Tugas Struktur Bangunan.docx

STRUKTUR BANGUNAN Pengertian struktur Struktur bangunan adalah komponen penting dalam arsitektur. Fungsi struktur (sutrisno,1985) : 1.Untuk melindungi suatu ruang terhadap iklim dan bahaya –bahaya yang ditimbulkan oleh alam. 2. Menyalurkan beban ke dalam tanah

Struktur adalah bagian-bagian yang membentuk bangunan seperti pondasi, sloof, dinding, kolom, ring, kuda-kuda, dan atap. Pada prinsipnya, elemen struktur berfungsi untuk mendukung keberadaan elemen nonstruktur yang meliputi elemen tampak, interior, dan detail arsitektur sehingga membentuk satu kesatuan. Setiap bagian struktur bangunan tersebut juga mempunyai fungsi dan peranannya masing-masing. Kegunaan lain dari struktur bangunan yaitu meneruskan beban bangunan dari bagian bangunan atas menuju bagian bangunan bawah, lalu menyebarkannya ke tanah. Perancangan struktur harus memastikan bahwa bagian-bagian sistem struktur ini sanggup mengizinkan atau menanggung gaya gravitasi dan beban bangunan, kemudian menyokong dan menyalurkannya ke tanah dengan aman. Terdapat tiga bagian dari struktur bangunan antara lain : 1. Struktur bawah (substruktur) adalah bagian-bagian bangunan yang terletak di bawah permukaan tanah. Struktur bawah ini meliputi pondasi dan sloof. 2. Struktur tengah merupakan bagian-bagian bangunan yang terletak di atas permukaan tanah dan di bawah atap, serta layak ditinggali oleh manusia. Yang dimaksud struktur tengah di antaranya dinding, kolom, dan ring. 3. Struktur atas (superstruktur) yaitu bagian-bagian bangunan yang terbentuk memanjang ke atas untuk menopang atap. Struktur atas bangunan antara lain rangka dan kuda-kuda

STRUKTUR ATAS (UPPER STRUCTURE) Upper Structure adalah seluruh bagian struktur dari bangunan yang ada diatas permukaan tanah, yaitu kerangka-kerangka pemikul bangunan tersebut (structural part), dalam hal ini kerangka-kerangka beton bertulang, beton pratekan, ataupun kerangka baja dari suatu bangunan. Yang harus dikuasai adalah perhitungan-

perhitungan kekuatan, kestabilan serta keamanan dari kerangka-kerangka pemikul tersebut baik akibat gaya grafitasi, gaya angin ataupun gaya gempa, beserta sifat-sifat dari bahan bangunan sendiri ( baja, beton, kayu, bahan petro kimia dsb ). Bangunan Struktur Atas (Upper Structure) berfungsi untuk menampung bebanbeban yang ditimbulkan oleh lalu lintas orang, kendaraan, dan lain sebagainya. Bangunan atas biasanya terdiri dari pelat, lapisan permukaan jalan, dan gelagar dari jembatan Rangka bangunan adalah bagian dari bangunan yang merupakan struktur utama pendukung berat bangunan dan beban luar yang bekerja padanya. Rangka bangunan untuk bangunan bertingkat sederhana atau bertingkat rendah, umumnya berupa struktur rangka portal (frame structure). Struktur ini berupa kerangka yang terdiri dari kolom dan balok yang merupakan rangkaian yang menjadi satu kesatuan yang kuat. Kolom portal harus dibuat menerus dari lantai bawah sampai lantai atas, artinya letak kolom-kolom portal tidak boleh digeser pada tiap lantai, karena hal ini akan menghilangkan sifat kekakuan dari struktur rangka portalnya. Jadi harus dihindarkan denah kolom portal yang tidak sama untuk tiap-tiap lapis lantai. Ukuran kolom makin keatas boleh makin kecil. Perubahan dimensi kolom harus dilakukan pada lapis lantai agar pada satu lajur kolom mempunyai kekakuan yang sama. Balok portal merangkai kolom-kolom menjadi satu kesatuan. Balok menerima seluruh beban dari plat lantai dan meneruskan ke kolom-kolom pendukung. Hubungan balok dan kolom adalah jepit-jepit, yaitu suatu sistem dukungan yang dapat menahan Momen, Gaya vertikal dan Gaya horisontal. Untuk menambah kekakuan balok, dibagian pangkal pada pertemuan dengan kolom boleh ditambah tebalnya. Rangka portal harus direncanakan dan diperhitungkan kekuatannya terhadap bebanbeban sebagai berikut :  Beban mati, dinyatakan dengan lambang : M  Beban hidup, dinyatakan dengan lambang : H  Beban angin, dinyatakan dengan lambang : A  Beban gempa, dinyatakan dengan lambang : G  Beban khusus, dinyatakan dengan lambang : K

Kombinasi pembebanan : Pembebanan tetap

:M+H

Pembebanan sementara

: (M + H) + A

Atau

: (M + H) + G --->>> (dipilih pengaruh mana yang

lebih besar) Pembebanan khusus

: (M + H) + K

Atau

: (M + H) + A + K

Atau

: (M + H) + G + K Untuk merencanakan dan menghitung kekuatan suatu konstruksi bangunan

dipakai pembebanan tetap yang terberat. Setelah diproses ukuran dari konstruksi portalnya berdasarkan tegangan ijin bahan, langkah selanjutnya adalah mengadakan hitungan kontrol terhadap beban sementara atau beban khusus, dipilih pengaruh mana yang lebih membahayakan konstruksi. Apabila pada hitungan kontrol ternyata konstruksi tidak aman terhadap beban sementara, maka ukuran konstruksi tersebut harus diperbesar lagi. Jadi suatu konstruksi bangunan harus aman dan mampu mendukung beban tetap, beban sementara dan atau beban khusus.

Pengertian Beban :  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.  Beban hidup adalah berat dari penghuni dan atau barang-barang yang dapat berpindah, yang bukan merupakan bagian dari bangunan. Pada atap, beban hidup termasuk air hujan yang tergenang.  Beban angin adalah beban yang bekerja pada bangunan atau bagiannya, karena adanya selisih tekanan udara (hembusan angin kencang).  Beban gempa adalah besarnya getaran yang terjadi di dalam struktur rangka bangunan akibat adanya gerakan tanah oleh gempa, dihitung berdasarkan suatu analisa dinamik Beban khusus adalah beban kerja yang berasal dari adanya selisih suhu, penurunan pondasi, susut bahan, gaya rem dari kran, getaran mesin berat.

Rangka portal untuk bangunan bertingkat rendah, umumnya dibuat dari bahan konstruksi beton bertulang. Bahan beton merupakan konstruksi yang kuat menahan gaya desak, sedang tulangan baja mampu menahan gaya tarik, jadi bahan beton bertulang merupakan konstruksi bangunan yang mampu menahan gaya desak dan gaya tarik, yaitu gaya-gaya yang bersifat merusak pada konstruksi.Selain itu beton bertulang juga merupakan konstruksi tahan gempa, tahan api, merupakan bahan yang kuat dan awet yang tidak perlu perawatan dan dapat berumur panjang.

Langkah-langkah dalam perencanaan struktur bangunan bertingkat adalah : 1)

Hitungan mekanika : pada tahap ini ditentukan besarnya beban yang bekerja,

kemudian dengan dasar gambar konstruksi dan metoda hitungan yang berlaku, dicari besarnya momen, gaya lintang dan gaya geser akibat beban tetap. 2)

Perencanaan konstruksi : misal akan dipakai konstruksi beton bertulang, maka

dengan berdasarkan tegangan ijin bahan dan hasil hitungan mekanika, dapat ditentukan dimensi dari struktur beton dan tulangannya. 3)

Kontrol gaya gempa : pada tahap beban sementara ini dilakukan kontrol

hitungan dari hasil dimensi struktur yang sudah didapat, agar nantinya struktur betulbetul mempunyai konstruksi yang mantap, aman dan stabil. Untuk membuat bangunan lebih tahan tehadap gempa tidak harus selalu memperbesar dimensi dari elemen-elemen strukturnya. Hal ini justru akan membuat bangunan menjadi berat dan tidak menguntungkan terhadap gaya gempa, sebab makin berat suatu bangunan akan makin besar dia menyerap gaya gempa (ingat rumus : F = M.a).

Gambar Struktur Atas (Upper Structure) pada Deck

Struktur Atas (Upper Structure) terdiri dari : 1.Komponen

a.Deck Jembatan b. Bearing Bearing adalah bantalan yang bertujuan untuk mengurangi gesekan untuk benda/poros yang bergerak secara rotasi ataupun linier.

Gambar Pot Bearing

c.Expansion Joint Expansion Joint adalah suatu sabungan yang bersifat flexible, sehingga saluran yang disambungkan memiliki tolerasi gerak.

Gambar Expansion Joint

STRUKTUR BAWAH (SUB STRUCTURE) struktur bangunan terdiri dari dua bagian utama, yaitu struktur bawah (Sub structure) dan struktur atas (Upperstructure). Struktur bawah (sub structure) merupakan bagian struktur yang mempunyai fungsi meneruskan beban kedalam tanah pendukung, dan struktur atas (Upperstructure) merupakan struktur yang menopang beban yang terjadi pada atap, lantai, dinding, perabot dan pengguna bangunan. Bangunan Struktur Bawah (Substructure) Bangunan struktur bawah berfungsi untuk menerima atau menahan bebanbeban yang disalurkan dari beban struktur atas, dan kemudian beban – beban tersebut disalurkan ke pondasi. Struktur bawah ini terdiri dari :

1.Pondasi Pondasi pada jembatan memiliki fungsi yang sama dengan pondasi yang ada pada struktur bangunan gedung, dimana fungsi dari pondasi itu sendiri adalah menyalurkan beban-beban yang di tahan ke tanah. Pondasi memiliki 2 bagian yaitu : a.Tiang Pancang / Bore Pile / Sumuran b.Pile Cap

Gambar Tiang Pancang dan Pile Cap

2.Kolom Pier a.Pier b.Pier Head

Gambar Struktur Bawah (Sub Structure) pada Pier

3. Abutment Abutment merupakan bagian dari bangunan pada ujung-ujung jembatan, yang memiliki fungsi sebagai pendukung untuk bangunan struktur atas dan juga berfungsi untuk penahan tanah. Abutment mempunyai bagian sebagai berikut : a.Abutment b.Wing Wall c.Pelat Injak d.Back Wall

4. Oprit Oprit adalah akses penghubung antara jembatan dengan jalan yang ada. Perencanaan konstruksi oprit ini sangat perlu diperhatikan agar design oprit yang dihasilkan nantinya dapat aman dan awet sesuai dengan umur rencana yang telah ditentukan

Pondasi sering disebut struktur bangunan bagian bawah (sub structure) terletak paling bawah dari bangunan yang berfungsi mendukung seluruh beban bangunan dan meneruskan ke tanah dibawahnya. Mengingat letaknya yang didalam tanah tertutup oleh lapisan tegel maupun tanah halaman, maka pondasi harus dibuat kuat, aman, stabil, awet dan mampu mendukung beban bangunan, karena kerusakan pada pondasi akan sangat sulit untuk memperbaikinya. Kerusakan pondasi akan selalu diikuti oleh kerusakan-kerusakan pada bangunan bagian atasnya. Misalnya pondasi pecah atau mengalami penurunan, maka dibangun bagian atas akan tampak kerusakan yang berupa : -

Dinding retak-retak dan miring

-

Lantai bergelombang dan pecah-pecah

-

Kedudukan kusen pintu/jendela bergeser, menyebabkan daun pintu/daun jendela

sulit dibuka -

Sudut kemiringan tangga berubah

-

Penurunan bangunan, atap bangunan, bahkan mungkin menyebabkan keruntuhan

seluruh bangunan. Dalam merencakan pondasi ada 2 hal penting yang perlu selalu diingat, yaitu ; bahwa kekuatan pondasi didasarkan pada kekuatan bahan pondasinya sendiri dan kekuatan

tanah dibawahnya. Bahan pondasi harus mempunyai kekuatan penuh dan tidak akan rusak oleh beban bangunan, hal ini dapat dilakukan analisa hitungan berdasarkan tegangan ijin bahan. Kekuatan tanah di bawah pondasi harus mampu mendukung beban pondasi dan beban bangunan diatasnya tanpa adanya penurunan, hal ini dapat direncanakan dengan membuat ukuran pondasi sedemikian besar berdasarkan rekomendasi penyelidikan tanah, sehingga tegangan ijin tanah tidak dilampaui.

Secara umum bayangan mengenai Pondasi adalah suatu konstruksi : a. Pondasi dangkal (shallow footing) yang berupa :   

Pondasi tapak (square footing) Pondasi menerus (continous footing) Pondasi Setempatb.

b. Pondasi Dalam (Deep Footing), yang antara lain :   

Pondasi sumuran (bored pile) dibedakan yang menggunakan casing atau tanpa casing. Pondasi tiang pancang Pondasi caisson; yaitu macam pondasi dalam yang mempunyai diameter tiang yang besar.

Ada beberapa persyaratan bangunan yang harus dipenuhi yaitu 1. Kekuatan (strength) Kekuatan suatu bangunan mengandung pengertian bahwa struktur mampu menahan seluruh beban yang ada tanpa mengalami kerusakan. Dengan demikian diberikan batasan bahwa tegangan yang terjadi selama struktur mendukung beban tidak boleh melampaui satu nilai tegangan ijin tertentu. 2. Kekakuan (stiffness) Kekakuan bangunan terkait dengan deformasi bangunan (defleksi, rotasi, translasi) yang dialami struktur selama mendukung beban. Dengan demikian untuk suatu bangunan terjadinya deformasi harus dibatasi.

Kekakuan juga berhubungan dengan suatu sifat resonansi suatu struktur terhadap adanya beban dinamik atau getaran yang ada di sekitar bangunan. Struktur suatu bangunan harus cukup kaku untuk menghindari peristiwa resonansi. 3. Kenyamanan (comfortability) dan Keindahan (Aesthetic) Agar bangunan berfungsi dengan baik dan memberikan kinerja yang tinggi diperluan kondisi yang nyaman bagi para penggunanya. Aspek kenyamanan meliputi pergerakan dalam gedung, pencahayaan, suhu, aliran udara, dll) Sebagai sarana publik, gedung akan berada pada suatu kawasan dan terkait dengan sarana yang lain. Dengan demikian keindahan bangunan tidak boleh dilupakan dalam perancangan bagunan. 4. Keawetan (durability) Selama mendukung beban dalam masa layan yang direncanakan, struktur atau elemen struktur akan mengalami berbagai kondisi yang dapat mengakibatkan degradasi struktur. Kondisi lingkungan yang agresif dengan adanya kandungan asam, garam, perbedaan suhu dll, dapat menyebabkan rusaknya elemen penyusun struktur. Dengan demikian dalam perencanaan dan perancangan harus ditentukan material yang sesuai dengan kondisi setempat. 5. Adanya Sistem Operasional dan Perawatan (OM support system) Kebutuhan sistem penunjung fungsi bangunan berupa sistem operasional dan perawatan harus sudah direncanakan sejak awal. Sistem OM yang baik akan menghasilkan gedung dengan biaya operasional rendah dan gedung akan dapat berfungsi selama minimal memenuhi masa layan yang direncanakan. Tidak jarang pula adanya sistem OM yang baik dapat memperpanjang masa layan bangunan. Pengetahuan yang saling terkait Untuk membangun suatu gedung, diperlukan perhitungan dan analisis berbagai hal yang saling terkait dengan bekal pengetahuan sebagai berikut :          

Analisis Struktur Mekanika Bahan Struktur Beton Bertulang Struktur Baja Struktur kayu Mekanika Tanah Teknik Fondasi Bahan Bangunan Analisis Dinamik dan Ilmu Gempa Peraturan (standar) yang berlaku

Pengetahuan tambahan yang diperlukan untuk meningkatkan manfaat, kenyamanan dan fasilitas lainnya antara lain :       

Elektrikal Sanitasi Teknik peenyehatan Plumbing / perpipaan Drainasi Pengaturan udara Konservasi lingkungan, dll.

Keterkaitan masing-masing ilmu ditentukan oleh jenis, fungsi, tingkat kesulitan bangunan, besar-kecilnya bangunan dll. Bagian bangunan dan strukturnya Secara struktural, bangunan dibagi dalam dua bagian yaitu : 1. Struktur bawah (sub structure), adalah bagian struktur yang berfungsi mendukung / menyangga struktur atas dan menghubungkan antara keseluruhan bangunan dengan tapak. 2. Struktur atas (upper structure), adalah bagian struktur yang berkaitan langsung dengan fungsi bangunan (berhubungan langsung dengan ruang aktifitas pengguna). Berdasarkan bahan penyusun strukturnya : 1. 2. 3. 4.

Struktur beton bertulang Struktur baja Struktur kayu Struktur gabungan

Berdasarkan jumlah lantai, bangunan gedung dibedakan menjadi : 1. Bangunan tidak bertingkat (satu lantai/single story) 2. Bangunan bertingkat (banyak lantai/multy story) Bagian-bagian bangunan dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu : 1. Elemen Struktural, adalah bagian bangunan yang menjadikan struktur tetap kokoh dan stabil dalam mendukung beban. Terganggunya fungsi salah satu elemen dapat mempengaruhi perilaku struktur secara keseluruhan. Termasuk elemen struktural adalah kolom, balok, pondasi, rangka atap dan dinding geser. 2. Elemen non struktural, adalah bagian bangunan yang tidak terkait secara langsung dengan kekuatan struktur bangunan dan menjadi beban bagi elemen struktural. Biasanya elemen non struktural mengalami kerusakan yang lebih

awal dan mengalami perbaikan/pengantian. Termasuk elemen non struktural adalah lantai, dinding, penutup atap, dan tangga. Terkadang suatu elemen bisa termasuk struktural atau non struktural tergantung dalam perencanaan struktur bangunannya. Contohnya adalah lantai atau kolom praktis.

Pembebanan pada bangunan Beban-beban yang harus diperhitungkan dalam suatu struktur bangunan gedung adalah 1. Beban mati (berat bagian-bagian bangunan). Beban ini otomatis ada dalam setiap struktur dan arahnya sesuai dengan gravitasi. Keberadaan beban ini adalah tetap selama bangunan tersebut ada. 2. Beban hidup. Beban ini muncul karena pemanfaatan struktur bangunan susai dengan fungsinya. contoh beban hidup adalah beban orang, mesin-mesin dan barang lainnya. 3. Beban sementara. Disebut beban sementara karena keberadaanya tidak menerus dan tidak dapat diprediksi waktu kehadirannya. Termasuk beban sementara adalah beban angin dan beban gempa. Beban-beban yang harus didukung oleh struktur bangunan memiliki arah yang bervariasi. 1. Arah gravitasi. Beban mati dan beban hidup biasanya akan memiliki arah sesuai dengan gravitasi. 2. Arah menyudut. Beban dengan arah yang menyudut biasanya ditimbulkan oleh beban angin pada rangka atap. 3. Arah horisontal. Beban angin dapat juga mempunyai arah horisontal yaitu mengenai bagian dinding bangunan. Selain gaya angin, gaya gempa juga membebani struktur bangunan dalam arah horisontal. Beban angin dan beban hidup di atap didukung oleh struktur rangka atap. Beban dari struktur rangka atap diterima oleh struktur rangka bangunan. Beban dari lantai diterima oleh plat lantai, diteruskan oleh balok-balok dan kemudian dilimpahkan kepada struktur rangka dengan sistem struktur tertentu. Dengan mekanisme tertentu pula beban dari rangka struktur atas diteruskan ke sub structure / pondasi. Beban pondasi dipikul oleh tanah tempat bangunan berdiri. Tanah harus cukup kuat memikul beban, yaitu tegangan ijin tanah yang ada tidak sampai terlampaui karena adanya beban dari pondasi.

Jenis-jenis elemen struktur dapat dikategorikan sebagai berikut : 1. Balok dan Kolom Struktur yang dibentuk dengan cara meletakkan elemen kaku horisontal di atas elemen kaku vertikal adalah struktur yang umum dijumpai. Elemen horizontal (balok) sering disebut sebagai elemen lentur, yaitu memikul beban yang bekerja secara transversal dari panjangnya dan mentransfer beban tersebut ke kolom vertikal yang menumpunya. Kolom dibebani beban secara aksial oleh balok, kemudian mentransfer beban tersebut ke tanah. Kolom yang memikul balok tidak melentur ataupun melendut karena kolom pada umumnya mengalami gaya aksial tekan saja.

2. Rangka Rangka mempunyai aksi struktural yang berbeda dengan jenis balok-tiang, karena adanya titik hubung kaku antara elemen vertikal dan elemen horisontal. Kekakuan titik hubung ini memberikan banyak kestabilan terhadap gaya lateral. Kekakuan titik hubung adalah salah satu dari berbagi jenis hubungan yang ada di antara berbagai elemen struktur. Pada sistem rangka, baik balok maupun kolom akan melentur sebagai akibat adanya aksi beban pada struktur.

3. Rangka Batang Struktur rangka batang adalah struktur yang terdiri dari kumpulan elemen batang yang disambung untuk membentuk suatu geometri tertentu sedemikian sehingga apabila diberi beban pada titik buhul (titik pertemuan antar batang) maka struktur tersebut akan menyalurkan beban ke tumpuan melalui gaya aksial (tarik atau tekan) pada batangbatangnya. Titik buhul dimodelkan berperilaku sebagai sambungan pin (engsel) sehingga tidak bisa menahan atau menyalurkan momen ke batang yang lain.

4. Pelengkung Pelengkung adalah struktur yang dibentuk oleh elemen garis yang melengkung dan membentang di antara dua titik. Pada umumnya terdiri atas potonganpotongan kecil yang mempertahankan posisinya akibat adanya tekanan dari beban. Sebagai contoh dapat dilihat pada ilustrasi Gambar 3.5 (b) dan Gambar 3.12, serta contoh jembatan pelengkung seperti terlihat pada Gambar 3.13. Contoh lain adalah pada bangunan-bangunan modern, atau dinamakan pelengkung kaku (rigid arch).

5. Dinding dan Pelat Dinding dan pelat datar adalah struktur kaku pembentuk permukaan. Dinding pemikul beban biasanya dapat memikul baik beban arah vertikal maupun beban lateral (gempa, angin dan lain-lain). Pelat datar biasanya digunakan secara horisontal dan memikul beban sebagai lentur, dan meneruskannya ke tumpuan. Struktur pelat biasanya terbuat dari beton bertulang atau baja.

6. Cangkang Silindrikal dan Terowongan Cangkang contohnya adalah struktur pelat-satu-kelengkungan. Cangkang mempunyai bentang longitudinal dan lengkungannya tegak lurus terhadap diameter bentang. Cangkang dibuat dari material kaku (misalnya beton bertulang atau baja). Terowongan berbeda dengan cangkang, yaitu struktur berkelengkungan tunggal yang membentang secara transversal. Terowongan dapat dipandang sebagai pelengkung menerus.

7. Kubah dan Cangkang Bola Kubah sangat efisien digunakan pada suatu bangunan dengan bentang besar. Tingkat kesulitan perhitungan lebih rumit.

8. Kabel Kabel adalah elemen struktur fleksibel. Bentuknya sangat tergantung pada besar dan perilaku beban yang bekerja padanya. Kabel dapat digunakan pada bentang yang panjang. Biasanya digunakan pada jembatan yang memikul dek jalan raya deserta lalu lintas di atasnya. Sebagai contoh, dii negara Indonesia sudah dibangun beberapa jembatan kabel.

9. Membran, Tenda dan Jaring Membran adalah lembaran tipis dan fleksibel. Tenda biasanya dibuat dari permukaan membran. Bentuk yang sederhana maupun kompleks dapat dibuat dengan menggunakan membran-membran. Jaring adalah permukaan 3D yang terbuat dari sekumpulan kabel lengkung yang melintang. Jaring mempunyai analogi dengan kulit membran. Dengan memungkinkan adanya lubang saringan untuk variasi sesuai keperluan, maka sangat banyak bentuk permukaan yang dapat diperoleh. Salah satu keuntungan penggunaannya yaitu penempatan kabel dapat mencegah atap dari getaran akibat tekanan dan isapan angin. Selain itu, gaya tarik umumnya dapat diberikan pada kabel dengan alat jacking sehingga seluruh permukaan dapat mempunyai tahanan terhadap getaran pada atap.

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.

Komponen-Komponen Struktur Gedung Bagian Atas 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.

Prinsip Desain Kolom Elemen struktur kolom yang mempunyai nilai perbandingan antara panjang dan dimensi penampang melintangnya relatif kecil disebut kolom pendek. Kapasitas pikulbeban 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 ujungujungnya 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. 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 bebanbeban. 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.

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). 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.

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.

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. 2.

Lebar tangga dan bordes memenuhi kebutuhan Panjang tangga cukup, sehingga dapat memberikan aantrede optrede yang

proporsional, aman dan nyaman. 3.

Sandaran yang cukup kuat dan aman

4.

Memenuhi persyaratan struktural.

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 : 1. Dinding geser sebagai dinding tunggal 2. Dinding geser yang disusun membentuk core (inti).

Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas : 1. Dinding geser sebagai dinding eksterior 2. Dinding geser sebagai dinding interior 3. Dinding geser simetri

4. Dinding geser asimetri 5. Dinding geser penuh selebar bangunan 6. Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan

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.

Fungsi dan Bagian Atap FUNGSI ATAP 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

KOMPONEN ATAP  Konstruksi (kuda-kuda) di bawah penutup atap yang memikul beban penutup dan pengaruh cuaca  Konstruksi penutup atau pelapis atap berfungsi sebagai kulit pelindung kuda-kuda dan elemen bangunan dibawahnya

7. 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). Tipe-tipe Kuda-kuda a.

Tipe Pratt

b.

Tipe Howe

c.

Tipe Fink

d.

Tipe Bowstring

e.

Tipe Sawtooth

f.

Tipe Waren

Bentuk-bentuk Kuda-kuda

Berikut ditampilkan bentuk kuda-kuda berdasarkan bentang kuda-kuda dan jenis bahannya, yaitu : Bentang 3-4 Meter

Digunakan pada bangunan rumah bentang sekitar 3 sampai dengan 4 meter, bahannya dari kayu, atau beton bertulang.

Bentang 4-8 Meter

Untuk bentang sekitar 4 sampai dengan 8 meter, bahan dari kayu atau beton bertulang.

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 kudakuda atap sebagai loteng, bahan dari kayu.

Kuda-Kuda Baja Profil Siku

Kuda-Kuda Gabel Profil WF

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. 2. 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 : 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.

KLASIFIKASI STRUKTUR

1.Klasifikasi struktur berdasarkan geometri dan bentuk dasarnya :  Elemen garis adalah elemen yang panjang dan langsing dengan potongan melintang nya lebih kecil dibandingkan ukuran panjangnya.Elemen garis dapat dibedakan menjadi elemen lurus dan elemen melengkung.  Elemen permukaan adalah elemen yang ketebalannya lebih kecil dari pada ukuran panjang nya.Elemen datar dapat berupa datar atau lengkung.Elemen lengkung bisa berupa lengkung tunggal atau lengkung ganda.

2.Klasifikasi struktur berdasarkan karakteristik kekakuan elemen :  Elemen kaku, biasanya sebagai elemen yang tidak mengalami perubahan bentuk yang cukup besar apabila mengalami tekanan beban.  Elemen tidak kaku atau fleksibel, misalnya kabel yang berubah menjadi bentuk tertentu pada suatu kondisi pembebanannya.Struktur fleksibel akan mempertahankan keutuhan fisik nya meskipun bentuknya berubah-ubah.

3.Berdasarkan susunan elemen :  System satu arah, dengan mekanime transfer beban dari struktur untuk menyalurkan ketanah merupakan aksi satu arah saja.Sebuah balok yang terbentang pada dua titik tumpuan adalh contoh system satu arah.  System dua arah dengan system bersilang yang terletak diantara dua titik tumpuan dan tidak terletak diatas garis yang sama.

Gambar 1. Mengkategorikan elemen berdasarkan transfer beban

Gambar 2. Klasifikasi elemen struktur

4.berdasarkan material pembentuknya di bedakan :  Struktur kayu  Struktur baja  Struktur beton,dll

Elemen-elemen utama struktur Elemen-elemen struktur utama seperti pada gambar 3 di kelompok kan menjadi 3 kelompok utama yaitu :  Elemen kaku yang umum digunakan yaitu balok, kolom, pelengkung, pelat datar, pelat berpelengkungan dan cangkang.  Elemen tidak kaku atau fleksibel seperti kabel, membrane atau kabel berpelengkung tunggal maupun ganda.  Elemen elemen yang merupakan rangkaian dari elemen elemen tunggal : rangka, rangka batang, kubah dan jaring.

Gambar 3. Jenis-jenis elemen struktur

Sistem Struktur pada Bangunan Gedung Bertingkat 1. Pengantar Aplikasi Sistem Struktur pada Bangunan Sistem struktur pada bangunan gedung secara garis besar menggunakan beberapa sistem utama a) Struktur Rangka atau Skeleton Struktur kerangka atau skeleton terdiri atas komposisi dari kolomkolom dan balokbalok. Kolom sebagai unsur vertikal berfungsi sebagai penyalur beban dan gaya menuju tanah, sedangkan balok adalah unsur horisontal yang berfungsi sebagai pemegang dan media pembagian beban dan gaya ke kolom. Kedua unsur ini harus tahan terhadap tekuk dan lentur.

Gambar 4.19. Gedung dengan struktur rangka beton

Selanjutnya dilengkapi dengan sistem lantai, dinding, dan komponen lain untuk melengkapi kebutuhan bangunan untuk pembentuk ruang. Sistem dan komponen tersebut diletakkan dan ditempelkan pada kedua elemen rangka bangunan. Dapat dikatakan bahwa elemen yang menempel pada rangka bukanlah elemen struktural (elemen non-struktural). Bahan yang umumnya dipakai pada sistem struktur rangka adalah kayu, baja, beton (Gambar 4.19) termasuk beton pra-cetak . Semua bahan tersebut harus tahan terhadap gaya-gaya tarik, tekan, puntir dan lentur. Saat ini bahan yang paling banyak digunakan adalah baja dan beton bertulang karena mampu menahan gaya-gaya tersebut dalam skala yang besar. Untuk bahan pengisi nonstrukturalnya dapat digunakan bahan yang ringan dan tidak mempunyai daya dukung yang besar, seperti susunan bata, dinding kayu, kaca dan lainnya. Sistem rangka yang dibentuk dengan elemen vertikal dan horisontal baik garis atau bidang, akan membentuk pola satuan ukuran yang disebut grid (Gambar4.20). Grid berarti kisi-kisi yang bersilangan tegak lurus satu dengan lainnya membentuk pola yang teratur. Berdasarkan pola yang dibentuk serta arah penyaluran pembebanan atau gayanya, maka sistem rangka umumnya terdiri atas dua macam yaitu: sistem rangka dengan bentang satu arah (one way spanning) dan bentang dua arah (two way spanning). Bentuk grid persegi panjang menggunakan sistem bentang satu arah, dengan penyaluran gaya ke arah bentang yang pendek. Sedangkan untuk pola grid

yang cenderung bujursangkar maka penyaluran gaya terjadi ke arah kedua sisinya, maka sistem struktur yang digunakan adalah sistem bentang dua arah. Aksi struktur dua arah dapat diperoleh jika perbandingan dimensi bentang panjang dengan bentang pendek lebih kecil dari 1,5.

Gambar 4.20. Tipikal struktur gedung berlantai banyak

Sistem struktur rangka banyak berkembang untuk aplikasi pada bangunan tinggi (multi-storey structure) dan bangunan dengan bentang lebar (long-span structure) b) Struktur Rangka Ruang Sistem rangka ruang dikembangkan dari sistem struktur rangka batang dengan penambahan rangka batang kearah tiga dimensinya (gambar 4.21). Struktur rangka ruang adalah komposisi dari batang-batang yang masing-masing berdiri sendiri, memikul gaya tekan atau gaya tarik yang sentris dan dikaitkan satu sama lain dengan sistem tiga dimensi atau ruang. Bentuk rangka ruang dikembangkan dari pola grid dua lapis (doubel-layer grids), dengan batang-batang yangmenghubungkan titik-titik grid secara tiga dimensional.

Gambar 4.21. Contoh aplikasi sistem rangka ruang

Elemen dasar pembentuk struktur rangka ini adalah: − Rangka batang bidang − Piramid dengan dasar segiempat membentuk oktahedron − Piramid dengan dasar segitiga membentuk tetrahedron (Gambar 4,22)

Gambar 4.22. Elemen dasar pembentuk sistem rangka ruang

Beberapa sistem selanjutnya dikembangkan model rangka ruang berdasarkan pengembangan sistem konstruksi sambungannya (Gambar 4.23), antara lain: − Sistem Mero − Sistem space deek − Sistem Triodetic − Sistem Unistrut − Sistem Oktaplatte − Sistem Unibat − Sistem Nodus − Sistem NS Space Truss c) Struktur Permukaan Bidang Struktur permukaan bidang termasuk juga struktur form-active biasanya digunakan pada keadaan khusus dengan persyaratan struktur dengan tingkat efisiensi yang tinggi. Struktur-struktur permukaan bidang pada umumnya menggunakan material-material khusus yang dapat mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dengan ketebalan yang minimum. Beberapa jenis struktur ini antara lain:

2. Analisis Struktur Rangka Kaku Struktur rangka kaku (rigid frame) adalah struktur yang terdiri atas elemen-elemen linier, umumnya balok dan kolom, yang saling dihubungkan pada ujung-ujungnya oleh joints (titik hubung) yang dapat mencegah rotasi relatif di antara elemen struktur yang dihubungkannya. Dengan demikian, elemen struktur itu menerus pada titik hubung tersebut. Seperti halnya balok menerus, struktur rangka kaku adalah struktur statis tak tentu. Banyak struktur rangka kaku yang tampaknya sama dengan sistem post and beam, tetapi pada kenyataannya struktur rangka ini mempunyai perilaku yang sangat berbeda dengan struktur post and beam. Hal ini karena adanya titik-titik hubung pada rangka kaku. Titik hubung dapat cukup kaku sehingga memungkinkan kemampuan untuk memikul beban lateral pada rangka, dimana beban demikian tidak dapat bekerja pada struktur rangka yang memperoleh kestabilan dari hubungan kaku antara kaki dengan papan horisontalnya. a) Prinsip Rangka Kaku Cara yang paling tepat untuk memahami perilaku struktur rangka sederhana adalah dengan membandingkan perilakunya terhadap beban dengan struktur post and beam. Perilaku kedua macam struktur ini berbeda dalam hal titik hubung, dimana titik hubung ini bersifat kaku pada rangka dan tidak kaku pada struktur post and beam. Gambar 4.25 menunjukkan jenisjenis struktur rangka dan perbedaannya dengan struktur post and beam.

Gambar 4.25. Perbandingan Perilaku Struktur ’Post and Beam’dan Rangka

b) Kekakuan Relatif Balok dan Kolom Pada setiap struktur statis tak tentu, termasuk juga rangka (frame), besar momen dan gaya internal tergantung pada karakteristik relatif antara elemen-elemen strukturnya. Kolom yang lebih kaku akan memikul beban horisontal lebih besar. Sehingga tidak dapat digunakan asumsi bahwa reaksi horisontal sama besar. Momen yang lebih besar akan timbul pada kolom yang memikul beban horisontal lebih besar (kolom yang lebih kaku). Perbedaan kekakuan relatif antara balok dan kolom juga mempengaruhi momen akibat beban vertikal. Semakin kaku kolom, maka momen yang timbul akan lebih besar daripada kolom yang relatif kurang kaku terhadap balok. Untuk struktur yang kolomnya relatif lebih kakudan struktur post and beam sebagai respon terhadap beban vertikal adalah terhadap balok, momen negatif pada ujung balok yang bertemu dengan kolom kaku akan membesar sementara momen positifnya berkurang. Efek variasi kekakuan tersebut seperti pada Gambar 4.26. (a) Struktur pelengkung tiga sendi. Momen negatif besar terjadi pada balok. (b) Struktur ’post and beam’. Momen positif besar terjadi pada balok. (c) Kolom tidak menahan rotasi pada ujung (d) Rangka dengan kolom sangat fleksibel dan balok kaku. Kolom fleksibel memberikan sedikit tahanan thdp rotasi, sehingga balok berlaku seperti sendi.

(e) Rangka dengan kekakuan balok & kolom normal. Kolom dpt memberi tahanan rotasi, shg terjadi rotsi titik hubung. (f) Rangka dengan kolom sangat kaku & balok fleksibel. (g) Kolom dpt memberi tahanan rotasi cukup besar, shg bersifat jepit thdp ujung balok.

Gambar 4.26. Efek variasi kekakuan relatif balok dan kolom terhadap momen dan gaya internal pada struktur rangka kaku

(a) Struktur pelengkung tiga sendi. Momen negatif besar terjadi pada balok. (b) Struktur ’post and beam’.Momen positif besar terjadi pada balok. (c) Kolom tidak menahan rotasi pada ujung (d) Rangka dengan kolom sangat fleksibel dan balok kaku. Kolom fleksibel memberikan sedikit tahanan thdp rotasi, sehingga balok berlaku seperti sendi. (e) Rangka dengan kekakuan balok & kolom normal. Kolom dapat memberi tahanan rotasi, sehingga terjadi rotsi titik hubung.

(f) Rangka dengan kolom sangat kaku & balok fleksibel. (g) Kolom dpt memberi tahanan rotasi cukup besar, sehinggs bersifat jepit terhadap ujung balok. c) Penurunan Tumpuan (Support Settlement) Seperti halnya pada balok menerus, rangka kaku sangat peka terhadap turunnya tumpuan (Gambar 4.27). Berbagai jenis tumpuan (vertikal, horisontal, rotasional) dapat menimbulkan momen. Semakin besar differential settlement, akan semakin besar pula momen yang ditimbulkan. Bila gerakan tumpuan ini tidak diantisipasi sebelumnya, momen tersebut dapat menyebabkan keruntuhan pada rangka. Oleh karena itu perlu diperhatikan desain pondasi struktur rangka kaku untuk memperkecil kemungkinan terjadinya gerakan tumpuan.

Gambar 4.27. Efek turunnya tumpuan (support settlement) pada struktur Rangka Kaku

d) Efek Kondisi Pembebanan Sebagian Seperti yang terjadi pada balok menerus, momen maksimum yang terjadi pada struktur rangka bukan terjadi pada saat rangka itu dibebani penuh. Melainkan pada saat dibebani sebagian. Hal ini sangat menyulitkan proses analisisnya. Masalah utamanya adalah masalah prediksi kondisi beban yang bagaimanakah yang menghasilkan momen kritis. e) Rangka Bertingkat Banyak Beberapa metode yang dapat digunakan untuk melakukan analisis rangka bertingkat banyak yang mengalami beban lateral. Salah satunya adalah Metode Kantilever (Gambar 4.28), yang mulai digunakan pada tahun 1908. Metode ini menggunakan banyak asumsi, yaitu antara lain :   

ada titik belok di tengah bentang setiap balok ada titik belok di tengah tinggi setiap kolom besar gaya aksial yang terjadi di setiap kolom pada suatu tingkat

sebanding dengan jarak horisontal kolom tersebut ke pusat berat semua kolom di tingkat tersebut. Metode analisis lain yang lebih eksak adalah menggunakan perhitungan berbantuan komputer. Walaupun dianggap kurang eksak, metode kantilever sampai saat ini masih digunakan, terutama untuk memperlajari perilaku struktur bertingkat banyak.

Gambar 4.28. Rangka Kaku Bertingkat Banyak

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

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).