Konstruksi Perkerasan Jalan Raya

Dulu orang merasa cukup dengan menggunakan jalan tanah yang dipadatkan sebagai sarana transportasi. Dengan meningkatnya volume dan beban tonase lalulintas maka tanah yang diperkeras saja sangat tidak mencukupi. Oleh karena itu maka dibuatlah konstruksi perkerasan.

Perkerasan adalah lapisan-lapisan bahan perkerasan yang memenuhi persyaratan tertentu yang dihamparkan diatas tanah dasar dan kemudian dipadatkan dengan persyaratan tertentu.

Jenis-jenis konstruksi perkerasan antara lain :

• Perkerasan lentur (flexible pavement)
• Perkerasan kaku (rigid pavement)
• Perkerasan modular
• Perkerasan komposit

Perkerasan Lentur

Perkerasan Aspal

Perkerasan Kaku

Perkerasan Beton

Penyebaran tegangan di dalam struktur perkerasan

Jenis-jenis perkerasan aspal :

1. Laburan aspal satu lapis (burtu)
2. Laburan aspal dua lapis (burda)
3. Lapis tipis aspal pasir (latasir)
4. Lapis penetrasi makadam (lapen)
5. Asphalt treated base (ATB)
6. Aspal campuran dingin (cold mix)
7. Lapis tipis aspal beton (lataston)
8. Beton aspal (hot mix)
   
   

1. Laburan aspal satu lapis (burtu)

Digunakan sebagai lapis penutup ulang pada perkerasan yang ada atau sebagai rawatan pertama pada bagian lapis perkerasan yang direkonstruksi.2. Laburan aspal dua lapis (burda)

Digunakan sebagai lapis penutup permukaan baru pada lapis pondasi atas yang dipadatkan atau pada bagian yang direkonstruksi.

3. Lapis tipis aspal pasir (latasir)

Digunakan sebagai lapis penutup ulang untuk pemakaian jangka pendek pada lapis perkerasan dengan penutup yang ada atau pada bagian perkerasan yang direkonstruksi atau sebagai lapis penutup sementara untuk perbaikan lapis perkerasan.

4. Lapis penetrasi makadam

Lapis permukaan yang tebalnya dari 4 sampai 8 mm dari agregat pecah dan bergradasi serta yang bersih dilapisi dengan penetrasi bahan pengikat aspal yang panas. Diletakkan di atas lapis pondasi atas yang padat atau permukaan lapis perkerasan yang ada sebagai penutup akhir.

5. Asphalt treated base (ATB)

Suatu lapis perata dari agregat yang dimantapkan dengan aspal diberikan untuk memperbaiki dan memperkuat ketidakteraturan permukaan perkerasan setempat dan membentuk ulang permukaan yang ada sampai kemiringan melintang dikehendaki.

6. Lataston

Campuran aspal semen / keras dengan gradasi tidak menerus untuk jalan yang lalulintasnya ringan diletakkan sebagai lapis permukaan diatas dasar yang dipersiapkan dari permukaan perkerasan yang direkonstruksi.

7. Aspal beton campuran dingin

Aspal campuran dingin yang digunakan pada jalan-jalan yang lalulintasnya dari rendah sampai medium meliputi penambalan dan perbaikan-perbaikan kecil, pembetulan terhadap bentuk permukaan, pelebaran tepi dan pelapisan ulang.

sumber : https://www.ilmutekniksipil.com/perkerasan-jalan-raya/konstruksi-perkerasan-jalan-raya

Klasifikasi Tanah

Sebelum merencanakan struktur sebuah bangunan gedung, jalan raya, dan bangunan air, biasa untuk memulai sebuah proyek langkah pertama yang dilakukan adalah pemerikasaan kondisi tanah. Pemerikasaan tanah dilakukan untuk mengetahui apakah tanah tersebut sesuai dengan klasifikasi yang telah ditentukan.Untuk bangunan  gedung pemerikasaan tanah ini nantinya akan di pergunakan untuk menentukan jenis pondasi apa yang sesuai  dan untuk bangunan jalan raya untuk menentukan lapis pekerkerasan apa yang sesuai untuk pembangunan jalan raya tersebut.

Berikut ini sistem klasifikasi AASHTO yang umum digunakan dalam bidang teknik sipil terutama untuk jalan raya.

Sistem klasifikasi maksud dalam lingkup tersebut, penggunaan sistem ini dalam prakteknya harus dipertimbangkan terhadap maksud aslinya. Sistem klasifikasi AASHTO membagi tanah kedalam 8 kelompok, A-1 sampai A-8 termasuk sub-sub kelompok. Tanah-tanah dalam tiap kelompoknya 12 dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris. Pengujian yang digunakan hanya analisis saringan dan batas-batas Atterberg. Sistem klasifikasi AASHTO, dapat dilihat dalam Tabel 1.1 :

Tabel 1.1 adalah Klasifikasi tanah untuk lapisan tanah dasar jalan raya

Lanjutan tabel 1.1 klasifikasi tanah untuk lapisan tanah dasar jalan raya

Keterangan :

* untuk A-7-5, PI ≤ LL – 30

* untuk A-7-6, PI > LL – 30

Indeks kelompok (group index) dalam tabel tersebut digunakan untuk mengevaluasi lebih lanjut tanah-tanah dalam kelompoknya. Indeks kelompok dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

GI = (F – 35)(0,2 + 0,005(LL – 40) + 0,01(F – 15)(PI -10)

Dengan:

GI = indeks kelompok (group index)

F = persen material lolos saringan no. 200

LL = batas cair

PI = indeks plastisitas

Bila nilai indeks kelompok (GI) semakin tinggi, makin berkurang ketepatan penggunaan tanahnya. Tanah granuler diklasifikasikan ke dalam klasifikasi A-1 sampai A-3. tanah A-1 granuler yang bergradasi baik, sedang A-3 adalah pasir bersih yang bergradasi buruk. Tanah A-2 termasuk tanah granuler (kurang dari 35% lewat saringan no. 200), tetapi masih terdiri atas lanau dan lempung. Tanah berbutir halus dikalsifikasikan dari A-4 sampai A-7, yaitu tanah lempung-lanau. Perbedaan keduanya berdasarkan pada batas-batas Atterberg. Sistem klasifikasi ini didasarkan pada kriteria dibawah ini.

Ukuran butir.

Kerikil : bagian tanah yang lolos ayakan dengan diameter 75 mm (3 inci) dan yang tertahan pada ayakan No. 10 (2 mm).

Pasir : bagian tanah yang lolos ayakan No. 10 (2 mm) dan yang tertahan pada ayakan No. 200 (0,075 mm).

Lanau dan lempung : bagian tanah yang lolos ayakan No. 200.

• Plastisitas

Nama berlanau dipakai apabila bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plastisitas sebesar 10 atau kurang. Nama berlempung digunakan bilamana bagian-bagian yang halus dari tanah mempunyai indeks plastis sebesar 11 atau lebih.

• Apabila batuan (ukuran > 75 mm) ditemukan di dalam contoh tanah yang akan ditentukan klasifikasi tanahnya, maka batuan-batuan tersebut harus dikeluarkan terlebih dahulu tetapi persentase dari batuan yang dikeluarkan tersebut harus dicatat.

Apabila sistem klasifikasi AASHTO dipakai untuk mengklasifikasikan tanah, maka data dari hasil uji dicocokkan dengan angka-angka yang diberikan dalam Tabel 1.2 dari kolom sebelah kiri ke kolom sebelah kanan hingga ditemukan angka-angka yang sesuai. Grafik 1.1 menunjukkan suatu gambar dari senjang batas cair (liquid limit / LL) dan indeks plastisitas (PI)untuk tanah yang masuk dalam kelompok A-2, A-4, A-5, A-6 dan A-7.

Grafik1.1 adalah rentang (range) dari batas cair (LL) dan indeks plastisitas (PI)

• Klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir

Ukuran butir tampaknya merupakan suatu metode yang jelas untuk mengklasifikasikan tanah dan kebanyakan usaha-usaha yang terdahulu untuk membuat sistem klasifikasi adalah berdasarkan ukuran butir. Gambar 1.1 memperlihatkan beberapa sistem klasifikasi ini. Sistem MIT mungkin merupakan sistem yang paling banyak dipakai. Karena deposit tanah pada umunya terdiri atas berbagai ukuran-ukuran partikel, maka untuk menentukan kurva distribusi ukuran butir dan kemudian menetukan persentase tanah bagi tiap batas ukuran (Dunn,1992).

Tabel 1.2 adalah klasifikasi tanah berdasarkan ukuran butir

 sumber : https://www.ilmutekniksipil.com/perkerasan-jalan-raya/klasifikasi-tanah

Metode Pelaksanaan Perkerasan Kaku

Perkerasan kaku merupakan jalan dengan konstruksi beton bertulang. Biasanya digunakan pada jalan yang dilewati oleh kendaraan berat. Memiliki kekuatan yang lebih besar dibanding jalan dengan aspal.

Konstruksi pekerasan kaku terdiri dari 2 yaitu

1. Struktur perkerasan beton semen
2. Lapisan peredam retak dengan lapisan tambahan

Tipikal Struktur Perkerasan Beton Semen

Lapisan Peredam Retak Pada Sistem Pelapisan Tambahan

Tahapan Pelaksanaan Perkerasan Kaku

Instal Bekisting

Setelah dilakukan pengukuran oleh tim surveyor dengan theodolite & waterpass.

Instal plastik,profil kayu,dowel

Lembaran plastik dihamparkan diatas lean concrete sebagai alas beton. Dowel terbuat dari besi yang ditutup PVC agar beton bisa bergerak (tidak terikat tulangan). Besi polos ф25mm dipasang memanjang & besi ulir ф19mm dipasang melintang.

Hauling & Pouring Beton

Beton dituangkan perlahan-lahan sesuai ketebalan yang direncanakan. Perhatikan cuaca & suhu karena beton yang digunakan slum-nya sangat rendah (±5 cm). Untuk menghindari retak rambut,sebaiknya dilakukan saat malam hari (terutama untuk daerah panas).

Spreading

Beton diratakan keseluruh lebar jalan menggunakan spreader.

Vibrating

Vibrating yaitu proses penggetaran beton agar diperoleh beton yang padat sehingga tidak terjadi keropos.

Pekerjaan Jidar

Pekerjaan ini dilakukan untuk menguji kerataan permukaan beton. Dilakukan dengan mengetok jidar alumunium diatas permukaan beton. Jika ada permukaan yang bergelombang, maka ditambah adukan beton yang telah diambil 2/3 splitnya.

Pekerjaan Trowelling

Sambil menunggu beton setting (proses mengeras) penghalusan permukaan beton terus dilakukan. Hasil trowel ini sangat bagus dengan permukaan kelihatan rata & mengkilap.

Grooving dan Perencanaan

Grooving dan perencanaan yaitu pemberian tekstur pada permukaan beton. Dilakukan oleh orang yang dapat mengenal tingkat kekerasan beton.

Curing Compound

Untuk melindungi beton dari retak rambut akibat cepatnya susut beton. Hal ini harus lebih diperhatikan bila pelaksanaannya di siang hari. Bahan yang digunakan berupa produk perawatan beton yang banyak di pasaran. Penyemprotannya dilakukan setelah grooving saat beton belum mengeras.

Pekerjaan Tenda Pelindung

Mengurangi terlalu cepatnya penguapan pada permukaan beton. Melindungi dari benda-benda jatuh atau binatang. Melindungi bila tiba-tiba terjadi hujan.

Curing dengan Karung

Perawatan beton setelah umur 1-7 hari. Dengan menutup permukaan beton dengan karung goni yang dibasah. Hal ini,untuk mencegah retak rambut beton akibat susut yang terlalu cepat.

Cutting

Dilakukan dengan mesin pemotong khusus (Cutter Beton). Pemotongan beton dilakukan saat beton masih cukup lunak,kira-kira jam ke 12-18 setelah pengecoran.

sumber : https://www.ilmutekniksipil.com/perkerasan-jalan-raya/metode-pelaksanaan-perkerasan-kaku

Pengujian Sifat Fisik Tanah

Tanah dapat terdiri dari dua atau tiga bagian. Dalam tanah yang kering, maka tanah hanya terdiri dari dua bagian, yaitu butir-butir tanah dan pori-pori udara. Dalam tanah yang jenuh juga terdapat dua bagian, yaitu bagian padat atau butiran dan air pori. Dalam keadaan tidak jenuh, tanah terdiri dari tiga bagian, yaitu bagian padat (butiran), pori-pori udara, dan air pori. Bagian-bagian tanah dapat digambarkan dalam bentuk diagram fase ditunjukkan dalam Gambar 1berikut ini.

Gambar diagram fase tanah

Dari memperhatikan gambar tersebut dapat dibentuk persamaan:

W = Ws + Ww……………………………………………………………..(1)

dan

V = Vs + Vw + Va……………………………………………………………(2)

Vv = Vw+Va …………………………………………………………………(3)

Dengan:

Ws         = berat butiran padat

Ww        = berat air

Vs          = volume butiran padat

Vw        = volume air

Va         = volume udara

Berat udara (Wa) dianggap sama dengan nol. Beberapa hubungan volume udara yang sering digunakan dalam mekanika tanah adalah kadar air (w), berat volume kering (γd), berat volume basah (γb) dan berat jenis (Gs).

Dibawah ini adalah pengujian sifat fisik tanah yang digunakan untuk pengembangan jalan dan jembatan.

1. Berat Jenis

Kadar air adalah perbandingan antara berat air dengan berat butiran padat, dinyatakan dalam persen.

w = Ww/Ws x 100 % …………………………………………………….(4)

Berat volume kering (γd) adalah perbandingan antara berat butiran (Ws) dengan volume total (V) tanah.

γd = Ws/V……………………………………………………………………(5)

Berat volume basah (γb) adalah perbandingan antara berat butiran tanah termasuk air dan udara (W) dengan volume total tanah (V).

γb = W/V …………………………………………..………………………..(6)

Berat jenis (specific gravity) tanah (Gs) didefinisikan sebagai perbandingan berat volume butiran padat (γs) dengan berat volume air (γw) pada temperature 40OC

Gs =ys/yw  ………………………………………..………………………(7)

Gs tidak berdimensi. Berat jenis dari berbagai jenis tanah berkisar antara 2,65 sampai 2,75 biasanya digunakan untuk tanah-tanah tak berkohesi. Sedangkan tanah kohesi tak organik berkisar di antara 2,68 sampai 2,72. Nilai-nilai berat jenis dari berbagai jenis tanah diberikan dalam tabel 1 berikut. (Hardiyatmo, 2006)

Tebel 1 berat jenis tanah dari berbagai jenis tanah

2. Batas cair (Liquid Limit)

Batas cair (LL), didefinisikan sebagai kadar air tanah pada batas antara keadaan cair dan keadaan plastis, yaitu batas atas dari daerah plastis. Persentase kadar air dibutuhkan untuk menutup celah sepanjang 12,7 mm pada dasar cawan, sesudah 25 kali pukulan didefinisikan sebagai batas cair tanah tersebut. (Hardiyatmo, 1992)

Gambar alat pengujian batas cair

3. Batas plastis (Plastic Limit)

Batas plastis (PL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air di mana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung. (Hardiyatmo,2006)

Grafik keadaan-keadaan konsistensi tanah

4. Batas susut (Shrinkage Limit)

Batas susust (SL), didefinisikan sebagaai kadar air pada kedudukan antara daerah semipadat dan padat, yaitu persentase kadar air di mana pengurangan kadar air selanjutnya tidak mengakibatkan perubahan volume tanahnya. Percobaan batas susut dilaksanakan dalam laboraturium dengan cawan porselen diameter 44,4 mm dengan tinggi 12,7 mm. Bagian cawan dilapisi dengan pelumas dan diisi dengan tanah jenuh sempurna. Kemudian dikeringkan dalam oven, volume ditentukan dengan mencelupkannya dalam air raksa. (Hardiyatmo, 2006)

Rumus persamaan batas susut

keterangan:

m1   = berat tanah basah dalam kering oven cawan percobaan (gram)

m2   = berat tanah kering oven (gram)

v1    = volume tanah basah dalam cawan (cm3)

v2      = volume tanah kering oven (cm3)

γw   = berat jenis air

Indeks plastisitas (PI) adalah selisih batas cair dan batas plastis

PI = LL – PL

5. Analisa saringan

Berdasarkan ukuran partikel (gradasi butirannya), tanah dapat didefinisikan dari komponennya sendiri misalnya seperti: bongkah, kerakal, kerikil, pasir lanau, dan lempung, seperti pada tabel 2 dibawah ini.

Tabel 2 gradasi butiran

6. Analisa hidrometer

Analisis ini dipakai untuk tanah berbutir halus (Finer part), seperti lempung (Clay) dan lumpur (Silt). Analisis hidrometri berdasarkan prinsip-prinsip sebagai berikut ini.

• Butiran-butiran tercampur dalam air (suspensi) akan menurun dengan kecepatan tertentu yang tergantung ukuran butir-butirnya. Butir-butir yang berukuran sama akan menurun dengan kecepatan sama.
• Berat spesifik/berat jenis suspensi tergantung kosistensi butir-butir yang terkandung didalamnya. Jadi dengan cara mengukur berat jenis suspensi kita dapat menghitung banyaknya tanah yang ada di dalam campuran tersebut.

sumber : https://www.ilmutekniksipil.com/perkerasan-jalan-raya/pengujian-sifat-fisik-tanah

Struktur Baja

Baja adalah seluruh macam besi yang dengan tidak dikerjakan terlebih dahulu lagi, sudah dapat ditempa. Baja adalah bahan yang serba kesamaannya (homogenitasnya) tinggi, terdiri terutama dari Fe dalam bentuk kristal dan C. Pembuatannya dilakukan sebagai pembersihan dalam temperatur yang tinggi dari besi  mentah yang didapat dari proses dapur tinggi. Baja adalah besi mentah tidak dapat ditempa.

Terdapat 3 Macam besi mentah :

• Besi mentah putih
• Besi mentah kelabu
• Besi mentah bentuk antara

Ikhtisar singkat dari Proses pembuatan baja :

• Proses Bessemer.
• Proses thomas.
• Proses Martin.
• Proses dengan dapur elektro.
• Proses dengan mempergunakan kui
• Proses aduk (proses puddle).
  
  

Sifat-sifat umum dari baja bangunan :Sifat-sifat umum dari baja yaitu teristimewa kekakuannya dalam berbagai macam keadaan pembebanan atau muatan terutama tergantung :

• Cara meleburnya.
• Macam dan banyaknya logam campuran
• Cara (proses) yang digunakan waktu pembuatannya.
• Dalam proses pembuatan baja maka logam campuran baja itu sebagian sudah ada dalam bahan mentah itu namun masih perlu ditambahkan pada waktu pembuatan baja seperti : C, Mn, Si termasuk bahan utama S dan P.
  
  

Sifat-sifat utama baja untuk dapat dipergunakan sebagai bahan bangunan :

• Keteguhan (solidity) artinya mempunyai ketahanan terhadap tarikan, tekanan atau lentur
• Elastisitas (elasticity) artinya kemampuan / kesanggupan untuk dalam batas –batas pembebanan tertentu, sesudahnya pembebanan ditiadakan kembali kepada bentuk semula.
• Kekenyalan / keliatan (tenacity) artinya kemampuan/kesanggupan untuk dapat menerima perubahan perubahan bentuk yang besar tanpa menderita kerugian-kerugian berupa cacat atau kerusakan yang terlihat dari luar dan dalam untuk jangka waktu pendek
• Kemungkinan ditempa (maleability) sifat dalam keadaan merah pijar menjadi lembek dan plastis sehingga dapat dirubah bentuknya
• Kemungkinan dilas (weklability) artinya sifat dalam keadaan panas dapat digabungkan satu sama lain dengan memakai atau tidak memakai bahan tambahan, tampa merugikan sifat-sifat keteguhannya
• Kekerasan (hardness) Kekuatan melawan terhadap masuknya benda lain.
  
  

Dalam praktek hal penting yang berhubungan dengan sifat baja adalah :

• Penentuan syarat-syarat minimum harus dicantumkan dalam kontrak pemesanan, pembelian dan penyerahan bahan
• Garansi adanya sifat-sifat yang merata melalui dari pengetesan pada waktu bahan datang
• Tuntutan-tuntutan yang tinggi yang tidak diperlukan sebaiknya tidak dicantumkan karena tidak ekonomis
• Sifat-sifat baja harus selalu terjamin ada untuk kondisi pengerjaan dari baja misalnya pemotongan, pengeboran pengelasan.
• Sebaliknya pada saat pengerjaan baja maka dijaga sedemikian rupa sehingga sifat-sifat baja tidak hilang
• Bentuk-bentuk bagian dari konstruksi bangunan dan sambungan-sambungan tidak mengakibatkan sifat-sifat baja menjadi berubah.

Baja bangunan terbagi menjadi dua bagian :

• Baja wals (gilling) tidak dengan campuran logam.
• Baja wals dengan campuran logam

Baja Golongan 1

Yang termasuk dalam golongan 1 adalah baja St 37 yang lazim digunakan di Eropa dan Indonesia. Baja ini dibuat melalui proses thomas dan Martin. Angka 37 berarti bahwa minimum keteguhan putus tarik adalah 37 Kg/mm². Baja St 00 juga termasuk dalam golongan 1 dengan kwalitas perdagangan. Dipergunakan untuk konstruksi gedung-gedung yang kurang penting sehingga pengetesan tidak diperlukan cukup hanya melalui penglihatan.

Baja Golongan 2

Keuntungan :

1. Digunakan bila konstruksi memerlukan bahan yang ringan.
2. Lebih tahan terhadap pertukaran beban.
3. Menjadikan tegangan sekunder lebih kecil.
   
   

Kerugian :

1. Harganya lebih tinggi.
2. Sifatnya lebih getas.
3. Mengerjakannya lebih sulit karena lebih keras.
4. Jika digunakan jembatan menjadi tidak kaku atau lendutannya besar.
   
   

Pada dasarnya untuk kekuatan konstruksi persyaratan yang diperlukan adalah:

• syarat kekuatan
• syarat kekakuan

Dengan mengetahui kerugian dari type baja ini maka untuk konstruksi jembatan perlu adanya penyesuaian-penyesuaian sebagai berikut :

• Tinggi jembatan dibuat lebih untuk mengimbangi adanya lendutan yang besar
• Tegangan yang diizinkan tidak digunakan sepenuhnya sehingga perhitungan boros/ mahal.

Percobaan-percobaan dari baja bangunan adalah :

1. Percobaan tarik
2. Percobaan lentur
3. Penetapan kekerasan menurut brinell
4. Percobaan tarik pukul lentur
5. Percobaan tarik pukul
   
   

Profil Baja

Ada 2 macam bentuk profil baja berdasarkan cara pembuatannya :

• Hot Rolled Shapes (mengandung residual stress).
• Cold Formed Shapes (light gage cold form steel).

Beberapa standar yang digunakan untuk perencanaan struktur baja yaitu :

1. PPBBI : Penentuan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia
2. AISC : American Institut of Steel Construction
3. ASTM : America Society for Teding Material
4. DIN : Denteh Industrial Narmen
5. JIS : Japan Industrial Standard
   
   

Prosedur Design

Prosedur Design :

1. Design fungsional
2. Design kerangka baja
   
   

Design fungsional akan menjamin tercapainya yang dikehendaki seperti :

1. Areal kerja yang lapang dan cukup
2. Ventilasi dan pengkoordinasian udara yang tepat
3. Transportasi yang memadai
4. Pencahayaan
5. Estetika

Design kerangka kerja adalah pemikiran susunan serta ukuran elemen-elemen struktur yang tepat, sehingga beban-beban bangunan bekerja aman.

Prosedur Design (Sambungan)

1. Perencanaan

• Penentuan fungsi-fungsi yang akan dilayani oleh struktur yang bersangkutan
• Menentukan kriteria-kriteria untuk mengukur apakah desain yang ditentukan optimum

2. Konfigurasi Struktur Pendahuluan

Susunan dari elemen-elemen yang akan melampaui fungsi-fungsi langkah 1

3. Pemilihan batang pendahuluan

Pemilihan ukuran batang yang memenuhi  kriteria obyektif, seperti berat atau biaya minimum yang dilakukan atas dasar keputusan dari langkah 1,2,3

4. Penentuan bahan-bahan yang harus dipikul

• Beban mati
• Beban hidup
• Beban angin
• Beban gempa
• Beban lain-lain

5. Analisis

Analisa struktural dengan membuat model beban-beban dan kerangka kerja struktural untuk mendapatkan gaya internal dan defleksi yang dikehendaki

6. Evaluasi

Apakah semua persyaratan kekuatan dan kemampuan telah terpenuhi dan apakah hasilnya optimum

7. Redesain

Hasil evaluasi maka jika perlu dilakukan pengulangan pada bagian mana yang harus di redesain

Kriteria optimum desain struktur

1. Biaya minimum
2. Berat minimum
3. Waktu konstruksi minimum
4. Jumlah tenaga kerja minimum
5. Efisiensi pengoperasian yang maksimum
   
   

sumber : https://www.ilmutekniksipil.com/struktur-baja/struktur-baja

Baut Mutu Tinggi

High Tension Bolt (Baut Mutu Tinggi) sering digunakan pada sambungan baja profil. Ada dua jenis utama baut mutu tinggi :

1. A325
2. A490

Umumnya dalam pekerjaan konstruksi digunakan A325. Diameter baut kekuatan tinggi antara ½ dan 1 ½ inci (3 inci A449). Diameter yang paling sering digunakan pada konstruksi gedung adalah ¾ inci dan 7/8 inci, sedang ukuran yang paling umum dalam perencanaan jembatan adalah 7/8 inci dan1 inci.

Tegangan Geser Ijin :

A325 = 17,5 ksi = 1225 kg/cm2

A490 = 22    ksi = 1540 kg/cm2

Tegangan tarik ijin

A325 = 44 ksi = 3080 kg/cm2

A490 = 54 ksi = 3780 kg/cm2

Catatan :

Jika dibandingkan dengan baut hitam

Tegangan geser ijin = 960 kg/cm2

Tegangan tarik ijin   = 1600 kg/cm2

Diameter High Tension Bolt (Baut Mutu Tinggi) adalah Ø 12,  Ø 16,  Ø 19,  Ø 22,  Ø 25,  Ø 29,  Ø 32,  Ø 35.

Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI)

Baut Memikul Geser

Ng = ( F / Φ ). n. No

dimana :

Φ = Faktor keamanan = 1,4

F = faktor gesekan permukaan untuk

permukaan bersih  F = 0,35

permukaan galvanis  F = 0,16 ~ 0,26

No = Pembebanan tarik awal (gaya pratarik awal)

sumber : https://www.ilmutekniksipil.com/struktur-baja/baut-mutu-tinggi

Profil Struktur Baja

Baja struktur adalah suatu jenis baja yang berdasarkan pertimbangan ekonomi, kekuatan dan sifatnya, cocok untuk pemikul beban. Baja struktur banyak dipakai untuk kolom serta balok bangunan bertingkat, sistem penyangga atap, hangar, jembatan, menara antena, penahan tanah, pondasi tiang pancang, dan lain lain.

Beberapa keuntungan dari baja sebagai bahan struktur adalah sebagai berikut :

• Baja mempunyai kekuatan cukup tinggi serta merata, menurut Kozai Club (1983) kekuatan baja terhadap tarik ataupun tekan tidak banyak berbeda dan bervariasi dari 300 Mpa sampai 2000 Mpa. Kekuatan yang tinggi ini mengakibatkan struktur yang terbuat dari baja pada umumnya mempunyai ukuran tampang yang relatif kecil jika dibandingkan dengan struktur dari bahan lain. Oleh karena itu struktur cukup ringan sekalipun berat jenis baja tinggi. Akibat lebih lanjut adalah pemakaian pondasi yang lebih hemat.
• Baja adalah hasil produksi pabrik dengan peralatan mesin-mesin yang cukup canggih dengan jumlah tenaga manusia relatif tidak banyak, sehingga pengawasan mudah dilaksanakan dengan saksama dan mutu dapat dipertanggung jawabkan.
• Pada umumnya struktur baja dapat dibongkar untuk kemudian dapat dipasang lagi, sehingga elemen struktur baja dapat dipakai berulang ulang dalam berbagai bentuk struktur.

Sudah barang tentu baja sebagai bahan struktur juga mempunyai beberapa kelemahan atau kekurangan, antara lain dapat disebutkan sebagai berikut,

• Struktur dari baja memerlukan pemeliharaan secara tetap yang membutuhkan pembiayaan yang tidak sedikit
• Kekuatan baja dipengaruhi oleh temperatur. Pada  temperatur tinggi kekuatan baja sangat berkurang sehingga pada saat kebakaran bangunan dapat runtuh sekalipun tegangan yang terjadi mungkin saja masih rendah.
• Karena kekuatan baja cukup tinggi maka banyak dijumpai batang batang struktur yang langsing, oleh karena itu bahaya tekuk (Buckling) mudah terjadi.

Agar perancangan struktur dapat optimal, sehingga hasil rancangan cukup aman dan ekonomis, maka sifat-sifat mekanika bahan struktur perlu diketahui dengan baik. Untuk memahami sifat-sifat baja struktur kiranya perlu dipelajari diagram tegangan-regangan. Diagram ini menyajikan informasi yang penting pada baja dalam berbagai tegangan. Cara perencanaan struktur baja yang memuaskan baru dapat dikembangkan setelah hubungan tegangan – regangan diketahui dengan baik. Untuk pembuatan diagram tegangan – regangan perlu diadakan pengujian bahan.

Pengujian tarik spesimen baja dapat dilakukan memakai Universal Testing Machine (UTM). Dengan mesin ini spesimen ditarik dengan gaya yang berubah ubah, dari nol diperbesar sedikit demi sedikit sampai batang putus. Pada saat spesimen ditarik, besar gaya atau tegangan dan perubahan panjang batang atau regangan dimonitor. Pada UTM yang mutakhir hasil monitor ini dapat disimpan dalam disk atau disajikan dalam bentuk diagram tegangan regangan lewat plotter.

Diagram tegangan-regangan baja struktur

Tampak bahwa hubungan tegangan – regangan pada 0A linier, sedang di atas A diagram tidak linier lagi, sehingga titik A disebut sebagai batas sebanding (Proporsional Limit). Tegangan yang terjadi pada titik A ini disebut tegangan batas sebanding σp. Sedikit di atas A terjadi titik batas elastis bahan. Hal ini berarti bahwa batang yang dibebani sedemikian sehingga tegangan yang timbul tidak melampaui σe, Panjangnya akan kembali ke panjang semula jika beban dihilangkan. Pada umumnya tegangan σp dan σe relatif cukup dekat sehingga seringkali kedua tegangan tersebut dianggap sama yaitu sebesar σe.

Regangan ε yang timbul saat spesimen putus, pada umumnya berkisar sekitar 150 – 200 kali regangan elastis εe. Di atas tegangan elastis σe, pada titik B baja mulai leleh tegangan di titik B baja disebut sebagai tegangan leleh σl. Pada saat leleh ini baja masih mempunyai kekuatan. Hal ini berati bahwa pada saat leleh, baja masih mampu menghasilkan gaya perlawanan. Bentuk kurva pada bagian leleh ini, mula-mula mendekati datar, berarti tidak ada tambahan tegangan sekalipun regangan tambahan. Hal ini berakhir pada saat terjadi pergeseran regangan (Strain Hardening) di titik C kurva naik ke atas lagi sampai dicapai kuat tarik (Tensile Strength) di titik D. Setelah itu, kurva turun dan spesimen retak (Fracture) di titik E. Diagram tegangan – regangan ini dibuat berdasarkan data yang diperoleh dari pengujian bahan, dengan anggapan luas tampang spesimen tidak mengalami perubahan selama pembebanan. Menurut hukum Hooke suatu batang yang dibebani tarikan secara uniaksial, luas tampangnya akan mengecil. Sebelum titik C perubahan luas tampang itu cukup kecil, maka pengaruhnya dapat diabaikan tetapi setelah sampai pada fase pengerasan regangan, tetapi hukum Hooke tidak berlaku lagi, tampang mengalami penyempitan yang cukup besar. Kalau penyempitan itu diperhitungkan dalam penggambaran diagram, akan diperoleh kurva dengan garis putus putus. Besar regangan pada titik titik A, B, C, D, E, dipengaruhi oleh jenis baja yang diuji.

Diagram tegangan – regangan tipikal berbagai baja struktur

Berdasarkan besar tegangan leleh ASTM membagi baja dalam empat kelompok, dengan kisaran tegangan sebagai berikut :

1. Carbon steels, tegangan leleh 210 – 280 Mpa.
2. High Strength low –  alloy steels, tegangan leleh 280 – 490 Mpa.
3. Heat treated carbon and high – strength low alloy steels, tegangan leleh 322 – 700 Mpa.
4. Heat – treated constructional alloy steels, tegangan leleh 630 – 700 Mpa
   
   

Pemilihan Profil

Untuk konstruksi baja terdapat BJ. 00 dan BJ. 37 dalam bentuk batang-batang atau pelat-pelat. Bengkel konstruksi membeli bahan ini dari perdagangan baja, yang biasanya mempunyai sedikit banyak persediaan dari profil-profil dan pelat-pelat yang banyak terdapat di gudangnya. Kalau dari suatu jenis dibutuhkan jumlah banyak dan waktu penyerahan memberi kemungkinan ke arah itu, maka dengan perantaraan perdagangan baja tadi, penyerahan itu dilakukan langsung dari satu atau lebih pabrik canaian. Untuk konstruksi-konstruksi kecil dianjurkan untuk menggunakan daftar-daftar persediaan dari para pedagang, yang dalam waktu tertentu dikirimkan kepada bengkel-bengkel dan mereka yang berkepentingan, sedangkan konstruktor lebih baik membatasi diri dalam memilih profil, sampai pada jenis-jenis yang banyak terdapat. Pabrik-pabrik besar biasanya mempunyai banyak persediaan sendiri, yang dalam waktu-waktu tertentu ditambah, supaya dapat menutupi pekerjaan-pekerjaan kecil dan pesanan-pesanan cepat. Juga untuk perusahaan-perusahaan kecil dianjurkan, untuk memelihara daftar-daftar persediaannya sendiri dengan baik, supaya jangan sampai mengalami kejadian-kejadian yang tidak diinginkan.

sumber : https://www.ilmutekniksipil.com/struktur-baja/profil-struktur-baja