Konstruksi Tahan Gempa

Menurut Ir. Davy Sukamta, Ketua Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia, Indonesia telah mempunyai peraturan gempa yang modern. Dalam membuat peraturan tersebut para ahli telah mempelajari berbagai sumber dan besaran gempa yang pernah terekam, disertai kedalaman dan jenis patahan batuan. Tekhnik gempa pun sudah masuk dalam kurikulum perguruan tinggi, sayangnya para praktisi masih lambat dalam mengadopsi peraturan yang ada. Kesadaran pemilik proyek akan kualitas struktur bangunan pun belum banyak muncul. Kebanyakan dari mereka masih terlalu berkonsentrasi pada nilai ekonomi proyek dan keindahan gedung. Pengetahuan para arsitek sendiri tentang struktur tahan gempa masih sangat terbatas (sumber: Kompas).
Dari pernyataan Davy Sukamta kita bisa melihat sesuatu yang kontradiktif antara teori dan praktik di lapangan. Di satu sisi Indonesia telah memiliki peraturan gempa yang modern, tekhnik gempa pun sudah masuk dalam kurikulum, tetapi di sisi lain para praktisi masih lambat dalam mengadopsi peraturan tersebut dan masih banyak arsitek yang pengetahuannya tentang struktur tahan gempa masih sangat terbatas. Artinya, peraturan hanya tinggal peraturan, kurikulum hanya tinggal kurikulum, soal penerapannya "nggak janji deh!".

Di internet sendiri saya menemukan beberapa informasi menarik tentang struktur bangunan tahan gempa ini, salah tiganya adalah thefabricator.com, ABAG Quake Info, dan website pribadi Guru Bhagavan.

I Wayan Sengara, Kepala Pusat Disaster Mitigation ITB mengatakan bahwa sebagian bangunan di Yogyakarta dan Jawa Tengah dibangun tidak berdasarkan struktur bangunan yang tahan gempa, sehingga ketika gempa terjadi banyak yang roboh (sumber: detik.com). Saya sependapat dengan pernyataannya tersebut, tetapi saya masih punya pertanyaan lebih lanjut tentang pernyataannya itu.
"Apakah sudah ada semacam tekhnik konstruksi yang dikembangkan di Indonesia yang sudah bisa diterapkan dalam membuat bangunan yang tahan gempa? Apakah ITB atau perguruan tinggi lainnya sudah melakukan penelitian dan memiliki hasil penelitian yang langsung bisa diterapkan oleh mereka yang berkecimpung di bidang konstruksi? Apakah para tukang insinyur yang berhubungan dengan masalah konstruksi sudah benar-benar memahami desain konstruksi yang tahan gempa?"
Kalau jawaban dari semua pertanyaan itu adalah "YA", maka masalahnya menjadi cukup mudah. Pada saat membangun kembali bangunan-bangunan yang hancur akibat gempa Yogyakarta, kita dapat menerapkan konstruksi tahan gempa tersebut. Tetapi kalau jawaban dari semua pertanyaan itu adalan "TIDAK", maka itu artinya masih banyak masalah yang memang harus dibenahi.
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.
2. Bahan bangunan harus seringan mungkin
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. 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.
Tiap-tiap bangunan harus mempunyai jalur lintasan gaya yang cukup untuk dapat menahan gaya gempa horisontal. Untuk memberikan gambaran yang jelas, disini diberikan suatu contoh rumah sederhana dengan tiga hal utama yang akan dibahas yaitu struktur atap, struktur dinding dan pondasi.
3.1. 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:
Sistim batang pengaku yang diperlukan diperlihatkan pada gambar di bawah ini :
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 :
Jika panjang dinding pada arah lebar (arah pendek) lebih hesar 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;
1.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.
2.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. 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.
3.3. 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.
KESIMPULAN
Dari uraian diatas, goncangan gempa dan cara menghitung harga pembebanan gempa untuk suatu bangunan, dapat disimpulkan bahwa :
1.Kekenyalan struktur sangat ditekankan sekali untuk mencegah keruntuhan bangunan.
2.Gaya gempa hanya dapat ditahan oleh sistem struktur yang menerus (jalur lintasan gaya yang menerus) dari puncak bangunan sampai ke tanah