STRUKTUR DAN KONSTRUKSI BANGUNAN

A.  STRUKTUR

Struktur adalah, sebuah sistem artinya gabungan atau rangkaian dari berbagai macam elemen-elemen yang dirakit sedemikian rupa hingga menjadi satu kesatuan yang utuh.
Beban struktur dibedakan dalam beberapa arti, yaitu :

a.    Beban Gravitasi : Tegak Lurus Kebumi, vertikal ke bumi, beban yang secara alami dimiliki oleh setiap benda di muka bumi.

b.    Beban Lateral atau Horizontal : Tegak Lurus terhadap beban gravitasi atau mendatar relatif sejajar permukaan bumi.

Pembagian beban berdasarkan sebabnya :

a.       Beban yang disebabkan alam (Geofisika)

misalnya : arus dan Gelombang air, geothermal-uap dan gas, angin, gempa tektonik dan vulkanik, hujan, salju, dan sebagainya.

b.      Beban yang disebabkan buatan manusia (Man made)

misalnya : getaran kendaraan, suara buatan, ledakan bom, nuklir, benturan, pukulan, dan sebagainya.

Perbedaan beban hidup dan beban mati :

a.         Beban Mati, beban yang terdiri dari berat Sendiri – Struktur dan Seisinya.  Sifatnya Permanen – tetap, dan Statik.

Beban mati dapat dihitung dengan akurat – material dan komponennya harus jelas.
Contoh : Struktur dinding, lantai, atap, plafon, perlengkapan sistem Mekanikal Elektrikal

b.        Beban Hidup, beban yang terdiri dari beban luar struktur bangunan.

Contoh : Salju, air hujan, es, tekanan air,tanah, dan air tanah

Beban hidup terkadang sukar diprekdiksi arah dan besarnya. Besaran dapat berubah menurut waktu dan tempat dan  dapat bekerja secara statik ataupun dinamik.

Contoh : Orang, Perabot Interior-Furnitur, Dinding Partisi, Sebagian Perlengkapan Mekanikal (tangki air, pipa, dll).

c.         Beban Angin

d.        Beban Gempa

Contoh : Pergeseran pada patahan/plate, tanah longsor, tanah turun pada lapisan bawah,     tsunami

Konsep dasar sistem struktur :
Beberapa aspek yang perlu diperhatikan dalam memilih dan mendisain struktur, adalah :

a.         Pola Geometrik, diperlukan untuk kemudahan dalam hal  :

*    Organisasi fungsi ruang

*    Visual

*     Stabilitas

*   Distribusi beban

b.     Pola dan Koordinasi Modul, untuk memudahkan dalam mendisain, pelaksanaan lapangan dan perhitungan-perhitungan sruktur. Misalnya :

*    Modul Perencanaan (Ruang/Arsitektural)

*     Modul Struktur

*     Modul Bahan/Material

*     Modul Utilitas

*    Modul Perlengkapan Furnitur

c.         Pola Struktur

d.        Pola/Modul Grid, garis-garis kotak lurus

e.         Pola Radial/Memusat

f.         Pola Abstrak/tidak berbentuk

g.        Pola Gabungan

Elemen – elemen dasar struktur :

a.         Struktur Vertikal
Kolom Murni, perletakan kolom

*     Letak kolom dengan pengulangan secara merata

*     Letak kolom ditepi

*     Ditepi dan ditengah

*     Letak kolom terpusat

Dinding Murni

*      Dinding Lurus/Linear

*     Dinding Siku/Tekuk

*     Dinding Core Terbuka

*     Dinding Core Tertutup

Gabungan/Kombinasi

*     Kombinasi antara kolom, dinding-dinding

*     Dapat diletakkan tegak, miring atu kurva

b.        Elemen Struktur Horizontal
Plat Lantai :

*     Plat Beton Slab (Solid)

*     Plat Wafel

*     Plat Komposit (Steel Deck - Bondex)

*     Plat Berongga (Hollow-core concrete slabs)

Atap Datar :

*     Dak Beton

*     Steel Deck

*     Komposit/Kombinasi
Balok-Balok :

*     Balok Paralel, terdiridari balok satu arah (oneway) dan dua arah (two way system)

*    Balok dengan susunan Radial

*     Balok dengan susunan Diagonal

*    Balok dengan susunan Kombinasi (Hibrid)

Elemen Dasar Struktur menurut Bentuk Geometrik, antara lain :

a.         Elemen Garis Lurus (Balok dan Kolom) – merupakan elemen struktur satu dimensi

b.        Elemen Bidang Datar (Flat Surface Structure/Slab)

c.         Elemen Lipat/Patah dan Lipat Kurva ( “Folded and Curved Line“)

d.        Elemen Dinding Lengkung dan Dinding Miring

e.         Elemen Permukaan Lengkung (“Curved Surface“)

Sistem Struktur Penahan Beban Lateral
            Pada dasarnya untuk menahan beban vertikal, kolom struktur dan sistem pondasi adalah yang utama.
Dasar untuk menahan beban lateral/horizontal dapat dipecahkan dengan cara :

a.         Membuat sambungan jepit sempurna (rigid frame) pada sistem struktur rangka

b.        Mendisain sambungan jepit sempurna pada bagian kolom dengan sistem pondasi/tanah

c.         Mendisain sambungan jepit sempurna pada kolom dan balok, baik sebagian maupun keseluruhan sistem portal

d.        Menggunakan ikatan diagonal (bracing) pada struktur rangka

e.         Menggunakan dinding panel (dinding geser/“shear wall“) pada sistem struktur rangka atau dinding geser murni (menerus)

f.         Menggunakan Kombinasi dari ketiga sistem diatas

Sistem Struktur Portal (Single-Storey Skeleton Structure)

            Elemen dasar struktur portal adalah berupa elemen batang yang disusun/dirakit sedemikian rupa menjadi “Balok dan Kolom” (“Post and Lintel/Beam”). Elemen Batang disebut juga sebagai elemen garis /satu dimensi.
Hubungan Sistem Rangka dapat dibentuk atas dasar :

a.     Susunan rangka dengan ikatan jepit sempurna/hubungan kaku (“rigid”)antara elemen-elemen   batang yang tersusun

b.        Susunan rangka dengan ikatan sendi/engsel (“pin”, “hinge”) dengan konsep dasar susunan berupa ‘truss”segi tiga

c.         Susunan kombinasi keduanya

d.   Sistem portal dapat disusun satu buah (“single”) atau multi level(“multibay”-bersusun dengan mengulangan). Sistem rangka dapat disusun dan dikembangkan dengan arah susunan

Gambar Macam-Macam Struktur Bangunan

B.  KONSTRUKSI BANGUNAN

Konstruksi merupakan suatu kegiatan membangun sarana maupun prasarana. Dalam sebuah bidang arsitektur atau teknik sipil, sebuah konstruksi juga dikenal sebagai bangunan atau satuan infrastruktur pada sebuah area atau pada beberapa area. Secara ringkas konstruksi didefinisikan sebagai objek keseluruhan bangunan yang terdiri dari bagian-bagian struktur. Misalnya, Konstruksi Struktur Bangunan adalah bentuk/bangun secara keseluruhan dari struktur bangunan. contoh lain: Konstruksi Jalan Raya, Konstruksi Jembatan, Konstruksi Kapal, dan lain lain.

Konstruksi dapat juga didefinisikan sebagai susunan (model, tata letak) suatu bangunan (jembatan, rumah, dan lain sebagainya). Walaupun kegiatan konstruksi dikenal sebagai satu pekerjaan, tetapi dalam kenyataannya konstruksi merupakan satuan kegiatan yang terdiri dari beberapa pekerjaan lain yang berbeda.

Pada umumnya kegiatan konstruksi diawasi oleh manajer proyek, insinyur disain, atau arsitek proyek. Orang-orang ini bekerja di dalam kantor, sedangkan pengawasan lapangan biasanya diserahkan kepada mandor proyek yang mengawasi buruh bangunan, tukang kayu, dan ahli bangunan lainnya untuk menyelesaikan fisik sebuah konstruksi.

Untuk keberhasilan pelaksanaan proyek konstruksi, perencanaan yang efektif sangatlah penting. Hal ini terkait dengan rancang-bangun (desain dan pelaksanaan) infrastruktur yang mempertimbangkan mengenai dampak pada lingkungan / AMDAL, metode penentukan besarnya biaya yang diperlukan / anggaran, disertai dengan jadwal perencanaan yang baik,keselamatan lingkungan kerja, ketersediaan material bangunan, logistik, ketidaknyamanan publik terkait dengan yang disebabkan oleh keterlambatan persiapan tender dan penawaran, dll

Dalam kehidupan sehari-hari kata konstruksi sering disamakan dengan kata struktur seperti struktur kayu dengan konstruksi kayu, struktur baja dengan konstruksi baja, dan lain-lain. Kata struktur berarti susunan dari beberapa elemen (benda) yang membentuk suatu kesatuan yang utuh. Jadi kata struktur berarti benda sedangkan konstruksi berarti teknik atau cara membuat (rekayasa).

Bangunan dikelompokkan kedalam 4 kelompok yaitu :

1.    Bangunan Gedung, yaitu : kantor, rumah sakit, hotel, rumah dan lain-lain

2.   Bangunan Transportasi,yaitu : jalan, jembatan, rel kereta api, terminal, pelabuhan, lapangan terbang dan sebagainya

3.    Bangunan Air, yaitu : bendungan, saluran irigasi, saluran drainase, bangunan bagi, gorong-gorong dan sebagainya

4. Bangunan khusus, yaitu : anjungan lepas pantai, menara jaringan listrik tegangan tinggi, menara pemancar radio, TV dan sebagainya.

Secara umum konstruksi bangunan harus memenuhi  5 syarat yaitu :

1.      Kuat dan awet, dalam arti tidak mudah rusak sehingga biaya pemeliharaan relatip menjadi murah

2.   Fungsional, dalam arti bentuk, ukuran dan organisasi ruangan mememihi kebutuhan sesuai dengan   fungsinya.

3.     Indah, dalam arti bentuknya enak dipandang mata

4.   Hygienis, dalam arti sirkulasi udara dan cahayanya cukup sehingga penghuninya merasa nyaman dan sehat

5.  Ekonomis, dalam arti tidak terdapat pemborosan sehingga pembiayaan menjadi relatif efisien dan efektif

SISTEM KONSTRUKSI BANGUNAN

Sistem Bangunan

Sebuah sistem dapat didefinisikan sebagai suatu susunan bagian-bagian yang saling berhubungan atau saling tergantung satu sama lain yang membentuk sebuah kesatuan kompleks dan berlaku untuk satu fungsi. Sebuah bangunan dapat diartikan sebagai wujud fisik dari beberapa sistem dan subsistem yang saling berhubungan, terkoordinasi, terintegrasi satu sama lain sekaligus dengan wujud tiga dimensinya, serta organisasi spasialnya secara utuh.

Sistem Struktural

Sistem struktural sebuah bangunan dirancang dan dikonstruksi untuk dapat menyokong dan menyalurkan gaya gravitasi dan beban lateral ke tanah dengan aman tanpa melampaui beban yang diizinkan atau yang dapat ditanggung oleh bagian­-bagian sistem struktur itu sendiri, seperti :

*   Substruktur atau struktur bawah, adalah struktur dasar yang membentuk fondasi sebuah bangunan

*   Struktur, berupa kolom, balok, dan dinding penopang menyokong struktur lantai dan atap

*   Superstruktur atau struktur atas: adalah perpanjangan vertikal bangunan di atas fondasi

   Dari elemen-elemen bangunan tersebut diatas, selanjutnya dapat disusun sedemikian sehingga sesuai dengan fungsinya masing-masing dan seefisien mungkin, karena elemen yang satu terhadap yang lain saling berkaitan menjadi satu kesatuan yaitu yang disebut gedung atau rumah.

Sistem Selubung

Sistem selubung merupakan cangkang atau selimut bangunan yang terdiri dari atap, dinding eksterior,  jendela,  dan pintu.

*   Atap dan dinding eksterior melindungi ruang­-ruang interior dari cuaca, mengkontrol kelembaban, panas, dan aliran udara dengan susunan lapisan komponen konstruksi

*  Dinding eksterior dan atap juga meredam kebisingan, serta memberikan keamanan dan privasi bagi penghuni bangunan
*  Pintu memberikan akses fisik

*  Jendela memberikan akses terhadap cahaya, udara, dan pemandangan

*  Dinding interior dan partisi membagi ruang interior bangunan menjadi satuan ruang-ruang yang lebih kecil

Sistem Mekanikal

Sistem mekanikal bangunan memberikan pelayanan yang penting bagi bangunan, diantaranya :

*    Sistem pasokan air menyediakan air untuk konsumsi dan sanitasi penghuni

*   Sistem pembuangan air membuang limbah cair dan zat organik ke luar bangunan

*   Sistem pemanas, ventilasi, dan AC (air ­conditioning) mengkondisikan keadaan ruang interior untuk kenyamanan penghuni.

*   Sistem elektrikal mengendalikan, mengukur, melindungi sumber daya listrik bangunan dan men­distribusikannya dengan aman untuk memenuhi kebutuhan

*      Sistem penerangan, keamanan, dan komunikasi

*   Sistem transportasi vertikal (lift) membawa crane dan barang dari satu lantai ke lantai lain dalam bangunan bertingkat sedang Ban tinggi

*   Sistem kebakaran mendeteksi dan memadamkan api
*  Struktur bangunan bertingkat tinggi mungkin memerlukan sistem pembuangan limbah serta sistem daur ulang.