Implementasi kode gempa terbaru, yaitu SNI 1726:2019, adalah langkah fundamental untuk memastikan sebuah gedung struktur baja memiliki ketahanan yang memadai terhadap guncangan seismik. Indonesia, yang terletak di Cincin Api Pasifik, menghadapi risiko gempa bumi yang tinggi, menjadikan perencanaan struktur tahan gempa bukan lagi pilihan, melainkan keharusan. Penerapan standar ini secara tepat pada struktur rangka baja bertujuan untuk mengendalikan kerusakan, mencegah keruntuhan, dan yang terpenting, melindungi nyawa manusia saat bencana terjadi.
Peralihan dari standar lama ke SNI 1726:2019 membawa perubahan signifikan yang menuntut pemahaman mendalam dari para insinyur dan praktisi konstruksi baja. Perubahan ini tidak hanya menyangkut pembaruan peta bahaya gempa, tetapi juga parameter desain, kombinasi pembebanan, dan persyaratan detail yang lebih ketat untuk berbagai sistem struktur. Bagi struktur baja, yang dikenal dengan sifatnya yang elastis dan daktail, implementasi kode ini menjadi kunci untuk mengoptimalkan performa seismiknya.
Pembaruan dari SNI 1726:2012 ke SNI 1726:2019 menyebabkan peningkatan nilai parameter percepatan gempa rata-rata sebesar 31,23% untuk periode pendek (Ss) dan 37,66% untuk periode 1 detik (S1) di beberapa wilayah seperti Bali Utara dan Barat. Peningkatan ini secara langsung menaikkan estimasi beban gempa (seismic load) yang harus ditahan oleh struktur.
Bagaimana SNI 1726:2019 Mengubah Desain Struktur Baja Tahan Gempa?
SNI 1726:2019 mengubah desain struktur baja dengan memperkenalkan peta bahaya gempa yang lebih mutakhir (Peta Gempa 2017), menaikkan parameter percepatan respons spektral, dan memperketat persyaratan analisis. Hal ini mengakibatkan peningkatan gaya gempa desain yang harus ditahan, menuntut penggunaan sistem struktur yang lebih daktail dan stabilitas struktur yang lebih tinggi.
Pembaruan dari SNI 1726:2012 ke versi 2019 merupakan respons terhadap data seismik terbaru dan perkembangan ilmu rekayasa gempa. Perubahan ini berdampak langsung pada setiap tahapan desain, mulai dari analisis beban lateral hingga pendetailan elemen struktur baja.
Beberapa perubahan paling krusial yang memengaruhi desain rangka bangunan baja antara lain:
- Pembaruan Peta Gempa: SNI 1726:2019 mengadopsi Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia tahun 2017. Peta ini memberikan nilai parameter percepatan batuan dasar (Ss dan S1) yang umumnya lebih tinggi di banyak wilayah Indonesia dibandingkan Peta Gempa 2010 yang menjadi acuan SNI 2012.
- Perubahan Faktor Situs: Klasifikasi dan nilai faktor situs (Fa dan Fv), yang digunakan untuk memperhitungkan pengaruh kondisi tanah lokal terhadap amplifikasi gelombang gempa, telah diperbarui.
- Penskalaan Gaya Geser Dinamik: Batasan skala gaya geser dasar dari analisis dinamik (respons spektrum) dinaikkan. Jika pada SNI 2012, gaya geser dinamik bisa diskalakan hingga minimal 85% dari gaya geser statik, pada SNI 2019 batas minimalnya menjadi 100%. Ini secara efektif meningkatkan gaya desain untuk struktur yang dianalisis secara dinamik.
- Kategori Desain Seismik (KDS): Meskipun konsepnya sama, penentuan KDS menjadi lebih ketat karena kenaikan nilai parameter percepatan desain (SDS dan SD1). Hal ini dapat menyebabkan sebuah lokasi yang sebelumnya masuk KDS C menjadi KDS D, yang menuntut penggunaan sistem struktur dengan daktilitas lebih tinggi.
Berikut adalah tabel perbandingan sederhana beberapa parameter kunci:
| Kriteria | SNI 1726:2012 | SNI 1726:2019 | Dampak pada Desain Baja |
| Peta Gempa Acuan | Peta Gempa Indonesia 2010 | Peta Gempa Indonesia 2017 | Peningkatan nilai percepatan gempa di banyak wilayah. |
| Skala Gaya Geser Dinamik | Minimal 85% dari V statik | Minimal 100% dari V statik | Peningkatan gaya desain seismik sekitar 18% atau lebih. |
| Faktor Keutamaan Gempa (Ie) | Nilai bervariasi (1.0, 1.25, 1.5) | Nilai dan kategori risiko diperbarui | Penentuan kategori risiko menjadi lebih detail. |
| Standar Baja Terkait | Mengacu pada SNI 1729:2015 | Mengacu pada SNI 1729:2020 | Perlu penyesuaian dengan standar desain baja terbaru. |
Wawasan utama dari perubahan ini adalah bahwa standar baru menuntut desain yang lebih konservatif dan andal. Peningkatan beban nominal gempa memaksa perencana untuk tidak hanya memperbesar dimensi profil baja seperti Wide Flange (WF) atau H-Beam, tetapi juga lebih fokus pada pemilihan sistem penahan gaya gempa yang tepat dan pendetailan sambungan yang daktail.
Apa Saja Tantangan Desain Sambungan Momen Tahan Gempa & Solusinya?
Tantangan utama dalam desain sambungan momen tahan gempa adalah mencegah kegagalan getas (brittle failure) pada sambungan las (welded joint) atau baut, serta menghindari tekuk lokal pada balok atau kolom sebelum sendi plastis terbentuk sempurna. Solusinya meliputi penggunaan sambungan praterkualifikasi dari AISC 358, penerapan konsep strong column-weak beam, dan kontrol kualitas yang ketat.
Sambungan (joint) adalah komponen paling kritis dalam Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM). Kegagalan pada gempa Northridge 1994 menunjukkan bahwa banyak sambungan las yang sebelumnya dianggap kuat ternyata mengalami keretakan getas. Berikut adalah akar masalah dan solusinya:
- Akar Masalah 1: Konsentrasi Tegangan pada Sambungan Las
- Pengelasan langsung antara flange (sayap profil) balok ke kolom menciptakan konsentrasi tegangan tinggi, terutama di area akar las. Hal ini rentan memicu retak getas, terutama jika prosedur pengelasan (welding) tidak sempurna.
- Akar Masalah 2: Kekuatan Berlebih Material
- Terkadang, tegangan luluh (yield strength) aktual dari material baja jauh lebih tinggi dari nilai nominalnya. Hal ini menyebabkan gaya yang ditransfer ke kolom melebihi kapasitasnya, melanggar prinsip strong column-weak beam.
- Akar Masalah 3: Tekuk Lokal dan Lateral
- Elemen balok atau kolom yang tidak cukup kompak (memiliki rasio kelangsingan tinggi) dapat mengalami tekuk lokal pada sayap atau badan sebelum mencapai kapasitas rotasi yang diharapkan.
Solusi Langkah-demi-Langkah:
- Pilih Sambungan Praterkualifikasi: Gunakan tipe-tipe sambungan yang telah teruji dan tercantum dalam standar seperti AISC 358 (diadopsi dalam SNI 7972). Contohnya termasuk Bolted Flange Plate (BFP), Reduced Beam Section (RBS) atau “dog-bone”, dan Welded Unreinforced Flange-Welded Web (WUF-W). Sambungan ini dirancang untuk memindahkan lokasi sendi plastis menjauh dari muka kolom.
- Terapkan Prinsip Strong Column-Weak Beam: Pastikan jumlah kekuatan momen kolom yang bertemu di satu titik (joint) lebih besar dari jumlah kekuatan momen balok (ΣMpc > ΣMpb). Ini memastikan bahwa pelelehan (sendi plastis) terjadi di ujung balok, bukan di kolom, untuk mencegah keruntuhan lunak (soft-story).
- Gunakan Detail yang Tepat:
- Pasang stiffener (pengaku baja) atau pelat pengaku pada badan kolom (continuity plates dan doubler plates) untuk mencegah tekuk dan deformasi berlebih.
- Pastikan semua pengelasan dilakukan oleh welder bersertifikat sesuai WPS (Welding Procedure Specification).
- Untuk sambungan baut (bolted joint), gunakan high strength bolt dan pastikan metode pengencangannya benar untuk mencapai gaya pratarik yang disyaratkan.
- Lakukan Inspeksi Ketat: Lakukan inspeksi visual dan NDT (Non-Destructive Testing) seperti pengujian ultrasonik (UT) atau pengujian partikel magnetik (MT) pada sambungan kritis untuk memastikan tidak ada cacat seperti porosity atau retak.
Kelebihan & Kekurangan Rangka Baja Sebagai Struktur Tahan Gempa
Kelebihan utama rangka baja adalah kelenturan (ductility) yang tinggi, rasio kekuatan terhadap berat yang superior, dan perilaku yang dapat diprediksi. Kekurangannya meliputi kerentanan terhadap tekuk (buckling), kebutuhan proteksi terhadap api, dan potensi korosi jika tidak dilindungi dengan pelapis anti korosi yang baik.
Memilih baja struktural untuk bangunan di daerah rawan gempa menawarkan banyak keuntungan, namun juga datang dengan tantangan yang perlu dimitigasi.
Kelebihan
- Daktilitas dan Keuletan Tinggi: Baja memiliki kemampuan untuk mengalami deformasi inelastis yang besar tanpa mengalami keruntuhan getas. Sifat keuletan (toughness) ini memungkinkan struktur untuk menyerap dan mendisipasi energi gempa dalam jumlah besar.
- Rasio Kekuatan-terhadap-Berat yang Unggul: Baja memiliki kekuatan tarik minimum yang sangat tinggi dibandingkan beratnya. Ini berarti massa total bangunan menjadi lebih ringan, yang pada gilirannya mengurangi besarnya gaya gempa yang harus ditahan (F = m.a).
- Perilaku yang Terprediksi: Sifat material baja yang homogen dan diproduksi dengan kontrol kualitas ketat membuat perilakunya di bawah beban sangat dapat diprediksi, sesuai dengan analisis dan pemodelan.
- Kecepatan Konstruksi: Penggunaan komponen prefabrikasi baja dapat secara signifikan mempercepat proses sistem ereksi baja di lapangan, mengurangi waktu proyek secara keseluruhan.
Kekurangan dan Mitigasinya
- Kerentanan terhadap Tekuk (Buckling): Elemen tekan yang langsing rentan terhadap tekuk.
- Mitigasi: Patuhi batasan rasio kelangsingan (slenderness ratio) dalam SNI 1729:2020. Gunakan breising atau penopang lateral yang memadai dan pastikan penampang elemen (sayap dan badan) bersifat kompak.
- Penurunan Kekuatan pada Suhu Tinggi (Api): Kekuatan baja menurun drastis pada suhu di atas 500°C.
- Mitigasi: Lakukan proteksi api dengan aplikasi cat epoxy intumescent, selubung beton, atau papan tahan api.
- Korosi: Baja rentan terhadap karat jika terpapar lingkungan yang korosif.
- Mitigasi: Lakukan pelapisan anti karat yang efektif, seperti hot-dip galvanizing atau sistem pengecatan berlapis (cat primer, intermediate, dan top coat).
Dengan desain yang tepat dan langkah-langkah mitigasi yang benar, kekurangan struktur baja dapat diatasi, menjadikannya salah satu material paling andal untuk proyek konstruksi baja tahan gempa.
Perbandingan Sistem Rangka Baja: Mana Pilihan Terbaik untuk Proyek Anda?
Pilihan terbaik tergantung pada prioritas proyek. Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) ideal untuk fleksibilitas arsitektur. Sistem Rangka Berpengaku Konsentris (SRBK/CBF) sangat efisien dan kaku, cocok untuk gudang baja. Sistem Rangka Berpengaku Eksentris (SRBE/EBF) menawarkan kombinasi terbaik antara kekakuan dan daktilitas, namun lebih kompleks.
Pemilihan sistem penahan gaya gempa pada bangunan baja bertingkat adalah keputusan desain yang fundamental. Tiga sistem utama yang umum digunakan adalah:
- Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM / Moment Resisting Frame): Mengandalkan kekakuan lentur dari balok dan kolom yang terhubung secara kaku.
- Sistem Rangka Berpengaku Konsentris (SRBK / Concentrically Braced Frame): Menggunakan tipe breising diagonal yang membentuk sistem rangka vertikal untuk menahan gaya lateral.
- Sistem Rangka Berpengaku Eksentris (SRBE / Eccentrically Braced Frame): Kombinasi dari dua sistem di atas, di mana breising terhubung ke balok dengan sedikit jarak (eksentrisitas), menciptakan “link” yang berfungsi sebagai sekering daktail.
| Kriteria | Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) | Sistem Rangka Berpengaku Konsentris (SRBK) | Sistem Rangka Berpengaku Eksentris (SRBE) |
| Kekakuan Lateral | Sedang | Sangat Tinggi | Tinggi |
| Daktilitas | Tinggi (SRPMK) | Rendah – Sedang | Sangat Tinggi |
| Fleksibilitas Arsitektur | Sangat Baik (bebas halangan) | Terbatas (ada breising diagonal) | Baik (lebih fleksibel dari SRBK) |
| Efisiensi Material | Sedang | Tinggi (profil lebih kecil) | Sedang |
| Kompleksitas Sambungan | Tinggi (sambungan momen) | Sedang (gusset plate) | Sangat Tinggi (detail link) |
| Aplikasi Umum | Perkantoran, Apartemen, Rumah Sakit | Gudang baja, Pabrik, Bangunan Industri | Bangunan di zona seismik sangat tinggi |
- SRPM (khususnya SRPMK) adalah pilihan populer untuk bangunan komersial karena memberikan kebebasan dalam tata ruang. Namun, sistem ini cenderung lebih fleksibel (memiliki simpangan antar lantai yang lebih besar) dan membutuhkan profil baja yang lebih besar dibandingkan sistem berpengaku.
- SRBK sangat efisien dalam menahan gaya lateral. Kekakuannya yang tinggi efektif untuk membatasi simpangan, menjadikannya pilihan ekonomis untuk bangunan industri di mana keberadaan breising tidak mengganggu fungsi. Namun, daktilitasnya lebih rendah dibandingkan sistem lain.
- SRBE adalah sistem premium yang menggabungkan kekakuan tinggi dari rangka berpengaku dengan daktilitas luar biasa dari “link” geser. Link ini dirancang untuk leleh dan menyerap energi gempa secara terkendali, melindungi sisa struktur. Sistem ini sangat andal namun memerlukan desain dan fabrikasi yang sangat teliti.
Kesimpulan
Implementasi SNI 1726:2019 pada desain gedung rangka baja menuntut pendekatan yang lebih cermat dan berbasis kinerja. Kunci utamanya terletak pada pemahaman bahwa struktur tidak hanya harus kuat, tetapi juga harus mampu berperilaku daktail untuk selamat dari gempa besar.
- Patuhi Kode Terbaru: Selalu gunakan SNI 1726:2019 dan SNI 1729:2020 sebagai acuan utama untuk analisis beban kombinasi dan desain elemen.
- Prioritaskan Daktilitas: Fokus pada desain dan pendetailan sambungan untuk memastikan perilaku daktail, terutama pada Sistem Rangka Pemikul Momen.
- Pilih Sistem yang Tepat: Sesuaikan pemilihan sistem penahan gaya gempa (SRPM, SRBK, atau SRBE) dengan fungsi bangunan, tingkat risiko seismik, dan bujet proyek.
- Kontrol Kualitas adalah Segalanya: Pastikan kualitas material, proses fabrikasi, dan perakitan di lapangan diawasi secara ketat.
Para profesional di bidang konstruksi baja di Bali dan seluruh Indonesia harus terus memperbarui pengetahuan mereka mengenai standar-standar terbaru dan praktik terbaik dalam rekayasa gempa.
Sebagai langkah awal dalam setiap proyek, selalu verifikasi Kategori Desain Seismik (KDS) untuk lokasi proyek Anda menggunakan aplikasi atau data dari PUSKIM PUPR. KDS akan menjadi penentu utama dalam pemilihan sistem struktur dan tingkat daktilitas yang disyaratkan.