Soft Story Alias Si Lantai Lunak

Posted by admin on 25-Oct-2009 under Konstruksi Tahan Gempa | 16 Comments to Read

Soft story adalah istilah yang sering digunakan dalam pembahasan tentang struktur gedung tahan gempa. Soft story kalo diterjemahkan mentah-mentah ya artinya lantai lunak. Maksudnya? Apakah berarti ada juga istilah Hard Story? Hehehe… Sekedar analogi, kita bisa misalkan gedung bertingkat sebagai lapisan-lapisan batu bata yang ditumpuk di atas sebuah meja. Tiap lapisan batu bata merepresentasikan lantai gedung. Sementara itu ada tumpukan batu bata lain. Tapi di tengah-tengah tumpukan tersebut, ada satu lapisan yang batu batanya mempunyai rongga yang cukup besar di dalamnya.

ilustrasi soft-story

ilustrasi soft-story

Sekarang, misalkan kita guncang meja tersebut ke arah horizontal secara acak dan bolak balik. Dengan goncangan yang sama, ternyata kedua tumpukan batu mempunyai perilaku yang berbeda. Tumpukan pertama bisa saja masih bertahan selama goncangan berlangsung. Akan tetapi tumpukan kedua sudah runtuh akibat lapisan batu bata “palsu” yang ada di tengah-tengah tadi yang tidak kuat menahan gaya dorong “fiktif” yang bekerja secara lateral dan bolak balik.

Lapisan batu bata lunak ini bisa direpresentatifkan sebagai soft story. Jika lapisan lunak ini berada di lantai paling atas, tentu bukan masalah. Justru yang jadi masalah adalah kalau lantai lunak ini berada pada lapisan atau lantai yang paling bawah. Dan.. kenyataannya memang seperti ini yang banyak dijumpai di lapangan. Mengapa demikian?

Berikut ini kami coba berikan dua contoh faktor yang menyebabkan keruntuhan karena pengaruh soft story.

A. Kekakuan Dinding Bata Diabaikan.
Gedung-gedung tinggi yang bertipe gedung perkantoran, hotel, atau apartemen, khususnya di kota-kota besar, pada umumnya mempunyai lobi yang berada di lantai dasar atau lantai ground. Ciri-ciri lantai lobi adalah :
- Tinggi antar lantainya biasanya lebih besar daripada lantai tipikal di atasnya. Arsitek biasanya menginginkan hal ini agar ruangan lobi terlihat lebih besar, luas, dan megah.
- Karena ingin luas, maka di lantai lobi, penggunaan dinding bata relatif lebih sedikit daripada di lantai-lantai atas yang memang membutuhkan dinding-dinding sekat antar ruangan.

Lantai lunak akibat bukaan yang lebih banyak

Lantai lunak akibat bukaan yang lebih banyak

Akibatnya, seperti yang terlihat pada gambar di atas, lantai paling bawah menjadi lantai yang paling lunak (kurang kaku) dibandingkan lantai di atasnya. Salah satu solusinya adalah menambah ukuran kolom sebesar mungkin sehingga bisa mengimbangi kekakuan-kekakuan lantai di atasnya.

B. Kekeliruan Antara Desain dan Pelaksanaan

Tumpuan didesain sebagai jepit

Tumpuan didesain sebagai jepit

Kenyataannya, tumpuan berperilaku sendi

Kenyataannya, tumpuan berperilaku sendi

Contoh di atas adalah contoh kasus yang sepele namun dampaknya luar biasa. Tumpuannya didesain jepit, akan tetapi pada pelaksanaannya, justru tumpuan tersebut berperilaku sendi.

Kenapa sih tumpuan itu bisa sendi? Ada beberapa penyebabnya, antara lain:

  1. Tidak ada yang mentransfer momen dari kolom ke pondasi.
    Ketika menentukan sebuah tumpuan itu adalah jepit, maka perlu diperhatikan bahwa akan ada momen lentur di kaki kolom (tumpuan), dan.. harus ada yang bisa mentransfer momen tersebut ke pondasi dan terus ke tanah. Jika pondasinya tipe tiang (pile) baik itu pancang atau bor, setidaknya harus ada pilecap yang cukup kuat untuk menahan momen dari kolom tersebut. Jika pondasinya pondasi tapak, sebaiknya kolom tidak didesain sebagai jepit. Pondasi tapak tidak efektif dalam menahan momen lentur akibat reaksi tumpuan jepit.
  2. Pondasi tidak didesain untuk menahan momen.
    Kadang pondasi tapak sudah didesain untuk menahan momen, tetapi pada kenyataannya, jika ada momen yang terjadi pada pondasi, akan ada perbedaan tekanan pada tanah di daerah ujung-ujung pondasi. Akibatnya bisa terjadi perbedaan settlement. Jika ada perbedaan settlement di ujung-ujung pondasi tapak, maka akan timbul rotasi. Adanya rotasi menyebabkan perilaku jepit menjadi tidak sempurna lagi.
Rotasi pada pondasi tapak mengurangi kekuatan penjepitan

Rotasi pada pondasi tapak mengurangi kekuatan penjepitan

Kurang lebih 2 hal itulah yang paling banyak menyebabkan kegagalan soft-story. Lantas, apa yang sebaiknya dilakukan oleh perencana?

  • Lantai yang dianggap “lunak” sebaiknya kekakuan kolomnya agak dilebihkan. Berbicara kekakuan artinya kita berbicara tentang variabel E, I, dan L. Menaikkan E berarti meninggikan mutu beton, hal ini relatif jarang dilakukan jika hanya mau meningkatkan kekauan satu lantai saja. Mengurangi nilai L (tinggi antar lantai) juga sulit dilakukan karena tinggi lantai yang sudah ditentukan oleh arsitek biasanya tidak bisa diubah lagi. Yang paling mungkin adalah menambah momen inersia, I, yaitu dengan memperbesar ukuran kolom. Hal ini memang membutuhkan koordinasi dengan pihak arsitek.
  • Yang paling ideal adalah, kekakuan dinding bata juga sebaiknya dimasukkan ke dalam perhitungan. Akan tetapi di Indonesia khususnya, belum ada pedoman mengenai hal ini, apalagi dalam perencanaan bangunan tahan gempa. Sebenarnya boleh saja kita tidak memasukkan kekauan dinding bata ke dalam perhitungan, akan tetapi hal ini berarti dalam pelaksanaannya nanti dinding bata tersebut harus “terlepas” (tidak diikat) dari struktur utama. Hal ini tentu sangat berbahaya karena dinding tersebut sewaktu-watu bisa rubuh dan menimpa orang yang ada di dekatnya.
  • Jika pondasinya tidak didesain untuk menahan momen, sebaiknya tidak menggunakan tumpuan jepit.[]
  • Pedoman Praktis Pembangunan Rumah Tahan Gempa « ZULFIKRI’s Webblog said,

    [...] Story Menyebabkan Bangunan Kolaps di Kota Padang, klik disini dan [...]

  • Andrea said,

    Kayanya di kampus
    lg reasearch pengaruh dinding bata terhadap strukturnya

    Klo code dari luar, memangnya blom ada yang membahas
    pengaruh dinding bata terhadap kekuatan struktur ya?

    (maaf klo terkesan sok tahu :))

  • admin said,

    Masalah pengaruh dinding bata memang sudah banyak penelitian dan riset mengenai hal ini.
    Dan inti kesimpulannya hampir sama: pengaruh bata cukup signifikan dalam menyumbangkan kekakuan pada struktur.
    Saya belum tau apakah ada code dari luar yang membahas pengaruh dinding bata ini terhadap beban gempa.
    Oh iya.. anda seorang “kuyi” rupanya.. :)

  • parhyang said,

    soft storey effect, terjadi jika kekakuan suatu tingkat selisih 25% dibanding tingkat lainnya. salah satu kontribusi yg cukup besar adalah adanya dinding pengisi yg biasanya tidak dimodelkan dlm analisis struktur yaitu asumsi open frames (MRF’s) jika ingin dimodelkan dlm struktur dapat mengasumsikan sbg diagonal strut.

    lalu dimana aja pengaruhnya itu, secara garis besar:
    1. distribusi beban gempa tiap lantai (mungkin) tidak liniear sperti hasil eqivalent lateral force method.
    2. building periods akan lebih pendek karena kaku menjadikan koefisien gempa dan base shear force meningkat juga ke gaya dalam elemen balok,kolom.
    3. defleksi lateral berkurang menjadikan efek p-delta global lebih kecil.
    4. lainnya :) masih nyari ‘n orat2oret.

    salam, parhyang.

  • awi said,

    pondasi yang bagaimana yang bisa menahan momen dan bagaimana yang tidak, minta penjelasannya…

  • admin said,

    Pondasi tipe tiang (pile) pada umumnya bisa menahan momen.
    Pondasi tiang tunggal (1 pile), bisa menyalurkan momen di seluruh atau sebagian panjang tiang. Tentu saja kapasitas momen retak tiang harus lebih besar daripada kapasitas momen lentur kolom di atasnya. Kenapa harus momen retak? Karena ketika pondasi tiang retak, dia akan mengalami penurunan kekuatan yang cukup signifikan.

    Pondasi tiang lebih dari 1, menyalurkan momen melalui pasangan (kopel) gaya tarik dan tekan. Sehingga kita tidak perlu khawatir dengan adanya momen pada tiang.

    momen pile

    Untuk pondasi dangkal, misalnya pondasi tapak (setempat). Butuh sedikit feeling atau engiment alias engineering judgement.. :D Misalnya kita “berani” menjepit suatu tumpuan jika:
    1. tanahnya sedang atau keras
    2. dasar pondasi cukup dalam (misalnya lebih dari 1.5 m)
    3. pondasi cukup stabil (tidak mengalami overturning, sliding, dll) dengan angka keamanan yang dirasa sudah cukup (misalnya 3)
    4. tebal dasar pondasi cukup besar agar lebih rigid (kaku)
    5. detail penulangan pondasi kuat untuk menyalurkan momen lentur dari kolom. Artinya pondasi tersebut tidak gagal.

    momen pile

    Mohon dikoreksi.[]

  • sonny said,

    Artikelnya bagus-bagus Pak .. bahasanya sederhana, mudah dimengerti, tapi isinya dalem banget … siiip maju terus …

  • ronaldy said,

    juragan mao nanya lagi nh, untuk perhitungan penambahan gaya aksial pada pondasi tiang group akibat gaya momen,seperti gambar diatas gan, ada semacam reduksi untuk gaya momen nya tidk gan sebagai akibat dari pengaruh sloof, bukannya sloof juga mempengaruhi pendistribusian gaya momen dari ujung bawah kolom ya gan?apa pengarh dari sloof pada analisa ditiadakan untuk safety factor gan?mohon penjelasannya gan,oh iya thanks juga facebookny udah diapprove :-)

  • admin said,

    Hehehe.. akhirnya ada yang sadar..
    Saya juga LUPA menuliskan itu karena baru teringat juga beberapa waktu lalu.
    Betul sekali kata bung Ronaldy, pengaruh sloof bukan hanya bisa menyerap momen, bahkan sloof bisa membuat tumpuan kolom dianggap jepit sempurna.
    Dengan catatan, momen lentur di ujung bawah kolom dipikul sepenuhnya oleh sloof. Jadi tulangan di tumpuan sloof harus didesain terhadap momen lentur. Karena arah gempa bolak-balik, maka tulangan sloof juga harus sama banyak antara tulangan atas dan tulangan bawah, terutama di bagian tumpuan.[]

  • Ronaldy said,

    oh iya sya juga klo menghitung sloof gan tulangn atas sama bawahnya juga jumlah nya sama tpi beban yng bekerja pada sloof hanya beban dinding (klo ada) dan gaya momen akibat penurunan tiang, klo akibat gaya dalam dari struktur atasnya itu sendiri (akibat beban gravitasi maupun gempa) tidak digunakan gan,seperti itu ya gan?

  • Achmad said,

    Apakah keruntuhan geser pada kolom-kolom lantai dasar bisa dikategorikan sebagai soft story?

    Terimakasih.

  • ruslibdg said,

    setuju dgn yg diuraikan di atas, namun penjelasan ttg perubahan perilaku tumpuan kolom menjadi jepit disebabkan pondasi saya kurang setuju, menurut saya yg lebih berpengaruh adalah tie beam/ sloof
    rotasi pondasi spt pd gbr di atas tidak akan terjadi bila kita memandang sekelompok pondasi secara keseluruhan yg diikat dgn sloof yg cukup kaku untuk menjamin perilaku jepit tumpuan kolom
    saya setuju untuk menyertakan dinding bata sbg komponen yg menambah kekakuan struktur

  • ruslibdg said,

    maaf juragan sy lom baca komen sebelumnya, ternyata sloof udah dibahas yah.. hihi jd malu :>

  • mirwan said,

    uraian diatas cukup memberi pengetahuan yang luas buat saya! jadi klo pondasinya adalah pondasi tapak, maka perletakannya harus didesain sebagai sendi ya?

  • Maggie said,

    saya mau lebih banyak info lagi tentang bangunan tahan gempa, karena saya tinggal dekat dengan gunung semeru. Jangan sampai sudah susah2 membangun, rontok karena gempa :(
    terima kasih

  • Gada Bina Usaha said,

    Terimakasih Artikelnya…Salam Pembangunan Gada Bina Usaha

Add A Comment