Menu
Desain Rumah – Desain Interior – Bangun Rumah – Renovasi Rumah

Artikel: Konsep Lengkap Tahapan Perhitungan Struktur Konstruksi oleh Ahli | HBS Blog

  • Share

Jika kita pada posisi menjadi seorang civil/structure engineer dan karena tuntutan tugas kita harus melakukan perhitungan struktur baik struktur baja juga sipil khususnya pondasi, kita dituntut wajib berhati-hati, benar pada asumsi dan cermat dalam melakukannya.

Dalam postingan kali ini, aku tulis beberapa hal dasar yang perlu dilakukan oleh seorang civil/structure engineer dalam melakukan tahapan perhitungan struktur.

Konsep Perhitungan Struktur Bangunan

Struktur Bangunan. (via: claytonglass.co.uk)

I. TUJUAN PERHITUNGAN

Dalam melakukan perhitungan nantinya, perlu kita ketahui untuk apakah perhitungan tadi dilakukan, normal tujuannya adalah:

  • Untuk membuat engineer mendapatkan desain yang aman, layak dan ekonomis.
  • Penyediaan catatan sebagai kemungkinan referensi dimasa datang.
  • Pemenuhan persyaratan sesuai spesifikasi dan code/international standards terhadap desain yang dikerjakan.
  • Memfasilitasi penentuan akibat yang akan terjadi jika dilakukan modifikasi terhadap struktur dimasa datang.

II. UNIT/SATUAN

Pada umumnya, satuan yg dipakai dalam perhitungan menggunakan SI satuan metric kecuali, apabila perhitungan dibuat sinkron Code atau menggunakan acara computer, yg belum disesuaikan dengan metric, maka pemakaian satuan konvesional boleh dilakukan. Pada ujungnya, buat lebih memudahkan padanan dengan satuan yang dipakai sang disipiln lain, usahakan hasil perhitungan dikonversikan ke metrik.

III. SIMBOL-SIMBOL

Symbol-simbol yg dipergunakan pada desain struktur baja seharusnyalah mempunyai konotasi yg sama terhadap AISC Manual of Steel Construction, sedangkan buat struktur beton, padanannya adalah ACI 318 atau SK SNI buat proyek bersifat lokal.

Simbol-simbol lainnya sebaiknya disamakan dengan Code/International Standards yang berlaku dan digunakan menjadi referensi. Konotasi/pengertian symbol yg dipergunakan dalam perhitungan, secara umum harus dituliskan pada awal perhitungan. Gunanya buat memudahkan pembaca/pemeriksa sewaktu mengkaji dokumen perhitungan tersebut.

Sedangkan buat simbol tertentu yang dipakai pada suatu persamaan, sebaiknya jua ditulis dalam cakupan persamaan tadi, boleh selesainya ataupun sebelum persamaan tersebut diketengahkan.

A. PERSAMAAN

Persamaaan-persamaan, grafik, nomograf dan lain sebagainya yang digunakan dalam kalkulasi sebaiknya:

  • Merupakan turunan/derivative dari kalkulasi dasar, atau
  • Merujuk pada standard yang relevan dengan memberikan asal usulnya, atau
  • Jika diambil dari textbook, maka diperlukan juga salinan/copy dari halaman diaman persamaan/grafik itu diambil.
  • Biasakan menggunakan persamaan yang biasa dan mudah dikenali seperti PL/4, WL²/8 dan lain-lain.

B. ASUMSI

Asumsi yang diambil dimana perhitungan berdasarkan haruslah ditulis dengan kentara. Setiap asumsi yang diambil buat mendukung perhitungan wajib jelas mendeskripsikan dan memiliki data yg sesuai.

Perhitungan yang dilakukan juga harus menaruh sepintas ulasan acuan dasar (philosophy) yg dipergunakan pada desain tadi. Termasuk didalamnya merupakan konsep yg mungkin diadopsi menurut sumber/referensi lain.

C. PARAMETER

Nilai-nilai dari parameter ditulis dibagian awal perhitungan. Tidak perlu kita menjustifikasi nilai parameter yang telah biasa dipakai & diterima secara generik seperti Young?S modulus, Poisson?S ratio, koefisien tarik/tekan dll.

Namun buat nilai parameter yang bersifat spesifik, barulah kita harus memberikan justifikasi, apakah menggunakan menuliskan sumbernya (seperti hasil studi atau laporan inspeksi tanah) ataukah kompendium dasar penggunaan parameter tersebut ataukah kita ambil berdasarkan surat keterangan yang dianggap secara umum maupun Code. Contohnya adalah:

  • Perbedaan temperatur.
  • Tegangan permukaan tanah, daya dukung ijin, penurunan/settlement ataupun perbedaan nilai penurunan permukaan tanah.
  • Tekanan angin, dapat dihitung dari kecepatan rata-rata angin daerah dimana desain kita akan dipergunakan dan exposure factor. Biasa ada referensi yang sahih dari pihak berwenang seperti Badan Metrologi dan geofisika (BMG) lokal. Perhitungan nilai parameter tersebut harus mengemukakan kecepatan dasar angin terhadap tinggi, bentuk, arah hembusan (gust) dan importance factor yang dipakai.

D. PRESENTASI PERHITUNGAN

Tampilan presentasi perhitungan selayaknya sebagai berikut:

a. Kepala Judul berisikan:

  • Jika kita melakukan untuk kepentingan perusahaan atau Klien, maka tulislah nomor administrasi yang seharusnya. Biasanya sudah ada garis besar penomoran dari Klien/Perusahaan. Selanjutnya work order atau nomor SPK.
  • Nama pembuat perhitungan (engineer ybs) dan nama pemeriksa (checker).
  • Judul desain perhitungan, yang harus menggambarkan isi kandungan perhitungan. Misalnya Perhitungan Pondasi Turbo Compressor KT-2010 atau Perhitungan Struktur Shelter Steam Turbin ST-007.
  • Tanggal sewaktu perhitungan itu dibuat.

B. Cover sheet atau page depan setiap paket dokumen perhitungan diberi label nama buat memudahkan identifikasi sinkron Job Order, Engineering Order ataukah Study/Report Order. Penomoran halaman pula harus runtut.

C. Jangan lupa daftar isi, daftar codes/standards & surat keterangan lainnya yg sinkron. Jika memakai surat keterangan spesifikasi berdasarkan Klien, indikasikan juga lepas rilis berdasarkan spek tadi. Ini gunanya utnuk menghindarkan keliru pengertian dikemudian hari jika spek perusahaan/klien tadi ternyata berubah dimasa depan diluar sepengetahuan engineer.

D. Perhitungan haruslah diperiksa oleh pihak yg yang berkompeten sebelum secara resmi dirilis atau diserahkan kepada Klien. Pemeriksa haruslah memastikan bahwa setiap isi laman dokumen sudah benar dan output perhitungan dapat diverifikasi & dipertanggung jawabkan.

E. Bahasa yg digunakan. Tergantung permintaan Klien. Untuk proyek internasional ataupun yang mempunyai hubungan dengan pihak menurut warga negara lain, tentu wajib memakai bahasa Inggris.

F. Perhitungan struktur tersebut wajib memuat kriteria desain, persyaratan beban-beban utama, kombinasi beban layan kritis dan factor kritis kombinasi beban. Kriteria desain ini tentulah wajib sinkron menggunakan proyek yg sedang dikerjakan.

Artinya, kita tidak menggunakan kriteria desain menurut proyek tidak sinkron yang pernah dilakukan meskipun poly factor kesamaannya. Misalnya kita pernah mendesain onshore platform buat proyek A pada daerah Papua, maka kriteria desain proyek tadi janganlah digunakan buat proyek onshore platform proyek B pada wilayah Balikpapan.

G. Dokumen perhitungan tadi pula wajib memuat urutan yang sahih dalam menuliskan sub judul. Sehingga pembaca/pemeriksa mengerti secara benar runtutan perhitungan. Berilah penebalan atau garis bawah buat sub judul guna memudahkan pembedaan.

Contohnya menghitung ketebalan base plate buat struktur baja yg akan didukung. Urutannya secara sederhana pada perhitungan merupakan asumsi pembebanan, statika struktur (gaya dan momen yang bekerja), pemilihan material baja buat struktur atas. Baru lalu perhitungan base plate.

H. Sediakan jua rangkuman dasar perhitungan secukupnya diawal sehingga pembaca mengerti metode yg digunakan pada perhitungan tadi. Sketsa atapun gambar sederhana perlu ditampilkan.

I. Perhitungan struktur baja khususnya, harus lengkap menggunakan lebih jelasnya perlu seperti koneksi momen ataupun koneksi spesifik di joint eksklusif.

J. Pada akhirnya, sebelum dirilis, dipastikan bahwa dokumen perhitungan sudah lengkap dan sahih dan memuat lampiran jika diperlukan.

E. PERHITUNGAN MEMAKAI KOMPUTER

Untuk perhitungan memakai bantuan computer, yang telah jamak waktu ini, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan:

a. Pemodelan computer haruslah disertai dan atau memperlihatkan angka joint & member, syarat/asumsi support & pembebanan.

B. Output perhitungan dengan bantuan aplikasi computer haruslah memperlihat input sebelumnya. Lembar pertama dalam output computer run ditanda tangani atau diberi inisial sang engineer yang bertanggung jawab atau yg menciptakan perhitungan.

Jika diminta sang Klien buat memberikan gambaran acara computer yang pergunakan, meskipun contohnya kita menggunakan software program calculation populer, kita wajib jua memberikannya dan dirangkumkan buat hal-hal yang penting saja.

Rangkuman itu berisikan dasar dan cakupan analisa, pembuktian data input, interprestasi output dan penentuan apakah hasil perhitungan tadi sesuai dengan persyaratan.

C. Hasil perhitungan dapat disalin/copy dalam bentuk CD ROM pada klien.

D. Program perhitungan memakai computer yang diterima secara umum adalah STAAD III/STAAD Pro, STRUCAD, SAP 2000, ETABS, PCAMAT, ENERCALC, PCA-COL, NASTRAN, STRUDDLE, SACS. Namun buat struktur onshore biasanya memakai STAAD Pro.

E. CHECK LIST DESAIN SIPIL/STRUKTUR

Dalam menghitung suatu desain, aku sarikan check list berikut ini menjadi panduan generik. Check list ini memuat persyaratan kunci antara lain:

a. Kajian Skedul/Jadwal.

  • Apakah dalam mendesain ada batas jadwal yang harus diikuti.
  • Jika ada, berapa lama dan apakah skedul tersebut wajar untuk mendesain struktur yang dimaksud.

B. Prosentase tahapan penyelesaian desain. Rekomendasinya adalah:

  • Geoteknik dapat dihitung sebagai progress 30%.
  • Desain Sipil dihitung sebagai progress 60%.
  • Desain Struktur dihitung sebagai 90%.

C. Kajian Dokumentasi. Jumlah dokumen hardcopy yang harus diserahkan ke Klien:

  • Proposal proyek. 1 hard copy dari seluruh dokumen per kajian.
  • Detail desain. 1 paket dokumen lengkap per kajian.

D. Cakupan Pekerjaan (scope of work/SOW):

  • Apakah SOW telah tercakup pada paket perhitungan.

E. Kajian Dokumen-Dokumen. Apakah seluruh dokumen yg diharapkan, termasuk paket perhitungan, sudah disetujui sang Klien. Misalnya:

  • Dokumen Sipil
  • Dokumen Geoteknik.
  • Dokumen Struktur. Dalam hal ini tidak termasuk shop drawing dan MTO. Kedua jenis dokumen ini tidak perlu di serahkan kepada Klien.

F. Index Gambar. Apakah index gambar sinkron menggunakan penomoran administrasi yg disepakati menggunakan Klien. Misalnya:

  • Index A – Rencana tapak (plot plan).
  • Index B – Konstruksi Bangunan (Building)
  • Index C – Konstruksi Beton
  • Index D – Arsitektural
  • Index E – Struktur Baja

g. Penyelesaian Paket Desain. Apakah paket desain sudah komplit. Misalnya:

  • Gambar Tapak, konstruksi beton termasuk pondasi, struktur baja, kontruksi sipil/drainase, gambar arsitektur bangunan kilang dll.
  • Perhitungan beton termasuk desain pondasi, perhitungan seluruh struktur baja termasuk pipe support, perhitungan bangunan tahan ledakan (blast resistant building) dll.

H. Satuan. Apakah perhitungan memakai SI metric ataukah Imperial Unit.

I. Simbol-simbol. Apakah desain struktur baja dan sipil mempunyai kecenderungan notasi atau nomenklatur menggunakan AISC Steel Manual dan Code ACI 318 atau SK SNI.

J. Persamaan. Apakah seluruh persamaan yg dipakai dalam perhitungan desain cukup jelas?

K. Asumsi. Apakah dasar asumsi telah secara benar digunakan & mempunyai dasar teknis yang mampu dipertanggungjawabkan.

L. Parameter. Apakah nilai-nilai parameter yg dipergunakan perlu dijustifikasi?

M. Kandungan Perhitungan. Apakah dokumen perhitungan sudah mengandung seperti hal berikut adalah:

  • Nama pembuat (Originator).
  • Nama pemeriksa (Checker).
  • Judul yang menggambarkan isi perhitungan.
  • Tanggal perhitungan dibuat.
  • Daftar isi.
  • Daftar Code dan referensi.
  • Gambaran umum metodologi perhitungan.
  • Kriteria desain.
  • Pembebanan dan turunannya.
  • Sketsa/gambar untuk imaji perhitungan.
  • Perhitungan tersendiri, manual, untuk sambungan khusus termasuk momen sambungan balok/kolom (khususnya perhitungan struktur baja).

N. Perhitungan Komputer. Apakah perhitungan sudah memenuhi, paling nir, seperti hal dibawah ini:

  • Input data program sudah diperiksa untuk memastikannya benar.
  • Pemodelan computer ditampilkan dan menunjukkan penomoran joint dan member, kondisi support dan pembebanan.
  • Output hasil perhitungan bersama input yang berkaitan.
  • Lembar rangkuman hasil analisa setelah dipilih dari output computer.
  • Rekaman/salinan hasil perhitungan dalam bentuk CD.

O. Apabila memakai STAAD III/Pro, input computer ? Parameter desain:

  • Apakah faktor Kz dan Ky (rasio efektif panjang kolom) telah diinput dalam parameter desain.
  • Apakah factor Lz dan Ly (panjang bebas/tak terkekang dalam local z dan axis y) telah diinput untuk menghitung rasio slenderness kolom.
  • Apakah balok UNL (panjang bebas/unbraced length) telah diinput untuk menghitung kuat ijin tekan balok.

P. Kajian Resiko.

  • Apakah kajian resiko telah dibuat untuk bangunan kilang.
  • Jika sudah, apakah telah diserahkan kepada Klien.

Q. Desain Bangunan. Apakah SOW juga mencakup tipe bangunan kilang yang wajib dirancang. Misalnya:

  • Bangunan biasa.
  • Bangunan tahan ledakan (blast resistant building). Apakah data sheet untuk persyaratan desain bangunan jenis ini telah ada?
  • Pre-Engineered Building (PEB). Apakah data sheet juga telah tersedia.
  • Strukturbermacam bangunan sipil.

R. Material yang dipergunakan. Apakah sudah ditentukan jenis material yang akan dipakai. Misalnya material buat desain:

  • Konstruksi baja.
  • Konstruski beton.
  • Dinding blok penahan beban.
  • Kombinasi antara beton dengan baja (komposit).
  • Precast dan beton PreStress
  • Lain-lainnya sesuai tujuan desain.

s. Stabilitas Struktur.  Apakah bangunan struktur cukup memiliki kestabilan lateral dan longitudinal melalui:

  • Kekakuan rangka momen sambungan (struktur baja).
  • Rangka terkekang (struktur baja).
  • Kombinasi antara kekakuan dan rangka terkekang.
  • Sistem sambungan yang lain.

T. Slab atap bangunan kilang/lantai. Tentukan jenis slab yg digunakan. Misalnya:

  • One-way concrete slab.
  • Two-ways concrete slab.
  • Komposit antara decking beton slab termasuk shear connector jika memakai struktur komposit balok baja.
  • Non-komposit decking slab beton.
  • Slab yang ditunjang oleh balok baja.
  • Slab yang ditunjang oleh rangka (truss) atau joist system.

U. Ketebalan Slab. Apakah nilai defleksi telah diperiksa buat memastikan nilai minimum ketebalan slab sesuai persyaratan pada ACI.

V. Tipe Pondasi Bangunan. Apakah sudah ditentukan jenis pondasi yang akan dipergunakan. Contohnya:

  • Pondasi sebaran (spread footing).
  • Pondasi kombinasi.
  • Pondasi lajur (strip footing).
  • Pondasi rakit (raft/mat footing).
  • Dan lain sebagainya.

W. Detail Bangunan Kilang. Apakah telah relatif tersedia lebih jelasnya tampak (plan), elevasi dan rabat di pada gambar yang menampakkan detail struktur bangunan?

X. Grade Material Baja. Apakah grade/kelas material baja sudah sesuai dengan spesifikasi yg dipersyaratkan.

Y. Sambungan Konstruksi Baja. Apakah material sambungan-sambungan balok/kolom/bracing sudah sinkron dengan spesikasi yg disyaratkan.

Z. Material Anchor Bolts dan Base Plate. Apakah jenis material anchor bolts dan base plate sudah sesuai yang dipersyaratkan? Termasuk pemeriksaan lebih jelasnya-detail bentuk atau tipenya.

Aa. Metal Decking (dalam slab). Apakah technical properties metal decking yg dipakai buat struktur slab baik lantai juga atap sudah diperiksa. Termasuk didalam inspeksi merupakan gambar-gambar yg disediakan.

Ab. Grating. Apakah grating didesain buat menunda beban hayati & beban kemudian lintas (orang dan barang) diatasnya? Periksa jua system sambungan/perletakan grating.

Ac. Rangka Batang Atap ataupun Lantai.

  • Apakah detail sambungan rangka batang (di las atau dibaut) telah diperlihatkan digambar.
  • Apakah batang-batang tersebut didesain untuk menahan gaya-gaya actual yang terjadi.
  • Apakah ikatan dasar rangka (truss bottom chord) telah dikekang secara benar.
  • Pemeriksaan yang sama juga harus dilakukan untuk splice struktur baja.

Ad. Lengan (jib) Crane.

  • Apakah lengan crane telah didesain untuk menahan beban yang diaplikasikan pada saat posisi lifting (pengangkatan) dalam posisi jarak penuh (full range).
  • Termasuk pemeriksaan defleksi/lendutan (termasuk kolom penopang) dan eksentrisitas beban yang dapat menyebabkan tekuk major dan minor serta torsi pada kolom.

Ditulis oleh: Thomas Yanuar Purnoto, Specialist – Civil & Structural

Berlangganan update artikel terbaru via email:

  • Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.