Konstruksi Baja

Baja merupakan salah satu material struktur selain beton yang sudah sangat  banyak diaplikasikan dalam kehidupan manusia. Dalam mendisain struktur baja, dewasa ini dipergunakan dua filosofi desain yaitu : desain tegangan kerja, yang diacu oleh American Institute of Steel Construction (AISC) sebagai Allowable Stress Design(ASD) yang telah menjadi filosofi utama selama 100 tahun terakhir.dan desain keadaan batas yang diacu oleh AISC sebagai Load and Resistance Factor Design (LRFD). Selama kurang lebih 20 tahun ini, desain struktural telah bergeser menuju prosedur desain yang lebih rasional dan berdasarkan pada probabilitas yang disebut sebagai desain “keadaan batas” (limit sates).  Metoda keadaan batas meliputi metode-metode yang umumnya disebut sebagai “desain kekuatan ultimit” (ultimate strength design), “desain kekuatan” (strength design), “desain plastik” (plastic design), “desain faktor beban” (load factor design), “desain batas” (limit design), dan sekarang “desain faktor resistensi dan beban (LRFD).

Struktur dan batang-batang struktur harus memiliki kekuatan dan ketahanan yang cukup, sehingga dapat berfungsi selama umur layanan. Desain harus menyediakan cadangan kekuatan yang diperlukan untuk menanggung beban layanan, terutama terhadap kemungkinan kelebihan beban. Kelebihan beban dapat terjadi akibat perubahan fungsi struktur, terlalu rendahnya taksiran atas efek-efek beban karena penyederhanaan yang berlebihan dalam analisis srtukturalnya, atau akibat variasi-variasi dalam prosedur konstruksinya. Disamping itu harus ada cadangan terhadap kemungkinan mutu kekuatan material yang lebih rendah. Penyimpangan dalam dimensi batang, meskipun dalam batas toleransi yang masih dapat diterima, dapat mengakibatkan suatu batang memiliki kekuatan yang lebih rendah ketimbang yang telah diperhitungkan. Material (baja untuk elemen batang, baut dan las) mungkin saja memiliki kekuatan yang lebih kecil daripada yang digunakan dalam perhitungan desain. Suatu profil baja mungkin saja memiliki tegangan leleh dibawah harga minimum yang dispesifikasikan namun masih berada dalam batas-batas yang secara statistik masih dapat diterima.

Apapun filosofinya, desain struktural harus memberikan keamanan yang cukup, baik terhadap kemungkinan kelebihan beban (overload) atau kekurangan kekuatan (understrength). Selama tiga puluh tahun terakhir ini, telah berkembang studi mengenai unsur-unsur yang menentukan keamanan struktural. Dorongan yang utama berasal dari keinginan untuk menyelidiki kemungkinan terjadinya “kegagalan” pada batang, penyambung, atau sistem dengan menggunakan berbagai metode probabilitas.

Namun istilah “keadaan batas” lebih disukai ketimbang “kegagalan”. Keadaan batas berarti “kondisi-kondisi dimana suatu struktur berhenti memenuhi fungsi yang diharapkan darinya”. Keadaan batas pada umumnya dibagi menjadi dua kategori yaitu pertama kekuatan (strength) : merupakan fenomena-fenomena prilaku pada saat mencapai kekuatan daktail maksimum, tekukan, fatig, retakan, dan geseran, kedua kemampuan layanan (serviceability), menyangkut penggunaan bangunan, misalnya karena adanya defleksi, vibrasi, deformasi permanen dan rekahan.

Beban-beban yang bekerja maupun resistensi struktur terhadap beban merupakan variabel-variabel yang harus diperhitungkan. Pada umumnya hampir mustahil untuk melakukan analisis menyeluruh terhadap semua ketidakpastian yang mungkin akan mempengaruhi pencapaian “keadaan batas”.

Secara umum persamaan untuk persyaratan keamanan dapat ditulis sebagai berikut :

fRn > SgiQi

dimana :

fR_n = resistensi (kekuatan) dari komponen atau sistem. Harga nominal R_n dikalikan dengan faktor resistensi (reduksi kekuatan) f, untuk menda-patkan kekuatan desain, disebut kekuatan / resistensi yang dapat digunakan. Rn dapat berupa Momen Nominal M_n, atau Aksial Nominal N_n.

 Sg_iQ_i =  beban yang diharapkan akan ditanggung. Q_i merupakan berbagai efek  beban seperti beban mati, beban hidup, beban gempa dan sebagainya dikalikan dengan faktor-faktor kelebihan beban g_i untuk mendapatkan Sg_iQ_idari beban-beban terfaktor. Juga dapat diartikan seagai gaya-gaya dalam M_u dan N_u akibat pembebanan yang ada.







cr: https://sites.google.com/site/kisaranteknik/assignments/konstruksi-baja





VIDEO: Konstruksi Baja

Konstruksi Beton

Konstruksi Beton merupakan konstruksi dengan bahan dari beton yang terdiri dari semen (umum Portland semen ) dan bahan semen lain seperti fly ash dan semen terak , agregat (agregat kasar umumnya terbuat dari batu kerikil atau dihancurkan seperti kapur , atau batu granit , ditambah agregat halus seperti pasir ), air , dan kimia pencampuran.

 Beton mengeras dan mengeras setelah pencampuran dengan air dan penempatan karena proses kimia yang dikenal sebagai hidrasi.   Air bereaksi dengan semen, yang obligasi komponen lainnya bersama-sama, akhirnya membuat bahan batu-seperti. Beton digunakan untuk membuat trotoar , pipa, struktur arsitektur, jalan raya / jalan , jembatan / jalan layang , parkir struktur, bata / blok dinding dan pondasi untuk pintu gerbang, pagar dan tiang .

Beton digunakan lebih dari setiap material buatan manusia lain di dunia. Pada 2006, sekitar 7,5 kilometer kubik beton yang dibuat setiap tahun lebih dari satu meter kubik untuk setiap orang di Bumi

Aditif

Beton aditif telah digunakan sejak zaman Romawi dan Mesir, ketika ditemukan bahwa abu vulkanik menambah campuran diizinkan untuk ditetapkan dalam air. Demikian pula, Roma tahu bahwa menambahkan rambut kuda untuk membuat beton lebih kuat dan keras, dan menambahkan darah beku membuatnya lebih tahan.

Baru-baru ini, penggunaan bahan daur ulang sebagai bahan beton telah mendapatkan popularitas karena undang-undang lingkungan hidup yang semakin ketat.  Penambahan bahan yang paling mencolok ini adalah abu terbang , produk sampingan dari batubara. . Hal ini secara signifikan mengurangi jumlah penggalian dan ruang (rongga) yang diperlukan, dan,karena bertindak sebagai pengganti semen, mengurangi jumlah semen yang dibutuhkan.

Di zaman modern, para peneliti telah bereksperimen dengan penambahan bahan lain untuk membuat beton dengan sifat baik, seperti kekuatan yang lebih tinggi. 

AIR

Menggabungkan air dengan bahan semen bentuk pasta semen dengan proses hidrasi.  The perekat pasta semen agregat bersama, mengisi rongga di dalamnya, dan memungkinkan lebih bebas mengalir.

 Kurang air dalam pasta semen akan menghasilkan lebih kuat, lebih tahan lama beton; lebih banyak air akan memberikan lebih bebas mengalir beton dengan tinggi merosot.  air kotor digunakan untuk membuat beton dapat menyebabkan masalah ketika mengatur atau dalam menyebabkan kegagalan prematur struktur.  Sebagai reaksi melanjutkan, produk dari proses hidrasi semen secara bertahap obligasi bersama-sama pasir dan kerikil partikel individu, dan komponen lain dari beton, untuk membentuk suatu massa padat.

Tulangan

 Beton kuat di kompresi , sebagai agregat secara efisien membawa beban kompresi. Namun, lemah dalam ketegangan sebagai holding semen agregat di tempat yang dapat retak, yang memungkinkan struktur gagal. beton bertulang memecahkan masalah ini dengan menambahkan baik baja memperkuat bar , serat baja, serat gelas, atau serat plastik untuk membawa beban tarik.

Pencampuran Kimia

 Kimia pencampuran adalah bahan dalam bentuk bubuk atau cairan yang ditambahkan ke beton untuk memberikan karakteristik tertentu yang tidak mungkin diperoleh dengan campuran beton polos. Dalam penggunaan normal, dosis campuran kurang dari 5% massa semen, dan ditambahkan ke beton pada saat batching / pencampuran. Jenis umum pencampuran adalah sebagai berikut.

• Akselerator mempercepat hidrasi (pengerasan) dari beton. Bahan umum digunakan adalah CaCl ₂ dan NaCl . Namun, penggunaan klorida dapat menyebabkan korosi pada baja tulangan dan dilarang di beberapa negara.
• Retarder memperlambat hidrasi beton, dan digunakan dalam besar atau sulit menuangkan mana pengaturan parsial sebelum menuangkan selesai tidak diinginkan.  
• Air entrainments adalah menambah gelembung udara kecil di beton, yang akan mengurangi kerusakan selama siklus sehingga meningkatkan daya tahan beton itu. Air Entrrainments  adalah mengakibatkan penurunan kekuatan, karena setiap 1% dari udara yang dapat menyebabkan penurunan 5% pada kuat tekan.
• Plasticizers /superplasticizers (water-reducing admixtures) (mengurangi air dalam campuran) meningkatkan workability dari plastik atau "segar" beton, sehingga memungkinkannya ditempatkan lebih mudah, dengan kurang konsolidasi usaha. Atau, plastisizer dapat digunakan untuk mengurangi kadar air beton (dan telah disebut reduksi air karena aplikasi ini) dengan tetap mempertahankan kinerja pengerjaan. Superplasticizers (mengurangi pencampuran) adalah kelas plastisizer yang memiliki lebih sedikit efek buruk bila digunakan untuk secara signifikan meningkatkan kinerja pengerjaan. 
• Pigments dapat digunakan untuk mengubah warna beton, untuk estetika.
• Corrosion inhibitors idigunakan untuk meminimalkan korosi baja dan baja dalam beton.
• Bonding agents digunakan untuk membuat ikatan antara beton lama dan baru.
• Pumping aids improve pumpability. Memompa bantu meningkatkan pumpability, menebal paste, dan mengurangi pemisahan dan pendarahan

Mineral pencampur semen

Ada bahan anorganik yang juga memiliki pozzolanat laten atau sifat hidrolik. Ini sangat halus bahan-bahan yang ditambahkan pada campuran beton untuk memperbaiki sifat beton (pencampuran mineral), atau sebagai pengganti semen Portland (semen campuran).

• Fly ash : A dengan produk batubara pembangkit listrik , digunakan untuk menggantikan sebagian semen Portland (hingga 60% oleh massa). Secara umum, fly ash silicious adalah pozzolanat , sementara gampingan abu terbang mempunyai sifat hidrolik laten. ^[16]
• Ground granulated blast furnace slag (GGBFS or GGBS): Ground terak butiran blast furnace (GGBFS atau GGBS): Sebuah produk sampingan dari baja produksi digunakan untuk menggantikan sebagian semen Portland (hingga 80% oleh massa).  Ini telah laten sifat hidrolik.
• Silica fume : Sebuah produk sampingan dari produksi silicon dan ferrosilicon alloys. Silica fume mirip dengan fly ash, namun memiliki ukuran partikel 100 kali lebih kecil. Hal ini menghasilkan permukaan yang lebih tinggi untuk perbandingan volume dan jauh lebih cepat pozzolanat reaksi. Silica fume digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanan beton, tetapi umumnya membutuhkan penggunaan superplasticizers untuk dikerjakan.
• High reactivity Metakaolin (HRM): Metakaolin menghasilkan beton dengan kekuatan dan ketahanan yang mirip dengan beton dibuat dengan silica fume.  Sementara silika biasanya gelap abu-abu atau warna hitam, metakaolin reaktivitas tinggi biasanya berwarna putih cerah, membuat pilihan yang lebih disukai untuk beton arsitektural dimana penampilan adalah penting.

Produksi Beton
Proses yang digunakan bervariasi secara dramatis, dari perkakas tangan sampai  industri berat, tapi hasil beton yang baik dengan kualitas yang baik sangat mentetukan bentuk akhir, berbagai faktor teknologi mungkin terjadi selama produksi elemen beton dan pengaruh mereka untuk karakteristik dasar mungkin berbeda.
Ketika awalnya dicampur bersama, semen Portland dan air cepat membentuk gel , Ini terus bereaksi dari waktu ke waktu, dengan cairan gel awalnya sering membantu dalam penempatan dengan meningkatkan kinerja pengerjaan.Beton sebagai penggabungan beberapa bahan yang menjadi gel, akan membentuk struktur yang kaku, dan perekatan partikel agregat pada saat pengecoran. Selama pengerasan, lebih banyak semen bereaksi dengan air sisa ( hidrasi ).Di antara sifat-sifat lainnya beton memiliki sifat, kekuatan mekanik , permeabilitas rendah kelembaban dan stabilitas volumetrik.

Proses Pencampuran Beton

Pencampuran yang menyeluruh sangat penting untuk produksi seragam, beton kualitas tinggi. Oleh karena itu, peralatan dan metode yang sebaiknya mampu secara efektif pencampuran bahan beton yang mengandung agregat tertentu untuk menghasilkan campuran terbesar seragam serta praktis untuk pekerjaan.

 Pencampuran Semen dan Air terlebih daluhu sebelum dicampurkan dengan  agregat dapat meningkatkan kuat tekan beton yang dihasilkan.  pada umumnya dicampur dengan kecepatan tinggi (concrete mixer) kada air semen dari 0,30-0,45 oleh massa. Sebelum pencampuran pasta semen mungkin harus dicampur dengan bahan aadditif seperti akselerator atau retarder, plastisizer, pigmen , atau silica fume  Pasta premixed kemudian dicampur dengan agregat dan air yang tersisa batch, dan pencampuran akhir ini selesai pada peralatan pencampuran beton konvensional.

 

cr: https://sites.google.com/site/kisaranteknik/assignments/konstruksi-beton

VIDEO: Rumus Percampuran Konstruksi Beton Bertulang

Struktur dan Konstruksi Bangunan

Konstruksi merupakan suatu kegiatan membangun sarana maupun prasarana. Dalam sebuah bidang arsitektur atau teknik sipil, sebuah konstruksi juga dikenal sebagai bangunan atau satuan infrastruktur pada sebuah area atau pada beberapa area. Secara ringkas konstruksi didefinisikan sebagai objek keseluruhan bangun(an) yang terdiri dari bagian-bagian struktur. Misal, Konstruksi Struktur Bangunan adalah bentuk/bangun secara keseluruhan dari struktur bangunan. contoh lain: Konstruksi Jalan Raya, Konstruksi Jembatan, Konstruksi Kapal, dan lain lain.
Konstruksi dapat juga didefinisikan sebagai susunan (model, tata letak) suatu bangunan (jembatan, rumah, dan lain sebagainya)^. Walaupun kegiatan konstruksi dikenal sebagai satu pekerjaan, tetapi dalam kenyataannya konstruksi merupakan satuan kegiatan yang terdiri dari beberapa pekerjaan lain yang berbeda.
Pada umumnya kegiatan konstruksi diawasi oleh manajer proyek, insinyur disain, atau arsitek proyek. Orang-orang ini bekerja di dalam kantor, sedangkan pengawasan lapangan biasanya diserahkan kepada mandor proyek yang mengawasi buruh bangunan, tukang kayu, dan ahli bangunan lainnya untuk menyelesaikan fisik sebuah konstruksi.
Untuk keberhasilan pelaksanaan proyek konstruksi, perencanaan yang efektif sangatlah penting. Hal ini terkait dengan rancang-bangun (desain dan pelaksanaan) infrastruktur yang mempertimbangkan mengenai dampak pada lingkungan / AMDAL, metode penentukan besarnya biaya yang diperlukan / anggaran, disertai dengan jadwal perencanaan yang baik,keselamatan lingkungan kerja, ketersediaan material bangunan, logistik, ketidaknyamanan publik terkait dengan yang disebabkan oleh keterlambatan persiapan tender dan penawaran, dll.

Sebuah konstruksi dibuat dengan ukuran-ukuran fisik tertentu haruslah mampu menahan gaya-gaya yang bekerja dan  konstruksi tersebut harus kokoh sehingga tidak hancur dan rusak. Konstruksi dikatakan kokoh apabila konstruksi tersebut dalam keadaan stabil , kestabilan tersebut akan terjadi bila gaya-gaya yang bekerja pada konstruksi dalam arah vertical dan horizontal saling menghilangkan atau sama dengan nol, demikian dengan momen-momen yg bekerja pada konstruksi tersebut pada setiap titik kumpul  saling menghilangkan ata sama dengan nol.

 Analisis struktur merupakan ilmu untuk menentukan efek dari beban pada struktur fisik dan komponennya. Adapun cabang pemakaiannya meliputi analisis bangunan, jembatan, perkakas, mesin, tanah, dll. Analisis struktur menggabungkan bidang mekanika teknik, teknik material dan matematika teknik untuk menghitung deformasi struktur, kekuatan internal, tekanan, reaksi tumpuan, percepatan, dan stabilitas. Hasil analisis tersebut digunakan untuk memverifikasi kekuatan struktur yang akan maupun telah dibangun. Dengan demikian analisis struktur merupakan bagian penting dari desain rekayasa struktur.
Analisa struktur adalah ilmu yang paling utama untuk untuk diketahui dan dipahami oleh para engineer, insinyur ataupun mahasiswa teknik sipil. Di perkuliahan sendiri ilmu ini sudah diperkenalkan pada semester pertama, mereka termasuk saya sendiri yang mengambil strata 1, ada materi analisa struktur, mulai dari analisa struktur 1, 2, 3 dan 4 yang harus dikuasai…
Sangat penting bagi insinyur ataupun mahasiswa teknik sipil untuk mengklasifikasi struktur baik bentuk maupun fungsi dengan mengenali berbagai elemen yang menyusun struktur tersebut.

Pengertian Teknik Sipil dan Cabang-cabangnya

Teknik sipil adalah salah satu cabang ilmu teknik yang mempelajari tentang bagaimana merancang, membangun, merenovasi tidak hanya gedungdan infrastruktur, tetapi juga mencakup lingkungan untuk kemaslahatan hidup manusia.

Teknik sipil mempunyai ruang lingkup yang luas, di dalamnya pengetahuan matematika, fisika, kimia, biologi, geologi, lingkungan hingga komputermempunyai peranannya masing-masing. Teknik sipil dikembangkan sejalan dengan tingkat kebutuhan manusia dan pergerakannya, hingga bisa dikatakan ilmu ini bisa mengubah sebuah hutan menjadi kota besar.

Cabang-cabang ilmu teknik sipil

• Struktural: Cabang yang mempelajari masalah struktural dari materi yang digunakan untuk pembangunan. Sebuah bentuk bangunan mungkin dibuat dari beberapa pilihan jenis material seperti baja, beton, kayu, kaca atau bahan lainnya. Setiap bahan tersebut mempunyai karakteristik masing-masing. Ilmu bidang struktural mempelajari sifat-sifat material itu sehingga pada akhirnya dapat dipilih material mana yang cocok untuk jenis bangunan tersebut. Dalam bidang ini dipelajari lebih mendalam hal yang berkaitan dengan perencanaan struktur bangunan, jalan, jembatan,terowongan dari pembangunan pondasi hingga bangunan siap digunakan.

• Geoteknik: Cabang yang mempelajari struktur dan sifat berbagai macam tanah dan batuan dalam menopang suatu bangunan yang akan berdiri di atasnya. Cakupannya dapat berupa investigasi lapangan yang merupakan penyelidikan keadaan-keadaan tanah suatu daerah, penyelidikan laboratorium serta perencanaan konstruksi tanah dan batuan, seperti: timbunan (embankment), galian (excavation), terowongan tanah lunak (soft soil tunnel), terowongan batuan (rock/mountain tunnel), bendungan tanah/batuan (earth dam, rock fill dam), dan lain-lain.

• Manajemen Konstruksi: Cabang yang mempelajari masalah dalam proyek konstruksi yang berkaitan dengan ekonomi, penjadwalan pekerjaan, pengembalian modal, biaya proyek, semua hal yang berkaitan dengan hukum dan perizinan bangunan hingga pengorganisasian pekerjaan di lapangan sehingga diharapkan bangunan tersebut selesai tepat waktu.

• Hidrologi: Cabang yang mempelajari air, distribusi, pengendalian dan permasalahannya. Mencakup bidang ini antara lain cabang ilmu hidrologi air (berkenaan dengan cuaca, curah hujan, debit air sebuah sungai dsb), hidrolika (sifat material air, tekanan air, gaya dorong air dsb) dan bangunan air seperti pelabuhan, irigasi, waduk/bendungan(dam), kanal.

• Teknik Lingkungan: Cabang yang mempelajari permasalahan-permasalahan dan isu lingkungan. Mencakup bidang ini antara lain penyediaan sarana dan prasarana air besih, pengelolaan limbah dan air kotor, pencemaran sungai, polusi suara dan udara hingga teknik penyehatan.

• Transportasi: Cabang yang mempelajari mengenai sistem transportasi dalam perencanaan dan pelaksanaannya. Mencakup bidang ini antara lain konstruksi dan pengaturan jalan raya, konstruksi bandar udara, terminal, stasiun dan manajemennya.

• Informatika Teknik Sipil: Cabang baru yang mempelajari penerapan Komputer untuk perhitungan/pemodelan sebuah sistem dalam proyek Pembangunan atau Penelitian. Mencakup bidang ini antara lain dicontohkan berupa pemodelan Struktur Bangunan (Struktural dari Materi atau CAD), pemodelan pergerakan air tanah atau limbah, pemodelan lingkungan dengan Teknologi GIS (Geographic information system).

Keluasan cabang dari teknik sipil ini membuatnya sangat fleksibel di dalam dunia kerja. Profesi yang didapat dari seorang ahli bidang ini antara lain: perancangan/pelaksana pembangunan/pemeliharaan prasarana jalan, jembatan, terowongan, gedung, bandar udara, lalu lintas (darat, laut, udara), sistem jaringan kanal, drainase, irigasi, perumahan, gedung, minimalisasi kerugian gempa, perlindungan lingkungan, penyediaan air bersih, survey lahan, konsep finansial dari proyek, manajemen projek dsb. Semua aspek kehidupan tercangkup dalam muatan ilmu teknik sipil.

Perbedaan dari arsitek, terletak pada posisi ahli teknik sipil dalam sebuah proyek. Arsitek menyumbangkan rancangan, ide, kemungkinan pelaksanaan pembangunan di atas kertas. Hasil rancangan tersebut diserahkan selanjutnya kepada staf ahli bidang teknik sipil untuk pelaksanaan pembangunan. Tahapan ini, ahli teknik sipil melakukan perbaikan/saran dari pelaksanaan perencanaan, koordinasi dalam proyek, mengamati jalannya proyek agar sesuai dengan perencanaan. Selain itu, ahli teknik sipil juga membangun konsep finansial dan manajemen proyek atas hal-hal yang memengaruhi jalannya proyek.

Ahli teknik sipil tidak hanya berurusan dengan pembangunan sebuah proyek bangunan, tetapi di bidang lain seperti yang berkaitan dengan informatika, memungkinkan untuk memodelisasi sebuah bentuk dengan bantuan program CAD, pemodelan kerusakan akibat gempa, banjir. Hal ini sangat penting di negara maju sebagai tolak ukur kelayakan pembangunan sebuah bangunan vital yang mempunyai risiko dapat menelan korban banyak manusia seperti reaktor nuklir atau bendungan, jika terjadi kegagalan perencanaan teknis. Rancangan bangunan tersebut biasanya dimodelkan dalam komputer dengan diberikan faktor-faktor ancaman bangunan tersebut seperti gempa dan keruntuhan struktur material. Peran ahli teknik sipil juga masih berlaku walaupun fase pembangunan sebuah gedung telah selesai, seperti terletak pada pemeliharaan fasilitas gedung tersebut.

Jembatan San Fransisco - Oakland Bay

cr: http://id.wikipedia.org/wiki/Teknik_sipil