< Previous 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 423 Pada dudukan dan sambungan antar balok secara tegak lurus, hindarkan pengurangan tampang, sehingga bahaya sobek pada balok kayu tidak terjadi. Gambar 8.30 merupakan contoh sambungan antara balok, balok anak lantai disambungkan pada balok utama/induk dari kayu laminasi. Penyambung pada balok diletakkan di bagian atas untuk menghindari sobek Gambar 8.30: Stuktur balok lantai bertumpu pada balok kayu induk Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Kayu merupakan bahan yang higroskopis, mudah mengembang atau menyusut oleh kadar air. Pada pembuatan sambungan dengan bahan lain, misal plat baja, hindarkan sobek batang struktur akibat sifat kembang dan susut kayu. Hal ini karena angka muai baja dan kayu saling berkebalikan. Salah satu cara menghindari sobek akibat kembang dan susut kayu adalah dengan cara memisah/memecah plat baja seperti yang ditunjukkan Gambar 8.31. Cara lain adalah dengan membiarkan tampang bagian atas tidak terkekang, yakni dengan menggunakan plat sadel seperti Gambar 8.32. Gambar 8.31: Contoh sambungan keliru dan sambungan benar pada balok karena sifat kembang susut kayu Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 424 Gambar 8.32: Contoh lain sambungan balok terkait dengan sifat kembang dan susut kayu Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 8.4.7. Konstruksi rangka batang kayu Struktur rangka batang kayu umum digunakan pada bangunan rumah tinggal, perkantoran, bangunan pertokoan, hingga jembatan. Rangka batang merupakan struktur rangka yang disusun batang membentuk bangun segitiga dengan simpul / titik sambung, dapat menerima beban struktur. Dengan susunan tersebut diperolehlah struktur yang relatif ringan dan kuat pada bentangan yang lebih panjang. Pemakaian rangka batang untuk struktur kayu memungkinkan terbentuknya ruang terbuka yang luas dan partisi/penyekat ruang dapat dirubah tanpa harus mempertimbangkan integritas struktural dari bangunan. Alasan penyelenggaaran rangka batang antara lain: (1) Sangat bervariasi bentuknya, (2) Dapat menampilkan keindahan khusus, (3) dapat melayani bentang relatif panjang, (3) memungkinkan kemudahan penyelenggaraan sistem instalasi layanan bangunan, misal listrik, plumbing, maupun langit-langit, (4) kompatibel terhadap elemen struktur lain, misal beton, pasangan maupun baja. Gambar 8.33: Berbagai bentuk struktur rangka batang kayu Sumber: Allen , 1999 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 425 Gambar 8.34: Contoh penggunaan struktur rangka batang kayu Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 8.4.8. Produk penyambung struktur rangka batang Disamping digunakan penyambung tradisional, sambungan gigi, paku maupun baut, penyambung plat fabrikasi telah banyak pula digunakan, lebih-lebih untuk rangka batang fabrikasi. Produk alat sambung terakhir merupakan alat sambung yang dapat memberikan konsistensi hasil sambungan baik kekuatan dan kemudahan penyelenggaraan secara masal. Penyambung plat ini mengandalkan gigi dan tonjolan pada plat untuk memindahkan gaya dari dan ke batang kayu yang disambung. Gambar 8.35 merupakan contoh penggunaan plat sambung pada struktur rangka batang kayu. Gambar 8.35: Contoh struktur rangka batang kayu dengan plat sambung Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 426 Rangka batang kayu lemah secara lateral, sehingga sangat mungkin mengalami deformasi secara lateral yang merusak sambungan pada saat mobilisasi dan atau saat ereksi konstruksi. Karenanya tata cara penyimpanan, mobilisasi hingga ereksi sangat memegang peranan penting agar plat sambung tersebut berfungsi baik sebagai elemen penyambung struktur rangka batang kayu. Untuk penyimpanan maupun penempatan, rangka batang kayu seharusnya diletakkan secara rata dengan ganjal atau dengan cara berdiri dan dilengkapi dengan penyokong (Gambar 8.36). Gambar 8.36: Cara penyimpanan struktur rangka fabrikasi Sumber: Allen , 1999 Di negara maju, rangka batang kayu yang dibuat di pabrik telah dilengkapi dengan fasilitas penggantung dilengkapi dengan petunjuk untuk mengangkat baik saat mobilisasi maupun saat ereksi konstruksi. Terdapat beberapa cara, antara lain: sudut tali pengangkat < 60 derajat, gunakan batang pembentang, pengaku rangka untuk panjang rangka lebih dari 18 meter. Cara pengangkatan struktur rangka ditunjukkan pada Gambar 8.37 berikut: Gambar 8.37: Syarat dan cara mengangkat struktur rangka Sumber: Allen , 1999 8.4.9. Konstruksi Struktur jembatan kayu Sebelum abad 20, kayu menjadi bahan bangunan utama bahkan sebagai bahan struktur jalan kereta dan jembatan. Jembatan terdiri dari struktur bawah dan struktur atas. Struktur bawah terdiri dari abutment, tiang 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 427 dan struktur lain untuk menyangga struktur atas yang terdiri dari balok jembatan dan lantai jembatan. Bentuk penyusun struktur dapat berupa kayu gelondong/log, kayu gergajian, hingga kayu laminasi atau kayu buatan lainnya. Hingga produk glulam tersebar, ketersediaan ukuran kayu menjadi kendala penyelenggaraan kayu untuk jembatam. Kalaupun ada, jembatan kayu merupakan jembatan sementara dengan umur pakai dibawah 10 tahun. Gambar 8.38. Struktur jembatan kayu Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Gambar 8.39. Struktur jembatan dengan kayu laminasi Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Struktur kayu laminasi telah membantu kapabilitas bentangan struktur yang diperlukan untuk jembatan. Gelegar laminasi ukuran 0.60 m x 1.80 m mampu mendukung suatu sistem deck laminasi hingga bentangan 12 m – 30 m bahkan lebih. Balok laminasi dapat membentuk suatu deck/ lantai jembatan yang solid dan jika dirangkai dengan batang tarik pengekang dapat membentuk suatu deck laminasi bertegangan tarik. Kayu laminasi lengkung dapat dipakai untuk memproduksi beragam jembatan yang indah. 8.4.10. Struktur pelengkung kayu Struktur pelengkung kayu telah banyak diselenggarakan untuk mendapatkan ruang cukup lapang pada bangunan tempat ibadah, bangunan 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 428 rekreasi hingga hanggar terlebih saat teknologi kayu laminasi/glulam ditemukan. Struktur ini disusun dari struktur tarikan di bagian bawah dan struktur tekan di bagian pelengkung atas. Struktur bagian bawah bisa berbentuk lengkung atau lurus. Jika lurus maka atap bangunan akan membentuk seperti payung. Sedangkan jika bagian bawah lengkung simetris dan berpusat pada satu pusat, maka atap dome akan menyerupai bola. Gambar 8.40. Struktur pelengkung kayu Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 Pertanyaan: 18. Apakah kelebihan dan kekurangan sifat kayu sebagai material struktur bangunan? 19. Sebutkan jenis cacat-cacat pada kayu? 20. Apa yang dimaksud dengan kelas kuat dan kelas awet kayu? 21. Sebutkan klasifikasi produk kayu di pasaran? 22. Sebutkan jenis-jenis alat sambung untuk konstruksi kayu? Jelaskan pula spesifikasinya? 23. Sebutkan komponen struktur apa saja pada bangunan yang dapat menggunakan konstruksi kayu? 24. Jelaskan beberapa contoh aplikasi jenis struktur dengan konstruksi kayu? Tugas: Cari kasus sebuah bangunan dengan struktur kayu. Gambarkan konstruksi kolom, balok, maupun sambungan-sambungannya. Sebutkan dan jelaskan jenis alat-alat sambung yang digunaka. Tinjau persyaratan kekuatan komponen-komponen kolom dan balok berdasarkan rumusan-rumusan yang ada. 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 429 9. TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN JEMBATAN Jembatan merupakan struktur yang melintasi sungai, teluk, atau kondisi-kondisi lain berupa rintangan yang berada lebih rendah, sehingga memungkinkan kendaraan, kereta api maupun pejalan kaki melintas dengan lancar dan aman. Jika jembatan berada di atas jalan lalu lintas biasa maka biasanya dinamakan viaduct. Jembatan dapat dikatakan mempunyai fungsi keseimbangan (balancing) sistem transportasi, karena jembatan akan menjadi pengontrol volume dan berat lalu lintas yang dapat dilayani oleh sistem transportasi. Bila lebar jembatan kurang menampung jumlah jalur yang diperlukan oleh lalu lintas, jembatan akan menghambat laju lalu lintas. Struktur jembatan dapat dibedakan menjadi bagian atas (super struktur) yang terdiri dari deck atau geladak, sistem lantai, dan rangka utama berupa gelagar atau girder, serta bagian bawah (sub struktur) yang terdiri dari pier atau pendukung bagian tengah, kolom, kaki pondasi (footing), tiang pondasi dan abutmen. Super struktur mendukung jarak horisontal di atas permukaan tanah. Tipikal jembatan dapat dilihat pada Gambar 9.1. Gambar 9.1. Tipikal Jembatan Sumber: Chen & Duan, 2000 9.1. Klasifikasi dan Bentuk Jembatan Untuk memahami berbagai bentuk struktur jembatan, terlebih dahulu perlu ditinjau tentang klasifikasi jembatan. Klasifikasi jembatan dapat dibagi berdasarkan material super strukturnya, penggunanya, sistem struktur yang digunakan, dan kondisi pendukung. Selain itu juga perlu dipahami desain konseptual jembatan agar dapat menentukan jenis jembatan yang sesuai. 9.1.1. Klasifikasi Jembatan 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 430 a) Klasifikasi material superstruktur Menurut material superstrukturnya jembatan diklasifikasikan atas: − Jembatan baja Jembatan yang menggunakan berbagai macam komponen dan sistem struktur baja: deck, girder, rangka batang, pelengkung, penahan dan penggantung kabel. − Jembatan beton Jembatan yang beton bertulang dan beton prategang − Jembatan kayu Jembatan dengan bahan kayu untuk bentang yang relatif pendek − Jembatan Metal alloy Jembatan yang menggunakan bahan metal alloy seperti alluminium alloy dan stainless steel − Jembatan komposit Jembatan dengan bahan komposit komposit fiber dan plastik − Jembatan batu Jembatan yang terbuat dari bahan batu; di masa lampau batu merupakan bahan yang umum digunakan untuk jembatan pelengkung. b) Klasifikasi berdasarkan penggunanya − Jembatan jalan Jembatan untuk lalu lintas kendaraan bermotor − Jembatan kereta api Jembatan untuk lintasan kereta api − Jembatan kombinasi Jembatan yang digunakan sebagai lintasan kendaraan bermotor dan kereta api − Jembatan pejalan kaki Jembatan yang digunakan untuk lalu lintas pejalan kaki − Jembatan aquaduct Jembatan untuk menyangga jaringan perpipaan saluran air c) Klasifikasi berdasarkan sistem struktur yang digunakan − jembatan I–Girder. Gelagar utama terdiri dari plat girder atau rolled-I. Penampang I efektif menahan beban tekuk dan geser. − Jembatan gelagar kotak (box girder) Gelagar utama terdiri dari satu atau beberapa balok kotak baja fabrikasi dan dibangun dari beton, sehingga mampu menahan lendutan, geser dan torsi secara efektif. − Jembatan Balok T (T-Beam) 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 431 Sejumlah Balok T dari beton bertulang diletakkan bersebelahan untuk mendukung beban hidup − Jembatan Gelagar Komposit Plat lantai beton dihubungkan dengan girder atau gelagar baja yang bekerja sama mendukung beban sebagai satu kesatuan balok. Gelagar baja terutama menahan tarik sedangkan plat beton menahan momen lendutan. − Jembatan gelagar grillage (grillage girder) Gelagar utama dihubungkan secara melintang dengan balok lantai membentuk pola grid dan akan menyalurkan beban bersama-sama − Jembatan Dek Othotropic Dek terdiri dari plat dek baja dan rusuk/rib pengaku − Jembatan Rangka Batang (Truss) Elemen-elemen berbentuk batang disusun dengan pola dasar menerus dalam struktur segitiga kaku. Elemen-elemen tersebut dihubungkan dengan sambungan pada ujungnya. Setiap bagian menahan beban axial juga tekan dan tarik. Gambar 9.2. menunjukkan Jembatan truss Warren dengan elemen vertikal yang disebut ”through bridge”, plat dek diletakkan melintasi bagian bawah jembatan Gambar 9.2. Jembatan Truss Warren Sumber: Chen & Duan, 2000 − Jembatan Pelengkung (arch) Pelengkung merupakan struktur busur vertikal yang mampu menahan beban tegangan axial − Jembatan Kabel Tarik (Cable stayed) Gelagar digantung oleh kabel berkekuatan tinggi dari satu atau lebih menara. Desain ini lebih sesuai untuk jembatan jarak panjang − Jembatan Gantung 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 432 Gelagar digantung oleh penggantung vertikal atau mendekati vertikal yang kemudian digantungkan pada kabel penggantung utama yang melewati menara dari tumpuan satu ke tumpuan lainnya. Beban diteruskan melalui gaya tarik kabel. Desain ini sesuai dengan jembatan dengan bentang yang terpanjang. d) Klasifikasi berdasarkan kondisi pendukung Gambar 9.3. menunjukkan tiga perbedaan kondisi pendukung untuk gelagar dan gelagar rangka Gambar 9.3. Pendukung gelagar jembatan: (a) gelagar sederhana; (b) gelagar menerus; (c) gelagar gerber Sumber: Chen & Duan, 2000 − Jembatan dengan pendukung sederhana Gelagar utama atau rangka batang ditopang oleh roll di satu sisi dan sendi di sisi yang lainnya. − Jembatan dengan pendukung menerus Gelagar atau rangka batang didukung menerus oleh lebih dari tiga sendi sehingga menjadi sistem struktur yang tidak tetap. Kecenderungan itu lebih ekonomis karena jumlah sambungan sedikit serta tidak memerlukan perawatan. Penurunan pada pendukung sebaiknya dihindari. − Jembatan gerber (jembatan kantilever) Jembatan menerus yang dibuat dengan penempatan sendi di antara pendukung. − Jembatan rangka kaku Gelagar terhubung secara kaku pada sub struktur 9.1.2. Desain Konseptual Desain jembatan merupakan sebuah kombinasi kreasi seni, ilmu alam, dan teknologi. Desain konseptual merupakan langkah awal yang harus di ambil perancang untuk mewujudkan dan menggambarkan Next >