BEBAN, METODE PERHITUNGAN, DAN KEAMANAN
2.1. Pengertian Beban
Berdasarkan Tata Cara perencanaan Pembebanan Rumah dan Gedung (SNI-03-1727-1989), beban yang bekerja pada bangunan dibagi atas :
(1) Beban Mati (dinyatakan dengan D)
Berat dari semua bagian dari suatu struktur atau gedung yang bersifat tetap dan bekerja selama umur gedung. Beban mati ini terdiri dari berat sendiri dari struktur dan komponen-komponen struktur yang tidak terpisahkan dari struktur tersebut. (2) Beban Hidup atau Beban Guna (dinyatakan dengan L)
Beban yang berasal dari luar struktur yang bersifat tidak tetap. Beban hidup ini dapat berasal dari akibat penggunaan suatu gedung, beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang bersifat tidak tetap. Sifat beban hidup adalah dapat berubah-ubah selama umur gedung.
(3) Beban Angin (dinyatakan dengan A)
Beban yang berasal dari selisih tekanan udara yang bekerja pada gedung. (4) Beban Gempa (dinyatakan dengan G)
Beban static ekivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh gerakan tanah akibat gempa. Dalam hal ini analisa dinamis maka beban gempa adalah gaya-gaya yang terjadi akibat gerakan tanah akibat gempa yang berasal dari struktur itu sendiri.
(5) Beban Khusus (dinyatakan dengan K)
Beban-beban yang bekerja pada struktur akibat perbedaan suhu, penurunan pondasi, gaya dinamis yang berasal dari mesin, serta pengaruh-pengaruh khusus lainnya.
2.2 Kombinasi Beban
Didalam perencanaan bangunan gedung, struktur harus direncanakan kekuatannya terhadap beban-beban yang bekerja diatasnya. Beban-beban yang bekerja biasanya merupakan kombinasi antara beban mati dan beban hidup, kombinasi antara beban mati, beban hidup dan beban gempa atau beban angina dan kombinasi antara beban mati, beban hidup dan beban khusus.
1. Beban tetap “metode beban berfaktor “(metode rencana kekuatan). Didalam metode ini beban luar yang bekerja ditambahkan suatu factor beban yang dipakai untuk cadangan bila beban kerja terlampaui. Sedangkan struktur atau bahannya diproporsikan sedemikian sehingga mencapai kekuatan ambang batasnya pada saat mencapai beban berfaktor. Metode perhitungan didasarkan pada hubungan yang tidak linier antara tegangan dan regangan dari beton.
Metode rencana kekuatan dapat dinyatakan sebagai berikut :
Kekuatan yang tersedia ≥
Di mana “kekuatan yang diperlukan” berupa beban luar (seperti momen lentur, gaya geser atau gaya normal) dihitung berdasarkan peraturan dan pemisalan dari sifat yang ditetapkan berdasarkan peraturan bangunan, dan kekuatan yang tersedia dihitung berdasarkan analisa struktur untuk beban berfaktor. Sedangkan “Kekuatan yang tersedia” adalah kekuatan dari bahan yang diproporsikan sedemikian hingga mencapai kekuatan ambang batasnya.
2.4. Provisi Keamanan
Didalam perhitungan struktur dan unsure-unsurnya, maka struktur harus diperhitungkan untuk mampu memikul beban cadangan diatas beban dalam kondisi normal (beban kerja). Kapasitas cadangan yang tersedia akibat beban yang bekerja diatas beban normal tersebut dipakai untuk memperhitungkan faktor yang berhubungan dengan pelampauan beban dan faktor yang berhubungan dengan kekuatan bahan
Bila faktor pengurangan atau reduksi kekuatan bahan adalah kekuatan beban adalah Rn, maka kekuatan yang tersedia adalah Rn. Disisi lain bila faktor
pelampuaun beban adalah dan beban kerja adalah
maka kekuatan yang diperlukan adalah . sehingga provisi keamanan dari struktur dapat dinyatakan dengan :
Rn .
Bila . = U1 (kuat perlu), maka Rn . U
Besarnya kuat perlu (U) untuk berbagai macam kombinasi pembebanan dan faktor reduksi kekuatan Untuk berbagai macam komponen struktur diatur dalam peraturan beton SKSNI-T15-1993-03 sebagai pedoman analisa dan perencanaan struktur.
2.4.1 Kuat Perlu
Agar struktur dan komponen struktur memenuhi persyaratan kekuatan dan layak pakai terhadap bermacam-macam kombinasi, maka harus dipenuhi faktor beban sebagai berikut :
(1) Beban tetap : kombinasi antara beban mati (D) dan beban hidup (L) Ut = 1,2 D + 1,6 L
(2) Beban sementara :
a. Ketahanan struktur terhadap kombinasi beban mati (D), beban hidup (L), dan beban angin (A) harus diambil harga yang paling besar dari :
Us = 0,75 (1,2 D + 1,6 L + 1,6 A) atau Us = 0,9 D + 1,3 A
b. Ketahanan struktur terhadap kombinasi beban mati (D), beban hidup (L), dan beban gempa (G) harus diambil harga yang paling besar dari :
Dimana Lr sama dengan beban hidup yang direduksi sesuai dengan SNI 1726-1989 F tentang tata cara perencanaan ketahanan rumah dan gedung dan nilai dalam SNI 1726-1989 F tersebut.
(3) Bila ketahanan struktur diperhitungkan terhadap tekanan tanah (H), maka kekuatan yang diperlukan (U minimum) harus sama dengan :
Umin = 1,2 D + 1,6 L + 1,6 H
Kecuali pada keadaan dimana D atau L mengurangi pengaruh H. Dalam hal ini nilai maksimum dari U ditentukan dengan mengganti 1,2 D dengan 0,9 D dan nilai L diambil nol.
(4) Bila pengaruh struktural T dari perbedaan penurunan, rangkak, susut atau perbedaan suhu diperhitungkan, maka kekuatan U minimum harus sama dengan :
U = 0,75 (1,2 D + 1,6 T + 1,6 L) dan tidak boleh kurang dari U = 1,2 (D + T)
Perkiraan atas perbedaan penurunan, rangkak, susut atau perbedaan suhu harus didasarkan pada pengkajian yang relistik dari pengaruh tersebut selama masa pakai.
2.4.2 Kuat Rencana
2.5. Kekuatan Desain dan Kekuatan Nominal
Kekuatan suatu unit struktur didalam metode ini disebut kekuatan nominal. Sebagai contoh untuk balok, maka kapasitas momen tahanan yang dihitung menggunakan kesetimbangan gaya dalam pada penampang balok dengan menggunakan sifat-sifat dari beban dan baja tulangan yang disebut momen kapasitas nominal penampang Mn. Kapasitas momen nominal ini harus direduksi dengan faktor reduksi . Sebagai faktor keamanan yaitu perlemahan akibat ketidakpastian dalam
pelaksanaan. Kekuatan elemen struktur yang berasal dari beban berfaktor yang dibagi dengan faktor reduksi disebut kekuatan desain.
Sebagai contoh, untuk balok, kekuatan momen desain Mu/ nilainya paling
sedikit harus sama dengan momen nominal Mn dalam kondisi paling kritis (Mn
/
Mu ). Hal yang sama juga berlaku untuk unit-unit struktur yang lain seperti kolom,
