Antara Peraturan dan Pendapat Seorang Insinyur

Posted on Updated on

Umumnya semakin baru publikasi, entah itu buku, journal, dan atau peraturan – peraturan, maka selayaknya sudah lebih mencantumkan pengetahuan yang berdasarkan referensi yang update. Namun kadang – kadang kita juga dapat menemukan sesuatu yang rasanya aneh.

Tidak terkecuali di spesialisasi desain struktur bangunan, pengetahuan yang berkembang umumnya lebih sering berdasarkan analitikal (baik itu eksak atau numeric), untuk perkembangannya berdasarkan percobaan laboratorium, biasanya masih dalam objek yang diskala kecilkan atau bagian member saja. Selain itu, tingginya variabilitas dari hal – hal yang tidak diketahui menyebabkan uji experiment langsung dan sangat actual, misalnya observasi bangunan post earthquake sangat terbatas.

Ini menyebabkan insinyur bangunan umumnya mengembangkan pengetahuan lain yaitu berdasarkan engineering judgment, nah masalahnya engineering judgment ini tidak selalu universal. Insinyur A dapat saja berpikir sangat berbeda dengan Insinyur B, terutama untuk kasus – kasus yang mulai spesifik.

Tidak terlepas dari hal tersebut, peraturan – peraturan yang berlaku juga banyak menghimpun dari engineering judgment. Hal ini biasanya dilakukan melalui konsensus dari beberapa pemikir (professor di universitas) dan pelaksana (insinyur) yang duduk pada satu meja dan membahas mengenai sesuatu. Tentu yang perlu diperhatikan, kesepakatan sekolompok orang belum tentu benar. Dan dalam dunia design struktur bangunan, insinyur-lah yang paling bertanggung jawab terhadap keamanan dari suatu bangunan, bukan orang – orang yang berada di ruangan sangat konsensus dilakukan.

Jadi lumrah saja jika ada perdebatan untuk masing – masing asumsi yang digunakan. Namun perlu diperhatikan bahwa dibalik perdebatan tersebut, keselamatan akan penghuni bangunan adalah taruhannya, hal ini yang membuat insinyur dalam posisi yang cukup sulit.

Dalam tulisan ini saya mencoba memberikan pemikiran yang menurut saya cukup bertentangan dengan code yang peraturan yang ada, yaitu code gempa :

Pemikiran 1 : Struktur bawah harus di desain elastis agar tidak gagal lebih dulu dari struktur atas.

Sebenarnya pemikiran ini berkembang mulai dari SNI Gempa 2002, lalu di SNI Gempa 2012 dimasukkan juga walaupun di ASCE sebenarnya tidak ada. Menurut saya argument ini agak kurang rasional. Biasanya peraturan ini diartikan bahwa untuk mendesign member struktur bawah gaya gempa harus diperbesar (dengan faktor sampai 1.75). Yang menjadi pertanyaan adalah mengapa semua member di struktur bawah harus menahan gaya lebih besar ?. Insinyur harusnya sudah mulai sadar bahwa menambah gaya pada struktur akan memperbanyak tulangan yang harus diberikan. Jika ukuran section juga tidak ikut diperbesar (yang biasanya begitu, saya jarang melihat basement dengan balok dan kolom 1.7 kali lebih besar dari ukuran di ground keatas), maka yang terjadi adalah penurunan daktalitas dari member dan memicu kegagalan geser primatur. Tentu ini bukan menambah safety dari struktur bawah bukan?.

Cara yang efektif (walau bukan paling efektif) adalah dengan konsep capacity design. Kita boleh saja meningkatkan gaya gempa pada area basement, tapi tidak untuk semua member. Elemen yang diinginkan rusak lebih sedikit adalah target penambahan kekuatan, elemen tersebut adalah kolom dan wall, dan tidak balok. Jika balok juga ikut diberikan gaya yang besar, setidaknya efeknya adalah meningkatkan kemungkinan gagal geser yang getas di balok, membuat rasio beam/column capacity bisa semakin kecil sehingga memungkinkan kegagalan di kolom, dan meningkatkan kemungkinan gagal di joint akibat over-reinforced di joint dan berkurangnya rasio kapasitas beam/column.

Selain itu, hal yang menjadikan peraturan ini membingungkan adalah munculnya kata elastis. Rasanya untuk gaya gempa besar/kuat, serta struktur yang digunakan adalah beton bertulang, terlalu optimis untuk bilang struktur masih dalam kondisi elastik, terlebih jika gaya untuk desain hanya diperbesar kurang dari 75 %.

Saya pernah mendapat penjelasan dari senior saya (yang sayangnya saat itu saya percaya) bahwa jika basement sudah di desain dengan gaya gempa dikalikan faktor, maka struktur masih elastik ketika gempa terjadi, lalu karena struktur masih kondisi elastik, tidak perlu didesain dengan gaya geser akibat plastifikasi di ujung – ujung balok, atau dalam bahasa lainnya, elemen balok bisa di desain sebagai sway ordinary. Waktu itu saya pernah bandingkan antara balok basement yang di desain dengan gaya gempa normal namun tetap sway special, dan balok basement yang didesain dengan gempa kuat (gempa kali faktor) dan baloknya menjadi sway ordinary, hasilnya adalah balok yang didesain dengan sway special walaupun gempanya normal tetap menghasilkan kebutuhan tulangan geser yang lebih tinggi. Sekarang jika dipikir, jika saya memperbesar tulangan longitudinal di balok (akibat gaya gempa di perbesar), namun tulangan gesernya justru berkurang (akibat design saya ubah jadi sway ordinary), maka ini bukan desain yang baik karena kegagalan geser akan semakin mudah terjadi.

Pemikiran 2 : Pembatasan periode getar untuk penentuan base shear maksimal sebesar CuTa

Pembatasan periode getar itu muncul setelah dilakukan pengukuran pada bangunan – bangunan di California saat gempa, dan diketahui bahwa perode getar hasil pengukuran lebih rendah daripada model di computer.

Menurut saya ini agak kurang rasional, bangunan di sana di desain sebelum ada pembatasan periode getar, lalu ternyata hasilnya adalah kekakuan-nya lebih besar. Jika lalu kita desain bangunan dengan pembatasan periode getar, gaya semakin besar, section dan tulangan lebih banyak (jumlah tulangan sangat mempengaruhi kekakuan), tentu kekakuannya akan lebih besar lagi, dan jika diukur lagi kekakuannya, prediksi saya harusnya hasil periode getar akan tetap lebih kecil dibandingkan sebelumnya, dan ini akan berulang terus sampai tak ada ujungnya.

Tentu ada pengaruh dari elemen nonstructural, namun pengaruh ini akan semakin kecil untuk bangunan yang semakin tinggi. Yang seharusnya menjadi pertimbangan adalah pengukuran periode getar tersebut saat gempa yang seberapa besar ?. Kita tahu bahwa kekakuan adalah fungsi besarnya percepatan gempa (karena saat itu struktur sudah nonlinear), jadi pengukuran kekakuan saat gempa berapa besar ?, apakah saat bangunan sudah hampir rubuh ?, atau hanya saat gempa menengah atau kecil dimana nonlinearitas masih sedikit terjadi pada struktur ?, sayangnya publikasi tentang ini masih belum jelas.

Selain itu, dalam rumus yang digunakan untuk menentukan periode getar empirik, hanya berdasarkan variabel system struktur, ketinggian, dan intensitas gempa (sebagai faktor Cu). Tidak ada sama sekali jumlah portal atau shearwall. Misal saya punya struktur dimana bentuk pelatnya persegi panjang, maka berdasarkan fungsi ini periode getarnya akan sama antara sumbu lemah dan kuat, tentu ini kurang rasional.

Okay, Jadi cuma dua ?, ya kalau banyak bukan code namanya J J, lagipula sebagian besar penjelasannya sudah sangat rasional. Intinya saya ingin menjelaskan bahwa hakikatnya dalam perencanaan struktur sah – sah saja beda pendapat, beda pendapat akan menimbulkan diskusi, dan diskusi mempertajam ilmu pengetahuan. Insinyur tetap harus kritis terhadap informasi yang diterimanya.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s