Dasar-dasar Analisis Struktur Bangunan Baja Dan Beton Bertulang

Pada dasarnya metode perhitungan struktur bangunan baja, dan bangunan beton bertulang adalah sama. Yaitu dengan cara analisa manual, atau menggunakan rumus-rumus seperti yang dilakukan oleh pakar bangunan zaman dulu. Dan/atau bisa juga sekaligus memanfaatkan teknologi masa kini. Misalnya dengan menggunakan software komputer.

Sebelum Anda menggunakan salah satu dari kedua metode tersebut. Sebaiknya ketahui dulu dasar-dasar untuk melakukan analisa kekuatan struktur material baja, maupun beton bertulang. Disebut dasar-dasar artinya adalah acuan untuk melakukan perhitungan. Supaya tidak mengambang, atau lari dari tujuan yang diharapkan.

Konsep perencanaan struktur

Adalah penjelasan tentang rencana konstruksi bangunan. Apakah menggunakan material gabungan baja dan beton bertulang, atau salah satunya saja?. Kemudian spesifikasi bangunan. Misalnya terdiri dari berapa lantai. Lalu, bentuk bangunan. Apakah segi empat (menyerupai kubus), atau bulat seperti kubah. Atau, apakah segitiga. Alias berbentuk kerucut?.

Semua hal tersebut harus dijelaskan pada saat membuat laporan perhitungan struktur bangunan. Lengkap dengan data fisik bangunan. Seperti panjang, lebar, serta luas lantai bangunan. Oh iya, satu lagi hampir lupa. Adalah peruntukan (fungsi) bangunan.

Setelah semua data tersebut terpenuhi secara lengkap, dan akurat. Langkah berikutnya adalah:

1. Menentukan sistem pondasi

Proses penentuan ini jikalau untuk bangunan gedung bertingkat tinggi. Misalnya lantai 3, atau lebih. Atau, untuk bangunan industri. Seperti pabrik baja, dan sebagainya. Karena membutuhan kekuatan ekstra. Maka, penentuan sistem pondasi sebaiknya Anda lakukan berdasarkan hasil soil test.

Namun demikian, khusus struktur bangunan yang kecil. Misalnya rumah tinggal lantai 2. Anda boleh menentukan sistem pondasi yang akan digunakan. Tentunya, menurut kebiasaan pada daerah dimana Anda akan membangun rumah tinggal. Misalnya hanya mengandalkan pondasi cakar ayam. Atau, apakah perlu sistem bor pile?. Keputusan tersebut menentukan langkah selanjutnya. Yakni poin kedua dibawah ini.

2. Merencanakan struktur bagian atas bangunan

Bagian atas bangunan artinya mulai dari balok sloof, atau Tie Beam. Lalu tiang kolom, balok dak (lantai 2), serta konstruksi atap. Pelengkap diantara struktur-struktur ini disebut arsitektur bangunan. Atau, dalam perhitungan anggaran biaya (RAB) disebut pekerjaan arsitektur.

Pada tahap ini. Pertanyaan yang sering muncul adalah apakah harus menggunakan satu jenis material?. Atau boleh (memungkinkan) dilakukan kombinasi. Misalnya tiang kolom dan balok pakai beton bertulang. Tetapi, rangka atap memakai material baja?. Tentu bisa. Dan, tidak ada yang melarang. Selagi biaya pembangunan tidak menjadi bengkak, akibat dari kombinasi material tersebut. Bahkan pemilik bangunan akan setuju.

Kendala selanjutnya pada Anda. Ketika melakukan perhitungan struktur bangunan dengan material kombinasi. Apakah Anda sudah mampu?. Kalau belum. Sebaiknya jangan jadikan proyek sebagai uji coba. Tetapi, minta lah bantuan dari orang yang lebih ahli. Atau, sebaiknya pada pilihan awal. Yakni hanya menggunakan 1 jenis material struktur saja.

3. Membuat parameter perhitungan

Parameter perhitungan struktur artinya batasan-batasan, serta acuan-acuan pada saat melakukan perhitungan kekuatan bangunan agar sesuai dengan standar, atau ketentuan yang ditetapkan oleh pemerintah. Berlaku untuk material baja, maupun beton bertulang antara lain:
1. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1987
2. Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung 2002
3. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Bertulang 2002
4. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia Tahun 1984
5. Code/Standard/Normalisasi International yang relevan.

Sementara khusus untuk struktur bangunan baja. Parameter perhitungan ada lagi yang lebih spesifik, yaitu mengenai ketentuan material baja sendiri. Sebagaimana kita ketahui, ragam material baja sangat banyak. Jadi, yang termasuk material struktur adalah baja profil saja. Baja ringan tidak!.

Standar material baja

Baja profil yang digunakan adalah yang memiliki mutu BJ-37. Atau setara dengan 400 Mpa. Dengan tegangan leleh minimum 2.400 kg/cm². Serta, tegangan dasar sebesar 1.600 kg/cm². Mutu material ini berlaku untuk semua jenis baja profil plat. Sebab material plat baja juga berperan penting pada kekuatan bangunan. Yakni ketika digunakan sebagai landasan (base plate), pelat sambung dan plat buhul.

Standar alat sambung baut dan las

Untuk sambungan struktur baja digunakan mur baut tegangan tinggi (High Strength Bolt). Atau sering juga disebut baut HTB. Dengan standar mutu A-325. Dan, tegangan leleh minimum 6.350 kg/cm². Umumnya ketentuan ini diberlakukan khusus untuk diameter 16 millimeter (M16) ke atas. Sementara kurng dari itu, diperbolehkan memakai baut biasa (hitam).

Sedangkan untuk standar kekuatan material baja dengan sambungan las. Mutu las harus memiliki tegangan leleh minimum 2.400 kg/cm2. Dan, sebaiknya pengelasan dilakukan dengan menggunakan kawat las (elektroda) Ø2,6 mm, atau lebih. Jadi, jangan memakai las CO. Karena kekuatan elektroda lebih terjamin, dibanding CO.

Standar beban mati

Beban mati pada struktur bangunan ditentukan mengacu pada berat jenis (Bjb) bahan bangunan. Yakni berdasarkan Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung 1987. Dan, unsur-unsur yang diketahui seperti pada denah arsitektur dan struktur. Serta, beban-beban yang diakibatkan oleh gravitasi yang bersifat permanen dalam hal ini berat sendiri struktur.

Standar beban mati yang diperhitungkan antara lain:
• Beton = 2400 kg/m3. ( Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1987)
• Baja = 7850 kg/m3. ( Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1987)

Standar beban hidup

Antara lain beban yang dibutuhkan atas penggunaan bangunan. Misalnya untuk menaruh barang, atau untuk melakukan aktivitas pada bangunan. Baik aktivitas pasif, maupun aktif. Aktivitas pasif artinya kegiatan yang berlangsung secara periodik, tapi memiliki dampak yang besar terhadap kekuatan bangunan. Misalnya aktivitas yang terjadi pada ruang rapat.

Sementara itu, aktivitas aktif artinya segala kegiatan yang berlangsung pada sebuah ruangan secara terus menerus. Misalnya ruang kerja karyawan. Atau, ruang mesin pada pabrik. Beban hidup struktur bangunan menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1987, untuk kegiatan aktif manusia adalah sebesar 250 kg/M².

Standar beban gempa

Unsur gempa selalu mendapat perhitungan khusus, karena wilayah Nusantara berada di garis patahan gempa. Respon spektrum dari analisa dinamik, dan analisa statik ekuivalen sepenuhnya mengikuti Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002. Dengan ketentuan lokasi bangunan yang harus Anda tentukan. Berada pada berada zone berapa?.

Sebai contoh. Bilan bangunan berada didaerah Kapuas, Kalimantan Tengah. Berarti berada di zona 1. Dengan faktor keutamaan (I) = 1. Dan faktor reduksi gempa (R) = 8.5 (beton bertulang daktail) dalam arah sumbu X, dan arah Y. Sementara beban angin disini tidak perlu ditinjau. Karena tidak berpengaruh besar pada struktur bangunan, dibanding dengan beban gempa.

Idealisasi struktur

Artinya permodelan bangunan dalam bentuk gambar 2 Dimensi, atau 3 Dimensi guna memudahkan proses analisis kekuatan material-material yang digunakan. Misalnya sebagai rangka batang terbuka (open frame). Terdiri dari balok, kolom, slab/lantai, dan wall/dinding.

Kemudian menentukan media yang akan Anda gunakan untuk permodelan. Apakah secara manual, atau gambar tangan. Atau, menggunakan program komputer. Seperti AutoCAD, Skecthup, dan sebagainya. Guna mendapatkan pengaruh lantai kaku. Dengan memanfaatkan kecanggihan software SAP2000.

Idealisasi analisa juga bertujuan untuk menentukan kondisi struktur bangunan yang akan Anda hitung. Lebih tepat dalam keadaan elastis saja. Atau, harus melakukan perhitungan secara kaku. Hal ini berkaitan secara langsung dengan reduksi beban hidup. Untuk melakukan kombinasi dengan beban mati, serta mencari besaran beban gempa.

Bagian kedua dari dasar-dasar analisis ini. Kami akan menjelasakan tentang proses awal perhitungan kekuatan struktur bangunan. Silahkan Anda browsing dengan mengetik “Proses Awal Perhitungan Struktur Bangunan”. Semoga bermanfaat.