Di tengah meningkatnya pembangunan gedung bertingkat, gudang industri, dan infrastruktur di Indonesia, penggunaan baja sebagai material utama konstruksi terus mengalami pertumbuhan. Salah satu profil yang paling banyak digunakan adalah H-Beam, karena mampu menahan beban tekan dan lentur secara efisien. Namun, para insinyur masih dihadapkan pada pilihan antara menggunakan H-Beam hot-rolled yang diproduksi langsung di pabrik atau H-Beam welded built-up yang dibuat melalui proses pengelasan pelat baja sesuai kebutuhan proyek.
Kedua jenis profil tersebut memiliki karakteristik yang berbeda. Hot-rolled dikenal memiliki kualitas material yang lebih seragam dan proses pemasangan yang lebih cepat. Sebaliknya, welded built-up menawarkan fleksibilitas dimensi sehingga dapat disesuaikan dengan kebutuhan desain, tetapi proses pengelasannya dapat menghasilkan tegangan sisa (residual stress) yang berpotensi mengurangi kekuatan struktur.
Menurut para penulis, pemilihan jenis H-Beam tidak hanya berkaitan dengan aspek teknis, tetapi juga menyangkut efisiensi biaya proyek, umur layanan struktur, hingga keselamatan bangunan ketika menerima beban besar. Oleh karena itu, penelitian ini membandingkan kedua profil tersebut secara menyeluruh dari sisi kekuatan tekan, perilaku tekuk, hingga biaya fabrikasi.
Untuk memperoleh hasil yang objektif, tim peneliti menggunakan pendekatan Finite Element Method (FEM) melalui perangkat lunak SAP2000 dan mengombinasikannya dengan perhitungan teoritis berdasarkan SNI 1729:2020. Analisis dilakukan pada studi kasus proyek Gudang J&T Solo Gateway yang menggunakan kolom baja H-Beam las setinggi 12 meter sebagai struktur utama.
Model numerik mempertimbangkan berbagai kondisi nyata yang sering memengaruhi perilaku kolom baja, seperti deformasi besar, efek P-Delta, ketidaksempurnaan geometri awal, sifat plastis material, hingga pengaruh tegangan sisa akibat proses pengelasan. Selain itu, data material diperoleh melalui pengujian tarik baja, pemeriksaan kualitas las menggunakan Non-Destructive Testing (NDT), pengukuran vertikalitas kolom di lapangan, serta dokumentasi proses fabrikasi dan pemasangan. Dengan pendekatan tersebut, hasil simulasi diharapkan lebih mendekati kondisi konstruksi sebenarnya.
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa profil hot-rolled secara konsisten menunjukkan performa yang lebih baik dibandingkan profil welded built-up.
Beberapa temuan utama penelitian meliputi:
- Kapasitas tekan nominal hot-rolled mencapai 162.743 kgf, lebih tinggi dibandingkan welded built-up sebesar 158.710 kgf.
- Kapasitas ultimit hasil simulasi numerik hot-rolled mencapai 193.015 kgf, sedangkan welded built-up sebesar 189.465 kgf.
- Faktor buckling pertama hot-rolled sebesar 1,97455, lebih tinggi daripada welded built-up yang mencapai 1,92217, menandakan stabilitas struktur yang lebih baik.
- Seluruh model mengalami mekanisme kegagalan berupa global flexural buckling, tetapi orientasi ketidaksempurnaan geometri awal terbukti memengaruhi besarnya deformasi dan kapasitas akhir kolom.
- Analisis menunjukkan bahwa standar SNI 1729:2020 masih memberikan tingkat keamanan yang konservatif karena kapasitas aktual hasil simulasi tetap berada di atas kapasitas nominal hasil perhitungan desain.
Penelitian juga menemukan bahwa arah ketidaksempurnaan awal kolom memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap perilaku struktur. Pada profil welded built-up, perubahan arah ketidaksempurnaan menyebabkan kapasitas ultimit menurun dan deformasi lateral meningkat. Sebaliknya, pada profil hot-rolled, perubahan arah tersebut justru menghasilkan kapasitas ultimit yang sedikit lebih tinggi dengan deformasi yang lebih kecil.
Temuan ini menunjukkan bahwa proses fabrikasi tidak hanya menentukan kualitas sambungan las, tetapi juga memengaruhi distribusi tegangan di dalam material. Akibatnya, stabilitas kolom ketika menerima beban tekan dapat berubah meskipun dimensi profil yang digunakan sama.
Bagi dunia konstruksi, hasil penelitian ini memiliki implikasi praktis yang cukup besar. Untuk proyek-proyek yang mengutamakan keamanan, keandalan jangka panjang, dan efisiensi struktural, penggunaan hot-rolled H-Beam dinilai lebih menguntungkan. Profil ini menawarkan kapasitas tekan yang lebih tinggi serta stabilitas yang lebih baik terhadap risiko tekuk.
Sementara itu, welded built-up H-Beam tetap menjadi pilihan yang relevan ketika proyek memerlukan dimensi khusus yang tidak tersedia di pasaran. Namun, proses desain dan analisisnya harus dilakukan lebih cermat dengan mempertimbangkan pengaruh tegangan sisa akibat pengelasan serta ketidaksempurnaan geometri yang muncul selama proses fabrikasi.
Menurut Febri Novianto dan tim peneliti dari Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya, pendekatan analisis numerik menggunakan FEM mampu memberikan gambaran yang lebih realistis mengenai perilaku kolom baja dibandingkan hanya mengandalkan perhitungan teoritis. Pendekatan ini dapat membantu para perencana memilih profil baja yang tidak hanya kuat, tetapi juga ekonomis dan sesuai dengan kondisi lapangan.
Penelitian ini juga mendukung pengembangan standar desain struktur baja di Indonesia agar semakin adaptif terhadap perkembangan teknologi fabrikasi modern. Dengan semakin banyaknya proyek industri, pergudangan, dan gedung bertingkat yang menggunakan struktur baja, informasi mengenai perbedaan performa kedua jenis H-Beam menjadi sangat penting dalam menghasilkan bangunan yang lebih aman, efisien, dan berkelanjutan.
Profil Penulis
Febri Novianto merupakan mahasiswa Program Magister Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya dengan fokus penelitian pada rekayasa struktur baja, analisis numerik, dan teknik konstruksi.
Dr. Ony Frengky Rumihin adalah dosen Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya yang memiliki keahlian di bidang teknik sipil, rekayasa struktur, serta analisis dan desain konstruksi.
Prof. Buntara Sthenly Gan merupakan akademisi yang berafiliasi dengan Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya dan Nihon University, Jepang, dengan bidang kepakaran meliputi rekayasa struktur, mekanika material, dan teknologi konstruksi baja.
Sumber Penelitian
Novianto, F., Rumihin, O. F., & Gan, B. S. (2026). Examination of The Compressive Strength and Buckling Characteristics of Welded H-Beam And Hot-Rolled H-Beam Columns. Formosa Journal of Science and Technology (FJST), Vol. 5, No. 7, 1705–1720.
0 Komentar