Sebuah baja mampu menjadi bahan material yang berguna bagi proyek konstruksi dengan cara memberikan kekuatan dan stabilitas pada struktur bangunan. Baja dikenal karena daya tahannya yang tinggi terhadap beban tekan dan tarik, sehingga sering dipilih sebagai elemen utama dalam berbagai proyek konstruksi. 

Namun, dalam prosesnya, baja tidak selalu tersedia dalam ukuran yang cukup panjang atau sesuai bentuk yang diinginkan. Oleh karena itu, penyambungan baja menjadi hal yang penting agar material ini bisa dimanfaatkan secara maksimal.

Selain itu, penyambungan baja juga diperlukan ketika baja harus dipasang pada sudut atau posisi tertentu yang mendukung desain arsitektur. Teknik penyambungan yang tepat akan memastikan struktur tetap kokoh dan aman, tanpa mengurangi kekuatan materialnya. 

Artikel ini akan membahas berbagai jenis sambungan baja yang sering digunakan, teknik-teknik penyambungan, serta bagaimana menghitung beban maksimum pada setiap sambungan. Mari ketahui lebih lanjut melalui artikel di bawah ini.

Mengenal Jenis Baja yang Sering Digunakan dalam Konstruksi Bangunan

Menurut jurnal rekayasa sipil dari Universitas Jember yang berjudul “Analisis Sambungan Baut Balok Kolom Rangka Baja Struktural Dengan Profil IWF Menggunakan Program Bantu Elemen Hingga“, bahwa elemen struktur utama dari bangunan rangka baja terdiri dari tiga elemen struktural utama, yaitu kolom, balok, dan sambungan antara keduanya.

Kolom berfungsi sebagai penopang vertikal, sementara balok menahan beban horizontal. Keduanya dihubungkan oleh sambungan yang memainkan peran penting dalam kestabilan dan kekuatan struktur. Oleh karena itu, jenis baja yang dipilih untuk setiap elemen ini sangat mempengaruhi kinerja keseluruhan bangunan. Baja merupakan material yang sering dipilih karena kekuatannya yang tinggi serta daya tahannya dalam menahan beban berat, baik beban tekan maupun beban tarik.

Pada proyek konstruksi, berbagai jenis baja digunakan tergantung pada kebutuhan struktur, mulai dari pondasi hingga kerangka utama. Beberapa jenis baja yang sering digunakan dan kerap memerlukan penyambungan mencakup H Beam, IWF, kanal (channel), dan baja sudut (equal angle). Setiap jenis baja memiliki karakteristik unik yang membuatnya lebih cocok untuk aplikasi tertentu, sehingga pemilihan jenis baja harus mempertimbangkan fungsinya di dalam struktur bangunan. Pelajari jenis-jenis baja tersebut pada artikel dibawah ini.

Kemungkinan Penyambungan Jenis Baja Berbeda

Dalam proyek konstruksi yang kompleks, seringkali diperlukan penyambungan antara dua jenis baja yang berbeda. Misalnya, menyambungkan IWF dengan H Beam dapat dilakukan untuk mengoptimalkan kekuatan struktur di berbagai sudut bangunan. Penyambungan baja yang berbeda jenis membutuhkan perhitungan yang teliti dan teknik yang tepat, seperti las atau baut, agar kekuatan total sambungan tetap optimal. Sambungan ini umumnya dirancang untuk memperkuat daya dukung struktur atau memperpanjang baja ketika panjang aslinya tidak mencukupi.

Selain itu, pemilihan teknik sambungan juga harus mempertimbangkan karakteristik dari masing-masing jenis baja. Sebagai contoh, IWF lebih cocok untuk beban lentur, sementara H Beam lebih kuat untuk menopang beban vertikal. Oleh karena itu, kombinasi kedua jenis baja ini dalam satu sambungan bisa memberikan kekuatan yang seimbang dan mendukung kinerja keseluruhan bangunan. Dengan perhitungan dan teknik yang tepat, penyambungan dua jenis baja yang berbeda dapat memberikan solusi yang efisien dalam menghadapi tantangan desain dan keterbatasan material.

Pada akhirnya, pemilihan jenis baja yang tepat dan cara penyambungan yang sesuai merupakan bagian penting dari perencanaan konstruksi yang baik. Hal ini memastikan bahwa struktur bangunan tidak hanya kuat dan aman, tetapi juga efisien dalam hal penggunaan material serta tahan terhadap berbagai beban yang dihadapinya, baik itu beban statis maupun dinamis.

Jenis-Jenis Teknik Penyambungan Baja

Dalam konstruksi baja, terdapat beberapa teknik penyambungan yang umum digunakan, masing-masing dengan kelebihan, kekurangan, serta aplikasi spesifiknya. Penyambungan yang tepat sangat penting untuk memastikan bahwa struktur bangunan dapat menahan beban dan tekanan yang dihadapinya. Dikutip dari jurnal rekayasa sipil Universitas Jember sebelumnya, disebutkan bahwa terdapat tiga macam sambungan pada konstruksi baja, yaitu: sambungan baut, sambungan las, dan sambungan paku keling.

Masing-masing metode ini memiliki karakteristik yang berbeda dalam hal kekuatan, biaya, dan kepraktisan.

A. Sambungan Las (Welding)

Sumber: Pebsteel.com

• Kelebihan Sambungan Las:

1. Kekuatan tinggi: Sambungan las menyatukan elemen-elemen baja secara permanen dan mampu menahan beban tinggi.
2. Fleksibilitas desain: Las memungkinkan pembuatan sambungan dengan bentuk yang kompleks dan tidak memerlukan pelat tambahan seperti pada sambungan baut.
3. Estetika: Karena tidak memerlukan komponen tambahan seperti baut, sambungan las cenderung lebih rapi dan halus.

• Kekurangan Sambungan Las:

1. Tidak bisa dibongkar: Sambungan las bersifat permanen, sehingga tidak mudah dibongkar atau dimodifikasi setelah penyambungan.
2. Memerlukan keahlian khusus: Pemasangan sambungan las memerlukan tenaga kerja terampil dan peralatan khusus.
3. Risiko cacat las: Kesalahan dalam proses pengelasan, seperti pengelasan yang tidak merata atau retakan pada daerah las, dapat mengurangi kekuatan sambungan.

2. Sambungan Baut (Bolted Connection)

Sumber: kreasimudaindonesia.com

• Kelebihan Sambungan Baut:

1. Dapat dibongkar dan dipasang ulang: Sambungan baut mudah dipasang, dilepas, dan diganti jika diperlukan, sehingga ideal untuk proyek yang membutuhkan perakitan modular.
2. Cepat dan praktis: Proses pemasangan baut lebih cepat dibandingkan pengelasan dan tidak memerlukan peralatan khusus.
3. Tidak terpengaruh oleh cacat las: Tidak ada risiko cacat seperti pada sambungan las.

• Kekurangan Sambungan Baut:

1. Estetika kurang baik: Baut dan mur sering terlihat mencolok dan kurang estetis dibandingkan sambungan las.
2. Kekakuan lebih rendah: Sambungan baut mungkin tidak sekuat atau sekaku sambungan las, terutama jika tidak direncanakan dengan baik.
3. Perawatan diperlukan: Baut dan mur mungkin perlu dikencangkan ulang atau diganti seiring waktu karena bisa longgar akibat getaran atau perubahan beban.

3. Sambungan Paku Keling (Riveted Connection)

Sumber: kreasimudaindonesia.com

• Kelebihan Sambungan Paku Keling:

1. Kekuatan dan ketahanan: Sambungan paku keling kuat dan tahan lama, mampu menahan beban dinamis seperti pada jembatan atau struktur baja besar.
2. Kestabilan: Setelah terpasang, paku keling tidak mudah terlepas atau longgar.

• Kekurangan Sambungan Paku Keling:

1. Teknik kuno: Sambungan paku keling lebih jarang digunakan dalam konstruksi modern karena teknik las dan baut lebih cepat dan ekonomis.
2. Proses pemasangan yang sulit: Pemasangan paku keling memerlukan waktu dan tenaga yang lebih banyak dibandingkan sambungan las atau baut.
3. Tidak fleksibel: Setelah terpasang, sambungan paku keling tidak mudah dibongkar.

Selain itu, ada beberapa teknik penyambungan baja lainnya yang juga sering digunakan dalam konstruksi modern. Masing-masing teknik ini menawarkan solusi yang berbeda tergantung pada jenis proyek dan kondisi struktur yang dibutuhkan. Berikut ini beberapa jenis sambungan baja tambahan yang perlu dipertimbangkan seperti Sambungan Pin (Pinned Connection), Sambungan Pelat (Plate Connection), Sambungan Geser dan Tumpu (Shear and Bearing Connection), Sambungan Engsel (Hinged Connection).

Lalu, kapan dapat menggunakan masing-masing sambungan?

Penggunaan masing-masing jenis sambungan baja sangat bergantung pada kebutuhan spesifik proyek. Misalnya, sambungan geser atau sambungan slip-critical ideal untuk struktur yang harus menahan gaya geser yang signifikan, seperti pada bangunan yang sering terkena beban horizontal.

Sementara sambungan engsel lebih cocok untuk struktur yang memerlukan fleksibilitas dan mobilitas, seperti jembatan gantung atau rangka atap. Di sisi lain, sambungan las dan baut lebih sering digunakan untuk proyek-proyek besar yang membutuhkan sambungan permanen dan kuat, sementara sambungan sleeve bisa menjadi solusi praktis untuk penyambungan batang baja dalam pipa atau kolom.

Pada akhirnya, pemilihan teknik sambungan yang tepat harus mempertimbangkan kondisi lingkungan, jenis beban yang dihadapi, serta kebutuhan jangka panjang dari bangunan itu sendiri. Kombinasi dari beberapa teknik ini sering kali diterapkan untuk menghasilkan struktur yang kuat, stabil, dan efisien.

Cara Menghitung Beban Maksimum dan Ukuran Baja pada Penyambungan

Menghitung beban maksimum yang dapat ditahan oleh baja yang disambung membutuhkan analisis struktural yang teliti. Beberapa faktor yang harus diperhatikan meliputi:

1. Jenis baja: Setiap jenis baja memiliki karakteristik kekuatan berbeda.
2. Ukuran dan bentuk: Dimensi penampang baja sangat berpengaruh pada daya tahannya terhadap beban tekan dan tarik.
3. Jenis sambungan: Sambungan las akan memberikan kekuatan lebih tinggi dibandingkan baut, namun perhitungan juga harus mencakup faktor keamanan untuk menghindari kegagalan struktural.

Dalam melakukan perhitungan, terdapat dua metode analisa yang sering digunakan: ASD (Allowable Stress Design) dan LRFD (Load and Resistance Factor Design). Dikutip dari arsitekta.com, metode ASD menggunakan beban kerja sebagai acuan perhitungan, dengan prinsip bahwa tegangan yang dihasilkan tidak boleh melebihi batas yang diizinkan sesuai ketentuan AISC (American Institute of Steel Construction). Sebaliknya, metode LRFD berfokus pada kondisi batas kekuatan material, memperhitungkan lendutan yang terjadi saat material menahan beban. Makin besar lendutan, semakin besar kemungkinan terjadinya kegagalan.

Penghitungan dilakukan berdasarkan standar-standar yang berlaku, seperti ASTM, SNI, atau JIS, yang memberikan pedoman mengenai kekuatan tarik, tekan, dan momen pada berbagai jenis sambungan.

Selain itu, perhitungan ini harus mempertimbangkan distribusi beban dan potensi beban dinamis, seperti getaran atau angin, yang dapat mempengaruhi kestabilan struktur. Jika struktur berada di wilayah dengan risiko gempa, seperti Indonesia, perlu mempertimbangkan standar khusus untuk sambungan tahan gempa.

Jadi, Seperti Apa Kesimpulannya?

Memilih jenis sambungan baja yang tepat sangat penting dalam konstruksi bangunan. Sambungan las sangat ideal untuk sambungan permanen yang memerlukan kekuatan tinggi, terutama untuk bangunan besar yang menanggung beban berat. Sementara itu, sambungan baut lebih cocok untuk struktur yang memerlukan fleksibilitas atau kemudahan perawatan, karena dapat dibongkar dan dipasang kembali.

Kombinasi dua jenis baja yang berbeda, seperti IWF dan H Beam, sangat mungkin dilakukan asalkan perhitungan beban dan teknik sambungan dilakukan sesuai dengan standar-standar yang berlaku, seperti ASTM atau SNI. Oleh karena itu, sangat penting melakukan analisis struktural yang mendalam dan mematuhi pedoman teknis untuk memastikan keselamatan dan efisiensi konstruksi.

Dapatkan Baja Kualitas Terbaik: H Beam, IWF, Channel, dan Equal Angle – Hanya di GYS!

Di Garuda Yamato Steel (GYS), Anda dapat menemukan berbagai produk baja berkualitas tinggi yang diproduksi dari bahan baku terbaik, bebas dari radioaktivitas, dan melalui proses kontrol kualitas yang sangat ketat. 

Berkat proses produksi yang unggul, GYS telah mendapatkan sertifikasi dari berbagai organisasi internasional seperti ISO 9001, ISO 14001, CE Mark, dan lainnya, yang memastikan setiap produk memenuhi standar mutu serta spesifikasi tinggi untuk kebutuhan konstruksi Anda.

Tunggu apalagi? Dapatkan baja berkualitas terbaik untuk proyek Anda di GYS sekarang juga. Kunjungi website kami untuk informasi lebih lanjut dan hubungi kami untuk melakukan pemesanan!

Sumber Referensi:

• https://rekayasasipil.ub.ac.id/index.php/rs/article/view/579/438#:~:text=Terdapat%203%20macam%20sambungan%20pada,las%2C%20dan%20sambungan%20paku%20keling 
• https://arsitekta.com/menghitung-kekuatan-struktur-baja-yang-cerdas-caranya-begini/
• https://kreasimudaindonesia.com/mengenal-macam-sambungan-pada-sebuah-konstruksi-baja/