PEMBESIAN STRUKTUR BETON

PERANAN PENTING PEMBESIAN DI DALAM STRUKTUR BETON

 

Beton adalah salah satu material pembentuk struktur yang sangat luas penggunaannya di dunia struktur dan konstruksi. Beton sendiri adalah material yang disusun oleh pasta semen dan agregat (halus dan kasar) dengan perbandingan tertentu dan cara-cara pengolahan tertentu pula. Dari bahan-susunnya, maka beton tidak memiliki kekuatan atau kemempuan menahan gaya tarik.

Sebagai material yang tidak tidak memiliki kemampuan menahan gaya tarik, maka peranan bajatulangan di dalam struktur beton sangat penting. Kemampuan bajatulangan yang sangat kuat terhadap gaya tarik adalah sebuah alasan yang mendasari mengapa bajatulangan menjadi elemen penting di dalam struktur beton (Gambar 1)

BajatulanganGambar 1. Fungsi bajatulangan di dalam elemen struktur beton

Di dalam melakukan rancangan pembesian elemen struktur beton, mutlak difahami regulasi dan/atau ketentuan-ketentuan lain yang terkait dengan perancangan struktur, terutama bagi struktur bangunan yang dibangun di daerah rawan gempa. Di daerah rawan gempa, perancangan pembesian ini menjadi sangat penting. Secara garis besar terdapat dua cara pendetilan elemen struktur di daerah rawan gempa, yaitu:

  1. Detil yang memungkinkan pembentukan sendi plastis pada lokasi tertentu guna meningkatkan disipasi enersi gempa (ketahanan terhadap gempa melalui mekanisme disipasi enersi)
  2. Detil yang mendasarkan pada konsep penyerapan enersi gempa dengan pemasangan devices (damper atau base isolator)

Meskipun saat ini sudah mulai banyak digunakan, perancangan detil yang mendasarkan pada konsep penyerapan enersi gempa relatif mahal dan melibatkan teknologi tinggi. Oleh sebab itu implementasinya tidak terlalu populer dibandingkan dengan detil yang mendasarkan pada konsep disipasi enersi gempa.

Perancangan detil berdasarkan mekanisme disipasi enersi gempa banyak dipilih sebagai disain alternatif yang relatif lebih murah dan lebih mudah dilaksanakan. Namun demikian, pembesian harus dirancang sedemikian rupa hingga bagian-bagian tertentu dari struktur beton ini mampu memencarkan energi gempa melalui mekanisme sendi plastis. Jadi harus dibuat detil pembesian yang memungkinkan pembentukan sendi plastis pada lokasi tertentu guna meningkatkan disipasi enersi gempa (ketahanan terhadap gempa melalui mekanisme disipasi enersi). Selain itu, perlu beberapa persyaratan kualitas pendetilan struktur (agar mekanisme sendi plastis benar-benar terjadi sesuai yang direncanakan), yaitu:

  1. Kuat tekan target beton (f’c) minimal 25 Mpa, dan homogenitasnya harus terjamin (khususnya pada join balok-kolom)
  2. Overstrength factor bajatulangan utama semua elemen struktur tidak boleh kurang dari 1.4
  3. Pendetilan sengkang (kualitas bahan dan bentuk sengkang) harus menjamin tidak terjadi gagal geser

 

Dari pengalaman mengajar struktur beton sejak tahun 1978 hingga saat ini, saya mencoba merangkai kembali naskah-naskah perkuliahan yang pernah saya buat, disesuaikan dengan regulasi yang berlaku. Untuk mendapatkan bahan tersebut (dalam format pdf). Naskah ini dibagi menjadi beberapa bagian (silakan klik pada topik yang dikehendaki), yaitu:

  1. Bajatulangan sebagai bahan bangunan
  2. Teknik Pembesian Pelat Beton
  3. Teknik Pembesian Balok Beton
  4. Teknik Pembesian Kolom Beton dan Join Balok-Kolom
  5. Teknik Pembesian Pelat Fondasi
  6. Dokumen Tugas dan Suplemen Khusus

Naskah-naskah di atas dipublikasikan melalui situs ini dengan tujuan membantu praktisi di dalam memahami dan merancang penulangan elemen struktur beton sesuai dengan regulasi yang berlaku. Mudah-mudahan bermanfaat

 

Tulisan ini saya dedikasikan kepada Ir. Harsojo D (Alm). Beliau adalah Guru yang sudah saya anggap sebagai orang tua saya sendiri. Beliaulah yang membuat saya menyukai dan mencintai bidang teknik sipil. Melalui Beliau juga saya banyak mendapatkan bekal filosofi keteknik-sipilan, khususnya saat saya masih menjadi mahasiswa teknik sipil FT UGM. Mudah-mudahan tulisan ini menjadi pahala bagi Beliau. Aamiin

SERBA SERBI KOLOM BETON

Kolom adalah unsur vertikal struktur yang berfungsi sebagai pemikul gaya-gaya dari balok dan/atau struktur di atasnya, dan meneruskannya ke struktur atau elemen struktur di bawahnya. Sebagai elemen penopang struktur, kolom harus memiliki kekakuan dan kekuatan yang cukup agar memenuhi syarat sebagai unsur vertikal struktur dengan fungsi tersebut di atas.

kolom-5Untukmeningkatkan kemampuan bangunan terhadap gaya lateral akibat gempa, pada bangunan tinggi (high rise building) acapkali unsur vertikal struktur menggunakan gabungan antara kolom dengan dinding geser (shear wall)

Salah satu contoh penggunaan kolom sebagai bagian dari struktur bangunan adalah kolom penyangga tandon/reservoir air bersih seperti terlihat di dalam Gambar di bawah ini:

Kolom Tandon AirMeskipun nampaknya hanya memikul tandon air, kolom jenis ini lebih berat kerjanya karena selain tidak ada pengaku lainnya (selain hanya balok-balok ikat), massa atau beban terpusat di bagian paling atas. Jika ada gempa, kerja kolom ini akan sangat berat. Untuk itu perlu dirancang dengan sebaik-baiknya.

Untuk lebih memahami konsep perancangan kolom beton, berikut disertakan bahan kuliah yang saya buat (dalam format pdf) yang bisa diunduh dengan klik di sini.

Kolom merupakan elemen struktur yang paling menentukan kekokohan bangunan. Pada daerah dengan kegempaan tinggi, peranan kolom sangat menentukan. Untuk itu diperlukan rancangan kolom yang komprehensif dan menjamin kekokohan yang cukup untuk gaya gempa yang terjadi di daerah yang bersangkutan. Dikembangkannya konsep kolom kuat balok lemah (strong column weak beam) sebagai jawaban atas ketahanan struktur terhadap gaya gempa merupakan hal yang perlu disambut dengan baik. Namun demikian, konsekuensinya adalah tuntutan pengetahuan yang semakin kompleks bagi engineer untuk mendalami betul konsep SRPMK (Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus).

Mudah-mudahan tulisan ini bermanfaat.

DISAIN STRUKTUR BANGUNAN DALAM ARSITEKTUR

Jika bangunan karya arsitektur itu diibaratkan sebagai tubuh manusia, maka struktur adalah rangka manusia tersebut. Jadi disain struktur adalah merancang struktur agar mampu menopang berdiri dan berfungsinya bangunan.


Secara garis besar, tujuan disain struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, cukup kuat, mampu-layan dan tahan lama, serta memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti: ekonomis dan mudah dilaksanakan

Stabil, artinya bangunan tidak terguling, tidak miring, dan tidak tergeser selama umur bangunan yang direncanakan.

Cukup kuat dan mampu-layan, artinya kemungkinan terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan kemampuan layan selama umur bangunan yang direncanakan kecil dan masih dalam batas-batas yang dapat diterima

Tahan lama, artinya struktur dapat menerima keausan dan kerusakan yang diperkirakan terjadi selama umur bangunan yang direncanakan tanpa pemeliharaan berlebih

Konsep struktur yang diterapkan pada suau disain arsitektur harus merupakan kompromi yang komprehensif antara Arsitek dengan Konstruktor (perancang struktur). Kompromi ini juga harus melibatkan bidang keahlian lain yang tidak kalah pentingnya, yaitu mekanikal dan elektrikal.

Disain struktur mencakup beberapa disain elemen pokok struktur, seperti:
1. Pondasi Bangunan
2. Rangka Struktur (balok, kolom, pelat atap/lantai)
3. Atap dan Penutup Atap

Kegagalan fungsi dari elemen-elemen pokok tersebut dapat menyebabkan keruntuhan bangunan atau deformasi (perubahan bentuk) bangunan yang membahayakan penggunanya.

Disain arsitektur yang baik adalah disain yang menghasilkan proporsi nilai nominal struktur sekitar 35% sampai 50% dari nilai nominal bangunan secara keseluruhan. Jika nilai nominal struktur melebihi proporsi tersebut maka pada hakikatnya perlu dilakukan evaluasi terhadap disain secara keseluruhan (baik disain arsitektur maupun disain struktur).

Apalah arti disain arsitektur yang bagus tetapi tidak memiliki kekuatan struktural yang cukup. (Hotma, 2014)