DIAN ARIESTADI TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN JILID 3

Pada dasarnya teknik sipil adalah teori dan pengetahuan dengan tingkat kemahiran hingga analisis dan desain. Struktur bangunan secara umum dibedakan menjadi struktur bangunan bawah dan sistem struktur atas.

STANDAR KOMPETENSI

TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN DENGAN KONSTRUKSI BAJA

Sifat Baja sebagai Material Struktur Bangunan Penggunaan baja sebagai

Keuntungan Baja sebagai Material Struktur Bangunan
Sifat Mekanis Baja

Jenis Baja Struktural
Konsep Sambungan Struktur Baja 1. Sistem Struktur dengan Konstruksi Baja

Jenis Alat Sambung Bukan Las
Sistem Sambungan Baut
Sambungan las
Kemampuan dilas dari baja struktural
Jenis sambungan las
Jenis las
Faktor yang mempengaruhi mutu sambungan las
Cacat yang mungkin terjadi pada las

Penggunaan Konstruksi Baja 1. Dasar Perencanaan Struktur Baja

Batang Tarik
Batang Tekan
Batang Lentur
Kombinasi Lentur dan Gaya Aksial
Gelagar Plat
Jenis Konstruksi Sambungan pada Struktur Baja
Sambungan balok sederhana
Sambungan balok dengan dudukan tanpa perkuatan
Sambungan dudukan dengan perkuatan
Sambungan dengan plat konsol segitiga
Sambungan menerus balok ke kolom
Sambungan menerus balok ke balok
Sambungan sudut portal kaku
Sambungan pada alas kolom
Baja sebagai Elemen Komposit

Pada proses SAW (Submerged Arc Welding), busur tidak terlihat karena tertutup lapisan bahan butiran (granular) yang dapat meleleh (lihat Gambar 6.14). Jenis las yang umum meliputi las butt, angle, wedge (slot), dan plug welds, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.18. Ujung runcing pada Gambar 6.23(a) akan terbakar (burn out) secara terus-menerus jika pelat pelindung (backing plate) tidak dipasang seperti pada Gambar 6.23(b).

TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN

DENGAN KONSTRUKSI BETON

Kemudahan Pengerjaan

Walaupun struktur konkrit direka untuk mempunyai kekuatan mampatan yang tinggi, tetapi jika rancangan itu tidak dapat dilaksanakan di lapangan kerana sukar untuk berfungsi, maka pelan itu menjadi murah.

Rangkak dan Susut

ASTM A 501-93, Spesifikasi Standar untuk Tabung Struktural Baja Karbon Dilas Panas dan Mulus. ASTM A 53, Spesifikasi Standar Lapisan Seng Pipa, Baja, Hitam dan Dicelup Panas, Dilas dan Mulus. ASTM A 588M, Spesifikasi Standar Baja Struktural Paduan Rendah Kekuatan Tinggi dengan Kekuatan Hasil Minimum 345 MPa pada Ketebalan 100 mm.

ASTM A 706M, Spesifikasi Standar Kawat Paduan Rendah Kekuatan Tinggi dan Baja Telanjang untuk Beton Pratekan. ASTM C 618, Spesifikasi Standar untuk Abu Terbang dan Pozzolan Alami Murni atau Terkalsinasi untuk Digunakan sebagai Aditif Mineral pada Beton Semen Portland. ASTM C 989, Spesifikasi Standar untuk Terak Tungku Annealing Halus untuk Digunakan pada Beton dan Mortar.

Material Penyusun Beton bertulang

Semen
Agregat
Bahan kimia tambahan
Tulangan

Bahan kimia tambahan (admixtures) adalah bahan produksi selain semen, campuran agregat dan air, yang juga dicampurkan dalam campuran khusus beton. Dosis bahan kimia tambahan ini sangat kecil dibandingkan dengan bahan utama sehingga dosis bahan ini dapat diabaikan. Baja beton yang digunakan dapat berupa baja batangan oval atau kawat las (wire mesh) berupa batang baja yang dianyam dengan teknik pengelasan.

Tulangan BJTP 24 disediakan dalam bentuk tulangan polos dan bentuk tulangan BJTD 40 mengalami deformasi atau puntiran (Gambar 7.4). Tulangan yang digunakan pada bangunan harus memenuhi persyaratan hukum untuk metode pengujian dan inspeksi untuk berbagai jenis tulangan sesuai Tabel 7.1. Selain baja tulangan jenis BJTP 24 dan BJTD 40 seperti terlihat pada tabel, jenis baja lainnya juga dapat dipesan khusus (misalnya BJTP 30).

Sifat fisik baja beton dapat diketahui dengan pengujian tarik, dengan diagram seperti pada Gambar 10.4. Produk tulangan baja beton sangat bervariasi, oleh karena itu dalam pelaksanaan di lapangan diterapkan toleransi tertentu terhadap penyimpangan yang terjadi.

Konstruksi dan Detail Beton Bertulang

Sistem Konstruksi Beton Bertulang
Ukuran Elemen
Detail Beton bertulang
Persyaratan kekuatan beton bertulang untuk perancangan struktur
Konstruksi Balok dan plat beton bertulang a) Balok beton
Perencanaan balok dan plat beton bertulang A. Perencanaan balok terlentur bertulangan tarik saja

Misalnya, elemen ini dapat digunakan untuk garasi dan bangunan lain yang mempunyai bentang besar dan beban lebih besar dari beban normal (Gambar 7.6(j)], .l) Sistem Bangunan Khusus. Panjang penyerahan ldh, dalam mm, untuk batang kawat dalam keadaan tarik yang diakhiri dengan kait standar, harus dihitung dengan mengalikan panjang penyerahan lhb dasar pada SNI pasal 14.5(2) dengan faktor yang sesuai atau faktor modifikasi sesuai SNI pasal 14.5( 3), tetapi Ldh tidak boleh kurang dari 8dB atau 150 mm (Gambar 7.12). Braket pada balok dan kolom harus dilengkapi dengan pengait siku (Gambar 7.14a) atau pengait lurus (Gambar 7.14b).

Gratis; jika pelat dapat berputar bebas pada suatu penyangga, maka pelat tersebut mis. ditopang pada dinding bata (Gambar 7.16a). Penjepit penuh; jika tumpuan tersebut dapat mencegah pelat berputar dan relatif sangat kaku terhadap momen puntir, misalnya pelat monolitik atau dipasang pada balok tebal (Gambar 7.16b). Terjepit sebagian atau elastis; pelat terpasang pada balok tepi, namun balok tepi tidak cukup kuat untuk mencegah rotasi (Gambar 7.16c).

Pada beban kecil, distribusi tegangannya linier, bernilai nol pada garis netral dan sebanding dengan deformasi yang terjadi seperti terlihat pada Gambar 7.17. Kurva tegangan di atas garis netral (daerah tekan) mempunyai bentuk yang sama dengan kurva tegangan-regangan seperti pada Gambar 7.19.

Perencanaan plat terlentur satu arah

Perencanaan balok T

Sedangkan jika NT < ND maka berperilaku seperti balok persegi dengan lebar b atau disebut balok T persegi. Perencanaan tulangan geser merupakan suatu usaha untuk memberikan beberapa tulangan baja untuk memikul gaya tarik dalam arah tegak lurus terhadap retak tarik diagonal. Perencanaan geser didasarkan pada asumsi dasar bahwa beton memikul sebagian gaya geser, sedangkan kelebihan daya dukung beton dipindahkan ke tulangan geser.

Cara umum yang digunakan untuk tulangan geser adalah dengan menggunakan balok, karena pelaksanaannya lebih mudah dan keakuratan pemasangannya terjamin. Berdasarkan peraturan tersebut, meskipun secara teoritis tidak diperlukan tulangan geser jika Vu φφφφVC, namun tetap diwajibkan untuk selalu memberikan tulangan geser minimal pada seluruh bagian struktur beton yang mengalami lentur. Ketentuan tulangan geser minimum terutama untuk mencegah terjadinya keruntuhan geser jika terjadi beban mendadak.

Pada lokasi yang tidak memerlukan tulangan geser dengan ketebalan yang cukup untuk menopang Vu, maka tulangan geser minimum tidak diperlukan. Av = luas penampang seluruh tulangan geser dengan jarak tulangan s, untuk sengkang bulat tunggal Av = 2 As, dimana As adalah luas penampang batang tulangan sengkang (mm2) bw = lebar balok , untuk balok persegi = b (mm).

Plat dengan rusuk satu arah

Dalam persamaan ini, satuan fC' dalam MPa, bw dan d dalam mm, dan VC dalam kN.

Plat lantai dua arah

Plat rata

Untuk tulangan dengan tegangan leleh antara 300 MPa dan 400 MPa atau antara 400 MPa dan 500 MPa, gunakan interpolasi linier.

Plat dengan panel drop

Plat wafel

Struktur Kolom Beton Bertulang
Dinding
TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN DENGAN KONSTRUKSI KAYU

Sifat Kayu sebagai Material Konstruksi
Penggolongan Produk Kayu di Pasaran
Sistem Struktur dan Sambungan dalam Konstruksi Kayu
Aplikasi Struktur dengan Konstruksi Kayu 1. Perhitungan Kekuatan Kayu

TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN JEMBATAN

Klasifikasi dan Bentuk Jembatan

Elemen pembatas dapat ditempatkan pada ujung atau sudut bidang dinding untuk menambah tahanan momen, seperti pada Gambar 7.33. Sistem struktur balok ringan pada Gambar 8.9(a) merupakan konstruksi kayu yang paling umum digunakan saat ini. Perilaku yang dihasilkan oleh balok balok kayu lapis [lihat Gambar 8.9(c)] memungkinkan penggunaannya untuk berbagai ukuran bentang dan kondisi pembebanan.

Kasau bergerigi pada Gambar 8.9(g), misalnya, banyak digunakan untuk konstruksi atap pada bangunan tempat tinggal. Kekuatan tarik sekrup yang dipasang tegak lurus arah serat (Gambar 8.13) dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut. Memperhatikan sketsa ilustrasi sambungan seperti pada Gambar 8.17, maka ketentuan jarak baut kepala yang sering digunakan dapat dinyatakan sebagai berikut.

Kaki kolom sederhana dengan penyangga hanya pada dua sisi seperti pada Gambar 8.23 sangat disarankan untuk memungkinkan adanya drainase pada kaki kolom. Kolom kayu dapat berupa kolom tunggal, kolom gabungan, dan kolom produk kayu laminasi seperti terlihat pada Gambar 8.24. Cara lainnya adalah dengan membiarkan pandangan atas tidak terhalang, yaitu dengan menggunakan pelat sadel seperti pada Gambar 8.32.

Untuk penyimpanan dan penempatannya, rangka kayu harus diletakkan rata dengan penyangga atau berdiri dan dilengkapi dengan penyangga (Gambar 8.36).

Jembatan Sederhana

Yang dimaksud dengan jembatan sederhana adalah konstruksinya yang ringan dan sederhana, atau dapat kita terjemahkan sebagai suatu struktur yang terbuat dari kayu, yang bersifat darurat atau permanen dan dapat dibangun/dibangun tanpa peralatan modern yang canggih. Dibandingkan material lain seperti baja, beton atau lainnya, kayu merupakan material yang potensial dan sudah kita kenal sejak lama. Ketika baja dan beton digunakan sebagai material jembatan, kayu tetap berperan sebagai undercarriage.

Kayu merupakan salah satu sumber daya alam yang akhir-akhir ini banyak dimanfaatkan pada industri kayu lapis dan mebel, dan dapat dikatakan sangat sedikit dimanfaatkan pada bidang jembatan langsung sebagai konstruksi utama. Kayunya relatif ringan, biaya transportasi dan konstruksinya relatif murah, serta dapat dikerjakan dengan peralatan sederhana. Jembatan kayu lebih memilih menggunakan dek kayu sehingga menguntungkan untuk lokasi terpencil dan jauh dari lokasi produksi beton siap pakai.

Kayu merupakan material yang sangat estetis bila didesain dengan benar dan dipadukan dengan lingkungan sekitar. Dari penjelasan di atas dapat dikatakan bahwa jembatan kayu untuk pembangunan jembatan berat dengan bentang yang sangat panjang sudah tidak ekonomis lagi.

Jembatan Gelagar Baja

Pada jembatan gelagar pelat, beban hidup ditopang langsung oleh pelat dan kemudian oleh gelagar utama. Pada jembatan box girder, beban mula-mula diserap oleh pelat, kemudian ditopang oleh balok melintang (stringer) dan balok lantai yang dihubungkan ke main box girder, dan akhirnya dipindahkan ke substruktur dan pondasi melalui tumpuan. Balok dibedakan menjadi non komposit dan komposit berdasarkan apakah balok baja tersebut bekerja sama dengan pelat beton (menggunakan sambungan geser) atau tidak.

Pemilihan penggunaan tulangan baja dan beton pada balok sambungan seringkali merupakan keputusan yang rasional dan ekonomis. Gelagar pelat merupakan desain yang paling ekonomis dalam menahan gaya lentur dan geser serta mempunyai momen inersia terbesar dengan bobot per satuan panjang yang relatif rendah. Beban gravitasi dipikul oleh beberapa balok datar utama, yang terdiri dari 3 bagian yang dilas: sayap atas dan bawah serta sambungan penghubungnya (kisi). menunjukkan balok datar dan proses pembuatannya.

potongan-potongan tersebut dirakit di pabrik dan kemudian dibawa ke lokasi konstruksi untuk dirakit di sana. peraturan area kerja dan bangunan. a) jembatan gelagar pelat, dan (b) jembatan gelagar kotak Sumber: Chen & Duan, 2000. Pengaku horizontal ditempatkan lebih dekat ke tumpuan karena gaya geser terbesar terdapat pada bagian tersebut.

Jembatan Gelagar Komposit

Sebaliknya balok kotak dan balok beton dapat dianalisis dengan asumsi terdapat kekakuan yang menahan tekuk. Balok kotak terdiri dari balok memanjang dengan pelat di atas dan di bawahnya berbentuk balok berongga (hollow) atau kotak. Jenis ini digunakan untuk bentang sederhana 40 ft (+ 12 m), namun box girder beton bertulang lebih ekonomis untuk bentang antara 60 – 100 ft m) dan biasanya dirancang sebagai struktur kontinu pada kolom.

Box girder beton pratekan dalam desain biasanya lebih menguntungkan untuk bentang kontinu dengan panjang bentang + 300 ft (+ 100 m). Pada kondisi lapangan dimana ketinggian struktur tidak terlalu dibatasi, penggunaan balok kotak dan balok T mempunyai nilai yang kurang lebih sama pada bentang 80 ft (+ 25 m). Untuk bentang yang lebih pendek biasanya tipe T-beam lebih murah, dan untuk bentang yang lebih panjang lebih tepat menggunakan trestle beam.

Box girder merupakan profil tertutup sehingga mempunyai ketahanan puntir yang tinggi tanpa kehilangan kekuatan ketika menahan gaya lentur dan geser. Dek ortotropik, pelat baja dengan pengaku memanjang dan melintang, sering digunakan untuk dek pada gelagar kotak atau konstruksi dinding tipis pada pelat beton untuk jembatan dengan bentang besar. a) dengan balok beton bertulang, dan (b) dengan dek baja. Sumber: Chen & Duan, 2000.

Jembatan beton bertulang

Perbandingan ketebalan terhadap bentang suatu struktur umumnya 0,06 untuk bentang sederhana dan 0,55 untuk bentang kontinu dengan jarak balok 1,5 kali tebal struktur. Ketahanan torsi yang tinggi pada balok kotak berarti dapat digunakan untuk bentuk lengkung seperti lereng pada jalan raya.

Jembatan Beton Prestress / pratekan

Jembatan jaringan baja bergelombang / corrugated stell web bridge

Jembatan kisi baja bergelombang digunakan pada beton pratekan untuk mengurangi berat dan menambah panjang bentang. Jaringan bergelombang mempunyai keunggulan yaitu tidak mengurangi kekuatan aksial dengan efek akordeon, sehingga kekuatan prategang pada beton menjadi lebih efektif.

Jembatan Rangka Batang (Truss Bridge)