Beton kuat terhadap gaya tekan namun lemah terhadap gaya tarik, karena itu terjadi lendutan, oleh karena itu tergantung dari pembesian pada plat beton tersebut dan beban apa diatasnya. Dengan pembesian tertentu dan ketebalan pelat yang ada (30 cm), maka pelat beton itu sudah berfungsi sebagai balok juga. Kemungkinan malah over design (jika pembebanannya dibawah 200 kg/m2). Mungkin akan lebih murah jika dibuat beberapa balok utama dan beberapa balok anak, kemudian ditutupi pelat beton ketebalan 12-14 cm (desain pelat disesuaikan beban diatasnya).

Tanya – Thomas Yanuar

Dear Civil/Structure Experts,

Saya kebetulan sedang mereview dokumen perhitungan struktur basin untuk demineralization water system. Ada 2 basin yang akan dikonstruksi berdempetan (kopel) dan tersebut memiliki dimensi yang cukup signifikan (16 x 13 x 6 m) per satunya. Tim Engineering Design dari kontraktor merencakan plat beton atas (cover) basin tanpa balok. Dari hasil output kalkulasi menggunakan software, segala sesuatu tampak normal termasuk pemeriksaan terhadap Crack Control. Namun saya masih belum confident dengan hasil perhitungan tersebut termasuk skematik penulangan plat atas.
Dengan luasan plat beton yang cukup besar (16 x 13 m) tanpa adanya balok pembagi, meskipun ketebalan pelat mencapai 30 cm, saya mengkhawatirkan terjadinya lendutan diarea tengah bentang plat. Baik arah melintang dan membujur. Lendutan dapat memicu keruntuhan struktur jika nilainya melewati ambang batas kontrol. Lendutan ini yang tidak diperiksa oleh kontraktor dalam perhitungan mereka.
Saya teringat metode perhitungan struktur pelat tanpa balok untuk bentang luas dengan metode pelat cendawan, namun kelihatannya engineer-engineer sipil/struktur kontraktor belum mengenal metode perhitungan tersebut.
Mohon masukan dari para rekan expert sekalian, apakah kekhawatiran saya cukup beralasan ataukah mungkin ada dari rekan-rekan memiliki pandangan teknis yang bisa menjadi masukan buat saya.
Terima kasih sebelumnya.

Tanggapan 1 – darmansyah

Menurut saya, memang beton kuat terhadap gaya tekan namun lemah terhadap gaya tarik oleh karena itu terjadi lendutan, oleh karena itu tergantung dari pembesian pada plat beton tersebut dan beban apa yang diatasnya. Dengan pembesian tertentu dan ketebalan pelat yang ada (30 cm), maka pelat beton itu sudah berfungsi sebagai balok juga. Kemungkinan malah over design (jika pembebanannya dibawah 200 kg/m2). Mungkin akan lebih murah jika dibuat beberapa balok utama dan beberapa balok anak, kemudian ditutupi pelat beton ketebalan 12-14 cm (desain pelat disesuaikan beban diatasnya).

Tanggapan 2 – Thomas Yanuar

Terima kasih tanggapannya Pak Darmansyah,

Kalau over design dalam perbandingan beban terhadap ketebalan pelat, saya rasa tidak. Karena selain faktor panjangnya bentang (bentang terpendek di sisi melintang yaitu 13 meter), pelat akan mendukung rotating equipment berupa pompa-pompa dan pipa-pipa plus dudukan/stanchion untuk instrumentasi. Kumulatif beban titik tersebut 2 ton.
Murah dan mahal bukan menjadi faktor pertimbangan. Peniadaan kolom pada desain tersebut untuk mengakomodasi sirkulasi air dalam basin. Karena jika ada balok, maka diperlukan kolom sebagai penerus beban ke struktur dibawahnya. Bisa saja memakai pre-stress girder (untuk balok bentang panjang tanpa kolom) namun opsi ini dikesampingkan karena faktor kesulitan terapan dilapangan.
Pernyataan Pak Darmansyah ‘Dengan pembesian tertentu dan ketebalan pelat yang ada (30 cm), maka pelat beton itu sudah berfungsi sebagai balok juga’ itulah yang saya ingat sebagai metode perhitungan pelat cendawan. Jika boleh, apakah bisa saya diberi referensi pernyataan tersebut? Terutama tentang pembesian tertentu, apakah yang dimaksud polanya ataukah asumsi perletakan tulangan geser dan tarik disuatu area tertentu dalam pelat? Mohon penjelasan lebih lanjut.

Tanggapan 3 – eko.hidayanto2008

Menurut saya lebih baik dikombinasi dengan profil baja (size dari design) sebagai main beam dan junior beam yg berfungsi u/ memecah beban. Karena bentangnya yg sangat lebar, lebih efektif dan aman memakai profil baja. Tebal plat diperkecil dan reinforcementnya dihitung kembali disesuaikan beban2x yg bekerja. Terima kasih.

Tanggapan 4 – darmansyah

Oke kalau begitu, karena asumsi saya tadi tidak ada pembebanan yang berarti sehingga serasa over design. Kalau demikian beban 2 ton / titik terdiri dari pompa dan piping. Kami sarankan sebaiknya anda minta kontraktor untuk:

1. Memberikan copy sertifikasi software yang mereka pakai dan prosedur penggunaannya.

2. Memberikan perhitungan lengkap:

– strength analysis (kekuatan)

– momen

– shear (gaya geser)

– deflexion (lendutan yang terjadi berapa besar)

– dynamic/creep (getaran dinamik pompa)

3. Setiap keadaan save, harus diberikan referensi terhadap peraturan beton mana? (mis. ACI)

Saya juga belum pernah menghadapi pelat beton dengan kondisi yang anda hadapi, saya hanya memperkirakan saja bahwa kontraktor tersebut mengasumsikan sebagai pelat beton berfungsi sebagai balok juga (>30 cm tebal balok biasa digunakan untuk balok atap atau dak beton dengan bentang jauh), karena biasanya balok girder untuk bentang panjang (15 meter), cth jalan jembatan umum, biasanya 30×50 cm. Kecuali pre-stress.

Jika anda tidak merasa confidance, mintalah kontraktor memberi penjelasan sampai anda merasa confidance. (kami juga sering begitu).

Tanggapan 5 – Thomas Yanuar

Pak Darmansyah, terima kasih buat tanggapannya yang cepat,

Karena saya tidak kunjung merasa confidence dengan desain tersebut.

Saya putuskan untuk mereject desain basin dan meminta kontraktor untuk mendesain ulang, untuk kali ini langsung saya yang memberikan konsep desain/principal. Dengan memperhatikan PI & D dan kapasitas equipment yang akan dipasang serta pengaruh terhadap rencana ouput demin water.
Saya juga memutuskan untuk memakai kolom beton berbentuk bulat (rounded) ditengah bentang membujur dan melintang plus balok pembagi. Kolom berbentuk bulat, diasumsikan meminimalisir hambatan, guna menghindari penumpukan sludge, pada sirkulasi air dalam basin. Perletakan kolom ditengah bentang berdasarkan anggapan bahwa daerah tersebut memiliki tekanan tarik terbesar dan untuk menghindari lendutan ekstrim.

Untuk Pak Darmansyah, terhadap masukan anda:

1. Calculation Software. Validasi software yang dipergunakan udah dilakukan sejak awal tahapan FEED dilakukan sehingga tidak ada keraguan dari saya terhadap kinerja software tersebut. Validasi adalah langkah yang sangat awal.

2. Perhitungan. Sebagaimana layaknya submission calculation document, sudah barang tentu dokumen tersebut lengkap dengan detail-detail yang anda sebutkan. Kecuali deflection, dimana hal inilah yang menjadi topik postingan saya. Selain itu, dalam sistem PM, guidance untuk metoda document submission sudah diberikan lengkap dan sudah jadi SOP juga buat saya dalam mereview suatu dokumen perhitungan struktur. Kebetulan saya pernah menulis tentang artikel tentang itu disini: http://civilandstructure.wordpress.com/2010/01/18/tahapan-perhitungan-struktur/

3. Khusus untuk dynamic/creep. Berdasarkan vendor print untuk daya/kapasitas pump yang saya analisa, getaran dinamis yang dihasilkan pompa dapat diakomodasi dengan membuat abutment/penebalan beton sebagai pondasi mesin. Pondasi tersebut saya anggap sebagai Low-Tuned System dimana rentang operating frequency dari pompa diatas frekwensi natural dari sistem struktur yang menopang.

@ Pak Eko, terima kasih juga terhadap masukannya. Sempat saya simulasikan pemakaian struktur baja (membuat pemodelan) masukan Bapak, namun karena pertimbangan faktor korosifitas dari lingkungan dalam basin (demin water) maka opsi tersebut terpaksa dikesampingkan.

Tanggapan 6 – yasin wijaya

Pak Thomas, walaupun telat tapi sekedar pendapat untuk pelat cendawan ato biasa disebut flat slab sebenernya sudah ada peraturan yang menjelaskan (ACI)…di peraturan tersebut disarankan mengunakan metode direct design method ato equivalent frame method…

Untuk kasus2 sederhana mengunakan 2 metode diatas saya rasa hasilnya sudah cukup memuaskan tapi bila bapak ingin hasil yang lebih baik bisa mengunakan Finite Element Analysis dengan bantuan program SAFE…..

untuk masalah lendutan hasil dari program ini cukup baik,

Tanggapan 7 – henry leonard saragih

Dear Pak Thomas,

Maaf kalau mungkin agak terlambat menanggapi case yang bapak hadapi.Saya pernah mengerjakan struktur yang sama untuk basin untuk Demin water.Yang pernah saya desain basin dengan ukuran yang sama.Saya menempatkan Main beam untuk bentang terpendek (13 M).Selanjutnya secondary beam akan menumpang diatas main beam tersebut.Sehingga RCC slab tidak perlu terlalu tebal.Posisi main beam dan secondary Beam saya sesuaikan dengan posisi equipment.Hal ini untuk menhindari Pointload dari equipment berada diatas RCC slab.Juga untuk mengakomodir dalamnya Anchor pocket yang harus dipersiapkan untuk anchor bolt equipment.Jadi pendapat saya kurang tepat apabila membuat kolom ditengah bentang.Karena membutuhkan tambahan fondasi di tengah dan juga mempertimbangkan estetika struktur.Yang perlu diperhitungkan adalah clear space dari dasar Basin ke bottom of main beam dalam hal ini adalah disesuaikan dengan kapasitas maximum basin yang direncanakan.

Tanggapan 8 – Thomas Yanuar

Dear Pak Henry,

Terima kasih masukannya juga kepada Pak Yasin Wijaya.

@Pak Yasin, masukan yang sangat baik buat saya.

Pak Henry, simulasi dengan menempatkan main girder di bentang terpendek (tanpa ada kolom penopang) sudah saya coba lakukan. Ini adalah pilihan favorit sebenarnya. Dari perhitungan statika dan ditransformasikan kepada bentuk elemen, tinggi balok yang didapat cukup besar plus peningkatan dimensi elemen terkait. Dalam hal ini, faktor keekonomisan berbicara lain sehingga terpaksa saya tinggalkan.
Pemakaian kolom menjadi pilihan akhir karena tebal pelat dasar sekitar 40 cm, penebalan pelat beton dikaki kolom -untuk mengantisipasi gaya pons- tidak terlalu signifikan. Asumsinya, dengan ketebalan sekian, pelat juga dapat menanggung beban yang disalurkan kolom. Tebal 40 cm ini berdasarkan kapasitas demin water yang harus dimuat serta gaya-gaya dalam dari struktur itu sendiri plus tekanan tanah. Tekanan tanah menjadi faktor yang diperhitungkan karena basin terletak diarea dimana banyak pondasi static equipment berukuran besar dan elevasi pondasinya lebih dangkal dari basin. Buoyancy diabaikan.

Segi estetika tidak diperhitungkan karena kolom berada didalam basin yang tertutup. Lebih ditekankan pada segi fungsi disamping tidak menghambat sirkulasi air demin.
Setuju dengan saran Pak Henry untuk menempatkan equipment diatas balok. Dengan memperhitungkan dimensi dudukan equipment dalam asumsi Low Tuned System sebagaimana yang saya tulis sebelumnya.
Terima kasih sekali lagi dan salam hangat dari Seoul (sudah memasuki musim panas disini).