Desain Kapasitas

II.6. Desain Kapasitas

Perencanaan struktur beton telah memperhatikan 2 macam limit states, yakni Ultimate limit states dan Serviceability limit states. Limit states design sangat penting untuk diperhatikan di Indonesia karena Indonesia cukup rawan terhadap gempa.

Ada tiga jalur gempa yang bertemu di Indonesia yang dapat mengakibatkan terjadinya cukup banyak gempa disekitar Indonesia. Beban gempa dalam perencanaan struktur beton merupakan beban yang khusus atau beban yang abnormal yang kejadiannya dapat terjadi sekali dengan skala yang sangat besar selama masa layan dari struktur bangunan tersebut. Beban-beban yang termasuk dalam perencanaan special limit state design adalah akibat pengaruh kebakaran, ledakan, atau beban akibat tertabrak oleh kendaraan.

Dalam perencanaan struktur beban didaerah beban didaerah gempa perencanaan limit states designnya disebut Capacity Design yang berarti bahwa ragam keruntuhan struktur akibat beban gempa yang besar ditentukan lebih dahulu dengan elemen-elemen kritisnya dipilih sedemikian rupa agar mekanisme keruntuhannya dapat memancarkan energi yang sebesar-besarnya.

Agar elemen-elemen kritis dapat dijamin pembentukannya secara sempurna maka elemen-elemen lainnya harus direncanakan khusus, agar lebih kuat dibandingkan elemen-elemen kritis. Salah satu filsafat yang dikenal dalam perencanaan capacity design disebut Kolom Kuat Balok Lemah.

Pada struktur beton rangka terbuka persyaratan dasar perencanaan didaerah gempa adalah bahwa batang-batang horisontal (balok-balok) harus runtuh lebih dahulu sebelum terjadinya kerusakan-kerusakan pada batang-batang vertikal (kolom- kolom). Dengan mengikuti persyaratan dasar maka struktur beton dapat menunda keruntuhan totalnya.

Balok-balok dan plat beton pada umumnya tidak akan runtuh meskipun sudah terjadi kerusakan yang besar pada lokasi sendi-sendi plastis sedangkan kolom-kolom akan runtuh segera akibat beban vertikal walaupun baru terjadi kerusakan-kerusakan kecil.

Dasar-dasar perencanaan dibawah ini penting untuk diperhatikan: • Balok-balok harus runtuh lebih dahulu sebelum kolom-kolomnya; • Keruntuhan harus diakibatkan lentur bukan geser; • Keruntuhan join-join diantara batang-batang harus dihindari;

• Keruntuhan daktail bukan keruntuhan getas yang harus dipilih. Mekanisme terbentuknya sendi plastis dikendalikan dan diarahkan agar timbul di tempat-tempat yang direncanakan dengan cara meningkatkan kuat

komponen-komponen struktur yang bersebelahan. Komponen-komponen struktur lain tersebut harus diberi cukup cadangan kekuatan untuk menjamin berlangsungnya mekanisme pemencaran energi selama gempa berlangsung. Sebagai contoh, didalam mekanisme goyangan rangka portal dengan sendi-sendi plastis yang terbentuk dalam balok-balok, jumlah kekuatan kolom-kolom pada suatu titik buhul harus dibuat lebih besar dari kekuatan baloknya untuk memaksa terjadinya sendi plastis di dalam balok.

Dengan demikian, mekanisme goyangan portal dengan sendi-sendi plastis terbentuk dalam balok-balok, jumlah kekuatan kolom-kolom pada suatu titik buhul harus dibuat lebih besar dari kekuatan baloknya untuk memaksa terjadinya sendi plastis didalam balok.

Gambar 2.25.a

Gambar 2.25.b

Sendi Plastis Pada Balok-Balok Sendi Plastis Pada Kolom-Kolom

Gambar 2.25 Pola Pembentukan Sendi Plastis

(Dikutip dari buku Gideon Kusuma, Dasar-Dasar Perencanaan Beton Bertulang)

Dengan demikian, mekanisme goyangan portal dengan sendi-sendi plastis terbentuk dalam balok-balok seperti terlihat pada gambar 2.25.a, hendaknya selalu diusahakan sejauh keadaan memungkinkan, karena akan memberikan meuntungan- keuntungan sebagai berikut : • Pemencaran energi berlangsung tersebut dalam banyak komponen, • Bahaya ketidakstabilan struktur akibat efek P–Δ hanya kecil,

• Sendi-sendi plastis di dalam balok dapat berfungsi dengan sangat baik, yang memungkinkan berlangsungnya rotasi-rotasi plastis besar, dan • Daktilitas balok yang dituntut untuk mencapai tingkat 4 pada umumnya dengan mudah dapat dipenuhi.

Sedangkan di lain pihak, dengan menggunakan balok-balok kuat dan lebih kaku, mekanisme goyangan portal dengan sendi-sendi plastis terbentuk pada kolom- Sedangkan di lain pihak, dengan menggunakan balok-balok kuat dan lebih kaku, mekanisme goyangan portal dengan sendi-sendi plastis terbentuk pada kolom-

struktur kolom, yang mungkin tidak memiliki cukup daktilitas karena besarnya gaya-gaya aksial yang bekerja bersamaan,

• Daktilitas yang dituntut pada kolom-kolom untuk mencapai tingkat daktilitas tinggi akan sulit dipenuhi, dan • Simpangan besar yang terjadi pada struktur mengakibatkan timbulnya efek P–Δ yang merupakan kondisi berbahaya bagi stabilitas struktur.

Pada kolom, perbandingan b/h tidak boleh < 0,4 dan dimensi minimumnya = 300 mm. Diameter tulangan yang digunakan pada kolom harus > 12 mm. Diameter minimum sengkang untuk kolom harus 8 mm. Luasan tulangan minimum untuk beban = 1% dari luas penampang dan luas tulangan maksimumnya = 6%.

Sedangkan pada balok harus mempunyai perbandingan b/h > 0,3 dan lebar balok harus lebih dari 250 mm dan tidak boleh lebih besar dari lebar kolom yang mendukungnya ditambah ¾ kali tinggi balok.