Konsep Desain Strong Column Weak Beam

Konsep Perencanaan Desain Kolom Kuat Balok Lemah atau yang kebih dikenal dengan istilah strong column weak beam concept adalah salah satu cara inovasi desain struktur dengan cara membuat sistem struktur yang fleksible yang mampu berdeformasi saat terjadi gempa (memiliki daktilitas yang tinggi) pada jenis perencanaan SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus). Persyaratan yang ketat pun harus dipenuhi, untuk menghasilkan struktur yang dapat berperilaku daktail secara  SRPMK sesuai dalam SNI 03-2847-2002 bab 23.3.

Faktor reduksi gaya gempa (R) diambil sebesar 8. Hal ini disebabkan karena struktur SPRMK memiliki sifat yang fleksibel dengan daktilitas yang tinggi, sehingga bisa direncanakan dengan gaya gempa rencana yang minimum. Namun kekuatan dan kekakuan dari struktur juga harus diperhatikan untuk mampu menahan beban rencana, baik beban gravitasi maupun gempa, dan struktur harus menghasilan story drift yang sesuai dengan batasan peraturan. Drift dari struktur dihitung dengan beban terfaktor yang diamplifikasi dengan faktor Cd (SNI 1726-2012 Tabel 9).

Respon yang bersifat daktail diharapkan terjadi pada balok, dan pada saat yang sama tidak boleh terjadi keruntuhan geser. Keruntuhan geser pada kolom, sangat fatal bagi struktur karena kolom pada satu lantai menumpu semua lantai di atasnya. Dalam ketentuan SRPMK, keruntuhan geser dihindari dengan pendekatan desain kapasitas. Gaya geser yang diperhitungkan bukan hanya berasal dari gaya geser akibat beban gravitasi (beban hidup, beban mati) tapi juga mempertimbangkan beban geser yang berasal dari kapasitas momen maksimum balok pada saat balok mengalami yielding.

Kapasitas disain dalam SRPMK “kolom kuat balok lemah” digunakan untuk memastikan tidak terjadinya sendi plastis pada kolom selama gempa terjadi. Konsep mekanis keruntuhan ini disebut mekanisme pergoyangan balok (beam side sway mechanisme) seperti ditunjukkan pada Gambar berikut.

 Gambar 1. Beam Side Sway Mechanisme

Mekanisme Kerja Strong Column Weak Beam
Pada saat struktur mendapat gaya lateral gempa, distribusi kerusakan sepanjang ketinggian bangunan bergantung pada distribusi lateral story drift (simpangan antar lantai). Jika struktur memiliki kolom yang lemah, simpangan antar lantai akan cenderung terpusat pada satu lantai (soft story effect) seperti ditunjukkan pada Gambar A. Sebaliknya jika kolom lebih kuat daripada balok (strong column weak beam), maka drift akan tersebar merata dan keruntuhan lokal di satu lantai dapat diminimalkan (Gambar B dan C).

 Gambar 2. Perilaku Struktur saat Mendapat Gaya Lateral Gempa

Kinerja struktur terhadap gempa memiliki beberapa masalah yang harus ditanggapi agar nilai keamanan lebih terjamin. Hubungan balok – kolom merupakan daerah rawan terhadap gaya lateral terutama gempa. Karena tempat tersebut merupakan daerah yang memiliki momen dan gaya geser yang besar yang dapat melelehkan struktur dan terjadi kegagalan.

Prinsip kolom kuat balok lemah bisa dicapai dengan memberikan batasan 6/5 dari Mc/Mb untuk memenuhi syarat minimum tidak terjadinya sendi plastis pada kolom lantai. Dimana :

• Mc adalah jumlah momen kapasitas 2 kolom yang bertemu di joint,
• Mb adalah jumlah momen kapasitas 2 balok yang menumpu di kolom.
  Sumber