Pengertian Struktur dan Konstruksi Bangunan, Desain Struktur dan Konstruksi Rumah Menengah
Struktur dan Konstruksi
Selain desain arsitektural, struktur dan konstruksi juga menjadi bagian yang sangat vital dalam sebuah rumah. Keduanya merupakan penopang rumah sehingga bisa berdiri dengan kukuh di atas tanah. Pengertian mengenai struktur dan konstruksi serta beberapa pemikiran awal yang mendasari desain struktur dan konstruksi akan di jabarkan dalam artikel berikut.
Pengertian Struktur dan Konstruksi
Struktur adalah tiang bangunan yang menjadi kekuatan utama dari sebuah bangunan. Suatu bangunan tersusun dari elemen struktur dan elemen nonstruktur. Elemen struktur menumpu elemen nonstruktur sehingga bangunan menjadi kukuh dan angka penurunan bangunan pun menjadi lebih kecil dari angka settlement yang disarankan.
Untuk rumah menengah (rumah dua lantai dengan luas bangunan berkisar antara 120 hingga 225 meter persegi), elemen-elemen strukturnya terdiri dari atap, balok ring (ringbalk), kolom-kolom lantai dua, pelat lantai dua, balok-balok lantai dua, kolom-kolom lantai satu, sloof, dan pondasi. Adapun elemen nonstrukturnya mencakup elemen-elemen perwajahan, interior arsitektur, dan detail-detail arsitektur.
Seluruh elemen struktur dan elemen nonstruktur berpadu membentuk bangunan rumah yang estetis. Seluruh elemen-elemen ini didefinisikan sebagai konstruksi. Pelat lantai merupakan salah satu contoh elemen konstruksi bangunan yang berasal dari elemen struktur.
Sementara pintu merupakan salah satu contoh elemen konstruksi bangunan yang berasal dari elemen nonstruktur.
Desain Struktur dan Konstruksi Rumah Menengah
Desain struktur dan konstruksi rumah menengah memiliki luas bangunan antara 120 - 225 meter persegi yang terdiri dari dua lapis (lantai).
Berbicara jumlah lapis, sebenarnya masih ada banyak rumah menengah yang tidak bertingkat, khususnya didaerah-daerah pelosok. Namun, seiring dengan makin sempitnya lahan tanah (terutama di kota-kota besar) maka akan sangat sayang apabila rumah tidak dibuat bertingkat. Oleh sebab itu, rumah menengah (terutama di ibukota negara atau provinsi) sebagian besar dibuat dua lapis. Rumah dengan dua lapis ini juga terlihat megah, anggun, dan berkelas.
Awal Pemikiran Desain Struktur dan Konstruksi
Struktur dan konstruksi sebuah rumah, khususnya rumah menengah yang memiliki dua lapis lantai, harus dipikirkan sejak awal tahap perencanaan desain. Ada dua hal pokok yang perlu menjadi perhatian, yaitu pemikiran struktur balok lantai dua dan pemikiran struktur kolom lantai satu.
1. Pemikiran struktur balok pelat lantai dua
Pemikiran struktur (konstruksi struktur balok pelat) sudah harus ada pada saat pembuatan alternatif denah pertama.
Perencanaan ruang-ruang dalam di lantai dua harus dikompromikan dengan ruang-ruang dalam di lantai satu, begitu pula sebaliknya. Perencanaan ini merupakan suatu proses "merajut" denah agar terbentuk banyak kesegarisan antara sisi-sisi dinding ruang-ruang lantai dua dan sisi-sisi dinding ruang-ruang lantai satu.
Di bawah tiap sisi dinding ruang-ruang dalam di lantai dua terletak balok-balok pelat lantai. Perencanaan dan perancangan denah ruang-ruang dalam sebaiknya menghindari terjadinya transfer beam ke-4. Transfer beam adalah balok pelat lantai tambahan yang menjadi penyalur beban dari balok lain.
Pemahaman tentang transfer beam dapat dijelaskan melalui simulasi berikut.
Misalnya balok "L" menjadi penyalur beban dari balok balok "K". Balok "L" tersebut disebut balok transfer beam jika melakukan beberapa hal berikut.
1) Balok "L" menyalurkan beban kedua titik ujung atas profil dua kolom lantai satu. Untuk kasus ini, balok "L" menjadi satu-satunya balok transfer beam yang bekerja.
2) Balok "L" menyalurkan beban tidak langsung ke dua titik ujung atas profil dua kolom lantai satu, tetapi disalurkan lagi ke balok lain, misalnya balok "M". Kemudian barulah balok "M" tersebut menyalurkan beban ke dua titik ujung atas profil dua kolom lantai 1. Untuk kasus ini, balok "M" adalah balok transfer beam ke-2 setelah balok "L".
3) Kasus pada point dua bisa berbeda jika balok "M" tidak menyalurkan bebannya ke dua titik ujung atas profil dua kolom lantai 1, tetapi diteruskan kembali ke balok lain, misalnya balok "N". Balok "N" inilah yang menyalurkan bebannya ke dua titik ujung atas profil dua kolom lantai satu. Untuk kasus ini, balok "N" merupakan balok tranfer beam ke-3 setelah balok "L" dan balok "M". Demikian seterusnya.
Jumlah maksimal penggunaan balok tranfer beam adalah tiga balok. Semakin sedikit balok tranfer beam yang digunakan, akan semakin baik.
Penggunaan balok tranfer beam ke-4 dan seterusnya tidak disarankan karena menyulitkan dalam pelaksanaannya dan menambah biaya yang harus dikeluarkan.
Pemikiran Struktur Kolom Lantai Satu
Pemikiran struktur (konstruksi kolom-kolom struktur lantai satu) juga sudah harus ada pada saat pembuatan alternatif denah pertama.
Dalam "merajut" ruang-ruang dalam di lantai dua harus dikompromikan dengan ruang-ruang dalam di lantai satu dan juga sebaliknya. Dalam proses "merajut" denah ini, kolom-kolom lantai dua jangan sampai ada yang bertabrakan dengan letak bukaan-bukaan (pintu atau jendela) di lantai satu. Bila menabrak suatu jendela, misalnya, kolom-kolom lantai satu juga harus mengikuti perwajahan (jendela permukaan dinding luar) dan interior arsitektur (pintu interior). Hal ini mutlak tidak boleh sebaliknya (tidak boleh bukaan jendelanya digeser).
Dalam pembuatan denah, seorang arsitek memang harus berhati-hati. Walaupun demikian, untuk proyek rumah menengah situasinya cukup aman.
Elemen Struktur dan Beban
Dua hal yang sangat penting untuk dipahami dalam struktur dan konstruksi bangunan, khususnya rumah menengah, adalah elemen struktur dan beban. Elemen struktur merupakan bagian-bagian yang membentuk sebuah struktur. Sementara itu, pembebanan merupakan pronsip kerja dasar dari sebuah struktur.
Sebagaimana yang sudah dijelaskan di atas, seluruh konstruksi rumah, dalam hal ini rumah menengah, terdiri dari struktur dan nonstruktur.
Struktur berperan menopang nonstruktur. Sementara itu, pelaku kegiatan dalam sebuah ruang cukup dilihat sebagai beban hidup yang ditahan oleh pelat lantai. Pelat lantai adalah bagian dari struktur atau elemen struktur.
Elemen-elemen struktur (pelat lantai dan sebagainya) berpadu menopang elemen nonstruktur dan pelaku kegiatan sehingga bangunan rumah menjadi kukuh. Seluruh elemen struktur (nonpondasi) tersebut melahirkan total berat dan menjadi aksi bagi pondasi. Sementara itu, pondasi (yang juga merupakan elemen struktur) akan memberikan reaksi.
Kolom-kolom lantai satu adalah elemen struktur yang mengandung himpunan beban yang akan dibebankan pada pondasi. Keberadaan pondasi berfungsi agar bangunan rumah tidak mengalami pons (penurunan ke dalam tanah). Pondasi akan menyebarkan beban-beban yang terakumulasi di kolom-kolom lantai satu. Meskipun bangunan rumah mengalami penurunan, penggunaan pondasi membuat angka penurunan tersebut masih di bawah angka penurunan maksimal yang diizinkan. Pondasi juga merupakan struktur yang memberikan aksi terhadap daya dukung tanah. Sementara itu, daya dukung tanah memberikan reaksi kepada pondasi.
Elemen-elemen Struktur
Elemen struktur bangunan, khususnya rumah menengah, dibagi menjadi dua bagian, yaitu upper struktur dan sub structure.
1. Upper strukture
Upper structure merupakan elemen-elemen yang sudah berada di atas permukaan tanah. Yang termasuk upper structure, yaitu :
1) Konstruksi atap (kayu/baja);
2) Ringbalk (beton bertulang);
3) Kolom lantai dua (beton bertulang);
4) Pelat lantai dua (beton bertulang);
5) Balok pelat lantai dua (beton bertulang);
6) Kolom lantai dasar (beton bertulang);
7) Sloof (beton bertulang); dan
8) Tangga (beton bertulang).
2. Sub Structure
Sub structure merupakan elemen-elemen struktur yang berada dibawah permukaan tanah. Yang termasuk sub structure, yaitu
1) Pondasi lajur (batu kali); dan
2) Pondasi setempat (beton bertulang).
Beban-Beban Pada Elemen Struktur
Elemen struktur berfungsi untuk menahan beban-beban pada sebuah bangunan. Ada tiga jenis beban yang bekerja pada suatu elemen struktur, yaitu beban mati (dead loads), beban hidup (live loads), dan beban angin (wind loads).
1. Beban mati (dead loads)
Beban mati adalah berat suatu elemen struktur dan nonstruktur yang otomatis menjadi beban bagi elemen struktur di bawahnya. Beberapa contoh beban mati, antara lain
1) Konstruksi atap,
2) Kusen pintu dan jendela,
3) Dinding-dinding batu bata, dan
4) Konstruksi roof garden.
2. Beban Hidup (live loads)
Beban hidup merupakan yang bersifat tidak tetap dan dapat bergerak misalnya berat dari orang-orang (penghuni ruang) dan perabot.
Beban hidup dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu beban hidup terpusat dan beban hidup terbagi rata. Beban hidup terpusat terjadi jika beban tidak berpindah-pindah tempat. Sementara itu, beban hidup terbagi rata terjadi jika beban berpindah-pindah tempat.
Beberapa contoh yang termasuk beban hidup terpusat, yaitu
1) beban tukang yang sedang memperbaiki genteng di atap;
2) beban perabot kloset jongkok pada kamar mandi; ataupun
3) beban perabot-perabot pada kamar tidur utama.
Beberapa contoh yang termasuk beban hidup terbagi rata, yaitu
1) Beban air hujan yang menaungi dak beton; ataupun
2) Beban hidup anak-anak dan orang dewasa yang sedang berlalu-lalang di sebuah ruang, misalnya ruang perpustakaan rumah (home library).
Beban-beban mati maupun beban hidup otomatis menjadi beban bagi elemen struktur di bawahnya. Berdasarkan beratnya, beban dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :
1) Beban relatif besar (misalnya beban orang di lantai dua);
2) Beban relatif sedang (misalnya beban konstruksi atap/toren atapun beban roof garden); dan
3) beban relatif kecil (misalnya beban air hujan).
Catatan :
Beban orang lantai satu bukan termasuk beban hidup. Beban ini ditahan oleh permukaan tanah, bukan elemen struktur.
3. Beban angin (wind loads)
Beban angin diperhitungkan khususnya pada konstruksi atap miring. Beban angin yang bekerja pada konstruksi atap miring meliputi angin tekan dan angin isap. Beban angin dengan kecepatan dan kekuatan tinggi semacam puting beliung mampu menghempaskan seluruh bagian atap bangunan (penutup atap dan konstruksi) dengan cara menekan di satu bidang dan mengisap di bidang lain. Oleh karena itu, pengaruh beban angin ini perlu diperhitungan juga dalam perenacanaan bangunan.
Perjalanan Beban Pada Elemen-elemen Struktur
Pembebanan pada suatu elemen struktur meliputi beban-beban yang diterima suatu elemen struktur tersebut dari elemen struktur di atasnya dan beban-beban yang diteruskan suatu elemen struktr tersebut ke elemen struktur dibawahnya.
Elemen struktur yang menerima beban berarti memberikan reaksi, sedangkan elemen struktur yang meneruskan beban berarti memberikan aksi. Perjalanan beban dimulai dari konstruksi atap dan berakhir pada tanah (daya dukung tanah). Konstruksi atap hanya memberikan aksi, ringbalk hingga pondasi memberikan aksi dan reaksi, sedangkan tanah hanya memberikan reaksi.
