Analisis Struktur

Analisis struktur adalah proses menghitung dan menentukan efek akibat beban yang bekerja pada struktur (bangunan, jembatan, dermaga atau objek lainnya) yang menimbulkan reaksi berupa gaya dalam (internal forces) pada struktur. Untuk Anda—baik sebagai project manager, owner, maupun tim procurement—analisis struktur adalah quality control yang penting untuk melindungi investasi konstruksi. Analisis ini membantu mengidentifikasi potensi kegagalan struktur sebelum pembangunan dimulai, memastikan desain sesuai standar, dan menghindari kerugian akibat kerusakan struktur atau design yang terlalu over-engineered.

Tujuan Analisa Struktur

Analisis struktur sangat penting untuk memastikan bagaimana alur, distribusi dan dampak beban terhadap struktur yang ditinjau. Selain beban yang mempengaruhi perilaku struktur adalah bahan yang digunakan dan geometri (sistem) struktur. Dengan melakukan analisis struktur maka dapat diketahui bagaimana perilaku struktur dan tingkat keamanannya saat dikenai beban yang diperkirakan akan bekerja.

Analisis Struktur dapat dilakukan selama tahapan desain, pada saat pengujian maupun pasca konstruksi.

Saat ini hampir semua analisis struktur dilakukan dengan menggunakan model matematika yang mengacu pada kaidah-kaidah mekanika, di mana model bisa elastis atau inelastis, linear atau non-linear, gaya dapat statis atau dinamis, dan model struktur mungkin bisa satu dimensi, dua dimensi atau tiga dimensi.

Analisis dan pemodelan juga harus mengacu pada peraturan standar yang berlaku. Namun dalam beberapa proyek yang strategis, seperti misalnya jembatan cable stayed bentang panjang, selain analisis struktur menggunakan model matematis, juga dilakukan pembuatan model skalatis untuk memverifikasi apakah analisis perhitungan dengan model matematis sesuai dengan perilaku struktur yang sebenarnya.

Faktor Penting Analisis Struktur

Hal-hal  yang harus diketahui dalam pengerjaan analisis struktur:

Sifat Material Struktur

Untuk melakukan analisis struktural yang akurat, data lengkap mengenai sifat material yang digunakan sangat penting.

Data tersebut meliputi berat jenis, kuat tarik, kuat tekan, modulus elastisitas, poison ratio dan lainnya, dimana data-data sifat material tersebut diperoleh melalui pengujian. Vendor penyedia beton ataupun baja saat ini sudah menyertakan data sheet sifat material yang ditawarkan.

Selain dari sifat material kekuatan suatu elemen struktur juga tergantung dari dimensi dan bentuk geometrinya. Dan tentunya material yang digunakan harus sesuai dengan standar peraturan yang berlaku. Beberapa peraturan berikut mengatur ketentuan penggunaan baja dan beton dalam perancangan struktur antara lain:

• SNI 2847-2013 Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung,
• SNI 2052-2014 Baja tulangan beton
• SNI 1729-2015 Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural.

Pembebanan

Salah satu elemen penting lainnya dalam analisis struktur adalah keakuratan estimasi beban yang diperkirakan akan membebani struktur.

Beban struktur adalah gaya yang bekerja pada bagian struktur, atau pada sistem struktur, yang dengan analisis struktur dapat dihitung bagaimana alur dan distribusi gaya tersebut pada tiap elemen struktur yang menyebabkan gaya dalam (internal forces) pada elemen-elemen tersebut dan sekaligus menghitung berapa besarnya.

Dengan mengetahui besarnya beban yang membebani suatu elemen struktur dan diketahui pula kekuatan elemen tersebut, maka dapat diketahui mampu tidaknya suatu elemen menahan beban yang bekerja tersebut.

Tentunya beban yang melebihi kekuatan elemen struktur akan menyebabkan kegagalan struktur dan kondisi seperti itu yang akan dipertimbangkan selama desain struktur.

Untuk gedung dan jembatan, beban vertikal utama adalah beban gravitasi, termasuk berat sendiri struktur dan berat dari semua bagian bangunan yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, alat atau mesin yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dengan bangunan, yang dikenal sebagai beban mati.

Beban lainnya yang disebut beban hidup yaitu adalah berat dari penghuni dan atau barang-barang yang dapat berpindah, yang bukan merupakan bagian dari bangunan, bisa berupa beban terpusat, atau beban merata yang terdistribusi ke area yang luas seperti lantai. Selain beban gravitasi beban horisontal juga harus diperhitungkan seperti angina, gaya inersia akibat gempa bumi atau tekanan tanah.

Untuk pembanan dalam analisis struktur tidak boleh lebih kecil dari yang diatur dalam : 
SNI 1727 – 2013 Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain.

Sedangkan untuk beban gempa rencana harus memenuhi
SNI 1726 – 2012 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung.

Sistem struktur

Selain sifat material masing-masing elemen penyusun system struktur, pembebanan yang bekerja pada struktur, tentunya sistem struktur akan mempengaruhi distribusi beban dari mulai lokasi beban sampai akhirnya disalurkan melalui sistemtem struktur sampai ke pondasi dan tanah di bawahnya.

Berikut ini beberapa sistem struktur pada bangunan gedung:

• Rangka Kaku (Rigid Frame)

• Rangka Kaku dan inti (Rigid Frame and Core)

• Rangka dengan Pengaku (Braced Frame)

• Dinding Pendukung Sejajar (Parallel Bearing Wall)

• Inti dan Dinding Pendukung Fasade (Core and Fasade Bearing Wall)

• Box Berdiri Sendiri (Self Support Box)

• Pelat Rata (Flat Slab)

• Pelat Kantilever (Cantilevered Slab)

• Interspasial (Interspatial)

• Gantung (Suspension)

• Rangka Selang Seling (Staggered Truss)

• Kumpulan Tabung (Bundled Tube)

• Tabung dalam Tabung (Tube in Tube)

Seperti halnya pada gedung, struktur jembatan juga dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa jenis. Diantaranya:

• Berdasarkan jenis material dari elemen penyusunnya, contoh: jembatan baja, jembatan beton, jembatan komposit, jembatan pre-stress,
• Berdasarkan bentuk dan geometri strukturnya, contoh : Jembatan Rangka, Jembatan box girder, Jembatan I girder, Jembatan balok T, Jembatan Pelat, gorong-gorong, box culvert,
• Berdasarkan bagaimana jembatan tersebut mentransfer beban dari lantai jembatan ke pondasi, contoh: Jembatan Cable Stayed, Jembatan Suspension, Jembatan Pelengkung.

Begitupun pada Struktur lain seperti bendungan, dermaga, terowongan dan lainnya.

Pemahaman terhadap sifat material, pembebanan dan system struktur sangat penting dalam pemodelan dan analisis struktur, untuk menghasilkan output analisis yang dapat merepresentasikan kondisi yang mendekati kondisi aktualnya.

Cara Melakukan Analisis Struktur

Metode yang digunakan dalam melakukan analisis struktur, tergantung pada tingkat akurasi yang dibutuhkan. Secara sederhana dapat dipilah menjadi:

Perhitungan Tangan

Perhitungan tangan sederhana adalah cara perhitungan manual yang sangat cepat dan mudah untuk mengevaluasi efek kekuatan sederhana pada struktur sederhana. Seperti menghitung momen lentur, geser pada balok horizontal sederhana struktur statis tertentu (simple beam) ataupun balok menerus struktur statis tak tentu (continuous beam).

Analisis Elemen Hingga/ Finite Element Analysis

Finite Element Analysis (FEA) adalah metode numerik kompleks yang digunakan untuk menyelesaikan masalah rumit yang berisi sejumlah input variabel seperti kondisi batas, aplikasi beban, dan jenis tumpuan.

Ini adalah metode yang jauh lebih rumit, namun akurat untuk menjalankan analisis struktur dibandingkan dengan perhitungan tangan. FEA mensyaratkan bahwa struktur dipecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil (atau elemen) yang dapat dievaluasi secara individual untuk perkiraan solusi yang lebih akurat.

Untuk kasus struktur yang sederhana FEA masih dapat dihitung secara manual dengan bantuan kalkulator ataupun spreadsheet walaupun akan menghabiskan waktu yang lebih lama, namun untuk struktur yang besar dan kompleks model FEA bisa terdiri dari ribuan entri matriks sehingga sangat tidak mungkin untuk dievaluasi oleh perhitungan manusia.

Saat ini FEA masih merupakan metode analisis struktural yang sangat kuat dan akurat sehingga menjadi dasar dari sebagian besar Perangkat Lunak Analisis Struktur.

Software Analisis Struktur

Ada sejumlah besar Perangkat Lunak Analisis Struktural yang dapat melakukan perhitungan FEA akurat tanpa kesulitan harus secara manual mengatur proses yang kompleks, seperti ETABS, SAP2000, MIDAS, STAADPro, ABAQUS, SAFE, Tekla Structural Designer, S-FRAME ANALYSIS dan lainnya.

Software-software tersebut bertujuan untuk membantu mempermudah penganalisis untuk :

1. Pemodelan material struktur, geometri struktur, pembebanan struktur dan batasan-batasan lain yang ditentukan oleh engineer,
2. Melakukan perhitungan dan analysis gaya-gaya dalam pada elemen-elemen struktur akibat beban dan kombinasi beban yang bekerja dan
3. Membantu pengecekan kekuatan elemen pada tahap disain.

PT. HESA LARAS CEMERLANG MENGGUNAKAN SOFTWARE ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR YANG HANDAL DAN BERLISENSI

Salah satu resiko penggunaan software bajakan adalah ketidaksempurnaan modul yang mengakibatkan output hitungan tidak akurat, dan ini sangat berbahaya jika hasilnya under design, dan akan merugikan pengguna jasa jika hasilnya over design.

Menurut pernyataan resmi beberapa supplier software engineering, software bajakan memberikan hasil kalkulasi yang berbeda dengan software original, dan ini sangat berbahaya jika kesalahan ini dilanjutkan kedalam tahap konstruksi.

Jadi penting untuk para pengguna jasa, untuk memastikan bahwa konsultan engineeringnya menggunakan software berlisensi bukan abal-abal.

PT Hesa Laras Cemerlang menggunakan software SAP2000 dan Midas Gen yang berlisensi resmi dan sudah terbukti handal dalam membantu melakukan analisis dan disain struktur.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

1. Kapan analisis struktur menjadi wajib untuk project saya? Apakah project saya benar-benar butuh analisis, atau bisa pakai rule-of-thumb?

Analisis struktur menjadi wajib regulatory ketika: (1) Gedung lebih dari 4-5 lantai per SNI 2800 ketahanan gempa, (2) Struktur critical (hospital, fire station, public facility), (3) Lokasi di zona seismic aktif, (4) Jembatan, dermaga, atau infrastruktur publik, (5) Retrofit atau upgrade existing building, (6) Klien requirement (BUMN, investor internasional), (7) Insurance requirement untuk coverage approval.

Untuk project kecil atau struktur sederhana (1-2 lantai, geometry regular, beban simple), analisis mungkin opsional secara regulasi—tapi tetap direkomendasikan sebagai risk mitigation. Rule-of-thumb saja (misal: “kolom 30×30 untuk 4 lantai”) tidak cukup jika ada kondisi khusus: tanah lunak, adjacent building, beban irregular, atau retrofit. Risiko: under-design yang tidak ketahuan sampai struktur fail, atau over-design yang waste budget.

Bottom line: Jika ada uncertainty tentang beban atau kondisi site, analisis lebih cost-effective daripada rework di lapangan.

2. Apa perbedaan analisis untuk design baru vs. audit existing building?

Design Baru:

• Input: Design drawing (planned)
• Material properties: Dari specification vendor
• Tujuan: Validate design & determine dimensi elemen final
• Deliverable: Design recommendation & penulangan/profil final
• Timeline: Lebih pendek (2-3 minggu typical untuk gedung multi-lantai)

Audit Existing Building:

• Input: Site survey & testing (actual condition)
• Material properties: Dari core drill, rebar scan, NDT testing
• Tujuan: Assess existing capacity & identify structural deficiency
• Deliverable: Audit report + repair/strengthen recommendation
• Timeline: Lebih lama (4-8 minggu+) karena perlu investigation & testing detail

Key difference: Design baru = predict future behavior; audit existing = diagnose actual condition. Scope & methodology completely different.

3. Apakah analisis existing building butuh material testing atau bisa langsung modeling?

Jawab singkat: Butuh testing & structural assessment. Tidak bisa langsung modeling untuk existing building karena actual material properties & structural condition unknown.

Contoh problem: Beton gedung tahun 1990 mungkin f’c = 20 MPa (specification) tapi actual 15 MPa (degraded). Kalau modeling pakai 20 MPa, hasil analysis over-estimate capacity → recommendation strengthen tidak accurate → either tidak adequate atau pemborosan.

Minimum testing untuk existing audit: (1) Core drill untuk f’c beton actual, (2) Rebar scanning untuk confirm penulangan & location, (3) Visual inspection structural damage & deterioration. NDT (non-destructive testing) tambahan jika ada suspicious area.

Lebih dari testing saja—Structural Assessment Needed: Testing material properties hanya half of the picture. Anda juga butuh comprehensive structural assessment untuk: identify cracks & damage patterns, evaluate load-carrying capacity actual, assess durability & remaining service life, recommend repair/strengthen yang tepat.

Apa itu Structural Assessment untuk Existing Building? Assessment adalah proses sistematis untuk diagnosa kondisi struktur actual—bukan hanya material test, tapi kombinasi: visual inspection detail, material testing, non-destructive testing (jika perlu), load history review, & analisis capacity actual. Hasil assessment menjadi basis untuk determine apakah struktur adequate untuk beban baru atau perlu reinforcing.

Timeline & Investment: Testing + assessment biasanya add 3-4 minggu ke schedule & cost signifikan, tapi essential untuk avoid costly mistake. Better invest sekarang di assessment yang akurat daripada reinforce yang salah atau miss hidden damage.

Untuk Existing Building Audit Detail: Jika project Anda adalah retrofit/upgrade/change of function, pastikan hire konsultan yang expert di structural assessment existing building. Mereka tahu apa yang biasanya salah & bagaimana mitigasi risk.
PT. Hesa Laras Cemerlang adalah Perusahaan Jasa Konsultan Audit Struktur Bangunan yang terpercaya yang dapat cover full spectrum assessment ini—dari visual inspection hingga material testing, capacity evaluation, & detailed recommendation untuk repair/strengthen.

4. Bagaimana hasil analisis diterjemahkan ke konstruksi?

Output analisis struktur menjadi basis untuk tahap konstruksi & quality control melalui beberapa cara:

1. Design Drawing Detail: Dimensi elemen, penulangan rebar, detail connection finalized berdasarkan hasil analysis. Kontraktor bisa bid confident & fabricate akurat.

2. Material Specification: Bill of materials detail dari analysis output. Procurement tahu exactly berapa besi, concrete grade, dll. Tidak ada guessing atau over-order.

3. Construction Plan: Sequencing, formwork design, temporary support ditentukan berdasarkan beban & durability requirement dari analysis. Contoh: kapasitas formwork berapa, harus support berapa hari sebelum concrete curing.

4. Quality Control di Lapangan: Site engineer & QC team reference analysis report untuk spot-check material properties & dimensi. Kalau ada deviation dari design, dideteksi early & corrected SEBELUM concrete hardened atau steel fabricated—tidak perlu costly rework.

Analysis report jadi living document selama konstruksi, tidak hanya file yang disimpan.

5. Apakah hasil analisis langsung bisa jadi construction drawing atau perlu revisi lagi?

Sebagian bisa langsung, sebagian perlu revisi. Tergantung scope & detail level analisis.

Typical flow:

• Analysis output (dimensi, penulangan recommendation) → Detail design drawing (connection detail, rebar placement, material spec) → Construction drawing (ready untuk kontraktor bid & fabricate)

Dimensi & penulangan dari analysis umumnya langsung ke construction drawing. Tapi detail connection (bagaimana rebar di-hook, berapa panjang splice, detail shear reinforcement) harus di-design lebih detail oleh structural designer—ini tidak include dalam analysis output.

Risk if skip detail design phase: Rebar detail tidak clear → Kontraktor misinterpret → Installation salah → Actual capacity tidak sesuai analysis → Problem saat load test atau di-service.

Timeline: Analysis 2-3 minggu → Detail design 2-3 minggu → Construction drawing ready. Total 4-6 minggu untuk design → siap konstruksi. Jangan skip detail design demi cepat.

6. Berapa lama timeline analisis struktur?

Timeline bergantung kompleksitas struktur & data availability:

Tipe Struktur	Timeline Estimate	Note
Sederhana (1-2 lantai, geometry regular)	7-14 hari	Hand calculation cukup
Multi-lantai (5-10 lantai, rigid frame standard)	2-3 minggu	FEA dengan software, input data clear
Kompleks (>10 lantai, geometry irregular, seismic active)	4-8 minggu	Advanced nonlinear analysis, QA review lengkap
Existing building audit	8 minggu+	Include site survey & material testing

Add buffer 1-2 minggu untuk: Input data revision, scope change, intermediate review rounds.

Timeline acceleration risk: Jangan push analisis terlalu cepat. Hasil yang dipercepat dengan QA yang kurang = risk output tidak accurate. Better slow & confident daripada cepat & rework.

7. Berapa biaya typical analisis struktur project?

Biaya analisis struktur bervariasi berdasarkan kompleksitas & scope. General estimate:

Tipe Struktur	Effort (Engineer-days)	Cost Range (Estimasi Relatif)
Sederhana (1-2 lantai)	7-14 hari	Rp 5-10 juta
Multi-lantai (5-10 lantai)	2-3 minggu	Rp 20-40 juta
Kompleks (>10 lantai, advanced)	4-8 minggu	Rp 50-100 juta+
Existing building audit	30 hari+ (include testing)	Menyesuaikan dengan jumlah testing

Cost relationship dengan timeline: Lebih lama analysis = lebih detail = lebih mahal. Tapi analisis detail sekarang avoid costly rework kemudian.

8. Bagaimana saya tahu analisis dilakukan dengan berkualitas? Apa perbedaan antara konsultan analisis yang bagus vs. sembarangan?

Verifikasi kualitas sebelum approve hasil analisis:

1. Compliance dengan Standar: Report dokumentasi SNI mana yang diikuti (SNI 2847, SNI 1726, SNI 1727). Kalau tidak ada SNI reference → red flag. Tidak clear = tidak accountable.

2. QA Process Transparent: Report dokumentasi pre-analysis screening (data verify), intermediate check (preliminary review), final validation (reasonableness check & cross-verify dengan hand calculation). Black-box output = suspicious.

3. Independent Review: Hasil dicek oleh senior engineer yang berbeda dari engineer yang melakukan modeling. Internal checking only = risk bias & miss error.

4. Engineer Stamp & Signature: Report ditandatangani oleh licensed engineer. Professional liability & accountability jelas. Unsigned report = tidak pertanggungjawab.

5. Assumptions & Limitations Documented: Semua asumsi model (boundary condition, material properties, load combination, design criteria) explicit & documented. Kalau assume tidak clear = hasil bisa salah tapi tidak ketahuan.

Ciri Konsultan Bagus vs. Sembarangan:

• Bagus: Minta input data lengkap sebelum mulai, pre-analysis meeting untuk verify assumption, intermediate checkpoint untuk Q&A, final presentation hasil sebelum diterbitkan, siap explain methodology & justification setiap keputusan.
• Sembarangan: Langsung modeling tanpa verify input, tidak ada intermediate review, deliver result tanpa penjelasan, sulit diakses untuk clarification, tidak ada QA documentation.

Ask konsultan sebelum approve: “Apa QA process Anda? Siapa yg review? Apakah ada intermediate checkpoint? Apa assumption yang dipakai & bagaimana diverifikasi?”

9. Apa yang bisa salah dalam proses analisis struktur?

5 Common Risks & Bagaimana Mitigasi:

Risk 1: Input Data Salah → Analysis Output Salah
Gambar tidak lengkap, material spec unclear, load specification salah. Contoh: design untuk office 250 kg/m² live load, ternyata dipakai untuk storage 750 kg/m² → under-design costly.
Mitigasi: Data verification meeting SEBELUM modeling. PM harus yakin semua input akurat sebelum konsultan start.

Risk 2: Model Assumptions Salah → Stress Distribution Salah 20-30%
Asumsi boundary condition tidak sesuai actual (misal: pondasi model rigid fixed, padahal actual ada settlement). Result: design tidak safe atau over-design.
Mitigasi: Koordinasi dengan geotechnical, site survey verify boundary condition, cross-check dengan hand calculation di section kritis.

Risk 3: Software Output Tidak Divalidasi → Hidden Error
Software output diterima begitu saja tanpa check. Mungkin ada error di input model, error di interpretation output, atau software bug.
Mitigasi: Preliminary reasonableness check (stress logical? deflection correct? equilibrium satisfied?), independent verification dengan hand calculation, senior engineer review.

Risk 4: Analisis Tidak Follow SNI → Tidak Acceptable Regulator
Hasil analisis tidak memenuhi SNI standard → regulator tidak accept → project delay atau forced re-analysis saat konstruksi jalan.
Mitigasi: Explicit SNI compliance documentation di report, verify output against SNI code requirement, report format suitable untuk submission regulator.

Risk 5: Communication Gap → PM Tidak Mengerti Implication
Report highly technical → PM tidak paham impact ke design/konstruksi → keputusan salah atau terlambat.
Mitigasi: Executive summary dalam bahasa non-technical, intermediate review opportunity sebelum final, walkthrough result bersama PM & technical team.

10. Apa yang perlu saya siapkan sebelum analisis dimulai?

Data yang harus ready sebelum analisis dimulai:

1. Gambar Lengkap & Terverifikasi
Architectural, structural (jika ada), MEP sudah coordinate antar disiplin. Tidak ada konflik dimensi atau double-layer. Semua sheet terfinalisasi untuk design intent clear.

2. Material Specification Jelas
Concrete grade (f’c), steel type (Fy), material lainnya spesifik & sesuai SNI. Bukan generic “mutu beton bagus” tapi clear “f’c 30 MPa, baja ulir fy 400 MPa”.

3. Load Specification Lengkap
Occupancy type (office, warehouse, residential, industrial), dead load detail, live load per SNI, special load (machinery, storage, impact). Contoh: “office 2.5 kPa + partisi 1.5 kPa + suspended ceiling 0.5 kPa = total 4.5 kPa”.

4. Site Information
Lokasi zona gempa per SNI 1726 (berapa g acceleration?), jenis tanah (soft soil vs. stiff?), tipe pondasi (shallow vs. pile?), bearing capacity estimate dari geotechnical survey.

5. Untuk Existing Building:
Visual inspection & kondisi struktur (ada crack? settlement? damage?), rencana penggunaan baru (kalau upgrade, apa fungsi baru & beban?), aksesibilitas untuk testing (core drill, rebar scan).

Best practice: Konsultan akan melakukan “data verification meeting” dengan design team sebelum modeling dimulai—pastikan semua clear & consistent. Ini prevent rework & memastikan result relevan actual project.

Langkah Selanjutnya: Konsultasi Awal Analisis Struktur

Analisis struktur yang tepat adalah investasi untuk melindungi proyek Anda: memastikan keselamatan struktur, compliance dengan standar SNI, efisiensi biaya tanpa over-design, dan memberikan data-driven basis untuk keputusan design yang informed. Anda bisa tangkap masalah design lebih awal—jauh lebih murah daripada perbaikan di lapangan nanti.

Jika Anda sedang merencanakan proyek konstruksi (gedung, jembatan, infrastruktur, retrofit)—dan ingin memastikan struktur Anda aman, compliant, dan efisien—kami siap diskusi kebutuhan analisis Anda.

Tim kami akan membantu Anda mengidentifikasi scope yang sesuai, estimate timeline realistis, dan jelaskan deliverable apa yang akan Anda terima. Konsultasi awal adalah advisory—kami fokus membantu Anda buat keputusan berdasarkan data tentang apa yang proyek Anda butuhkan, bukan sales pitch.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Email: kontak@hesa.co.id
Mobile: 0812 9144 2210
Whatsapp Business: 0811 888 9409
Link: https://linktr.ee/hesa.lc

Tinggalkan Pesan