Rabu, 07 Desember 2011

detailing di rekayasa struktur

Tidak dapat dipungkiri lagi bahwa keruntuhan jembatan Kutai Kartanagara (Kukar) di Kalimantan merupakan bencana buatan manusia (man made disaster) terdahyat. Jika sebelumnya bencana-bencana memang telah silih berganti di negeri ini, yang menelan korban jauh lebih banyak, tetapi semua itu selalu dapat dikaitkan dengan kondisi alam, yang memang tidak dapat diduga. Untuk yang seperti itu, biasanya sudah tersedia satu jawaban ampuh untuk menerangkannya, yaitu dengan satu kata “nasib“.
Biasanya kalau sudah kata “nasib” disampaikan, maka rasanya tidak akan timbul banyak pertanyaan. Penanya sungkan, karena pasti nasehat selanjutnya selalu dikaitkan dengan himbauan untuk lebih rajin beribadah, mohon ampun dosa-dosa. Padahal kalau mau jujur, di tempat lain, di negeri yang disebutnya sekuler, kondisinya bisa lebih baik. Padahal penduduknya banyak yang mengaku tidak beragama. Jadi kalau beragama hanya sekedar ingin nasib baik, bisa kecewa.
Nah sekarang dengan adanya kejadian di Kutai Kartanagara, ada fakta bahwa buatan manusia ternyata bisa menjadi bencana tidak terduga. Untuk itu, apakah kita masih dapat dengan mudah mengatakan bahwa itu adalah nasib ?
Jika demikian adanya, malang nian rakyat negeri ini.
Buatan manusia, ini yang ingin saya ulas lebih lanjut.
Manusia siapa yang pertama-tama bertanggung-jawab sampai bisa menghasilkan bencana sebegitu dahyat seperti di atas itu. Apakah itu adalah tanggung jawab si kriminal jahat, atau koruptor yang sekarang ini dikejar-kejar KPK. Jelas tidak bukan.
Bayangkan saja, yang menjadi korban, yang mati tentunya tidak sedikit. Profesi yang digeluti manusia yang bisa menghasilkan kondisi seperti itu hanyalah tentara dalam peperangan. Kalau selain tentara, siapa hayo ?
Insinyur !
Percayakah anda bahwa profesi insinyur bisa menjadi sumber bencana dahyat. Jika demikian maka insinyur tidak jauh juga dari kata keselamatan, tidak berbeda dibanding profesi dokter, yaitu mengusahakan keselamatan.
Dengan melihat bencana Kukar, selain jatuh korban yang banyak, juga mempengaruhi ekonomi daerah tempat bencana itu terjadi maka terlihatlah bagaimana pentingnya kompetensi insinyur yang terlibat pada bangunan tersebut. Insinyur juga suatu profesi mulia sebagaimana dokter, yaitu mengusahakan keselamatan jiwa, juga keselamatan perekonomian suatu daerah.
Tetapi apakah penghargaan yang diterimanya juga sama seperti halnya dokter. He, he ini tentu merupakan suatu pertanyaan menarik.
Yang jelas, jika anda hanya berkutat pada ke ilmuan teknik, master dalam menguasai perilaku struktur, juga pengetahuan tentang tegangan dan regangan pada bahannya, kemudian bekerjanya hanya sebagai pegawai bukan pimpinan konsultan rekayasa (yang tidak tampil ke depan), dapat dipastikan tidak terlalu membanggakan (gajinya). Kecuali jika anda membuka sendiri konsultan rekayasa tersebut atau menjadi pimpinannya (berani tampil ke depan). Tentunya untuk itu anda harus tahu aspek bisnis atau manajerialnya. Jika tidak, maka profesi insinyur jelas kalah jauh daripada dokter spesialis. Itulah mengapa para insinyur kita lebih suka bekerja di perusahaan kontraktor, yang sekedar mengerjakan gambar yang dibuat insinyur dari konsultan rekayasa, dan berfokus mengatur sumber daya manusia dan alat serta manajemennya untuk segera menyelesaikan proyek dan mendapatkan keuntungan materi yang besar, tanpa harus menguasai keilmuan teknik yang mendalam, yang susah, tetapi duitnya kecil.
Memangnya ilmunya itu penting sekali pak.
Nah disinilah bedanya. Ilmu teknik sipil, atau lebih spesifiknya ilmu struktur baru kelihatan begitu pentingnya jika telah terjadi bencana.  Jika tidak, maka hasil ilmu struktur tadi bisa-bisa dianggapnya sekedar jumlah gambar yang dihasilkan. Nggak terlalu berharga. Karena itulah maka orang yang sudah terjun mendalami ilmu struktur tersebut, dan ketika dia punya potensi, ingin kenaikan karir maka yang didalami lagi bukan ilmu tersebut, tetapi lebih ke ilmu manajemen-nya sehingga harapannya bisa memimpin bisnis perusahaannya. Jadi kalau fokusnya sudah bercabang, bagaimana bisa lebih baik. Memang sih, ada yang menonjol, satu atau dua.
Bahkan dapat dikatakan pula bahwa ahli struktur kalah populer dibanding arsitek. Maklum, ahli struktur bekerja mendukung ide arsitek, itu kalau di gedung. Kalau di jembatan bahkan tidak ketahuan siapa ahli struktur yang utama.   Bandingkan, seorang arsitek bisa dengan bangga mencantumkan nama di depan desain bangunannya, mana ada ahli struktur yang seperti itu. Kondisi seperti ini jelas akan membedakan pada hasil desainnya. Masih nggak mengerti dengan uraian saya tersebut. Baik, kalau begitu bayangkan saja suatu lukisan, yang satu dilukis oleh Affandi,yang satunya oleh pelukis kampung. Apa yang anda rasakan dengan lukisan tersebut. Tanpa anda harus melihat lukisan itu sendiri, tentu anda akan tahu lukisan mana yang harus anda lihat terlebih dahulu. Betul khan.
Dalam kondisi seperti itu, maka seorang arsitek jelas mempunyai kebanggaan lebih daripada seorang ahli struktur, bagaimanapun karyanya dapat dengan mudah di apresiasi oleh masyarakat awam. Bagaimana dengan ahli struktur. Pasti orang awam akan sulit memahaminya. Baru paham jika ada kejadian besar. Tul khan. Itu kondisi umum di Indonesia.
Karena kerja insinyur dianggapnya saja sebagai tukang gambar (dihitung bobotnya berdasarkan jumlah gambar yang dibuat) dan juga fee yang diterima tidak terlalu besar (relatif terhadap nilai proyek secara keseluruhan), bahkan kontraktor besar berani menerima proyek dan menggratiskan biaya perencanaan, maka para insinyur juga punya strategi, yaitu kerja secukupnya saja, yang penting saja yang dihitung dan langsung digambar. Kira-kira kayak tukang jahit kodian gitulah, nggak usah pusing-pusing gambar modenya, contoh saja yang ada, jika belum ada tembak ditempat sajalah. Ngawur toh nggak ketahuan.
Insinyur indonesia biasanya lemah di proses detailingnya. Itu terjadi karena perhitungan perencanaan elemen struktur dapat dengan mudah dikerjakan oleh komputer, sedangkan detail hubungan antara elemen struktur karena sifatnya non-standar maka biasanya tidak banyak program komputer yang menyelesaikannya.
Ah masa pak Wir.
Coba saja sendiri lihat, jembatan Kukar itu yang gagal khan bukan element stuktur utamanya, tetapi detail sambungannya khan. Nggak usah begitu, saya juga menemukan proses detailing yang ngawur dilaksanakan. Ini contohnya.
Gambar 1. Detailing yang dipertanyakan kinerjanya
Gambar 1. di atas adalah interprestasi gaya-gaya yang bekerja pada suatu detail pembengkokan tulangan balok-perangkai  pada dinding berangkai. Itu mungkin satu-satunya detail yang ada di dunia ini lho. Itu sudah pernah saya bahas di salah satu tulisan di blog ini. Jangan bayangkan bahwa itu melalui penelitian yang  intensif, bisa-bisa insinyur perencananya tidak paham falsafah detail yang dimaksud, sehingga dapat dengan mudah melakukan modifikasi seperti itu. Maklum, “baju yang dijahit‘ terlalu banyak, sampai-sampai tidak sempat memikirkan bentuknya. Iya khan.  (selengkapnya.....)


Jumat, 21 Oktober 2011

Pondasi pada tanah lempung berlapis (kondisi f = 0o)

Pondasi pada lempung berpais seperti gambar dibawah ini :
Kasus yang dihadapi kemungkinan terjadi 2 kasus yakni :
  1. Cu(1) / Cu(2) > 1 yakni tanah diatas lebih kuat dari dibawah.
  2. Cu(1) / Cu(2) > 1 yakni tanah diatas lebih kuat dari dibawah.
KASUS 1 : Cu(1) / Cu(2) > 1
Kasus ini jika H/B relatif kecil maka terjadi keruntuhan Punching dibagian atas dan keruntuhan umum dibagian bawah, daya dukung ditentukan oleh kedua lapisan tersebut. Jika H/B relatif besar maka keruntuhan ditentukan oleh lapisan atas atau daya dukung pondasi ditentukan oleh lapisan atas. Hal tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Besar daya dukung menurut Meyerhof dan Hanna, 1978 adalah sebagai berikut :
Keruntuhan umum                      Keruntuhan Punching               Keruntuhan umum tanah diatas
tanah dibawah                             Tanah diatas
dimana :
B         = lebar pondasi
L          = Panjang pondasi
Nc       = 5,4 untuk lempung f=0o.
Ca       = adhesi sepanjang aa’
Besar Ca didapat dari grafik dibawah ini.
KASUS 2 : Cu(1) / Cu(2) < 1
Pada kasus ini tanah lempung diatas lebih lemah dari dibawah. Besar daya dukung menurut Meyerhof dan Hanna, 1974 adalah sebagai berikut :
Untuk lempung jenuh dimana =0o èNc = 5,14
PONDASI DIATAS PASIR YANG DIBAWAH LEMPUNG LUNAK.
Jika lapisan pasir tipis maka keruntuhan akan mengenai lapisan lempung, sebaliknya jika sangat tebal keruntuhan tidak menyentuh lempung seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Daya dukung ultimit menurut Meyerhof 1974 adalah :
Untuk pondasi menerus :
Dimana :
f              = Sudut geser dalam pasir
g         = Berat volume pasir
Ks = Koefisien Tahanan geser punching
Nc, Nq, Ny =dari tabel dibawah ini.

Penurunan Pondasi Dangkal

BEBAN YANG ADA DIATAS TANAH Seperti  timbunan (pondasi menerus), bangunan gedung, jembatan (pondasi telapak) dan lain lain menyebabkan terjadi penurunan tanah. Penurunan disebabkan oleh :
  1. Deformasi partikel tanah
  2. Relokasi partikel tanah
  3. Keluarnya air dari rongga pori, dan karena hal lain.
Umumnya penurunan tanah dikatagorikan menjadi 2 yaitu :
  1. Penurunan elastik (Elastic Settlement ).
  2. Penurunan Consolidasi Consolidation settlement)

PENURUNAN ELASTIK
Penurunan elastik pondasi dangkal dapat diestimasi menggunakan teori elastik. Dari Hukum Hooke’s diaplikasikan pada gambar ini.
Dimana :
Se = Penurunan elastik
Es = Modulus elastisitas
H = tebal lapisan
ms = Voisson’s ratio
Δsx, Δsy, Δsz = Penambahan tegaangan akibat beban yang bekerja.
Jika tanah fleksibel (Bowles, 1978) besar penurunan dapat ditentukan dengan persamaan :
qo = Beban yang bekerja pada pondasi = P/A
ms = Poisson’s ratio tanah
Es = Modulus elastisitas rata-rata diukur dari z = 0 sampai z = 4 B
B’ = B/2 dipusat pondasi
B’ = B untuk ditepi pondasi
Is = faltor bentuk
If = faktor kedalaman.
Is menurut Stainbrenner, 1934 adalah :
F1 dan F2 diperoleh dari tabel dibawah ini dimana
Untuk menghitung penurunan di pusat pondasi digunakan
a
= 4
m’ = L/B dan n’=H/(B/2)
Untuk menghitung penurunan di pojok pondasi digunakan
a
= 1
m’ = L/B dan n’=H/B

Pengenalan Rekayasa Pondasi

Secara umum bangunan sipil meliputi dua bagian utama yaitu struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah merupakan pondasi yang berinteraksi dengan tanah dan akan memberikan keamanan bagi struktur atas. Struktur bawah sebagai pondasi juga secara umum dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu pondasi dangkal dan pondasi dalam. Untuk konstruksi beban ringan dan kondisi lapisan permukaan yang cukup baik, biasanya jenis pondasi dangkal sudah cukup memadai untuk menopang bangunan. Tetapi untuk konstruksi dengan beban berat (misalnya high-rise building) biasanya jenis pondasi dalam adalah menjadi pilihan, dan secara umum permasalahan perencanaan pondasi dalam lebih rumit dari pondasi dangkal.
Pondasi dalam yang paling umum digunakan adalah pondasi tiang pancang (driven pile). Fungsi utama yang dimiliki pondasi dalam adalah meneruskan beban dari struktur atas ke lapisan tanah dibawahnya. Pondasi tersebut akan dipancang ke tanah sampai pada kedalaman tertentu dimana seluruh tanah telah mampu untuk menerima beban yang ada. Akan tetapi, kondisi tanah yang bervariasi menyebabkan pondasi diharuskan dapat bekerja dengan semestinya. Jika pondasi driven pile pancang pada tanah yang memiliki kondisi kurang baik namun ujung pondasi driven pile tersebut mampu menembus sebagian segmen tanah dengan kapasitas daya dukung tanah yang bagus (lapisan tanah keras), maka pondasi tersebut dinamakan bearing pile. Jika sebaliknya, ujung pondasi driven pile tersebut tidak mencapai segmen tanah dengan kapasitas daya dukung tanah yang bagus, hanya mengandalkan kekuatan pada gesekan antara tanah dan sisi driven pile, maka pondasi driven pile tersebut dinamakan friction pile. Seringkali kapasitas pembebanan akibat gaya aksial pada pondasi driven pile merupakan kombinasi dari keduanya, daya tahan ujung dan gesekan kulit pondasi driven pile dengan tanah.
Fungsi lain dari pondasi driven pile adalah untuk menahan momen akibat gaya lateral seperti beban angin dan gempa. Apabila momen maksimal pada pondasi driven pile tunggal lebih besar dari kapasitasnya, maka perlu adanya solusi perkuatan pondasi dalam konfigurasi group-pile. Di luar hal tersebut, setiap pondasi yang akan dibangun tidak diizinkan mengalami keruntuhan geser dan deformasi yang berlebihan.
Dalam mendesain pondasi untuk struktur seperti bangunan, jembatan, dan waduk, diperlukan faktor-faktor seperti (a) beban yang akan disalurkan struktur atas ke sistem pondasi, (b) standar kode perencanaan setempat, (c) perilaku dan deformasi akibat tegangan yang terjadi pada tanah yang menahan sistem pondasi, dan (d) kondisi geologi dari tanah bersangkutan.  Dua faktor yang disebutkan terakhir sangat krusial bagi seorang insinyur yang menangani pondasi bersangkutan karena menyangkut mekanika tanah.
Parameter-parameter tanah yang dibutuhkan seperti distribusi ukuran butir tanah, plastisitas, kemampatan tanah, dan kuat geser dihasilkan dari tes laboratorium. Parameter lainnya harus dicari di lokasi asalnya untuk menghindari rusaknya contoh tanah yang akan dipakai.
Dalam menentukan tipe pondasi, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah beban struktur atas, kondisi lapisan tanah bawah, dan toleransi penurunan ketinggian tanah bersangkutan. Secara garis besar, tipe pondasi dibagi menjadi 2 kategori besar, yaitu pondasi dangkal (shallow foundations) dan pondasi dalam (deep foundations). Yang termasuk pondasi dangkal adalah spread footing, wall footing, dan mat foundations.
Sedangkan, yang dapat dikategorikan sebagai pondasi dalam adalah pondasi tiang pancang (driven pile) dan pondasi bor (drilled piers). Pondasi dalam digunakan ketika lapisan atas tanah tidak memiliki daya dukung (load-bearing capacity) dan ketika penggunaan pondasi dangkal hanya akan menyebabkan kerusakan struktur dan/atau ketidakstabilan.
Lihat gambar ukuran penuh


sumber : http://andrepuja.wordpress.com/2009/10/19/pengenalan-rekayasa-pondasi/