Perencanaan Struktur Baja Tahan Gempa

Pengenalan Perencanaan Struktur Baja Tahan Gempa

Indonesia adalah negara yang rawan terhadap gempa karena berada dalam wilayah yang tingkat kegempaannyatinggi.Salah satu contoh gempa besar yang pernah terjadi di Indonesia adalah gempa bumi Padang yang terjadi pada Oktober 2009. Gempa bumi tektonik ini menyebabkan lebih ribuan korban tewas, dan beberapa gedung rusak berat. Hal tersebut disebabkan karena gempa bumi menyebabkan terjadinya pergerakan permukaan tanah di bawah struktur bangunan dengan cepat dalam arah maju-mundur sehingga menimbulkan percepatan di dasar struktur yang menyebabkan adanya gaya tambahan yang bekerja pada struktur.

Bangunan yang tidak didesain untuk mengakomodasi beban tambahan tersebut memiliki risiko keruntuhan yang besar. Oleh karena itu, bangunan-bangunan teknik sipil harus didesain secara khusus berkaitan dengan fenomena gempa. Konsep desain tahan gempa yang umum digunakan adalah konsep capacity design. Konsep ini merupakan konsep desain yang memperhitungkan distribusi momen ketika ada bagian dari struktur yang sudah mengalami leleh sehingga pada struktur akan terbentuk sendi plastis yang menyebabkan terjadinya mekanisme keruntuhan plastis.

Filosofi dasar dari perencanaan struktur bangunan tahan gempa adalah terdapatnya komponen struktur yang diperbolehkan untuk mengalami kelelehan. Salah satu aspek penting dalam merekayasa bangunan tahan gempa adalah daktilitas. Daktilitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk berdeformasi secara plastik tanpa mengalami fraktur. Sebaliknya, kegetasan adalah kualitas bahan yang menyebabkan keretakan tanpa mengalami deformasi plastik. Dalam perspektif tersebut, baja struktur adalah material yang paling daktail yang secara luas digunakan dalam rekayasa material. Kelebihan properti baja tersebut menyebabkannya menjadi sering digunakan oleh para profesional.

Namun, dalam pendekatan perancangan struktur baja daktail, aspek daktilitas bahan saja tidaklah cukup untuk menyediakan performa ultimit. Sebagai contoh, pada hampir semua bangunan yang didesain sekarang, ketahanan dalam menghadapi gempa besar terkait langsung pada kemapuan sistem rangka untuk mendisipasikan energi histeretik selama terjadinya deformasi inelastik yang besar tanpa mengalami kehilangan kekuatan yang signifikan. Untuk mencapai respon daktail tersebut, seseorang harus mengenali dan menghindari kondisi-kondisi yang mengarah pada keruntuhan getas serta mekanisme disipasi energi yang handal.

Pada konsep perencanaan struktur bangunan tahan gempa harus diperhitungkan kemampuannya dalam memikul beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut, di antaranya adalah beban gravitasional dan beban lateral. Beban gravitasi adalah beban mati struktur dan beban hidup, sedangkan yang termasuk beban lateral adalah beban angin dan beban gempa.

Berdasarkan UBC 1997, tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagai berikut:

1. Ketika terjadi gempa kecil, tidak terjadi kerusakan sama sekali.
2. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tetapi bukan merupakan kerusakan struktural.
3. Ketika terjadi gempa kuat, diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non-struktural, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh.

Untuk mencapai kriteria tersebut, perencanaan bangunan struktur tahan gempa harus dapat memperhitungkan dampak dari gaya lateral yang bersifat siklis (bolak-balik) yang dialami oleh struktur selama terjadinya gempa bumi. Untuk memikul gaya lateral yang dialami oleh bangunan, struktur harus dapat memiliki daktilitas yang memadai di daerah joint atau elemen struktur tahan gempa seperti bresing, link, atau dinding geser.

Perencanaan struktur dapat direncanakan dengan mengetahui skenario keruntuhan dari struktur tersebut dalam menahan beban maksimum yang bekerja. Pelaksanaan konsep desain kapasitas struktur adalah memperkirakan urutan kejadian dari kegagalan suatu struktur berdasarkan beban maksimum yang dialami struktur. Sehingga kita merencanakan bangunan dengan elemen-elemen struktur tidak dibuat sama kuat terhadap gaya yang direncanakan, tetapi ada elemen-elemen struktur atau titik pada struktur yang dibuat lebih lemah dibandingkan dengan yang lain dengan harapan di elemen atau titik itulah kegagalan struktur terjadi pada saat beban gempa maksimum bekerja.

Untuk kedepan, semua bangunan di Indonesia haruslah direncanakan terhadap beban gempa. Sehingga apabila terjadi gempa, tidak terdapat lagi korban jiwa. Di sinilah peran seorang insinyur diperlukan. Perencanaan struktur harus dilakukan secara benar. Selain itu, proses konstuksi di lapangan juga harus dilakukan dengan benar, karena selama ini praktek konstruksi di Indonesia masih sering mengabaikan peraturan-peraturan yang telah dibuat untuk menjamin kualitas struktur yang akan dibangun.