KONSTRUKSI dan RANGKA dan BAJA

KONSTRUKSI RANGKA BAJA
KONSTRUKSI RANGKA BAJA
1.1 Pengertian
Konstruksi rangka baja adalah suatu konstruksi yang dibuat dari susunan batang-batang baja
yang membentuk kumpulan segitiga, dimana setriap pertemuan beberapa batang disambung
pada alat pertemuan/simpul dengan menggunakan alat penyambung (bout,paku keeling dan
las lumer).
1.2 Penggunaan Konstruksi Rangka Baja
Penggunaan konstruksi rangka baja untuk b\angunan sangat luas sekali, antara lain:







Kuda-kuda ( kap spant )
Ikatan angina
Jembatan rangka
Tiang transmisi ( untuk jaringan listrik tegangan tinggi )
Menara air

1.3 Bentuk-bentuk Baja dalam Perdagangan
Bahan baja yang dipergunakan untuk bangunan berupa bahan batangan dan plat.Penampang
dari bahan baja biasanya disebut profil. Macam-macam profil yang terdapat di pasaran antara
lain :
1) Profil baja tunggal






Baja siku-siku sama kaki
Baja siku-siku tidak sama kaki (baja T)
Baja siku-siku tidak sama kaki (baja L)
Baja I
Baja canal

2) Profil gabungan

 Dua baja L sama kaki
 Dua baja L tidak sama kaki
 Dua baja I
3) Profil susun
Dua baja I atau lebih
1.4 Sifat-sifat Baja
Sifat yang dimiliki baja yaitu kekakuannya dalam berbagai macam keadaan pembebanan atau
muatan, terutama tergantung pada:
Cara peleburannya
Jenis dan banyaknya logam campuran
Proses yang digunakan dalam pembuatan
1.5 Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Konstruksi Baja
Dibandingkan dengan konstruksi lain seperti beton atau kayu pemakaian baja sebagai bahan
konstruksi mempunyai keuntungan dan kerugian, yaitu:
Keuntungan :






Bila dibandingkan dengan beton baja lebih ringan
Baja lebih mudah untuk dibongkar atau dipindahkan
Konstruksi baja dapat dipergunakan lagi
Pemasangannya relative mudah
Baja sudah mempunyai ukuran dan mutu tertentu dari pabrik

Kerugian :





Bila konstyruksinya tervbaikar maka kekuatannya berkurang
Baja dapat terkena karat sehingga membutuhkan perawatan
Memerlukan biaya yang cukup besar dalam pengangkutan
Dalam pengerjaannya diperlukan tenaga ahli dalam hal knstruksi baja

1.6 Jenis-jenis Alat Penyambung Baja
Alat penyambung baja dapat berupa:

Bout
Pemakaian bout diperluakn bila:
Tidak cukup tempat untuk pekerjaan paku keeling
Jumlah plat yang disambung >5d (diameter bout )

Konstruksi yang dapat dibongkar pasang
Paku keeling
Sambungan paku digunakan pada konstruksi yang tetap, jumlah tebal plat tidak boleh >6d
( diameter paku keeling )
Las

Baja adalah bahan dasar vital untuk industri. Semua segmen kehidupan, mulai
dari peralatan dapur, transportasi, generator pembangkit listrik, sampai
kerangka gedung dan jembatan menggunakan baja. Eksploitasi besi baja
menduduki peringkat pertama di antara barang tambang logam dan produknya
melingkupi hampir 95 persen dari produk barang berbahan logam.
Belakangan dunia perindustrian digemparkan oleh kabar peningkatan performan
(kekuatan dan umur) baja menjadi dua kali lipat. Untuk mendapatkan baja
dengan kekuatan sama dengan yang konvensional, hanya perlu setengah dari
bahan sebelumnya dengan ketebalan dan berat juga setengahnya.

Baja super ini diperoleh dengan menghaluskan struktur mikronya menjadi
seperlima dari baja sebelumnya atau bahkan lebih kecil lagi (di bawah 1
mikrometer). Nakayama Steel, sebuah perusahaan di Jepang, telah berhasil
memproduksi lembaran baja super dengan kekuatan tarik 600 MPa atau sekitar
1,5 kali kekuatan tarik baja biasa. Kenaikan performan baja diharapkan dapat
mengurangi berat bahan sehingga meningkatkan efsiensi dan menghemat
sumber daya alam
Baja adalah paduan logam yang tersusun dari besi sebagai unsur utama dan
karbon sebagai unsur penguat. Unsur karbon inilah yang banyak berperan dalam
peningkatan performan. Perlakuan panas dapat mengubah sifat baja dari lunak
seperti kawat menjadi keras seperti pisau. Penyebabnya adalah perlakuan panas
mengubah struktur mikro besi yang berubah-ubah dari susunan kristal berbentuk
kubik berpusat ruang menjadi kubik berpusat sisi atau heksagonal.
Dengan perubahan struktur kristal, besi adakalanya memiliki sifat magnetik dan
adakalanya tidak. Besi memang bahan bersifat unik.
Bijih besi bertebaran hampir di seluruh permukaan Bumi dalam bentuk oksida
besi. Meskipun inti Bumi tersusun dari logam besi dan nikel, oksida besi yang
ada di permukaan Bumi tidak berasal darinya, melainkan dari meteor yang jatuh
ke Bumi.
Di Australia, Brasil, dan Kanada, ditemukan bongkahan bijih besi berketebalan

beberapa puluh meter dan mengandung 65 persen besi. Besi adalah unsur yang
sangat stabil dan merupakan unsur terbanyak ke delapan di Jagat Raya setelah
silikon. Pada lapisan kulit Bumi, besi merupakan unsur logam terbanyak ketiga
setelah silikon dan aluminium. Hampir lebih dari 70 abad lalu-5.000 tahun
sebelum Masehi-dari peninggalan di Mesopotania, Iran, dan Mesir diketahui
bahwa manusia telah menguasai teknologi pembuatan peralatan dari besi baja
untuk berburu. Suku Hatti dan Hittite- 2.500-1.500 tahun sebelum Masehi-di
daerah Anatria dan Armenia telah berhasil membuat pedang besi berukuran
besar dan baju besi dengan proses semi-lebur.

Tipe-Tipe Struktur Baja Pada Bangunan
Struktur baja mempunyai beberapa tipe antara lain :







Portal

Rangka bidang (plane truss)
Rangka ruang (space truss)
Gantung (suspension)
Masted structures
Shell systems

Sistem Portal

1. Pengertian : yaitu sistem struktur yang terdiri dari tiang/ kolom (post) dan
balok (beam) di mana tiang dan balok tersebut tersusun dari batang tunggal.
2. Fungsional : dapat digunakan sebagai struktur pada bangunan bentang panjang maupun bentang pendek.
3. Estetika : struktur ini cukup sederhana sehingga secara arsitektural pun biasa-biasa saja (terkesan
konvensional) dan mempunyai kelemahan yaitu dimensi kolom dan balok semakin besar bila bentangnya
semakin besar.
4. Konstruksional :





Stabilitas : stabil ketika antar portal saling dihubungkan.
Kekuatan : kuat untuk menopang penutup atap yang tidak terlalu berat, tetapi jika bentang semakin
panjang, balok akan mengalami gaya lendut yang makin besar sehingga memerlukan dimensi
komponen struktur yang makin besar pula serta memerlukan perkuatan.
Ketahanan goncangan : kuat terhadap gaya yang sejajar, tetapi lemah terhadap gaya yang tegak lurus
struktur.
Kemudahan pembuatan : cukup mudah sebab strukturnya tidak terlalu rumit.
Waktu pelaksanaan : singkat / cepat.
Komponen utama : tiang / kolom (post) dan balok (beam).




 Bahan / material : struktur ini dapat menggunakan bahan kayu, beton

bertulang, dan baja.
 Bentuk dasar : segi empat dan segi tiga.
 Model / tipe : portal segi empat dan portal segi tiga.
5. Pembebanan (fow) :

Pembebanan Pada Tipe Portal
6. Detail konstruksi :

Detail Konstruksi Pada Tipe Portal
7. Aplikasi :

Contoh Aplikasi Tipe Portal
Sistem Rangka Bidang
1. Pengertian : yaitu sistem struktur rangka batang yang tersusun secara dua dimensional.
2. Fungsional : umumnya digunakan pada struktur atap bentang panjang (sport hall, exhibition hall, stadion, dll)
dan juga jembatan.
3. Estetika : secara arsitektural lebih baik dibandingkan portal dan lebih terkesan modern.
4. Konstruksional :

 Stabilitas : menggunakan bentuk segitiga yang stabil (lebih stabil



dibandingkan portal).
Kekuatan : kuat menahan beban yang cukup besar.

Ketahanan goncangan : kokoh menahan gaya yang sejajar bidang (lebih kokoh dibandingkan portal)
tetapi lemah terhadap gaya yang tegak lurus bidang.
Kemudahan pembuatan : pembuatannya agak lebih rumit dibandingkan portal.
Waktu pelaksanaan : lebih lama dari portal.



 Komponen utama : batang dan sambungan.
 Bahan / material : umumnya menggunakan material baja, tapi juga dapat

memakai bahan kayu.
 Bentuk dasar : struktur ini memiliki bentuk dasar segitiga yang kemudian

disusun.
 Model / tipe : rangka batang sistem kabel, rangka batang Pratt, rangka
batang Hower, rangka batang statis tak tentu, rangka batang funicular.
5. Pembebanan (fow) :

Pembebanan Pada Tipe Rangka Bidang
6. Detail konstruksi :

Detail Konstruksi Pada Tipe Rangka Bidang
7. Aplikasi :

Contoh Aplikasi Tipe Rangka Bidang
Sistem Rangka Ruang
1. Pengertian : yaitu sistem struktur rangka batang yang tersusun secara tiga dimensional (ruang).
2. Fungsional : hampir sama dengan rangka bidang, umumnya digunakan pada struktur atap bentang panjang
(sport hall, exhibition hall, stadion, dll).
3. Estetika : dapat menghasilkan bentuk-bentuk yang lebih kompleks dan atraktif.
4. Konstruksional :










Stabilitas : lebih stabil dibandingkan rangka bidang.
Kekuatan : kuat menopang beban yang besar karena beban didistribusikan secara merata.
Ketahanan goncangan : tahan terhadap gaya yang sejajar struktur dan tahan terhadap tekuk lateral
(gaya tegak lurus terhadap struktur).
Kemudahan pembuatan : pembuatannya cukup rumit.
Waktu pelaksanaan : cukup panjang / lama.
Komponen utama : batang (member) dan sambungan (joint).
Bahan / material : struktur ini menggunakan material baja.
Bentuk dasar : struktur ini memiliki bentuk dasar piramid (tetrahedron), limas / segitiga.
Model / tipe : square on square no ofset, cubic prisms, two member lengths, trigonal prisms,
octahedron and tetrahedron, one member lengths.

5. Pembebanan (fow) :

Pembebanan Pada Tipe Rangka Ruang
6. Detail konstruksi :

Detail Konstruksi Pada Tipe Rangka Ruang
7. Aplikasi :

Contoh Aplikasi Tipe Rangka Ruang
Sistem Gantung
1. Pengertian : yaitu sistem struktur yang menggunakan kabel sebagai penggantung (menahan gaya tarik)
suatu konstruksi.
2. Fungsional : digunakan untuk konstruksi jembatan, atap, penggantung untuk lantai bangunan tinggi.

3. Estetika : struktur ini menghasilkan bentuk-bentuk yang menarik, unik,
modern, dan memberi kesan ringan.
4. Konstruksional :



Stabilitas : stabil dan strukturnya cukup feksibel (kabel sebagai struktur selalu dalam kondisi tarik,
dengan distribusi gaya merata di setiap bagiannya).
Kekuatan : kabel merupakan material yang kurang lebih 4 kali lebih kuat dari struktur baja lainnya,
berukuran dan bermassa lebih kecil.
Ketahanan goncangan : relatif tahan terhadap goncangan karena sifatnya yang cukup feksibel
Kemudahan pembuatan : agak rumit.
Waktu pelaksanaan : agak lama (tidak secepat pemasangan portal).
Komponen utama : kabel sebagai penggantung.
Bahan / material : baja (kabel), beton (kolom).
Bentuk dasar : tents, preloaded catenaries, dan grids.







 Model / tipe : incorporate suspension bridge element, suspended chain

and cable roofs, dan two-way cable networks in foor structures.
5. Pembebanan (fow) :

Pembebanan Pada Tipe Gantung

6. Detil konstruksi :





kolom
kabel
sambungan kabel dengan kolom / tiang

7. Aplikasi :

Contoh Aplikasi Tipe Gantung
Masted Structure
1. Pengertian : yaitu sistem struktur yang menggunakan tiang sebagai penyangga utama di mana tiang
tersebut menanggung kumpulan beban / gaya (yang disalurkan dari kabel-kabel yang digantung pada tiang
tersebut) yang kemudian disalurkan ke tanah
2. Fungsional : hampir sama dengan suspension, yaitu untuk jembatan, atap bangunan (stadion, ehibition hall,
sport hall, dll).
3. Estetika : bentuk-bentuk yang dihasilkan menarik, atraktif, dan modern.
4. Konstruksional :











Stabilitas : kestabilan dihasilkan melalui peletakan tiang (mast) yang tepat untuk menahan kabelkabel sesuai dengan persebaran kabel-kabel tersebut.
Kekuatan : terletak pada tiang (mast) sebagai penyalur beban ke tanah yang diterima dari kabelkabel.
Ketahanan goncangan : struktur ini cukup kuat untuk menahan gaya horizontal maupun gaya
logitudinal.
Kemudahan pembuatan : cukup rumit.
Waktu pelaksanaan : cukup lama.
Komponen utama : tiang penyangga (mast)
Bahan / material : baja dan beton
Bentuk dasar : orthogonal, rotational, dan multiples.
Model / tipe : single mast structures and assemblages, two mast structures and assemblages, four
mast structures and assemblages, membrane roofed structures, grandstand structures, dan rational
structures.

5. Pembebanan (fow) :

Pembebanan Pada Tipe Masted Structure
6. Detil konstruksi :

Detail Konstruksi Pada Tipe Masted Structure
7. Aplikasi :

Contoh Aplikasi Tipe Masted Structures

Sistem Shell
1. Pengertian : yaitu sistem struktur yang menggabungkan plate, arc, dan catenarie sehingga menghasilkan
kekuatan yang dihasilkan oleh bentukan lengkung yang dimilikinya.
2. Fungsional : digunakan untuk bangunan yang menggunakan bentuk dome, atap lengkung (stadion, bandara,
stasiun kereta api, dll).
3. Estetika : bentuknya dinamis, tidak kaku.
4. Konstruksional :











Stabilitas : bentuk lengkung menciptakan kestabilan pada struktur.
Kekuatan : mendapatkan kekuatan dari bentuknya bukan dari kekuatan materialnya.
Ketahanan goncangan : kokoh terhadap goncangan karena meneruskan bebannya secara longitudinal
seperti batang sekaligus secara transversal seperti busur.
Kemudahan pembuatan : tergolong rumit / sulit.
Waktu pelaksanaan : cukup lama.
Komponen utama : penutup atap
Bahan / material : selaput / membran
Bentuk dasar : bentuk dasar yang digunakan yaitu lengkungan (curved)
Model / tipe : single curved system, rotational shell system, dan anticlastic shell system.

5. Pembebanan (fow) :

Pembebanan Pada Tipe Shell
6. Detil konstruksi :





plate
arc
catenarie

7. Aplikasi :