Dengan evolusi sektor industri, proyek konstruksi semakin harus memenuhi persyaratan kualitas dan mematuhi standar khusus untuk memastikan keamanan dan daya tahan. Faktor keamanan seperti ketahanan api, dan masing-masing komponen memiliki standar evaluasi yang terpisah. Mari jelajahi standar desain struktur baja terbaru di tahun 2024 bersama Pebsteel pada artikel berikut.
1. Standar desain baja sesuai dengan peraturan masing-masing negara
Standar desain baja Vietnam
Standar desain baja TCVN 5575: 2012 berasal dari Rusia. Untuk standar konstruksi di Vietnam, semua proses harus mematuhi metode dan prosedur desain, termasuk faktor keamanan berikut:
- Faktor keamanan untuk kapasitas beban.
- Faktor keamanan untuk bahan yang dipasok selama konstruksi.
- Faktor keamanan yang terkait dengan lingkungan kerja, memastikan keselamatan kerja.
Oleh karena itu, standar desain baja di Vietnam menekankan kekakuan dan struktur baja untuk memastikan bahwa mereka tidak berubah bentuk secara berlebihan. Menurut TCVN, kekuatan yang dihitung ditentukan oleh rumus: Kekuatan standar / Faktor keamanan material. Adapun beban yang dihitung, ditentukan berdasarkan rumus: Beban standar * Faktor keandalan beban.
Menurut standar struktur baja Vietnam, TCVN 2737:1995 diterapkan sebagai nilai beban yang dihitung untuk struktur baja. Kecepatan beban angin diukur selama 3 detik dengan siklus 20 tahun, di mana koefisien angin di Vietnam dihitung berdasarkan tekanan angin, bukan kecepatan. Untuk benda berbentuk balok, koefisien aerodinamis ditentukan berdasarkan hasil pengukuran tekanan dari model aerodinamis di terowongan angin.
Standar desain baja Amerika AISC 89 / ASD
Selain standar desain di Vietnam, metode desain struktur baja sesuai dengan standar AS adalah pilihan populer di antara banyak kontraktor saat ini. Standar AS menggunakan dua metode perhitungan utama:
- Metode 1: Desain Tegangan yang Diijinkan (ASD) dan Faktor Beban: Batas tegangan tidak boleh melebihi tegangan yang diijinkan, dihitung menggunakan rumus bahwa tegangan luluh * (0,6 hingga 0,67).
- Metode 2: Desain Faktor Beban dan Resistansi (LRFD): Beban dikalikan dengan faktor mulai dari 1.2 hingga 1.6; faktor resistensi dikalikan dengan nilai dari 0,75 hingga 0,9. Batas tegangan utama adalah kekuatan luluh.
Hubungan antara Ft, Fy, dan Fb adalah sebagai berikut:
- Ketika mengalami tegangan tarik, nilai tegangan yang diijinkan Ft=0.6Fy (di mana Fy adalah kekuatan luluh baja).
- Di bawah tegangan tekan, nilainya dihitung dengan mengalikan Fy dengan koefisien lentur aksial.
- Untuk struktur yang mengalami pembengkokan, nilai batas dilambangkan sebagai Fb dan berkisar antara 0,6 hingga 0,67Fy.
Gaya internal, termasuk M, N, dan Q, berasal dari beban standar tanpa faktor kelebihan beban. Namun, rumus yang menentukan gaya internal dikombinasikan dengan kombinasi beban.
Dalam standar AS, bagian baja dikategorikan menjadi tiga jenis: bagian padat, bagian ramping, dan bagian tidak ramping. Menghitung luas bagian padat membutuhkan pemanfaatan kekuatan material penuh yang diijinkan. Namun, untuk perhitungan penampang yang tidak ramping, tegangan material yang diijinkan perlu dikurangi. Demikian pula, untuk bagian ramping, pengurangan tambahan diperlukan.
Standar ini mengakui tekuk lokal bagian dan memungkinkan beberapa bagian bagian menjadi tidak aktif, yang mengarah pada pengurangan tegangan yang diizinkan. Akibatnya, ada banyak peraturan mengenai kelangsingan flensa/jaring balok dan flensa/jaring kolom. Misalnya, menurut standar AISC, rasio tinggi flensa dengan ketebalan balok ramping tidak boleh melebihi 320, menghilangkan kebutuhan akan pengaku. Sementara itu, rasio ini dalam standar Vietnam adalah 100.
Standar desain struktural Eropa Eurocode 3
Perhitungan baja struktural menurut standar Eropa didasarkan pada prinsip desain keadaan batas, yang mencakup keadaan batas akhir dan keadaan batas kemudahan servis. Tegangan yang diijinkan ditentukan dengan mengambil tegangan luluh dikalikan dengan berbagai faktor.
Bagian dikategorikan ke dalam kelas yang berbeda berdasarkan kerampingannya, diukur dengan rasio lebar terhadap ketebalan. Bagian milik kelas 1 dan 2, dengan ketebalan lebih besar, dihitung dengan tekanan yang lebih tinggi. Di sisi lain, bagian di kelas 3 dan 4, dengan kelangsingan yang lebih tinggi dan rentan terhadap ketidakstabilan lokal, dihitung dengan tekanan yang lebih rendah. Perspektif ini sejalan dengan standar desain di Vietnam dan standar LRFD AS. Berdasarkan ini, bagian diklasifikasikan menjadi empat jenis: padat, ramping, kompak, dan tidak ramping.
Perhitungan beban dilakukan sesuai dengan ketentuan BS 6399, meliputi penilaian beban lantai, beban angin, dan beban salju. Beban angin mewakili tekanan dari kecepatan angin yang bekerja pada struktur. Saat menghitung, penting untuk mempertimbangkan koefisien aerodinamis dari beban angin, dengan mempertimbangkan tekanan negatif di dalam struktur. Nilai koefisien aerodinamis yang paling kritis harus dipilih untuk perhitungan. Untuk BS 6399, standar menggunakan kecepatan angin rata-rata lebih dari satu jam, dengan siklus 50 tahun. Selain itu, standar CP3 Inggris juga menerapkan kecepatan angin yang diukur selama 3 detik, dengan siklus 50 tahun.
Defleksi yang diijinkan dihitung sebagai nilai maksimum karena beban hidup tanpa menerapkan faktor beban. Standar ini memungkinkan deformasi yang lebih besar dibandingkan dengan TCVN (standar Vietnam), seperti L/360 untuk balok utama (dibandingkan dengan TCVN L/400) dan L/200 untuk balok sekunder (dibandingkan dengan TCVN L/240). Yang penting, standar ini hanya mempertimbangkan perhitungan beban hidup dan tidak menyertakan seluruh beban seperti yang dilakukan TCVN.
Faktor keamanan dalam BS 6399 disesuaikan tergantung pada jenis beban tertentu. Misalnya, faktor keamanan (SF) untuk beban statis adalah 1,4 (dibandingkan dengan 1,2 di TCVN); untuk beban yang dikenakan adalah 1,6 (dibandingkan dengan 1,2 atau 1,3 di TCVN); dan untuk beban angin adalah 1,4 (dibandingkan dengan 1,2 di TCVN). Sementara itu, faktor keamanan untuk material pada BS 6399 adalah 1, karena telah disesuaikan selama perhitungan kekuatan material. Sebaliknya, TCVN memiliki faktor keamanan untuk material mulai dari 1,05 hingga 1,1 tergantung pada jenis baja. Selain itu, BS tidak menyertakan faktor keamanan untuk fungsi struktur dan faktor kerja struktural, sedangkan TCVN menerapkan dan mengaturnya.
Dalam perbandingan komprehensif faktor keamanan (SF) antara BS dan TCVN, terbukti bahwa TCVN memiliki nilai SF yang lebih kecil dibandingkan dengan BS. Oleh karena itu, untuk jenis bahan baja yang sama dan di bawah beban nominal yang sama, struktur yang dirancang sesuai dengan TCVN akan mengkonsumsi lebih sedikit material.
2. Standar untuk beban desain di setiap negara
Beban desain untuk setiap negara mematuhi standar yang berbeda. Berikut adalah beberapa contoh standar beban desain untuk beberapa negara:
- Vietnam: TCVN 2737:1995
- Amerika Serikat: UBC 97; MBMA 2002; IBC 2006
- Inggris: BS 6399: Bagian 2: 1997 – Beban untuk Bangunan: Bagian 2 – Kode praktik untuk beban angin; BS 6399: Bagian 1: 1984 – Pemuatan desain untuk bangunan: Bagian 1 – Kode praktik untuk beban mati dan dibebankan.
- Eropa: EN 1991-1-4:2005 A1
- Australia: AS/NZS 1170.1:2002, AS/NZS 1170.2:2011
Beban desain bergantung pada pengaruh eksternal pada struktur, termasuk efek lingkungan binaan dan dampak cuaca. Meskipun setiap negara memiliki standarnya sendiri, penerapan prinsip-prinsip dasar sangat penting untuk memastikan keselamatan dan menghindari kesalahan berbahaya selama proses konstruksi.
3. Pertimbangan saat menerapkan standar desain struktur baja
Saat menerapkan standar desain untuk baja struktural, investor harus mempertimbangkan faktor-faktor berikut:
- Aspek keuangan: Lakukan pertimbangan yang cermat mengenai anggaran untuk memastikannya selaras dengan kemampuan keuangan.
- Lingkungan konstruksi: Mengevaluasi apakah lingkungan telah dipastikan secara memadai untuk menerapkan standar lain.
- Melakukan penelitian mendalam tentang karakteristik situs dan lingkungan konstruksi. Setelah keputusan untuk membangun dibuat, menyinkronkan semua faktor sangat penting untuk memastikan konsistensi selama konstruksi.
- Hindari menggabungkan standar ini dengan yang lain selama konstruksi, karena proyek mungkin tidak mencapai keseragaman dan jaminan keamanan.
4. Kesimpulan
Di atas adalah detail tentang standar desain struktur baja dan beberapa pertimbangan penting saat menggunakannya. Silakan hubungi Pebsteel melalui email segera di [email protected] jika pelanggan memerlukan solusi komprehensif untuk bangunan baja pre-engineered dan struktur baja.
