BAB 1 DAN BAB 2

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini, industri kreatif tengah menjadi topik utama yang digemakan
dalam dunia industri.Berbagai kebijakan dan program pemerintah dicanangkan dalam
rangka mewujudkan industri kreatif Indonesia yang bertujuan untuk mengurangi
angka pengangguran dan untuk perkembangan ekonomi Indonesia.Industri kreatif
dipandang semakin penting dalam mendukung kesejahteraan dalam perekonomian,
berbagai pihak berpendapat bahwa “kreativitas manusia adalah sumber daya ekonomi
utama” dan bahwa “industri abad kedua puluh satu akan tergantung pada produksi
pengetahuan melalui kreativitas dan inovasi”.
Industri kimia merupakan suatu sistem organisasi usaha yang “profit
oriented”, artinya, disamping bertujuan menghasilkan suatu produk yang bermanfaat
bagi kemaslahatan umat, industri kimia juga mengharapkan keuntungan dibidang
finansial. Suatu penelitian kimia secara laboratorium yang menghasilkan suatu
produk, metoda atau cara yang baru yang lebih baik, dapat diangkat menjadi ide
pendirian suatu industri kimia. Namun sebelum pendirian suatu industri kimia
tersebut direalisasikan, perlu dilakukan perhitungan awal, atau yang disebut dengan
prarancangan industri kimia. Hasil prarancangan ini akan digunakan sebagai
pertimbangan apakah ide tersebut menarik untuk direalisasikan dan berprospek baik
secara komersial atau disebut dengan layak untuk didirikan. Setelah prarancangan

selesai, baru diikuti dengan penyusunan proyek perancangan industri, dan langkah
terakhir berupa pembangunan fisik. Prarancangan ini meliputi beberapa tahap, yang
berakhir pada evaluasi ekonomi untuk mengetahui kelayakan suatu industri untuk
didirikan.
.

Langkah- langkah prarancangan industri kimia meliputi 1). Tujuan

didirikannya industri kimia; 2) Menentukan jenis dan mekanisme proses yang ada di
dalamnya (termasuk proses kimia dan proses fisika); 3) Menentukan kapasitas

produksi; 4) Menghitung banyaknya bahan/ zat yang keluar dan masuk dari dan ke
dalam suatu alat proses ( dengan menggunakan konsep neraca bahan); 5) Menghitung
banyaknya panas yang keluar dan masuk dari dan ke dalam suatu alat (menggunakan
konsep neraca panas); 6) Merancang alat- alat produksi ( reaktor, alat pemurnian, alat
penukar kalor dll.); 7) Menghitung utilitas yang diperlukan ( meliputi: air, udara,
bahan bakar, uap air); 8). Melakukan evaluasi ekonomi untuk menentukan kelayakan
didirikannya industri kimia tersebut.

1.2 Tujuan dan Sasaran

Tugas besar Perencanaan Struktur Baja merupakan salah satu tugas wajib bagi
mahasiswa jurusan Teknik Sipil S1 Universitas Riau. Hal ini dilakukan dengan tujuan
sebagai berikut :
a.

Memenuhi tugas mata kuliah Struktur Baja II , Jurusan Teknik Sipil S1
Universitas Riau.

b.

Untuk merencanakan dimensi baja yang aman pada suatu konstruksi Bangunan
Industri.

c.

Untuk lebih memahami pemakaian metode LRFD dalam mendesain strukur yang
menggunakan material baja.

d.

Untuk menerapkan ilmu yang diperoleh pada mata kuliah struktur baja ke dalam
suatu perencanaan (desain) suatu struktur konstruksi khususnya “Konstruksi
Bangunan Industri”.
Adapun sasaran dari desain struktur baja ini adalah :

a.

Tersusunnya langkah-langkah proses (dasar) perencanaan dan perancangan yang
dapat dijadikan acuan atau pedoman dalam mendesain konstruksi baja di
lapangan, khususnya dalam hal pembangunan bangunan industry.

1.3 Batasan Masalah
Desain ini dititikberatkan pada perencanaan struktur baja khususnya pada
bangunan industry yang beracuan pada SNI 03-1720-2002.

1.4

Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan adalah sebagai berikut :

 BAB I

: PENDAHULUAN

Berisikan tentang topic studi kasus yang dipilih sesuai tipe soal
 BAB II

: STUDI PUSTAKA

Berisi teori-teori yang berhubungan langsung dengan tipe soal dan desain.
 BAB III : DESAIN PENDAHULUAN
Berisi tentang bentuk, material, dan dimensi struktur.
 BAB IV : PEMBEBANAN
Mengidentifikasikan berbagai beban yang bekerja dan menerapkan kombinasi
beban sesuai standar yang digunakan.
 BAB V

: ANALISIS STRUKTUR

Melakukan analisis gaya dalam dan deformasi.

 BAB VI : DESAIN STRUKTUR
Memeriksa kecukupan komponen struktur sambungan berdasarkan SNI 03-17202002
 BAB VII : PENUTUP
Berisikan kesimpulan dan saran yang berfungsi sebagai batasan dari pembahasan
dalam desain ini.
 DAFTAR PUSTAKA
 LAMPIRAN

BAB II
STUDI PUSTAKA
2.1 Prinsip Perencanaan
Perencanaan adalah suatu proses untuk menghasilkan penyelesaian yang
optimum. Dalam suatu perencanaan harus ditetapkan kriteria untuk menilai
tercapainya tidaknya penyelesaian yang optimum.
Kriteria yang umum untuk struktur berupa :
 Harga yang minimum,
 Berat yang minimum,
 Waktu konstruksi yang minimum,
 Tenaga kerja minimum,dan
 Biaya produksi minimum bagi pemilik.

2.2 Material
Sifat material baja structural yang digunakan dalam perencanaan harus
memenuhi persyaratan berikut :
Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja

Sumber : SNI 03-1729-2002
Sifat-sifat mekanislainnya, Sifat-sifat mekanis lainnya baja strukturaluntuk
maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut:

3

 Modulus elastisitas(E)

= 200.000 MPa

 Modulus geser (G)

= 80.000 MPa

 angka poisson (μ)

= 0,3

 Koefisien pemuaian (α)

=12 x 10 -6 / o C

Baja Struktural
Baja struktural adalah bahan yang digunakan untuk konstruksi baja, yang

dibentuk dengan pola tertentu mengikuti standar tertentu dari komposisi kimia dan
kekuatan tertentu pula.Juga dapat didefinisikan sebagai produk canai panas, dengan
penampang bentuk khusus seperti siku, pipa dan balok.
Ada beberapa teknik baru yang berbeda yang memungkinkan produksi dari
berbagai macam struktur dan bentuk, prosedur sebagai berikut:
 Presisi tinggi stres analisis
 Komputerisasi analisis stres
 Inovatif jointing
Bagian baja struktural biasanya digunakan untuk konstruksi bangunan,

menara saluran transmisi (TLT), gudang industri dan lain-lain struktur dan juga
ditemukan sebagai aplikasi dalam pembuatan kendaraan otomotif, kapal dll
Beberapa persyaratan pada baja structural :
a. Laporan uji materil baja di pabrik yang disahkan oleh lembaga berwenang
dapat dianggap sebagai bukti yang cukup untuk memenuhi persyaratan yang
ditetapkan di Indonesia.
b. Baja yang tidak teridentifikasi boleh digunakan selama memenuhi ketentuan
berikut :
 Bebas dari cacat permukaan
 Sifat fisik material dan kemudahannya untuk disambung tidak
mengurangi kekuatan dan kemampuan layan strukturnya.

 Diuji sesuai ketentuan yang berlaku. Tegangan leleh (fy) untuk
perencanaan tidak boleh diambil lebih dari 170 MPa sedangkan
tegangan putusnya (fu) tidal boleh lebih dari 300 MPa.

2.3 Kombinasi Pembebanan
Beban adalah gaya luar yang bekerja pada struktur. Beban-beban yang dipakai
dalam perencanaan harus sesuai dengan yang ditentukan dalam peraturan baja
Indonesia SNI 03-1729-2002 mengenai kombinasi pembebanan. Adapun bebanbeban yang harus dihitung diantaranya :

 Beban mati
 Beban hidup
 Beban angin
 Beban gempa
 Beban hujan
 Beban hidup pada atap
 Beban fluida (misalnya air kolam)

Keterangan :
D

= beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk
dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga dan peralatan layan tetap.

L

= beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut,
tetapi tidaktermasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain

La

= beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja,
peralatan, danmaterial, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda
bergerak

H

= beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air

W

= beban angin

E

= beban gempa,

2.4 Batang Tarik
Batang tarik banyak dijumpai pada struktur baja, seperti struktur jembatan,
rangka atap, dan lainnya.Batang tarik ini sangat efektif dalam memikul beban.Batang

ini dapat terdiri dari profil tunggal ataupun profil-profil tersusun.
Untuk batang-batang yang direncanakan terhadap tarik, angka perbandingan
kelangsingan L/r dibatasi sebesar 300 untuk batang sekunder dan 240 untuk batang
primer. Dalam menentukan tahanan nominal suatu batang tarik, harus diperiksa
terhadap tiga macam kondisi keruntuhan yang menentukan, yaitu :
a. Leleh dari luas penampang kotor
b. Fraktur dari luas penampang efektif pada daerah sambungan
c. Geser blok pada sambungan
Komponen struktur yang memikul gaya tarik aksial terfaktor sebesat Tu,
harus memenuhi :
Tu ≤ ∅∙ Tn
Dimana gaya tarik aksial terfaktor jangan sampai melebihi tahanan
nominal.∅ ∙Tn adalah kuat tarik rencana yang besarnya diambil sebagai
nilai terendah diantara dua perhitungan menggunakan harga-harga :
a. ∅ = 0,9 ; maka Tn= Ag ∙ fy
b. ∅ = 0,75 ; maka Tn= Ae ∙ fu
Keterangan :

Ag = luas penampang bruto , mm2
Ae = luas penampang efektif , mm2
Fy = tegangan leleh ,MPa
Fu = tegangan tarik putus , MPa
 Luas netto batang tarik (penampang) tidak boleh diambil lebih besar
daripada 85 % luas brutonya.
An=0,85 ∙ Ag
 Angka kelangsingan struktur ( ) baja untuk konstruksi utama harus lebih
kecil dari 240 dan konstruksi sekunder harus lebih kecil dari 300.
 Adanya eksentrisitas gaya yang bekerja pada baja profil harus
dipertimbangkan, terutama jika eksentrisitasnya tersebut memberikan
pengaruh yang cukup besar.
 Kondisi fraktur dari luas penampang efektif pada sambungan
Tn= Ae ∙ fu
Ae=U ∙ An
Dimana : Ae = luas penampang efektif (mm2)
An = luas penampang netto (mm2)
U = koefisien reduksi
Fu = tegangan tarik putus (MPa)
Adapun factor tahanan (∅)untuk :
Kondisi leleh

= 0,90

Kondisi fraktur

= 0,75

Kondisi geser blok pada sambungan
Geser blok merupakan sebuah elemen pelat tipis yang menerima beban
tarik dan disambungkan dengan alat pengencang, dimana tahanan dari
komponen tarik tersebut ditentukan oleh kondisi batas sobek.
Keruntuhan geser blok ada 2 :
1.

Saat fu ∙ Ant ≥ 0,6 fu ∙ Anv yaitu geser leleh-tarik fraktur

Tn=fy ∙ Ant + 0,6 fu ∙ Anv
2.

Saat fu ∙ Ant ≥ 0,6 fu ∙ Anv yaitu geser fraktur tarik leleh

Tn=fu ∙ Ant +0,6 fy ∙ Anv
Dimana : Agv = luas kotor akibat geser
Agt = luas kotor akibat tarik
Anv = luas netto akibat geser
Ant = luas netto akibat tarik
Fu = kuat tarik

2.5 Batang Tekan
Batang tekan merupakan elemen struktur yang dikenai harga tekan aksial,
beban aksial bekerja sepanjang sumbu longitudinal melalui centroid penampang
melintangnya.
Aplikasi btang tekan :
a. Rangka batang (truss) atap, jembatan dan sejenisnya.
b. Strup (pengaku diagonal)
c. Bracing (CBF)
 Komponen struktur yang mengalami gaya tekan konsentris, akibat beban
terfaktor Nu, menururt SNI 03-1729-2002 , pasal 9.1 harus memenuhi :
Nu≤ ∅ n ∙ Nn
Dimana :∅ n = 0,85
Nu = beban terfaktor
Nn = kuat tekan nominl struktur
 Nn struktur tekan dapat dihitung sebagai berikut :
Nn= Ag∙ fcr=Ag ∙

fy
W

Dengan Besarnya W ditentukan oleh c, yaitu :
Untuk c 4d ( tidakseperti
paku keling dibatasi maksimum 4d ).

d.

Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi
berat /jembatan.

3. Las
Menyambung baja dengan las adalah menyambung dengan cara memanaskan
baja hingga mencapai suhu lumer (meleleh) dengan ataupun tanpa bahan pengisi,
yang kemudian setelah dingin akan menyatu dengan baik.
Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal 2 jenis las yaitu :
1) Las Karbid ( Las OTOGEN )
Yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar dari gas oksigen (zat
asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja las ini hanya untuk
pekerjaan-pekerjaan ringan atau konstruksi sekunder, seperti ; pagar besi, teralis dan
sebagainya.
2) Las Listrik ( Las LUMER )
Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk pengelasannya
diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua buah kabel, satu kabel
dihubungkan dengan penjepit benda kerja dan satu kabel yang lain dihubungkan
dengan tang penjepit batang las / elektrode las. Jika elektrode las tersebut didekatkan
pada benda kerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panas yang dapat
melelehkan baja ,dan elektrode (batang las) tersebut juga ikut melebur ujungnya yang
sekaligus menjadi pengisi pada celah sambungan las. Karena elektrode / batang las
ikut melebur maka lama-lama habis dan harus diganti dengan elektrode yang lain.

Dalam perdagangan elektrode / batang las terdapat berbagai ukuran diameter yaitu
21/2 mm, 31/4 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm.
Tipe Sambungan Las
a.

sambungan tumpu (butt joint); kedua bagian benda yang akan disambung
diletakkan pada bidang datar yang sama dan disambung pada kedua ujungnya.

b.

sambungan

sudut

(corner

joint);

kedua

bagian

benda

yang

akan

disambungmembentuk sudut siku-siku dan disambung pada ujung sudut tersebut.
c.

sambungan tumpang (lap joint); bagian benda yang akan disambung saling
menumpang (overlapping) satu sama lainnya.

d.

sambungan T (tee joint); satu bagian diletakkan tegak lurus pada bagian yang
lain dan membentuk huruf T yang terbalik.

e.

sambungan tekuk (edge joint); sisi-sisi yang ditekuk dari ke dua bagian yang
akan disambung sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua ujung bagian tekukan
yang sejajar tersebut

Jenis Las Berdasarkan Geometrinya
a.

Las jalur (fillet weld), digunakan untuk mengisi tepi pelat pada sambungan sudut,
sambungan tumpang, dan sambungan T dalam gambar berikut, logam pengisi
digunakan untuk menyambung sisi melintang bagian yang membentuk segitiga
siku-siku.

b. Las alur (groove welds), ujung bagian yang akan disambung dibuat alur dalam
bentuk persegi, serong (bevel), V, U, dan J pada sisi tunggal atau ganda, seperti
dapat dilihat dalam gambar di bawah, pengisi digunakan untuk mengisi

sambungan, yang biasanya dilakukan dengan pengelasan busur dan pengelasan
gas.

Untuk konstruksi baja yang bersifat strukturil (memikul beban konstruksi))
maka sambungan las tidak diijinkan menggunakan las Otogen, tetapi harus dikerjakan
dengan las listrik dan harus dikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional.
Keuntungan Sambungan Las Listrik dibanding dengan Paku keling / Baut :
a. Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan
menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna).
b. Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi.
c. Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan. Dengan
las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang
dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi.
a. Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubanglubang pk/
baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan
sebagainya ).
b. Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga
kekuatannya utuh.
Kerugian / kelemahan sambungan las :
a. Kekuatan sambungan las sangat dipengaruhi oleh kualitas pengelasan. Jika
pengelasannya baik maka keuatan sambungan akan baik, tetapi jika
pengelasannya jelek/tidak sempurna maka kekuatan konstruksi juga tidak baik
bahkan membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah satu sambungan las
cacat lambat laun akan merembet rusaknya sambungan yang lain dan akhirnya
bangunan dapat runtuh yang menyebabkan kerugian materi yang tidak sedikit

bahkan juga korban jiwa. Oleh karena itu untuk konstruksi bangunan berat
seperti jembatan jalan raya / kereta api di Indonesia tidak diijinkan
menggunakan sambungan las.
b. Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang.