BANGUNAN TAHAN GEMPA

Apa itu bangunan tahan gempa? Mengapa bangunan harus tahan gempa? Apa saja prinsip-prinsip dasar bangunan tahan gempa?

Ada sedikit kesalahan pada gambaran awam kita, karena banyak anggapan bahwa bangunan itu harus 'anti' gampa, bukan 'tahan' gempa. Lalu apa bedanya?

Bangunan yang didirikan diatas tanah tentulah terkena oleh getaran tanah itu sendiri. Ini artinya bangunan sudah pasti terkena getaran, entah itu gempa bumi atau getaran lainnya. Maka dari itu, bangunan bukan 'anti' gempa, tetapi seharusnya 'tahan' gempa.

Konsep bangunan tahan gempa

Pengertian Bangunan

Bangunan adalah wujud fisik berupa struktur yang dibuat oleh manusia yang terdiri dari mulai pondasi, dinding sampai atap secara permanen dan dibuat pada satu tempat. Bangunan juga bisa disebut gedung, yaitu segala sarana, prasarana atau infrastruktur dalam kebudayan manusia dalam membangun peradaban.

Maksud dan Tujuan Pembuatan Bangunan

Tujuan dibuatnya bangunan adalah untuk mengetahui secara jelas bagaimana cara merencanakan, melaksanakan pembuatan bangunan agar bangunan itu kuat, tahan lama, sehat dan nyaman ketika digunakan.

Pengertian Gempa

Gempa adalah suatu getaran yang ditimbulkan oleh pergerakan lempeng bumi ataupun gunung yang pergerakannya tidak teratur dan menimbulkan kerusakan.
- Gempa Bumi, adalah pergerakan lapisan batu bumi yang berasar dari dasar atau bawah permukaan bumi.
- Gempa Bumi Vulkanik (Gunung Api), adalah suatu getaran bumi yang terjadi akibat adanya aktivitas magma gunung api, yang terjadi biasanya sebelum gunung api tersebut meletus.
- Gempa Bumi Tektonik, adalah getaran yang disebabkan karena adanya aktivitas pergeseran lempeng bumi secara mendadak dan mempunyai kekuatan dari yang kecil sampai yang sangat besar.
- Gempa Bumi Runtuhan, adalah getaran bumi yang disebabkan adanya runtuhan bumi atau longsor tanah, biasanya terjadi pada daerah tanah kapur atau daerah pertambangan.
- Gempa Bumi Buatan, adalah getaran bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia, misalnya peledakan dinamit, nuklir atau bahan peledak lainnya yang dapat menyebabkan getaran pada muka bumi.

Karakteristik Goncangan Gempa

Pada lokasi bangunan, gempa bumi akan menyebabkan tanah dibawah bangunan dan sekitarnya tergoncang dan bergerak secara tak beraturan. Percepatan tanah terjadi secara tiga dimensi membentuk kombinasi frekwensi getaran dari 0,5 Hertz sampai 50 Hertz.
Jika bangunan kaku (fixed) terhadap tanah (tidak dapat bergeser) gaya inersia yang menahan percepatan tanah akan bekerja pada tiap-tiap elemen struktur dari bangunan selama gempa terjadi. Besarnya gaya-gaya inersia ini tergantung dari berat bangunan. Semakin ringan berarti semakin kecil gaya inersia yang bekerja pada struktur tersebut.

Prinsip Dasar Bangunan Tahan Gempa

Prinsip dasar dari bangunan tahan gempa adalah bangunan yang bertahan dari keruntuhan yang diakibatkan getaran bumi (gempa), serta memiliki fleksibilitas untuk dapat meredam getaran.
- Dirancang dan diperhitungkan
- Kombinasi beban dan alaisis struktur
- Penggunaan material yang ringan
- Penempatan massa struktur yang terpisah namun saling berinteraksi

1. Prinsip Dasar Kekakuan Struktur
Prinsip kekakuan struktur dimaksudkan untuk menjadikan struktur utama sebuah bangunan lebih solid terhadap goncangan. Sebagai contoh, penulangan pada struktur beton bangunan dapat meredam getaran dengan baik. Kekakuan struktur beton dapat menghindarkan kemungkinan bangunan akan runtuh sata gempa terjadi.

2. Prinsip Fleksibilitas
Selain pergerakan dari bumi, bangunan itu sendiri sebenarnya menopang gerakan-gerakan pada struktur itu sendiri dalam skala kecil. Dengan menggunakan prinsip hubungan roll pada tumpuan beban. Hubungan roll pada bangunan ialah suatu hubungan pembebanan pada bangunan yang dapat bergerak dalam skala kecil untuk meredam getaran.

Bagaimana Bangunan Yang Tahan Gempa?

Yang dimaksud bangunan tahan gempa adalah bangunan yang apabila :
1. Digoyang gempa ringan, tidak mengalami kerusakan apa-apa
2. Digoyang gempa sedang, hanya mengalami kerusakan non struktur
3. Digoyang gempa besar, mengalami kerusakan struktural tapi tetap berdiri dan tidak roboh.

Elemen-elemen Penting Struktur Bangunan Tahan Gempa

1. Pondasi

Pondasi merupakan struktur bagian bawah bangunan yang berfungsi untuk menyalurkan beban dari struktur diatasnya ke tanah. Untuk itu sebaiknya pondasi diletakan pada tanah yang keras.
Setiap pondasi bangunan perlu direncanakan berdasarkan jenis, kekuatan dan daya dukung tanah tempat berdirinya. Bagi tanah yang stabil dan memiliki daya dukung baik, maka pondasinya juga akan membutuhkan konstruksi yang sederhana. Namun jika tanahnya labil dengan daya dukung yang buruk, maka struktur pondasi yang digunakan akan lebih kompleks.
Getaran yang diakibatkan oleh pergerakan bumi sebisa mungkin diredam dahulu oleh pondasi, karena struktur inilah yang berhubungan langsung dengan tanah.
Selain itu, pondasi juga harus mampu menahan beban, diantaranya:
- Beban Horizontal atau beban geser
- Beban hidup, seperti berat sendiri bangunan, beban orang, beban air
- Gaya geser bumi atau gempa
- Gaya angkat air
- Momen dan torsi

Pondasi menerus batu kali

Pondasi cakar ayam

2. Beton Bertulang

Beton bertulang disini terdiri atas struktur sloof beton, tiang/kolom beton dan ring balk beton. Beton yang digunakan untuk struktur beton bertulang adalah dengan menggunakan perbandingan 1 Semen : 2 Pasir : 3 Kerikil (1 Pc : 2 Ps : 3 Kr). Air yang digunakan adalah 1/2 dari berat Semen (FAS 0,5), dan mutu yang dapat dicapai dari perbandingan tersebut adalah 150 kg/m2.
Penggunaan alat bantu seperti molen atau vibrator sangat disarankan untuk menghasilkan beton dengan kualitas tinggi.

Mutu beton

3. Ikatan Tulangan Beton

Tulangan beton memegang peranan penting dalam konsep bangunan tahan gempa. Pengerjaan dan kualitas dari penulangan beton harus sangat diperhatikan. Di masyarakat umum, tukang kebanyakan mengganggap sepele titik pekerjaan ini dan kurang mengindahkan nilai-nilai kekuatan ikatan tulangan.
Ikatan tulangna beton ini terdiri dari :
- Sloof beton,
- Kolom beton,
- Ring balk beton

Ikatan pada tulangan beton

Detail sambungan tulangan tahan gempa

4. Rangka Atap

Bahan yang ringan untuk struktur atap biasanya digunakan seperti kayu dengan metode sambungan ikatan sederhana. Untuk memperkuat hubungan antara batang dan menjaga stabilitasnya, maka hubungan antara batang membentuk segitiga. Hubungan antara kuda-kuda yang satu dengan yang lainnya menggunakan batang pengaku.

Karakteristik konstruksi bangunan tahan gempa antara lain :

1. Denah yang sederhana dan simetris
Penelitian pada kerusakan yang diakibatkan oleh gempa menunjukan pentingnya membuat bangunan yang sederhana dan elemen-elemen struktur penahan gaya horizontal yang simetris. Struktur seperti ini dapat menahan gaya gempa lebih baik karena kurangnya efek torsi dan kekuatannya lebih merata.

2. Bahan bangunan yang seringan mungkin
Seringkali, pada pelaksanaan pembangunan tertentu menggunakan bahan bangunan yang berat. Tapi jika mungkin, sebaiknya memakai bahan bangunnan yang ringan. Hal ini dikarenakan bersarnya beban inersia gempa adalah sebanding dengan berat bahan bangunan.
Sebagai contoh, penutup atap genteng diatas rangka kuda-kuda kayu menghasilkan beban horizontal sebesar 3x beban gempa yang dihasilkan oleh penutup atap seng. Sama halnya dengan pasangan dinding bata menghasilkan beban sebesar 15x beban gempa yang dihasilkan oleh dinding kayu.

3. Sistem penahan beban yang baik
Agar suatu bangunand apat menahan gempa, gaya inersia gempa harus dapat disalurkan dari tiap-tiap elemen struktur kepada struktur utama gaya horizontal yang kemudian memindahkan gaya-gaya ini ke pondasi dan tanah.