Gambar 5-9: Rencana Aangka Atap Baja RIngan 1.Struktur Rangka Atap
A. Baja Sebagai Bahan Bangunan
Dalam pekerjaan struktur bangunan dewasa ini, dikenal ada dua bahan yang sering dipakai yaitu Baja dan Beton, kedua bahan ini pastinya sangat beda terutama dari segi kekuatan dan satu sama lainnya mempunyai suatu kelebihan dan kekurangan. Baja merupakan sauatu bahan konstruksi yang lazim digunakan dalam struktur bangunan, karena kekuatan yang tinggi dan ketahanan terhadap gaya luar yang besar maka baja ini juga telah menjadi bahan pilihan untuk konstruksi bangunan gedung bertingkat.Pengetahuan mengenai karakteristik baja merupakan keharusan apabila kita menggunakan baja sebagai pilihan untuk merencanakan suatu bagian struktur.
Gambar 6-1 : Baja Sebagai Konstruksi
Menurut sifatnya baja merupakan bahan yang keseragamannya dari komposisinya sangat baik dan homogenitasnya sangat tinggi terutama Fe (Ferum) dalam bentuk Kristal dan zat arang (C). Berbagai bentuk dan jenis profil baja struktural yang tersedia di pasaran.Semua bentuk profil tersebut mempunyai kelebihan dan kelemahan tersendiri. Beberapa jenis profil baja yang dipakai antara lain profil profil siku (L), C dan IWF. Profil siku atau profil L adalah profil yang sangat cocok untuk digunakan sebagai bracing dan batang tarik. Profil ini biasa digunakan secara gabungan, yang lebih dikenal sebagai profil siku ganda.Profil ini sangat baik untuk digunakan pada struktur truss. Profil C atau kanal mempunyai karakteristik flens pendek, yang mempunyai kemiringan permukaan dalam sekitar 1 : 6, profil IWF terutama digunakan sebagai elemen struktur balok dan kolom.
Komponen struktur baja dapat juga dihasilkan dengan pencetakan, yang dalam kasus yang sangat kompleks memungkinkan pembuatan bentuk penampang yang sesuai dengan kebutuhan. Sebagian besar baja dibentuk oleh proses penggilingan dengan pemanasan, dan pembentukan dengan pendinginan. Penggilingan dengan pemanasan (hot-rolling) adalah proses pembentukan utama di mana bongkahan baja yang merah menyala secara besar-besaran digelindingkan di antara beberapa kelompok penggiling. Penampang melintang dari bongkahan biasanya dicetak dari baja yang baru dibuat dan biasanya berukuran sekitar 0,5 m x 0,5 m persegi, yang akibat proses penggilingan ukuran penampang melintang dikurangi menjadi lebih kecil dan menjadi bentuk yang tepat dan khusus. Bentuk penampang melintang I dan H biasanya digunakan untuk elemen-elemen besar yang membentuk balok dan kolom pada rangka struktur. Bentuk kanal dan siku cocok untuk elemen-elemen kecil seperti lapisan tumpuan sekunder dan sub-elemen pada rangka segitiga. Bentuk penampang persegi, bulat, dan persegi empat yang berlubang dihasilkan dalam batasan ukuran yang luas dan digunakan seperti halnya pelat datar dan batang solid dengan berbagai ketebalan.
Semua bahan bangunan yang telah dikenal dan dipakai dalam konstruksi pada umumnya mempunyai beberapa kekurangan bila dibandingkan dengan bahan baja, seperti misalnya kayu dan beton, kurang mempunyai daya tahan terhadap kekuatan tarik dan terlalu getas terhadap benturan. Baja disamping kekuatannya yang besar untuk menahan kekuatan tarik dan tekan tanpa membutuhkan banyak volume baja, juga mempunyai sifat-sifat lain yang menguntungkan sehingga menjadikannya sebagai salah satu bahan bangunan yang sangat umum dipakai sekarang ini.
1. Keuntungan Baja sebagai Bahan Bangunan
Di samping kekuatannya yang besar untuk menahan kekuatan tarik dan tekan tanpa membutuhkan banyak volume, baja juga mempunyai sifat-sifat lain yang menguntungkan sehingga menjadikannya sebagai salah satu bahan
bangunan yang sangat umum dipakai dewasa ini. Beberapa keuntungan baja sebagai material struktur antara lain, yaitu;
1) Kekuatan; Kekuatan Tinggi, baja bisa diproduksi dengan berbagai kekuatan yang bisa dinyatakan dengan kekuatan tegangan tekan lelehnya (Fy) atau oleh tegangan tarik batas (Fu). Bahan baja walaupun dari jenis yang paling rendah kekuatannya, tetap mempunyai perbandingan kekuatan per-volume lebih tinggi bila dibandingkan dengan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai. Hal ini memungkinkan perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai beban mati yang lebih kecil untuk bentang yang lebih panjang, sehingga. memberikan kelebihan ruang dan volume yang dapat dimanfaatkan akibat langsingnya profil-profil yang dipakai.
2) Pemasangan mudah; Kemudahan konstruksi baja bisa dipersiapkan di bengkel, sehingga satu-satunya kegiatan yang dilakukan di lapangan ialah kegiatan pemasangan bagian-bagian konstruksi yang telah dipersiapkan. Sebagian besar dari komponen-komponen konstruksi mempunyai bentuk standar yang siap digunakan bisa diperoleh di toko-toko besi, sehingga waktu yang diperlukan untuk membuat bagian-bagian konstruksi baja yang telah ada, juga bisa dilakukan dengan mudah karena komponen-komponen baja biasanya mempunyai bentuk standar dan sifat-sifat yang tertentu, serta mudah diperoleh di mana-mana.
3) Keseragaman; Sifat-sifat baja baik sebagai bahan bangunan maupun dalam bentuk struktur dapat terkendali dengan baik sekali, sehingga para ahli dapat mengharapkan elemen-elemen dari konstruksi baja ini akan berperilaku sesuai dengan yang diperkirakan dalam perencanaan. Dengan demikian bisa dihindari terdapatnya proses pemborosan yang biasanya terjadi dalam perencanaan akibat adanya berbagai ketidakpastian.
4) Daktilitas; Sifat dari baja yang dapat mengalami deformasi yang besar di bawah pengaruh tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus disebut sifat daktilitas. Adanya sifat ini membuat struktur baja mampu mencegah terjadinya proses robohnya bangunan secara tiba-tiba. Sifat ini sangat menguntungkan ditinjau dari aspek keamanan penghuni bangunan bila terjadi suatu goncangan yang tiba-tiba seperti misalnya pada peristiwa gempa bumi. Di samping itu keuntungan-keuntungan lain dari struktur baja, antara lain adalah:
− Dapat di las.
− Komponen-komponen struktumya bisa digunakan lagi untuk keperluan lainnya.
− Komponen-komponen yang sudah tidak dapat digunakan lagi masih mempunyai nilai sebagai besi tua.
− Struktur yang dihasilkan bersifat permanen dengan cara pemeliharaan yang tidak terlalu sukar.
− Selain keuntungan-keuntungan tersebut bahan baja juga mempunyai kelemahan-kelemahan sebagai berikut :
− Komponen-komponen struktur yang dibuat dari bahan baja perlu diusahakan supaya tahan api sesuai dengan peraturan yang berlaku untuk bahaya kebakaran.
− Diperlukannya suatu biaya pemeliharaan untuk mencegah baja dari bahaya karat.
− Akibat kemampuannya menahan tekukan pada batang-batang yang langsing, walaupun dapat menahan gaya-gaya aksial, tetapi tidak bisa mencegah terjadinya pergeseran horisontal.
2. Sifat Mekanis Baja
Menurut SNI 03–1729–2002 tentang tata cara Perencanaan Struktur Baja untuk bangunan Gedung, sifat mekanis baja struktural yang digunakan dalam perencanaan harus memenuhi persyaratan minimum yang diberikan pada Tabel di bawah ini. Tegangan leleh Tegangan leleh untuk perencanaan (f y) tidak boleh diambil melebihi nilai yang diberikan pada Tabel Tegangan putus Tegangan putus untuk perencanaan (fu) tidak boleh diambil melebihi nilai yang diberikan
Sifat-sifat mekanis lainnya baja struktural untuk maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut:
Modulus elastisitas : E = 200.000 MPa Modulus geser : G = 80.000 MPa Nisbah poisson : μ = 0,3
Koefisien pemuaian : á = 12 x 10 -6 / o C.
3. Ketentuan Persyaratan Perencanaan Baja dalam Konstruksi
Pada SNI diatur berbagai standar teknis, perencanaan, pekerjaan , pelaksanaan konstruksi yang menggunakan bahan baja. Menurut SNI 03 – 1729 – 2002 tentang TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG, semua baja struktural sebelum difabrikasi, harus memenuhi ketentuan Berikut ini adalah ketentuan yang diisyaratkan, menurut SNI di atas, yaitu:
SK SNI S-05-1989-F: Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian B (Bahan Bangunan dari Besi/baja);
SNI 07-0052-1987: Baja Kanal Bertepi Bulat Canai Panas, Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-0068-1987: Pipa Baja Karbon untuk Konstruksi Umum, Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-0138-1987: Baja Kanal C Ringan;
SNI 07-0329-1989: Baja Bentuk I Bertepi Bulat Canai Panas, Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-0358-1989-A: Baja, Peraturan Umum Pemeriksaan; SNI 07-0722-1989: Baja Canai Panas untuk Konstruksi Umum;
SNI 07-0950-1989: Pipa dan Pelat Baja Bergelombang Lapis Seng; SNI 07-2054-1990: Baja Siku Sama Kaki Bertepi Bulat Canai Panas,
Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-2610-1992: Baja Profil H Hasil Pengelasan dengan Filter untuk Konstruksi Umum;
SNI 07-3014-1992: Baja untuk Keperluan Rekayasa Umum;
SNI 07-3015-1992: Baja Canai Panas untuk Konstruksi dengan Pengelasan;
SNI 03-1726-1989: Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung.