Banyak pendekatan dan teknik yang telah diteliti dan diterapkan selama 30 (tiga puluh) tahun lebih untuk memperkuat struktur eksisting. Beberapa diantaranya adalah dengan menambah kekakuan struktur, melakukan perubahan dengan menghilangkan atau mengurangi ketidak beraturan maupun diskontinuitas dalam penyebaran distribusi kekakuan dan kekuatan pada suatu bangunan.
Tujuan utama dari perkuatan struktur adalah:
- menambah kekuatan;
- Menambah daktilitas;
- Meningkatkan kekuatan dan daktilitas
Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur
Kesemuanya adalah untuk memenuhi performa seismic yang dibutuhkan.
Keputusan kritik saat memilih teknik perkuatan: Tidak semua teknik perkuatan cocok untuk semua kondisi struktur dan batasan ruang yang ada. Risiko jika memilih tanpa evaluasi menyeluruh: perkuatan yang dieksekusi tidak optimal secara teknis atau ekonomis, atau bahkan menimbulkan masalah baru (misalnya penambahan beban berlebih pada pondasi yang sudah lemah). Keputusan harus didasarkan pada: (1) hasil audit struktur yang detail, (2) kondisi batas ruang dan fungsi, (3) estimasi biaya dan timeline, (4) dampak pada durasi pekerjaan dan operasional bangunan. Evaluasi ini harus dilakukan sebelum desain perkuatan dimulai.
Gambar berikut menunjukkan berbagai teknik yang biasa diterapkan dan terus diteliti beradaptasi dengan kondisi gempa yang telah terjadi dan kemungkinan yang diprediksi akan terjadi.
Performa yang dibutuhkan dinilai dari sisi kekuatan dan daktilitas. Kombinasi antara kekuatan dan daktilitas meliputi keselarasan antara kekuatan dan kekakuan.
Implikasi pemilihan antara penambahan kekuatan vs daktilitas: Gambar pertama menunjukkan bahwa berbagai teknik memberikan kontribusi berbeda pada kurva kekuatan-daktilitas. Beberapa teknik dominan meningkatkan kekuatan (sliding up), yang lain meningkatkan daktilitas (sliding right), dan beberapa keduanya. Keputusan yang tepat tergantung hasil audit: apakah struktur gagal karena kekuatan kurang, daktilitas kurang, atau kombinasi? Kesalahan umum: memilih teknik yang meningkatkan aspek yang bukan masalah utama, mengakibatkan biaya tinggi tanpa manfaat signifikan. Contoh: jika struktur sudah cukup kuat tapi daktilitas kurang (sering terjadi pada struktur lama yang over-reinforced), menambah kekuatan saja tidak menyelesaikan masalah—justru berisiko meningkatkan goyangan inelastis.
Memberikan penambahan kekuatan adalah pendekatan yang direkomendasikan untuk bangunan bertingkat rendah sampai bertingkat sedang (low-to medium-rise building).
Bahkan jika daktilitas yang ada sudah memadai, penambahan kekuatan tetap diperlukan untuk mengurangi goyangan inelastik.
Tipikal hubungan gaya geser dan deformasi lateral beberapa teknik perkuatan seperti ditunjukkan pada peningkatan gambar berikut:
Membaca kurva performa untuk validasi teknik: Kurva gaya-deformasi menunjukkan perilaku aktual setiap teknik perkuatan. Risiko jika tidak memahami kurva ini dengan baik: estimasi kapasitas struktur setelah perkuatan menjadi tidak akurat, dan perkuatan yang dilakukan tidak mencapai target performa seismik yang direncanakan. Poin penting: (1) kemiringan kurva awal menunjukkan kekakuan elastis—teknik yang meningkatkan kekakuan akan membuat kurva lebih curam; (2) luas area di bawah kurva menunjukkan energi yang dapat didisipasi—daktilitas tinggi memungkinkan struktur menyerap lebih banyak energi gempa. Sebelum memilih teknik, validasi dengan konsultan bahwa target performa (dalam istilah kekuatan dan deformasi) akan tercapai dengan teknik yang dipilih.
Catatan praktis tentang jacketing (fiber carbon vs steel vs concrete): Ketiga metode jacketing menunjukkan trade-off yang berbeda: (1) Fiber carbon—ringan, tidak menambah beban pondasi signifikan, relatif mudah instalasi, tapi kapasitas lebih rendah; (2) Steel jacketing—kapasitas tinggi, tapi perlu pengelasan dan waterproofing untuk mencegah korosi; (3) Concrete jacketing—kapasitas tinggi, durabilitas baik, tapi penambahan beban pondasi besar, memerlukan space cukup. Risiko jika tidak mempertimbangkan ketiga faktor: perkuatan yang dipilih mungkin over-capacity tapi tidak sustainable (durabilitas rendah), atau sebaliknya under-capacity karena keterbatasan space. Di proyek dengan pondasi yang sudah lemah atau ruang terbatas (gedung di area padat), fiber carbon sering menjadi pilihan meskipun kapasitas lebih rendah—trade-off yang harus disadari sejak awal.
Penggunaan steel straps jacketing juga sudah mulai banyak digunakan, berikut penggunaan praktisnya (Ezz-Eldeen, H. A., 2016)
Selain dengan memperkuat dan menambah kekakuan sistem struktur, teknik lain adalah dengan menambahkan alat yang mampu mendisipasi energi gempa, sehingga gaya yang harus ditahan sistem struktur menjadi berkurang.
Alternatif perkuatan pasif: damping dan energy dissipation devices: Menambahkan damper atau alat peredam energi (tuned mass damper, friction damper, viscous damper, dll) adalah pendekatan alternatif yang tidak memerlukan modifikasi struktur utama. Keuntungan: struktur eksisting tetap utuh, instalasi dapat dilakukan tanpa mengganggu operasional bangunan. Risiko: perangkat ini memerlukan maintenance berkala, dan efektivitasnya tergantung pada tuning yang akurat. Pada beberapa proyek, kombinasi perkuatan struktur + damping device memberikan hasil optimal—kekuatan ditingkatkan, sekaligus energi gempa dikurangi. Namun, pendekatan ini lebih kompleks dalam analisis dan biaya lebih tinggi, sehingga hanya direkomendasikan untuk struktur kritis atau dengan keterbatasan ruang ekstrem
Dalam studi kasus perkuatan perkuatan struktur Kantor Pusat Bank Sulteng yang dilakukan HESA, 2018, pasca gempa Palu, dimana hasil kajian menunjukkan bahwa struktur memiliki daktilitas yang cukup baik, namun dari hasil analisis struktur diperlukan perkuatan untuk memenuhi standar peraturan yang berlaku.
Seperti digambarkan oleh Sugano (1996) pada gambar di atas penambahan dinding pengisi meningkatkan performa seismic paling tinggi dibandingkan yang lain, namun perlu juga dipertimbangkan ketersediaan space (jalur evakuasi dan sirkulasi), kemudahan pelaksanaan, efek penambahan berat sendiri dinding kaitannya dengan daya dukung pondasi, sehingga dalam kajian hasil kajian merekomendasikan perkuatan dengan menggunakan metode jacketing fyber carbon untuk meningkatkan performa struktur bangunan terhadap gempa.
DAFTAR BACAAN
[1] SNI 03-1726-2002; Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung
[2] SNI 03-1726-2013; Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung
[4] Ezz-Eldeen, H. A., 2016. Steel Jacketing Technique used in Strengthening Reinforced Concrete Rectangular Columns under Eccentricity for Practical Design Applications, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT) – Volume 35 Number 5- May 2016.
[5] HESA, 2018. Laporan Akhir Assessment Struktur Kantor Pusat Bank Sulteng.
[6] HESA, 2018. Laporan Akhir Disain Engineering Design Perkuatan Struktur Kantor Pusat Bank Sulteng.
Penulis: Dr. Ir Heri Khoeri, MT
Tulisan ini bagian ketiga dari 3 tulisan tentang Seismik Struktur:
1. Pemilihan Strategi Dan Teknik Perkuatan Seismik Struktur
2. Strategi Perbaikan Performa Seismik
3. Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur
Konsultasi Audit Struktur, Strategi Perkuatan, dan Validasi Performa Seismik
Pemilihan teknik perkuatan yang tepat memerlukan evaluasi menyeluruh: hasil audit struktur, analisis performa current vs target, pertimbangan batasan ruang dan operasional, serta estimasi cost-benefit. Kesalahan dalam tahap ini menyebabkan perkuatan yang tidak optimal—baik under-capacity maupun over-design dengan biaya signifikan.
Tim struktur kami melakukan audit struktur komprehensif, mengidentifikasi kekurangan kekuatan dan daktilitas, mengevaluasi alternatif teknik perkuatan (jacketing, penambahan dinding pengisi, damping device) terhadap batasan praktis, dan merekomendasikan strategi perkuatan yang optimal secara teknis dan ekonomis. Setiap rekomendasi disertai validasi dengan analisis performa struktur pasca-perkuatan untuk memastikan target performa seismik tercapai.
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
- ☎️ Telepon: (021) 8404531
- 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409