Desain Tahan Gempa untuk Tiang Lampu Jalan Berbahan Surya: Apa yang Benar-Benar Penting

Cara tiang benar-benar rusak dalam gempa bumi

Ada tiga jenis kerusakan utama yang umum terjadi di daerah gempa:

Tumbangnya tiang: Akselerasi horizontal tanah menyebabkan momen belokan yang besar pada bagian dasar tiang. Ketika momen tersebut melebihi batas kekuatan bahan tiang atau daya cengkeram fondasi, tiang akan patah pada bagian akarnya, atau fondasi menjadi longgar, sehingga seluruh struktur tiang akan roboh. Kerusakan jenis ini berdampak langsung pada keselamatan publik, dan inilah jenis kerusakan yang pertama kali perlu dicegah dalam perancangan.

Deformasi: Gelombang seismik menyebabkan getaran yang kompleks di dalam batang penyangga, yang dapat menyebabkan batang tersebut mengalami deformasi, baik secara lokal maupun permanen. Struktur tersebut mungkin masih berdiri, tetapi stabilitasnya serta fungsi lampu yang terpasang di atasnya menjadi terganggu.

Kerusakan pada sambungan: Hubungan antara batang penyangga dan fondasi, serta antara batang penyangga dan bagian lampu, mengalami tekanan yang tidak merata selama gempa. Akibatnya, baut-baut menjadi longgar dan sambungan-sambungan menjadi retak; kerusakan semacam ini mungkin bertahan selama gempa, tetapi bisa rusak akibat angin kencang berikutnya.

Mengapa batang penyangga menjadi rentan terhadap kerusakan:

• Desain batang penyangga tidak memperhitungkan beban akibat gempa: Pemilihan bahan yang tidak memadai, kekuatan material yang tidak cukup, atau ketebalan dinding yang tidak sesuai dengan kebutuhan struktural.
• Fondasi yang tidak memadai: Ukuran fondasi yang terlalu kecil, kedalaman penanaman yang tidak cukup dalam, serta detail sambungan yang tidak mampu menahan beban yang timbul selama gempa.
• Tanah tidak dianalisis dengan benar: Tanah yang lunak akan memperbesar getaran; selain itu, fenomena likuifaksi tanah (tanah yang sementara kehilangan kekuatannya dan berperilaku seperti cairan selama gempa) dapat merusak fondasi yang sebenarnya cukup kuat secara teoritis.

Perubahan yang kami lakukan pada spesifikasi tiang untuk daerah gempa bumi

Penampang tiang. Dibandingkan antara penampang berbentuk lingkaran dan poligon, penampang berbentuk delapan sisi atau berbentuk silinder yang meruncing memberikan perilaku pembengkokan yang lebih baik untuk aplikasi ini, serta meningkatkan ketahanan terhadap gaya putar dan gaya pembengkokan selama terjadi gempa. Penampang tersebut juga perlu mendistribusikan beban secara merata di sepanjang tiang, bukan hanya terkonsentrasi pada satu titik tertentu.

Ketebalan dinding tiang. Bagian dasar tiang mengalami momen gempa yang terbesar, sehingga bagian ini diberi ketebalan dinding yang lebih besar; bahan juga didistribusikan sesuai dengan pola gaya yang bekerja. Peningkatan ketebalan dinding ini tidak dilakukan secara seragam di seluruh bagian tiang, karena hal tersebut akan menyebabkan pemborosan bahan baja di bagian yang tidak memerlukannya.

Rincian koneksi. Inilah bagian yang paling memerlukan perhatian dari aspek teknik. Baut pengikat (anchor bolts) diperpanjang, menggunakan baut berkekuatan tinggi yang dilengkapi dengan mur pengunci (lock nuts), dan kombinasi proses pengelasan dengan pemasangan baut di bagian dasar tiang, sehingga koneksinya tidak akan lepas selama terjadi gempa. Kegagalan yang paling sering terjadi pada perangkat yang dikembalikan bukanlah kerusakan pada tiang itu sendiri, melainkan lepasnya pelat dasar tiang dari baut pengikatnya.

Koneksi yang fleksibel. Jika insinyur proyek menentukan penggunaan suatu komponen tertentu, maka penggunaan bantalan berbentuk engsel bola pada titik pertemuan antara tiang dan fondasi memungkinkan tiang untuk bergerak dalam batas-batas tertentu, sehingga energi yang seharusnya masuk ke dalam sumbu dapat diserap, dan hal ini juga mengurangi penumpukan tegangan di bagian akar tiang. Keputusan ini perlu dibuat pada tingkat proyek, bukan sekadar sebagai aksesori yang ditambahkan secara sepihak; penggunaan komponen tersebut akan mengubah jalur beban, sehingga seluruh struktur perlu dihitung ulang sesuai dengan perubahan tersebut.

Tugas yang perlu dilakukan oleh fondasi:

Ukuran dan kedalaman. Dimensi fondasi serta kedalaman penanamannya ditentukan berdasarkan perhitungan gaya gempa dan kondisi geologi setempat, bukan berdasarkan nilai default dari katalog standar. Ukuran fondasi yang lebih besar akan meningkatkan luas area kontak dengan tanah, sehingga meningkatkan stabilitas dan ketahanan terhadap gaya angkat. Dengan menanam fondasi lebih dalam, kita dapat mencapai lapisan tanah yang kurang terpengaruh oleh getaran permukaan.

Formulir dasar (Foundation form): Pondasi tiang (pile foundation) dan pondasi rakit (raft foundation) merupakan pilihan standar ketika kondisi tanah mengharuskannya. Pondasi tiang melewati lapisan tanah permukaan yang tidak stabil dan menyalurkan beban ke lapisan tanah yang lebih kuat; sedangkan pondasi rakit menyebar beban ke area yang lebih luas, terutama ketika pemasangan fondasi tunggal tidak praktis. Pemilihan jenis pondasi dipengaruhi oleh jenis tanah, ketinggian air tanah, dan tingkat aktivitas gempa di daerah tersebut.

Koneksi antara tiang dan fondasi (Pole-to-foundation connection): Panjang anker, kualitas baut, serta kombinasi antara baut dan sambungan las ditentukan terlebih dahulu, kemudian diperiksa sesuai jadwal yang telah ditetapkan. Setelah terjadi gempa yang signifikan, koneksi antara tiang dan fondasi menjadi hal pertama yang perlu diperiksa, sebelum memeriksa bagian lain dari struktur bangunan.

Apa yang tidak dibahas di halaman ini:

Halaman ini membahas langkah-langkah desain yang diterapkan oleh produsen terhadap tiang yang ditujukan untuk daerah gempa bumi. Halaman ini tidak melakukan perhitungan gempa bumi itu sendiri; kebutuhan, kelas tanah, dan persyaratan kode ditentukan oleh insinyur proyek untuk setiap lokasi. Selain itu, halaman ini juga tidak membahas aspek fotometri lampu penerangan maupun kemandirian sistem listriknya. Untuk pemeriksaan beban lateral pada tiang dan perangkat lampu penerangan, kalkulator beban angin kami dapat membantu dalam menangani aspek struktural terkait beban angin. Perangkat lampu penerangan yang lengkap, yang terdiri dari tiang dan lampu yang cocok, tersedia dalam produk kami yang berjudul lampu jalan tenaga surya all-in-one.