SI-2101
REKAYASA BAHAN KONSTRUKSI SIPIL
Mg# Topik Sub Topik Capaian Belajar Mahasiswa 1 Pendahuluan.
Peranan bahan bangunan pada fasilitas infrastruktur
Peran bahan bangunan dalam bangunan sipil, jenis-jenis bahan bangunan, kriteria dalam penggunaan bahan bangunan untuk konstruksi :
a. Kayu : Jenis bahan kayu, sifat fisik dan mekanis kayu.
b. Beton c. Baja
Mahasiswa mengerti pentingnya bahan
bangunan dan memiliki wawasan mengenai
berbagai jenis bahan konstruksi yang ada,
dengan kelebihan dan kekurangannya.
Mg# Topik Sub Topik Capaian Belajar Mahasiswa 3 Bahan pembentuk beton (2) Bahan agregat, analisa saringan agregat
kasar, halus, kualitas air, admixture dan additive.
Mahasiswa mengerti material agregat, air dan bahan tambahan 4 Perencanaan campuran beton Perencanaan mix-design beton untuk
kekuatan karakteristik fc’. Merencanakan campuran beton normal.
Mahasiswa dapat merencanakan campuran beton. Mahasiswa mengerti tentang prosedur mix design.
5 Sifat beton segar Workability, konsistensi campuran.
Pengecoran, pengiriman pengadukan, pengecoran dan pemadatan beton segar dan perawatan/curing.
Mahasiswa mengerti tentang
perilaku beton segar.
Mg# Topik Sub Topik Capaian Belajar Mahasiswa 6 Perilaku mekanik beton Perkembangan kekuatan beton,
pengetesan standar beton (SNI) yang sudah mengeras, kuat tekan, tarik, serta korelasinya. Perilaku kekuatan tekan
beton,variasi statistik kekuatan, kekuatan beton akibat beban, kurva tegangan-
regangan, susut, rangkak.
Mahasiswa mengerti perilaku beton umur 28 hari.
Mahasiswa mengetahui perilaku utama beton dan dapat melakukan pengecekan kualitas beton.
7 Pembuatan baja struktur Proses pemurnian, pencampuran dan komposisi bahan baja, pembentukan profil
Mahasiswa memahami proses
pembuatan baja struktur dan penentuan
9 Perilaku Mekanis Baja (1) Properti elastik linear dan non linear baja, sifat inelastik, plastik, kurva tegangan- regangan, modulus elastisitas, tegangan leleh, strain-hardening, tegangan putus dan kekerasan.
Mahasiswa memahami properti baja struktur.
10 Perilaku Mekanis Baja (2) Pengaruh suhu, kegetasan, daktalitas, disipasi energi, regangan inelastik.
Spesifikasi bahan baja dan standar bahan SNI.
Mahasiswa memahami properti baja struktur.
11 Korosi Baja Mekanisme dan perlindungan. Mahasiswa memahami masalah korosi
pada baja.
Mg# Topik Sub Topik Capaian Belajar Mahasiswa 12 Perkembangan material baru RPC, FRC, FRP, ALWA, Polimer,
Aramid
Mahasiswa mengerti mengenai material baru yang sedang dan akan berkembang.
13 Karakteristik bahan agregat Sumber dan siklus agregat, karakteristik dan kinerja teknis, peran dan perilaku dalam
pembebanan, bahan baru dan persyaratan teknis.
Mahasiswa memahami karakteristik dasar, peran dan perilaku bahan agregat serta arah pengembangan material agregat baru.
Mahasiswa dapat mencari/menentukan bahan
pengganti agregat dari bahan yang tersedia.
14 Karakteristik bahan bitumen Sumber dan jenis agregat, karakteristik dan kinerja teknis, peran dan perilaku dalam pembebanan, bahan baru, bahan tambah (additive) dengan polimer, serat, aspal alam dll, serta persyaratan teknis.
Mahasiswa memahami karakteristik dasar, peran dan perilaku bahan bitumen serta arah pengembangan material bitumen baru dan modifikasi bitumen. Mahasiswa dapat
mencari/menentukan bahan pengganti bitumen dari bahan yang tersedia.
15 Karakteristik campuran beraspal (bituminous mixture)
Peran agregat, bitumen dan energi dalam campuran beraspal, jenis
campuran, kinerja campuran beraspal (bitumimous) dan perkembangan
teknologi campuran.
Mahasiswa memahami karakteristik dasar dan
peran bahan penyusun, perilaku campuran
beraspal (bituminous) serta perkembangan
teknologi produksi dan implementasi.
Mg# Topik Sub Topik Capaian Belajar Mahasiswa 16 Komposit dan kayu Jenis-jenis bahan kayu, sifat fisik
dan mekanis kayu.
Sifat-sifat material komposit.
Mahasiswa mengerti jenis dan sifat-sfat bahan kayu untuk konstruksi.
Pemahaman mengenai sifat-sifat material
komposit
TUGAS 15%
QUIZ 15%
UTS 30%
UAS
40%
QUIZ
1. Jelaskan peranan material konstruksi terhadap struktur maupun fasilitas infrastruktur.
2. Jelaskan kekurangan dan kelebihan masing-masing material konstruksi.
3. Tentukan material konstruksi yang paling optimal untuk fasilitas nuklir. Jelaskan alasan memilih material
tersebut.
Struktur adalah susunan dari bagian-bagian atau unsur-unsur yang berhubungan satu sama lain dalam satu kesatuan yang disusun dengan pola tertentu.
Jika dikaitkan dengan dunia “civil engineering” misalnya sebuah struktur bangunan gedung.
Suatu bangunan gedung disusun dari bawah (substructure atau struktur bawah, yaitu sebuah
fondasi) hingga ke atas (upper structure atau struktur atas). Setiap bagian dalam struktur
akan saling bergubungan dan saling mengikat satu sama lain.
Infrastruktur dijelaskan sebagai sarana dan prasaranan yang mendukung keberadaan suatu struktur. Maksudnya, infrastruktur ada untuk mendukung kinerja suatu struktur. Infrastruktur ada untuk membuat kinerja struktur lebih baik dan maksimal sesuai kegunaannya.
Dalam suatu bangunan gedung, yang disebut struktur adalah susunan bangunan dari struktur
bawah (fondasi) sampai bagian-bagian yang paling atas (atap). Sedangkan infrastruktur
adalah fasilitas-fasilitas yang mendukung bangunan tersebut dapat berjalan sebagaimana
mestinya, dalam suatu stasiun kereta misalnya, jalan rel serta perlintasannya adalah
Definisi bangunan gedung menurut UU No. 28 tahun 2002 tentang Bangunan Gedung pasal 1,
adalah wujud fisik hasil pekerjaan konstruksi yang menyatu dengan tempat
kedudukannya, sebagian atau seluruhnya berada di atas dan/atau di dalam tanah
dan/atau air, yang berfungsi sebagai tempat manusia melakukan kegiatannya, baik untuk
hunian atau tempat tinggal, kegiatan keagamaan, kegiatan usaha, kegiatan sosial, budaya,
maupun kegiatan khusus.
Infrastruktur
Struktur
Material
Pada awalnya manusia hanya memanfaatkan apa yang ada di alam sebagai sarana dan prasarana ataupun infrastruktur dalam kehidupannya. Seperti halnya memanfaatkan gua sebagai tempat tinggal. Kemudian memanfaatkan apa yang ada di alam sebagai bahan- bahan konstruksi untuk membuat infrastruktur seperti halnya batu, tanah dan kayu.
Kemudian setelah ditemukan bahan-bahan tambang yang dapat digunakan untuk membuat
alat atau benda yang menunjang sebuah bangunan seperti halnya barang logam dan
mengolah bahan bahan alam seperti mengolah batuan kapur, pasir dan tanah. Dalam
perkembangannya, manusia membuat bahan bahan bangunan dari hasil industri atau
buatan manusia yang bahan-bahannya bakunya diambil dari alam.
• Batu
• Tanah
• Kayu
alam
• Besi
• Logam lainnya
Tambang
• Baja
• Semen
Industri
Zaman Batu
memiliki kecenderungan bangunan tunggal dan banyak dikaitkan dengan Mitologi
Zaman Kayu
Pada masa awal penggunaan kostruksi kayu, pemanfaatan kayu sebagai bahan konstruksi
bangunan sederhana dibuat dengan kayu-kayu pohon secara utuh, kayu-kayu gelondongan
maupun ranting-ranting yang disusun dan diikat dengan perhitungan tertentu. Sementara
kegunaan kayu sebagai bahan konstruksi bangunan berlantai banyak ataupun berbentang
lebar ditemukan pada tahun 120 Masehi di wilayah-wilayah yang memiliki hutan tropis dan
sub tropis.
Zaman Kayu
Zaman Kayu
Seiring dengan bertambahnya ilmu pengetahuan, dimana manusia mulai memikirkan dan
mempertimbangkan metode dan prosedur pemanfaatan kayu yang antara lain harus
memenuhi syarat : mampu menahan bermacam-macam beban yang bekerja dengan aman
dalam jangka waktu yang direncanakan; mempunyai ketahanan dan keawetan yang memadai
melebihi umur pakainya; serta mempunyai ukuran penampang dan panjang yang sesuai
dengan pemakainnya dalam konstruksi.
Zaman Kayu
Dalam penggunaannya, kayu dipengaruhi oleh sifat-sifatnya, yaitu sifat fisik, mekanis,
anatomis, kimia maupun sifat lainnya. Sifat tersebut dipengaruhi oleh jenis kayu, umur pohon,
letak kayu dalam pohon, perbedaan tempat tumbuh serta faktor lainnya yang mempengaruhi
pertumbuhannya. Sebagai bahan bangunan, maka kayu harus memenuhi syarat tertentu
seperti kerapatan, kembang-susut, kekuatan dan keawetannya. Selain digunakan sebagai
bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri, kayu merupakan komponen penting dari yang
digunakan sebagai bahan penumpu bangunan (scaffolding), sebagai bahan untuk alas pelapis
beton, alas kerja (formwork) untuk pemasangan baja dan lain lain.
Hiroshima Castle
Zaman Batu Bata
Batu bata adalah bahan bangunan campuran yang pertama kali digunakan oleh manusia. Ada banyak alasan mengapa batu bata telah bertahan dibuat dan digunakan sejak zaman Mesir.
Secara ekonomi batu bata memiliki harga yang relatif murah dan terjangkau, bahan baku
pembuatannya pun sangat mudah diperoleh, mudah diproduksi dengan jumlah banyak dengan
standard yang sama, memiliki kemampuan sebagai bahan bangunan yang tahan lama dan
juga sebagai bahan pelapis insulasi.
Zaman Batu Bata
Yang lebih penting dari itu adalah bahwa bahan material bangunan ini menjadi semakin dekat
hubungannya dengan seluruh lapisan masyarakat, baik masyarakat berstrata bangsawan
maupun strata paling bawah. Semua manusia mampu membuat tempat tinggalnya dengan
mudah, murah dan efisien dengan skala yang lebih proporsional seukuran kebutuhan manusia.
Zaman Batu Bata
Zaman Besi/Baja
Ditandai dengan perkembangan teknologi industry dalam pemanfaatan bahan tambang
Zaman Beton/ Beton Bertulang
Zaman Beton Bertulang
BAHAN KONSTRUKSI SIPIL SAAT INI
Beton
Baja
Kayu
MATERIAL KONSTRUKSI
Load
Durability Architectural
Maintenance
ETE STRONGER AND GREENER
Pasar Peterongan Semarang
Lendutan / Beban /
tegangan
Tekan
Tarik
No. Parameter Nilai (keterangan
1 Kekuatan Hanya kuat menahan beban tekan
2 Durabilitas Bergantung mutu, kembang-susut, retak, tahan api
3 Biaya Relatif rendah
4 Jadwal Perkembangan mutu sesuai usia beton 5 Produksi/source Saat ini berlimpah
6 Perawatan Relatif lebih mudah
• Steel’s use as a construction material roughly follows the same timeline as steel innovation in general – especially as railroads became a popular mode of transport.
• In the 1800s, there were three forms of “ferrous metals” in use: wrought iron, cast iron, and steel.
• Wrought iron was very familiar to blacksmiths who had been working with the material for years. While we now think of it as mostly decorative
• Cast iron, strong but brittle, was more widely used for cooking and farming but was not very appropriate for building.
• Steel was expensive to produce and was used for higher-end items like watches, swords, and scythes.
Soft and ductile Strong but brittle Expensive
• In 1855, the Bessemer Method, created by Sir Henry Bessemer in England, made the production of steel more efficient. It allowed for the creation of steel with good tensile strength, however, wrought iron continued to be the more prevalent choice for iron-based building of the period.
• By 1879, inventor Sidney Thomas mastered a method to remove phosphorous from steel –
increasing its quality and its possibilities. His “Basic Process” meant that steel could finally be
produced more cheaply so, it’s production rapidly grew. His method became popular in
Europe and, by the 1880s, steel quality became more consistent.
the fire, Chicago responded by creating stricter building regulations by requiring non-combustible construction materials including brick, stone, marble, and limestone. Other building solutions were cast iron and wrought iron paired with brickwork, but as the city grew, Chicago needed to look to steel construction to go skyward.
• The Home Insurance Building in Chicago, completed in 1885, was a 10-story building widely recognized as the first to use steel skeleton frame construction with reinforced concrete. When it weighed only one-third of what a traditional masonry building of its size would have weighed, city officials halted construction to investigate its safety. Demolished in 1931, the building is seen as the father of the skyscraper.
• The Rand McNally Building in Chicago was built in 1890 as the first all-steel framed skyscraper.
Designed by Burnham and Root, it stood ten stories and cost $1 million to build at the time. It was
demolished in 1911.
• By 1913, America was ready to reach higher into the sky and the Woolworth Building, a 60- story tower, was built in New York. For a time, it was the tallest building in the world and was looked to as a model of pioneering American steel-frame construction.
• By 1928, the Chrysler Building was competing with 40 Wall Street and the Empire State
Building to become the world’s tallest building. Today, the Chrysler Building remains the
world’s tallest steel-supported brick building.
BAJA
Baja Profil
Baja Tulangan
Struktur Baja
Struktur Beton Bertulang
Regangan Tegangan
No. Parameter Nilai (keterangan
1 Kekuatan Tekan dan Tarik sama baiknya
2 Durabilitas Korosi (udara dan air), Temperatur
3 Biaya Tinggi
4 Jadwal Singkat
5 Produksi/source Mulai banyak di pasaran dan terjangkau 6 Perawatan Relatif lebih mudah
Tekan
Tarik
No. Parameter Nilai (keterangan
1 Kekuatan Arah serat berpengaruh
2 Durabilitas Kelembaban udara dan Temperatur tinggi
3 Biaya Tinggi
4 Jadwal Singkat
5 Produksi/source Mahal, glulam dan CLT 6 Perawatan Relatif lebih mudah 7 Estetika Estetika tinggi
8 Karakter kekuatan Kompleks
• Kuat Tekan sejajar serat
• Kuat Tekan Tegak lurus serat
• Kuat Tarik
• Kuat Geser
• Kuat Lentur
• Modulus Elastisitas
INFRASTRUKTUR
Jalan (Rigid pavement - Beton) Apron Bandara (Rigid Pavement – Beton)
