Bab 5 an Baja Struktur

Praktikal konstruksi baja biaya perawatan yang tinggi selama bangunan berfungsi. Keuntungankeuntungan ini membuat bahan bangunan baja menjadi pilihan utama. Baja sebagai suatu bahan bangu nan sudah dipelajari dan diuji selama bertahun-tahun. Hal ini membuktikan Baja adalah suatu bahan bangubahwa kita lebih memahami perilaku nan yang umum digunakan pada` baja lebih baik daripada bahan dunia industri konstruksi. Tujuan utabangunan lain manapun. Baja adalah manya adalah untuk membentuk suasuatu bahan yang dapat diprediksi tu kerangka bangunan atau struktur, dan selama 1990's dunia industri terutama bagian-bagian dari struktur konstruksi telah menerapkan proseyang mendukung kokohnya suatu dur-prosedur baru untuk merancang bangunan. struktur-struktur baja. Rancangan Baja mempunyai banyak kelestruktur baja telah berevolusi dan bihan jika dibandingkan dengan basudah sangat berkembang, terutama han bangunan yang lain seperti beton, disebabkan adanya tantangan perisbalok kayu, plastik maupun bahan tiwa gempa bumi. komposit bangunan yang terbaru. Evolusi dalam mendisain struktur Baja adalah salah satu bahan bangubaja telah membawa kita dari teori nan yang ramah lingkungan. baja yang lebih berpendapat bahwa adalah bahan yang 100% dapat di semakin kaku suatu bangunan semadaur ulang dan baja adalah bahan kin baik, kearah keyakinan saat ini daur ulang yang paling dapat mengudimana fleksibilitas dan keuletan rangi beban timbunan tanah yang adalah kunci utama. Sampai 1970's, menjadi masalah akhir-akhir ini. struktur-struktur dirancang dengan Baja, tidak seperti kayu, tidak rumusan-rumusan yang sudah melengkung atau terpuntir dan tidak terbukti, tetapi kalkulasi-kalkulasinya mengembang atau mengkerut karena masih dilaksanakan dengan perhitung pengagruh cuaca. Tidak seperti beton, -an menggunakan tangan. Dewasa ini, baja tidak memerlukan waktu untuk dengan tersedianya perangkat keras mengeras dan dengan segera dapat dan lunak dari komputer, kita dapat berfungsi dengan kekuatan sangat secara mendisain suatu struktur tinggi. Baja adalah bahan yang serbabangunan hanya dalam satu hari, guna, mempunyai kekuatan yang jauh sesuatu yang mungkin bisa dilakukan lebih tinggi dengan lebih sedikit berbulan-bulan oleh seorang insinyur berat/beban, mempunyai satu penamdalam mendisain struktur bangunan pilan yang menarik, dapat diterapkan apabila dilakukan dengan mengdalam hampir semua kondisi cuaca, gunakan kertas dan pensil. Peralatan mempunyai kualitas bahan yang desain (hardware dan software) yang seragam, sudah dibuktikan daya tersedia saat ini telah dapat menyetahannya dan tidak membutuhkan lesaikan beberapa permasa-lahan DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 68

5. PERENCANAAN KONSTRUKSI BAJA

Praktikal konstruksi baja lama yang belum terpecahkan dan kemudahan dan kecepatan di mana menciptakan hal-hal baru dalam perubahan-perubahan dapat diakomoproses perancangan struktur. Salah dasikan. Bab ini akan hadir dasar satu dari sarana utama evolusi desain rancangan struktur, pembuatan dan struktur baja adalah CAD (Computer pemasangan dan akan berbicara yang Aided Design ). Hari-hari yang bersifat "non teknis" ditempuh begitu lama dalam proses perancangan telah berakhir dan 5.1 Perencanaan konstruksi baja proses digitalisasi dalam perancangan Baja sebagai bahan bangunan struktur bangunan dengan menggunatelah dipelajari dan diuji selama kan komputer telah banyak mengbertahun-tahun. Mungkin dapat dikata hemat waktu, adanya kepastian kuakan kita lebih memahami prilaku baja litas dan mengakibatkan pengeluaran dari pada bahan-bahan bangunan biaya yang lebih rendah. Bagaimalainnya. Baja adalah suatu jenis bahan napun, seperti halnya semua hasil bangunan yang dapat diperkirakan inovasi, teknologi baru juga akan prilakunya, dan pada tahun 1990 menimbulkan permasalahan yang dunia industri konstruksi telah baru pula. mengimplementasikan suatu proseDengan pengetahuan kita yang dur baru untuk mendisain bangunan luas tentang tentang baja, orang akan struktur baja. Perkembangan dalam bertanya mengapa komponen banguproses desain bangunan baja tersebut nan ini sering dihadapkan dengan lebih banyak disebabkan untuk permasalahan. Industri baja sudah mengantisipasi masalah gempa bumi. sangat tertata, ada peraturan-peraPerkembangan proses disain turan yang disediakan oleh industri bangunan baja telah membawa kita baja, peraturan bangunan nasional dari sebuah teori yang beranggapan dan lokal yang mengatur tentang bahwa semakin kaku suatu struktur bahan baja, para akademisi juga bangunan akan semakin baik, saat ini secara terus menerus mempe- lajari menjadi fleksibilitas dan keuletan desain baja dan konstruksi, dan kita merupakan kunci utama. terus menerus belajar dari kegagalanSebagaimana diketahui sampai kegagalan struktur baja. Jadi dengan era tahun 1970 an, perencamengapa struktur baja, sering masuk naan atau lebih tepatnya perhitungan dalam jalur kritis di setiap proyek, struktur bangunan di rancang dengan apakah ini berkaitan dengan masih menggunakan rumus-rumus baku, banyaknya permasalahan pada baja tetapi semua perhitungan tersebut struktur? masih dilakukan dengan cara Jawaban terhadap permasalamanual/perhitungan tangan. Untuk han tersebut banyak bersandar mulai saat ini, dengan menggunakan dari proses desain sampai dengan software/ perangkat lunak komputer, proses perangkaian struktur, jumlah dapat dirancang suatu strukutur dan tipe-tipe dari para pihak yang bangunan hanya dalam waktu satu terlibat di dalam proses, dan hari, sesuatu yang mungkin dapat DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 69

Praktikal konstruksi baja membutuhkan waktu lebih dari satu selalu belajar dari kegagalan-kegabulan jika perhitungan dilakukan galan struktur yang terja di pada dengan menggunakan pensil dan bangunan baja. kertas. Dengan menggunakan Tetapi pertanyaan yang selalu muncul software-software yang ada saat ini adalah mengapa pekerjaan struktur telah dapat menyelesaikan masalahbaja selalu masuk dalam jalur kritis masalah desain di masa lalu dan pada jaringan kerja (network planning) menciptakan hal-hal baru dalam pada suatu proyek pembangunan, desain struktur bangunan. apakah ini terkait dengan banyaknya Computer Aided Design (CAD) permasa lahan yang dihadapi? merupakan alat utama dalam proses Jawaban terhadap pertanyaanevolusi perancangan struktur baja. pertanyaan tersebut lebih banyak Hari-hari yang ditempuh dalam proses bersandar mulai proses perencanaan perancangan gambar baja secara sampai dengan pelaksanaan pembamanual hampir semuanya telah ngunan, jumlah dan jenis pihak-pihak berlalu, digantikan dengan proses yang terlibat di dalam proses. digitalisasi struktur dengan komputer yang lebih singkat waktunya, kuali5.2 Proses desain sampai ereksi tasnya terjamin serta biaya yang lebih Walaupun dikarenakan ukuran murah. Tetapi bagaimanapun juga dan kompleksitas dari suatu proyek seperti halnya semua hasil inovasi, bangunan struktur baja dapat sebuah hasil produk teknologi baru membuat terjadinya banyak perubaakan melahirkan masalah-masalah han pada proses perencanaan maubaru yang perlu diantisipasi. pun pelaksanaannya, tetapi pola Sebagaimana kita telah mengeperancangan dan pelaksanaan konstahui banyak tentang bahan baja, truksi baja tetap dapat diprediksi dan salah satu pertanyaan yang selalu dibuktikan. Berkaitan dengan pembamuncul adalah mengapa komponen hasan pada bab ini kita akan menguji bahan bangunan ini masih sering struktur baja dalam kaitan dengan dihadapkan dengan permasalahanperancangan yang akan diberikan permasalahan pada saat diimplemenoleh seorang arsitek. Tetapi bagaimatasikan di lapangan. Padahal jika napun juga banyak bangunan struktur diperhatikan bahan baja tersebut telah baja, tidak membutuhkan input arsidibuat di pabrik baja yang terkelola tektural, disini termasuk bingkaidengan baik. Banyak peraturanbingkai untuk peralatan dan permeperaturan yang diterbitkan oleh Indussinan, panggung lepas pantai, tri baja, hampir semua peraturan terminal-terminal angkatan laut, daerah maupun nasional tentang kilang-kilang, proses-proses di pabrik bangunan selalu mencantumkan tendan lain sebagainya yang termasuk tang masalah baja, para akademisi di nonestetik struktur. perguruan tinggipun selalu memSetelah pekerjaan arsitek bangupelajari perancangan dan pelaksanan selesai dilakukan, perencanaan naan konstruksi baja dan kitapun kerangka struktur seperti balok-balok, DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 70

Praktikal konstruksi baja kolom-kolom,dan sebagainya, mulai dihitung oleh ahli teknik.

akan

diantara elemen-elemen struktural. Secara teknik struktural suatu sambungan memastikan bahwa di titik dimana anggota struktur bertemu (sambung), ada suatu bidang/area baja cukup untuk menahan kumulatif tekanan pada titik simpul itu - beban aksial (kompresi dan tegangan), momen lentur, dan momen puntir.

5.2.1. Perencanaan struktur Perencanaan struktur adalah aplikasi dari ilmu pengetahuan dan matematika untuk mendisain sebuah struktur. Dengan merefrensi ke berbagai peraturan-peraturan bangunan dan data empiric yang di dapat dari berbagai hasil pengujian terhadap 5.2.1.1. Desain Struktur Utama struktur baja, ahli teknik struktur Kalkulasi-kalkulasi rancangmemahami dan dapat memprediksi bangun struktural untuk struktur utama kelakuan baja. berlangsung setelah sejumlah faktorDi Amerika dan di beberapa faktor kritikal ditentukan. Untuk negara lain, ketika istilah peraturan memulainya, seorang insinyur dipakai dalam dunia desain baja dan menggunakan gambar arsitektur untuk industri konstruksi, untuk kejelasan, menentukan lokasi-lokasi kolom untuk seseorang dapat menggolongkan menentukan pondasi beton akan perancangan baja struktur ke dalam dirancang. Kolom-kolom baja akan tiga area: struktur utama, struktur tersambungkan ke pondasi beton sekunder dan sambungan-sambungmelalui pemakaian baut jangkar yang an. Teknik struktural untuk struktur menempel ke dalam beton dan utama termasuk di dalamnya balok, disambungkan ke lempengan dasar kolom-kolom, tiang penopang, dan kolom dengan menggunakan bautbalok penopang. struktur utama baut dan ring baut. Lokasi kolomadalah kerangka struktur yang bertukolom akan menentukan konfigurasi gas membawa beban-beban untuk dari kerangka struktur utama. diberikan ke struktur. Secara bersamaan, seorang insi Keteknikan struktural untuk -nyur memperoleh informasi dari struktur sekunder termasuk bracing arsitek tentang beban-beban - beban (penyanggah diagonal), tangga, dan mati, beban hidup, dan beban terpusat geladak. Unsur-unsur struktur sekunyang khusus. Pada awalnya, struktur der dirancang untuk membawa bebanitu harus memikul beratnya sendiri beban spesifik. Sebagai contoh, suatu (beban mati) dan harus, sebagai bracing ditambahkan untuk menjadi tambahan, memikul beban merata dan penumpu tambahan di dalam area beban terpusat (beban hidup) guna suatu beban, dengan demikian mengantisipasi bagaimana struktur mengurangi ukuran dimensi dari suaakan digunakan selama operasi. tu struktur. Sebagai contoh, suatu pusat konvensi Sambungan-sambungan adalah sebu dirancang untuk menerima beban ah node (titik simpul) struktur yang hidup sebesar 400 pounds per kaki berfungsi untuk memindahkan beban bujur sangkar di ruang pamer. Dengan DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 71

Praktikal konstruksi baja mengaplikasikan beban hidup ini secara merata kepada proses perancangan, seorang insinyur tidak harus menghitung sebab akibat dari setiap bagian dari perlengkapan yang dapat berpengaruh kepada struktur. Tetapi dalam beberapa kasus, peralatan mesin tertentu dan begitu berat ditempatkan di atas lantai, dan beban terpusat tersebut harus menjadi bahan pertimbangan. Gambar 5.2 Truss Seni di dalam rancangan struktur adalah mengaplikasikan kombinasi beban yang benar dari kondisi bebanbeban struktur untuk menentukan tegangan tertinggi dalam komponen struktural yang diharapkan akan terjadi.

Gambar 5.1 Denah bangunan Beban-beban lain yang menyebabkan tekanan pada struktur, dan dikenal sebagai beban lingkungan antara lain adalah angin, salju, hujan, gempa bumi, banjir, getaran-getaran dan beban yang disebabkan keruntuhan struktur sebagai akibat kebakaran. Beban-beban ini ditambah beban hidup dan mati, menggambarkan kondisi pembebanan.

Gambar 5.3 Sambungan kompleks Sebagai contoh, tegangan apa yang terjadi pada suatu kolom jika dibebani 100% beban mati, 50% beban hidup, 25% hujan dan 75% beban angin, terjadi pada model strukur? Penerapan beban-beban secara bersamaan disebut kombinasi beban. Mereka dapat merupakan kombinasi dari satu beban atau dapat

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

72

Praktikal konstruksi baja berupa ratusan beban. Ini merupakan salah satu dari permasalahan analisis komputer yang terjadi. Kemudahan bagi kita untuk memprogram data, dan kecepatan hasil yang didapat, telah menghasilkan satu kemampuan untuk menentukan hasil melalui pengalaman dengan tipe-tipe genting dan sejumlah beban kombinasi. Dan pada kenyataannya, dikarenakan keterbatasan dunia industri, seorang insinyur sering menjalankan setiap kemung kinan melalui komputer. Dengan menggunakan contoh beban kolom seperti yang dijelaskan sebelumnya, setiap kombinasi pembebanan menghasilkan hasil yang berbeda pada tegangan dan reaksi dari setiap kolom. Komputer atau insinyur kemudian menyeleksi ukuran dan ketebalan terbaik dari standar produk baja yang ada di pasaran. Seorang Insinyur kemudian mengevaluasi berbagai faktor untuk menjamin geometri dari struktur bekerja. Sebagai contoh, anda tentu tidak ingin balok 36 inci dirangkai dengan balok penopang yang ukurannya 14 inci. Jadi seorang insinyur membuat keputusan dan dengan menggunakan CAD ataupun juru gambar mempersiapkan gambar-gambar struktur; rencana rangka struktur, elevasi, dan gambar-gambar detail. Tetapi pertimbangan terpenting kadang-kadang melihat catatan seorang insinyur adalah apa yang terjadi pada sambungan-sambungan.

cang untuk struktur utama. Para anggota struktur sekunder diantaranya bracing (penyanggah diagonal), pengaku dan anggota struktur lainnya yang mendukung struktur utama dan menyebabkan ukuran struktur utama menjadi lebih kecil. Anggota struktur sekunder lain yang harus dirancang adalah tangga, catwalks, dan anggota lainnya. Beban mati dari stuktur sekunder mungkin cukup penting untuk dipertimbangkan untuk merancang struktur utama. Berat keseluruhan struktur sekunder menjadi penting dan tidak boleh diabaikan dalam menghitung berat struktur secara keseluruhan

Gambar 5.4 Komponen penguatan sekunder .5.2.1.3. Desain sambungan Sering terjadi kasus bahwa perancangan baja struktur untuk sambungan-sambungan didelegasi- kan dari seorang insinyur ke fabrikator. Rasionalnya adalah tidak ada yang tahu tentang bagaimana merangkai sambungan sebaik seorang fabrikator, jadi mengapa tidak memberikan kepada mereka untuk merancangnya. 5.2.1.2. Desain struktur sekunder Untuk merancang sambungan seoSetelah struktur utama rang fabrikator harus memiliki pengeditetapkan (lokasi, ukuran,reaksi dan tahuan baja struktur atau mereka beban), struktur sekunder harus diranDIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 73

Praktikal konstruksi baja harus mempunyai konsultan struktur baja. Cara lain adalah mendelegasikan ke penanggungjawab lain tentang sisa perancangan dari struktur baja.

Berikutnya, perancang sambungan ingin tahu tentang gaya-gaya dan reaksi-reaksi untuk setiap komponen sambungan pada suatu titik sambung. Mereka mencari reaksireaksi seperti gaya-gaya aksial, momen tekuk, gaya geser dan torsi. Kesulitannya adalah setiap sambungan pada kerangka struktur memiliki reaksi yang berbeda untuk setiap kombinasi beban yang dipilih. Dengan asumsi perancang sambungan sudah diberikan semua kriteria yang dibutuhkan, sambungansambungan dirancang menggunakan komputer program atau perhitungan tangan. Perhitungan ini harus diperGambar 5.5 Sambungan geser siapkan dan disetujui oleh insinyur sederhana profesinal yang berlisensi dan subjek yang akan disahkan dalam EOR. Sambungan-sambungan tidak Tetapi dalam beberapa kasus bisa dirancang tanpa masukan dari sambungan-sambungan itu berjumlah EOR (engineering of record). Peranribuan. Untuk mengurangi beban EOR cang sambungan memerlukan geometerhadap pengesahan setiap samtrical data dari gambar-gambar strukbungan, standar atau template dipertur. Pada gambar struktur tersebut siapkan. dijelaskan tentang lokasi dan ukuranSebagai contoh, prosedur peranukuran sambungan pada sebuah titik cangan yang khusus akan disiapkan simpul. Berikutnya seorang perancang untuk sebuah balok cantilever dimana sambungan membutuhkan pengeta sambungannya adalah sambungan huan maksud dari rancangan. Misalmoment. Setelah prosedurnya disahnya, bagaimana maksud EOR pada kan oleh EOR, perancang sambungan sambungan ini untuk bereaksi? mengikuti prosedur perancangan Apakah mereka ingin sambungan untuk setiap sambungan dengan tersebut bereaksi sebagai sambungan memenuhi kriteria ini. Pada akhir momen atau hal tersebut di desain kegiatan projek, perancang samsebagai sambungan pin. bungan mensertifikati bahwa ia telah Jenis sambungan yang digunamengikuti prosedur baku. kan dalam komputer model atau Sambungan-sambungan merupa perhitungan dengan tangan dapat kan bagian masalah yang paling dengan mudah diilustrasikan dalam kompleks dalam pekerjaan struktur. gambar struktur untuk kegunaan Disamping menggambarkan bagaiperancang sambungan. mana bentuk phisik sambungan las DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 74

Praktikal konstruksi baja atau baut untuk berbagai sambungan, para insinyur juga harus mempertimbangkan kebutuhan pelat pengaku dan bracing. Masalah perancangan sambungan bukanlah seperti sebuah buku masakan. Bagaimanapun juga setelah sekali

Gambar 5.6 Sambungan dengan pelat pengaku reaksi sebenarnya pada sambungan diketahui, yang mana ini adalah tantangan nyata dari proses peranca ngan, aplikasi dari rumus-rumus struktural adalah rutin. 5.2.2 Detailing (rincian) Detailing adalah proses mengkonversi gambar perancangan struktural menjadi gambar bengkel (shop drawing). Gambar bengkel ini akan digunakan oleh fabrikator untuk mengidentifikasi ukuran, bentuk dan bahan dari setiap potongan baja struktural. Dalam projek yang besar, dengan lebih kurang 40.000 ton baja, ini menjadi hal yang tidak biasa untuk kerangka struktur dan sambungansambungan terdiri atas 300.000 potongan baja. Perlu diingat, bahwa untuk menghemat biaya pemba-

75

ngunan struktur baja, banyak potongan-potongan detail ini dirangkai dahulu oleh fabrikator sebelum dikirim ke lokasi proyek. Pada proyek yang besar, seperti dijelaskan diatas, merupakan hal yang tidak biasa mempunyai 45.000 potongan pengiriman. Detailing adalah proses yang dilakukan selangkah demi selangkah, proses yang sulit, walaupun program komputer telah membuat pekerjaan jadi lebih mudah. Seorang detailer mempunyai tanggungjawab untuk menginterpretasi gambar rancangan struktur untuk tujuan menentukan baja apa yang akan dibeli dan bagaimana mereka dapat dirangkai bersama. 5.2.2.1. Pengajuan rencana bahan Apakah fabrikator membayar orang luar perusahaan untuk membuat detailing atau memfaatkan staf yang ada, salah satu tugas mereka adalah menghasilkan rincian anggaran biaya bahan. Mengambil langsung dari rencana struktur yang dihasilkan oleh EOR, detailer (pembuat rincian) mempersi-apkan rincian pembelian baja untuk membeli baja dari pabrik atau pasar besi baja. Baja dibeli dari pabrik dalam jumlah besar dengan asuransi, kualitas maupun pemotongan volume. Material/ bahan baja yang tidak dibeli dari pabrik, sebagai contoh dari sebuah pergudangan, lebih mahal dan tidak ada jaminan untuk ukuran dan tingkatannya bisa cocok Pabrik baja secara umum tidak memproduksi semua jenis baja yang dibutuhkan oleh sebuah proyek.


Praktikal konstruksi baja menjamin ketersediaan dan prediksi waktu pengiriman. Apabila kita memesannya terlambat, sedangkan pabrik sudah kontrak dalam setahun, maka kita harus mencari sumber/ pabrik yang lain.

Gambar 5.8 Bentuk umum penampang baja

Gambar 5.7 Contoh rencana bahan

Disamping memesan bentuk-bentuk standar, detailer juga menentukan jumlah, ukuran dan ketebalan dari pelat yang dibutuhkan. Pelat ini akan dipotong-potong untuk membuat berbagai kebutuhan termasuk pelat girder, dan pengaku (stiffeners).

Beberapa pabrik mungkin hanya memproduksi pelat baja, dan pabrik 5.2.2.2 Gambar-gambar pendirian baja yang lain mungkin hanya bangunan (erection drawings) memproduksi baja dengan bentukErection drawing menyediakan bentuk seperti wide flanges,Channels, kepada tim pendirian bangunan beruangles. Beberapa pabrik memproduksi pa “peta penunjuk jalan” bagaimana semua bentuk, tapi mereka sangat membangun / mendirikan bangunan membatasi ukuran dari baja yang baja setelah baja dikirim ke lokasi mereka produksi. proyek. Mereka (erection drawings) Pada kenyataannya, beberapa adalah satu set dari instruksi tentang pabrik hanya memproduksi baja terbagaimana merangkai “puzzle” agar tentu pada waktu yang barvariasi menjadi gambar yang utuh. erection dalam satu tahun. Oleh karena itu drawings kelihatannya sangat mirip sangatlah penting mengetahui bentuk dengan gambar struktur yang dikeluar dan ukuran dari baja yang akan digunakan secepat mungkin. Ini akan DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 76

Praktikal konstruksi baja kan oleh EOR dengan beberapa hal yang berbeda. Pertama, komponen yang dikirim ke lokasi proyek diberi angka/nomor pengiriman sebagai tanda identifikasi. Nomor-nomor ini dicatat pada gambar dan dicopy ke komponen-komponen baja di lapangan. Kedua, pada erection drawing, setiap rangkaian baja ditunjukkan, tidak masalah apakah konstruksi itu penting atau tidak. Setiap anggota tim pembangunan harus tahu dimana rangkaian baja itu dipasang. Juga, tidak seperti gambar struktural, erection drawing menjelaskan bagai mana sambungan baja akan dirangkai di lokasi proyek. Pada kenyataannya, karena gambar ereksi ini dibuat terlebih dahulu (sebelum gambar detail) gambar ereksi memerlukan dengan tepat lokasi dari anggota struktur sehingga geometri dari sambungan dapat direncanakan dan gambar detail dapat diselesaikan. 5.2.2.3. Gambar detail Gambar detail adalah apa yang orangorang didunia industri mengkata gorikan sebagai official shop drawing. Gambar detail menggambarkan kom ponen-komponen setiap rangkaian ingat, 300.000 potongan individu baja. Pada gambar-gambar ini, detailer memberikan kepada fabrikator instruksi langkah demi langkah untuk memfabrikasi setiap komponen. Setiap potong komponen diberi nomor berbeda sehingga pekerja di bengkel tahu bagaimana merangkai setiap komponen sebelum dikirim.

77

Gambar 5.9 Gambar pemasanganpenempatan komponen baja Gambar detail selalu menjelaskan daftar kebutuhan bahan baja. Setiap penambahan komponen yang tidak terdapat pada daftar pengajuan dapat dilakukan dengan menambahkan pada dokumen orisinil atau memesan dilain tempat/ diluar pabrik. Pada proyek pembangunan yang besar seperti dijelaskan sebelumnya, hal ini tidak merupakan hal yang luar biasa untuk memiliki 15.000 gambar detail dan lebih kurang 2.000 gambar ereksi. Secara administrasi, ini merupakan mimpi buruk bagi fabrikator, detailer, EOR, arsitek, dan erektor untuk mengantisipasi perubahan. Untuk menjamin EOR, detailer dan fabrikator harus mengikuti instruksi


Praktikal konstruksi baja

Gambar 5.10 Detail balok EOR dalam hal perencanaan, fabrikator harus mengirim gambar detail dan ereksi untuk pengesahan. 5.3 Pertimbangan khusus dalam perencanaan struktur baja Baja memiliki beberapa karakteristik yang unik, sehingga membutuhkan pertimbangan-pertimbangan dalam perencanaannya. 5.3.1 Berat Baja merupakan bahan yang berat, dan kebanyakan orang mengasosiasikan berat dengan uang, dan itu benar. Tetapi real cost dari kerangka baja terjadi pada proses perencanaan sambungan. Sebagai contoh, tergantung dari proyek, baja dibeli sekitar Rp 4.000.000 per ton, fabrikasi sekitar Rp 4.500.000 per ton, dan pendirian bangunan Rp 5.500.000 per ton. Menambahkan komponenkomponen ini berarti berjumlah sekitar

Rp 14.000.000 per ton. Biaya equivalent untuk sambungan dapat mencapai Rp 20.000.000 sampai 60.000.000 per ton atau lebih. Peningkatan efisiensi dalam perencanaan sambungan baja akan berdampak pada penghematan selama pengerjaan fabrikasi dan ereksi. Banyak orang dalam dunia industri konstruksi beranggapan bahwa cara untuk melakukan penghematan adalah dengan pengurangan berat struktur utama. Sementara berat struktur utama berkurang, menyebabkan sambungan-sambungan bertambah berat dan kompleks. Sambungansambungan harus terkandung cukup baja untuk menahan gaya aksial, momen, torsi dan geser. Mengurangi ukuran komponen struktur akan mengurangi jumlah baja pada sambungan tanpa merubah beban. Sebuah contoh yang simple yakni sebuah balok wide flange dengan tinggi 18 inci dan berat 130 pound/ft (W18 x 30) mempunyai struktural karateristik yang sama dengan (W27 x 84). Yang terakhir beratnya kurang dari 46 pound/ft dan ini membuat komponen konstruksi lebih ringan. Bagaimanapun juga dampak pembiayaan untuk kegiatan fabrikasi dan ereksi pada sambungan dapat secara total menggantikan biaya yang disaving dari penggunaan balok baja yang lebih ringan. Mengurangi berat tidak berarti mengurangi biaya.

5.3.2 Sambungan-sambungan Seperti pada diskusi sebelumnya, perencana sambungan membutuhkan informasi beban dan maksud DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 78

Praktikal konstruksi baja dari perencanaan dari EOR dalam rangka perencanaan yang efisien dan konstruktif. Sayangnya, dengan meningkatnya jumlah industri konstruksi membuat insinyur konstruksi enggan memberi informasi tersebut. Keengganan mereka berasal dari suatu perhatian bahwa modeling dan analisis struktural mungkin tidak dengan teliti menghitung beban-beban yang benar. Sebagai suatu konsekuensi, insinyur-insinyur kembali kepada suatu prosedur desain bahwa pilihan di tengah-tengah spektrum antara praktek desain yang baik dan buruk. Dibanding penyediaan bebanbeban "yang riil", EOR memerlukan para perancang sambungan untuk mendisain sambungan-sambungan yang didasarkan pada komponen (primer atau sekunder) dengan kekuatan ultimat. Itu berarti bahwa perancang sambungan harus mendisain berdasarkan beban yang mungkin terjadi paling besar pada komponen tepat sebelum komponen struktur roboh atau gagal. Karena bebanbeban yang besar mempunyai satu faktor keamanan yang besar, hubungan resultan akan over disain, sangat berat, kompleks untuk membuat dan mahal. Dampak dari hal ini akan meningkatan gambar detil, fabrikasi dan biaya-biaya pemasangan. Tetapi siapa yang akan membayar kerja tambahan ini? Apakah pihak fabrikasi menyediakan nya untuk perencana sambungan atau apakah EOR? Apakah resiko yang layak dan yang dapat diprediksi oleh pihak fabrikasi untuk diambil ? Ini adalah sebagian

79

dari isu tentang hal-hal penting pada industri konstruksi baja hari ini. Apakah EOR mempunyai hak untuk mengurangi berat komponen struktur atas biaya sambungan-sambungan yang lebih rumit tanpa masukan dari perancang hubungan dan fabrikasi? Industri konstruksi selalu bergulat dengan pertanyaanpertanyaan ini.

5.3.3 Kualitas Jika satu hal dapat berkata sekitar industri konstruksi baja adalah kita dapat mendeteksi perbedaanperbedaan antara baja yang baik dan tidak baik, dan pengerjaan baik dan tidak baik. Pihak fabrikasi dapat memverifikasi kandungan kimia dan ciri-ciri yang berhubungan dengan metalurgi dari tiap potongan dari baja dan pengirimannya; kendali kualitas dan jaminan di dalam bengkel fabrikasi dengan mudah dilihat secara visual dan dengan mudah diuji dengan sejumlah alat test yang merusak dan tidak merusak. Sangat utama, kita dapat menggunakan mikroskop menentukan jika baja itu baik, apakah las-las dan baut-baut bersifat baik, dan jika ciri-ciri dari baja sudah berubah. Secara visual kita dapat secara memeriksa baja, memeriksa baut-baut dan memeriksa las-las dan kita dapat secara visual menguji baja untuk ketaknormalan-ketaknormalan. Sebenarnya, pihak fabrikasi dan erektor mempunyai sistem kendali kualitas terbaik pada industri konstruksi. Perencaan baja dan konstruksi adalah suatu proses yang sistematis. Dari aspek keteknikan sampai pemaDIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

Praktikal konstruksi baja sangan semua langkah-langkah bersifat perlu dan penuh arti. Jalanpintas tidak ditoleransi, dan ketika dapat diperkirakan yang diambil mengakibatkan konsekuensi-konsekuensi yang tak sengaja. Karena kegiatan baja biasanya di lintasan genting dari jadwal proyek, setiap gangguan dapat mempunyai dampak pada tanggal penyelesaian proyek. Oleh karena sifat lini perakitan baja dari mulai pekerjaan detil, fabrikasi dan ereksi (pemasangan), untuk dapat menyerap gangguangangguan yang menyebabkan keterlambatan. Suatu konsep utama di dalam desain baja dan konstruksi untuk selalu bekerja satu potongan baja atau perakitan dalam satu waktu. Sekali sepotong baja di rekayasa, maka didapat detail, lalu fabrikasi dan lalu dipasang.

Kita mengenal sangat banyak tentang desain dan konstruksi dari struktur-struktur baja bahwa perkiraan biaya bersifat teliti dan terandalkan. Pihak-pihak detailers, fabrikator dan erektor mempersiapkan perkiraan biaya dengan teliti untuk keperluan selama proses rekayasa, detil, fabrikator dan ereksi/pemasangan. Taksiran-taksiran rancang-bangun selama proses pengembangan perancangan bisa merupakan tahap paling sulit untuk dilaksanakan karena pengetahuan yang sedikit tentang struktur. berdasarkan pada gambar struktural, jam-jam mengerjakan detil dan banyaknya gambar dapat dengan cermat diramalkan. Mengetahui komponen baja sekunder dan utama yang disediakan oleh pabrik untuk menaksir bahan dan fabrikasi. sejak desain sambungan belum komplit, maupun bermacam-macam bagian5.3.4 Perubahan bagian dari struktur, fabrikasi harus Seperti didiskusikan tadi, menaruh uang pemberian dalam mengubah apa yang dihasilkan penawarannya untuk meliput karena alasan apapun, adalah hal pekerjaan. yang biasa dalam industri konstruksi. Ongkos fabrikasi sambungan AISC Code dari Standard Practice dan ereksi biasanya diperkirakan untuk Steel Buildings dan Bridges antara yang terendah 10% atau hadapi secara efektif dengan isu ini. paling tinggi 20% dari suatu berat EOR dalam membela diri, menga struktur. Terakhir, ereksi/ pemasangan takan pekerjaan mereka adalah mungkin adalah yang termudah untuk tergantung pada memperoleh persyamenaksir dengan teliti. Erektor ratan-persyaratan yang bersifat renmemahami dan menge tahui berapa cana dari arsitek dan pemilik. Jika ton baja dan pengiriman potongan mereka tidak mempunyai informasi untuk dapat dipasang dalam satu hari. yang tepat waktu, atau jika informasi Mereka tahu tentang kecepatan bautitu berubah, kontrak baja akan baut dipasang, pengelasan dilaksaberdampak negatif. nakan dan lantai dari pelat diterapkan. 5.3.5 Perkiraan Biaya Semakin banyak insinyur, detailer, fabrikator dan erektor memaDIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 80

Praktikal konstruksi baja hami tentang desain, semakin baik dan lebih kompetitiflah taksiran-taksiran biayanya. Beberapa fabrikator dan erektor diminta untuk memberi harga borongan berdasar pada harga kontrak. Sementara hal yang biasa, menempatkan suatu resiko yang substansiil pada fabrikator dan erektor. Sebagai contoh yang ekstrim, dua struktur dengan 10,000 ton dapat dirubah menjadi 40.000 potongan kecil baja untuk fabrikasi dan las, atau, sebagai satu proyek yang ekstrem, 10,000 ton dapat terdiri atas dua potongan besar dari baja. Dengan jelas, biaya-biaya yang dikaitkan dengan rekayasa, detil, fabrikasi dan ereksi akan berbeda secara dramatis. contoh hal ini tak dapat disangkal terus terang menyoroti masalah dengan mendasarkan perkiraan biaya pada berat. Taksiran-taksiran harus didasarkan pada upah buruh, bahan dan peralatan berhubungan dengan potongan-potongan detil, pengiri man dan permintaan-permintaan khusus. 5.4 Persyaratan umum perencanaan Menurut SNI 03-1729-2002 yang berisi tentang tatacara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung, menguraikan tentang persyaratan umum perencanaan struktur yang bertujuan untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, cukup kuat, mampu-layan, awet, dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila ia tidak mudah terguling, miring, atau

81

tergeser, selama umur bangunan yang direncanakan. Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu-layan bila kemung kinan terja dinya kegagalan struktur dan kehila ngan kemampuan layan selama masa hidup yang direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang dapat diterima. Suatu struktur disebut awet bila struktur tersebut dapat menerima keausan dan kerusakan yang diharapkan terjadi selama umur bangunan yang direncanakan tanpa pemeliharaan yang berlebihan. 5.4.1 Persyaratan-persyaratan 5.4.1.1 Struktur Dalam perencanaan struktur baja harus dipenuhi syarat-syarat berikut: 1) analisis struktur harus dilakukan dengan cara-cara mekanika teknik yang baku; 2) analisis dengan komputer, harus memberitahukan prinsip cara kerja program dan harus ditunjukan dengan jelas data masukan serta penjelasan data keluaran; 3) percobaan model diperbolehkan bila diperlukan untuk menunjang analisis teoritis; 4) analisis struktur harus dilakukan dengan model-model matematis yang mensimulasikan keadaan struktur yang sesungguhnya dilihat dari segi sifat bahan dan kekakuan unsurunsurnya;


Praktikal konstruksi baja 5) bila cara perhitungan menyimpang dari tata cara ini, maka harus mengikuti persyaratan sebagai berikut: (1) struktur yang dihasilkan dapat dibuktikan dengan perhitungan dan atau percobaan yang cukup aman; (2) tanggung jawab atas penyimpangan, dipikul oleh perencana dan pelaksana yang bersangkutan; (3) perhitungan dan atau percobaan tersebut diajukan kepada panitia yang ditunjuk oleh pengawas bangunan, yang terdiri dari ahli-ahli yang diberi wewenang menentukan segala keterangan dan cara-cara tersebut. Bila perlu, panitia dapat meminta diadakan percobaan ulang, lanjutan atau tambahan. Laporan panitia yang berisi syaratsyarat dan ketentuan-ketentuan penggunaan cara tersebut mempunyai kekuatan yang sama dengan tata cara ini.

1) beban hidup dan mati seperti disyaratkan pada SNI 03-1727-1989 atau penggantinya; 2) untuk perencanaan keran (alat pengangkat), semua beban yang relevan yang disyaratkan pada SNI 03-1727-1989, atau penggantinya; 3) untuk perencanaan pelataran tetap, lorong pejalan kaki, tangga, semua beban yang relevan yang disyaratkan ada SNI 03-17271989, atau penggantinya; 4) untuk perencanaan lift, semua beban yang relevan yang disyaratkan pada SNI 03-1727-1989, atau penggantinya; 5) pembebanan gempa sesuai dengan SNI 03-1726-1989, atau penggantinya; 6) beban-beban khusus sesuai dengan kebutuhan.

lainnya,

5.4.1.2 Penanggung jawab perhi tungan Nama penanggung jawab hasil perhitungan harus ditulis dan dibubuhi tanda tangan serta tanggal yang jelas.

5.4.2.2 Kombinasi pembebanan Berdasarkan beban-beban tersebut di atas maka struktur baja harus mampu memikul semua kombinasi pembeba nan di bawah ini:

5.4.2 Beban-beban dan aksi lainnya

1,4D 1,2D + 1,6 L + 0,5 (La atau H) 1,2D + 1,6 (La atau H) + (γLL atau 0,8W) 1,2D + 1,3 W +γ L L + 0,5 (La atau H) 1,2D ± 1,0E + γ L L 0,9D ± (1,3W atau 1,0E)

5.4.2.1 Beban-beban Perencanaan suatu struktur untuk keadaan-keadaan stabil batas, kekuatan batas, dan kemampuan-layan batas harus memperhitungkan pengaruh-pengaruh dari aksi sebagai akibat dari beban-beban berikut ini: Keterangan: DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

82

Praktikal konstruksi baja D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air W adalah beban angin E adalah beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03–1726– 1989, atau penggantinya dengan, γ L = 0,5 bila L< 5 kPa, dan L = 1 bila L= 5 kPa. Kekecualian: Faktor beban untuk L di dalam kombinasi pembebanan pada persa maan 5.4.1.2, 5.4.1.3, dan 5.4.1.5 harus sama dengan 1,0 untuk garasi parkir, daerah yang digunakan untuk pertemuan umum, dan semua daerah di mana beban hidup lebih besar daripada 5 kPa. 5.4.2.3 Aksi-aksi lainnya Setiap aksi yang dapat mempengaruhi kestabilan, kekuatan, dan kemampuan layan struktur, termasuk yang disebutkan di bawah ini, harus diperhitung kan: 1) gerakan-gerakan pondasi; 2) perubahan temperatur;

83

3) deformasi aksial akibat ketaksesuaian ukuran; 4) pengaruh-pengaruh dinamis; 5) pembebanan pelaksanaan. Jika ada pengaruh struktural akibat beban yang ditimbulkan oleh fluida (F), tanah (S), genangan air (P), dan/atau temperatur (T) harus ditinjau dalam kombinasi pembebanan di atas dengan menggunakan faktor beban: 1,3F, 1,6S, 1,2P, dan 1,2T, sehingga menghasilkan kombinasi pembebanan yang paling berbahaya. 5.4.2.4 Gaya-gaya horisontal mini mum yang perlu diperhitungkan Pada struktur bangunan berlantai banyak harus dianggap bekerja gayagaya horisontal fiktif masing-masing sebesar 0,002 kali beban vertikal yang bekerja pada setiap lantai. Gaya-gaya horisontal fiktif ini harus dianggap bekerja bersama-sama hanya dengan beban mati dan beban hidup rencana dari SNI 03-1727-1989, atau penggan tinya dan dibandingkan dengan persamaan (5.4.2.5) dan (5.4.2.6) untuk menghasilkan kombinasi pembe banan yang lebih berbahaya untuk keadaan-keadaan kekuatan batas dan kemampuan-layan batas. Gaya gaya horisontal fiktif ini tidak boleh dimasukkan untuk keadaan kestabilan batas.

5.4.3 Keadaan kekuatan batas Komponen struktur beserta sambungannya harus direncanakan untuk keadaan kekuatan batas sebagai berikut: 1) beban-beban dan aksi-aksi harus ditentukan sesuai dengan Butir 5.4.1.1 DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

Praktikal konstruksi baja dan 5.4.1.3 dan beban-beban keadaan kekuatan batas harus ditentukan sesuai dengan Butir 5.4.2.2;

keadaan kemampuan-layan sebagai berikut:

2) pengaruh-pengaruh aksi terfaktor (Ru) sebagai akibat dari beban-beban keadaan batas harus ditentukan dengan analisis sesuai metoda analisis struktur;

1) beban-beban dan aksi-aksi lainnya harus ditentukan sesuai dengan aturan beban-beban dan aksi-aksi lainnya dan beban-beban keadaan kemampuan-layan batas harus ditentukan berdasarkan kombinasi pembebanan;

3) kuat rencana (øRn) harus ditentukan dari kuat nominal (Rn) yang ditentukan berdasarkan Butir 8 sampai dengan Butir 12, dikalikan dengan faktor reduksi (ø) yang tercantum pada factor reduksi untuk keadaan kekuatan batas 4) semua komponen struktur dan sambugan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga kuat rencana (øRn) tidak kurang dari pengaruh aksi terfaktor (Ru), yaitu: Ru < øRn. 5.4.4 Keadaan kemampuan-layan batas Sistem struktur dan komponen struktur harus direncanakan untuk mempunyai kemampuan-layan batas dengan mengendalikan atau membatasi lendutan dan getaran. Kemampuan layan batas ini juga berlaku untuk setiap baut. Di samping itu untuk bangunan baja. diperlukan perlindungan terhadap korosi secukup nya. Kesemuanya itu harus sesuai dengan persyaratan yang relevan pada Butir 6.4.2 sampai dengan 6.4.6.

batas

2) lendutan akibat beban dalam keadaan kemampuan-layan batas harus ditentukan berdasarkan metode analisis elastis dengan semua faktor amplifikasi diambil sama dengan satu. Lendutan harus memenuhi batasbatas lendutan; 3) perilaku getaran harus dikaji sesuai dengan getaran balok-balok; 4) slip baut pada sambungan harus dibatasi bila diperlukan, sesuai dengan keadaan kemampuan layan batas baut; 5) perlindungan terhadap korosi harus diberikan sesuai dengan perlidungan terhadap korosi. 5.4.4.2 Batas-batas lendutan Batas-batas lendutan untuk keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai dengan struktur, fungsi penggunaan, sifat pembebanan, serta elemen-elemen yang didukung oleh struktur tersebut. Batas lendutan maksimum diberikan dalam Tabel 5.1.

5.4.4.1 Metode Sistem struktur dan komponen struktur harus direncanakan untuk DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

84

Praktikal konstruksi baja Tabel.5.1 Batas lendutan maksimum.

L adalah panjang bentang, h adalah tinggi tingkat, beban tetap adalah beban mati dan beban hidup, beban sementara meliputi beban gempa atau beban angin. 5.4.4.3 Getaran balok-balok Balok-balok yang mendukung lantai atau mesin-mesin harus diperiksa untuk meyakinkan bahwa getaran yang diakibatkan oleh mesin-mesin atau lalu-lintas kendaraan atau pejalan kaki tidak berakibat buruk terhadap kemampuan-layan struktur. Dalam hal ada kemungkinan bahwa suatu bangunan harus menerima getaran yang diakibatkan misalnya oleh gaya-gaya angin atau mesinmesin, harus diambil tindakan untuk mencegah ketidaknyamanan atau perasaan tidak aman, kerusakan terhadap struktur, atau gangguan terhadap fungsi asalnya.

5.4.4.4 Keadaan kemampuan-layan batas baut Pada suatu sambungan yang harus menghindari terjadinya slip pada taraf beban rencana, maka alat-alat sambung harus dipilih sesuai dengan pemilihan alat pengencang.

85

5.4.4.5 Perlindungan terhadap korosi Dalam hal pekerjaan baja pada suatu bangunan harus menghadapi lingkungan yang korosif, pekerjaan baja tersebut harus diberi perlindungan terhadap korosi. Tingkat perlindungan yang digunakan harus ditentukan berdasarkan pertimbangan atas fungsi bangunan, pemeliharaan, dan kondisi iklim/cuaca serta kondisi setempat lainnya. 5.4.5 Keadaan kekuatan dan kemampuan-layan batas dengan ercobaan beban Dengan tidak mengabaikan ketentuan -ketentuan pada persyaratanpersyaratan, keadaan kekuatan batas, dan keadaan kemampuan layan batas, suatu bangunan atau suatu komponen struktur atau sambungan dapat direncanakan untuk keadaan kekuatan batas atau kemampuanlayan batas atau kedua-duanya, dengan percobaan beban sesuai dengan pengujian struktur atau komponen struktur. Bila prosedur alternatif ini yang diambil, persyaratanpersyaratan yang relevan pada keadaan kekuatan batas. sampai persyaratan perencanaan lainnya, tetap berlaku. 5.4.6 Kebakaran Bangunan, komponen-komponen struktur, dan sambungan-sambungannya harus direncanakan sesuai dengan ketahanan terhadap api.

5.4.7 Gempa Dalam hal gempa menjadi suatu pertimbangan perencanaan , seperti DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

Praktikal konstruksi baja yang ditentukan pada SNI 03-17261989, atau penggantinya, bangunan dan komponen-komponen strukturnya harus direncanakan sesuai dengan ketentuan perencanaan tahan gempa untuk struktur bangunan baja. 5.4.8 Persyaratan perencanaan lainnya Persyaratan-persyaratan selain yang dinyatakan pada aksi-aksi lainnnya, seperti perbedaan penurunan, keruntuhan bertahap, dan semua persyaratan kinerja khusus, harus dipertimbangkan bila relevan dan, bila dianggap perlu, harus diperhitungkan dalam perencanaan struktur sesuai dengan prinsip-prinsip standar ini dan prinsip-prinsip rekayasa yang baku. 5.5 Beberapa metode dalam analisis struktur 5.5.1 Beberapa metode dalam penentuan gaya-dalam Untuk memenuhi syarat-syarat stabilitas, kekuatan, dan kekakuan yang ditetapkan dalam Butir 5.4 pengaruhpengaruh gaya-dalam pada suatu struktur dan terhadap komponenkomponennya serta sambungannya yang diakibatkan oleh beban-beban yang bekerja harus ditentukan melalui analisis struktur dengan menggunakan anggapan-anggapan yang ditetapkan pada Butir 5.5.2 dan 5.5.3 dan dengan salah satu metode berikut ini: a) Analisis elastis: sesuai dengan Butir 5.5.4; atau b) Analisis plastis: sesuai dengan Butir 5.5.5; atau

c) Analisis non-konvensional lainnya yang telah baku dan telah diterima secara umum. 5.5.1.1 Beberapa definisi Dalam butir ini berlaku beberapa definisi berikut ini: a) Komponen struktur tak-bergoyang adalah komponen struktur yang perpindahan transversal antara kedua ujungnya dikekang secara efektif. Hal ini berlaku pada rangka segitiga dan rangka batang atau pada rangka dengan kekakuan bidangnya diberikan oleh bresing diagonal, atau oleh dinding geser, atau oleh pelat lantai atau pelat atap yang menyatu dengan dinding atau sistem bresing paralel terhadap bidang tekuk komponen struktur; b) Komponen struktur bergoyang adalah komponen struktur yang perpindahan transversal antara kedua ujungnya tidak dikekang. Komponen struktur tersebut biasa dijumpai pada struktur yang mengandalkan mekanisme lentur untuk mengendalikan goyangan. 5.5.2 Bentuk-bentuk struktur pada analisis struktur Pendistribusian pengaruh gaya-dalam kepada komponen-komponen struktur dan sambungan-sambungan pada suatu struktur ditetapkan dengan menganggap salah satu atau kombinasi bentuk-bentuk struktur berikut ini:

a) Kaku, b) Semi-kaku, DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

86

Praktikal konstruksi baja c) Sederhana (bebas momen) . 5.5.2.1 Struktur kaku Pada struktur kaku, sambungan dianggap memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan sudutsudut di antara komponenkomponen struktur yang disambung. 5.5.2.2 Struktur semi-kaku Pada struktur semi-kaku, sambungan tidak memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan sudut-sudut di antara komponenkomponen struktur yang disambung, namun harus dianggap memiliki kapasitas yang cukup untuk membe rikan kekangan yang dapat diukur terhadap perubahan sudut-sudut tersebut. Tingkat kapasitas tersebut di atas terhadap taraf pembebanan yang bekerja ditetapkan dengan metode berdasarkan percobaan. 5.5.2.3 Struktur sederhana Pada struktur sederhana, sambungan pada kedua ujung komponen struktur dianggap bebas momen. 5.5.2.4 Perencanaan sambungan Perencanaan semua sambungan harus konsisten dengan bentuk-bentuk struktur, dan perilaku sambungan tidak boleh menimbulkan pengaruh buruk terhadap bagian-bagian lainnya dalam suatu struktur di luar dari yang direncanakan. Sambungan direncanakan sesuai dengan persyaratan perencanaan sambungan.

a) Struktur-struktur beraturan dapat dianalisis sebagai rangkaian suatu rangka dua dimensi, dan analisis struktur dilakukan masing-masing untuk dua arah yang saling tegak lurus, kecuali bila terjadi redistribusi beban yang besar di antara rangkarangkanya; b) Untuk beban vertikal pada suatu struktur gedung bertingkat tinggi yang dilengkapi dengan bresing atau dinding geser untuk memikul semua gaya-gaya lateral, setiap lantai bersama-sama dengan kolom-kolom tepat di atas dan di bawahnya dapat dianalisis secara terpisah; ujung-ujung jauh kolom dapat dianggap terjepit. Bila balok-balok lantai pada suatu struktur gedung bertingkat tinggi dianalisis secara terpisah maka momen lentur pada tumpuan dapat ditetapkan dengan menganggap bahwa lantai tersebut terjepit pada suatu tumpuan di ujung jauh bentang berikutnya, asal saja lantai tersebut bersifat menerus pada tumpuan yang dianggap terjepit. 5.5.3.1 Panjang bentang Panjang bentang komponen struktur lentur diambil sebagai jarak aske-as tumpuan. 5.5.3.2 Pengaturan beban hidup pada suatu gedung Untuk struktur gedung, pengaturan beban hidup yang digunakan dalam analisis dilakukan berikut ini:

5.5.3 Anggapan dalam analisis Suatu struktur dianalisis sebagai suatu kesatuan kecuali untuk: DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 87

Praktikal konstruksi baja a) Untuk pola pembebanan tetap, pengaturan sesuai dengan SNI 031727-1989, atau penggantinya; b) Bila beban hidup bervariasi dan tidak lebih besar daripada tiga per empat beban mati maka beban hidup terfaktor dikerjakan pada seluruh bentang; c) Bila beban hidup bervariasi dan melebihi tiga per empat beban mati, pengaturan untuk lantai tersebut terdiri dari: (i) beban hidup terfaktor pada bentang-bentang yang berselangseling; (ii) beban hidup terfaktor pada dua bentang yang bersebelahan; dan (iii) beban hidup terfaktor pada seluruh bentang. 5.5.3.3 Struktur sederhana Komponen struktur lentur dianggap memiliki ujung-ujung yang hanya dapat memikul geser dan bebas berotasi. Pada rangka berbentuk segitiga, gaya-gaya aksial dapat ditetapkan dengan menganggap bahwa semua komponen struktur terhubungkan dengan sambungan pen. Reaksi balok atau sejenisnya yang bekerja pada kolom harus diambil minimum sejarak 100 mm dari muka kolom kearah tengah bentang atau di tengah dudukan konsol, diambil eksentrisitas yang lebih besar, kecuali untuk kepala kolom, beban harus dianggap bekerja di muka kolom ke arah tengah bentang.

Untuk kolom menerus, momen lentur terfaktor (Mu) yang disebabkan oleh eksentrisitas beban pada suatu lantai atau balok suatu rangka diambil dengan anggapan bahwa: a) lantai atau balok dari suatu rangka di atas dan di bawah lantai atau balok yang ditinjau tidak mampu memikul momen; dan b) didistribusikan kepada panjang kolom di atas dan di bawah lantai atau balok yang ditinjau proporsional terhadap nilai I/L dari kolom tersebut. 5.5.4 Analisis elastis 5.5.4.1 Anggapan Setiap komponen struktur dianggap tetap dalam keadaan elastis pada setiap kondisi beban terfaktor. Pengaruh dari voute atau perubahan momen inersia penampang sepanjang sumbu komponen struktur harus diperhatikan pada perhitungan dan, bila tidak dapat diabaikan, harus diperhitungkan dalam penentuan kekakuan komponen struktur tersebut. 5.5.4.2 Pengaruh orde kedua Analisis struktur dilakukan dengan tetap memperhatikan titik tangkap beban-beban yang bekerja pada struktur dan komponen-komponen struktur setelah berdeformasi. Pengaruh orde kedua harus diperhatikan melalui salah satu dari dua analisis berikut ini: a) suatu analisis orde pertama dengan amplifikasi momen sesuai dengan analisis order pertama; atau


88

Praktikal konstruksi baja b) analisis orde kedua menurut caracara yang telah baku dan telah diterima secara umum. 5.5.4.3 Analisis orde pertama Pada analisis orde pertama, perubahan geometri struktur dan Peru bahan kekakuan komponen struktur akibat adanya gaya aksial diabaikan. Pengaruh ini terhadap momen lentur yang didapat dari analisis orde pertama perlu diperhitungkan dengan menggunakan metode amplifikasi momen sesuai dengan amplifikasi momen untuk komponen struktur bergoyang. 5.5.4.3.1 Amplifikasi momen untuk komponen struktur tak-bergoyang Untuk komponen struktur tak-bergoyang tanpa gaya aksial atau komponen struktur tak-bergoyang dengan gaya aksial tarik, momen lentur terfaktor (Mu) dihitung sebagai berikut:

dengan Mntu adalah momen lentur terfaktor orde pertama yang diakibatkan oleh beban-beban yang tidak menimbulkan goyangan. Untuk komponen struktur takbergoyang dengan gaya aksial tekan terfaktor (Nu) yang berasal dari analisis orde pertama, momen lentur terfaktor (Mu) dihitung sebagai berikut:

89

dengan δb adalah faktor amplifikasi momen untuk komponen struktur takbergoyang dan dihitung sebagai berikut:

dengan Nu adalah gaya aksial tekan terfaktor dan Ncrb adalah beban kritis elastis, ditetapkan sesuai dengan gaya tekuk elastis, untuk komponen struktur tak-bergoyang. Untuk komponen struktur takbergoyang tanpa beban transversal, faktor cm dihitung berikut ini:

dengan ßm adalah perbandingan momen terkecil dan terbesar yang bekerja di ujung-ujung komponen struktur, diambil positif bila komponen struktur terlentur dengan kelengkungan yang berbalik tanda dan negatif untuk kasus sebaliknya. Untuk komponen struktur takbergoyang dengan beban transversal: cm = 1 untuk komponen struktur dengan ujung-ujung sederhana, cm = 0,85 untuk komponen struktur dengan ujung-ujung kaku. 5.5.4.3.2 Amplifikasi momen untuk komponen struktur bergoyang Untuk komponen struktur bergoyang, momen lentur terfaktor (Mu) dihitung menggunakan metode pada butir ini.


Praktikal konstruksi baja Dalam butir ini, momen lentur terfaktor (Mu) dihitung sebagai berikut:

Dalam segala hal, salah satu dari dua persamaan interaksi aksialmomen berikut ini harus dipenuhi oleh setiap komponen struktur prismatis simetris ganda dan simetris tunggal.

dengan Mltu adalah momen lentur terfaktor orde pertama yang diakibatkan oleh beban-beban yang dapat menimbulkan goyangan, dan faktor amplifikasi momen (δs) ditetapkan sebagai berikut:

Keterangan: Nu adalah gaya aksial terfaktor, N

Keterangan: ΣNu adalah jumlah gaya aksial tekan terfaktor akibat beban gravitasi untuk seluruh kolom pada satu tingkat yang ditinjau, N Ncrs adalah ditetapkan pada gaya tekuk elastis untuk kasus komponen struktur bergoyang, N Δoh adalah simpangan antar lantai pada tingkat yang sedang ditinjau, mm ΣH adalah jumlah gaya horizontal yang menghasilkan . Δoh pada tingkat yang ditinjau, N L adalah tinggi tingkat, mm 5.5.4.3.3 Persamaan interaksi aksialmomen

Nn adalah kuat nominal penampang komponen struktur; ditetapkan sesuai dengan daya dukung nominal komponen struktur tekan dan untuk komponen struktur tarik, N Ø adalah faktor reduksi kekuatan Ø = Øc adalah untuk komponen struktur tekan = 0,85 Ø = Øt adalah untuk komponen struktur tarik = 0,9 Øb adalah faktor reduksi kekuatan untuk komponen struktur lentur = 0,90 Mnx, Mny adalah momen lentur nominal penampang komponen struktur masing-masing terhadap sumbu-x dan -y ditetapkan sesuai dengan Kuat nominal lentur penampang dengan pengaruh tekuk lokal dan Kuat lentur nominal penampang dengan pengaruh tekuk lateral, N-mm


90

Praktikal konstruksi baja Mux, Muy adalah momen lentur terfaktor masing-masing terhadap sumbu-x dan -y, sudah termasuk pengaruh orde kedua, N-mm 5.5.5. Analisis plastis Pengaruh gaya-dalam disebagian atau seluruh struktur dapat ditetapkan menggunakan analisis plastis selama batasan pada Butir 5.5.5.1 dipenuhi. Distribusi gaya-gayadalam harus memenuhi syarat keseim bangan dan syarat batas. 5.5.5.1`Batasan Bila metode plastis digunakan, semua persyaratan di bawah ini harus dipenuhi, yaitu: a) Tegangan leleh baja yang digunakan tidak melebihi 450 MPa; b) Pada daerah sendi plastis, tekuk setempat harus dapat dihindari dengan mensyaratkan bahwa perbandingan lebar terhadap tebal, b/t, lebih kecil daripada λp. Nilai λp tersebut ditetapkan sesuai dengan Tabel 5.2 c) Pada rangka dengan bresing, gaya aksial tekan terfaktor pada kolom yang diakibatkan oleh beban gravitasi terfaktor dan beban horizontal terfaktor tidak diperkenankan melampaui 0,85Ab fy . Pada rangka tanpa bresing, gaya aksial tekan terfaktor pada kolom yang diakibatkan oleh beban gravitasi terfaktor dan beban horizontal terfaktor tidak diperkenankan melampaui 0,75Ab fy ;

ditetapkan sesuai dengan Butir 7.6.3.2 atau 7.6.3.3; e) Untuk komponen struktur dengan penampang kompak yang terlentur terhadap sumbu kuat penampang, panjang bagian pelat sayap tanpa pengekang lateral, Lb, yang mengalami tekan pada daerah sendi plastis yang mengalami mekanisme harus memenuhi syarat Lb < Lpd, yang ditetapkan berikut ini: (i) Untuk profil-I simetris tunggal dan simetris ganda dengan lebar pelat sayap tekan sama dengan atau lebih besar daripada lebar pelat sayap tarik dan dibebani pada bidang pelat sayap

Keterangan: fy adalah tegangan leleh material, MPa M1 adalah momen ujung yang terkecil, N-mm M2 adalah momen terbesar, N-mm ry adalah jari-jari sumbu lemah, mm

ujung

girasi

yang

terhadap

(M1/M2) bertanda positif untuk kasus kelengkungan ganda dan negatif untuk kasus kelengkungan tunggal Lpd dinyatakan dalam mm .

d) Parameter kelangsingan kolom λc tidak boleh melebihi 1,5 kc. Nilai kc DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 91

Praktikal konstruksi baja (ii) Untuk komponen struktur dengan penampang persegi pejal dan balok kotak simetris

Tidak ada batasan terhadap Lb untuk komponen struktur dengan penam-pang melintang bulat, atau bujur-sangkar, atau penampang yang terlentur terhadap sumbu lemah. f) Kekuatan komponen struktur harus direncanakan sesuai dengan Butir 7.4.3.3; g) Kuat lentur komponen struktur komposit harus ditentukan berdasarkan distribusi tegangan plastis. 5.5.5.2 Anggapan analisis Gaya-gaya-dalam ditetapkan menggunakan analisis plastis kaku. Dalam analisis plastis harus dapat dianggap bahwa sambungan-sambungan dapat memobilisasikan kekuatan penuhnya atau sebagian dari kekuatan penuhnya, selama kekuatan sambungan-sambungan tersebut direncanakan untuk tujuan ini, dan selama: a) untuk sambungan dengan kekuatan penuh, yang kapasitas momen sambungannya tidak kurang dari kapasitas momen penampang komponenkomponen struktur yang disambung,

perilaku sambungan harus sedemikian rupa sehingga kapasitas rotasi sambungan pada setiap sendi plastis tidak terlampaui pada saat terjadinya mekanisme; b) untuk sambungan dengan sebagian dari kekuatan penuhnya, yang kapasitas momen sambungannya dapat lebih kecil daripada kapasitas momen komponen-komponen struktur yang disambung, perilaku sambungan harus sedemikian rupa sehingga memungkinkan terjadinya semua sendi plastis yang diperlukan untuk terjadinya mekanisme, sedemikian rupa sehingga kapasitas rotasi sambungan pada setiap sendi plastis tidak terlampaui. 5.5.6

Analisis struktur

tekuk

komponen

Gaya tekuk elastis komponen struktur (Ncr) untuk keadaan tertentu ujungujungnya yang diberikan oleh suatu rangka pendukung ditetapkan sesuai dengan Butir 7.6.2. Gaya tekuk komponen struktur (Ncrb) digunakan dalam menetapkan faktor amplifikasi momen pada komponen struktur tak-bergoyang (δb) pada Butir 7.4.3.1, dan gaya tekuk komponen struktur (Ncrs) digunakan pada penentuan faktor amplifikasi momen pada komponen struktur bergoyang (δs) pada Butir 7.4.3.2. 5.5.6.1 Gaya tekuk elastis Gaya tekuk elastis komponen struktur (Ncr) ditetapkan sebagai berikut:


92

Praktikal konstruksi baja fcr adalah tegangan kritis penampang, MPa fy adalah tegangan leleh material, MPa dengan parameter kelangsingan kolom, λc, ditetapkan sebagai berikut:

dengan Lk =kcL dan fy adalah tegangan leleh material. Dalam hal ini kc adalah faktor panjang tekuk, ditetapkan sesuai dengan Butir 7.6.3 dan L adalah panjang teoritis kolom. 5.5.6.2 Daya dukung nominal komponen struktur tekan Untuk penampang yang mempunyai perbandingan lebar terhadap tebalnya lebih kecil daripada nilai λr pada Tabel 7.5-1, daya dukung nominal komponen struktur tekan dihitung sebagai berikut:

Untuk penampang yang mempunyai perbandingan lebar terhadap tebalnya lebih besar daripada nilai λr pada Tabel 7.5-1, analisis kekuatan dan kekakuannya dilakukan secara tersendiri dengan mengacu pada metodemetode analisis yang rasional. 5.5.6.3 Faktor panjang tekuk Nilai faktor panjang tekuk (kc) bergantung pada kekangan rotasi dan translasi pada ujung-ujung komponen struktur. Pada Gambar 7.6-2(a) untuk komponen struktur tak-bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap tak-hingga. Pada Gambar 7.6-2(b) untuk komponen struktur bergoyang, kekangan translasi ujungnya dianggap nol. Nilai faktor panjang tekuk (kc) ditetapkan sesuai dengan Butir 7.6.3.1 untuk komponen struktur dengan ujung-ujung yang ideal, atau sesuai dengan Butir 7.6.3.2 untuk komponen struktur tak bergoyang pada suatu rangka, atau untuk komponen struktur bergoyang pada suatu rangka portal dengan pembebanan normal dan gaya aksial yang dapat diabaikan.

Keterangan: Ag adalah luas penampang bruto, mm2

93

5.5.6.3.1 Komponen struktur dengan ujung ideal Nilai faktor panjang tekuk (kc) yang digunakan untuk komponen struktur dengan ujung-ujung ideal ditunjukkan pada Gambar 7.6-1.


Praktikal konstruksi baja 5.5.6.3.2 Komponen struktur dari suatu rangka Untuk komponen struktur tekan yang merupakan bagian dari suatu rangka bersambungan kaku, nilai faktor panjang tekuk (kc ) ditetapkan dari Gambar 7.6-2(a) untuk komponen struktur takbergoyang dan dari Gambar 7.6-2(b) untuk komponen struktur bergoyang. Pada gambargambar tersebut GA dan GB adalah perbandingan antara kekakuan komponen struktur dengan tekan dominan terhadap kekakuan komponen struktur relatif bebas tekan, masing-masing pada ujung A dan ujung B. Nilai G ditetapkan sesuai dengan Butir 7.6.3.3. 5.5.6.3.3 Perbandingan kekakuan pada rangka portal Nilai G suatu komponen struktur pada rangka portal dapat ditentukan sebagai berikut:

kecuali bahwa: a) untuk komponen struktur tekan yang dasarnya tidak terhubungkan secara kaku pada fondasi, nilai G tidak boleh diambil kurang dari 10, kecuali bila dilakukan analisis khusus untuk menetapkan nilai G tersebut; dan b) untuk komponen struktur tekan yang dasarnya terhubungkan secara kaku pada fondasi, nilai G tidak boleh diambil kurang dari 1, kecuali bila

dilakukan analisis khusus menetapkan nilai G tersebut.

untuk

Besaran dihitung dengan menjumlahkan kekakuan semua komponen struktur tekan dengan bidang lentur yang sama yang terhubungkan secara kaku pada ujung komponen struktur yang sedang ditinjau, termasuk komponen struktur itu sendiri. Besaran dihitung dengan menjumlahkan kekakuan semua komponen struktur lentur - dengan bidang lentur yang sama- yang terhubungkan secara kaku pada ujung komponen struktur yang sedang ditinjau. 5.5.6.3.4 Komponen struktur pada struktur segitiga Panjang efektif (Lk) komponen struktur pada suatu struktur segitiga diambil tidak kurang dari panjang teoritisnya (L) dari as-ke-as sambungan dengan komponen struktur lainnya, kecuali jika dihitung dengan analisis lainnya yang lebih teliti. 5.5.6.3.4 Batas kelangsingan Untuk batang-batang yang direncanakan terhadap tekan, angka perbandingan kelangsingan λ.=Lk/r dibatasi sebesar 200. Untuk batang-batang yang direncanakan terhadap tarik, angka perbandingan kelangsingan L/r dibatasi sebesar 300 untuk batang sekunder


94

Praktikal konstruksi baja dan 240 untuk batang primer. Ketentuan di atas tidak berlaku untuk batang bulat dalam tarik. Batangbatang yang ditentukan oleh gaya tarik, namun dapat berubah menjadi tekan yang tidak dominan pada kombinasi pembebanan yang lain, tidak perlu memenuhi batas kelangsingan batang tekan.

95


Bab 5 an Baja Struktur

Recommend Documents