INTERNASIONAL TENTANG PERENCANAAN STRUKTUR
BAJA YANG BERLAKU
Mempresentasikan Kode / Judul Unit Kompetensi
Kode : INA.5233.212.26.02.07
Judul : Konsep dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional
dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja Yang berlaku
PELATIHAN
AHLI STRUKTUR BAJA BANGUNAN GEDUNG
(STEEL STRUCTURE ENGINEER OF BUILDINGS)
2007
DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) i
KATA PENGANTAR
Memperhatikan laporan UNDP (Human Development Report, 2004) yang mencantumkan Indeks Pengembangan SDM (Human Development Index HDI), Indonesia pada urutan 111, satu tingkat diatas Vietnam urutan 112, jauh dibawah negara-negara ASEAN terutama Malaysia urutan 59, Singapura urutan 25 dan Australia urutan 3.
Bagi para pemerhati dan khususnya bagi yang terlibat langsung pengembangan Sumber Daya Manusia (SDM), kondisi tersebut merupakan tantangan sekaligus sebagai modal untuk berpacu mengejar ketinggalan dan obsesi dalam meningkatkan kemampuan SDM paling tidak setara dengan negara tetangga ASEAN, terutama menghadapi era globalisasi.
Untuk mengejar ketinggalan telah banyak daya upaya yang dilakukan termasuk perangkat pengaturan melalui penetapan undang-undang antara lain :
- UU. No 18 Tahun 1999, tentang : Jasa Konstruksi beserta peraturan pelaksanaannya, mengamanatkan bahwa per orang tenaga : perencana, pelaksana dan pengawas harus memiliki sertifikat, dengan pengertian sertifikat kompetensi keahlian atau ketrampilan, dan perlunya “Bakuan Kompetensi” untuk semua tingkatan kualifikasi dalam setiap klasifikasi dibidang Jasa Konstruksi
- UU. No 13 Tahun 2003, tentang : Ketenagakerjaan, mengamanatkan (pasal 10 ayat 2). Pelatihan kerja diselenggarakan berdasarkan program pelatihan yang mengacu pada standar kompetensi kerja
- UU. No 20 Tahun 2003, tentang : Sistem Pendidikan Nasional, dan peraturan pelaksanaannya, mengamanatkan Standar Nasional Pendidikan sebagai acuan pengembangan KBK (Kurikulum Berbasis Kompetensi).
- PP. No 31 Tahun 2006, tentang : Sistem Pendidikan Nasional, dan peraturan pelaksanaannya, mengamanatkan Standar Nasional Pendidikan sebagai acuan pengembangan KBK (Kurikulum Berbasis Kompetensi).
Mengacu pada amanat undang-undang tersebut diatas, diimplementasikan kedalam konsep Pengembangan Sistem Pelatihan Jasa Konstruksi yang oleh PUSBIN KPK (Pusat Pembinaan Kompetensi dan Pelatihan Konstruksi) pelaksanaan programnya didahului dengan mengembangkan SKKNI (Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia), SLK (Standar Latih Kompetensi), dimana keduanya disusun melalui analisis struktur kompetensi sektor/sub-sektor konstruksi sampai mendetail, kemudian dituangkan dalam jabatan-jabatan kerja yang selanjutnya dimasukkan kedalam Katalog Jabatan Kerja.
Jakarta, November 2007
Kepala Pusat
Pembinaan Kompetensi Pelatihan Konstruksi
Ir. Djoko Subarkah, Dipl. HE
NIP. 110 016 435
Modul pelatihan adalah salah satu unsur paket pelatihan sangat pnting karena menyentuh langsung dan menentukan keberhasilan peningkatan kualitas SDM untuk mencapai tingkat kompetensi yang ditetapkan, disusun dari hasil inventarsisasi jabatan kerja yang kemudian dikembangkan berdasarkan SKKNI dan SLK yang sudah disepakati dalam suatu Konvensi Nasional, dimana modul-modulnya maupun materi uji kompetensinya disusun oleh Tim Penyusun/Tenaga Profesional dalam bidangnya masing-masing, merupakan suatu produk yang akan dipergunakan untuk melatih dan meningkatkan pengetahuan dan kecakapan agar dapat mencapai tingkat kompetensi yang dipersyaratkan dalam SKKNI, sehingga dapat menyentuh langsung sasaran pembinaan dan peningkatan kualiatas tenaga kerja konstruksi agar menjadi lebih berkompeten dalam melaksanakan tugas pada jabatan kerjanya.
Dengan penuh harapan modul pelatihan ini dapat dimanfaatkan dengan baik, sehingga cita-cita peningkatan kualitas SDM khususnya dibidang jasa konstruksi dapat terwujud.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) iii
PRAKATA
Usaha dibidang Jasa Konstruksi merupakan salah satu bidang usaha yang telah berkembang pesat di Indonesia, baik dalam bentuk usaha perorangan maupun sebagai badan usaha skala kecil, menengah dan besar. Untuk itu perlu diimbangi dengan kualitas pelayanannya. Pada kenyataannya saat ini mutu produk, ketepatan waktu penyelesaian, dan efisiensi pemanfaatan sumber daya relatif masih jauh dari yang diharapkan. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain adalah kesediaan tenaga ahli / terampil dan penguasaan manajemen yang efisien, kecukupan permodalan serta penguasaan teknologi.
Masyarakat sebagai pemakai produk jasa konstruksi semakin sadar akan kebutuhan terhadap produk dengan kualitas yang memenuhi standar mutu yang dipersyaratkan.
Untuk memenuhi kebutuhan produk sesuai kualitas standar tersebut SDM, standar mutu, metode kerja dan lain-lain.
Salah satu upaya untuk memperoleh produk konstruksi dengan kualitas yang diinginkan adalah dengan cara meningkatkan kualitas sumberdaya manusia yang menggeluti pekerjaan konstruksi baik itu desain pekerjaan jalan dan jembatan, desain hidro mekanik pekerjaan sumber daya air maupun untuk desain pekerjaan di bidang bangunan gedung. Kegiatan inventarisasi dan analisa jabatan kerja di bidang Cipta Karya telah menghasilkan sekitar 9 (sembilan) Jabatan Kerja, dimana Jabatan Kerja Ahli Struktur Baja Bangunan
Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) merupakan salah satu jabatan kerja
yang diprioritaskan untuk disusun materi pelatihannya mengingat kebutuhan yang sangat mendesak dalam pembinaan tenaga kerja yang berkiprah dalam Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung gambar arsitektur bidang cipta karya.
Materi pelatihan pada jabatan kerja Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel
Structure Engineer Of Buildings) ini terdiri dari 1 (satu) modul kompetensi umum 5
(lima) modul kompetensi inti, yang merupakan satu kesatuan yang utuh yang diperlukan dalam melatih tenaga kerja yang menggeluti Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung
(Steel Structure Engineer Of Buildings).
Untuk itu dengan segala kerendahan hati, kami mengharapkan kritik, saran dan masukan guna perbaikan dan penyempurnaan modul ini.
Jakarta, November 2007
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
PRAKATA ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
SPESIFIKASI PELATIHAN ... ix
PANDUAN PEMBELAJARAN ... x
BAB I : PENDAHULUAN ... I-1 1.1. Umum ... I-1 1.2. Ringkasan Modul ... I-2 1.3. Ringkasa SKKNI ... I-2 1.4. Batasan Dan Rentang Variabel ... I-5 1.5. Panduan Penilaian ... I-5 1.5.1. Kualifikasi penilaian ... I-5 1.5.2. Pengetahuan, keterampilan dan sikap perilaku untuk
mendemonstrasikan kompetensi ... I-6 1.5.3. Konteks penilaian... I-6 1.5.4. Aspek penting penilaian ... I-7 1.5. Sumber Daya Pembelajaran ... I-7
BAB II : PENENTUAN TATA LETAK KOLOM, PEMBALOKAN LANTAI,
ATAP DAN PONDASI ... II-1 2.1. Umum ... II-1 2.2. Penentuan Letak Kolom, Arah Profil, Jenis/Susunan Kolom ... II-2 2.3. Penentuan Balok Induk, Balok Anak Dan Balok Pengaku /
Pengikat ... II-2 2.4. Penentuan Jenis Dan Tipe Lantai, Arah ’Steel Deck’ Dan Jenis
‘Steel Deck’ Serta Tulangan Lantai ... II-3 2.4.1. Balok baja komposit dengan perancah biasa ... II-3 2.4.2. Balok baja komposit dengan sheeting profile/metal
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) v
2.4.3. Sistem lantai beban ringan bentang pendek/short-span,
lightly loaded floor systems ... II-4 2.4.4. Sistem lantai beban ringan bentang panjang/ long span,
lightly loaded floor systems ... II-5 2.4.5. Sistem lantai beban sedang bentang pendek/short span,
medium loaded systems ... II-6 2.4.6. Sistem lantai beban sedang bentang panjang/long span,
medium loaded systems ... II-8 2.4.7. Sistem lantai beban berat bentang pendek/short span,
heavily loaded floor systems ... II-8 2.4.8. Sistem lantai beban berat bentang panjang/long span,
heavily loaded floor system ... II-8 2.5. Penentuan Sistem Dan Jenis Atap, Jenis Profil Baja, Jarak
Gording, Ikatan Angin Dan Batang Pengaku ... II-8 2.6. Penentuan Pondasi... II-12 RANGKUMAN
LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI
BAB III: MENENTUKAN PERKIRAAN TEBAL PELAT LANTAI,
PERKIRAAN DIMENSI BALOK DAN HORIZONTAL BRACING (BRESING HORISONTAL), DAN PERKIRAAN DIMENSI KOLOM DAN VERTICAL BRACING (BRESING VERTIKAL) ... III-1
3.1. Umum ... III-1 3.2. Menentukan Mutu Bahan Dan Perkiraan Tebal Pelat Lantai ... III-1
3.3. Menentukan Jenis Dan Mutu Profil Baja Untuk Balok, Perkiraan Dimensi Balok Anak, Perkiraan Dimensi Balok Induk Dan
Perkiraan Dimensi Horizontal Bracing ... III-1 3.3.1. Jenis dan mutu profil baja ... III-1 3.3.2. Perkiraan dimensi balok ... III-7 3.3.3. Batang bresing horizontal……….. III-7 3.4. Menentukan Jenis Dan Mutu Bahan, Jenis Bahan Kolom (Baja
Atau Komposit), Perkiraan Dimensi Kolom, Perkiraan Dimensi
Vertikal Bracing ... III-8 3.4.1 Jenis dan mutu bahan kolom ... III-8 3.4.2 Jenis profil kolom ... III-8 3.4.3 Perkiraan dimensi kolom ... III-13
3.4.4 Batang bresing vertikal ... III-15 RANGKUMAN
LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI
BAB IV: MENENTUKAN PERKIRAAN DIMENSI KOMPONEN ATAP ... IV-1
4.1. Umum ... IV-1 4.2. Menentukan Mutu Bahan Dan Tebal Pelat Lantai Atap ... IV-1 4.3. Menentukan Jenis Dan Mutu Profil Rangka Baja Dan Bahan
Penutup Atap ... IV-1 4.4. Menentukan Perkiraan Dimensi Kuda-Kuda, Gording, Dudukan
Gording, Track (Trek) Stang, Dan Ikatan Angin (Wind Bracing) ... IV-4 4.4.1 Perkiraan dimensi gording ... IV-4 4.4.2 Trekstang ... IV-6 4.4.3 Ikatan angin ... IV-6 RANGKUMAN
LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI
KUNCI JAWABAN DAFTAR PUSTAKA
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Balok Baja Penyangga Plat Beton ... II-3 Gambar 2.2 Dek Lantai Dengan Rongga Yang Dapat Digunakan Sebagai Jalur
Kabel Listrik ... II-4 Gambar 2.3 Sistem Lantai Beban Ringan Pada Bentang Pendek ... II-4 Gambar 2.4 Tipikal Rangka Baja Pada Bangunan Tingkat Tinggi Dengan
Bentuk Bangunan Ramping ... II-5 Gambar 2.5 Kolom Penyangga Balok Bentang Panjang Pada Bangunan
Tingkat Tinggi ... II-5 Gambar 2.6 Struktur Rangka Penopang Lantai Bentang Pendek Untuk
Bangunan Tingkat Tinggi Untuk Perkantoran ... II-6 Gambar 2.7 Dinding Beton Untuk Service Core Juga Disebut Sebagai Dinding
Geser (Shear Walls), Berfungsi Menahan Gaya Lateral ... II-7 Gambar 2.8 Balok Penopang Yang Dipotong Untuk Ducting Ac ... II-7 Gambar 2.9 Rangka Ruang 3 Dimensi Pada Ruang Yang Luas ... II-10 Gambar 2.10 Atap Pelat Berlipat Pada Banugan Bentuk Lingkaran ... II-10 Gambar 2.11 Atap Lengkung Cylindrical ... II-11 Gambar 2.12 Atap Bentuk Kubah (Dome) ... II-11 Gambar 2.13 Atap Menggunakan Kabel ... II-11 Gambar 3.1 Jenis-Jenis Profil Baja ... III-2 Gambar 3.2 Contoh Profil Kolom 1 ... III-10 Gambar 3.3 Contoh Profil Kolom 2 ... III-10 Gambar 3.4 Contoh Profil Kolom 3 ... III-10 Gambar 3.5 Contoh Profil Kolom 4 ... III-10 Gambar 3.6 Contoh Profil Kolom 5 ... III-11 Gambar 3.7 Contoh Profil Kolom 6 ... III-11 Gambar 3.8 Contoh Profil Kolom 7 ... III-11 Gambar 3.9 Contoh Profil Kolom 8 ... III-11 Gambar 3.10 Contoh Profil Kolom 9 ... III-11 Gambar 3.11 Contoh Profil Kolom 10 ... III-11 Gambar 3.12 Contoh Profil Kolom Menerus Yang Di Las ... III-12 Gambar 3.13 Contoh Profil Kolom Menerus Yang Dikeling ... III-12 Gambar 4.1 Contoh Kedudukan Gording ... IV-5 Gambar 4.2 Contoh Kedudukan Trekstang ... IV-6 Gambar 4.3 Contoh Kedudukan Ikatan Angin Pada Denah Bangunan ... IV-7
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Jenis dan mutu baja profil baja untuk Bangunan dan Jembatan ... III-3 Tabel 4.1 Tebal Dan Berat Atap Alumunium ... IV-2 Tabel 4.2 Sudut Kemiringan Minimum ... IV-2 Tabel 4.3 Penutup Atap Jenis Lain ... IV-2 Tabel 4.4 Atap Jenis SARANA DECK ... IV-3
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) ix
SPESIFIKASI PELATIHAN
A. TUJUAN UMUM
Tujuan Umum Pelatihan
Pada akhir pelatihan ini peserta diharapkan mampu Melaksanakan pekerjaan
yang berkaitan dengan perencanaan, pelaksanaan dan pengawasan pekerjaan struktur baja. Mencakup pembuatan konsep dan analisis struktur, pemantauan serta pengawasan pelaksanaan pekerjaan struktur dengan bahan baja.
Tujuan Khusus Pelatihan
Pada akhir pelatihan ini peserta diharapkan mampu:
1. Menerapkan keselamatan dan kesehatan kerja (K-3) dengan benar selama melakukan pekerjaan.
2. Menentukan konsep dan sistem struktur berdasarkan Peraturan-peraturan Nasional dan Internasional tentang Perenc. Struktur Baja yang berlaku. 3. Melakukan analisis dan desain struktur.
4. Menentukan dan melaksanakan metode pelaksanaan pekerjaan struktur. 5. Melakukan pengawasan pelaksanaan pekerjaan struktur.
6. Membuat laporan pelaksanaan pekerjaan struktur.
B. TUJUAN PEMBELAJARAN
Kode / Judul Modul : Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan
Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja mempresentasikan unit kompetensi : “Menentukan konsep dan sistem struktur berdasarkan Peraturan-peraturan Nasional dan Internasional tentang Perenc. Struktur Baja yang berlaku”.
Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari modul, peserta mampu Menentukan konsep dan sistem
struktur berdasarkan Peraturan-peraturan Nasional dan Internasional tentang Perenc. Struktur Baja yang berlaku.
Kriteria Penilaian
Pada akhir pelatihan peserta mampu :
2. Menentukan perkiraan tebal pelat lantai, perkiraan dimensi balok dan horizontal bracing (bresing horisontal), dan perkiraan dimensi kolom dan vertical bracing (bresing vertikal).
3. Menentukan perkiraan dimensi komponen atap sesuai sistem atap yang dipilih.
PANDUAN PEMBELAJARAN
A. KUALIFIKASI PENGAJAR / INSTRUKTUR
Instruktur harus mampu mengajar, dibuktikan dengan serfitikat TOT (Training of Trainer) atau sejenisnya.
Menguasai substansi teknis yang diajarkan secara mendalam. Konsisten mengacu SKKNI dan SLK
Pembelajaran modul-modulnya disertai dengan inovasi dan improvisasi yang relevan dengan metodologi yang tepat.
B. PENJELASAN SINGKAT MODUL
B.1 Modul-modul yang diajarkan di program pelatihan ini :
Nomor
Modul Kode Judul Modul
1 SSEB – 01 Keselamatan Dan Kesehatan Kerja (K-3)
2
SSEB – 02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur
Berdasarkan
Peraturan-Peraturan
Nasional
dan
Internasional
Tentang
Perenc. Struktur
3 SSEB – 03 Analisis Dan Desain Struktur
4 SSEB – 04 Menentukan Dan Melaksanakan Metode
Pelaksanaan Pekerjaan Struktur
5 SSEB – 05 Melakukan Pengawasan Pelaksanaan Pekerjaan
Struktur
6 SSEB – 06 Membuat Laporan Pelaksanaan Pekerjaan Struktur
B.2 Uraian Modul
Seri / Judul : SSEB-02 / Menentukan konsep dan sistem struktur berdasarkan peraturan-peraturan nasional dan internasional tentang
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) xi
Deskripsi Modul : Menentukan konsep dan sistem struktur berdasarkan peraturan-peraturan nasional dan internasional tentang perencanaan struktur baja merupakan salah satu modul untuk membekali seorang Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) dengan harapan dapat : menentukan tata letak kolom, pembalokan lantai, atap dan pondasi, menentukan perkiraan tebal pelat lantai, perkiraan dimensi balok dan horizontal bracing (bresing horisontal), dan perkiraan dimensi kolom dan vertical bracing (bresing vertikal), menentukan perkiraan dimensi komponen atap sesuai sistem atap yang dipilih.
C.PROSES PEMBELAJARAN
KEGIATAN INSTRUKTUR KEGIATAN PESERTA PENDUKUNG
1. Ceramah : Pembukaan/ Bab I, Pendahuluan
Menjelaskan tujuan
instruksional umum(TIU) dan Tujuan instruksional khusus (TIK)
Menjelaskan maksud dan tujuan menghitung kebutuhan bahan.
Menjelaskan pengertian menghitung kebutuhan bahan. Waktu : 5 menit
Mengikuti penjelasan TIU dan TIK dengan tekun dan aktif
Mengikuti penjelasan maksud dan tujuan menghitung kebutuhan bahan . Mengikuti penjelasan pengertian menghitung kebutuhan bahan . Mengajukan pertanyaan
apabila ada yang kurang jelas.
OHT LCD
2. Ceramah : Bab II, Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Memberikan penjelasan, uraian atau-pun bahasan mengenai :
Umum
Penentuan Letak Kolom, Arah Profil, Jenis/Susunan Kolom Penentuan Balok Induk, Balok
Anak Dan Balok Pengaku / Pengikat
Penentuan Jenis Dan Tipe Lantai, Arah ’Steel Deck’ Dan
Mengikuti penjelasan, uraian atau bahasan instruktur dengan tekun dan aktif.
Mengajukan pertanyaan apabila ada yang kurang jelas.
OHT LCD
KEGIATAN INSTRUKTUR KEGIATAN PESERTA PENDUKUNG
Jenis ‘Steel Deck’ Serta Tulangan Lantai
Penentuan Sistem Dan Jenis Atap, Jenis Profil Baja, Jarak Gording, Ikatan Angin Dan Batang Pengaku
Penentuan Pondasi Waktu : 60 menit
3. Ceramah : Bab III, Menentukan Perkiraan Tebal Pelat Lantai, Perkiraan Dimensi Balok Dan Horizontal Bracing (Bresing
Horisontal), Dan Perkiraan
Dimensi Kolom Dan Vertical Bracing (Bresing Vertikal)
Memberikan penjelasan, uraian atau-pun bahasan mengenai :
Umum
Menentukan Mutu Bahan Dan Perkiraan Tebal Pelat Lantai Menentukan Jenis Dan Mutu
Profil Baja Untuk Balok,
Perkiraan Dimensi Balok Anak, Perkiraan Dimensi Balok Induk Dan Perkiraan Dimensi Horizontal Bracing
Menentukan Jenis Dan Mutu Bahan, Jenis Bahan Kolom (Baja Atau Komposit), Perkiraan Dimensi Kolom, Perkiraan Dimensi Vertikal Bracing
Waktu : 60 Menit
Mengikuti penjelasan, uraian atau bahasan instruktur dengan tekun dan aktif.
Mengajukan pertanyaan apabila ada yang kurang jelas.
OHT LCD
4. Ceramah : Bab IV, Menentukan Perkiraan Dimensi Komponen Atap
Memberikan penjelasan, uraian atau-pun bahasan mengenai :
Umum
Menentukan Mutu Bahan Dan Tebal Pelat Lantai Atap
Menentukan Jenis Dan Mutu Profil Rangka Baja Dan Bahan Penutup Atap
Menentukan Perkiraan
Dimensi Kuda-Kuda, Gording,
Mengikuti penjelasan, uraian atau bahasan instruktur dengan tekun dan aktif.
Mengajukan pertanyaan apabila ada yang kurang jelas.
OHT LCD
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) xiii
KEGIATAN INSTRUKTUR KEGIATAN PESERTA PENDUKUNG
Dudukan Gording, Track (Trek) Stang, Dan Ikatan Angin (Wind Bracing)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. UMUM
Modul SSEB-02: Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja mempresentasikan salah satu unit kompetensi dari program pelatihan Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings)
Sebagai salah satu unsur, maka pembahasannya selalu memperhatikan unsur-unsur lainnya, sehingga terjamin keterpaduan dan saling mengisi tetapi tidak terjadi tumpang tindih (overlapping) terhadap unit-unit kompetensi lainnya yang dipresentasikan sebagai modul-modul relevan, Letak kolom, arah profil, jenis/susunan kolom ditentukan, Balok induk, balok anak dan balok pengaku / pengikat ditentukan, Jenis dan tipe lantai, arah ’steel deck’ dan jenis ‘steel deck’ serta tulangan lantai ditentukan, Sistem dan jenis atap, jenis profil baja, jarak gording, ikatan angin dan batang pengaku ditentukan, Pondasi ditentukan, mutu bahan dan perkiraan tebal pelat lantai ditentukan, Jenis dan mutu profil baja untuk balok, perkiraan dimensi balok anak, perkiraan dimensi balok induk dan perkiraan dimensi horizontal bracing ditentukan, Jenis dan mutu bahan, jenis bahan kolom (baja atau komposit), perkiraan dimensi kolom, perkiraan dimensi vertikal bracing ditentukan, Mutu bahan dan tebal pelat lantai atap ditentukan, Jenis dan mutu profil rangka baja dan bahan penutup atap ditentukan, Perkiraan dimensi kuda-kuda, gording, dudukan gording, track (trek) stang, dan ikatan angin (wind bracing) ditentukan.
Adapun unit-unit kompetensi untuk mendukung kinerja efektif yang diperlukan dalam perencanaan Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung(Steel Structure Engineer Of
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB I Pendahuluan
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) I - 2
NO. Kode Unit Judul Unit Kompetensi
I. KOMPETENSI UMUM
1. INA.5233.212.26.01.07
Menerapkan keselamatan dan
kesehatan kerja (K-3) dengan benar selama melakukan pekerjaan.
II. KOMPETENSI INTI
2. INA.5233.212.26.02.07
Menentukan konsep dan sistem struktur
berdasarkan Peraturan-peraturan
Nasional dan Internasional tentang Perenc. Struktur Baja yang berlaku. 3. INA.5233.212.26.03.07 Melakukan analisis dan desain struktur.
4. INA.5233.212.26.04.07
Menentukan dan melaksanakan metode pelaksanaan pekerjaan struktur.
5. INA.5233.212.26.05.07
Melakukan pengawasan pelaksanaan pekerjaan struktur.
6. INA.5233.212.26.06.07
Membuat laporan pelaksanaan
pekerjaan struktur.
III. KOMPETENSI PILIHAN -
1.2. RINGKASAN MODUL
Modul ini memaparkan tentang konsep-konsep dasar perencanaan struktur baja bangunan gedung berdasarkan peraturan-peraturan yang umum digunakan baik peraturan Nasional maupun Internasional.
Untuklebih mendalami tentang perencanaan struktur baja bangunan gedung itu sendiri harus dilengkapi Buku Pedoman lainnya yang lebih lengkap, misalnya SNI tentang tata cara perencanaan strktur baja bangunan gedung atau lainnya.
1.3. RINGKASAN SKKNI
Ringkasan modul ini disusun konsisten dengan tuntunan atau isi unit kompetensi ada judul unit, elemen kompetensi dan KUK (Kriteria Unjuk Kerja) dengan uraian sebagai berikut:
a. Judul unit :
Sebuah unit mengacu kepada kebutuhan kompetensi yang apabila digunakan dalam suatu situasi kerja secara logika dapat berdiri sendiri, judul / title unit
dapat diungkapkan dalam istilah hasil yang harus dicapai (biasanya
menggunakan kata kerja operasional)
b. Deskripsi unit :
Merupakan informasi tambahan terhadap judul unit yang menjelaskan atau mendeskripsikan pengetahuan, ketrampilan, dan sikap perilaku kerja yang dibutuhkan dalam rangka mencapai standar kompetensi seperti yang diungkapkan dalam judul unit.
c. Elemen kompetensi :
Mengidentifikasikan tugas-tugas yang harus dikerjakan untuk mencapai kompetensi berupa pernyataan yang menunjukkan komponen-komponen pendukung unit kompetensi.
d. Kriteria unjuk kerja :
Menggambarkan kegiatan yang harus dikerjakan untuk memperagakan kompetensi secara jelas dan terukur disetiap elemen, apa yang harus dikerjakan pada waktu dinilai dan apakah syarat-syarat dari elemen dipenuhi (berbentuk
kalimat pasif dan berfungsi alat penilaian)
Adapun unit kompetensi yang dipresentasikan dalam modul ini sebagai berikut:
1. KODE UNIT : INA.5233.212.26.02.07
2. JUDUL UNIT : Menentukan konsep dan sistem struktur berdasarkan Peraturan-peraturan Nasional dan Internasional tentang Perencanaan Struktur Baja yang berlaku.
3. DESKRIPSI UNIT : unit kompetensi ini mencakup pengetahuan,
keterampilan dan sikap perilaku yang diperlukan untuk mampu menentukan konsep dan sistem struktur berdasarkan Peraturan-peraturan Nasional dan Internasional tentang Perencanaan Struktur Baja yang berlaku.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB I Pendahuluan
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) I - 4
ELEMEN KOMPETENSI KRITERIA UNJUK KERJA
1. Menentukan tata letak kolom, pembalokan lantai, atap dan pondasi.
1.1 Letak kolom, arah profil, jenis / susunan kolom ditentukan
1.2 Balok induk, balok anak dan balok pengaku / pengikat ditentukan 1.3 Jenis dan tipe lantai, arah ’steel
deck’ dan jenis ‘steel deck’ serta tulangan lantai ditentukan
1.4 Sistem dan jenis atap, jenis profil baja, jarak gording, ikatan angin dan batang pengaku ditentukan
1.5 Pondasi ditentukan 2. Menentukan perkiraan tebal
pelat lantai, perkiraan dimensi balok dan horizontal bracing (bresing horisontal), dan perkiraan dimensi kolom dan vertical bracing (bresing vertikal).
2.1 Mutu bahan dan perkiraan tebal pelat lantai ditentukan.
2.2 Jenis dan mutu profil baja untuk balok, perkiraan dimensi balok anak, perkiraan dimensi balok induk dan perkiraan dimensi horizontal bracing ditentukan.
2.3 Jenis dan mutu bahan, jenis bahan kolom (baja atau komposit), perkiraan dimensi kolom, perkiraan dimensi vertikal bracing ditentukan. 3. Menentukan perkiraan dimensi
komponen atap sesuai sistem atap yang dipilih.
3.1 Mutu bahan dan tebal pelat lantai atap ditentukan.
3.2 Jenis dan mutu profil rangka baja dan bahan penutup atap ditentukan. 3.3 Perkiraan dimensi kuda-kuda,
gording, dudukan gording, track (trek) stang, dan ikatan angin (wind bracing) ditentukan.
Sewaktu menulis dan menguraikan isi modul secara detail betul-betul konsisten mengacu tuntutan elemen kompetensi dan masing-masing KUK (Kriteria Unjuk kerja) yang sudah dianalisis indikator kinerja / keberhasilan (IUK)
Berangkat dari IUK (Indikator Unjuk kerja/keberhasilan) yang pada dasarnya sebagai tolok ukur alat penilaian, diharapkan uraian detail setiap modul pelatihan
berbasis kompetensi betul-betul menguraikan pengetahuan keterampilan dan sikap kerja yang mendukung terwujudnya IUK sehingga, dapat dipergunakan untuk melatih tenaga kerja yang hasilnya jelas, lugas dan terukur.
1.4. BATASAN / RENTANG VARIABEL
Adapun batasan atau rentang variable untuk unit kompetensi ini adalah : 1. Kompetensi ini diterapkan dalam tim kerja perencana pekerjaan 2. Dokumen kontrak harus tersedia secara lengkap
3. Peraturan-peraturan yang berkaitan dengan konsep dan sistem struktur baja baik Nasional maupun Internasional harus tersedia.
4. Pedoman, tata cara, manual dan standar pemeriksaan mutu bahan dan hasil pekerjaan yang ditetapkan dalam kontrak harus tersedia secara lengkap.
1.5. PANDUAN PENILAIAN
Untuk membantu menginterpresentasikan dan menilai unit kompetensi dengan mengkhususkan petunjuk nyata yang perlu dikumpulkan untuk memperagakan kompetensi sesuai tingkat kecakapan yang digambarkan dalam sikap kriteria unjuk kerja yang meliputi :
- Pengetahuan, keterampilan dan sikap kerja yang dibutuhkan untuk seseorang dinyatakan kompeten pada tingkatan tertetu.
- Ruang lingkup pengujian menyatakan dimana, bagaimana dan dengan metode apa pengujian seharusnya dilakukan.
- Aspek penting dari pengujian menjelaskan hal-hal pokok dari pengujian dan kunci pokok yang perlu dilihat pada waktu pengujian.
1.5.1. Kualifikasi Penilaian
a. Penilaian harus kompeten paling tidak tentang unit-unit kompetensi sebagai assesor (penilai) antara lain :
Merencanakan penilaian, termasuk mengembangkan MUK (Materi Uji Kompetensi).
Melaksankan penilaian dan Mereview Penilaian.
b. Penilaian juga harus kompeten tentang teknis substansi dari unit-unit yang akan didemonstrasi dan bila ada syarat-syarat industri perusahaannya lainnya muncul bias disyaratkan untuk :
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB I Pendahuluan
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) I - 6
Mengetahui praktek-praktek / kebiasaan industri / perusahaan yang ada sekarang dalam pekerjaan atau peranan yang kinerjanya sedang dinilai.
Memperaktekkan kecakapan inter-personal seperlunya yang diperukan dalam proses penilaian.
c. Rincian Opsi-opsi untuk menggunakan penilai yang memenuhi syarat dalam berbagai konteks tempat kerja dan institusi. Opsi-opsi tersebut termasuk :
Penilai di tempat kerja yang kompeten substansi yang relevan dan dituntut memiliki pengetahuan tentang praktek-praktek / kebiasaan industri / perusahaan yang ada sekarang
Suatu panel penilai yang didalmnya termasuk paling sedikit satu orang yang kompeten dalam kompetensi subtansial yang relevan Pengawas tempat kerja dengan kompetensi dan pengalaman
subtansial yang relevan yang disarankan oleh penilai eksternal yang kompeten menurut standar penilai
Ikhtisar (gambaran umum) tentang proses untuk mengembangkan sumber daya penilaian berdasar pada Standar Kompetensi Kerja (SKK) perlu dipertimbangkan untuk memasukan sebuah flowchart padapross tersebut Sumber daya penilaian harus divalidasi untuk menjamin bahwa penilaian dapat mengumpulkan informasi yang cukup valid dan terpercaya untuk membuat keputusan penilaian berdasar standar kompetensi.
Adapun acuan untuk melakukan penilaian yang tertuang dalam SKKNI adalah sebagai berikut :
1.5.2. Pengetahuan, keterampilan dan sikap perilaku untuk
mendemonstrasikan kompetensi
terdiri dari :
1. Syarat-syarat kontrak. 2. Spesifikasi teknis.
3. Peraturan-peraturan yang berkaitan dengan konsep dan sistem struktur baja baik Nasional maupun Internasional.
4. Pedoman, tata cara, manual dan standar pemeriksaan mutu bahan dan hasil pekerjaan yang ditetapkan dalam kontrak.
1.5.3. Konteks Penilaian
1. Penilaian harus mencakup melakukan peragaan memperagakan dan mempraktekkan dalam pekerjaan sebenarnya.
2. Unit ini dapat dinilai di dalam maupun di luar tempat kerja yang menyangkut pengetahuan teori.
3. Unit ini harus didukung oleh serangkaian metode untuk menilai pengetahuan dan ketrampilan yang ditetapkan dalam Materi Uji Kompetensi (MUK).
1.5.4. Aspek Penting Penilaian
1. Kemampuan menentukan konsep dan sistem struktur berdasarkan Peraturan-peraturan Nasional dan Internasional tentang Perencanaan Struktur Baja.
2. Kemampuan melakukan pemeriksaan terhadap mutu bahan dan hasil pekerjaan.
3. Kemampuan mengembangkan alternatife desain.
4. Kemampuan menyusun dokumen perencanaan teknis termasuk spesifikasi , desain, gambar rencana dan rencana biaya.
1.6. SUMBER DAYA PEMBELAJARAN
Sumber daya pembelajaran di kelompokkan menjadi 2 (dua) yaitu : a. Sumber daya pembelajaran teori :
- OHT dan OHP (Over Head Projector) atau LCD dan Lap top. - Ruang kelas lengkap dengan fasilitasnya.
- Materi pembelajaran.
b. Sumber daya pembelajaran praktek :
- PC lap top bagi yang familiar dengan komputer atau kalkulator bagi yang tidak familiar dengan komputer.
- Alat tulis, kertas dan lain-lain yang diperlukan untuk membantu peserta pelatihan dalam menghitung dan merencanakan struktur baja bangunan.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB II Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) II - 1
BAB II
PENENTUAN TATA LETAK KOLOM, PEMBALOKAN LANTAI,
ATAP DAN PONDASI
2.1. UMUM
Seorang ahli perencana struktur baja bangunan gedung diharapkan memiliki pengetahuan yang luas berkaitan dengan desian perencanaan bangunan yang akan dibangun. Tahap perencanaan merupakan salah satu tahap penting yang harus dilalui di dalam mendirikan suatu bangunan. Dimensi elemen-elemen struktur bangunan harus mengacu pada standar-standar baku yang umum digunakan baik di dalam maupun di luar negeri. Sehingga diharapkan dari segi kekuatan struktur bangunan semuanya memenuhi syarat dan tentunya dari segi ekonomis, bangunan tersebut didirikan dengan biaya yang optimal.
Penentuan tata letak kolom tergantung pada desain arsitektural yang dibuat oleh seorang arsitek bangunan gedung. Berdasarkan jenis dan keguanaan bangunan yang di desain, seorang ahli teknik struktur baja bangunan gedung dapat memberikan masukan-masukan berkaitan dengan kekuatan bangunan tersebut, serta menghitung gaya-gaya yang timbul serta pada akhirnya dapat menentukan jarak kolom dan lantai berikut dimensi-dimensinya. Begitu pula dengan perhitungan kekuatan struktur atap yang telah dipilih, perlu pula ditinjau kekuatan strukturnya, sehingga atap tersebut dapat menahan beban-beban yang timbul pada atap. Sedangkan khusus untuk pemilihan tipe pondasi, prinsip-prinsip umum wajib diketahui oleh seorang ahli perencana struktur baja bangunan, sedangkan desain dan pemiliha tipe pondasinya dilaksanakan oleh seorang ahli pondasi bangunan gedung.
Modul ini menguraikan tentang konsep-konsep dasar minimal yang harus dikuasai oleh tenaga ahli struktur bangunan gedung (steel structure engineer for building), khususnya yang berkaitan dengan penggunaan material baja pada struktur bangunan gedung tersebut, baik itu pada struktur bangunan atas maupun struktur bangunan bawah.
2.2. PENENTUAN LETAK KOLOM, ARAH PROFIL, JENIS /SUSUNAN KOLOM
Faktor-faktor yang harus dipehatikan dalam penentuan tata letak kolom adalah: 1. Jarak antar kolom harus dibuat sedemikian rupa dengan mempertimbangkan
aktifitas pada bangunan, panjang profil yang tersedia di pasaran. Jarak antar kolom yang pendek seringkali ekonomis karena dimensinya relatif kecil, tetapi aktifitas pada bangunan kurang maksimal karena kurang mendapatkan ruang yang diinginkan. Jarak antar kolom harus dibuat sedemikian rupa sehingga jika dihubungkan dengan balok, tidak ada balok yang disambung di luar tumpuan kolom.
2. Arah profil diletakkan sedemikian rupa agar sumbu kuat penampang kolom memikul momen terbesar. Jika kolom memikul lentur dua arah,hendaknya dipilih profil kolom yang mempunyai kekuatan seimbang pada dua arah tersebut.
3. Penentuan dimensi kolom dipengaruhi oleh panjang tekuk kolom. Kolom tidak boleh terlalu langsing ataupun terlalu gemuk. Jika kolom terlalu langsing ia akan runtuh disebabkan bahaya tekuk sebelum leleh, sedangkan jika kolom terlalu gemuk ia akan leleh sebelum menekuk.
Biasanya dalam praktek agar kolom tidak terlalu langsing maupun gemuk, kelangsingannya diambil 90 – 110. Dengan demikian dimensi kolom cukup ekonomis.
4. Susunan kolom sebaiknya simetris. Bila tidak simetris harus diperiksa
kemungkinan adanya bahaya torsi. Untuk menjaga terhadap bahaya kebakaran kolom dapat dibungkus beton.
2.3. PENENTUAN BALOK INDUK, BALOK ANAK DAN BALOK PENGAKU / PENGIKAT
Penentuan dimensi balok dipengaruhi oleh: sistem lantai dan fungsi lantai/bangunan.
Lantai harus mampu memikul beban mati, hidup, gempa dan lain-lain termasuk instalasi AC, air, listrik dan kemungkinan tahan api. Untuk itu memerlukan pertimbangan banyak faktor,diantaranya:
Sistem lantai. Beban yang dipikul.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB II Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) II - 3
Jarak antar kolom.
Instalasi mekanikal dan elektrikal. Ketahanan terhadap api.
Diafragma action dalam rangka ketahanan terhadap gaya-gaya lateral. Cara pelaksanaan.
2.4. PENENTUAN JENIS DAN TIPE LANTAI, ARAH STEEL DECK DAN JENIS STEEL DECK SERTA TULANGAN LANTAI
2.4.1. Balok baja komposit dengan perancah biasa
Pada sistem ini pelat beton dicor dengan perancah seperti biasa, jadi tebal pelat seperti pelat beton biasa. Untuk bangunan bertingkat banyak,pengurangan beban mati dapat menghasilkan penghematan pada biaya framing dan pondasi. Salah satu cara mengurangi beban mati dengan menggunakan beton ringan, tetapi kelemahannya tegangan tekannya relatif lebih rendah dibanding beton biasa.
Gambar 2.1: Balok baja penyangga plat beton
2.4.2. Balok baja komposit dengan sheeting profile/metal deck/floor deck
Pada sistem ini tidak memerlukan perancah,beton langsung dicor di atas metal deck karena metal deck berfungsi sebagai perancah maupun pengganti tulangan momen positif di lapangan. Untuk daerah momen negatif di tumpuan diperlukan tulangan dan dihitung seperti pelat beton biasa .
Gambar 2.2 : Dek lantai dengan rongga yang dapat digunakan sebagai jalur kabel listrik
Keuntungan memakai metal deck:
1) Metal deck dapat dengan cepat dipasang setelah balok terpasang.
2) Metal deck terbuat dari baja mutu tinggi hingga diperlukan tebal pelat beton relatif tipis, dan ini mengurangi beban mati hingga menghemat pada saat “steel framing and foundations”.
3) Instalasi kabel listrik dan telepon dapat disisipkan dalam metal deck. 4) Dengan penggabungan dua bahan dasar utama (beton dan baja)
diperoleh efisiensi material.
5) Dengan cara pelaksanaan tertentu dapat membuat perencana berpandangan luas dan dapat menghemat bahan, seperti : shored beam
construction, preflexing of beam, prestressing of beam serta pengecoran
bertahap.
2.4.3. Sistem lantai beban ringan bentang pendek/short-span, lightly loaded
floor systems
Sistem ini digunakan pada bangunan rumah tinggal seperti apartemen.Jarak antar balok dan kolom biasanya dibuat 4 m dan bentang 6 – 8 m.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB II Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) II - 5 2.4.4. Sistem lantai beban ringan bentang panjang/ long span, lightly loaded
floor systems
Penggunaan balok dan portal bentang panjang pada struktur dengan beban ringan pada umumnya tidak ekonomis. Tinggi balok yang diperlukan pada bentang tertentu akan memperbesar tinggi gedung secara keseluruhan. Konsekuensinya komponen gedung yang berkaitan dengan tinggi gedung- seperti dinding exterior,vertical duct, service core walls- penambahan panjang kolom baja menjadi lebih mahal. Dan penambahan ruang di antara lantai ke langit-langit sering kali sia-sia, kecuali dimanfaatkan untuk ducting AC.
Struktur bentang panjang lebih ekonomis menggunakan rangka.Tetapi untuk lantai beban ringan seperti bangunan apartemen bertingkat banyak, rangka harus tersembunyi seperti gambar di bawah
Gambar 2.4 : Tipikal rangka baja pada bangunan tingkat tinggi dengan bentuk bangunan ramping
Gambar 2.5 : Kolom penyangga balok bentang panjang pada bangunan tingkat tinggi
Struktur rangka lebih menguntungkan dalam memikul gaya lateral dibanding balok biasa. Untuk lantainya dapat menggunakan pelat beton dengan steel deck/meta maupun pelat beton precast untuk menghindari penggunaan perancah.
2.4.5. Sistem lantai beban sedang bentang pendek/short span, medium
loaded systems
Kategori ini untuk balok bentang 6 – 8 m dengan beban 500 – 950 kg/m2. Gambar di bawah merupakan contoh denah susunan balok kolom untuk perkantoran, tetapi untuk yang lebih besar diperlukan area bebas kolom yang besar pula.
Gambar 2.6 : Struktur rangka penopang lantai bentang pendek untuk bangunan tingkat tinggi untuk perkantoran
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB II Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) II - 7 Gambar 2.7 : Dinding beton untuk service core juga disebut sebagai
dinding geser (shear walls), berfungsi menahan gaya lateral
Untuk menahan beban lateral dapat dipikulkan pada bresing vertikal atau dinding geser/shear wall atau dinding core, dalam hal ini frame menjadi kaku/rigid atau semirigid. Hal ini dilakukan agar balok menahan gaya gravitasi saja,karena tinggi balok terbatas atau dibatasi agar tidak terlalu tinggi karena harus menyediakan ruang untuk ducting AC.
Apabila tinggi balok tidak dapat dikurangi karena alasan memikul momen lapangan, maka tinggi balok di tumpuan dikurangi untuk ruang AC, seperti gambar di bawah. Hal ini dimungkinkan karena di tumpuan yang dominan adalah gaya geser yang relatif tidak memerlukan tinggi balok setinggi di lapangan.
2.4.6. Sistem lantai beban sedang bentang panjang/long span, medium
loaded systems
Kategori ini untuk balok memikul lantai dengan beban 500 – 950 kg/m2 dan bentang lebih dari 8 m. Pada bangunan dengan AC/air conditioning tinggi balok yang diperlukan besar padahal ruang ini dapat digunakan untuk pendistribusian udara. Untuk long span framing, perencanaan gaya lateral menjadi lebih rumit. Untuk mengatasi hal tersebut penggunaan shear wall menjadi pilihan utama.
2.4.7. Sistem lantai beban berat bentang pendek/short span, heavily loaded
floor systems
Struktur dengan beban berat seperti: gudang, garasi dan bangunan industri berbeda perencanaan perencanaannya dengan bangunan kantor maupun apartemen. Karena beban berat sering dipakai balok konvensional dan pelat beton komposit.
Pada bangunan gudang dan industri letak dan jarak antar kolom ditentukan oleh handling equipment. Sedangkan untuk garasi/tempat parkir letak kolom ditentukan oleh radius belok kendaraan.
2.4.8. Sistem lantai beban berat bentang panjang/long span, heavily loaded
floor system
Beberapa opsi yang cocok untuk perencana beban berat bentang panjang, diantaranya balok baja komposit dimana tinggi balok relatif tetap kecil. Alternatif lain ialah plate girder, rangka atau balok sarang tawon/castellated
beam. Alternatif lainnya lagi ialah balok baja prategang/prestressed steel beam.
2.5. PENENTUAN SISTEM DAN JENIS ATAP, JENIS PROFIL BAJA, JARAK GORDING, IKATAN ANGIN DAN BATANG PENGAKU
Sistem atap dipengaruhi oleh bahan penutup atap, kemiringan atap dan bentangan atap. Kemiringan atap ditentukan oleh bahan atap juga sistem pendukung atap seperti gording, kaso dan reng untuk atap genteng. Bahan sistem pendukung atap bisa dari profil baja hot rolled maupun cold rolled seperti rangka atap baja ringan.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB II Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) II - 9
Bahan atap nantinya juga menentukan jarak gording, contohnya penutup baja zinc aluminium dengan jarak gording sekitar 90 cm atau sesuai katalog produk produsen penutup atap.
Agar struktur tetap stabil dan tidak berubah bentuk ketika beban lateral bekerja, struktur dipasangi bresing-tidak terkecuali atap. Untuk mengurangi lendutan gording searah kemiringan atap khususnya atap dengan kemiringan besar dapat dipasang batang penggantung gording/trek stang/sag rod.
Struktur pendukung atap dapat berupa rangka maupun single beam,tergantung pada jenis penutup atap dan bentang atap. Untuk penutup atap genteng bentang panjang biasanya dari rangka, sedangkan penutup atap bahan zinc aluminium dari profil I
single beam atau rangka baja ringan. Dan untuk atap bentang sangat panjang dapat
digunakan rangka ruang/space frame atau cable suspended roof.
Untuk tampilan arsitektur dapat digunakan stressed skin construction seperti gambar di bawah.
Gambar 2.9: Rangka ruang 3 dimensi pada ruang yang luas
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB II Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) II - 11 Gambar 2:11 : Atap lengkung cylindrical
Gambar 2.12 : Atap bentuk kubah (dome)
2.6. PENENTUAN PONDASI
Sistem, jenis dan ukuran pondasi ditentukan oleh: kondisi tanah, beban yang bekerja, tata letak kolom, jenis tumpuan kolom pada saat perencanaan tumpuan (sendi atau jepit ), lokasi bangunan dan peralatan yang tersedia.
Dari kondisi di atas dapat ditentukan jenis pondasi baik pondasi dangkal maupun kedalamannya.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB II Penentuan Tata Letak Kolom, Pembalokan Lantai, Atap Dan Pondasi
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) II - 13 RANGKUMAN
A. Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam penentuan tata letak kolom yaitu: 1). Jarak antar kolom.
2). Arah profil.
3). Penentuan dimensi kolom. 4). Susunan kolom.
B. Didalam menentukan dimensi balok induk, balok anak dan balok pengaku/pengikat, perlu diperhatikan beberapa faktor sebagai berikut:
1). Sistem lantai 2). Beban yang dipikul
3). Ketinggian dari lantai ke lantai 4). Jarak antar kolom
5). Instalasi mekanikal dan elektrikal 6). Ketahanan terhadap api
7). Diafragma action dalam rangka ketahanan terhadap gaya-gaya lateral 8). Cara pelaksanaan
C. Pada saat menentukan jenis dan tipe lantai, arah steel deck dan jenis steel deck serta tulangan lantai perlu diperhitungkan jarak bentang balok dan beban yang akan ditanggung lantai tersebut:
D. Sistem, jenis dan ukuran pondasi ditentukan oleh:: 1). Kondisi tanah,
2). Beban yang bekerja, 3). Tata letak kolom,
4). Jenis tumpuan kolom pada saat perencanaan tumpuan ( sendi atau jepit ). 5). Lokasi bangunan dan peralatan yang tersedia.
ELEMEN KOMPETENSI &
KRITERIA UNJUK KERJA (KUK) LATIHAN / PENILAIAN MANDIRI
1. Menentukan tata letak kolom, pembalokan lantai, atap dan pondasi
1 Letak kolom, arah profil, jenis / susunan kolom ditentukan
1. Sebutkan faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam penentuan tata letak kolom.
2. Apa keuntungannya bila kolom baja dibungkus beton?
3. Untuk mengurangi bahaya gempa, bangunan sebisa mungkin dibuat simetris. Mengapa demikian?, Jelaskan!
2 Balok induk, balok anak dan balok pengaku / pengikat ditentukan
1. Sebutkan beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam penetuan dimensi balok?
2. Sebutkan beberapa macam sistem lantai yang saudara ketahui.
3. Sebutkan beberapa macam fungsi bangunan.
3 Jenis dan tipe lantai, arah ’steel deck’ dan jenis ‘steel deck’ serta tulangan lantai ditentukan
1. Apa saja keuntungan menggunakan metal deck pada plat lantai beton?
2. Sebutkan kategori pembebanan pada lantai beserta besaran-besarannya.
3. Sebutkan beberapa alternative yang dapat saudara ambil apabila tinggi balok tidak mencukupi pada tempat-tempat tertentu yang harus dipasang ducting AC.
4 Sistem dan jenis atap, jenis profil baja, jarak gording, ikatan angin dan batang pengaku ditentukan
1. Sebutkan faktor-faktor yang harus dipehatikan dalam penentuan sistem dan jenis atap, jenis profil baja, jarak gording, ikatan angin dan batang pengaku?
2. “Atap harus mampu menahan gaya lateral”. Sebagai seorang ahli struktur baja bangunan, jelaskan pernyataan tersebut secara teknis.
3. Pada struktur atap dengan bentang panjang, tipe atap apa yang cocok digunakan? Jelaskan!
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB III Menentukan Perkiraan Tebal Plat Lantai, Perkiraan Balok Dan Horizontal Bracing Dan Perkiraan Dimensi Kolom Dan Vertical Bracing
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) III - 1
BAB III
MENENTUKAN PERKIRAAN TEBAL PLAT LANTAI,
PERKIRAAN BALOK DAN HORIZONTAL BRACING DAN
PERKIRAAN DIMENSI KOLOM DAN VERTICAL BRACING
3.1 UMUM
Salah satu langkah didalam merencanakan dimensi-dimensi tebal plat, balok, kolom maupun bracing adalah dengan cara menentukan perkiraan-perkiraan dimensi sebelum dicek/dihitung kekuatan batas yang dijinkan berdasarkan beban-beban yang timbul. Semakin sering melaksanakan desain perencanaan struktur, maka semakin akurat perkiraan-perkiraan yang dibuat pada tahap preliminary design.
3.2 MENENTUKAN MUTU BAHAN DAN PERKIRAAN TEBAL LANTAI
Pada saat ini hampir seluruh gedung menggunakan beton bertulang untuk lantai. Jenisnya bisa berupa pelat beton konvensional, plat beton precast dan plat beton komposit.
Pelat beton konvensional –dicor di atas perancah biasa-tebal pelat minimum 12 cm atau 1/37 bentang pelat.
Pelat beton precast, tebal pelat sesuai katalog produk dari produsen
Pelat beton komposit, tebal pelat tergantung bentang pelat dan spesifikasi metal deck/steel deck. Biasanya minimal 10 cm.
3.3 MENENTUKAN JENIS DAN MUTU PROFIL BAJA UNTUK BALOK, PERKIRAAN DIMENSI BALOK ANAK, PERKIRAAN DIMENSI BALOK INDUK & PERKIRAAN DIMENSI HORIZONTAL BRACING
3.3.1. Jenis Dan Mutu Profil Baja
Jenis baja menurut cara dibentuknya ada hot rolled dan cold rolled. Sebagian besar profil baja yang ada di pasaran adalah hot rolled seperti WF, HF, kanal, siku-siku, pipa/tabung dll. Sedangkan untuk atap baja ringan dari
cold rolled, seperti profil C/kanal kait/lip channel dan lain-lain.
Mutu profil baja di pasaran minimal BJ 37 (Indonesia) atau setara A36 (Amerika Serikat) dimana tegangan lelehnya 2400 kg/cm2.
Fungsi struktur merupakan factor utama dalam penentuan konfigurasi struktur. Berdasarkan konfigurasi struktur dan beban rencana, setiap elemen
atau komponen dipilih untuh menyanggah dan menyalurkan beban pada keseluruhan struktur dengan baik. Batang baja dipilih dari profil giling (rolled
shapes) standar yang ditentukan oleh American Institute of Steel
Construction juga oleh ASTM A6 Specification.
Profil giling tupikal, yang dimensinya bisa dilihat pada AISC Manual [11], seperti terlihat pada gambar 3.1.
Penampang yang paling banyak dipakai adalah profil sayap lebar (wide flange) gambar 3.1.a yang dibentuk dengan penggilingan panas (hot rolling) dalam pabrik baja. Ukuran profil sayap lebar ditunjukkan oleh tinggi nominal dan berat per kaki (ft), seperti W18 X 97 mempunyai lebar 18 in (menurut AISC Manual tinggi sesungguhnya = 18,59 in) dan berat 97 pon per kaki( dalam satuan SI, penampang W18 X 97 disebut sebagai W460 x 142 artinya tingginya 460 mm dan massanya 142 kg/m).
Bentuk profil lainnya diperlihatkan selengkapnya pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Jenis-jenis Profil Baja
Jenis dan mutu baja profil baja yang umum digunakan pada bangunan dan jembatan diperlihatkan pada tabel 3.1 dibawah ini.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB III
Menentukan Perkiraan Tebal Plat Lantai, Perkiraan Balok Dan Horizontal Bracing Dan Perkiraan Dimensi Kolom Dan Vertical Bracing
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) III - 3
Tabel 3.1 Jenis dan mutu baja profil baja untuk Bangunan dan Jembatan
No Identifikasi ASTM Mutu (Jika ada) Fy tegangan leleh maksimum (ksi) (Mpa) FU Kekuatan tarik (ksi)
(Mpa) Ketebalan maksimum
untuk plat (inci)
Kelompok A6 * untuk
profil
Pemakaian yang umum
1 A36 32 220 58-80 400-550 Lebih dari 8 - Untuk segala macam struktur: dibuat atau dilas terutama untuk gedung 36 250 58-80 400-550 Sampai dari B semua
2 A53 A 30 210 48 330 Pipa yang dilas tanpa kampuh (seamless)
B 35 240 60 415
3 A242 42 390 63 435 Lebih dari 1½ sampai 4 4,5 Konstruksi jembatan yang dibuat dan dilas bila tahan karat diperlukan: telah digantikan oleh A709, mutu 50 w 46 315 67 460 Lebih dari ¾ sampai
1½
3 50 345 70 485 Sampai ¾ 1,2
4 A440 42 290 63 435 Lebih dari ½ sampai 4 4,5 Konstruksi yang dibuat; telah digantikan oleh A572 untuk gedung dan A709 untuk jembatan
46 315 67 460 Lebih dari ¾ sampai 1½
3 50 345 70 485 Sampai ¾ 1,2
5 A441 40 275 60 415 Lebih dari 4 sampai 8 - Konstruksi yang dilas: telah banyak digantikan oleh A572 untuk gedung dan A709 untuk jembatan
42 290 63 435 Lebih dari 1 ½ sampai 4 4,5 46 315 67 460 Lebih dari ¾ sampai
1½
3 50 345 70 485 Sampai ¾ 1,2 6 A500 A 33 228 45 310
Bulat
Pipa bulat dan persegi tanpa kampuh dan yang dilas dalam keadaan dingin untuk segala macam struktur.
B 42 290 58 400 C 46 317 62 427
No Identifikasi ASTM Mutu (Jika ada) Fy tegangan leleh maksimum (ksi) (Mpa) FU Kekuatan tarik (ksi)
(Mpa) Ketebalan maksimum
untuk plat (inci)
Kelompok A6 * untuk
profil
Pemakaian yang umum
B 46 317 58 400 C 50 345 62 427
7 A501 36 248 58 400 Pipa bulat dan pesegi tanpa kampuh dan yang dilas dalam keadaan panas: untuk segala macam struktur.
8 A514 90 620 100-130 690-895 Lebih dari 2 ½ sampai 6 Pelat baja paduan untuk konstruksi yang dilas: telah digantikan oleh A709 untuk jembatan.
100 690 110-130 760-895 Sampai 2 ½
9 A529 42 290 60-85 414-586 Sampai ½ Portal kaku Pra-teknik
10 A570 A 25 170 45 310 Penampungan yang dibentuk dalam keadaan dingin
B 30 210 49 340 C 33 230 52 360 D 40 280 55 380 E 42 290 58 400
11 A572 42 42 390 60 415 Sampai 6 Semua Konstruksi yang dilas dan dibaut untuk gedung: jembatan yang dilas hanya untuk mutu 42 dan 50: hakekatnya telah digantikan oleh A709, mutu 50 untuk jembatan
50 50 345 65 450 Sampai 2 Semua 60 60 415 75 520 Sampai 1 ¼ 1-2 65 65 450 80 550 Sampai 1 ¼ 1
12 A588 42 390 63 435 Lebih dari 5 sampai 8 Semua Baja lapuk untuk konstruksi yang di las dan dibaut hakekatnya telah digantikan oleh A 709, mutu 50 w untuk jembatan 46 315 67 460 Lebih dari 4 sampai 5
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB III
Menentukan Perkiraan Tebal Plat Lantai, Perkiraan Balok Dan Horizontal Bracing Dan Perkiraan Dimensi Kolom Dan Vertical Bracing
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) III - 5
No Identifikasi ASTM Mutu (Jika ada) Fy tegangan leleh maksimum (ksi) (Mpa) FU Kekuatan tarik (ksi)
(Mpa) Ketebalan maksimum
untuk plat (inci)
Kelompok A6 * untuk
profil
Pemakaian yang umum
13 A606 45 310 65 450 (Dalam potongan dengan panjang tertentu dan digiling panas
Baja strip dan lembaran yang digiling panas dan dingin dalam bentuk gulungan atau panjang tertentu: digunakan untuk membuat profil bentukan dingin
50 345 70 480
15 A607 45 45 310 60 410 Baja strip dan lembaran yang digiling panas dan dingin, tersedia dalam gulungan atau panjang tertentu: digunakan untuk membuat profil bentukan dingin 50 50 345 65 450 55 55 380 70 480 60 60 415 75 520 65 65 450 80 550 70 70 485 85 590
16 A611 A 25 170 42 290 Baja lembaran yang digiling dingin untuk membuat profil bentukan dingin B 30 205 45 310
C 33 230 48 330 D 40 275 52 360 E 80 550 82 570
17 A618 I 50 345 70 483 Pipa persegi tanpa kampuh dan yang dilas dalam keadaan panas: untuksgala macam struktur
II 50 345 70 483 III 50 345 65 448
18 A709 36 32 220 58 400 Lebih dari 8 Konstruksi jembatan: mutu 36 hampir sama dengan A 36; Mutu 50 dengan A441; Mutu 50w dengan A588; dan mutu 100 dengan A514
36 250 58-80 400-550 Sampai 8 50 50 345 65 450 Sampai 2 50 w 50 345 70 485 Sampai 4
No Identifikasi ASTM Mutu (Jika ada) Fy tegangan leleh maksimum (ksi) (Mpa) FU Kekuatan tarik (ksi)
(Mpa) Ketebalan maksimum
untuk plat (inci)
Kelompok A6 * untuk
profil
Pemakaian yang umum
100
& 100 w 90 635 100-130 700-915 Lebih dari 2 ½ sampai 4 100
& 100 w 100 700 110-130 775-915 Sampai 2 ½
Profil giling struktural (W, M, S, HP, C, MC, DAN L) dikelompokkan menurut ukuran untuk klasifikasi sifat trarik oleh ANSI/ASTM A6. Kelompok ini diberi nomor 1 sampai 5. Termasuk didalamnya ialah semau penampung giling bersayap (flanged) yang moinimal salah satu dimensi penampangnya 3 inci (75 mm) atau lebih. Kelompok tersebut ditentukan menurut tebal badan yang selaras dengan
tebal maksimum untuk plat, dengan badan yang tertipis dalam kelompok 1 dan yang tertebal dalam kelompok 5. Untuk mengetahui penampang dalam setiap kelompok, pembaca dapat melihat pada ANSI/ASTM A6 atau AISC manual.
MODUL SSEB-02
Menentukan Konsep Dan Sistem Struktur Berdasarkan Peraturan-Peraturan Nasional Dan Internasional Tentang Perencanaan Struktur Baja
BAB III Menentukan Perkiraan Tebal Plat Lantai, Perkiraan Balok Dan Horizontal Bracing Dan Perkiraan Dimensi Kolom Dan Vertical Bracing
Ahli Struktur Baja Bangunan Gedung (Steel Structure Engineer Of Buildings) III - 7 3.3.2. Perkiraan Dimensi Balok
Dimensi balok ditentukan oleh : bentang balok, beban yang bekerja dan sistem struktur. Untuk memperkirakan dimensi balok memerlukan beberapa disiplin ilmu berkaitan dengan perhitungan struktur bangunan gedung, dan perlu pengalaman yang cukup dalam perancangan dan perhitungan struktur. Untuk perkiraan tinggi balok I umumnya dapat diambil 1/12 – 1/18 bentang balok, tapi untuk pembebanan tertentu dan jenis profil tertentu lainnya perkiraan tinggi balok ini kurang tepat.
Berdasarkan SNI tentang Tata cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, persyaratan Balok adalah sebagai berikut :
- Kelurusan
Pada suatu balok, penyimpangan terhadap garis lurus antara kedua ujung balok dibatasi sebagai berikut :
Lawan lendut : diukur dengan pelat badan dalam keadaan horizontal pada suatu permukaan uji (lihat gambar 3 ). Toleransi terhadap lawan lendut yang disyaratkan adalah nilai yang terkecil dari L/1000 atai 10 mm.
Lendutan kesamping : diukur dengan pelat dalam keadaan badan vertikal (lihat Gambar 3. b ).Lendutan kesamping (dilihat dari atas tidak boleh melebihi nilai terbesar dari L/1000 atau 3 mm.
- Panjang
Panjang suatu balok tidak boleh menyimpang dari panjang yang ditentukan dengan toleransi 2 mm untuk panjang balok kurang dari 10 m, dan 4 mm untuk panjnag balok lebih besar dari 10 m.
Penampang balok yang paling umum dipergunakan adalah penampang sayap lebar (W) dan balok I (S), serta penampang I yang lebih kecil yang disebut ”profil campuran” (miscellaneous shape/M).
3.3.3. Batang Bresing Horizontal
Persyaratan untuk batang bresing :
a. Untuk sistem rangka bresing konsentris khusus (SRBKK)
Kelangsingan batang bresing harus memenuhi syarat kelangsingan, yaitu :
Beban aksial terfaktor pada batang bresing tidak boleh melebihi ØcNn
b. Untuk sistem rangka bresing konsentris biasa (SRBKB) Batang bresing harus memenuhi syarat kelangsingan :
,kecuali untuk bangunan rendah
Beban aksial terfaktor pada batang bresing tidak boleh melebihi 0,8ØcNn.
c. Untuk persyaratan selengkapnya, silahkan lihat SNI Tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung (15.11.2 dan 15.12.2)
3.4 MENENTUKAN JENIS DAN MUTU BAHAN, JENIS BAHAN KOLOM (BAJA ATAU KOMPOSIT), PERKIRAAN DIMENSI KOLOM, PERKIRAAN DIMENSI VERTICAL
BRACING
3.4.1. Jenis dan Mutu Bahan Kolom
Mutu bahan kolom dari baja pada umumnya sama seperti balok baja di atas, begitu juga untuk vertical bracing. Untuk kolom yang memikul beban besar baik tekan maupun lentur dapat menggunakan kolom komposit, yaitu kolom baja dibungkus beton bertulang. Disamping bermanfaat memikul beban bersama kolom baja, beton dapat juga berfungsi untuk ketahanan terhadap kebakaran di samping karat.
Memperkiraan dimensi kolom lebih sulit dibanding dimensi balok, terutama panjang kolom yang sangat berpengaruh terhadap kelangsingan kolom, yang pada akhirnya menentukan perilaku kolom.
Pada umumnya para praktisi menyarankan kelangsingan kolom antara 90 -110 agar didapatkan kolom yang cukup langsing namun kuat.
3.4.2. Jenis Profil Kolom
Jenis kolom dapat dibedakan berdasarkan cara pembebanannya, yaitu : a. Kolom yang hanya dibebani dengan beban tekan saja.
b. Kolom yang menerima beban selain beban tekan juga menerima beban