Kelebihan Dan Kekurangan Menggunakan Struktur Rangka Atap Baja Ringan
Written by admin on 18th March 2010, filed under IDEA
Perkembangan Teknologi membawa perubahan yang baik dan benar terhadap kemajuan di bidang konstruksi dan pembangunan infrastruktur. Perkebangan ini sangat membantu alam dan ekosistimnya yang terus menerus diperas habis oleh manusia untuk kepentingan individualis. Berbagai contoh dapat kita temui seperti penggunaan kayu sebagai bahan dasar konstruksi rumah, furniture dan mebel serta accessories yang berkaitan dengan bahan dasar tersebut ternyata membutuhkan kayu-kayu yang bagus dan baik. Kayu yang bagus tersebut ternyata juga berasal dari pohon-pohonan yang juga berfungsi sebagai paru-paru dunia karena dapat mendaur ulang polusi-polusi yang dihasilkan oleh manusia itu sendiri. Maka kita dapat sedikit bersyukur bahwa beberapa teknologi baru dapat membantu mengurangi penggundulan Hutan yang merupakan paru-paru dunia ini. Hal ini terlihat pada perkembangan penggunaan bahan konstruksi atap yang saat ini lebih banyak menggunakan rangka atap dengan bahan dasar baja ringan dan bukan lagi menggunakan bahan dasar kayu. Perkembangan pada bidang ini sebenarnya sudah lama dilakukan oleh para ahli konstruksi, tetapi pada waktu sebelumnya masyarakat belum mengenal atau belum memperdalam pengetahuan akan konstruksi baja ringan yang ternyata mempunyai sifat lebih efisien daripada menggunakan bahan dasar rangka kayu sebagai penopang konstruksi atap rumah mereka.
Setiap bahan konstruksi yang digunakan pada rumah anda pasti mempunyai kelebihan dan kekurangannya baik dari kekuatan, estetika bentuk atau hal lainnya. Seperti halnya dalam penggunaan rangka atap baja pada rumah anda. Konstruksi baja ringan ini sudah mengalami uji coba dan penelitian yang dilakukan oleh para ahli bertahun-tahun dan telah lolos uji kekuatan serta lolos pengujian hal-hal lainnya yang berhubungan dengan keselamatan manusia. Jika kita perbandingkan dengan struktur atap konvensional yaitu rangka atap dengan bahan dasar kayu, maka penggunaan rangka atap baja ringan akan mempunyai perbandingan yang berbeda dari segi cara pandang setiap penggunanya, mungkin bisa dikatakan tergantung akan lokasi dan biaya produksi untuk mendatangkan material tersebut. Kelemahan atap baja ringan dibandingkan dengan konstruksi atap kayu seperti dalam hal terhadap suhu yang cenderung menyerap panas lebih banyak dibandingkan dengan kayu dan hal itu juga bergantung terhadap lokasi rumah, yaitu pada daerah iklim tropis atau bukan tropis.
Home Pendidikan Kursus Fungsi Baja
Fungsi Baja
Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi.
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan (manganese), krom (chromium), vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility) .
Sehingga, pada dasarnya, fungsi baja memiliki keserupaan dengan fungsi bahan atau material besi (fe). Dalam kehidupan sehari-hari, besi digunakan untuk macam-macam fungsi, misalnya untuk membuat berbagai macam barang yang membutuhkan daya tahan tinggi dan lama (kendaraan, mesin, perkakas rumah tangga, dsb). Dalam dunia konstruksi, baja biasa dipakai sebaga bahan konstruksi jalan, rel kereta api, dan banyak infrastruktur bangunan. Ketahanan (daktilitas) baja yang lebih tinggi dari besi karena dicampur karbon dan bahan-bahan lainnya mengakibatkan baja mampu memenuhi fungsinya sebagai komponen struktur bangunan.
MENGENAL PROFIL BAJA dan KEGUNAAN
Beberapa standar konstruksi Indonesia menggunakan Baja Profil. Kebutuhan konstruksi secara permanen, kokoh, dan stabil secara kualitas menjadi prioritas utama terselenggaranya pembangunan yang mapan, dan menjadi dasar misi utama proyek-proyek pembangunan konstruksi milik pemerintah. Berikut adalah jenis bahan baja utama yang biasa dipakai di Indonesia sesuai kebutuhan konstruksi.
1. Wide Flange (WF)
WF biasa digunakan untuk : balok, kolom, tiang pancang, top & bottom chord member pada truss, composite beam atau column, kantilever kanopi, dll.
Istilah lain: IWF, WF, H-Beam, UB, UC, balok H, balok I, balok W.
2. UNP
Penggunaan UNP hampir sama dengan WF, kecuali untuk kolom jarang digunakan karena relatif lebih mudah mengalami tekuk.
Istilah lain: Kanal U, U-channel, Profil U
3. Equal Angle (Hot Rolled)
Biasa digunakan untuk : member pada truss, bracing, balok, dan struktur ringan lainnya.
Istilah lain : profil siku, profil L, L-shape.
4. Unequal Angle (Hot Rolled)
Penggunaan dan istilah lain hampir sama dengan Equal Angle.
5. Lipped Channel
Biasa digunakan untuk : purlin (balok dudukan penutup atap), girts (elemen yang memegang penutup dinding misalnya metal sheet, dll), member pada truss, rangka komponen arsitektural.
Istilah lain : balok purlin, kanal C, C-channel, profil C
6. Equal Angle (Cold Formed)
Biasa digunakan untuk : bracing struktur ringan (kecil), rangka komponen arsitektural, support komponen-komponen ME.
Istilah lain : hampir sama dengan EA hot rolled.
7. Unequal Angle (Cold Formed)
Pengunaan dan istilah lain hampir sama dengan Equal Angle.
8. RHS (Rectangular Hollow Section) – cold formed
Pengunaan : komponen rangka arsitektural (ceiling, partisi gipsum, dll), rangka dan support ornamen-ornamen non struktural.
Istilah lain : besi hollow (istilah pasar), profil persegi, profil []
9. SHS (Square Hollow Section) – cold formed
Pengunaan dan istilah lain hampir sama dengan RHS.
10. Steel Pipe
Penggunaan : bracing (horizontal dan vertikal), secondary beam (biasanya pada rangka atap), kolom arsitektural, support komponen arsitektural (biasanya eksposed, karena bentuknya yang silinder mempunyai nilai artistik)
Istilah lain : steel tube, pipa
11. T-Beam (Hot Rolled)
Pengunaan : balok lantai, balok kantilever (kanopi)
Istilah lain : balok T
Catatan :
"penggunaan diatas umumnya pada struktur jenis gedung dan industrial building. Untuk jenis struktur lain seperti jembatan, bangunan off-shore, tower, dll kadang membutuhkan profil baja yang khusus dan agak berbeda baik dari bentuk dan ukuran penampang, material, maupun spesifikasi teknis lainnya.."
Banyak kita jumpai berbagai bangunan dan jembatan yang menggunakan baja sebagai struktur utamanya. Contohnya, jembatan kereta api dan jembatan jalan raya yang melintasi sungai yang cukup lebar. Kemudian ada bangunan pabrik maupun gudang yang besar. Jembatan terpanjang di Indonesia saat ini, yakni Jembatan Suramadu, juga menggunakan kabel baja sebagai strukturnya. Sebenarnya, apa sih struktur baja itu? Apakah dia memiliki keunggulan dibanding beton?
Ada 3 jenis struktur baja yang sering diterapkan sebagai struktur bangunan:
Tipe Rangka atau frame structure
Dengan menyusun batang baja dengan bentuk struktur tertentu, batang baja mampu memperkuat satu sama lain. Hal ini banyak diterapkan pada struktur atap, bangunan pabrik, pergudangan, jembatan serta tower BTS (Base Transceiver Station) operator seluler. Yang populer di dunia, adalah Menara Eiffel, yang sebagian besar menggunakan batang-batang baja yang disusun secara struktural hingga bisa berdiri megah hingga kini.
Tipe cangkang atau shell-type structure
Struktur baja tipe cangkang diterapkan pada bangunan stadion, gelora, maupun bangunan lain yang membutuhkan kubah / dome diatasnya. Salah satu contoh adalah struktur atap pada Sapporo Dome, salah satu stadion yang dipakai dalam Piala Dunia 2002.
Tipe suspensi atau suspension-type structure
Suspensi bisa juga disebut tarikan. Baja pada sistem struktur ini menahan beban dengan kekuatan tarikannya. Contohnya, biasa dimanfaatkan sebagai kabel baja pada jembatan.
Baja memiliki kekuatan tarik yang tinggi, jauh lebih tinggi dibanding beton. Bila diberi gaya tarikan terus menerus hingga melewati batas elastisitasnya, baja akan mengalami regangan yang cukup besar sebelum benar-benar runtuh.
Artinya, gedung berstruktur baja, saat mengalami stress yang hebat -semisal gempa bumi- tidak akan langsung rubuh. Biasanya akan meregang dulu (miring), baru kemudian bila gaya sudah melebihi batas kritis, baru bangunan tersebut akan patah / runtuh. Sama halnya pada struktur jembatan. Hal ini memberi kesempatan bagi penghuni gedung untuk menyelamatkan diri.
Beda dengan beton biasa yang akan langsung runtuh bila gaya melebihi batas kritisnya.
Baja sering digunakan sebagai struktur utama bangunan karena memiliki beberapa keunggulan:
1. Mempunyai kekuatan yang tinggi meski berukuran lebih ringkas daripada beton. Sehingga dapat mengurangi ukuran struktur, serta mengurangi beban sendiri struktur. Baja sangat cocok diterapkan pada struktur jembatan. Beton jauh lebih berat dibandingkan baja.
2. Homogenitas tinggi. Baja bersifat homogen, sehingga kekuatannya merata. Beda dengan beton yang merupakan campuran dari beberapa material penyusun, tidak mudah mengatur agar kerikil dan pasir bisa merata ke semua bagian beton.
3. Keawetan tinggi. Baja akan tahan lama bila perawatan yang dilakukan terhadapnya sangat baik. Misalnya, rutin mengecat permukaan baja agar terhindar dari korosi.
4. Bersifat elastis. Baja berperilaku elastis sampai tingkat tegangan yang cukup tinggi. Baja akan kembali ke bentuk semula asalkan gaya yang terjadi tidak melebihi batas elastisitas baja.
5. Daktilitas baja cukup tinggi. Selain mampu menahan tegangan tarik yang cukup tinggi, baja juga akan mengalami regangan tarik yang cukup besar sebelum runtuh. Seperti yang saya jelaskan diatas.
6. Kemudahan pemasangan dan pengerjaan. Penampang baja bisa dibentuk sesuai yang dibutuhkan. Penyambungan antar elemen pada struktur baja juga mudah, hanya tinggal memasangkan baut atau bisa menggunakan las, sehingga akan mempercepat kegiatan proyek.
Meski demikian, baja juga memiliki kelemahan sebagai struktur:
1. Pemeliharaan rutin. Baja membutuhkan pemeliharaan khusus agar mutunya tidak berkurang. Konstruksi baja yang berhubungan langsung dengan udara atau air harus dicat secara periodik.
2. Baja akan mengalami penurunan mutu secara drastis bahkan kerusakan langsung karena temperatur tinggi. Misalnya saat terjadi kebakaran.
3. Baja memiliki kelemahan tekuk pada penampang langsing.
Sekarang ini, banyak juga yang memanfaatkan baja ringan sebagai sistem rangka atap. Selain murah, ringan, dan pengerjaannya mudah, baja juga lebih awet.
Baja sudah banyak menggantikan peran kayu dalam konstruksi. Jaman kayu sebagai atap mungkin sudah hampir punah. Mengingat hutan-hutan di seluruh Indonesia sudah dibabat habis oleh para penebang kayu. Bisa-bisa hutan kita akan gundul semua bila kita terus menggunakan kayu sebagai bahan bangunan…
Baja secara umum dapat dikelompokkan atas 2 jenis yaitu :
Baja karbon (Carbon steel)
Baja paduan (Alloy steel)
1. Baja Karbon (carbon steel)
Baja karbon dapat terdiri atas :
Baja karbon rendah (low carbon steel)
Machine, machinery dan mild steel (0,05 % – 0,30% C ) Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin Penggunaannya:
0,05 % – 0,20 % C : automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws, nails.
0,20 % – 0,30 % C : gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings
Baja karbon menengah (medium carbon steel )
Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah.
Sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong.
Penggunaan:
0,30 % – 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles.
0,40 % – 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits, screwdrivers.
0,50 % – 0,60 % C : hammers dan sledges
Baja karbon tinggi (high carbon steel) tool steel
Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong. Kandungan 0,60 % – 1,50 % C
Penggunaan :
screw drivers, blacksmiths hummers, tables knives, screws, hammers, vise jaws, knives, drills. tools for turning brass and wood, reamers, tools for turning hard metals, saws for cutting steel, wire drawing dies, fine cutters
2. Baja Paduan (Alloy steel)
Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu:
Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya)
Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah
Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)
Untuk membuat sifat-sifat spesial
Baja paduan yang diklasifikasikan menurut kadar karbonnya dibagi menjadi:
Low alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 %
Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 %
High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %
Baja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus (special alloy steel) &high speed steel.
Baja Paduan Khusus (special alloy steel)
Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam seperti nikel, chromium, manganese, molybdenum, tungsten dan vanadium. Dengan menambahkan logam tersebut ke dalam baja maka baja paduan tersebut akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimianya seperti menjadi lebih keras, kuat dan ulet bila dibandingkan terhadap baja karbon (carbon steel).
High Speed Steel (HSS) Self Hardening Steel
Kandungan karbon : 0,70 % – 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters. Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada carbon steel
Jenis Lainnya :
Baja dengan sifat fisik dan kimia khusus:
Baja tahan garam (acid-resisting steel)
Baja tahan panas (heat resistant steel)
Baja tanpa sisik (non scaling steel)
Electric steel
Magnetic steel
Non magnetic steel
Baja tahan pakai (wear resisting steel)
Baja tahan karat/korosi
Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:
Baja karbon konstruksi (carbon structural steel)
Baja karbon perkakas (carbon tool steel)
Baja paduan konstruksi (Alloyed structural steel)
Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel)
Cara Menghitung Luas rangka atap baja ringan adalah menggunakan luas permukaan miring, dimana luas rangka atap bajaringan telah meliputi oversteck dan kemiringan atap. dengan cara penghitungannya sbb:
Misal:
Panjang : 10 m1
Lebar : 10 m1
oversteck : 0.60 m
kemiringan atap: 30 derajat (cosinus 30 = 0.8660)
bentuk atap limas (jatuh air ke empat sisi) dengan oversteck keliling ( depan, belakang, kanan,kiri )
Menentukan luas datar:
Luas Datar = (Panjang + oversteck) x (lebar + oversteck)
= (10+0.6+0.6) x (10+0.6+0.6)
= 11.2 x 11.2
= 125.44 M2
Menentukan Luas miringnya:
Luas Miring = Luas datar / cosinus kemiringan atap
= 125.44 / 0.8660
= 144.85 M2
Maka Luas Rangka atap Bajaringannya adalah = 144.85 M2
Teknologi Baja
TEKNOLOGI BAJA
Baja adalah satu bahan bangunan yang unsur utamanya terdiri dari besi.
Ditemukan ketika dilakukan penempaan dan pemanasan yang menyebabkan tercampurnya besi dengan karbon pada proses pembakaran.
Sering digunakan untuk bangunan monumental dan berukuran besar.
Bentuk Baja :
1. Baja Pelat
a) Baja berupa pelat, baik pelat lembaran maupun pelat strip dengan tebal antara 3 mm s.d 60 mm.
b) Baja pelat lembaran lebar antara 150 mm s.d 4300 mm dengan panjang 3 s.d 6 meter.
c) Baja pelat setrip biasanya dengan lebar <600 mm dengan panjang 3 s.d 6 meter.
d) Ada yang polos dan ada yang bermotif. Namun untuk konstruksi biasanya digunakan pelat polos. Sedangkan yang bermotif digunakan untuk lantai bis. Cabin kapal, dll.
2. Baja Profil
Baja berupa batangan (lonjoran) dengan penampang berprofil dengan bentuk
tertentu dengan panjang pada umumnya 6 meter (namun bisa juga dipesan di pabrik dengan panjang sampai 15 meter)
3. Baja Beton
Baja yang digunakan untuk penulangan atau pembesian beton (untuk konstruksi beton). Pada umumnya berbentuk batangan atau lonjoran dengan berbagai macam ukuran (dari pabrik 12 meter)
4. Baja Siku
Baja profil berbentuk siku sama kaki yang digunakan untuk penggunaan umum dengan ukuran lebar kaki mulai 20 mm sampai 200 mm.
Kelebihan Baja Siku :
- Praktis,
- Mudah dalam pengerjaan,
- Dapat dibongkar pasang, dll.
Penggunaan Baja Siku :
- Atap,
- Rak Lemari,
- Sandaran buku,dll
Untuk macam – macam baja lainnya akan diteruskan dipostingan saya selanjutnya.hehehe……
Sejarah Struktur Baja
Posted on 25/06/2008 " Tinggalkan Komentar
I. Sejarah Struktur Baja
Penggunaan logam sebagai bahan struktural diawali dengan besi tuang untuk bentang lengkungan (arch) sepanjang 100 ft (30 m) yang dibangun di Inggris pada tahun 1777 – 1779. Dalam kurun waktu 1780 – 1820,. Dibangun lagi sejumlah jembatan dari besi tuang, kebanyakan berbentuk lengkungan dengan balok – balok utama dari potongan – potongan besi tuang indivudual yang membentuk batang – batang atau kerangka (truss) konstruksi. Besi tuang juga digunakan sebagai rantai penghubung pada jembatan – jembatan suspensi sampai sekitar tahun 1840.
Setelah tahun 1840, besi tempa mulai mengganti besi tuang dengan contoh pertamanya yang penting adalah Brittania Bridge diatas selat Menai di Wales yang dibangun pada 1846 – 1850. Jembatan ini menggunakan gelagar –gelagar tubular yang membentang sepanjang 230 – 460 – 460 – 230 ft (70 – 140 – 140 – 70 m) dari pelat dan profil siku besi tempa.
Proses canai (rolling) dari berbagai profil mulai berkembang pada saat besi tuang dan besi tempa telah semakin banyak digunakan. Batang – batang mulai dicanai pada skala industrial sekitar tahun 1780. Perencanaan rel dimulai sekitar 1820 dan diperluas sampai pada bentuk – I menjelang tahun 1870-an.
Perkembangan proses Bessemer (1855) dan pengenalan alur dasar pada konverter Bessemer (1870) serta tungku siemens-martin semakin memperluas penggunaan produk – produk besi sebagai bahan bangunan. Sejak tahun 1890, baja telah mengganti kedudukan besi tempa sebagai bahan bangunan logam yang terutama. Dewasa ini (1990-an), baja telah memiliki tegangan leleh dari24 000 sampai dengan 100 000 pounds per square inch, psi (165 sampai 690 MPa), dan telah tersedia untuk berbagai keperluan struktural.
Berikut ini adalah awal mula ditemukannya Baja.
Besi ditemukan digunakan pertama kali pada sekitar 1500 SM
Tahun 1100 SM, Bangsa hittites yang merahasiakan pembuatan tersebut selama 400 tahun dikuasai oleh bangsa asia barat, pada tahun tersebbut proses peleburan besi mulai diketahui secara luas.
Tahun 1000 SM, bangsa yunani, mesir, jews, roma, carhaginians dan asiria juga mempelajari peleburan dan menggunakan besi dalam kehidupannya.
Tahun 800 SM, India berhasil membuat besi setelah di invansi oleh bangsa arya.
Tahun 700 – 600 SM, Cina belajar membuat besi.
Tahun 400 – 500 SM, baja sudah ditemukan penggunaannya di eropa.
Tahun 250 SM bangsa India menemukan cara membuat baja
Tahun 1000 M, baja dengan campuran unsur lain ditemukan pertama kali pada 1000 M pada
kekaisaran fatim yang disebut dengan baja damascus.
1300 M, rahasia pembuatan baja damaskus hilang.
1700 M, baja kembali diteliti penggunaan dan pembuatannya di eropa.
II. Material baja
2.1 Jenis – jenis Baja
Dengan baja dimaksudkan suatu bahan dengan keserbasamaan yang besar, yang terutama terdiri atas ferrum (Fe) dalam bentuk hablur dan 0,04 @ 1,6% zat arang (C); zat arang itu didapat dengan jalan membersihkan bahan pada temperatur yang sangat tinggi, dengan menggunakan proses – proses yang akan disebut sebagian besar dari besi kasar, yang dihasilkan oleh dapur – dapur tinggi.
Semua jenis – jenis baja sedikit banyak dapat ditempa dan dapat disepuh, sedangkan untuk baja lunak pada tegangan yang jauh dibawah kekuatan tarik atau batas patah TB, yaitu apa yang dinamakan batas lumer atau tegangan lumer Tv, terjadi suatu keadaan yang aneh, dimana perubahan bentuk berjalan terus beberapa waktu, dengan tidak memperbesar beban yang ada.
Sifat – sifat baja bergantung sekali kepada kadar zat arang, semakin bertambah kadar ini, semakin naik tegangan patah dan regangan menurut prosen, yang terjadi pada sebuah batang percobaan yang dibebani dengan tarikan, yaitu regangan patah menjadi lebih kecil.
Persentase yang sangat kecil dari unsur – unsur lainnya, dapat mempengaruhi sifat – sifat baja dengan kuat sekali, secar baik atau jelek. Guna membedakannya, jenis – jenis baja diberi nomor yang sesuai dengan tegangan patah yang dijamin dan yang terendah pada percobaan tarik yang normal, tetapi untuk setiap jenis baja juga ditentukan suatu TBmaks.
1.2 Klasifikasi Baja
1. Baja Karbon
Baja Karbon dibagi menjadi empat kategori berdasarkan persentase karbonnya : Karbon rendah (kurang dari 0,15%); Karbon lunak (0,15 – 0,29%); Karbon sedang (0.3 – 0.59%); dan karbon tingi (0,6 – 1,7%). Baja Karbon struktural termasuk dalam kategori karbon lunak. Baja Karbon struktur menunjukan titik leleh dfinit, peningkatan perentase karbon akan menigkatkan kekerasannya namun mengurangi kekenyalannya, sehingga lebih sulit dilas.
2. Baja Perpaduan Rendah Berkekuatan Tinggi
Kategori ini meliputi baja – baja yang memiliki tegangan leleh dari 40 – 70 ksi (275 – 480 MPa), yang menunjukan titik leleh yang jelas, sama dengan yang terjadi pada baja karbon. Penambahan sejumlah elemen paduan terhadap baja seperti krom, kolubium, tembaga, mangan, molibden, nikel, fosfor, vanadium atau zirkonium, akan memperbaiki sifat – sifat mekanisnya. Bila Karbon mendapatkan kekuatan dengan penambahan kandungan karbonnya, elemen – elemen paduan menciptakan tambahan kekuatan lebih dengan mikrostruktur yang halus ketimbang mikrostruktur yang kasar yang diperoleh selama proses pendinginan baja. Baja paduan rendah berkkuatan tinggi digunakan dalam kondisi seperti tempaan atau kondisi normal yakni kondisi dimana tidak digunakan perlakuan panas.
3. Baja Paduan
Baja paduan rendah dapat didinginkan dan disepuh supaya dapat mencapai kekuatan leleh sebesar 80 – 110 ksi (550 – 760 MPa). Kekuatan leleh biasanya didefinisikan sebagai tegangan pada regangan offset 0,2%, karena baja ini tidak menunjukan titik leleh yang jelas. Dengan prosedur yang tepat baja ini dapat dilas, dan biasanya tidak membutuhkan tambahan perlakuan panas setelah pengelasan dilakukan. Untuk beberapa keperluan khusus, kadangkala dibutuhkan pengendoran tegangan. Beberapa baja karbon, seperti baja tekanan fluida tertentu, dapat didinginkan dan disepuh supaya dapat memberikan kekuatan leleh sekitar 80 ksi (550 MPa), namun kebanyakan baja dengan kekuatan sedemikian merupakan baja paduan rendah. Baja paduan rendah ini pada umumnya memiliki karbon sekitar 0,2% supaya dapat membatasi kekerasan mikrostruktur btiran kasar (martensit) yang mungkin terbentuk selama perlakuan panas atau pengelasan, sehingga dapat mengurangi bahaya retakan.
Perlakuan panas terdiri dari pendinginan (pendinginan secara cepat dengan air atau minyak paling tidk 16500F (9000C) sampai sekitar 300 – 4000F); kemudian penyepuhan dengan pemanasan kembali sampai paling tidak sekitar 11500F (6200C) dan kemudian dibiarkan mendingin. Penyepuhan, meskipun mengurangi sedikit kekuatan dan kekerasan dari bahan yang telah didinginkan, namun dapat meningkatkan kekenyalan dan keuletan. Pengurangan dalam kekuatan dan kekerasan dengan peningkatan temperatur sedikit dilawan oleh munculnya pengerasan sekunder yang terjadi akibat penyerapan kolubium, titanium atau vanadium karbida. Penyerapan ini dimulai pada temperatur sekitar 9500F (5100C) dan menjadi makin cepat sampai sekitar 12500F (6800C). Penyepuhan pada atau sekitar 12500F untuk mendapatkan penyerapan maksimum dari karbida mungkin akan mengakibatkan masuknya elemen tersebut ke dalam zona transformasi dan hasilnya mikrostruktur menjadi lebih lemah yang mungkin dapat diperoleh tanpa pendinginan dan penyepuhan.
Secara ringkas, pendinginan menghasilkan martensit, suatu mikrostruktur getas yang sangat keras dan kuat ; pemanasan kembali akan sedikit mengurangi kekuatan dan kekerasan, namun akan meningkatkan keuletan dan kekenyalan.
III. Sifat Baja
Baja tahan garam (acid-resisting steel)
Baja tahan panas (heat resistant steel)
Baja tanpa sisik (non scaling steel)
Electric steel
Magnetic steel
Non magnetic steel
Baja tahan pakai (wear resisting steel)
Baja tahan karat/korosi
IV Struktur Baja
Struktur dapat dibagi menjadi tiga kategori umum :
a) Struktur rangka (framed structure), dimana elemen – elemennya kemungkinan terdiri dari batang – batang tarik, balok, dan batang – batang yang mendapatkan beban lentur kombinasi dan beban aksial,
b) Struktur tipe cangkang (shell type structure), dimana tegangan aksial lebih dominan,
c) Struktur tipe suspensi (suspension type structure), dimana tarikan aksial lebih mendominasi sistem pendukung utamanya.
a) Struktur Rangka
Kebanyakan konstruksi bangnan tipikal termasuk dalam kategori ini. Bangunan berlantai banyak biasanya terdiri dari balok dan kolom, baik yang terhubungkan secara rigid atau hanya terhubung sederhana dengan penopang diagonal untuk menjaga stabilitas. Meskipun suatu bangunan berlantai banyak bersifat tiga dimensional, namun biasanya bangunan tersebut didesain sedemikian rupa sehingga lebih kaku pada salah satu arah ketimbang arah lainnya. Dengan demikian, bangunan tersebut dapat diperlakukan sebagai serangkaian rangka (frame) bidang. Meskipun demikian, bila perangkaan sedemikian rupa sehingga perilaku batang – batangnya pada salah satu bidang cukup mempengaruhi perilaku pada bidang lainnya, rangka tersebut harus diperlakukan sebagai rangka ruang tiga dimensi.
Bangunan – bangunan industrial dan bangunan – bangunan sau lantai tertentu, seperti gereja, sekolah, dan gelanggang, pada umumnya menggunakan struktur rangka baik secara keseluruhan maupun hanya sebagian saja. Khususnya sistem atap yang mungkin terdiri dari serangkaian kerangka datar, kerangka ruang, sebuah kubah atau mungkin pula bagian dari suatu rangka datar atau rangka kaku satu lantai dengan pelana. Jembatan pun kebanyakan merupakan struktur rangka, seperti balok dan gelagar pelat atau kerangka yang biasanya menerus.
b) Struktur Tipe Cangkang
Dalam tipe struktur ini, selain melayani fungi bangunan, kubah juga bertindak sebagai penahan beban. Salah satu tipe yang umum dimana tegangan utamanya berupa tarikan adalah bejana yang digunakan untuk menyimpan cairan (baik untuk temperatur tinggi maupun rendah), diantaranya yang paling terkenal adalah tanki air. Bejana penyimpanan, tanki dan badan kapal merupakan contoh – contoh lainnya. Pada banyak struktur dengan tipe cangkang, dapat digunakan pula suatu struktur rangka yang dikombinasikan dengan cangkang.
Pada dinding – dinding dan atap datar, sementara berfungsi bersama dengan sebuah kerangka kerja, elemen – elemen "kulit"nya dapat bersifat tekan. Conto pada badan pesawat terbang. Struktur tipe cangkang biasanya didesain oleh seorang spesialis.
c) Struktur Tipe Suspensi
Pada struktur dengan tipe suspensi, kabel tarikmerupakan elemen – elemen utama. Biasanya subsistem dari struktur ini terdiri dari struktur kerangka, seperti misalnya rangka pengaku pada jembatan gantung. Karena elemen tarik ini terbukti paling efisien dalam menahan beban, struktur dengan konsep ini semakin banyak dipergunakan.
Telah dibangun pula banyak struktur khusus dengan berbagai kombinasi dari tipe rangka, cangkang, dan suspensi. Meskipun demikian, seorang desainer spesialis dalam tipe struktur cangkang ini pun pada dasarnya harus juga memahami desain dan perilaku struktur rangka.
V. Desain
a. Desain Struktur
Desain struktur dapat didefinisikan sebagai suatu paduan dari sains dan seni, yang mengkombinasikan perasaan intuitif seorang insinyur yang berpengalaman mengenai perilaku struktur dengan pengetahuan yang mendalam mengenai prinsip – prinsip statika, dinamika, mekanika bahan dan analisis struktur, untuk menciptakan suatu struktur yang aman dan ekonomis sehingga dapat berfungsi seperti yang diharapkan.
b. Prinsip – prinsip Desain
Desain merupakan suatu proses untuk mendapatkan penyelesaian yang optimum. Dalam desain apapun, harus ditentukan sejumlah kriteria untuk menilai apakah yang optimum tersebut telah tercapai atau belum. Untuk sebuah struktur, kriteria – kriteria tersebut dpat berupa :
1. Biaya minimum,
2. Berat yang minimum,
3. Waktu konstruksi yang minimum,
4. Jumlah tenaga kerja minimum,
5. Biaya pembuatan produk – produk pemilik yang minimum,
6. Efisiensi pengoperasian yang maksimum bagi pemilik.
Biasanya dilibatkan beberapa kriteria yang masing – masing perlu diberi bobot nilai. Dengan memperhatikan kriteria yang mungkin seperti diatas, tampaklah bahwa penentuan kriteria – kriteria yang terukur dengan jelas pun (seperti berat dan biaya) untuk mencapai suatu optimum kerap kali terbukti tidak mudah, bahkan mustahil dilakukan. Dalam kebanyakan situasi praktis, penilaian hanya dapat dilakukan secara kualitatif.
Apabila suatu kriteria tertentu dapat diwujudkan secara matematis, untuk memperoleh titik maksimum dan minimum dari fungsi objektif yang bersangkutan, dapat digunakan teknik – teknik optimasi. namun hendaknya kita tidak melupakan kriteria subyektif lainnya, walaupun pengintegrasian dai prinsip – prinsip perilaku dengan desain elemen – elemen baja struktur hanya berdasarkan kriteria – kriteria objektif yang sderhana saja, misalnya berat dan biaya.
c. Prosedur Desain
Prosedur desain dapat dianggap terdiri dari dua bagian, desain fungsional dan deain kerangka kerja struktural. Desain fungsional menjamin tercapainya hasil – hasil yang dikehendaki seperti :
a. Area kerja yang lapang dan mencukupi,
b. Ventilasi atau pengkondisian udara yang tepat,
c. Fasilitas – fasilitas transfortasi yang memadai, seperti lift, tangga, dan derek atau alat –alat untuk menangani bahan – bahan,
d. Pencahayaan yang cukup,
e. Estetika.
Desain kerangka kerja struktural berarti pemilihan susunan serta ukuran elemen – elemen struktur yang tepat, sehingga beban – beban layanan bekerja dengan aman.
Secara gari besar, prosedur desain secara iteratif dapat digambarkan sebagai berikut :
1) Perencanaan. Penentuan fungsi – fungsi yang akan dilayani oleh struktur yang bersangkutan. Tentukan kriteria – kriteria untuk mengukur apakah desain yang dihasilkan telah mencapai optimum.
2) Konfigurasi struktur pendahuluan. Susunan dari elemen – elemen yang akan melayani fungsi – fungsi pada langkah 1
3) Penentuan beban – beban yang harus dipikul.
4) Pemilihan batang pendahuluan. Pemilihan ukuran batang yang memenuhi kriteria objektif, seperti berat atau biaya minimum dilakukan berdasarkan keputusan dari langkah 1,2 dan 3.
5) Analisis. Analisis struktur dengan membuat model beban – beban dan kerangka kerja struktural untuk mendapatkan gaya – gaya internal dan defleksi yang dikehendaki.
6) Evaluasi. Apakah semua persyaratan kekuatan dan kemampuan kerja telah terpenuhi dan apakah hasilnya sudah optimum? Bandingkan dengan kriteria – kriteria yang telah ditentukan sebelumnya.
7) Redesain. Sebagai hasil dari evaluasi, diperlukan pengulangan bagian mana saja dai urutan 1 sampai dengan 6. Langkah – langkah tersebut merupakan suatu proses iteratif. Namun dengan mengingat bahwa konfigurasi struktur dan pembebanan luar telah ditentukan sebelumnya.
Artikel : Baja galvanisasi (baja lapis seng) rentan terkorosi di lingkungan klorida
Kutipan makalah ilmiah : Karakterisasi perbandingan material baja karbon rendah dan baja lapis seng di lingkungan klorida 5% dengan uji kabut garam, (penulis : Gadang Priyotomo, ST)
Di alam bebas, logam-logam ditemukan dalam bentuk senyawa-senyawa berupa bijih. Bijih tersebut dapat berupa oksida, sulfida, karbonat atau sennyawa lainnya yang lebih kompleks. Menurut hukum termodinamika logam akan stabil dalam keadaan energi bebas yang lebih rendah ( G). Namun karena logam sangat dibutuhkan oleh manusia maka dibentuk logam jadi dari bijih logam melalui berbagai proses sehingga ada unsur komersial atau unsur kegunaan bagi manusia terjadi. Namun menurut hukum termodinamika mengungkapkan kecenderungan logam jadi yang mempunyai tingkat energi bebas lebih tinggi berubah secara spontan ke energi yang lebih rendah di lingkungan sebagai oksida atau senyawa lainnya. Kondisi tersebut menciptakan suatu kegagalan material akibat degradasi secara elektrokimia di lingkungan yang dinamakan proses korosi.
Di lingkungan yang agresif terhadap kerusakaan logam sebagai contoh lingkungan pantai laut atau kondisi kadar klorida yang melebihi 3 % merupakan ancaman pada logam-logam komersial yang sering digunakan di bidang industri, transportasi dan sebagainya. Logam-logam komersial tersebut merupakan jenis ferrous seperti baja kadar karbon dan baja lapis seng, yang sering digunakan di berbagai bidang industri. Baja kadar karbon rendah digunakan sebagai bahan baku bidang otomotif dan industri manufaktur sedangkan baja lapis seng digunakan di lingkungan luar untuk melindungi secara dini terjadinya proses korosi.
Lapis lindung seng yang terdapat di permukaan logam dasar setelah diekspos 24 jam mengalami kerusakaan dan kehilangan lapisan di setiap sisi pelat. Semakin diekspos 48 hingga 72 jam, lapisan seng semakin rusak dan hilang. Pada ekspos 96 jam, lapisan tersebut hilang sama sekali, kemudian saat ekspos 196 jam kerusakaan terjadi pada logam dasar (host metal) ditandai dengan produk korosi yang berwarna merah bata diindikasikan sebagai fero oksida (Fe2O3)
Pada Gambar 3 terlihat bagian sisi pelat baja lapis seng mengalami proses korosi akibat sisi yang tidak dilindungi sehingga logam pelindung (seng) bersifat anodik dan baja bersifat katodik. Adanya lingkungan garam berkadar tinggi 5% maka lingkungan tersebut merupakan elektrolit. Adanya elektrolit dapat menyebabkan terjadinya sel karat. Karena potensial reduksi baku (Eo) seng sekitar -0,76 volt lebih rendah dibandingkan besi -0,44 volt, sehingga lebih cepat teroksidasi menjadi ion-ion Zn dan logam Fe terlindungi. Proses tersebut dinamakan proses galvanisasi atau couple.Namun lingkungan garam ekstrim 5%wt maka proses oksidasi pada lapisan seng begitu cepat. Pada Gambar 2 juga terlihat lapisan seng terus berkurang seiring dengan waktu ekspos. Adanya ion klorida memperparah kerusakan lapisan tersebut.
Kesimpulan :
Baja lapis seng (baja galvanisasi) sangat rentan terhadap lingkungan korosif khususnya senyawa klorida. Ion klorida (Cl-) bertanggung jawab atas korosi. Lapisan seng tidak selamanya mulus atau bagus,adanya keretakan secara mikro dapat memberikan "efek sel korosi" antara seng dan baja. Proses handling dan shipping pada peralatan yang mengandung baja galvanisasi perlu diperhatikan.
Konstrusi Baja Bangunan Pabrik, Gudang, Workshop
Autor grah@bj
Struktur Bangunan dengan Konstruksi Baja untuk Pabrik – Gudang – Workshop – Hall :
Sifat Baja sebagai Material Struktur Bangunan :
Baja merupakan bahan yang mempunyai sifat struktur yang sangat baik sehingga pada akhir abad 19, dimulainya menggunaan baja sebagai bahan struktur ( konstruksi ) utama, ketika itu metode pengolahan baja yang murah dikembangkan dengan skala yang luas. Sifat Baja mempunyai kekuatan yang tinggi dan sama kuat pada kekuatan tarik maupun tekan dan oleh karena itu baja adalah menjadi elemen struktur yang memiliki batasan sempurna yang akan menahan beban jenis tarik aksial, tekan aksial, dan lentur dengan fasilitas yang hampir sama pada konstruksi (struktur) nya. Berat jenis baja tinggi, tetapi perbandingan antara kekuatan terhadap beratnya juga tinggi sehingga komponen baja tersebut tidak terlalu berat jika dihubungkan dengan kapasitas muat bebannya, selama bentuk-bentuk struktur (konstruksi) yang digunakan menjamin bahwa bahan tersebut dipergunakan secara efisien.
Keuntungan Baja sebagai Material Struktur Bangunan (Konstruksi bangunan).
Sifat Baja di samping kekuatannya yang besar untuk menahan kekuatan tarik dan tekan tanpa membutuhkan banyak volume, baja juga mempunyai sifat-sifat lain yang menguntungkan sehingga menjadikannya sebagai salah satu bahan bangunan yang sangat umum dipakai dewasa ini. Beberapa keuntungan baja sebagai material struktur antara lain:
Baja memiliki Kekuatan yang Tinggi.
Dewasa ini baja bisa diproduksi dengan berbagai kekuatan yang bisa dinyatakan dengan kekuatan tegangan tekan lelehnya (Fy) atau oleh tegangan tarik batas (Fu). Bahan baja walaupun dari jenis yang paling rendah kekuatannya, tetap mempunyai perbandingan kekuatan per-volume lebih tinggi bila dibandingkan dengan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai. Hal ini memungkinkan perencanaan sebuah konstruksi baja bisa mempunyai beban mati yang lebih kecil untuk bentang yang lebih panjang, sehingga memberikan kelebihan ruang dan volume yang dapat dimanfaatkan akibat langsingnya profil-profil yang dipakai.
Baja mudah dalam Pemasangan
Semua bagian-bagian dari konstruksi baja bisa dipersiapkan di bengkel, sehingga satu-satunya kegiatan yang dilakukan di lapangan ialah kegiatan pemasangan bagian-bagian konstruksi yang telah dipersiapkan. Sebagian besar dari komponen-komponen konstruksi mempunyai bentuk standar yang siap digunakan bisa diperoleh di toko-toko besi, sehingga waktu yang diperlukan untuk membuat bagian-bagian konstruksi baja yang telah ada, juga bisa dilakukan dengan mudah karena komponen-komponen baja biasanya mempunyai bentuk standar dan sifat-sifat yang tertentu, serta mudah diperoleh di mana-mana.
Baja memiliki Keseragaman
Sifat-sifat baja baik sebagai bahan bangunan maupun dalam bentuk struktur dapat terkendali dengan baik sekali, sehingga para ahli dapat mengharapkan elemen-elemen dari konstruksi baja ini akan berperilaku sesuai dengan yang diperkirakan dalam perencanaan. Dengan demikian bisa dihindari terdapatnya proses pemborosan yang biasanya terjadi dalam perencanaan akibat adanya berbagai ketidakpastian.
Baja memiliki sifat Daktail – Liat (Daktilitas)
Sifat dari baja yang dapat mengalami deformasi yang besar di bawah pengaruh tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus disebut sifat daktilitas. Adanya sifat ini membuat struktur baja mampu mencegah terjadinya proses robohnya bangunan secara tiba-tiba. Sifat ini sangat menguntungkan ditinjau dari aspek keamanan penghuni bangunan bila terjadi suatu goncangan yang tiba-tiba seperti misalnya pada peristiwa gempa bumi.Di samping itu keuntungan-keuntungan lain dari struktur baja, antara lain adalah :
Proses pemasangan di lapangan berlangsung dengan cepat.
Dapat di las (welding) atau sistem baut (bolting).
Komponen-komponen struktumya bisa digunakan lagi untuk keperluan lainnya.
Komponen-komponen yang sudah tidak dapat digunakan lagi masih mempunyai nilai sebagai besi tua.
Struktur yang dihasilkan bersifat permanen dengan cara pemeliharaan yang tidak terlalu sukar.
Selain keuntungan-keuntungan tersebut bahan baja juga mempunyai kelemahan-kelemahan sebagai berikut :
Komponen-komponen struktur yang dibuat dari bahan baja perlu diusahakan supaya tahan api sesuai dengan peraturan yang berlaku untuk bahaya kebakaran.
Diperlukannya suatu biaya pemeliharaan untuk mencegah baja dari bahaya karat.
Akibat kemampuannya menahan tekukan pada batang-batang yang langsing, walaupun dapat menahan gaya-gaya aksial, tetapi tidak bisa mencegah terjadinya pergeseran horisontal
Sifat Mekanis Baja :
Menurut SNI 03–1729–2002 tentang TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG Sifat mekanis baja struktural yang digunakan dalam perencanaan harus memenuhi persyaratan minimum yang diberikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Sifat mekanis baja struktural :
Sifat-sifat mekanis lainnya, Sifat-sifat mekanis lainnya baja struktural untuk maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut:
Modulus elastisitas : E = 200.000 MPa
Modulus geser : G = 80.000 MPa
Nisbah poisson : μ = 0,3
Koefisien pemuaian : á = 12 x 10 -6 / o C
Bentuk elemen baja sangat dipengaruhi oleh proses yang digunakan untuk membentuk baja tersebut. Sebagian besar baja dibentuk oleh proses hot-rolling (penggilingan dengan pemanasan) atau cold-forming (pembentukan dengan pendinginan). Penggilingan dengan pemanasan (hot-rolling) adalah proses pembentukan utama di mana bongkahan baja yang merah menyala secara besar-besaran digelindingkan di antara beberapa kelompok penggiling. Penampang melintang dari bongkahan yang ash biasanya dicetak dari baja yang baru dibuat dan biasanya berukuran sekitar 0,5 m x 0,5 m persegi, yang akibat proses penggilingan ukuran penampang melintang dikurangi menjadi lebih kecil dan menjadi bentuk yang tepat dan khusus.
Batasan bentuk penampang melintang yang dihasilkan sangat besar dan masing-masing bentuk memerlukan penggilingan akhir tersendiri. Bentuk penampang melintang I dan H biasanya digunakan untuk elemenelemen besar yang membentuk balok dan kolom pada rangka struktur. Bentuk kanal dan siku cocok untuk elemen-elemen kecil seperti lapisan tumpuan sekunder dan sub-elemen pada rangka segitiga. Bentuk penampang persegi, bulat, dan persegi empat yang berlubang dihasilkan dalam batasan ukuran yang luas dan digunakan seperti halnya pelat datar dan batang solid dengan berbagai ketebalan. Perincian ukuran dan geometri yang dimiliki seluruh penampang standar didaftarkan dalam tabel penampang yang dibuat oleh pabrik baja.
Pembentukan dengan pendinginan (cold-forming) adalah metode lain yang digunakan untuk membuat komponen-komponen baja dalam jumlah yang besar. Dalam proses ini, lembaran baja tipis datar yang telah dihasilkan dari proses peng-gilingan dengan pemanasan dilipat atau dibengkokkan dalam keadaan dingin untuk membentuk penampang melintang struktur.
(Gambar 1 : Bentuk Baja Profil Canai Panas)
Elemen-elemen yang dihasilkan dari proses ini mempunyai karakteristik yang serupa dengan penampang yang dihasilkan dari proses penggilingan dengan pemanasan. Sisi paralel elemen-elemen tersebut memiliki penampang yang tetap, tetapi ketebalan logam tersebut berkurang sehingga elemen-elemen tersebut lebih ringan, dan tentunya memiliki kapasitas muat beban yang lebih rendah.
Bagaimanapun, proses-proses tersebut memungkinkan pembuatan bentuk penampang yang sulit.
Satu hal lain yang membedakan proses-proses tersebut adalah bahwa peralatan yang digunakan untuk proses pencetakan dengan pendinginan lebih sederhana dan dapat digunakan untuk menghasilkan penampang melintang yang bentuknya disesuaikan untuk penggunaan yang khusus. Karena penampang yang dibentuk dengan pendinginan memiliki kapasitas muat yang rendah, maka penampang ini terutama digunakan untuk elemen sekunder pada struktur atap, seperti purlin, dan untuk sistem lapisan tumpuan. Potensi elemen-elemen tersebut untuk perkembangan di masa yang akan datang sangat besar.
Komponen struktur baja dapat juga dihasilkan dengan pencetakan, yang dalam kasus yang sangat kompleks memungkinkan pembuatan bentuk penampang yang sesuai dengan kebutuhan. Akan tetapi, teknik ini bermasalah ketika digunakan untuk komponen struktur, yang disebabkan oleh kesulitan untuk menjamin mutu cetakan yang baik dan sama di keseluruhan bagian.
Fungsi struktur merupakan faktor utama dalam penentuan konfigurasi struktur. Berdasarkan konfigurasi struktur dan beban rencana, setiap elemen atau komponen dipilih untuk menyangga dan menyalurkan beban pada keseluruhan struktur dengan baik. Batang baja dipilih sesuai standar yang ditentukan oleh American Institute of Steel Construction (AISC) juga diberikan oleh American Society of Testing and Materials (ASTM). Pengelasan memungkinkan penggabungan plat dan/atau profil lain untuk mendapatkan suatu profil yang dibutuhkan oleh perencana atau arsitek.
Penampang yang dibuat dengan penggilingan panas, seperti diperlihatkan pada Gambar 2. Penampang yang paling banyak dipakai ialah profil sayap lebar (wide-flange) [Gambar 2.a] yang dibentuk dengan penggilingan panas dalam pabrik baja. Ukuran profil sayap lebar ditunjukkan oleh tinggi nominal dan berat per kaki (ft), seperti W18 X 97 mempunyai tinggi 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 yang tingginya 460 mm dan massanya 142 kg/m).
Gambar 2. Macam-macam Profil Baja
Balok Standar Amerika [Gambar 2.(b)] yang biasanya disebut balok I memiliki sayap (flange) yang pendek dan meruncing, serta badan yang tebal dibanding dengan profil sayap lebar. Balok I jarang dipakai dewasa ini karena bahan yang berlebihan pada badannya dan kekakuan lateralnya relatif kecil (akibat sayap yang pendek). Kanal [Gambar 2.(c)] dan siku [Gambar 2.(d)] sering dipakai baik secara tersendiri atau digabungkan dengan penampang lain. Kanal misalnya ditunjukkan dengan C12 X 20,7, yang berarti tingginya 1.2 in dan beratnya 20,7 pon per kaki. Siku diidentifikasi oleh panjang kaki (yang panjang ditulis lebih dahulu) dan tebalnya, seperti, L6 X 4 X 3 Profil T struktural [Gambar 2.(e)] dibuat dengan membelah dua profil sayap lebar atau balok I dan biasanya digunakan sebagai batang pada rangka batang (truss). Profil T misaInya diidentifikasi sebagai WT5 X 44, dengan 5 adalah tinggi nominal dan 44 adalah berat per kaki; profil T ini didapat dari W10 X 88, Penampang pipa [Gambar 2.(f)] dibedakan atas "standar", "sangat kuat", dan "dua kali sangat kuat" sesuai dengan tebalnya dan juga dibedakan atas diameternya; misalnya, diameter 10 in-dua kali sangat kuat menunjukkan. ukuran pipa tertentu. Boks struktural [Gambar 2.(g)] dipakai bila dibutuhkan penampilan arsitektur yang menarik dengan baja ekspos. Boks ditunjukkan dengan dimensi luar dan tebalnya, seperti boks struktural 8 X 6 X 1/4.
Banyak profil lainnya dibentuk dalam keadaan dingin (cold-formed) dari bahan plat dengan tebal tidak lebih dari 1 in, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3. dan Gambar 4.
Gambar 3. Beberapa Profil Elemen Struktur Rangka Individu
Gambar 4. Beberapa Profil Lembaran-2 Panel dan Dek
Beberapa keuntungan baja profil dingin antara lain:
Lebih ringan
Kekuatan dan kakuan yang tinggi
Kemudahan pabrikasi dan produksi masal
Kecepatan dan kemudahan pendirian
Lebih ekonomis dalam pengangkutan dan pengelolaan
Baja profil keadaan dingin dapat diklasifikasikan menjadi :
Elemen struktur rangka individu (Gambar 3.)
Lembaran-lembaran panel dan dek (Gambar 4.)
Standar Nasional Indonesia
Menurut SNI 03 – 1729 – 2002 tentang TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG, semua baja struktural sebelum ifabrikasi, harus memenuhi ketentuan berikut ini:
SK SNI S-05-1989-F: Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian B (Bahan Bangunan dari Besi/baja);
SNI 07-0052-1987: Baja Kanal Bertepi Bulat Canai Panas, Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-0068-1987: Pipa Baja Karbon untuk Konstruksi Umum, Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-0138-1987: Baja Kanal C Ringan;
SNI 07-0329-1989: Baja Bentuk I Bertepi Bulat Canai Panas, Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-0358-1989-A: Baja, Peraturan Umum Pemeriksaan;
SNI 07-0722-1989: Baja Canai Panas untuk Konstruksi Umum;
SNI 07-0950-1989: Pipa dan Pelat Baja Bergelombang Lapis Seng;
SNI 07-2054-1990: Baja Siku Sama Kaki Bertepi Bulat Canai Panas, Mutu dan Cara Uji;
SNI 07-2610-1992: Baja Profil H Hasil Pengelasan dengan Filter untuk Konstruksi Umum;
SNI 07-3014-1992: Baja untuk Keperluan Rekayasa Umum;
SNI 07-3015-1992: Baja Canai Panas untuk Konstruksi dengan Pengelasan;
SNI 03-1726-1989: Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung.
Konsep Sambungan Struktur Baja
Sistem Struktur dengan Konstruksi Baja
Hampir semua sistem konstruksi baja berat terbuat dari elemen-elemen linear yang membentang satu arah. Berbagai penampang baja profil dengan flens lebar yang tersedia dalam berbagai ukuran dapat digunakan. Banyaknya ukuran penampang ini memungkinkan fleksibilitas dalam desain elemen balok-dan-kolom. Meskipun hubungan sederhana (sendi) umumnya digunakan pada sistem ini, kita dapat dengan mudah membuat titik hubung yang mampu memikul momen. Struktur rangka yang titik-titik hubungnya mampu memikul momen, mempunyai tahanan terhadap beban lateral cukup besar. Kestabilan lateral juga dapat ditingkatkan dengan menggunakan dinding geser atau elemen pengekang diagonal.
BALOK :
Bentuk sayap lebar biasanya digunakan sebagai elemen yang membentang secara horizontal [lihat Gambar 5.(a)]. Interval bentang yang mungkin untuk elemen ini sangat lebar. Elemen ini biasanya ditumpu sederhana kecuali apabila aksi rangka diperlukan untuk menjamin stabilitas, di mana hubungan yang mampu memikul momen digunakan. Bentuk-bentuk lain, seperti kanal, kadang-kadang digunakan untuk memikul momen, tetapi biasanya terbatas pada beban ringan dan bentang pendek.
Gambar 5. Sistem Konstruksi untuk Struktur Baja
GIRDER PLAT :
Girder plat adalah bentuk khusus dari balok dengan penampang tersusun [Iihat Gambar 5.(d)], Elemen ini dapat dirancang untuk berbagai macam beban maupun bentang yang dibutuhkan. Elemen struktur ini sangat berguna apabila beban yang sangat besar harus dipikul oleh bentang menengah. Elemen ini sering digunakan, misalnya sebagai elemen penyalur beban utama yang memikul beban kolom pada bentang bersih.
KONSTRUKSI KOMPOSIT :
Banyak sistem struktural yang tidak dapat dikelompokkan secara mudah menurut material yang digunakan. Sistem balok komposit seperti terlihat pada Gambar 5.(c) sering kita jumpai. Dalam hal ini, baja adalah bagian yang diletakkan pertama kali, kemudian beton dicor di sekitar penghubung geser (shear connectors) di atas balok baja. Adanya penghubung geser tersebut menyebabkan balok baja dan beton di atasnya bekerja secara integral. Dengan demikian terbentuk enampang T dengan baja sebagai bagian yang mengalami tarik, dan beton yang mengalami tekan.
Gambar 5. Sistem Konstruksi untuk Struktur Baja (Lanjutan)
RANGKA BATANG DAN JOIST BATANG TERBUKA :
Merupakan variasi tak hingga dari konfigurasi rangka batang yang mungkin digunakan. Rangka batang dapat juga dibuat atau dirancang secara khusus untuk bentang dan beban yang sangat besar. Joist web terbuka yang merupakan produksi besar-besaran [lihat Gambar 5.(b)], dapat digunakan baik untuk sistem lantai maupun atap. Elemen ini umumnya relatif ringan dan terdistribusi merata. Joist web terbuka umumnya ditumpu sederhana, tetapi bila diperlukan dapat dibuat hubungan kaku. Pada sistem yang sama dapat digunakan joist web terbuka dan flens lebar yang mempunyai titik hubung yang dapat memikul momen sehingga kita mendapat aksi rangka yang dapat menahan beban lateral.
PELENGKUNG :
Pelengkung kaku dengan berbagai bentuk dapat dibuat dari baja. Pelengkung yang telah dibuat di luar lokasi (prefabricated) dan telah tersedia untuk bentang kecil sampai menengah. Telah ada pelengkung yang dirancang secara khusus dan mempunyai bentang sangat panjang [misalnya bentang 300 ft (90 m) atau lebih]. Pelengkung baja dapat dibuat dari penampang masif atau dinding terbuka.
CANGKANG :
Banyak bentuk cangkang yang menggunakan baja. Masalah utama dalam penggunaan baja untuk memperoleh permukaan berkelengkungan ganda adalah memuat bentuk dari elemen-elemen garis. Pada kubah,misalnya, baik pendekatan dengan rusuk atau geodesik adalah mungkin. Dek baja ringan yang erdimensi kecil umumnya digunakan untuk membentuk permukaan terluarnya. Pada situasi bentang kecil, permukaan baja melengkung dapat dibuat dengan menekan lembaran baja secara khusus agar serupa dengan cara yang digunakan dalam membuat bentuk baja berkelengkungan tunggal maupun ganda pada badan mobil.
STRUKTUR KABEL :
Baja adalah satu-satunya material yang dapat digunakan sebagai struktur kabel. Bentuk struktur kabel yang dapat dibuat tak hingga banyaknya. Kabel dapat digunakan untuk atap permanen yang permukaan penutupnya dapat berupa elemen rangka datar kaku atau permukaan membran.
UKURAN ELEMEN
Gambar 6. mengilustrasikan batas-batas perbandingan tinggi bentang untuk beberapa sistem struktur baja yang umum digunakan. Kolom baja struktural umumnya mempunyai perbandingan tebal-tinggi bervariasi antara 1 : 24 dan 1 : 9, yang tergantung pada beban dan tinggi kolom.Keseluruhan kemungkinan bentang yang dapat dicapai dari beberapa sistem terangkum dalam gambar 7.
Setiap struktur adalah gabungan dari bagian-bagian tersendiri atau batang-batang yang harus disambung bersama (biasanya di ujung batang) dengan beberapa cara. Sambungan terdiri dari komponen sambungan (pelat pengisi, pelat buhul, pelat pendukung, dan pelat penyambung) dan alat pengencang (baut dan las).
Jenis Alat Sambung Bukan Las
Jenis-jenis sambungan struktur baja yang digunakan adalah pengelasan serta sambungan yang menggunakan alat penyambung berupa paku keling (rivet) dan baut. Baut kekuatan tinggi (high strength bolt) telah banyak menggantikan paku keling sebagai alat utama dalam sambungan struktural yang tidak di las.
Cara Pasang Rangka Baja Ringan
Cara Pasang Rangka Baja Ringan
Kelebihan dari baja ringan adalah kekuatan baja ringan bisa sampai 10 tahun. "atap baja yang dipakai adalah baja bermutu tinggi, hi-ten g550 lapis zinc dan alumunium. Baja di-treatment hingga tipis, lalu ditarik hingga mutu atap baja ringan tinggi. Kekuatannya sama dengan baja-baja biasa. Kuat, bisa diinjak-injak, untuk menahan beban genteng, plafon, memasang lisplang dan listrik," papar fransisca lagi.
Selain itu, dari segi pemasangan atap baja sangat efisien. "sehari bisa memasang 25 m2. Jika mencapai 100 m2 bisa sampai empat hari. Hari kelima sudah bisa pasang genteng. Sementara jika memakai kayu bisa dua kali dari itu. Apalagi baja konvensional tiga kalinya." bahkan saat pemasangan, tempatnya relatif bersih, tak banyak sisa-sisa potongan.
Kenyamanan memakai baja ringan diakui pemilik rumah ir. Donnie di daerah cipete. Sang aristek memilih rangka atap dengan memakai baja ringan, bukan kayu. "memang, sih, untuk harga dibanding dengan kayu jenis tertentu jadi terasa sedikit agak lebih mahal. Tapi kalau dibandingkan dengan kayu kamper atau jati tentu jadi lebih murah. Bayangkan, sudah mahal tapi dimakan rayap pula, jadi jatuhnya tambah mahal, bukan?" papar ir. Nehemia, konsultan rumah tersebut.
Selain dari harga, atap baja ringan segi pengerjaan pun lebih mudah dan cepat. "karena kita tinggal merancang modelnya seperti apa, bagian pabrik yang membuat rangka. Setelah itu, kita tinggal menyambung dengan menggunakan baut. Memasangnya pun tak lama hanya 3-4 hari saja. Sementara kayu, selain lebih berat, tenaga yang dipakai pun lebih banyak meski bahannya lebih murah."
Menurut nehemia, kekuatan kayu pun diprediksi berusia 10-20 tahun saja. "sementara kalau memakai baja ringan bisa mencapai 50-100 tahun." kelebihan lain, baja anti rayap dan ringan. Jadi, jangan bayangkan baja-baja yang berat, karena baja yang dipakai untuk kuda-kuda rumah berbeda jenisnya. "ringannya seperti seng, kalau dibentangkan dan ditekuk-tekuk gampang sekali. Kena angin pun lebih fleksibel menahan beban."
Tren memakai rangka baja ringan ini, lanjut nehemia, diramalkan akan bertahan lama. "bayangkan jika orang masih memakai kayu, berapa banyak lagi pohon yang ditebang. Apalagi dengan kemajuan zaman, teknologi tinggi, orang maunya serba cepat dan praktis."
Sayangnya, berbeda dengan kayu, kuda-kuda dari atap ringan dari baja ringan kurang bagus dari segi estetika. Itu sebabnya harus ditutup dengan eternit. Tetapi jangan khawatir, karena perawatan atap ringan lebih gampang karena tak perlu dipoles dengan anti rayap. Bahkan di saat gempa atau angin besar baja akan tetap bertahan
Diposkan oleh Zaenal Abidin
truktur Kerangka Baja Ringan
Kali ini kita akan membahas mengenai Struktur baja ringan yang diyakini mempunyai kelebihan dalam hal kekuatan dan umur pakai, memang mempunyai perilaku yang berbeda dibandingkan dengan struktur kuda-kuda kayu. Struktur kuda-kuda kayu mempunyai dimensi yang lebih besar dibandingkan struktur baja ringan, terutama dalam hal ketebalan profil. Struktur baja ringan mempunyai dimensi yang lebih tipis dibanding kuda-kuda kayu, mulai dari ketebalan 0.75 mm hingga ketebalan 1 mm. Rangka baja misalnya dapat kita temukan pada atap baja ringan.
Dalam menggunakan dimensi yang relatif lebih kecil, tentu saja sistem pemasangan struktur baja ringan berbeda dengan sistem pemasangan kuda-kuda kayu. Struktur baja ringan mempunyai kekuatan tarik yang tinggi tapi bersamaan dengan itu mempunyai kekakuan yang lemah. Oleh karena itu, salah satu faktor utama yang menentukan kekuatan struktur baja ringan adalah batang pangaku, dalam struktur baja ringan biasa disebut dengan istilah BRACING.
Bracing atau pengaku inilah yang digunakan untuk mengantisipasi kekakuan baja ringan yang lemah. Banyak jenis bracing atau pengaku dalam struktur baja ringan, mulai dari pengaku batang bawah, pengaku batang atas, ikatan angin, ataupun pengaku web yang mempunyai fungsi dan penempatan yang berbeda-beda sesuai dengan perhitungan dan beban atap. Mungkin Anda juga mengenal atap baja. Kurang atau tidak diperhitungkannya bracing atau pengaku dalam struktur baja ringan, dapat menimbulkan resiko yang tidak diinginkan, resiko terburuk yang dapat terjadi adalah kegagalan struktur baja ringan hingga mengakibatkan kerobohan atap.
Oleh karena itu, salah satu point yang harus diperhatikan dalam penggunaan struktur baja ringan, misalnya atap baja adalah pengaku atau bracing yang digunakan. Dengan perhitungan yang tepat, struktur baja ringan menjadi solusi terbaik pengganti kuda-kuda kayu.
Published : 20:37 Author : MEGATruss global
Cara Pasang Rangka Baja Ringan
Kelebihan dari baja ringan adalah kekuatan baja ringan bisa lebih dari 10 tahun. "material baja yang dipakai adalah baja bermutu tinggi, hi-ten g550 lapis zinc dan alumunium. Baja di-treatment hingga tipis, lalu ditarik hingga mutu atap baja ringan tinggi. Kekuatannya sama dengan baja-baja biasa. Kuat, bisa diinjak-injak, untuk menahan beban genteng, plafon, memasang lisplang dan listrik.
Selain itu, dari segi pemasangan atap baja sangat efisien. "sehari bisa memasang 25 m2. Jika mencapai 100 m2 bisa sampai empat hari. Hari kelima sudah bisa pasang genteng. Sementara jika memakai kayu bisa dua kali dari itu. Apalagi baja konvensional tiga kalinya." bahkan saat pemasangan, tempatnya relatif bersih, tak banyak sisa-sisa potongan.Kenyamanan memakai baja ringan diakui oleh banyak orang. Sang aristek memilih rangka atap dengan memakai baja ringan, bukan kayu. "memang, sih, untuk harga dibanding dengan kayu jenis tertentu jadi terasa sedikit agak lebih mahal. Tapi kalau dibandingkan dengan kayu kamper atau jati tentu jadi lebih murah. Bayangkan, sudah mahal tapi dimakan rayap pula, jadi jatuhnya tambah mahal.Selain dari harga, atap baja ringan segi pengerjaan pun lebih mudah dan cepat. "karena kita tinggal merancang modelnya seperti apa, bagian pabrik yang membuat rangka. Setelah itu, kita tinggal menyambung dengan menggunakan baut. Memasangnya pun tak lama hanya 3-4 hari saja. Sementara kayu, selain lebih berat, tenaga yang dipakai pun lebih banyak meski bahannya lebih murah."kekuatan kayu pun diprediksi berusia 10-20 tahun saja. "sementara kalau memakai baja ringan bisa mencapai 50-100 tahun." kelebihan lain, baja anti rayap dan ringan. Jadi, jangan bayangkan baja-baja yang berat, karena baja yang dipakai untuk kuda-kuda rumah berbeda jenisnya. "ringannya seperti seng, kalau dibentangkan dan ditekuk-tekuk gampang sekali. Kena angin pun lebih fleksibel menahan beban."Tren memakai rangka baja ringan ini, lanjut nehemia, diramalkan akan bertahan lama. "bayangkan jika orang masih memakai kayu, berapa banyak lagi pohon yang ditebang. Apalagi dengan kemajuan zaman, teknologi tinggi, orang maunya serba cepat dan praktis."Sayangnya, berbeda dengan kayu, kuda-kuda dari atap ringan dari baja ringan kurang bagus dari segi estetika. Itu sebabnya harus ditutup dengan eternit. Tetapi jangan khawatir, karena perawatan atap ringan lebih gampang karena tak perlu dipoles dengan anti rayap. Bahkan di saat gempa atau angin besar baja akan tetap bertahan
cara pemasangan rangka atap baja ringan terbilang mudah, Rangka baja sendiri terdiri dari lempengan-lempengan panjang (profil) yg bervariasi bentuk dan ukurannya sesuai fungsi masing-masing dalam struktur rangka atap.
cara pemasangan rangka atap baja ringan Tuk kuda-kuda atau rangka utama dan gording, profil baja ringan ini biasanya berbentuk "I" atau "U" terbalik dan memiliki ukuran yg lebih besar. selanjutnya reng, reng ialah pengikat kuda-kuda dan gording yg posisinya melintang di atas kuda-kuda dan gording, serta mengikat kuda-kuda dan gording tersebut hingga membentuk suatu kerangka yg kokoh.
Lempengan reng adalah profil yg paling kecil bentuk dan ukurannya. Fungsinya sebagai penahan genteng atau jenis atap lainnya dan sebagai pengatur jarak setiap baris genteng agar lebih rapi dan lebih "mencengkeram".
Tuk dapat hasil yg maskimal cara pemasangan rangka atap baja ringan sebaiknya memperhatikan beberapa criteria berikut ini:
Hitung Berapa Derajat Kemiringan Atap
Semakin curam kemiringan, maka dipastikan akan menambah besar jumlah luas atapnya. Idealnya, kemiringan atap berada pada kisaran 25 dan 30 derajat. Takaran ideal ini dilihat baik dari segi konstruksi, maupun dari sisi jumlah luasnya. Dgn tingkat kemiringan seperti itu, jumlah bahan yg dipergunakan tuk rangka atap baja ringan akan efisien.
Hitung Jumlah Beban Atap
Beban terdiri dari beban hidup, beban mati dan beban angin. Variabel yg bisa disiasati adalah beban mati, yaitu penggunaan penutup atapnya, karena itu pertimbangkanlah material tuk penutup atap.
Bentuk Atap
Bentuk atap paling baik tuk cara pemasangan rangka atap baja ringan adalah pelana dan limasan berikut kombinasinya. Bila memakai atap dgn model lengkung, tetap dapat menggunakan rangka atap baja ringan namun dgn harga relatif lebih mahal.
