karya tulis bangunan tahan gempa

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis masih diberi kesehatan sehingga dapat menyelesaikan karya tulis sesuai dengan disiplin ilmu penulis yaitu Teknik Sipil dan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Karya Tulis ini dengan judul ”Meminimalisir Kerusakan Bangunan yang Disebabkan Oleh Gempa Bumi” dibuat sebagai pengajuan beasiswa PPA dan BBBM Tahun 2010.
Karya tulis ini dapat terselesaikan karena bantuan dari berbagai pihak oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasi kepada semua pihak, baik secara langsung ataupun tidak langsung yang turut membantu dalam penyelesaian karya tulis ini.
Dalam penulisan karya tulis ini penulis berharap semoga karya tulis ini dapat bermanfaat dalam meminimalisir rusaknya banguna akibat dari gempa bumi.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya tulis ini masih jauh dari yang diharapkan, maka kritik dan saran sangat diharapkan guna penyempurnaan karya tulis ini.





Jimbaran , Maret 2010



Penulis
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ..i
Daftar Isi ..ii
Daftar Gambar ..iii
I. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang ..1
1.2 Rumusan Masalah ..3
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan ..3
1.3.1 Tujuan Penulisan ..3
1.3.2 Manfaat Penulisan ..3
II. Tinjauan Pustaka
2.1 Devinisi Gempa Bumi ..4
2.2 Metode Penulisan ..5
III. Pembahasan
3.1 Prinsip-prinsip Utama Konstruksi Tahan Gempa ..6
3.1.1 Denah Yang Sederhana dan Simetris ..6
3.1.2 Bahan Bangunan Harus Seringan Mungkin ..6
4.2 Perlunya Sistem Konstruksi Penahan Beban Yang Memadai ..7
3.2 Struktur Rumah Penahan Gempa ..8
4.4.2 struktur Atap ..8
4.4.3 Struktur Dinding .12
4.4.3 Struktur Pondasi .13
IV. Penutup
4.1 Kesimpulan .17
4.2 Saran .17
Daftar Pustaka


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Gempa Yogjakarta 2
Gambar 2. Keruntuhan Menahan Gempa Dalam Arah X 8
Gambar 3. Sistim Batang Pengaku yang Diperlukan. 9
Gambar 4. Arah Momen Lentur Pada Ring Balok. 10
Gambar 5. Kuda-kuda 11
Gambar 6. Struktur Pondasi 13
Gambar 7.Rumah Kayu 14
Gambar 8. Detail 14
Gambar 9. Detail A 15
Gambar 10. Detail B 15
Gambar 11. Detail C 15
Gambar 12. Detail D 16



I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah.

Setiap tahun kerak luar bumi bergetar sekitar satu juta kali. Getaran-getaran tersebut dapat diukur dengan peralatan seismograf. Sekitar 20 getaran diantaranya merupakan gempa bumi kuat dan 2 getaran merupakan gempa bumi ynag sangat kuat. Gempa bumi merambat melalui getaran keseluruh permukaan Bumi, akan tetapi menjadi berbahaya disekitar pusat gempa. Daerah yang paling rawan adalah yang mengalami pergeseran lempeng tektonik.
Gempa bumi merupakan bencana alam yang paling menakutkan bagi manusia, karena bencana alam ini terjadi secara tiba-tiba, tidak dapat diprediksi kapan terjadinnya. Hal ini akibat kita selalu mengandalkan tanah tempat kita berpijak di bumi sebagai landasan yang paling stabil yang bisa selalu dalam keadaan diam dan menopang kita. Begitu terjadi gempa bumi, kita tiba-tiba menyadari bahwa tanah yang kita pijak tersebut ternyata bisa kehilangan stabilitasnya sehingga dapat merusak lingkungan dan bangunan yang ada di atas lapisan permukaan tanah, dan mampu menelan korban.
Wilayah Indonesia mencakup daerah-daerah yang mempunyai tingkat resiko gempa yang tinggi diantara beberapa daerah gempa diseIuruh dunia. Data-data terakhir yang berhasil direkam menunjukkan bahwa rata-rata setiap tehun terjadi sepuluh kegiatan gempa bumi yang mengakibatkan kerusakan yang cukup besar di Indonesia. Sebagian terjadi pada daerah lepas pantai dan sebagian lagi pada daerah pemukiman. Pada daerah pemukiman yang cukup padat, perlu adanya suatu perlindungan untuk mengurangi angka kematian penduduk dan kerusakan berat akibat goncangan gempa. Dengan menggunakan prinsip teknik yang benar, detail konstruksi yang baik dan praktis maka kerugian harta benda dan jiwa menusia dapat dikurangi.
Seperti halnya peristiwa beberapa tahun yang lalu di Yogjakarta diguncang oleh gempa berkekuatan 6,2 skala Richter pada tanggal 27 Mei 2006 kurang lebih pukul 05.55 WIB selama 57 detik.Korban tewas menurut laporan terakhir dari Departemen Sosial Republik Indonesia pada 1 Juni 2006 pukul 07:00 WIB, berjumlah 6.234 orang dengan rincian: Yogyakarta 165 jiwa, Kulon Progo 26 jiwa, Gunung Kidul 69 jiwa, Sleman 326 jiwa, Klaten 1.668 jiwa, Magelang 3 jiwa, Boyolali 3 jiwa, Purworejo 5 jiwa, Sukoharjo 1 jiwa dan korban terbanyak di Bantul 3.968 jiwa. Sementara korban luka berat sebanyak 33.231 jiwa dan 12.917 lainnya menderita luka ringan. Kabupaten Bantul merupakan daerah yang paling parah terkena bencana. Informasi menyebutkan sebanyak 7.057 rumah di daerah ini rubuh.
Gambar 1. gempa Yogjakarta.


Biasanya setelah terjadi gempa manusia baru sadar akan konstruksi bangunan yang kurang kokoh menyebabkan banyak menelan korban jiwa. Bangunan yang tahan gempa bisa dibangun dengan teknologi sederhana yang biasa dipakai dalam rumah-rumah konvensional dengan sistem struktur beton bertulang, dinding batu-bata dan atap kayu. Penambahan yang perlu dilakukan, misalnya pada penambahan angkur yang memperkuat hubungan antara elemen beton, dinding, atap dan elemen lainnya. Dengan sistem-sistem bangunan yang dikenal di Indonesia dan dibuat oleh standarisasi pemerintah.


1.2 Perumusan Masalah

1. Bagaimana cara meminimalisir hancurnya bangunan akibat dampak yang ditimbulkan gempa bumi?
2. Apakah struktur suatu bangunan berpengaruh terhadap kekuatan bangunan untuk menahan gempa bumi?

1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan

1.3.1. Tujuan Penulisan
1. Memahami dampak yang ditimbulkan gempa bumi agar dapat meminimalisir rusaknya suatu bangunan
2. Berpengaruh atau tidaknya struktur bangunan dalam menahan gempa bumi

1.3.2. Manfaat Penulisan
1. Kita dapat mengetahui, memahami arti dari gempa bumi, dampak yang ditimbulkannya.
2. mengetahui bahwa struktur bangunan sangat berpengaruh terhadap kekuatan suatu bangunan dalam menahan gempa bumi







II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Devinisi Gempa Bumi
Gempa bumi merupakan suatu bencana alam yang disebabkan oleh lempeng-lempeng yang merupakan bagian dari kerak bumi yang bergerak aktif. Pergerakan itu
dipicu antara lain oleh air laut dan samudera.
Sekitar 71 persen wilayah bumi kita terdiri atas laut dan samudera, atau dengan kata lain berupa air.
Lempeng-lempeng bumi ini sebenarnya adalah bagian dari kerak bumi yang terdiri atas berbagai jenis bebatuan. Efek dari pergeseran itu adalah berupa getaran yang disebut gempa. Gempa terjadi karena ada perpindahan massa dalam lapisan batuan bumi. Kekuatan suatu gempa bergantung pada jumlah energi yang terlepas, saat terjadi pergeseran dan tumbukan. Pergeseran tersebut memang memungkinkan terjadinya tumbukan. Ada kalanya pergeseran itu menyebabkan perubahan bentuk yang tiba-tiba, sehingga terjadi ledakan dan patahan yang menimbulkan gempa hebat yang disebut sebagai gempa tektonik. Keadaan itu tidak bisa kita hindari karena memang bagian dari evolusi bumi.
Walaupun gempa tidak dapat kita prediksi, namun kita dapat meminimalisir dampak yang ditimbulkannya dengan cara membangun rumah tahan gempa. Ketika gempa dan tsunami, sebagian besar rumah tradisional (berbahan kayu) masih tetap
berdiri kokoh. Bahkan di negara jepang yang sering terjadi ratusan gempa, bahan dasar rumah mereka (Jepang, red) terbuat dari kayu dan kertas ditambah lagi dengan pintu yang digeser kesamping, serta meja ala jepangnya yang hampir menyentuh lantai. Kini dengan teknologi barunya, Jepang menciptakan rumah Barier adalah rumah bola nomaden yang memiliki banyak keistimewaan. Diantaranya, tahan gempa dan bisa mengapung di air. Rumah bola ini dibuat berdasarkan Hukum Bernauli yang berbunyi: jika ada angin berhembus di bawah suatu benda, maka benda tersebut mengalami tekanan gaya ke bawah. Dinding rumah ini terdiri dari 32 sisi. Rahasia dari rumah ini adalah pada sistem pondasinya. Dengan menggunakan struktur pondasi bebas (beda dengan rumah biasa) dan pemberian gaya yang merata di 32 sisi dinding rumah bola ini menyebabkan rumah bola ini memiliki kekuatan yang
merata pada setiap bagiannya.
Bahan rumah ini terdiri dari tiga lapisan, lapisan tengahnya mampu mengalirkan udara masuk dan keluar. Bagian sisi paling luar dibuat dari bahan urethane anti air, lapisan tengah adalah
agregat (kerikil) dan lapisan dalamnya terbuat dari bahan kayu. Makanya, sela-sela kerikil inilah yang dimanfaatkan untuk mengalirkan udara. Jika terjadi banjir, rumah ini akan secara otomatis bisa mengapung di atas air. Hanya saja
tidak bisa dikendalikan oleh penghuni rumah bola tersebut. Mereka akan terbawa terus oleh arus. Walaupun demikian, rumah Barier ini juga bisa dimodifikasi sesuai dengan keinginan pemilik rumah. Menurut perusahaan World Window yang berlokasi di Timinaga, Yamagata city,
terdapat beberapa ukuran tipe rumah Barier, yaitu ada ukuran 3S, 3SL, 2S, S, M dan L.

2.2. Metode Penulisan
Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan karya tulis ini adalah metode penulisan studi pustka. Metode penulisan studi pustaka adalah metode dengan cara menelaah berbagai sumber bacaan yang dikaji dari berbagai sumber baik cetak maupun elektronik.






III. PEMBAHASAN

3.1. Prinsip-prinsip Utama Konstruksi Tahan Gempa.
Di Indonesia, Rumah tahan gempa (Smart Modula) ini tergolong konsep revolusioner untuk konstruksi bangunan serba guna. Desain rumah ini memiliki fleksibilitas tinggi, mudah dalam membangunnya, dan cukup kokoh. Konsep knock down atau bongkar pasang yang cukup sederhana tapi praktis ini telah digulirkan sejak lima tahun lalu oleh BB Triatmoko SJ. Struktur utama rumah tahan gempa ini tidak ditanam atau ditopang dengan fondasi yang memanjang di bawah dinding rumah, tetapi hanya menggunakan umpak di setiap sudut rumah. Konsepnya mengadopsi model rumah tradisional adat Jawa yang dibuat dari kayu. Dengan penopang semacam ini, saat terjadi gempa, relatif bisa fleksibel. Jika menggunakan
model fondasi seperti rumah-rumah konvensional, hampir dipastikan akan mengalami
keretakan atau patah saat dilanda gempa hebat. Berikut perinsip-perinsip utama rumah tahan gempa.

3.1.1. Denah yang sederhana dan simetris
Penyelidikan kerusakan akibat gempa menunjukkan pentingnya denah bangunan yang sederhana dan elemen-elemen struktur penahan gaya horisontal yang simetris. Struktur seperti ini dapat menahan gaya gempa Iebih baik karena kurangnya efek torsi dan kekekuatannya yang lebih merata.
3.1.2. Bahan bangunan harus seringan mungkin
Seringkali, oleh karena ketersedianya bahan bangunan tertentu. Arsitek dan Sarjana SipiI harus menggunakan bahan bangunan yang berat, tapi jika mungkin sebaiknya dipakai bahan bangunan yang ringan. Hal ini dikarenakan besarnya beban inersia gempa adalah sebanding dengan berat bahan bangunan. Sebagai contoh penutup atap genteng diatas kuda-kuda kayu menghasilkan beban gempa horisontal sebesar 3 x beban gempa yang dihasilkan oleh penutup atap seng diatas kuda-kuda kayu. Sama halnya dengan pasangan dinding bata menghasiIkan beban gempa sebesar 15 x beban gempa yang dihasilkan oleh dinding kayu.
3.1.3. Perlunya sistim konstruksi penahan beban yang memadai
Supaya suatu bangunan dapat menahan gempa, gaya inersia gempa harus dapat disalurkan dari tiap-tiap elemen struktur kepada struktur utama gaya honisontal yang kemudian memindahkan gaya-gaya ini ke pondasi dan ke tanah.
Adalah sangat penting bahwa struktur utama penahan gaya horizontal itu bersifat kenyal. Karena, jika kekuatan elastis dilampaui, keruntuhan getas yang tiba-tiba tidak akan terjadi, tetapi pada beberapa tempat tertentu terjadi Ieleh terlebih dulu.
Suatu contoh misalnya deformasi paku pada batang kayu terjadi sebelum keruntuhan akibat momen lentur pada batangnya.
Cara dimana gaya-gaya tersebut dialirkan biasanya disebut jalur Iintasan gaya.
Tiap-tiap bangunan harus mempunyai jalur lintasan gaya yang cukup untuk dapat menahan gaya gempa horisosontal.




3.2. Struktur Rumah Penahan Gempa.
3.2.1. Struktur Atap
Jika tidak terdapat batang pengaku (bracing) pada struktur atap yang menahan beban gempa dalam arah X maka keruntuhan akan terjadi seperti, diperlihatkan pada gambar berikut:
Gambar 2. keruntuhan menahan gempa dalam arah X.

Sistim batang pengaku yang diperlukan diperlihatkan pada gambar di bawah ini:











Gambar 3. Sistim batang pengaku yang diperlukan.

Jika lebar bangunan lebih besar dari lebar bangunan di mungkin diperlukan 2 atau 3 batang pengaku pada tiap-tiap ujungnya.
Dengan catatan bahwa pengaku ini harus merupakan sistim menerus sehingga semua gaya dapat dialirkan melalui batang-batang pengaku tersebut.
Gaya-gaya tersebut kemudian dialirkan ke ring balok pada ketinggian langit-langit.
Gaya-gaya dari batang pengaku dan beban tegak lurus bidang pada dinding menghasilkan momen lentur pada ring balok seperti terlihat pada gambar dibawah ini:



Gambar 4. arah momen lentur pada ring balok.










































Gambar 5. kuda-kuda.














Jika panjang dinding pada arah lebar (arah pendek) lebih besar dari 4 meter maka diperlukan batang pengaku horisontal pada sudut untuk memindahkan beban dari batang pengaku pada bidang tegak dinding daIam arah X dimana elemnen-elemen struktur yang menahan beban gempa utama.
Sekali lagi ring balok juga harus menerus sepanjang dinding dalam arah X dan arah Y
Sebagai pengganti penggunaan batang pengaku diagonal pada sudut, ada 2 (dua) alternatif yang dapat dipilih oIeh perencana;
Ukuran ring balok dapat diperbesar dalam arah horisontal, misalnya 15 cm menjadi 30cm atau sesuai dengan yang dibutuhkan dalam perhitungan. Ring bolok ini dipasang diatas dinding dalam arah X.
Dipakai langit-langit sebagai diafragma, misalnya plywood.
Untuk beban gempa arah Y, sistim struktur dibuat untuk mencegah ragam keruntuhan. Untuk mengalirkan gaya dari atap kepada dinding dalam arah Y, salah satu alternatif diatas dapat dipilih yaitu penggunaan batang pengaku horisontal ring balok atau memakai langit-langit sebagai diafragma.

3.2.2. Struktur Dinding
Gaya-gaya aksiaI dalam ring balok harus ditahan oleh dinding.
Pada dinding bata gaya-gaya tersebut ditahan oleh gaya tekan diagonal yang diuraikan menjadi gaya tekan dan gaya tarik. Gaya aksiaI yang bekerja pada ring balok juga dapat menimbulkan gerakan berputar pada dinding. Putaran ini ditahan oleh berat sendiri dinding, berat atap yang bekerja diatasnya dan ikatan sloof ke pondasi.
Jika momen guling lebih besar dari momen penahannya maka panjang dinding harus diperbesar.
Kemungkinan lain untuk memperkaku dinding adalah sistim diafragma dengan menggunakan plywood, particle board atau sejenisnya, atau pengaku diagonal kayu untuk dinding bilik.
Penggunaan dinding diafragma lebih dianjurkan karena sering terjadi kesulitan untuk memperoleh sambungan ujung yang lebih pada sistim pengaku diagonal.
Beban gempa yang bekerja pada arah Y ditahan dengan cara yang sama dengan arah X
Sebagal sistem struktur utama yang mana dinding harus mampu menahan beban gempa yang searah dengan bidang dinding, dinding juga harus mampu menahan gempa dalam arah yang tegak lurus bidang dinding.
Dengan alasan ini maka dinding bata (tanpa tulangan) harus diperkuat dengan kolom praktis dengan jarak yang cukup dekat. Sebagai pengganti kolom praktis ini dapat dipakai tiang kayu.

Gambar 6. struktur pondasi.














3.2.3. Struktur Pondasi
Struktur pondasi berperanan penting untuk memindahkan beban gempa dari dinding ke tanah.
Pertama, pondasi harus dapat menahan gaya tarik vertikal dan gaya tekan dari dinding. Ini berarti sloof menerima gaya geser dan momen lentur sebagai jalur Iintasan gaya terakhir sebelum gaya-gaya tersebut mencapai tanah.
Akhirnya sloof memindahkan gaya-gaya datar tersebut ke pada tanah yang ditahan oleh daya dukung tanah dan tekanan tanah lateral.
Rumah yang terbuat dari kayu dengan lantai kayu dan pondasi kayu seperti gambar-gambar di bawah ini memerlukan batang pengaku untuk mencegah keruntuhan.




Gambar 7. rumah kayu.














Gambar 8. detail.














Gambar 9. detail A.














Gambar 10. detail B.














Gambar 11. detai C.














Gambar 12. detail D.
















IV. PENUTUP

4.1. kesimpulan.
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa, struktur bangunan sangat berpengaruh dalam mencegah kerusakan bangunan akibat gempa bumi, terutama kekenyalan struktur sehingga dapat meminimalisir kerugian. Gaya gempa hanya dapat ditahan oleh sistem struktur yang menerus (jalur lintasan gaya yang menerus) dari puncak bangunan sampai ke tanah.
4.2. Saran.
Waspadailah bencana alam, salah satunya gempa bumi, karena kita tidak dapat mengetahui kapan gempa bumi itu datang dan dapat merugikan jiwa dan harta kita, maka dari itu dalam membangun suatu bangunan tempat tinggal haruslah menggunakan prinsip Teknik yang benar.














DAFTAR PUSTAKA

• Sasrodarsono, Suyono.,2000. Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Pertja, Jakarta.
• http://www.pu.go.id/publik/bencana/gempa/gempa%20tsunami4.htm.5 Februari 2010
• http://aboutsipil.wordpress.com/...t-bag-1/.8 Februari 2010
• http://forum.detikinet.com/showt...%3D92231.5 Februari 2010