Tulisan berikut mungkin bukan merupakan terjemahan yang tepat untuk tulisan quorawan Gopalkrishna Vishwanath, struktural engineer berkebangsaan India. Yang berjudul:

How do I design a RCC building without using software?

Bagaimana saya dapat mendesain struktur beton bertulang tanpa menggunakan software?

Artikel berikut sudah diterjemahkan dengan beberapa perubahan tanpa merubah arti secara signifikan. Bagi yang suka baca bahasa inggris, silahkan menuju link di atas.

Mulai dari sini yo! Jangan lupa siapkan kopi hangat..

***

Saya tidak dapat memberikan tips teknis secara lengkap untuk mendesain struktur beton bertulang tanpa menggunakan software dan asumsi awal tanpa menggunakan komputer.

Saya dapat memberikan saran/tips umum mengenai struktur baja dimana merupakan bagian dari proyek industri, dimana saya mempunyai pengalaman disitu.

Saya berbicara tentang periode sebelum tahun 1980. Dimana komputer (PC) dan semua software modern belum ada.

Sebelum tahun 1975, bahkan kalkulator tidak ada pada kami di India, dan kami menggunakan metode Slide Rules (Metode grafis).

Kami membutuhkan waktu yang lama untuk mendesain. Kalkulator kami tidak seakurat sebagaimana hasil komputer saat ini tapi cukup lumayan.

Kami tidak mampu melakukan “Bagaimana jika” (Metode coba-coba) analisis dan eksperimen dengan cara merubah parameter untuk mendapatkan desain yang lebih ekonomis.

Kami menggunkan kertas, pensil, penghapus, mistar, buku catatan, buku referensi yang memberikan rumus momen, geser, dan defleksi, nomogram, grafik, dan referensi desain terdahulu yang telah dilakukan oleh senior berpengalaman. Kemudian membuat perkiraan (Intelligent guesses) tentang kemungkinan ukuran dari balok dan kolom untuk melakukan metode coba-coba (Trial and error) dalam pemilihan ukuran akhir.

Kami menghitung beban dengan menggunakan spread-sheet (lembar kerja) (Benar-benar lembar kerja menggunakan kertas, bukan Excel).

Kami mempunyai lembar kerja standar (semacam patron, anak teknik pasti tahu) dengan baris dan kolom digambar dahulu dengan lebar kolom berbeda-beda dan kemudian dapat digunakan.

Beban vertikal adalah yang paling mudah dihitung. Kami menganggap intensitas beban per feet kuadrat atau meter kuadrat dikali dengan tributari area (Metode Amplop) pada balok dan kolom kemudian menghitung beban rencana pada masing-masing balok dan kolom setiap lantai.

Untuk momen pada balok, berdasarkan pada kondisi tumpuan, kami menggunakan rumus wL^2/8, wL^2/10. Untuk memperkirakan lendutan pada balok, kami menggunakan rumus ML^2/(10EI).

Untuk momen pada kolom, berdasarkan beban angin lateral, kemudian kami mencocokan dengan kolom yang telah didesain terdahulu dengan parameter yang mirip dan telah dipastikan atau dengan melakukan analisa perkiraan.

Kebanyakan metode yaitu dengan memberikan beban angin pada salah satu sisi gedung sebagai beban terdistribusi merata.

Besar beban angin dalam Kg/m2 dikalikan dengan tributasi area lebar dinding pada masing-masing dimana kan menghasilkan beban terdistribusi merata pada sisi angin datang.

Kami menggunakan rumus wL^2/2 untuk moment kantilever pada kolom lantai dasar, dan momen pada kolom yang berada bada satu garis lurus.

Momen lebih banyak diterima oleh kolom eksterior dan sisanya diberikan kepada kolom interior.

Proporsi aktual momen (Momen sebenarnya) pada kolom eksterior dan interior tergantung pada lebar bentang dan ukuran kolom serta momen inersia kolom sepanjang garis yang sama sebagaimana arah datangnya angin.

Dengan percobaan awal momen dan gaya aksial, kami melihat referensi pada grafik dan nomogram yang sudah tersedia untuk mengecek tegangan yang terjadi.

Pada banyak kasus, engineer berpengalaman akan memberikan banyak revisi pada beberapa ukuran dan sampai diperoleh ukuran yang memuaskan. Gambar manual dibuat dengan pensil dan kertas oleh drafter terampil di bawah pengawasan engineer.

Proses ini sangat lambat dan menyiksa, tapi ini bemberikan kepuasan yang luar biasa.

Desainnya sangat mudah diperiksa oleh orang lain dan ini merupakan standar praktis untuk dikerjakan oleh orang yang tidak terlibat sebelumnya. Semuanya sangat terbuka, diijinkan untuk memeriksa buku catatan desain kami. Tidak seperti komputer dan software sekarang ini, dimana seperti kotak hitam (Black box) yang dimasukkan sejumlah data dan secara buta-buta percaya dengan angka yang diberikan oleh komputer. Kami dapat melihat apa yang kami lakukan dan merasa nyaman/aman dengan perbaikan hasil atau mencari hal yang mencurigakan pada beberapa hasil dan kami turun tangan secara langsung. Senior akan memantau proses perhitungan secara umum dan menyerahkan detail pemeriksaan pada junior.

Engineer berpengalaman mengetahui data propertis semua penampang, khususnya berat isi, momen inersia, dan modulus penampang. Mereka tidak sering melihat referensi manual.

Semua ini membuat kita memperoleh “Rasa” (Feel) pada struktur. Senior dapat dengan mudah menemukan sesuatu yang mencurigakan pada desain jika ada atau akan menyuruh kami untuk mengecek kembali. Apabila mereka besar lebih dan lebih berpengalaman, bahkan tidak membutuhkan perhitungan dan analisa untuk struktur sederhana atau dapat membuat gambar tanpa hitungan. Untuk tujuan pencatatan, mereka kemudian menyuruh junior untuk melakukan perhitungan.

Kami menggunakan metode analisis sederhana dan langsung (direct). Saya tidak ingat jika ada yang melakukan analisa P-Delta atau non-linear analisis. Teori beban ultimit atau tegangan batas (Limit state) hanya dibicarakan oleh akademisi, tapi diabaikan oleh praktisi engineer. Hanya struktur yang tinggi seperti cerobong asap yang dicek periode alami strukturnya dan efek dinamik secara kasar. Untuk balok yang memikul beban getaran mesin yang dicek resonansi dan tambahan tegangan menggunakan aturan praktis dan beberapa rumus dari buku saku. Tidak diperlukan melakukan analisis gempa, dimana metode baru dikembangkan kemudian hari. Jika struktur mampu bertahan pada beban angin yang tinggi, maka dapat pula bertahan pada kondisi gempa. Aturan (code) tidak menyaratkan bangunan menerima kedua beban (Angin dan gempa) secara bersamaan.

Saya merujuk pada periode tahun 1970 sampai 1980. Saya bekerja sebagai praktisi selama beberapa tahun. Kemudian saya belajar menggunakan komputer dan memilih program komputer yang masih dikembangkan. Saya juga mengembangkan sendiri. Tapi gambar masih manual. Dari tahun 1990, software gambar sudah mulai tersedia dan kami perlahan-lahan mengganti menggunakan program dalam gambar.

Zaman sekarang merupakan era “Modeling” dengan software seperti Tekla, Bocad, SOD/2 dan lain lain.

Prosaes analisa, desain, gambar digambungkan dalam satu alat (tool) dan diantaranya kebutuhan perencana struktur sekarang berkurang. Karena semua pekerjaan yang membutuhkan banyak waktu dan melelahkan, sekarang sudah tidak ada lagi.

***

Demikian kita dapat melihat bagaimana struktural engineer dahulu berusaha keras untuk belajar dan mendesain serba manual menggunakan pensil dan kertas serta tanpa kalkulator. Belum lagi gambar kerja dibuat juga secara manual. Semua itu membutuhkan waktu dan tenaga yang tidak sedikit. Namun, dengan ini mereka mempunyai “rasa” (feel) yang mana membuat mereka mempuyai engineering judgement. Analisis dan desain bahkan dilakukan tanpa hitungan karena telah mengetahui atau ingat secara mendalam tentang perilaku struktur yang mereka desain. Jika ada keanehan dari hasil analisis dapat dengan mudah diketahui.

Tidak seperti zaman sekarang ini, analisis dilakukan serba menggunakan komputer dan software, dimana hasilnya diterima secara mentah-mentah. Kita tidak mengetahui bagaimana proses yang terjadi dalam software tersebut. Ada yang mengatakan bahwa semua tergantung Man behind the gun, dimana garbage in garbage out artinya sampah yang kita input ke software, sampah pula yang kita peroleh.

Ilmu boleh kuno, namun sangat berarti (Old but gold).

Demikian semoga bermafaat..