1- PENDAHULUAN
Baja Sebagai Bahan Bangunan
•
Sejak permulaan sejarah, manusia telah berusaha mencari bahan yang
tepat untuk membangun tempat tinggalnya, jembatan untuk
menyeberangi sungai dan membuat peralatan-peralatan yang dibutuhkan.
•
Sebagian besar dari impian ini baru terlaksana setelah ditemukannya besi
yang kemudian bisa diolah menjadi bahan baja.
•
Sampai saat ini baja banyak digunakan untuk :
• Jembatan
• Gedung bertingkat tinggi
• Menara
2
4
6
Proses Desain
1.
Pendefinisian kebutuhan dan prioritas klien :
― Tinjauan fungsi ― Tinjauan keindahan ― Tinjauan pendanaan
2.
Pengembangan konsep desain :
― Pengembangan alternatif lay-out struktur
― Memperkirakan ukuran awal komponen struktur dan biaya untuk masing-masing alternatif
― Memilih sistem struktur yang paling optimal :
o Kepantasan
o Ekonomis
o Mudah dirawat
3.
Desain sistem struktur :
― Analisis struktural (berdasarkan desain awal)
o Gaya dalam momen
o Gaya dalam geser
o Gaya dalam aksial
o Gaya dalam torsi dan kombinasinya ― Desain elemen/komponen struktur
o Dimensi elemen struktur untuk menahan gaya-gaya dalam
Aspek estetika
Kemudahan pelaksanaan
Kemudahan perawatan
8
•
Kaku ; Komponen struktur dari bangunan tidak mengalami
deformasi yang berlebihan
10
12
14
16
•
Metode LRFD ini berdasarkan konsep “Keadaan Batas” (Limit State) yaitu
suatu keadaan dimana struktur atau elemen struktur sudah tidak dapat
berfungsi sebagaimana yang direncanakan pada awalnya
•
Keadaan batas (limit state) terdiri dari :
― Keadaan batas ultimate
― Keadaan batas layan / serviceability ― Keadaan batas khusus / spesial
•
Keadaan Batas Ultimate :
― Keruntuhan sebagian atau keseluruhan bangunan (sangat jarang terjadi) harus dihindari karena dapat menyebabkan korban jiwa
― Hilangnya keseimbangan dari sebagian atau seluruh struktur sebagai suatu kesatuan (terjadinya kemiringan atau sliding)
― Terjadinya keruntuhan pada bagian elemen struktur yang kritis yang dapat menyebabkan kegagalan / keruntuhan sebagaian atau keseluruhan struktur (kegagalan lentur, geser, dll)
18
― Penjalaran keruntuhan :
o Keruntuhan setempat akibat pembebanan yang berlebih dapat menyebabkan keruntuhan pada sekirtarnya dan keruntuhan secara keseluruhan pada akhirnya
o Perlu integritas struktur yang dapat diperoleh dengan menyatukan elemen-elemen struktur menggunakan detail penulangan yang tepat sehingga dapat memeberikan lintasan beban alternatif pada saat terjadi kegagalan setempat.
― Terbentuknya mekanisme plastis (sendi plastis)
― Ketidakstabilan akibat deformasi struktur dapat menyebabkan tekuk
― Fatique (kelelahan) ; komponen struktur dapat mengalami kegagalan akibat pembebanan berulang
•
Keadaan Batas Layan/Serviceability :
― Terganggunya fungsi struktur, tetapi tidak sampai terjadi keruntuhan ― Lebih dapat ditoleransi dibandingkan keadaan batas ultimate
o Defleksi yang berlebihan pada tahap layan dapat menyebabkan :
Tidak berfungsinya mesin
Gangguan pandangan visual
Kerusakan elemen non-struktural
Perubahan distribusi gaya
Genangan air pada atap ; runtuhnya atap
― Lebar retak yang berlebihan ; korosi pada tulangan ; struktur mengalami kerusakan
― Vibrasi yang berlebihan dan tidak dikehendaki
o Vertikal ; lantai/jembatan
o Lateral / torsional ; bangunan tinggi
o Perubahan pembebanan
•
Keadaan Batas Khusus :
― Gempa bumi yang kuat ; rusak/runtuh ― Banjir/tsunami ; rusak/runtuh
― Kebakaran, ledakan, atau tertabrak kendaraan ― Lingkungan yang agresif ; korosif
20
Tipe-Tipe Pembebanan
1.
Beban Mati (D)
Beban yang tidak berpindah-pindah sepanjang masa, misal berat sendiri struktur (dinding, lantai, atap, langit-langit, tangga), perlengkapan bangunan yang bersifat tetap (VAC, perpipaan, kabel dan raknya, dll).
Beban mati dapat juga bersifat tidak pasti misal : tebal perkerasan, tebal timbunan tanah.
2.
Beban Hidup (L)
Beban yang dihasilkan akibat pemanfaatan struktur. Biasanya berupa beban maksimum yang mungkin terjadi akibat pemanfaatan bangunan. Besarnya beban hidup yang diambil tidak boleh lebih kecil dibandingkan dengan yang telah ditetapkan dalam peraturan.
Tergantung pada jenis elemen struktur dan beban yang ditinjau, nilai beban hidup dapat direduksi.
3.
Beban Gempa (E)
Beban horisontal dan vertikal yang diakibatkan oleh pergerakan tanah saat terjadi gempa bumi.
22
4.
Beban Angin (W)
Terjadi pada bangunan tinggi (>150 m)
Pada bangunan yang berada di area terbuka Bangunan-bangunan yang relatif ringan
5.
Beban Hujan (H)
Beban Mati
Menurut SNI 03-1727-1989 tabel P3-1, beberapa beban mati yang sering
dipakai dalam perhitungan struktur adalah sebagai berikut :
1. Baja 7850 kg/m3
2. Beton bertulang 2400 kg/m3
3. Adukan per cm tebal dari semen 21 kg/m2
4. Aspal 14 kg/m2
5. Dinding pasangan bata merah setengah batu 250 kg/m2
6. Dinding pasangan bata merah satu batu 11 kg/m2
7. Langit-langit dan dinding (termasuk rusuk- Rusuknya, tanpa penggantung atau pengaku) Dari semen asbes (eternit dan bahan lain
Sejenis), dengan tebal maksimum 4 mm 11 kg/m2
8. Penutup lantai dari ubin, teraso dan beton
Tanpa adukan per cm tebal 11 kg/m2
9. Dinding partisi 20 kg/m2
10. Ducting – plumbing 40 kg/m2
11. Penutup atap genting dengan reng dan usuk/
kaso per m2 bidang atap 50 kg/m2
12. Penutup atap sirap dengan reng dan usuk/
kaso per m2 bidang atap 40 kg/m2
13. Penutup atap seng gelombang (BWG24)
24
•
Beban Hidup
26
28
30
32
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan
dimensi baja
•
Untuk memperoleh biaya yang murah, biasanya memilih profil yang paling
ringan
•
Namun harus diingat bahwa biaya konstruksi juga ditentukan oleh
faktor-faktor sbb :
1. Hendaknya memakai profil baja yang biasa diproduksi dan mudah diperoleh dipasaran
2. Anggapan bahwa profil teringan akan memberikan biaya termurah belum tentu benar karena bila jenis/ukuran profil yang dipakai menjadi banyak akan menyebabkan timbulnya kesulitan dalam penyelesaian sambungan yang
akhirnya akan menambah biaya
3. Untuk balok-balok lantai bangunan biasanya dipilih balok yang tinggi karena relatif mempunyai W (tahanan momen) yang besar. Akan tetapi bila gedung bertingkat banyak akan menimbulkan masalah pada space ruangan
4. Dalam memilih profil hendaknya yang mudah dalam pemasangan dan perawatan, seperti profil I, U yang semua permukaannya mudah di cat
34
36