Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK): Pengertian, Persyaratan, dan Tata Cara Perencanaannya

Proses konstruksi bangunan harus dilakukan dengan penuh kalkulasi. Pada proses ini, tidak hanya sisi estetik saja yang harus dipertimbangkan, tapi sisi keamanan juga perlu diperhatikan. Khusus untuk daerah rawan bencana, sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK) dapat diterapkan.

Apa itu SRPMK? Dan bagaimana penerapan sistem rangka tersebut dapat membuat bangunan lebih aman untuk ditinggali? Untuk lebih memahaminya, berikut ini informasi lengkap mengenai SRPMK.

Pengertian Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)

SRPMK adalah desain struktur beton bertulang dengan detailing khusus yang mempunyai daktilitas tinggi atau penuh. Pendapat lain mengatakan bahwa SRPMK adalah sistem struktur dimana gaya lateral ditahan oleh struktur yang bersifat daktail.

Kedua pengertian di atas mencantumkan kata daktail atau daktilitas. Apakah yang dimaksud keduanya? Daktail atau daktilitas adalah kemampuan struktur mengalami simpangan pasca elastic berulang kali dalam skala besar.

Dengan demikian, struktur tersebut mungkin akan mengalami deformasi, tapi tetap mampu mempertahankan kekuatannya agar struktur tersebut tetap mampu untuk berdiri. Singkatnya, struktur yang bersifat daktail adalah struktur yang bersifat fleksibel.

Struktur yang memiliki sistem rangka khusus ini akan kembali ke bentuk semula atau tidak akan runtuh meski diguncang oleh gempa hebat. Akibatnya, jumlah korban jiwa dan kerugian materi karena gempa dapat diminimalisir.

Oleh karenanya, mereka yang tinggal di zona gempa 3 (menengah) hingga zona gempa 6 (gempa besar) disarankan untuk memiliki rumah atau bangunan dengan struktur SRPMK.

Lalu, bagaimana cara menciptakan struktur yang bersifat daktail? Salah satu caranya adalah dengan detailing penulangan yang ketat. Selain itu, desain sistem rangka ini memiliki sendi plastis yang dapat menyerap kekuatan gempa.

Desain struktur dengan SRPMK mungkin terkesan mahal. Namun, desain ini dapat dibuat dengan lebih ekonomis dengan cara menetapkan bentang balok antara 6 hingga 9 m dan jarak antar lantai tak lebih dari 6 m.

Sejarah dan Penerapan SRPMK

Dalam bukunya, Blume et al. menyebutkan bahwa desain beton bertulang dengan sistem rangka pemikul momen khusus pertama kali dikembangkan pada tahun 1960 an. Awalnya, desain struktur ini tidak diwajibkan penggunaannya.

Setelah sekitar 10 tahun kemudian baru dikembangkan, tepatnya tahun 1973, desain struktur ini mulai diwajibkan untuk digunakan di wilayah dengan risiko gempa tinggi. Peraturan yang mewajibkan penggunaan struktur ini adalah Uniform Building Code (ICBO 1973) di Amerika Serikat.

Di Indonesia sendiri, sekarang penggunaan SRPMK juga diwajibkan di wilayah dengan kategori seismic D, E, serta F. Anjuran ini tertuang dalam SNI 1762:2012 dan ASCE-7. 

Bangunan yang terletak di wilayah dengan kategori seismic A, B, dan C boleh saja menggunakan struktur SRPMK. Akan tetapi, penerapan ini mungkin kurang ekonomis atau kurang sebanding dengan risiko yang ada.

Keunggulan SRPMK

Keunggulan utama dari SRMK adalah mampu meminimalisir dampak gempa bumi maupun energi lain yang tidak terencana misalnya angin kencang. Selain itu, sistem rangka bangunan ini memiliki skala daktail penuh.

Dengan demikian, struktur bangunan akan lebih kuat daripada sistem rangka lainnya. Untuk memastikan bahwa pemilik bangunan memperoleh keunggulan tersebut, pembuat kerangka tersebut harus memastikan bahwa semua komponen SRPMK terpasang dengan baik dan sesuai pedoman SNI.

Persyaratan Penerapan SRPMK

Penerapan SRPMK tidak boleh dilakukan secara sembarangan. Beberapa persyaratan perlu dipenuhi sebelum menerapkannya.

1. Persyaratan Geometri

Syarat geometri yang harus dipenuhi adalah:

• Gaya tekan aksial terfaktor pada komponen struktur tidak boleh lebih dari Ag f’,C/10.
• Perbandingan lebar serta tinggi struktur tak boleh kurang dari 0,3 dan 250.
• Bentang bersih komponen struktur tak boleh kurang dari 4 kali tinggi efektifnya.
• Lebar penampang komponen tidak boleh lebih dari lebar komponen struktur penumpu

2. Persyaratan Tulangan Longitudinal /Lentur

Syarat tulangan longitudinal/lentur adalah:

• Kekuatan momen positif pada muka joint tidak boleh kurang dari setengah momen negatif yang tersedia dalam muka joint tersebut.
• Pada sebarang struktur lentur, untuk tulangan atas dan bawah, jumlah tulangan tidak diperkenankan kurang dari yang diberikan oleh Pers.
• Sambungan lewatan tulangan lentur diizinkan hanya jika tulangan Sengkang (spiral) disediakan sepanjang sambungan.
• Kekuatan momen negatif maupun positif pada sebarang penampang sepanjang panjang komponen struktur tak boleh kurang dari ¼ kekuatan momen maksimum yang ada pada muka salah satu joint tersebut.

3. Persyaratan Lainnya

Terdapat juga syarat-syarat lainnya, yaitu:

• Perencanaan seluruh sambungan balok-ke-kolom yang dipakai pada sistem pemikul beban gempa harus berdasarkan pada hasil pengujian klasifikasi yang memperlihatkan rotasi inelastic minimal 0,3 radian.
• Pengujian sambungan balok-ke-kolom harus menunjukkan kuat lentur, yang diukur pada muka kolom, minimal sama dengan momen plastis balok M ketika terjadi rotasi inelastic yang disyaratkan.

Persyaratan diatas hanyalah highlight dari persyaratan yang tercantum pada SNI yang mengatur tentang SRPMK. 

Secara utama, persyaratan-persyaratan yang ada adalah untuk mencapai prinsip bahwa SRPMK dirancang untuk dapat mengalami deformasi inelastis yang cukup besar karena gempa rencana, melalui kelelehan balok pada rangka dan kelelehan pada ujung kolom.

Selain itu, agar struktur memiliki kinerja yang baik dalam menghadapi gempa, maka spesifikasi bahan harus menjamin adanya kuat lebih bahan yang signifikan melalui kemampuan strain hardening dan terjadinya deformasi leleh berupa regangan plastis bahan yang cukup besar tanpa mengalami patah.

Ditambah lagi, tidak boleh terdapat kegagalan pada sambungan las.

Tata Cara Perencanaan SRPMK

Tata cara perencanaan SRPMK dimulai dengan proses perencanaan tahan gempa berbasis kinerja. Pertama-tama, model rencana bangunan dibuat. Selanjutnya, dilakukan simulasi kinerja model tersebut terhadap beragam jenis gempa.

Dari simulasi ini akan diperoleh berbagai jenis informasi, contohnya tingkat kerusakan dan ketahanan struktur. Dengan demikian, kesiapan pakai, besarnya keselamatan, serta kerugian harta benda dapat diperkirakan.

Selanjutnya, analisis pushover akan diterapkan. Berbagai prosedur perhitungan akan dilakukan, contohnya struktur yang akan dianalisa dibuat dalam bentuk model komputer dan dianalisis dalam 2 dan 3 dimensi, pembebanan struktur dengan gaya gravitasi, dan penentuan titik kendali.

Kemudian, anggaran biaya juga akan dihitung. Dalam perhitungan ini, dibutuhkan berbagai data, contohnya upah pekerja, harga satuan material, dan volume pekerjaan.

Sistem rangka pemikul momen khusus adalah struktur rangka yang harus dimiliki oleh bangunan yang berada di daerah resiko gempa menengah hingga tinggi. Penggunaan SRPMK dapat mengurangi jumlah korban dan kerugian finansial saat terjadinya gempa karena struktur ini tidak roboh saat gempa.