Struktur bangunan pada umumnya
terdiri dari struktur bawah (lower
structure) dan struktur atas (upper
structure). Struktur bawah (lower
structure) yang dimaksud adalah pondasi dan struktur bangunan yang berada
di bawah permukaan tanah, sedangkan yang dimaksud dengan struktur atas (upper structure) 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).
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).
Perencanaan struktur atas 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).
Pengertian Struktur Atas (Upper
Structure)
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.
Untuk kolom pada bangunan sederhana
bentuk kolom ada dua jenis yaitu kolom utama dan kolom praktis.
a.
Kolom Utama
b.
Kolom Praktis
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
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
b. Membran
c. Pelat flexibel
d. Pelat
tebal
Bahan untuk Plat lantai dapat dibuat dari :
a.
Plat Lantai Kayu
b.
Plat Lantai Beton
c.
Plat Lantai Yumen ( Kayu Semen )
Sistem plat lantai
a)
Sistem Pelat SatuSistem
b)
Pelat Dua Arah
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
b)
Anak Tangga
Jenis-jenis
tangga menurut strukturnya :
a.
Tangga Plat
b.
Tangga Balok
c.
Tangga kantilever
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.
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.
a. 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).
Struktur bawah gedung umumnya terdapat beberapa
pekerjaan, yaitu:
- Pondasi
(pancang, bore pile, telapak, dll)
- Galian
tanah
- Pile
cap dan sloof
- Raft Fondation
(jika ada)
- Dinding
penahan tanah / retaining wall
- Waterproofing
(umumnya waterproofing membrane atau integral)
- Urug
tanah kembali dan pemadatan tanah
1. Pondasi
Pengertian umum untuk Pondasi adalah Struktur bagian bawah bangunan yang berhubungan
langsung dengan tanah, atau bagian bangunan yang terletak di bawah permukaan
tanah yang mempunyai fungsi memikul beban bagian bangunan lainnya di atasnya.
Pondasi harus diperhitungkan untuk dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap
beratnya sendiri, beban - beban bangunan (beban isi bangunan), gaya-gaya luar
seperti: tekanan angin,gempa bumi, dan lain-lain. Disamping itu, tidak boleh
terjadi penurunan level melebihi batas yang diijinkan.
Agar kegagalan fungsi pondasi dapat dihindari, maka pondasi bangunan harus
diletakkan pada lapisan tanah yang cukup keras, padat, dan kuat mendukung beban
bangunan tanpa menimbulkan penurunan yang berlebihan. Pondasi merupakan bagian
struktur dari bangunan yang sangat penting, karena fungsinya adalah menopang bangunan
diatasnya, maka proses pembangunannya harus memenuhi persyaratan utama sebagai
berikut:
1. Cukup kuat menahan muatan geser
akibat muatan tegak ke bawah.
2. Dapat menyesuaikan pergerakan
tanah yang tidak stabil (tanah gerak)
3. Tahan terhadap pengaruh
perubahan cuaca
4. Tahan terhadap pengaruh bahan
kimia
Jenis-jenis struktur bawah (Pondasi)
Secara
umum jenis-jenis struktur bawah (pondasi) dibagi menjadi 3 bagian, yaitu
pondasi
dangkal, sumuran, dan pondasi dalam.
1.
Pondasi dangkal
Yang
dimaksud pondasi dangkal adalah apabila kedalaman alas pondasi (Df) dibagi
lebar
terkecil alas pondasi (B) kurang dari 4, (Df/B < 4). Jenis pondasi ini digunakan
apabila
letak tanah baik (kapasitas dukung ijin tanah > 2,0 kg/cm2) relatif dangkal
(0,6-2,0
m)
2.
Pondasi dalam
Apabila
lapisan atas berupa tanah lunak dan terdapat lapisan tanah yang keras yang dalam
maka dibuat pondasi tiang pancang yang dimasukkan ke dalam sehingga mencapai tanah keras (Df/B >10 m), tiang-tiang tersebut disatukan oleh poer/pile
cap.
Struktur bawah bangunan pondasi terdiri dari pondasi dan tanah pendukung
pondasi. Pondasi berfungsi untuk mendukung seluruh beban bangunan dan
meneruskan beban bangunan tersebut kedalam tanah dibawahnya. Suatu sistem
pondasi harus dapat menjamin, harus mampu mendukung beban bangunan diatasnya,
termasuk gaya-gaya luar seperi gaya angin, gempa, dll. Untuk itu pondasi
haruslah kuat, stabil, aman, agar tidak mengalami penurunan, tidak mengalami
patah, karena akan sulit untuk memperbaiki suatu sistem pondasi.
Akibat penurunan atau patahnya pondasi, maka akan terjadi :
1. Kerusakan pada dinding, retak-retak,
miring dan lain –lain
2. Lantai pecah, retak, bergelombang
3. Penurunan atap dan bagian-bagian
bangunan lain.
Suatu sistem pondasi harus dihitung untuk menjamin keamanan, kestabilan
bangunan diatasnya, tidak boleh terjadi penurunan sebagian atau seluruhnya
melebihi batas-batas yang diijinkan. Pembuatan pondasi dihitung berdasarkan
hal-hal berikut :
1. Berat bangunan yang harus dipikul pondasi berikut beban-beban hidup, mati
serta beban-beban lain dan beban- beban yang diakibatkan gaya-gaya eksternal.
2. Jenis tanah dan daya dukung tanah.
3. Bahan pondasi yang tersedia atau mudah
diperoleh di tempat.
4. Alat dan tenaga kerja yang tersedia.
5. Lokasi dan lingkungan tempat
pekerjaan.
6. Waktu dan biaya pekerjaan.
Hal yang juga penting berkaitan dengan pondasi adalah apa yang disebut soil
investigation , atau penyelidikan tanah. Pondasi harus diletakkan pada lapisan
tanah yang cukup keras dan padat.
Untuk mengetahui letak/kedalaman tanah keras dan besar tegangan tanah/ daya
dukung tanah, maka perlu diadakan penyelidikan tanah, yaitu dengan cara :
a. Pemboran (drilling) : dari lubang hasil pemboran (bore holes), diketahui
contoh-contoh lapisan tanah yang kemudian dikirim ke laboraturium mekanika
tanah.
b. Percobaan penetrasi (penetration test) : yaitu dengan menggunakan alat yang
disebut sondir static penetrometer. Ujungnyaberupa conus yang ditekan masuk
kedalam tanah, dan secara otomatis dapat dibaca hasil sondir tegangan tanah
(kg/cm2).
2. GalianTanah
Galian tanah untuk pondasi dan galian-galian lainnya harus dilakukan menurut
ukuran dalam, lebar dan sesuai dengan peil-peil yang tercantum pada gambar.
Semua bekas-bekas pondasi bangunan lama dan akar-akar pohon yang terdapat pada
bagian pondasi yang akan dilaksanakan harus dibongkar dan dibuang. Bekas-bekas
pipa saluran yang tidak dipakai harus disumbat.
Apabila pada lokasi yang akan dijadikan bangunan terdapat pipa air, pipa gas,
pipa-pipa pembuangan, kabel-kabel listrik, telepon dan sebagainya yang masih
dipergunakan, maka secepatnya diberitahukan kepada Konsultan Manajemen
Konstruksi atau instansai yang berwenang untuk mendapatkan petunjuk-petunjuk
seperlunya.
Pelaksana Pekerjaan/ Kontraktor bertanggung jawab penuh atas segala
kerusakan-kerusakan sebagai akibat dari pekerjaan galian tersebut. Apabila
ternyata penggalian melebihi kedalaman yang telah ditentukan, maka Kontraktor
harus mengisi/ mengurangi daerah tersebut dengan bahan-bahan yang sesuai dengan
syarat-syarat pengisian bahan pondasi yang sesuai dengan spesifikasi pondasi.
Pelaksana Pekerjaan/ Kontraktor harus menjaga agar lubang-lubang galian pondasi
tersebut bebas dari longsoran-longosoran tanah di kiri dan kanannya (bila perlu
dilindungi oleh alat-alat penahan tanah) dan bebas dari genangan air (bila
perlu dipompa), sehingga pekerjaan pondasi dapat dilakukan dengan baik sesuai
dengan spesifikasi.
Pengisian kembali dengan tanah bekas galian, dilakukan selapis demi selapis,
sambil disiram air secukupnya dan ditumbuk sampai padat. Pekerjaan pengisian
kembali ini hanya boleh dilakukan setelah diadakan pemeriksaan dan mendapat
persetujuan Konsultan Manajemen Konstruksi, baik mengenai kedalaman, lapisan
tanahnya maupun jenis tanah bekas galian tersebut.
3. Struktur Basement
Konstruksi basement sering merupakan solusi yang ekonomis guna mengatasi
keterbatasan lahan dalam pembangunan gedung. Tapi sebagai struktur bawah tanah,
desain maupun pelaksanaan konstruksi basement perlu dilakukan dengan
memperhitungkan banyak hal. Disamping aspek teknis dari basement itu sendiri,
tidak kalah pentingnya adalah aspek lingkungannya. Mutu pekerjaan pada
konstruksi basement akan sangat mempengaruhi umur dari basement tersebut.
Pengendalian terhadap mutu terpadu sangat diperlukan untuk mencapai produk
konstruksi mutu tinggi dan dapat diandalkan. Beberapa hal yang berkaitan dengan
galian Basement yang perlu diperhatikan adalah beban dan metode galian. Beban
tersebut biasanya berupa beban terbagi rata, beban titik, dan beban garis dan
beban terbagi rata memanjang. Sedangkan metode galian dimana dibagi menjadi:
open cut, cantilever, angker, dan strut.
Pemilihan metode galian disesuaikan dengan perencanaan bangunan dan konsdisi di
lapangan. Pada metode galian basement ada beberapa factor yang perlu
diperhatikan antara lain: jenis tanah, kondisi proyek, muka air tanah, besar
tekanan tanah yang bekerja, waktu pelaksanaan, analisa biaya dan sebagainya.
Beberapa masalah yang timbul dalam pelaksanaan pembuatan galian basement, seperti
penurunan permukaan tanah disekitar galian yang dapat menyebabkan kerusakan
structural pada bangunan dekat galian, fan retaknya saluran dan sarana yang
lain. Salah satu penyebabnya adalah penurunan permukaan air tanah disekitar
galian akibat pemompaan selama konstruksi. Untuk mencegah masalah yang timbul
maka metode pemilihan dewatering sangan menentukan.
