Ada pertanyaan menarik dari pembaca blog ini, yaitu tentang perencanaan tahan gempa rumah kontainer, sebagai berikut :

William pada 5 Juni 2022 pukul 7:19 pm berkata:

Selamat malam pak, maaf mengganggu. Saya William mahasiswa teknik sipil. Saya ingin tahu kira-kira untuk konstruksi rumah kontainer 1-2 tingkat itu termasuk ke jenis struktur apa ya ? Soalnya saya lihat pilihannya di ASCE 7-16 dan SNI 1726, bingung jenis apa yang cocok dengan struktur ini dan berapa nilai R yang digunakan. Mohon penjelasannya mengenai ini pak, terima kasih pak.

Pertanyaan ini kelihatannya sepele, karena tentang rumah 1-2 tingkat, tetapi menjawabnya ternyata tidak sepele. Pertama adalah karena ada kata kontainer, sehingga tentunya berbeda dari ruma 1-2 tingkat pada umumnya. Oleh sebab itu perlu didalami apa yang dimaksud dengan “rumah kontainer 1-2 tingkat” tersebut. Ini tentunya sesuatu yang tidak biasa, jelas bukan hasil kreatifitas tukang bangunan yang biasa mengerjakan rumah tinggal. Pastilah ini adalah ide orang-orang yang punya akses atau pengetahuan tentang kontainer dan modal untuk membawa kontainer tersebut ke lokasi. Jelas itu semua memerlukan alat-alat khusus. Moga-moga istilah kontainer yang dimaksud adalah box kontainer yang bisa digunakan dalam pengiriman produk ekspor-impor. Untuk itu mesin Google adalah yang paling tepat untuk menjawabnya.

Wo ternyata hasil pencarian mesin Google banyak banget hasilnya, dan salah satunya saya tampilkan di sini ya, sebagai berikut .

Mantab sekali fotonya, ternyata itu yang disebut rumah kontainer 1-2 tingkat. Dari foto tersebut tentunya bisa diduga bahwa rumah tersebut dibuat dengan menyusun kotak-kotak kontainer yang biasa dipakai untuk pengiriman barang logistik ke berbagai benua. Adanya jendela dan kaca selasar tentunya dengan cara melubangi dinding kontainer tersebut. Adanya lubang-lubang tentunya akan memperlemah kekuatan kontainer, sehingga perlu diperhitungkan dengan baik oleh insinyur.

Sebelum membahas lebih lanjut, alangkah baiknya mempelajari konfigurasi asli kotak kontainer itu sendiri. Dari internet diperoleh foto kotak kontainer sebagai berikut.

Antara kotak kontainer dan rumah kontainer tentunya bisa dilihat benang merahnya. Terlihat pada rumah kontainer bagian pintu sudah digantikan oleh dinding bergelombang (corrugated), yang berarti pada pembuatan rumah kontainer tersebut bisa dilakukan pemotongan, atau tepatnya ada pekerjaan merangkai ulang memakai komponen kontainer. Artinya ada modifikasi dari konfigurasi asli untuk dijadikan rumah kontainer. Ini tentu sifatnya sangat bervariasi. Kesamaannya adalah dinding bergelombang masih dijadikan sebagai elemen utama dari struktur. Berarti strukturnya adalah berupa dinding atau bidang, bukan rangka. Ini yang penting untuk dijadikan patokan.

Untuk konstruksi kontainer sendiri berupa struktur box, yang terdiri dari corrugated plate (pelat baja bergelombang), dengan rangka pengaku di bagian pinggirnya. Karena ditujukan untuk mengangkut beban berat (isi kontainer yang maksimal) ke berbagai negara tentu dimensi (ukuran fisik) dan kapasitas angkut perlu dibuat standar. Bayangkan jika dimensinya bervariasi tentu akan sulit untuk disusun di kapal, juga jika kekuatannya berbeda-beda, maka proses penyusunannya (ketika ditumpuk) tentunya tidak boleh sembarangan. Intinya dimensi dan kekuatan struktur kontainer adalah sudah standar. Berikut ditampilkan kontainer di pelabuhan ketika diangkat dan ditumpuk.

Cara pengangkatan box container adalah dipegang di bagian atas, pada bagian rangka pinggir. Terlihat kontainer bisa diangkat pada kondisi miring, yang tentunya pada kondisi tersebut menyebabkan timbul torsi atau momen pada box kontainer. Karena strukturnya terdiri dari elemen bidang atau dinding atau shell, maka box tadi membentuk struktur cangkang yang monolit. Terbukti akibat pengangkatan dan juga penumpukan maka tidak terjadi deformasi. Kontainer masih utuh berbentuk box dan cukup presisi untuk ditumpuk satu dengan lainnya. Terlihat box container bisa ditumpuk sampai lima lapis, pada muatan penuh. Itu bukti bahwa struktur kontainer cukup kaku dan kuat memikul beban luar maupun muatan di dalamnya. Karena biaya angkutan dengan container tentunya tidak murah, maka pemakai tentunya tidak mau rugi dan akan mengisi kontainer tersebut secara efisien, yang berarti muatannya adalah semaksimal mungkin. Box kontainer bekas, yang masih utuh tentunya sudah teruji kalau barangnya adalah kuat, dan kaku.

Kekuatan container akan banyak terpengaruh jika dibuat lubang-lubang yang besar. Jika yang membuat lubang adalah orang teknik sipil, tentunya akan diusahakan lubangnya tidak akan memotong sistem rangka di bagian pinggirnya. Jika terjadi ini adalah hal yang gawat, dan pengaruhnya harus diperhitungkan dengan cermat dengan analisis yang rasional. Pada foto di atas, tumpukan container bisa dipasang sampai beberapa lapis, tentunya akan ada pengikat khusus antar kontainer itu sendiri. Itu penting karena tumpuan kontainer di kapal bisa terguling jika ada gelombang yang besar. Jadi jika pengikat itu juga digunakan pada rumah kontainer, maka kesatuan antar kontainer tentunya bisa diharapkan. Jika tidak, maka tentunya sistem pengikat box kontainer tersebut harus diperhitungkan dengan cermat.

Sampai di sini bisa dipahami bahwa kontainer adalah unit box dari pelat baja bergelombang yang berukuran seragam juga kekuatannya (kapasitas angkutnya). Adanya konfigurasi pelat yang bergelombang menyebabkan lantai atau dinding kontainer mempunyai kekakuan arah tegak lurus bidang (untuk memikul berat muatan), maupun searah bidang dindingnya. Untuk profil gelombang seperti foto, maka kekakuan arah bidang vertikal adalah paling besar, itu yang menyebabkan kontainer-kontainer tersebut mampu ditumpuk tinggi dan tetap utuh. Untuk bidang di arah horizontal relatif lebih kecil, tetapi karena berupa dinding tetap dapat dihasilkan kekakuan lateral yang lebih besar dibanding jika hanya memakai rangka tepi luar saja.

Paragraf terakhir di atas sudah masuk pada pembahasan tentang perilaku atau karakter struktur dari box kontainer baja tersebut, yang tentunya hanya dipahami oleh ahli atau yang mendalami ilmu rekayasa struktur.

Pemahaman tentang perilaku struktur ketika dibebani sampai terjadi kondisi inelastis adalah penting untuk menentukan nilai R pada perencanaan bangunan tahan gempa sesuai SNI 1726:2019 atau ASCE 7-16. Karena menghapalkan perilaku struktur itu tidak mudah, maka dilakukan penggolongan jenis struktur bangunan yang dimuat pada Tabel 12 (SNI 1726:2019) sebagai berikut : [A] sistem dinding penumpu; [B] Sistem rangka bangunan; [C] Sistem rangka pemikul momen; [D/E/F] Sistem Ganda; [G] Sistem kolom; [H] Sistem baja tidak didetail khusus.

Karena struktur kontainer adalah berupa shell atau dinding maka jelas bukan termasuk golongan [C/D/E/F/G]. Hanya menyisakan golongan [A/B/H]. Mari kita tinjau untuk golongan [A] ternyata dindingnya semua bukan dari baja, kalaupun ada hanya disebut rangka baja canai dingin. Jadi jelas golongan [A] tidak bisa digunakan. Untuk sistem rangka bangunan, hanya ada dinding geser pelat baja dan beton komposit. Jelas tidak cocok.

Jadi jika mengacu Tabel 12 maka yang memungkinkan hanya golongan H, yaitu sistem baja tidak didetail khusus, yang berarti sistem baja yang tidak didesain bekerja sampai kondisi inelastis, dimana R = 3. Hanya saja, jika ini yang dipilih maka struktur yang dimaksud tidak bisa digunakan untuk wilayah dengan KDS D, E atau F. Padahal di Jakarta umumnya minimal KDS D. Berarti beban gempa yang digunakan dengan R=3 tadi masih dianggap tidak memenuhi kriteria SNI 1726:2019.

Pemilihan R=3 berdasarkan Tabel 12 hanya valid untuk bangunan di wilayah KDS B dan C. Agar dapat digunakan di Jakarta yang umumnya KDS D maka bisa juga digunakan petunjuk penggolongan struktur nongedung tidak serupa gedung, yaitu Tabel 29. Saya kira ini logis, khan kontainer memang dimaksudkan sebagai nongedung.

Jika memakai Tabel 29 maka bisa dipilih jenis struktur bangunan nongedung kategori “struktur sarana rekreasi dan monumen” atau “struktur bertipe pendulum terbalik” yang kedua-duanya menetapkan R=2. Jika ini dipilih maka bisa digunakan untuk semua wilayah KDS.

R = 2 menunjukkan bahwa gaya gempa yang digunakan untuk perencanaan bangunan kontainer adalah 4 kali lebih besar jika dibandingkan memakai struktur rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Itu juga menunjukkan bahwa struktur direncanakan tetap berperilaku elastis ketika terjadi gempa.

Meskipun beban gempa 4 kali lipat dari struktur SRPMK, tetapi diyakini sekali beban gempanya relatif kecil untuk bisa mempengaruhi struktur box kontainer tersebut. Beban gempa tersebut sekedar untuk mengecheck kekuatan tumpuan (pondasi) apakah akan terjadi guling atau semacamnya, serta sambungan antar box kontainer. O ya termasuk juga jika ada pelemahan akibat modifikasi yang dilakukan.

Note : jika dipilih gaya gempa berdasarkan nilai R= 2 tersebut, maka selanjutnya tidak ada pedetailan khusus pada konstruksi baja yang dibuat. Nggak perlu harus merujuk AISC 341 maupun AISC 358. Simple !

Semoga menjawab.