Profil WF
g. Kuda-Kuda dalam Penerapan
h. Kuda-Kuda Sistem Knock Down
Kuda-kuda sistem knock down merupakan terobosan baru untuk mendirikan rumah instan. Bentuk kuda-kuda sangat sederhana dan terbuat dari papan. Tipe kuda-kuda tersebut diperkenalkan dalam rangka pendirian rumah untuk korban bencana alam yang terjadi di aceh tanggal 26 desember 2004 dan dikenal dengan rumah tipe RI-A.
2.3. Beban-beban Pada Struktur Bangunan Bertingkat
Beban-beban pada struktur bangunan bertingkat, menurut arah bekerjanya dapat dibagi menjadi dua, yaitu : (PPI, 1983)
1. Beban Vertikal (Gravitasi)
a. Beban mati (Dead Load)
Beban mati adalah berat dari semua bagian bangunan yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, pekerjaan pelengkap (finishing), serta alat atau mesin yang merupakan bagian tak terpisahkan dari rangka bangunannya (PPI, 1983).
Beban mati merupakan berat sendiri bangunan yang senantiasa bekerja sepanjang waktu selama bangunan tersebut ada atau sepanjang umur bangunan. Pada perhitungan berat sendiri ini, seorang analisis struktur tidak mungkin dapat menghitung secara tepat seluruh elemen yang ada dalam konstruksi, seperti berat plafond, pipa-pipa ducting, dan lain-lain. Oleh karena itu, dalam menghitung berat sendiri konstruksi ini dapat meleset sekitar 15 % - 20 % (Soetoyo, 2000).
b. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup adalah berat dari penghuni dan atau barang-barang yang dapat berpindah, yang bukan merupakan bagian dari bangunan. Sedangkan pada atap, beban hidup termasuk air hujan yang menggenang (Benny, 1996).
Beban gravitasi pada bangunan yang berupa beban mati dan beban hidup ini akan diterima oleh lantai dan atap bangunan, kemudian didistribusikan ke balok anak dan balok induk. Setelah itu akan diteruskan ke kolom dan ke pondasi.
Bentuk pendistribusian beban dari plat terhadap balok dalam bentuk trapesium maupun segitiga dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar : Distribusi Beban Pada Balok.
5. Beban Horizontal (Lateral)
a. Beban Gempa (Earthquake)
Beban gempa adalah besarnya getaran yang terjadi di dalam struktur rangka bangunan akibat adanya pergerakan tanah oleh gempa. Pertama kali di Indonesia ketetapan perencanaan gempa untuk bangunan dimasukkan dalam Peraturan Muatan Indonesia 1970, lalu peraturan ini diperbaharui dengan diterbitkannya Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung 1983.
Pada dasarnya ada dua metode Analisa Perencanaan Gempa, yaitu : (Soetoyo, 2000)
· Analisis Beban Statik Ekuivalen (Equivalent Static Load Analysis).
Analisis ini adalah suatu cara analisa struktur, dimana pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban statik horizontal untuk menirukan pengaruh gempa yang sesungguhnya akibat gerakan tanah. Metode ini digunakan untuk bangunan struktur yang beraturan dengan ketinggian tidak lebih dari 40 m.
· Analisis Dinamik (Dynamic Analysis).
· Metode ini digunakan untuk bangunan dengan struktur yang tidak beraturan. Perhitungan gempa dengan analisis dinamik ini terdiri dari :
§ Analisa Ragam Spektrum Respons
Analisa Ragam Spektrum Respons adalah Suatu cara analisa dinamik struktur, dimana suatu model dari matematik struktur diberlakukan suatu spektrum respons gempa rencana, dan berdasarkan itu ditentukan respons struktur terhadap gempa rencana tersebut.
§ Analisa Respons Riwayat Waktu
Analisa Respons Riwayat Waktu adalah suatu cara analisa dinamik struktur, dimana suatu model matematik dari struktur dikenakan riwayat waktu dari gempa-gempa hasil pencatatan atau gempa-gempa tiruan terhadap riwayat waktu dari respons struktur ditentukan.
b. Beban Angin (Wind Load)
Beban angin adalah beban yang bekerja pada bangunan atau bagiannya karena adanya selisih tekanan udara (hembusan angin kencang). Beban angin ini ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif (isapan angin), yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang bangunan yang ditinjau (Benny, 1996).
c. Tekanan Tanah dan Air Tanah
Selain beban-beban tersebut diatas, masih ada beban lain yang perlu diperhitungkan, yaitu : (Soetoyo, 2000)
1. Beban Temperatur
Beban akibat temperatur ini perlu diperhitungkan jika letak bangunannya berada di daerah yang perbedaan temperaturnya sangat tinggi.
2. Beban Konstruksi (Construction Load)
Beban konstruksi ini timbul pada saat pelaksanaan pembangunan fisik gedung.
BAB 3
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
1. Struktur atas suatu gedung adalah seluruh bagian struktur gedung yang berada di atas muka tanah (SNI 2002)
2. Struktur atas ini terdiri atas kolom, pelat/lantai, balok,dinding geser dan tangga, yang masing-masing mempunyai peran yang sangat penting.
3. Beban-beban pada struktur bangunan bertingkat, menurut arah bekerjanya dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
a. Beban Vertikal (Gravitasi)
§ Beban mati (Dead Load)
§ Beban hidup (Live Load)
§ Beban AirStruktur bangunan pada umumnya terdiri dari struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah yang dimaksud adalah pondasi dan struktur bangunan yang berada di bawah permukaan tanah, sedangkan yang dimaksud dengan struktur atas adalah struktur bangunan yang berada di atas permukaan tanah seperti kolom, balok, plat, tangga. Setiap komponen tersebut memiliki fungsi yang berbeda-beda di dalam sebuah struktur.
Suatu bangunan gedung beton bertulang yang berlantai banyak sangat rawan terhadap keruntuhan jika tidak direncanakan dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan suatu perencanaan struktur yang tepat dan teliti agar dapat memenuhi kriteria kekuatan (strenght), kenyamanan (serviceability), keselamatan (safety), dan umur rencana bangunan (durability) (Hartono, 1999).
Beban-beban yang bekerja pada struktur seperti beban mati (dead load), beban hidup (live load), beban gempa (earthquake), dan beban angin (wind load) menjadi bahan perhitungan awal dalam perencanaan struktur untuk mendapatkan besar dan arah gaya-gaya yang bekerja pada setiap komponen struktur, kemudian dapat dilakukan analisis struktur untuk mengetahui besarnya kapasitas penampang dan tulangan yang dibutuhkan oleh masing-masing struktur (Gideon dan Takim, 1993).
Pada perencanaan struktur atas ini harus mengacu pada peraturan atau pedoman standar yang mengatur perencanaan dan pelaksanaan bangunan beton bertulang, yaitu Standar Tata Cara Penghitungan Struktur Beton nomor: SK SNI T-15-1991-03, Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983, Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung tahun 1983, dan lain-lain (Istimawan, 1999).
1.2 Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari makalah ini adalah :
1. Menganalisa struktur gedung bagian atas.
2. Mengetahui komponen-komponen struktur atas gedung
3. Mengetahui beban-beban yang bekerja pada struktur atas gedung
1.3 Batasan Masalah
Pada penulisan ini, pembahasan dibatasi pada analisa struktur gedung bagian atas, komponen-komponen struktur dan beban-beban yang bekerja pada struktur atas gedung.
1.4 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan makalah ini terdiri dari :
1. Bab 1 pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan masalah serta sistematika penulisan makalah.
2. Bab 2 berisikan uraian pembahasan (isi)
3. Bab 3 penutup
BAB 2
ISI
2.1 Pengertian Struktur Gedung Bagian Atas
Struktur atas suatu gedung adalah seluruh bagian struktur gedung yang berada di atas muka tanah (SNI 2002). Struktur atas ini terdiri atas kolom, pelat, balok,dinding geser dan tangga, yang masing-masing mempunyai peran yang sangat penting.
2.2 Komponen-Komponen Struktur Gedung Bagian Atas
2.2.1. Kolom
Kolom merupakan suatu elemen struktur tekan yang memegang peranan penting dari suatu bangunan, sehingga keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur (Sudarmoko, 1996). Fungsi kolom adalah sebagai penerus beban seluruh bangunan ke pondasi. Bila diumpamakan, kolom itu seperti rangka tubuh manusia yang memastikan sebuah bangunan berdiri. Kolom termasuk struktur utama untuk meneruskan berat bangunan dan beban lain seperti beban hidup (manusia dan barang-barang), serta beban hembusan angin. Kolom berfungsi sangat penting, agar bangunan tidak mudah roboh.
SK SNI T-15-1991-03 mendefinisikan kolom adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral.
Struktur dalam kolom dibuat dari besi dan beton. Keduanya merupakan gabungan antara material yang tahan tarikan dan tekanan. Besi adalah material yang tahan tarikan, sedangkan beton adalah material yang tahan tekanan. Gabungan kedua material ini dalam struktur beton memungkinkan kolom atau bagian struktural lain seperti sloof dan balok bisa menahan gaya tekan dan gaya tarik pada bangunan.
| | ||
|
2.2.1.1. Prinsip Desain Kolom
Elemen struktur kolom yang mempunyai nilai perbandingan antara panjang dan dimensi penampang melintangnya relatif kecil disebut kolom pendek. Kapasitas pikul-beban kolom pendek tidak tergantung pada panjang kolom dan bila mengalami beban berlebihan, maka kolom pendek pada umumnya akan gagal karena hancurnya material. Dengan demikian, kapasitas pikul-beban batas tergantung pada kekuatan material yang digunakan. Semakin panjang suatu elemen tekan, proporsi relatif elemen akan berubah hingga mencapai keadaan yang disebut elemen langsing. Perilaku elemen langsing sangat berbeda dengan elemen tekan pendek. Perilaku elemen tekan panjang terhadap beban tekan adalah apabila bebannya kecil, elemen masih dapat mempertahankan bentuk liniernya, begitu pula apabila bebannya bertambah. Pada saat beban mencapai nilai tertentu, elemen tersebut tiba-tiba tidak stabil, dan berubah bentuk menjadi seperti tergambar.
Hal inilah yang dibuat fenomena tekuk (buckling) apabila suatu elemen struktur (dalam hal ini adalah kolom) telah menekuk, maka kolom tersebut tidak mempunyai kemampuan lagi untuk menerima beban tambahan. Sedikit saja penambahan beban akan menyebabkan elemen struktur tersebut runtuh. Dengan demikian, kapasitas pikul-beban untuk elemen struktur kolom itu adalah besar beban yang menyebabkan kolom tersebut mengalami tekuk awal. Struktur yang sudah mengalami tekuk tidak mempunyai kemampuan layan lagi. Fenomena tekuk adalah suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipengaruhi oleh aksi beban. Kegagalan yang diakibatkan oleh ketidakstabilan dapat terjadi pada berbagai material. Pada saat tekuk terjadi, taraf gaya internal bisa sangat rendah. Fenomena tekuk berkaitan dengan kekakuan elemen struktur. Suatu elemen yang mempunyai kekakukan kecil lebih mudah mengalami tekuk dibandingkan dengan yang mempunyai kekakuan besar. Semakin panjang suatu elemen struktur, semakin kecil kekakuannya.
Banyak faktor yang mempengaruhi beban tekuk (Pcr) pada suatu elemen struktur tekan panjang. Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut :
1 .Panjang Kolom
Pada umumnya, kapasitas pikul-beban kolom berbanding terbalik dengan kuadrat panjang elemennya. Selain itu, faktor lain yang menentukan besar beban tekuk adalah yang berhubungan dengan karakteristik kekakuan elemen struktur (jenis material, bentuk, dan ukuran penampang).
2. Kekakuan
Kekakuan elemen struktur sangat dipengaruhi oleh banyaknya material dan distribusinya. Pada elemen struktur persegi panjang, elemen struktur akan selalu menekuk pada arah seperti yang diilustrasikan pada di bawah bagian (a). Namun bentuk berpenampang simetris (misalnya bujursangkar atau lingkaran) tidak mempunyai arah tekuk khusus seperti penampang segiempat. Ukuran distribusi material (bentuk dan ukuran penampang) dalam hal ini pada umumnya dapat dinyatakan dengan momen inersia (I).
3. Kondisi ujung elemen struktur
Apabila ujung-ujung kolom bebas berotasi, kolom tersebut mempunyai kemampuan pikul-beban lebih kecil dibandingkan dengan kolom sama yang ujung-ujungnya dijepit. Adanya tahanan ujung menambah kekakuan sehingga juga meningkatkan kestabilan yang mencegah tekuk. Mengekang (menggunakan bracing) suatu kolom pada suatu arah juga meningkatkan kekakuan. Fenomena tekuk pada umumnya menyebabkan terjadinya pengurangan kapasitas pikul-beban elemen tekan. Beban maksimum yang dapat dipikul kolom pendek ditentukan oleh hancurnya material, bukan tekuk.
Untuk kolom pada bangunan sederhana bentuk kolom ada dua jenis yaitu kolom utama dan kolom praktis.
a. Kolom Utama
Yang dimaksud dengan kolom utama adalah kolom yang fungsi utamanya menyanggah beban utama yang berada diatasnya. Untuk rumah tinggal disarankan jarak kolom utama adalah 3.5 m, agar dimensi balok untuk menompang lantai tidak tidak begitubesar, dan apabila jarak antara kolom dibuat lebih dari 3.5 meter, maka struktur bangunan harus dihitung. Sedangkan dimensi kolom utama untuk bangunan rumah tinggal lantai 2 biasanya dipakai ukuran 20/20, dengan tulangan pokok 8 d12 mm, danbegel d 8-10cm ( 8 d 12 maksudnya jumlah besi beton diameter 12mm 8 buah, 8 – 10 cmmaksudnya begel diameter 8 dengan jarak 10 cm).
b. Kolom Praktis
Adalah kolom yang berpungsi membantu kolom utama dan juga sebagai pengikat dinding agardinding stabil, jarak kolom maksimum 3,5 meter,atau pada pertemuan pasangan bata, (sudutsudut).Dimensi kolom praktis 15/15 dengantulangan beton 4 d 10 begel d 8-20.
Dalam buku struktur beton bertulang (Istimawan dipohusodo, 1994) ada tiga jenis kolom beton bertulang yaitu :
1. Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral. Kolom ini merupakan kolom brton yang ditulangi dengan batang tulangan pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat sengkang ke arah lateral. Tulangan ini berfungsi untuk memegang tulangan pokok memanjang agar tetap kokoh pada tempatnya. Terlihat dalam gambar 1.
2. Kolom menggunakan pengikat spiral. Bentuknya sama dengan yang pertama hanya saja sebagai pengikat tulangan pokok memanjang adalah tulangan spiral yang dililitkan keliling membentuk heliks menerus di sepanjang kolom. Fungsi dari tulangan spiral adalah memberi kemampuan kolom untuk menyerap deformasi cukup besar sebelum runtuh, sehingga mampu mencegah terjadinya kehancuran seluruh struktur sebelum proses redistribusi momen dan tegangan terwujud. Seperti pada gambar 1.(b).
3. Struktur kolom komposit seperti tampak pada gambar 1. Merupakan komponen struktur tekan yang diperkuat pada arah memanjang dengan gelagar baja profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi batang tulangan pokok memanjang
|
2.2.2. Balok
Balok juga merupakan salah satu pekerjaan beton bertulang. Balok merupakan bagian struktur yang digunakan sebagai dudukan lantai dan pengikat kolom lantai atas.Fungsinya adalah sebagai rangka penguat horizontal bangunan akan beban-beban.
Persyaratan balok menurut PBBI 1971.N.I – 2 hal. 91 sebagai berikut :
a. Lebar badan balok tidak boleh diambil kurang dari 1/50 kali bentang bersih. Tinggi balok harus dipilih sedemikian rupa hingga dengan lebar badan yang dipilih.
b. Untuk semua jenis baja tulangan, diameter (diameter pengenal) batang tulangan untuk balok tidak boleh diambil kurang dari 12 mm. Sedapat mungkin harus dihindarkan pemasangan tulangan balok dalam lebih dari 2 lapis, kecuali pada keadaan-keadaan khusus.
c. Tulangan tarik harus disebar merata didaerah tarik maksimum dari penampang.
d. Pada balok-balok yang lebih tinggi dari 90 cm pada bidang-bidang sampingnya harus dipasang tulangan samping dengan luas minimum 10% dari luas tulangan tarik pokok. Diameter batang tulangan tersebut tidak boleh diambil kurang dari 8 mm pada jenis baja lunak dan 6 mm pada jenis baja keras.
e. Pada balok senantiasa harus dipasang sengkang. Jarak sengkang tidak boleh diambil lebih dari 30 cm, sedangkan dibagian balok sengkang-sengkang bekerja sebagai tulangan geser. Atau jarak sengkang tersebut tidak boleh diambil lebih dari 2/3 dari tinggi balok. Diameter batang sengkang tidak boleh diambil kurang dari 6 mm pada jenis baja lunak dan 5 mm pada jenis baja keras.
2.2.3. Plat Lantai
Plat lantai adalah lantai yang tidak terletak di atas tanah langsung, jadi merupakan lantai tingkat. Plat lantai ini didukung oleh balok-balok yang bertumpu pada kolom-kolom bangunan.
Ketebalan plat lantai ditentukan oleh :
a. Besar lendutan yang diijinkan
b. Lebar bentangan atau jarak antara balok-balok pendukung
c. Bahan konstruksi dan plat lantai
Berdasarkan aksi strukturalnya, pelat dibedakan menjadi empat (Szilard, 1974)
a. Pelat kaku
Pelat kaku merupakan pelat tipis yang memilikki ketegaran lentur (flexural rigidity), dan memikul beban dengan aksi dua dimensi, terutama dengan momen dalam (lentur dan puntir) dan gaya geser transversal, yang umumnya sama dengan balok. Pelat yang dimaksud dalam bidang teknik adalah pelat kaku, kecuali jika dinyatakan lain.
b. Membran
Membran merupakan pelat tipis tanpa ketegaran lentur dan memikul beban lateral dengan gaya geser aksial dan gaya geser terpusat. Aksi pemikul beban ini dapat didekati dengan jaringan kabel yang tegang karena ketebalannya yang sangat tipis membuat daya tahan momennya dapat diabaikan.
c. Pelat flexibel
Pelat flexibel merupakan gabungan pelat kaku dan membran dan memikul beban luar dengan gabungan aksi momen dalam, gaya geser transversal dan gaya geser terpusat, serta gaya aksial. Struktur ini sering dipakai dalam industri ruang angkasa karena perbandingan berat dengan bebannya menguntungkan.
d. Pelat tebal
Pelat tebal merupakan pelat yang kondisi tegangan dalamnya menyerupai kondisi kontinu tiga dimensi
Bahan untuk Plat lantai dapat dibuat dari :
a. Plat Lantai Kayu
Ukuran Lebar papan umumnya 20-30cm. Tebal papan ukuran 2-3cm, dengan jarak balok-balok pendukung antara 60-80cm. Ukuran balok berkisar antara 8/12, 8/14, 10/14. Untuk bentangan 3-3,5cm. Balok-balok kayu ini dapat diletakkan diatas pasangan bata 1 batu atau ditopang oleh balok beton. Bahan kayu yang dipaki harus mempunyai berat jenis antara 0,6-0,8 (t/m3) atau dari jenis kayu kelas II.
Keuntungannya :
1. Harga relative murah, berarti biaya bangunan rendah
2. Mudah dikerjakan, berarti pekerjaan lebih cepat selesai
3. Beratnya ringan, berarti menghemat ukuran fondasi
Kerugiannya :
1. Hanya boleh untuk konstruksi bangunan sederhana dengan beban ringan ringan
2. Bukan peredam suara yang baik
3. Sifat bahan “permeable” ( rembes air ), jadi tidak dapat dibuat KM/WC di lantai atas
4. Mudah terbakar, jadi tidak dapat membuat dapur dilantai atas
5. Tidak dapat dipasang keramik
6. Dapat dimakan bubuk atau serangga, berarti keawetan bahan terbatas
7. Mudah rusak oleh pengaruh cuaca yang berubah-ubah.
b. Plat Lantai Beton
Dipasang tulangan baja pada kedua arah, tulangan silang, untuk menahan momen tarik dan lenturan. Untuk mendapatkan hubungan jepit-jepit, tulangan plat lantai harus dikaitkan kuat pada tulangan balok penumpu. Perencanaan dan hitungan plat lantai dan beton bertulang, harus mengikuti persyaratan yang tercantum dalam buku SNI I Beton 1991.
Beberapa persyaratan tersebut antara lain :
a. Plat lantai harus mempunyai tebal sekurang-kurangnya 12cm, sedangkan untuk plat atap sekurangkurangnya7cm
b. Harus diberi tulangan silang dengan diameter minimum 8mm dari baja lunak atau baja sedang
c. Pada plat lantai yang tebalnya > 25cm harus dipasang tulangan rangkap atas bawah
d. Jarak tulangan pokok yang sejajar tidak kurang dari 2,5cm dan tidak lebih dari 20cm atau dua kalitebal plat lantai, dipilih yang terkecil
e. Semua tulangan plat harus terbungkus lapisan beton setebal minimum 1cm, untuk melindungi bajadari karat, korosi atau kebakaran
f. Bahan beton untuk plat harus dibuat dari campuran 1semen : 2pasir : 3kerikil + air, bila untuk lapiskedap air dibuat dari campuran 1semen : 1 ½ pasir : 2 ½ kerikil + air secukupnya.
Plat-lantai beton dapat dibuat menerus/menjadi satu dengan plat luifel dengan balok penumpu sebagai pembatasnya.
c. Plat Lantai Yumen ( Kayu Semen )
Plat lantai kayu semen ini dibuat dari potongan kayu apa saja dan kecil-kecil yang kemudian dicampur semenyang berukuran 90cm x 80cm. plat lantai yumen ini masih jarang digunakan karena termasuk bahan bangunan yang baru dan yumen ini buatan dari Pabrik Semen Gresik.
Cara Pemasangan Yumen :
Sebelum dipasangi yumen, dack yang akan dibuat dipasangi kayu bangkirai 5/7 dengan panjang yangsudah diatur dengan jarak 40cm. Kayu yang berjejer tersebut ditumpangi ring balk dan dicor, setelah itu lembaran yumen dipasang berjejer rapat diatas kayu tersebut lalu dibaut. Kemudian diatas yumen baru diberi rabat beton (1pc : 2ps : 3kr), setelah kering dipasang keramik, kalau dilihat dari bawah, kayu tersebut tampak seperti utuh. Untuk itu kayu tersebut bisa dipakai sebagai kayu ekspos (bisa dipolitur).
2.2.3.1. Sistem Pelat Satu Arah
Pada bangunan bangunan beton bertulang, suatu jenis lantai yang umum dan dasar adalah tipe konstruksi pelat balok-balok induk (gelagar). Dimana permukaan pelat itu dibatasi oleh dua balok yang bersebelahan pada sisi dan dua gelagar pada kedua ujung. Pelat satu arah adalah pelat yang panjangnya dua kali atau lebih besar dari pada lebarnya, maka hampir semua beban lantai menuju ke balok-balok dan sebagian kecil saja yang akan menyakur secara langsung ke gelagar.
Kondisi pelat ini dapat direncanakan sebagai pelat satu arah dengan tulangan utama sejajar dengan gelagar atau sisi pendek dan tulangan susut atau suhu sejajar dengan balok-balok atau sisi panjangnya. Permukaan yang melendut dari sistem pelat satu arah mempunyai kelengkungan tunggal. Sistem pelat satu arah dapat terjadi pada pelat tunggal maupun menerus, asal perbandingan panjang bentang kedua sisi memenuhi.
2.2.3.2. Sistem Pelat Dua Arah
Sistem pelat dua arah dapat terjadi pada pelat tunggal maupun menerus, asal perbandingan panjang bentang kedua sisi memenuhi. Persyaratan jenis pelat lantai dua arah jika perbandingan dari bentang panjang terhadap bentang pendek kurang dari dua
Beban pelat lantai pada jenis ini disalurkan ke empat sisi pelat atau ke empat balok pendukung, akibatnya tulangan utama pelat diperlukan pada kedua arah sisi pelat. Permukaan lendutan pelat mempunyai kelengkungan ganda.
2.2.4. Tangga
Tangga merupakan suatu komponen struktur yang terdiri dari plat, bordes dan anak tangga yang menghubungkan satu lantai dengan lantai di atasnya. Tangga mempunyai bermacam-macam tipe, yaitu tangga dengan bentangan arah horizontal, tangga dengan bentangan ke arah memanjang, tangga terjepit sebelah (Cantilever Stairs) atau ditumpu oleh balok tengah., tangga spiral (Helical Stairs), dan tangga melayang (Free Standing Stairs).
Bagian-Bagian struktur tangga :
a. Ibu Tangga
Bagian konstruksi pokok yang berfungsi mendukung anak tangga. Ibu tangga dapat merupakan konstruksi yang menjadi satu dengan rangka bangunannya.
Jenis-jenis tangga menurut strukturnya :
a. Tangga Plat
Tangga dengan faktor pendukung berupa plat (biasanya berupa plat beton bertulang). Diatas tangga plat tangga yang miring ini terdapat anak tangga.
b. Tangga Balok
Tangga dengan struktur pendukung berupa balok (dapat berupa balok beton bertulang, kayu atau baja profil)
c. Tangga kantilever
Anak-anak tangga berupa kantilever yang terjepit salah satu ujungnya di dalam dinding atau balok.
Persyaratan pembuatan tangga adalah sebagai berikut :
1. Lebar tangga dan bordes memenuhi kebutuhan
2. Panjang tangga cukup, sehingga dapat memberikan aantrede optrede yang proporsional, aman dan nyaman.
3. Sandaran yang cukup kuat dan aman
4. Memenuhi persyaratan struktural.
2.2.5. Dinding Geser
Dinding Geser (shear wall) adalah suatu struktur balok kantilever tipis yang langsing vertikal, untuk digunakan menahan gaya lateral. Biasanya dinding geser berbentuk persegi panjang, Box core suatu tangga, elevator atau shaft lainnya. Dan biasanya diletakkan di sekeliling lift, tangga atau shaft guna menahan beban lateral tanpa mengganggu penyusunan ruang dalam bangunan.
Usaha untuk memonolitkan antara profil dengan beton pada struktur dinding geser, diberikan kabel pada dinding yang berupa baja mutu tinggi. Dengan pemberian profil sebagai tambahan untuk pengaku dalam menahan gaya lateral. Dinding geser dengan penambahan profil memberikan hasil kapasitas yang jauh lebih besar dibandingkan penampang dinding geser biasa dengan selisih beda 100% yang bisa dilihat pada diagram interaksi momen (Mn) dan beban axial(Pn). Perbedaan tersebut didapat dengan menarik garis linear pada diagram tersebut. Didapat momen pada dinding geser tanpa profil sebesar Mn = 25000 KNm, sedangkan momen pada dinding geser dengan profil sebesar Mn =50000 KNm.
Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan terserap oleh dinding geser tersebut. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2006 (Purwono et al., 2007), perencanaan geser pada dinding structural untuk bangunan tahan gempa didasarkan pada besarnya gaya dalam yang terjadi akibat beban gempa. Namun, dalam prakteknya masih terdapat keraguan akan keandalan hasil desain dinding geser berdasarkan konsep ini. Hal ini menyebab kan masih disyaratkannya konsep desain kapasitas untuk perencanaan dinding geser dalam berbagai proyek gedung tinggi di Indonesia. Menurut konsep desain kapasitas, kuat geser dinding didesain berdasarkan momen maksimum yang paling mungkin terjadi di dasar dinding.
Dalam prakteknya dinding geser selalu dihubungkan dengan system rangka pemikul momen pada gedung. Dinding struktural yang umum digunakan pada gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 (BSN, 2002), dinding geser beton bertulang kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang fungsi utamanya adalah untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada dinding ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur (bukan akibat gaya geser), melalui pembentukkan sendi plastis di dasar dinding.
Penempatan dinding geser ada 2 macam :
- Dinding geser sebagai dinding tunggal
- Dinding geser yang disusun membentuk core (inti).
Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas :
- Dinding geser sebagai dinding eksterior
- Dinding geser sebagai dinding interior
- Dinding geser simetri
- Dinding geser asimetri
- Dinding geser penuh selebar bangunan
- Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan
2.2.6. Atap
Atap adalah bagaian paling atas dari suatu bangunan, yang melilndungi gedung dan penghuninya secara fisik maupun metafisik (mikrokosmos/makrokosmos).
Permasalahan atap tergantung pada luasnya ruang yang harus dilindungi, bentuk dan konstruksi yang dipilih, dan lapisan penutupnya. Di daerah tropis atap merupakan salah satu bagian terpenting. Struktur atap terbagi menjadi rangka atap dan penopang rangka atap. Rangka atap berfungsi menahan beban dari bahan penutup. Penopang rangka atap adalah balok kayu / baja yang disusun membentuk segitiga,disebut dengan istilah kuda-kuda.
2.2.6.1. Fungsi dan Bagian Atap
Fungsi
| |
Mencegah terhadap pengaruh :
· Angin
· Bobot sendiri
· Curah hujan
· Melindungi ruang bawah, manusia serta elemen bangunan dari pengaruh cuaca
· Hujan
· Sinar cahaya matahari
· Sinar panas matahari
· Petir dan bunga api penerbangan
| |
2.2.6.2. Komponen Atap
|
2.2.6.3. Kuda – kuda
Kontruksi kuda-kuda adalah suatu komponen rangka batang yang berfungsi untuk mendukung beban atap termasuk juga beratnya sendiri dan sekaligus dapat memberikan bentuk pada atapnya. Kuda – kuda merupakan penyangga utama pada struktur atap. Umumnya kuda-kuda terbuat dari :
· Kuda-kuda kayu
Digunakan sebagai pendukung atap dengan bentang sekitar 12 m.
· Kuda-kuda bambu
Pada umumnya mampu mendukun beban atap sampai dengan 10 m.
· Kuda-kuda baja
Sebagai pendukung atap, dengan sistem frame work atau lengkung dapar mendukung beban atap sampai beban atap sampai dengan bentang 75 m, seperti pada hanggar pesawat, stadion olahraga, bangunan pabrik, dan lain-lain.
· Kuda-kuda dari beton bertulang
Dapat digunakan pada atap dengan bentang sekitar 10 hingga 12 m.
Pada dasarnya konstruksi kuda-kuda terdiri dari rangkaian batang yang selalu membentuk segitiga. Kuda-kuda diletakkan di atas dua tembok selaku tumpuannya. Perlu diperhatikan bahwa tembok diusahakan tidak menerima gaya horizontal maupun momen, karena tembok hanya mampu menerima beban vertikal saja. Kuda-kuda diperhitungkan mampu mendukung beban-beban atap dalam satu luasan atap tertentu. Beban-beban yang dihitung adalah beban mati (yaitu berat penutup atap, reng, usuk, gording, kuda-kuda) dan beban hidup (angin, air hujan, orang pada saat memasang/memperbaiki atap).
2.2.6.4. Tipe-tipe Kuda-kuda
a. Tipe Pratt
b. Tipe Howe
c. Tipe Fink
d. Tipe Bowstring
e. Tipe Sawtooth
f. Tipe Waren
2.2.6.5. Bentuk-bentuk Kuda-kuda
Berikut ditampilkan bentuk kuda-kuda berdasarkan bentang kuda-kuda dan jenis bahannya, yaitu :
a. Bentang 3-4 Meter
Digunakan pada bangunan rumah bentang sekitar 3 sampai dengan 4 meter, bahannya dari kayu, atau beton bertulang.
b. Bentang 4-8 Meter
Untuk bentang sekitar 4 sampai dengan 8 meter, bahan dari kayu atau beton bertulang.
c. Bentang 9-16 Meter
Untuk bentang 9 sampai dengan 16 meter, bahan dari baj (double angle).
d. Bentang 20 Meter
Bentang maksimal sekitar 20 meter, bahan dari baja (double angle) dan kuda-kuda atap sebagai loteng, bahan dari kayu.
e. Kuda-Kuda Baja Profil Siku
f. Kuda-Kuda Gabel Profil WF
g. Kuda-Kuda dalam Penerapan
h. Kuda-Kuda Sistem Knock Down
Kuda-kuda sistem knock down merupakan terobosan baru untuk mendirikan rumah instan. Bentuk kuda-kuda sangat sederhana dan terbuat dari papan. Tipe kuda-kuda tersebut diperkenalkan dalam rangka pendirian rumah untuk korban bencana alam yang terjadi di aceh tanggal 26 desember 2004 dan dikenal dengan rumah tipe RI-A.
2.3. Beban-beban Pada Struktur Bangunan Bertingkat
Beban-beban pada struktur bangunan bertingkat, menurut arah bekerjanya dapat dibagi menjadi dua, yaitu : (PPI, 1983)
1. Beban Vertikal (Gravitasi)
a. Beban mati (Dead Load)
Beban mati adalah berat dari semua bagian bangunan yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, pekerjaan pelengkap (finishing), serta alat atau mesin yang merupakan bagian tak terpisahkan dari rangka bangunannya (PPI, 1983).
Beban mati merupakan berat sendiri bangunan yang senantiasa bekerja sepanjang waktu selama bangunan tersebut ada atau sepanjang umur bangunan. Pada perhitungan berat sendiri ini, seorang analisis struktur tidak mungkin dapat menghitung secara tepat seluruh elemen yang ada dalam konstruksi, seperti berat plafond, pipa-pipa ducting, dan lain-lain. Oleh karena itu, dalam menghitung berat sendiri konstruksi ini dapat meleset sekitar 15 % - 20 % (Soetoyo, 2000).
b. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup adalah berat dari penghuni dan atau barang-barang yang dapat berpindah, yang bukan merupakan bagian dari bangunan. Sedangkan pada atap, beban hidup termasuk air hujan yang menggenang (Benny, 1996).
Beban gravitasi pada bangunan yang berupa beban mati dan beban hidup ini akan diterima oleh lantai dan atap bangunan, kemudian didistribusikan ke balok anak dan balok induk. Setelah itu akan diteruskan ke kolom dan ke pondasi.
Bentuk pendistribusian beban dari plat terhadap balok dalam bentuk trapesium maupun segitiga dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar : Distribusi Beban Pada Balok.
5. Beban Horizontal (Lateral)
a. Beban Gempa (Earthquake)
Beban gempa adalah besarnya getaran yang terjadi di dalam struktur rangka bangunan akibat adanya pergerakan tanah oleh gempa. Pertama kali di Indonesia ketetapan perencanaan gempa untuk bangunan dimasukkan dalam Peraturan Muatan Indonesia 1970, lalu peraturan ini diperbaharui dengan diterbitkannya Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung 1983.
Pada dasarnya ada dua metode Analisa Perencanaan Gempa, yaitu : (Soetoyo, 2000)
· Analisis Beban Statik Ekuivalen (Equivalent Static Load Analysis).
Analisis ini adalah suatu cara analisa struktur, dimana pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban statik horizontal untuk menirukan pengaruh gempa yang sesungguhnya akibat gerakan tanah. Metode ini digunakan untuk bangunan struktur yang beraturan dengan ketinggian tidak lebih dari 40 m.
· Analisis Dinamik (Dynamic Analysis).
· Metode ini digunakan untuk bangunan dengan struktur yang tidak beraturan. Perhitungan gempa dengan analisis dinamik ini terdiri dari :
§ Analisa Ragam Spektrum Respons
Analisa Ragam Spektrum Respons adalah Suatu cara analisa dinamik struktur, dimana suatu model dari matematik struktur diberlakukan suatu spektrum respons gempa rencana, dan berdasarkan itu ditentukan respons struktur terhadap gempa rencana tersebut.
§ Analisa Respons Riwayat Waktu
Analisa Respons Riwayat Waktu adalah suatu cara analisa dinamik struktur, dimana suatu model matematik dari struktur dikenakan riwayat waktu dari gempa-gempa hasil pencatatan atau gempa-gempa tiruan terhadap riwayat waktu dari respons struktur ditentukan.
b. Beban Angin (Wind Load)
Beban angin adalah beban yang bekerja pada bangunan atau bagiannya karena adanya selisih tekanan udara (hembusan angin kencang). Beban angin ini ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif (isapan angin), yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang bangunan yang ditinjau (Benny, 1996).
c. Tekanan Tanah dan Air Tanah
Selain beban-beban tersebut diatas, masih ada beban lain yang perlu diperhitungkan, yaitu : (Soetoyo, 2000)
1. Beban Temperatur
Beban akibat temperatur ini perlu diperhitungkan jika letak bangunannya berada di daerah yang perbedaan temperaturnya sangat tinggi.
2. Beban Konstruksi (Construction Load)
Beban konstruksi ini timbul pada saat pelaksanaan pembangunan fisik gedung.
BAB 3
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
1. Struktur atas suatu gedung adalah seluruh bagian struktur gedung yang berada di atas muka tanah (SNI 2002)
2. Struktur atas ini terdiri atas kolom, pelat/lantai, balok,dinding geser dan tangga, yang masing-masing mempunyai peran yang sangat penting.
3. Beban-beban pada struktur bangunan bertingkat, menurut arah bekerjanya dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
a. Beban Vertikal (Gravitasi)
§ Beban mati (Dead Load)
§ Beban hidup (Live Load)
§ Beban Air Hujan
b. Beban Horizontal (Lateral)
§ Beban Gempa (Earthquake)
§ Beban angin (Wind Load)
§ Tekanan Tanah dan Air Tanah
3.2. Saran
§ Dalam pembuatan suatu gedung, selain memperhatikan faktor struktur bagian bawah, juga harus memperhatikan struktur gedung bagian bawah.
§ Suatu bangunan gedung beton bertulang yang berlantai banyak sangat rawan terhadap keruntuhan jika tidak direncanakan dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan suatu perencanaan struktur yang tepat dan teliti agar dapat memenuhi kriteria kekuatan (strenght), kenyamanan (serviceability), keselamatan (safety), dan umur rencana bangunan (durability) Hujan
b. Beban Horizontal (Lateral)
§ Beban Gempa (Earthquake)
§ Beban angin (Wind Load)
§ Tekanan Tanah dan Air Tanah
3.2. Saran
§ Dalam pembuatan suatu gedung, selain memperhatikan faktor struktur bagian bawah, juga harus memperhatikan struktur gedung bagian bawah.
§ Suatu bangunan gedung beton bertulang yang berlantai banyak sangat rawan terhadap keruntuhan jika tidak direncanakan dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan suatu perencanaan struktur yang tepat dan teliti agar dapat memenuhi kriteria kekuatan (strenght), kenyamanan (serviceability), keselamatan (safety), dan umur rencana bangunan (durability)
Comments
Post a Comment