Oleh: Kelompok 1 Dwiani Intan Kartika P. 14512001 Debby Maghfira P. 14512002 Maudina Puri H. 14512004 M. Nur Hakimuddin 14512007 Kiki Zakiyah 14512008

Baja adalah suatu bahan materialuntuk struktur yang sangat kuat. Bajamemiliki elastis untuk teganganlelehnya yang berkisar 36.000 psihingga 270.000 psi (untaian kawatbaja mutu tinggi). Material bajamempunyai berat satuan 7.850 kg/m3.Jika dibandingkan dengan materialbeton dan kayu maka material bajamerupakan material yang paling padat.

Kerampingan struktur-struktur besar yang terbuat dari baja kemudian dapat memberi

konstribusi pada desain arsitektur dari segi estetika. Struktur-struktur indah dari

material baja sering kita jumpai pada : jembatan dengan bentang yang panjang, gedung

pencakar langit yang tinggi dan ramping, ruang rapat publik yang terbuka dan

beraliran udara.

Material baja juga memungkinkan sebuah pekerjaan konstruksi menjadi lebih cepat

pada saat pelaksanaannya. Hal ini dikarenakan material baja dapat difabrikasikan

dahulu sesuai dengan bentuk yang telah dirancang sedemikian rupa di workshop atau

di pabrik (ex-situ) sebelum akhirnya dikirim ke tempat lokasi pembangunan dan

diinstall. Perakitan struktur baja di lapangan juga terbilang cukup cepat jika

dibandingkan dengan material.

Sambungan antara elemen strukturalnya bisa menggunakan sambungan baut maupun

menggunakan sambungan las, ini bisa diaplikasikan sesuai dengan kebutuhan dan

kemudahan pelaksanaanya di lapangan. Opsi-opsi pekerjaan konstruksi baja yang ada

memungkinkan bangunan dengan material baja dapat di buat sistem knockdown, yakni

dimana bangunan baja yang dibuat dapat dilepas di kemudian hari dan dipindahkan ke

lokasi lainnya.

Kekuatan tinggiSaat ini baja bisa diproduksi dengan berbagai kekuatan

yang bisa dinyatakan dengan kekuatan tegangan lelehnya (fy)atau oleh tegangan tarik batas (fu). Bahan baja walaupun darijenis yang paling rendah kekuatannya, tetap mempunyaiperbandingan kekuatan per volume lebih tinggi dibandingkandengan bahan-bahan bangunan lainnya yang umum dipakai.Hal ini memungkinkan perencana sebuah konstruksi baja bisamempunyai beban mati yang lebih kecil untuk bentang yanglebih besar, sehingga memberikan kelebihan ruangan danvolume yang dapat dimanfaatkan akibat langsingnya profil-profil yang dipakai. Kemudahan pemasangan

Semua bagian-bagian dari konstruksi baja bisadipersiapkan di workshop, sehingga satu-satunya kegiatanyang dilakukan di lapangan ialah erection structure

KeseragamanSifat-sifat dari baja, baik sebagai bahan bangunan maupun dalam bentuk

struktur terkendali dengan baik, sehingga para perencana dapat mengharapkan elemen-elemen dari konstruksi baja bisa bersifat sesuai dengan yang diduga dalam perencanaan.

DuktilitasSifat dari baja yang dapat mengalami deformasi yang besar dibawah pengaruh

tegangan tarik yang tinggi tanpa hancur atau putus disebut sifat duktilitas. Sifat inimembuat baja mampu mencegah terjadinya keruntuhan bangunan secara tiba-tiba.

Dapat di lasDalam keadaan panas (leleh) dapat digabungkan satu dengan yang lain

KekerasanDapat melawan masuknya benda lain kedalam.

Komponen-komponen strukturnya bisa digunakan lagi untuk keperluan lainnya

Komponen-komponen yang sudah tidak dapat digunakan masih mempunyai nilaiekonomis sebagai besi tua

Struktur yang dihasilkan bersifat permanen dengan cara pemeliharaan yang tidakterlalu sukar

Mudah berkarat

Diperlukan pemeliharaan berkala. Pemakaianwheathering Steel (baja yang lebih tahan karat : chromium0,3 %– 1,25%, mananase 0,6%-1,5%, copper 0,25%-0,4%)akan lebih mengurangi biaya pemeliharaan.

Ketahanan kebakaran rendah

Walaupun baja bahan yang tidak dapat terbakar,tetapi bila terjadi kebakaran, temperatur tinggi yang bisaterjadi akan mereduksi kekuatan baja secara drastis.Disamping itu baja juga penghantar panas yang baik, bajayang tidak dilengkapi dengan fire proofing dapatmengalirkan panas yang tinggi dari daerah yang terbakarkebagian lain dan dapat membakar elemen-elemen lain yangbersentuhan dengannya.

Bentuk Profil Baja

Baja merupakan campuran dari beberapa unsur:

- Besi (Fe) : ±98 %

- Karbon (C) : max 1,7 % (tegangan naik, regangankurang)

- Manganese (Mn) : max 1,65 % (kekuatan)

- Silikon (Si) : max 0,6 % (mengurangi gas)

- Tembaga (Cu) : max 0,6 % (ketahanan terhadap karat)

- Phosfor (P) dan belerang (S) : (kurang keuletan)

Sifat baja bergantung kepada kadar carbon, semakin bertambah kadarcarbonnya maka tegangannya akan naik tetapi regangannya semakinmenurun sehingga baja bersifat keras tetapi getas.

Adanya phospor (P) dan belerang (S) juga menyebabkan berkurangnyakeuletan (getas)

Tembaga (Cu) mempunyai pengaruh baik terhadap ketahanan korosi

Silikon (Si) digunakan untuk mengurangi gas pada leburan logam

Manganese (Mn) juga menambah kekuatan baja

Baja yang biasa digunakan untuk keperluan struktur adalah dari jenis :

- Baja Karbon (fy = 210 – 250 MPa)

- Baja karbon rendah : sekitar 0,15 %

- Baja karbon sedang : 0.15 % - 0,29 % (umum untuk struktur bangunan

misalnya BJ 37)

- Baja karbon medium : 0,3 % - 0,5 %

- Baja karbon tinggi : 0,6 % - 1,7 %

Baja karbon memiliki titik peralihan leleh yang tegas, peningkatan kadar karbon akan meningkatkan kuat

leleh tapi mengurangi daktilitas dan menyulitkan proses pengelasan

Baja Mutu Tinggi (fy = 275 – 480 MPa)

Menunjukkan titik peralihan leleh yang tegas

Didapat dengan menambahkan unsur aloi (chromium, nickel, vanadium, dll) kedalam baja karbon

untuk mendapatkan bentuk mikrostruktur yang lebih halus

Baja Aloi (fy = 550 – 760 MPa)

Tidak menunjukkan titik peralihan leleh yang tegas

Titik peralihan leleh ditentukan menggunakan metode tangen 2 ‰ atau metode regangan 5 ‰

Beberapa cara untuk menanggulangi besiatau logam lain agar tahan dari prosesperkaratan :

1. Melapisi besi atau logam lainnya dengan catkhusus besi yang banyak dijual di toko-tokobahan bangunan.

2. Membuat logam dengan campuran yangserba sama atau homogen ketika pembuatanatau produksi besi atau logam lainnya dipabrik.

3. Pada permukaan logam diberi oli atauvaselin

4. Menghubungkan dengan logam aktif sepertimagnesium / Mg melaui kawat agar yangberkarat adalah magnesiumnya. Hal ini banyakdilakukan untuk mencegah berkarat pada tianglistrik besi atau baja. Mg ditanam tidak jauh daritiang listrik.

5. Melakukan proses galvanisasi dengan caramelapisi logam besi dengan seng tipis atau timahyang terletak di sebelah kiri deret volta.

6. Melakukan proses elektro kimia dengan jalanmemberi lapisan timah seperti yang biasadilakukan pada kaleng.

Baja adalah suatu jenis bahan bangunan yang berdasarkan pertimbangan ekonomi,sifat, dankekuatannya, cocok untuk pemikul beban. Olehkarena itu baja banyak dipakaisebagai bahanstruktur.

Misalnya untuk rangka utama bangunan bertingkatsebagai kolom dan balok, sistem penyangga atapdengan bentangan panjang seperti gedungolahraga,hanggar, menara antena, jembatan, penahan tanah, fondasi tiang pancang, bangunan pelabuhan, struktur lepas pantai, dinding perkuatan pada reklamasi pantai, tangki-tangkiminyak, pipa penyaluran minyak, air, ataugas.

1. Batang struktur dari baja mempunyai ukuran tampangyang lebih kecil daripada batangstruktur dengan bahanlain, karena kekuatan baja jauh lebih tinggi daripadabeton maupunkayu. Kekuatan yang tinggi ini terdistribusisecara merata. The Kozai Club (1983)menyatakankekuatan baja bervariasi dari 300 Mpa sampai 2000 MpaKekuatan yang tinggi ini mengakibatkan struktur yang

terbuat dari baja lebih ringan daripada struktur denganbahan lain. Dengan demikian kebutuhan fondasi jugalebih kecil.

2. Baja mempunyai sifat mudah dibentuk.Struktur dari baja dapat dibongkar untuk

kemudiandipasang kembali, sehingga elemen strukturbaja dapat dipakai berulang-ulang dalam berbagaibentuk.

3. Fabrikasi struktur baja dapat dilakukan dibengkel-bengkel maupun pabrikdenganmesin-mesin yang cukup terkendalimemakai komputer, sehingga akurasi dankecepatan produksi yang baik dapat dicapai.Hal ini memberi keuntungan waktu pelaksanaan bangunan menjadi singkat.

4. Pengangkutan elemen-elemen struktur baja dari bengkel ke lokasipembangunan mudah dilakukan. Sangatjarang dijumpai kerusakan elemenstruktur baja sebagai akibat pengangkutan.

1. Terjadinya korosi, yang dapat memperlemahstruktur, mengurangi keindahan bangunan, danmemerlukan biaya perawatan cukup besar secaraperiodik.

Matsushima dan Tamada (1989) menyatakanbahwa pemeliharaan jembatandengan pengecatan setiap 5 tahun akan memakan biaya 10 persen dari harga bangunan. Hal ini berarti bahwa biaya 50 tahun pemeliharaan akan sama dengan biaya pembuatan jembatan baru.

2. Pada temperatur tinggikekuatan baja sangat rendah. Sehingga pada saat terjadikebakaran bangunan dapat runtuh sekalipuntegangan yang terjadi hanya rendah.

3. Karena kekuatan baja sangat tinggi, makabanyak dijumpai batang-batang strukturyang langsing. Oleh karena itu bahayatekuk (buckling) mudah terjadi.

1. Paku Keling

Paku keling adalah suatu alat sambungkonstruksi baja yang terbuat dari

batang baja berpenampang bulat

2. Baut

Baut adalah alat sambung dengan batangbulat dan berulir, salah satu

ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk kepala segi enam ) dan

ujung lainnya dipasang mur/pengunci.

Baut dapat digunakan untuk membuat

konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan

sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali.

Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunanpada umumnya ulir segi tiga

(ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai bautpengikat. Sedangkan bentuk

ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut penggerak atau

pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alatpermesinan yang lain

Ada 2 jenis baut :

• Baut HitamYaitu baut dari baja lunak ( St-34 ) banyak

dipakai untuk konstruksi ringan / sedangmisalnya bangunan gedung, diameter lubangdan diameter batang baut memiliki

kelonggaran 1 mm.

• Baut Pass Yaitu baut dari baja mutu tinggi ( ‡ St-42 )

dipakai untuk konstruksi berat atau bebanbertukar seperti jembatan jalan raya, diameter lubang dan diameter batang baut relatif pass yaitukelonggaran £ 0,1 mm.

Paku Keling Baut

3. LasMenyambung baja dengan las adalah

menyambung dengan cara memanaskan bajahingga mencapai suhu lumer (meleleh) denganataupun tanpa bahan pengisi, yang kemudiansetelah dingin akan menyatu dengan baik.

Untuk menyambung baja bangunan kitamengenal 2 jenis las yaitu :

1) Las Karbid ( Las OTOGEN ) Yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar

dari gas oksigen (zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja las inihanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan ataukonstruksi sekunder, seperti ; pagar besi, teralis dan sebagainya.

2) Las Listrik ( Las LUMER )

Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua buah kabel, satu kabeldihubungkan dengan penjepit benda kerja dan satukabel yang lain dihubungkan dengan tang penjepitbatang las / elektrode las.

Jika elektrode las tersebut didekatkan pada bendakerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panasyang dapat melelehkan baja ,dan elektrode (batanglas) tersebut juga ikut melebur ujungnya yang sekaligus menjadi pengisi pada celah sambunganlas.

Karena elektrode / batang las ikut melebur makalama-lama habis dan harus diganti denganelektrode yang lain. Dalam perdagangan elektrode/ batang las terdapat berbagai ukuran diameter yaitu 21/2 mm, 31/4 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm.

Untuk konstruksi baja yang bersifat strukturil(memikul beban konstruksi) maka sambungan lastidak diijinkan menggunakan las Otogen, tetapiharus dikerjakan dengan las listrik dan harusdikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional.

1) Pertemuan baja pada sambungan dapatmelumer bersama elektrode lasdan menyatu dengan lebih kokoh (lebihsempurna).

2) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebihrapi.

3) Konstruksi baja dengan sambungan lasmemiliki berat lebih ringan. Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang denganpaku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari beratkonstruksi.

Sebenarnya, diperlukan waktu 17tahun untuk mewujudkan jembatanini. Karena sketsa awal jembatandibuat tahun 1987. Chiracmengatakan pembangun jembatan inimerupakan keajaiban dan menjadilambang kemajuan teknik sipilPerancis, sekaligus simbol ke-modern-an Perancis. Dan ini memangbenar. Pembangunan jembatan inimemiliki faktor kesulitan sangattinggi. Yaitu berupa struktur tanahyang tidak rata karena berada diwilayah pegunungan, faktor cuacayang selalu berubah, dan, utamanya,ketinggian jembatan yang luar biasa.Geladak selebar 27.35 meterdisorong ke tujuh pilar penopangjembatan dengan menggunakansistem hidrolik.

Sistem ini disediakan oleh Enerpac, sebuah perusahaan multinasionalAmerika yang memiliki specialisasi dalam bidang Hydraulic SystemIntegration. Pembuatan jembatan ini memang menuntut tingkat akurasidan kecermatan yang luar biasa presis. Kesalahan letak atau ukur satusentimeter saja bisa berakibat fatal. Tidak heran, arsitek kondang CecilBalmond mengategorikan Millau sebagai salah satu dari sepuluhbangunan berkonstruksi paling menakjubkan sepanjang masa. Desainnyayang berani membutuhkan teknik penghitungan tersendiri karenaberisiko tinggi. Tahun 2006, jembatan indah ini menerima OutstandingStructure Award dari IABSE (International Association for Bridge andStructural Engineering). Dan dibuka secara resmi 14 Desember 2004.

Untuk pengefektifan waktu,element konstruksi atas (untuk jalur kendaraan )dilakukan fabrikasisebelumnya. Dan karenakonstruksi pelat dari betonternyata lebih berat 10 kali,konstruksi dari bajamerupakan pilihan yang lebihmenguntungkan. Konstruksipelat baja ini mempunyaiberat “hanya” 36.000 ton,dan jika elemen-elemen pelatini dibentangkan, akandiperoleh panjang sekitar1.000 km.

Dan pada proses pengerjaan pelat baja yang sungguh luar biasabesarnya ini, dibutuhkan alat bantuan berupa robot pengelasdan pengerjaannya pun harus dilakukan secara teliti hinggasatuan milimeter.

Keajaiban struktur sarang lebahmenginspirasi manusia untukmengaplikasikan karya arsitekturalam tersebut ke dalam berbagaikarya, seperti salah satunyasebuah gedung di Cina.

Gedung yang dimaksud bernamaSinosteel International Plaza (SIP),terletak di Tianjin--kota terbesarke-3 di Cina daratan. Gedungsetinggi 1174 kaki (setara 358meter) ini disebut-sebut sebagaisarang lebah raksasa buatanmanusia.Tim arsitek yang dikepalai Ma Yansong dan Qun Dang inimerancang agar SIP dapat berdiri kokoh tanpa rangkakonvensional--rangka dalam layaknya bentuk bangunan yanglazim.

Jadi hanya menggunakan rangkaluar saja yang meniru bentuksarang lebah. Artinya, seluruhbobot dari menara tersebutdibebankan pada rangka luarnyasaja (konstruksi kaki-kakinyaterdapat pada lapisan luar yangmenyerupai bentuk saranglebah).

Kelebihan lainnya dari menara sarang lebah ini adalah terletakpada pengunaan ruang beserta efeknya terhadap angin sertacahaya matahari yang begitu sangat optimal.

Menurut Ma Yansong, ruangan di dalam SIP akan tetap hangatmeski suhu di luar sedang dingin, dan sebaliknya tetap sejuksaat suhu di luar panas. Keren, kan...

Selain sangat kuat, bentukmenara sarang lebah ini memilikidesain yang indah dipandangbaik dari dalam bangunanmaupun dari luar ruangan.

Bangunan ini menggunakan 16buah truss colom yang berfungsisebagai kolom-kolom penyanggautama. Setiap kolom 3D inidibentuk secara pre-fabrikasi daribaja jenis HSS (Hollow StructuralSteel) kelas high-strength dengan128 titik kontak sambungan las.

Di kiri-kanan struktur utama pun lalu terjalin konstruksi berbagaibalok baja silang-menyilang melengkapi balok 3D girders yangmemang ditata berpasang-pasangan diantara setiap pasangan kolomutama. Untuk penutup atapnya menggunakan panel transparan ETFE.Beijing National Stadium dibangun dengan biaya 423 juta dollar AS.Pertama kali diperkenalkan pada Olimpiade Beijing 2008 lalu. Inimerupakan Stadion terbesar di dunia dengan memakai struktur baja.

Beijing National Stadium atau biasadisebut Bird’s Nest (sarang Burung)merupakan stadion fenomenaldengan arsitektur yang paling rumitdan unik. Berkapasitas 80.000tempat duduk, diresmikanmenjelang Olimpiade Beijing 2008.Desainnya merupakan hasil darisayembara yang diadakan padaTahun 2002. Desain bangunan initerinspirasi dari bentukkan sarangburung ditengah alam, dalam polayang terlihat acak.

Keunikan struktur dapat terlaksana karena bantuan dari sistemmodularitas pada bagian elemen strukturnya. Beijing NationalStadium mempunyai bentuk elips yang terdiri dari konstruksi bajayang mendukung terbentuknya fasade menyerupai sarang burung.Konstruksi baja bukan saja digunakan sebagai elemen arsitekturyang membentuk bangunan, namun juga merupakan suatu sistemstruktur. Ukuran bentang bangunan ini adalah 335m untukpanjang, 284m untuk lebar dan 69m untuk tinggi.

Arsitek : IM PeiLokasi : Paris PerancisWaktu Pembuatan : 1983-1989Sistem konstruksi : Struktur kaca,baja dan kabel

Proporsi dan komposisi mengikuti piramid Cheops yangdibangun tahun 2500 SM. Sudutnya 51 derajat, tinggi 21 meterdan panjang sisi alas 35 meter. Kalau aslinya di Mesir dari batu,berat dan masif, di Louvre bahannya dari kaca transparan yangringan. Terdiri 603 segmen kaca berbentuk belah ketupat dan 70segmen kaca berbentuk segitiga. Di tiga sisi piramid Louvre, adakolam air mancur berbentuk geometris segitiga mengikuti denahpiramid, plus 3 piramid mungil dari kaca.

Piramid dibangun dengan sistim struktur ruangdengan konstruksi rangka metal berbentukbelah ketupat dilengkapi kabel metal untukmenyalurkan gaya tarik. Pencahayaan alamimenembus segmen kaca masuk ke hall utama.Mezzanine di bawahnya bisa dicapai langsungdari stasiun kereta bawah tanah. Hall menjadiruang penerima yang mengantarkan pengunjungke ruang koleksi di sebelah utara, selatan dantimur museum. Di ruang bawah tanah yangdiatapi beton pelataran tersedia lobby, butik,toko, ruang konferensi, kantor dan fasilitaspendukung lainnya.

Referensi

• http://prestylarasati.wordpress.com/2007/07/17/pyramid-du-louvre/• http://anisavitri.wordpress.com/2009/05/12/kontras-memikat-i-m-pei/• http://richoktavian.blogspot.com/2012_01_01_archive.html• http://edupaint.com/jelajah/arsitektur-manca-negara/6412-struktur-kontruksi-bangunan-beijing-national-stadium.html• http://idtravelicious.wordpress.com/2013/05/16/stadion-sarang-burung-nasional-beijing/• http://librosantropologiamedica.blogspot.com/2013/06/15-stadion-olahraga-dengan-arsitektur.html•

http://www.htmlpublish.com/newTestDocStorage/DocStorage/7ff669debdfe450dbecc3d49076f09e7/STRUKTUR-BAJA-2_Material.rtf