2.1         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.

2.2         Komponen-Komponen Struktur Gedung Bagian Atas

2.2.1.           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.

2.2.2.    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 beban-beban.

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.

 2.2.3.         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).

  2.2.3.1.         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.

  2.2.3.2.         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.

  2.2.4.           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.      Lebar tangga dan bordes memenuhi kebutuhan

2.      Panjang tangga cukup, sehingga dapat memberikan aantrede optrede yang proporsional, aman dan nyaman.

3.      Sandaran yang cukup kuat dan aman

4.      Memenuhi persyaratan struktural.

2.2.5.           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

2.2.6.        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.

2.2.6.1.         Fungsi dan Bagian Atap

Fungsi
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

2.2.6.2.                   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

2.2.6.3.              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).