Pengenalan Struktur Baja

Struktur baja telah menjadi solusi penting dalam konstruksi modern. Dengan berbagai manfaat seperti daya tahan, fleksibilitas, dan kapasitas beban yang tinggi, struktur baja semakin disukai dan banyak diterapkan dalam proyek perumahan maupun industri.
Dalam artikel ini, BMB Steel memberikan informasi mendetail tentang struktur baja, komponennya, kelebihannya, dan aplikasi nyata dalam konstruksi.

1. Apa itu struktur baja?

Mereka biasanya diklasifikasikan sebagai produk hot-rolled dan built-up, dengan bentuk penampang seperti sudut, saluran, I atau H, kotak, persegi panjang, bulat. Secara global, permintaan terhadap struktur baja terus meningkat secara stabil.

1.1 Definisi struktur baja

Sebuah struktur baja adalah sistem penyangga yang dibangun dengan mengumpulkan komponen komponen baja seperti kolom, kuda-kuda, balok, bracing, dan koneksi dengan baut atau pengelasan. Struktur ini menawarkan kekuatan tinggi, dan fleksibilitas dalam perakitan dan pembongkaran, serta dapat digunakan kembali jika diperlukan. Jika dibandingkan dengan struktur lain seperti beton bertulang, struktur baja lebih ringan, lebih cepat untuk dibangun, dan lebih mudah dikelola dalam hal pengendalian kualitas.

1.2 Deskripsi rinci struktur baja

Struktur baja terdiri dari elemen utama seperti kolom, kuda-kuda, balok, bracing, dan koneksi. Komponen-komponen ini diproduksi terlebih dahulu di pabrik dan dirakit di lokasi, membentuk kerangka yang kuat dan fleksibel yang dapat dengan mudah dimodifikasi.

Baca lebih lanjut: Bangunan prefabrikasi telah menjadi tren konstruksi

2. Bentuk umum dari struktur baja

Struktur baja banyak digunakan dalam konstruksi karena fleksibilitas dan daya tahannya yang tinggi. Ada berbagai struktur baja, masing-masing cocok untuk tujuan dan kebutuhan proyek tertentu. Berikut adalah jenis-jenis yang paling umum digunakan dalam proyek konstruksi saat ini

2.1 Bentuk baja Z

Struktur baja Z adalah balok baja standar Amerika dengan penampang yang diproduksi dan dua flange paralel yang dihubungkan oleh web.

2.2 Struktur baja berbentuk L

Sebuah struktur baja berbentuk L terdiri dari dua kaki baja yang digabungkan pada sudut 90°. Kedua kaki ini bisa sama atau berbeda dan biasanya digunakan pada sistem lantai karena mengurangi kedalaman struktural, menghemat material dan menciptakan lebih banyak ruang.

2.3 Struktur H-pile

Struktur H-pile dirancang untuk secara efektif mentransfer beban ke kepala tiang. Jenis struktur ini memiliki kapasitas beban terbaik dan dapat menahan beban lebih dari 1.000 ton, menjadikannya ideal untuk fondasi dalam.

2.4 Struktur baja C

Struktur baja berbentuk C adalah solusi hemat biaya untuk struktur bentang pendek hingga menengah. Mereka sering digunakan dalam desain jembatan dan aplikasi konstruksi lainnya di mana fleksibilitas dan kapasitas beban dengan biaya rendah diperlukan.

2.5 Struktur baja berbentuk HSS hollow

Struktur baja HSS hollow memiliki penampang yang bisa bulat, kotak, atau persegi panjang. Insinyur biasanya menggunakan jenis struktur baja ini dalam rangka baja yang dilas karena kekuatan dan fleksibilitasnya yang tinggi.

2.6 Struktur baja I-beam

Struktur baja I-beam, juga dikenal sebagai balok flange lebar, sangat efisien dalam menahan beban geser dan puntir dalam bidang utama. Mereka hadir dalam berbagai ukuran dan sering digunakan dalam proyek yang memerlukan daya tahan dan presisi tinggi.

2.7 Struktur pipa baja

Struktur pipa baja sangat penting dalam aplikasi seperti pipa air, minyak, dan gas. Jenis struktur ini juga digunakan dalam rangka penyangga untuk proyek teknik industri dan sipil.

2.8 Struktur baja berbentuk T

Struktur baja berbentuk T sangat tahan beban dan biasanya digunakan dalam sistem penyangga utama. Namun, mereka tidak memiliki flange bawah, yang dapat mengurangi stabilitasnya dibandingkan dengan jenis lainnya.

2.9 Struktur pelat baja

Struktur pelat baja adalah potongan baja datar berukuran besar yang biasa digunakan dalam proyek industri berskala besar, seperti pabrik dan gudang.

2.10 Struktur baja kustom

Untuk proyek khusus atau yang memerlukan desain tertentu, struktur baja kustom dibuat untuk memenuhi kebutuhan unik proyek. Jenis struktur baja ini memastikan presisi dan memenuhi kebutuhan spesifik dari setiap proyek. Juga, menciptakan simbol estetika yang ikonik untuk bangunan.

Baca lebih lanjut: Apa itu bangunan baja yang telah direkayasa sebelumnya? Solusi optimal untuk proyek Anda

3. Kelebihan dan kekurangan struktur baja

Kelebihan:

• Kekuatan dan kapasitas beban tinggi: Dapat menahan beban berat dan kekuatan lingkungan seperti angin dan gempa, memastikan stabilitas bangunan.
• Pembangunan dan perakitan yang mudah, jadwal yang cepat: Komponen prefabrikasi mengurangi waktu konstruksi, menghemat waktu dan biaya.
• Berat dan mudah diangkut: Lebih ringan dari beton bertulang, mengurangi beban fondasi dan menurunkan biaya transportasi dan tenaga kerja.
• Fleksibilitas dalam desain: Mudah disesuaikan dan dimodifikasi, menjadikannya ideal untuk renovasi atau perluasan.
• Hemat biaya: Biaya produksi dan konstruksi yang lebih rendah; baja dapat didaur ulang, memberikan penghematan jangka panjang.

Kekurangan:

• Kapasitas beban terbatas: Kerangka baja yang tipis mungkin tidak cocok untuk bangunan yang memerlukan beban berat atau bentang panjang tanpa penguatan tambahan.
• Resiko korosi: Baja rentan terhadap korosi jika tidak dilindungi dengan baik, yang meningkatkan biaya pemeliharaan dan perbaikan.
• Kepemimpinan termal: Baja mentransfer panas dengan mudah, menyebabkan biaya energi yang lebih tinggi untuk pemanasan atau pendinginan dan potensi ketidaknyamanan bagi penghuni selama suhu ekstrem.

4. Sifat struktur baja

Baja adalah paduan yang sebagian besar terdiri dari besi dan karbon, dengan elemen lain seperti mangan, sulfur, tembaga, fosfor, kromium, dan nikel ditambahkan untuk menyesuaikan sifat-sifatnya. Kinerja dan perilaku struktur baja sebagian besar ditentukan oleh komposisi kimia baja. Berikut adalah beberapa sifat kunci yang mempengaruhi struktur baja:

• Komposisi Kimia:
• Karbon & Mangan: Penambahan kandungan dapat meningkatkan kekuatan tarik dan kekuatan luluh tetapi mengurangi kelenturan dan kemampuan pengelasan.
• Belerang & Fosfor: Jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan kerapuhan, mengurangi kemampuan pengelasan dan kekuatan kelelahan.
• Kromium & Nikel: Meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan meningkatkan daya tahan pada suhu tinggi.
• Tembaga: Lebih lanjut meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

Bahkan variasi kecil dalam komposisi kimia dapat menghasilkan berbagai jenis baja yang digunakan untuk komponen struktural seperti pipa, pelat, saluran, baut, rivet, dan batang penguat.

Baja diproduksi melalui proses seperti perlakuan panas dan paduan untuk mencapai berbagai sifat, termasuk:

• Kekuatan tarik: Diukur dengan melakukan uji tarik untuk menentukan kekuatan luluh dan kekuatan puncak, memberikan kurva tegangan-regangan untuk bahan.
• Kekerasan: Didefinisikan sebagai ketahanan material terhadap indentasi dan goresan. Diukur menggunakan metode seperti pengujian kekerasan Brinell, Vickers, dan Rockwell.
• Kekerasan notch: Ini mengacu pada kemampuan material untuk menahan propagasi retak, terutama ketika dikenakan beban siklik. Baja berkekuatan tinggi menyerap lebih banyak energi sebelum kegagalan, mengurangi risiko runtuhnya struktur secara tiba-tiba.
• Kekuatan kelelahan: Baja dapat gagal di bawah beban siklik, bahkan jika beban lebih kecil dari beban maksimum yang dapat ditanggung dalam pengujian statis. Ini membuatnya penting untuk mempertimbangkan kekuatan kelelahan saat merancang struktur.
• Keterangan tahan korosi: Baja rentan terhadap korosi, terutama di lingkungan lembab atau dekat air asin. Untuk mengatasi hal ini, elemen seperti tembaga, fosfor, dan kromium ditambahkan untuk membuat baja lebih tahan terhadap karat dan kerusakan.
• Baja yang digulung: Tidak seperti beton, baja tidak dapat dicetak di lokasi karena titik lelehnya yang tinggi. Sebaliknya, komponen baja, seperti kolom, balok, dan braces, diproduksi di pabrik baja dan dikirim ke lokasi konstruksi untuk dirakit. Produk baja yang digulung banyak digunakan dalam aplikasi struktural karena kekuatan dan fleksibilitasnya.

Secara ringkas, sifat baja, termasuk kekuatan tarik, kekerasan, ketangguhan, dan ketahanan korosi, menjadikannya material yang sangat serbaguna dalam konstruksi. Berbagai elemen dapat ditambahkan ke baja untuk mengoptimalkan kinerjanya berdasarkan kebutuhan proyek tertentu.

5. Standar struktur baja di Vietnam

Standar untuk struktur baja memastikan kualitas dan keamanan konstruksi dengan menentukan persyaratan untuk bahan baja yang digunakan dalam proyek bangunan. Struktur baja di Vietnam harus mematuhi standar nasional, serta standar dari negara-negara seperti Australia, AS, Inggris, dan Eropa.

Setelah standar ini diidentifikasi, mereka menjadi dasar untuk konstruksi, inspeksi, dan persetujuan struktur baja. Di Vietnam, standar nasional utama untuk struktur baja adalah TCVN 5575: 2012.

Fitur utama TCVN 5575: 2012:

• Asal:
• Diambil dari standar Rusia dengan kode SNIP II-23-81.
• Disusun oleh Institut Sains dan Teknologi Konstruksi, di bawah Kementerian Konstruksi.
• Diusulkan oleh Kementerian Konstruksi, dinilai oleh Departemen Umum Standar dan Kualitas, dan diumumkan oleh Kementerian Sains dan Teknologi.
• Kerangka hukum:
• Diakui sebagai Standar Nasional berdasarkan Klausul 1, Pasal 69 dari Undang-Undang Standar dan Peraturan Teknis.
• Juga diatur berdasarkan Poin B, Klausul 2, Pasal 7 Peraturan Pemerintah No. 127/2007/ND-CP, yang memberikan regulasi rinci tentang standar dan norma teknis.
• Aplikasi:
• Standar ini berlaku untuk struktur baja sipil dan industri tetapi tidak digunakan untuk merancang konstruksi transportasi atau irigasi seperti jembatan, jalan, pipa, atau pintu katup.
• Metode desain:
• TCVN 5575: 2012 menggunakan metode keadaan batas, yang menerapkan faktor keselamatan untuk beban, material, dan kondisi kerja.
• Fokus pada kekakuan struktural dan melarang deformasi signifikan pada bentuk struktur.
• Rumus perhitungan:
• Perhitungan kekuatan: Rumus yang digunakan adalah kekuatan yang dihitung = kekuatan standar/koin keselamatan material.
• Perhitungan beban: Rumusnya adalah dihitung sebagai beban = beban standar/faktor keselamatan beban.
• Untuk banyak beban efektif, standar ini memperkenalkan koefisien pengurangan beban simultan untuk memastikan akurasi perhitungan beban struktural.
• Regulasi khusus:
• Standar ini mencakup pedoman khusus untuk faktor-faktor seperti beban angin, koefisien aerodinamis, dan faktor lingkungan lainnya yang mempengaruhi desain struktur baja.

TCVN 5575: 2012 memiliki peran penting dalam memastikan bahwa struktur baja di Vietnam memenuhi standar keselamatan, keandalan, dan kinerja dalam proyek konstruksi sipil dan industri.

6. Aplikasi struktur baja dalam konstruksi

Struktur baja diterapkan secara luas dalam berbagai jenis proyek konstruksi, mulai dari perumahan hingga industri. Berikut ini adalah beberapa aplikasi yang paling umum.

6.1 Kerangka untuk pabrik dan gudang

Struktur baja ideal untuk pabrik dan gudang karena kapasitas beban yang sangat baik dan konstruksi yang cepat. Kerangka baja memungkinkan ruang yang luas dan terbuka yang cocok untuk produksi dan penyimpanan.

6.2 Jembatan jalan dan jembatan gantung

Struktur baja banyak digunakan dalam konstruksi jembatan jalan dan jembatan gantung karena kemampuannya untuk menahan beban berat dan bertahan dalam kondisi cuaca yang keras.

6.3 Arena olah raga, aula, atap bandara

Struktur baja memungkinkan konstruksi bangunan bentang besar, seperti arena olahraga, aula pameran, atap bandara, tanpa memerlukan kolom penyangga internal yang berlebihan, menciptakan interior yang luas dan fleksibel.

6.4 Bangunan tinggi dan menara

Bangunan tinggi dan menara sering menggunakan struktur baja untuk mengurangi berat total sambil memastikan kekuatan dan daya tahan struktur.

7. FAQ tentang struktur baja

Q1: Apakah struktur baja lebih mahal daripada konstruksi tradisional?
A: Meskipun struktur baja mungkin memiliki biaya awal yang lebih tinggi karena bahan dan tenaga kerja terampil, mereka sering kali menghasilkan penghematan jangka panjang karena waktu konstruksi yang lebih cepat, pemeliharaan yang berkurang, dan efisiensi energi.

Q2: Berapa lama bangunan baja bertahan?
A: Bangunan baja dapat bertahan sekitar 50 tahun, meskipun beberapa dapat bertahan hingga 100 tahun dengan pemeliharaan yang tepat.

Q3: Apakah konstruksi baja ramah lingkungan?
A: Ya, baja dapat didaur ulang 100% dan dapat digunakan kembali tanpa kehilangan kekuatan atau daya tahannya, menjadikannya bahan bangunan yang berkelanjutan.

Struktur baja memberikan solusi bangunan modern yang berkelanjutan dengan banyak keuntungan untuk proyek konstruksi. Dari fleksibilitas dan kapasitas beban tinggi hingga penghematan biaya, struktur baja menjadi pilihan utama bagi pemilik, kontraktor, dan arsitek. Jika Anda mencari solusi bangunan yang efisien, berkelanjutan, dan hemat biaya, struktur baja adalah pilihan ideal untuk proyek Anda.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang struktur baja dan mendapatkan harga yang mendetail, kunjungi BMB Steel – penyedia solusi struktur baja terkemuka di Vietnam.