Konstruksi sebuah bangunan, tak lepas dari bagaimana struktur pendukungnya salah satu yang sering dipakai untuk bangunan bertingkat adalah struktur jenis kolom baja. Banyak keunggulannya, sehingga berbagai contoh perhitungan struktur kolom baja sering dicari untuk dijadikan referensi.
Struktur yang satu ini memiliki banyak keunggulan, namun tentu harus dibuat dengan berbagai persiapan matang. Mulai dari jenis baja yang dipilih, ukuran, hingga posisinya. Berikut ini berbagai informasi terkait hal itu dan perlu Anda ketahui.
Daftar isi konten:
Pengertian Struktur Kolom Baja
Apa itu struktur kolom baja? Mungkin bagi sebagian orang masih kurang familiar, meskipun di dunia konstruksi merupakan salah satu yang sangat banyak dipakai. Definisinya sendiri adalah sebuah struktur jenis vertikal menggunakan bahan baja, fungsi utamanya untuk menahan beban dari balok.
Eksistensi dari kolom baja ini akan sangat penting dan berhubungan langsung dengan kekuatan sebuah bangunan. Posisinya strategis, bisa diibaratkan seperti tulang belakang pada struktur tubuh manusia. Karena menyangga keseluruhan bangunan agar tetap tegak dan bertahan lebih lama.
Karakteristik dari struktur kolom baja terbaik, adalah ketika dibuat dengan bahan yang memiliki karakter khusus isotropis. Kemudian bagian pusatnya dapat diberi beban, tidak terkait dengan tegangan sampingan, serta yang paling utama adalah berbentuk tegak lurus ke atas.
Saat ini, banyak konstruksi bangunan dari yang bertingkat dua ke atas menggunakan struktur kolom baja karena dapat membantu penghematan waktu pembangunan jika dibandingkan cor biasa. Namun hal yang perlu diperhatikan sebelum aplikasinya adalah berapa beban maksimal yang dapat diterima struktur tersebut.
Rumus Perhitungan Struktur Kolom Baja
Untuk melakukan perhitungan struktur kolom baja, banyak detail yang harus dihitung terlebih dahulu. Gunanya agar struktur yang akan digunakan nanti benar-benar sudah tepat dan memberikan dampak positif bagi sebuah konstruksi bangunan. Apa saja perhitungan yang dibutuhkan?
Desain Kolom
Berhubungan dengan kolom baja yang akan dipakai, supaya memiliki penampang hingga sambungan dengan ukuran yang tepat sesuai struktur bangunan keseluruhan.
- Memeriksa Penampang Kolom
Rumus yang dipakai:
- Bagian Sayap = bf/2 x tf ≤ λ = 0,38 √Es/fy
- Bagian Badan = Ca =pu/øc x Py
Py = As x fy
d/tw ≤ λ = 2,45√ Es/fy (1 – 0,93 × Ca)
- Memeriksa Kapasitas Aksial dari Kolom
Rumus yang dipakai: Kx = Ky = 1
- Memeriksa Kelangsingan dari Elemen pada Kolom
Rumus yang dipakai: Lbmax=0,086 x iy x Es/fy
Keterangan simbol:
Ca : Koefisien untuk perbandingan dari kelangsingan pada kolom
Lb : Panjang dari Profil Baja yang dipakai
Py : Beban Aksial
Es : Modulus Elastisitas Baja
Fy : Tegangan leleh Baja
iy : Momen Inersia
bf : lebar sayap
tf : tebal sayap
λ : Kelangsingan
Desain Struktur
Kalau untuk struktur, juga dibutuhkan beberapa perhitungan dengan rumus yang berbeda sesuai objek yang dihitung. Beberapa perhitungan yang biasa dipakai adalah:
- Desain dari Balok
Rumus yang dipakai : bf/2 x tf ≤ λ
- Momen Nomimal Balok
Rumus yang dipakai : d/tw ≤ λ
- Pengaruh Tekuk Lateral
Rumus yang dipakai: Lp = 1,76. iy. √Es/fy
- Kuat Geser
Rumus yang dipakai: Vn = 0,6 × fy × ( d × tw)
- Interaksi Lentur
Rumus yang dipakai: Mu/øb x Mn + 0,625 x Vu/øs x Vn < 1,375
Contoh Perhitungan Struktur Kolom Baja
Berikut ini salah satu contoh bagaimana cara menghitung struktur kolom baja, terutama dimensi dari profil baja yang tepat dipakai.
Soal: diketahui ada mesin yang diletakan di lantai dengan berat mencapai 99 ton. Sedangkan berat dari plat bagian lantai diakumulasikan dengan beban lain termasuk pekerja di sana mencapai 1 ton. Kolom baja yang dipakai untuk struktur memiliki tinggi 3 meter dan lebar 2 meter. Strukturnya memiliki gaya batang tekan 25t. berapa dimensi profil struktur kolom baja?
Yang harus dicari adalah tegangan baja (s) dan tegangan izin baja (ŝ).
Cari dulu Lk atau panjang tekuk dengan rumus = ½ * L = 0,5 x 3 meter = 1,5 meter
Kemudian cari ą dengan rumus = Lk/iy = 150 / 2,47 = 61, lalu cek tabel faktor tekuk sesuai hasil yang didapat, dimana nilai w didapat pada angka 1.351.
Selanjutnya mencari (s) dengan rumus w*(N/A) = 1.352* (25.000 kg/21,9 cm2) hasilnya 1543 kg/cm2
Terakhir mencari (ŝ) dengan membandingkan hasil S dengan idealnya ukuran struktur.
Jenis Baja untuk Kolom Baja
Dari sekian banyak jenis baja yang ada dipasaran, beberapa jenis diantaranya merupakan yang paling banyak dipakai pada struktur kolom baja ringan. Apa saja jenisnya?
Lipped Channel
Memiliki struktur yang cukup kuat, oleh karena itulah baja jenis ini sering menjadi bagian dari rangka pada berbagai komponen sebuah bangunan
Steel Pipe
Merupakan jenis yang populer dipakai, apalagi untuk kolom jenis arsitektual baik yang posisinya vertikal tegak lurus atau horizontal. Selain itu, juga sering dipakai sebagai bagian secondary beam dan pendukung dari struktur arsitektual lainnya.
Wide Flange
Biasanya jenis ini dipakai untuk penggunaan struktur pada kolom, tiang pancang balok, kantilever pada bagian kanopi, hingga top bottom chord member yang ada pada jenis truss.
H Beam
Terakhir ada yang namanya H Beam, yang juga sering jadi pilihan bahan baja pada kolom vertikal. Kekuatanya cukup maksimal untuk menahan beban, asalkan diperhitungkan dimensinya dengan tepat sesuai dengan cara menghitung dimensi kolom yang sudah dijelaskan sebelumnya.
Keunggulan Struktur Kolom Baja
Alasan kenapa semakin banyak yang menggunakan struktur kolom baja saat membuat konstruksi bangunan, salah satunya karena berbagai keunggulan yang dimilikinya dibandingkan material lain. Anda juga perlu tahu keunggulan itu, jika memang mau memanfaatkannya.
Efisiensi Waktu
Kalau dibandingkan dengan waktu pengerjaan struktur kolom menggunakan material lain, maka jika Anda memilih baja maka proses kerjanya akan lebih cepat. Karena bahan baja mudah dibentuk sesuai struktur kolom yang diinginkan.
Ditambah pula, saat ini sudah semakin banyak yang menyediakan jenis baja dengan dimensi yang tepat untuk dijadikan kolom. Anda tinggal beli tanpa perlu melakukan modifikasi lagi.
Efisiensi Tenaga
Tidak perlu banyak orang dalam mengerjakan struktur ini, Anda bisa meminimalisir penggunaan pekerja.
Efisiensi Biaya
Dengan efisiensi waktu dan tenaga yang sudah dilakukan, otomatis Anda juga bisa menghemat biaya yang dibutuhkan untuk membuat konstruksi struktur kolom baja. Apalagi, saat ini pilihan jenis baja sangat variatif dengan harga terjangkau namun tak mengurangi kualitasnya.
Fleksibilitas Tinggi
Tingkat fleksibilitas baja sebagai bagian dari struktur kolom sangat tinggi, hal ini menjadi alasan mengapa sangat disarankan menggunakan material ini untuk bangunan di daerah rawan gempa.
Alasannya karena bisa meredam getaran gempa dan mencegah rumah roboh.
Multifungsi
Struktur ini bisa langsung dipakai tanpa harus melakukan modifikasi terlebih dahulu. Selain itu, bisa juga dipakai untuk kebutuhan konstruksi lainnya, guna mendukung kekuatan bangunan yang lebih maksimal.
Memahami tentang contoh perhitungan struktur kolom baja dan rumus yang dipakai, akan sangat membantu Anda saat melakukan persiapan konstruksi menggunakan kolom baja. Supaya detail lebih tepat dan saat aplikasinya bisa memberikan manfaat terbaik baik konstruksi bangunan.