STRUKTUR BANGUNAN
LANJUT 1
KONSEP STRUKTUR DARI
ALAM
A.
Konsep
Dan Penerapan Struktur
Alam banyak menawarkan
keindahan. Salah satunya keindahan dari alam itu sendiri yang menawarkan banyak
keanekaragaman hayati, baik itu flora maupun fauna yang semuanya tertata indah
dan mempunyai fungsi masing-masing.
Dari alam sendiri kita
juga bisa mengambil sebuah konsep baik itu dari bentuk bangunan sendiri maupun
dari segi strukturnya. Disini konsep bentuk dan struktur akan diambil dari
kuncup bunga teratai dan mekarnya bunga teratai. Konsep struktur dari kuncup
bunga teratai itu melambangkan kekokohan dari bunga teratai sendiri karena
ketika lebah hinggap di kuncup bunga tersebut, kuncup tersebut mampu menahan
beban yang lebih besar darinya. Sedangkan kan penyusunan dan bentuk struktur
sendiri dari bunga teratai yang sudah mekar dengan susunannya yang indah
sehingga menghasilkan bentuk dan struktur yang indah juga.
Gambar 1.1
Pucuk Teratai
Ketika lebah menghampiri bunga teratai untuk
mengambil madu tau hanya sekedar
berdiri, bunga tersebut hanya bergoyang namun tidak patah atau mengalami hal
yang lain. Bunga tersebut kembali kekeadaan semula dan tetap kokoh dan tidak
terpengaruh dengan yang lainnya. Bunga teratai juga mengalami beban tekan dari
atas yang disebabkan lebah yang hingga di atas pohon baik itu pada teratai yang
masih kuncup ataupun yang sudah mekar. Bunga ini tidak hanya menawarkan
keindahan semata tetapi juga kekokohan dan kelenturan bunganya dan penyusunan
kelopaknya yang indah.
Gambar 1.2
Bunga Teratai
Gambar 1.3
Kelopak
Teratai
Gambar 1.4
Bentuk
Bangunan
Mengambil Bentuk Art/ Dome Untuk
Diaplikasikan Kebentuk Bangunan.
Gambar
1.5
Struktur
Penyusunan kelopak bunga teratai dijadikan penyusunan struktur dari bangunan
tersebut dengan menggunakan struktur rangka batang dengan beban tekan, mengambil
sudut 45 derajat. Struktur bisa diekspos keluar sebagai estetika dari bangunan
yaitu dengan menggunakan material transparan atau struktur itu sendiri yang
ditonjolkan.
Gambar 1.6
Struktur
Tampak Atas
Terlihat penyusunan bunga teratainya
jika dilihat dari atas.
A.
Fungsi
Bangunan
Bangunan dari struktur
yang sudah ada berfungsi sebagai bangunan monumental atau bisa juga sebagai
restoran dengan memakai skala heroik, dengan terkesan megah dan tinggi.
B.
Standar
Ukuran
Memakai sudut 45
derajat dengan menggunakan bentuk segitiga pada bagian tertentu sehingga
struktur lebih kuat dan kaku.
1. Jenis Pipa Dan Ukurannya
Pipa mempunyai banyak ukuran, mulai dari yang terkecil
dengan ukuran diameter 1/2 inch sampai ukuran yang sangat besar dengan diameter
72 inch atau kira2 1.8 meter.
secara umum material yang banyak digunakan untuk pipa
dan komponennya terbagi atas dua katagori utama yaitu :
- Metallic (Logam)
- Non metallic (Non logam)
khusus untuk jenis Metallic dibagi dalam dua kelompok
yaitu ; ferrous dan Non ferrous.
ada 2 (dua)
jenis metode yang digunakan untuk menamai ukuran pipa :
- NPS
(Nominal Pipe Size) adalah ukuran standard Amerika Utara, dengan ukurannya
berdasarkan “inch”.
- DN
(Diameter Nominal) adalah penunjukkan ukuran eropa dengan ukurannya
berdasarkan “milimeter”.
selain
penamaannya dengan NPS atau DN, maka ada pasangan yang selalu
tidak ketinggalan ketika disebutkan ukuran pipa yaitu schedule (sch).
Schedule adalah suatu penunjukkan ukuran ketebalan dinding pipa atau dengan
kata lain Thickness.
a. Perbedaan NPS dan OD
Perbedaan antara NPS dengan OD
dimulai dari pipa ukuran NPS 1/4″ sampai dengan ukuran NPS 12″. Sedangkan
untuk pipa dengan NPS diatas 12″(inch), maka NPS yang ditunjukkan sesuai dengan
OD dari pipa tersebut.
Ada salah satu perbedaan yang lain
lagi yang biasa kita lihat di tabel daftar pipa yaitu huruf “S”
setelah nomor schedule. seperti contoh 5S. hal ini khusus untuk menunjukkan
bahwa schedule tersebut untuk material khusus Stainless steel. sedang schedule
tanpa huruf “S” adalah untuk pipa dengan material selain stainless steel.
b. Ukuran pipa
macam2
ukuran pipa yang sering digunakan dalam industri :
- Large Bore Pipe : yaitu pipa
dengan ukuran lebih besar dari 2 Inch.
- Small Bore Pipe : yaitu pipa
dengan ukuran 2 inch ke bawah.
- Tubing
: yaitu pipa yang mempunyai ukuran sampai 4 inch, tetapi mempunyai ukuran
ketebalan dinding pipa yang lebih kecil jika dibandingkan dengan small
bore dan large bore.
c. Schedule (ketebalan pipa)
pipa diproduksi dalam berbagai macam ketebalan yang
sudah distandardkan. setiap ketebalan tertentu pada pipa diberi penamaan dalam
bentuk schedule number, bukan dalam bentuk ukuran pipa yang sebenarnya.
pada awalnya
ketebalan pipa hanya ada 3 kelompok yaitu:
- Standard
- Extra Strong (XS)
- Double Extra strong (XXS)
saat ini penamaan sudah diganti
dengan memberikan schedule number tertentu, yang dimulai dari 5 dan 5S,
kemudian diiukuti dengan 10 dan 10S, seterusnya dalam kelipatan 10 sampai
schedule 40 (20, 30, 40) dan selanjutnya mempunyai kelipatan 20, yaitu
60, 80, 100, 120, 140, 160.
pada umumnya, besarnya ketebalan
pipa yang mempunyai schedule 40 dengan schedule STD adalah sama untuk pipa
ukuran 1/8 sampai dengan ukuran pipa 10 inch.
Gambar.
1.8
Tabel
Ukuran Pipa Baja
Pipa
biasanya diproduksi dengan ukuran panjang yang berbeda, tergantung kepada
material, ukuran dan schedule. namun pada umumnya pipa2 diproduksi dengan
mempunyai rata2 panjang 20ft atau 6 meter untuk pipa karbon steel. panjang ini
disebut dengan istilah random length. adakalanya pipa yang mempunyai
ukuran panjang 2 kali lipat dari random length tersebut juga banyak
tersedia dan termasuk disukai, terutama untuk penggunan pipe rack. ukuran
ini disebut juga dengan double random length atau sama dengan 12 meter
a. Pipe Ends
secara umum pipa yang diproduksi mempunyai 3 jenis
bentuk ujung pipanya :
Plain Ends (PE) : yaitu ujung pipa yang dipotong
persegi
Beveled
Ends (BE) : yaitu bentuk ujung pipanya dipotong membentuk bevel
Threaded
Ends (TE) : yaitu pipa yang dibuat mempunyai ulir pada
ujungnya. disini
jenis TE ada dua pilihan : 1. berulir kedua sisi (TBE : Threaded Both Ends) dan
2. Hanya pada satu sisi (TOE : Threded One Ends)
A.
Beban
1.
Konstruksi
Baseplate ( Pelat Dasar )
Pelat dasar (
baseplate ) adalah salah satu bagian terpenting pada struktur baja, namun
perancangan pelat dasar tidak terlalu menjadi perhatian oleh seorang konsultan
perencana. Hal ini mengakibatkan mahalnya pelat dasar itu sendiri, sulit pada
saat pembuatannya dan resiko tidak stabilnya kolom baja pada saat pemasangan
kolom baja tersebut dengan pondasi beton. Pelat dasar merupakan pelat baja yang
berperan sebagai penghubung antara struktur atas dan struktur bawah dan
berfungsi untuk memancarkan beban dari kolom menuju struktur di bawahnya.
Perancangan baseplate meliputi dua langkah utama sebagai berikut :
a. Menentukan
ukuran panjang dan lebar baseplate.
b. Menentukan
ketebalan baseplate.
Perancangan
baseplate melibatkan gaya vertikal, momen dan geser, maka dari itu diperlukan
perhitungan dimensi baseplate untuk menahan gaya-gaya tersebut. Umumnya, ukuran
baseplate ditentukan dengan melihat batas kekakuan beton pada pondasi saat
hancur karena terbebani oleh beban diatasnya dan ketebalan baseplate ditentukan
dengan melihat batas plastis yang disebabkan oleh bengkoknya bagian kritis pada
plat tersebut. Baseplate dengan kolom
baja harus terikat atau menjadi satu kesatuan. Oleh karena itu perlu dilakukan
perencanaan suatu alat sambung yang berfungsi untuk menyatukan kolom dengan
pelat dasar tersebut. Dalam hal ini alat sambung berupa las yang digunakan
dengan alasan, karena las dapat meleburkan antara logam dengan logam sehingga
menjadi satu material.
2.
Baseplate
Dengan Beban Vertikal
A.
Material
1.
Macam-macam
bentuk-bentuk baja
Baja dalam teknik
konstruksi bangunan gedung terdapat dalam bermacam-macam bentuk sebagai berikut
:
a. Baja
Pelat Yaitu baja berupa pelat baik pelat lembaran maupun pelat strip dengan
tebal antara 3 mm s.d 60 mm. Baja Pelat Lembaran terdapat dengan lebar
antara 150 mm s.d 4300 mm dengan panjang
3 s.d 6 meter. Sedangakan Baja Pelat Strip biasanya dengan lebar ≤ 600 mm
dengan panjang 3 s.d 6 meter. Permukaan baja pelat ada yang polos dan ada yang
bermotif dalam berbagai bentuk motif. Namun untuk keperluan konstruksi pada
umumnya digunakan baja pelat yang polos rata dengan lebar dapat dipotong sendiri
sesuai dengan kebutuhan.
b. Baja
Profil Yaitu baja berupa batangan (lonjoran) dengan penampang berprofil dengan
bentuk tertentu dengan panjang pada umumnya 6 meter ( namun dapat dipesan di
pabrik dengan panjang sampai 15 meter). Adapun bentuk-bentuk profil penampang
baja dapat dilihat/dipelajari dalam buku Daftar-Daftar Untuk Konstruksi Baja (
daftar baja lama ) dan Tabel Profil Konstruksi Baja ( daftar baja yang baru
). Dalam daftar baja lama terdapat
profil INP, Kanal, DIN, DiE, DiR, DiL, ½ INP, ½ DIN, Profil T, Profil L ( baja
siku s ama kaki dan tidak sama kaki ), batang profil segi empat sama sisi, dan
batang profil bulat, juga daftar paku keling, baut, dan las. Sedangkan daftar baja yang baru profil INP,
DIN, DiE, DiR, DiL, ½ INP, ½ DIN, batang profil segi empat sama sisi, batang
profil bulat, daftar paku keling, baut, dan las
tidak ada, yang ada adalah : profil WF, Light Beam and Joists, H Bearing
Piles, Structural Tees, Profil Kanal, Profil Siku ( sama kaki dan tidak sama
kaki ), Daftar Faktor Tekuk (ω), Light Lip Channels, Light Channel, Hollow
Structural Tubings ( profil tabung segi empat
), Circular Hollow Sections ( profil tabung bulat/ pipa), serta tabel-tabel
pelengkap lainnya. Kedua daftar baja tersebut di atas masih tetap digunakan
kedua-duanya karena saling melengkapi satu sama lain.
c.
Baja Beton Yaitu baja
yang digunakan untuk penulangan / pembesian beton ( untuk konstruksi beton ).
Pada umumnya berbentuk batangan / lonjoran dengan berbagai macam ukuran diameter,
panjang 12 meter. Terdapat baja tulangan berpenampang bulat polos, juga baja
tulangan yang diprofilkan.
Dari banyaknya bentuk
baja maka yang akan digunakan pada bangunan ini adalah Pipa Baja.
1.
Sambungan
Pada Struktur
Jenis
sambungan yang di pakai berupa Paku keling (rivet) digunakan untuk sambungan
tetap antara 2 plat atau lebih misalnya pada tangki dan boiler. Sambungan
dengan paku keling sangat kuat dan tidak dapat dilepas kembali dan jika dilepas
maka akan terjadi kerusakn pada sambungan tersebut. Karena sifatnya yang
permanen, maka sambungan paku keling harus dibuat sekuat mungkin untuk
menghindari kerusakan atau patah.
Pemakaian
paku keling ini digunakan untuk :
·
Sambungan
kuat dan rapat, pada konstruksi boiler ( boiler,
tangki dan pipa-pipa tekanan tinggi ).
·
Sambungan
kuat, pada konstruksi baja (bangunan, jembatan dan crane ).
·
Sambungan
rapat, pada tabung dan tangki ( tabung pendek, cerobong, pipa-pipa tekanan).
·
Sambungan
pengikat, untuk penutup chasis ( mis ; pesawat terbang).
mempunyai keuntungan yaitu :
·
Sambungan
keling lebih sederhana dan murah untuk dibuat.
·
Pemeriksaannya
lebih mudah
Sambungan
keling dapat dibuka dengan memotong kepala dari paku keling tersebut.
1.
Pondasi
Pada bangunan ini menggunakan 2
pondasi yaitu:
1.
pondasi Tapak atau Ceker Ayam (untuk Bangunan bertingkat
2-3 Lantai).
Terutama bangunan bertingkat serta
bangunan yang berdiri di atas tanah lembek. Pondasi tapak di temukan oleh Alm
Prof Ir Sediyatmo tsb, dan dikembangkan oleh Prof Ir Bambang Suhendro, Dr harry
Christady dan Ir Maryadi Darmokumoro, yang dikenal dengan Sistim Cakar Ayam
Modifikasi (CAM).
Modifikasi yang dilakukan adalah :
penggantian pipa beton menjadi pipa baja tipis tebal 1.4 mm, perhitungan dalam
3 Dimensi dan penambahan "koperan" pada tepi slab. Sistim CAM tsb
telah di uji skala penuh oleh Puslitbang Jalan dan Jembatan di ruas jalan
Pantura Indramyu-Pemanukan (2007) dan digunakan di Jalan Tol seksi 4 Makasar
(2008).