Menghitung kekuatan besi hollow saat dipilih menjadi material utama konstruksi menjadi langkah awal yang harus dilakukan dengan baik dan benar. Dengan perhitungan yang tepat, pemilihan jenis, ukuran dan tebal besi hollow akan lebih mudah dilakukan.
Saat ini, besi hollow sudah banyak di aplikasikan pada berbagai bidang. Termasuk rangka atap, rangka pintu, railing tangga, jendela, tiang pagar, teralis dan lainnya. Dipilihnya material ini tentu bukan tanpa sebab, melainkan karena ringan, kuat dan awet.
Di lain sisi, penggunaan besi hollow dalam konstruksi juga akan mempercepat proses pengerjaan. Namun begitu, mengetahui kekuatan besi hollow sebelum diaplikasikan menjadi hal penting yang perlu dilakukan agar proses pengaplikasian tidak terhambat.
Ada banyak faktor bisa kita ketahui saat menghitung kekuatan besi hollow, salah satunya tentang kekuatan momen lentur, beban yang mampu di topang dan lainnya. Dan berikut adalah detail rumus serta cara menghitung kekuatan besi hollow paling akurat.
Pentingnya Mengetahui Kekuatan Besi Hollow
Besi hollow adalah material yang saat ini bisa dibilang cukup populer dalam bidang konstruksi. Bukan hanya bisa digunakan sebagai material utama rangka atap ataupun pagar besi. Namun jenis besi ini juga dapat digunakan sebagai material utama furniture hingga dekorasi.
Dengan begitu, mengetahui seberapa kuat besi hollow yang akan kita pakai jelas merupakan langkah awal yang tepat agar hasil akhir sesuai dengan harapan. Ada beberapa hal penting yang bisa kita pahami ketika mengetahui kekuatan besi hollow, diantaranya seperti:
- Keamanan: Mengetahui kekuatan besi hollow sangat penting untuk memastikan keamanan struktur yang dibangun. Sebab apabila besi hollow yang digunakan tidak mempunyai kekuatan yang cukup, hal tersebut akan dapat membahayakan struktur karena bisa saja runtuh.
- Efisiensi: Dengan mengetahui seberapa kuat besi hollow yang kita butuhkan, setidaknya hal ini akan dapat membantu dalam menentukan jenis dan ukuran yang tepat sesuai dengan kebutuhan. Bahkan hal ini juga dapat membantu kita menghemat biaya dan waktu pengerjaan.
- Ketahanan: Dengan menggunakan besi hollow yang tepat, tentu saja hal ini akan dapat membuat struktur semakin kuat, tidak mudah rusak dan tahan lama. Selain itu, ini juga bisa membantu pemilik bangunan untuk menghemat biaya perawatan maupun renovasi.
- Kepuasan: Dan yang jelas, dengan kita mengetahui berapa kekuatan yang digunakan, kita dapat dengan mudah memastikan bahwa hasil konstruksi sangat kokoh dan memuaskan.
Baca Juga: 6 Cara Pasang Besi Gorden yang Kuat dan Rapi dalam 15 Menit
Faktor Penentu Kekuatan Besi Hollow
Memilih dan menggunakan besi hollow dengan kekuatan yang tepat setidaknya akan dapat membuat konstruksi menjadi lebih kokoh dan tahan lama. Namun dalam proses penentuan kekuatan sebuah besi hollow juga terdapat beberapa faktor penentu utamanya.
Faktor-faktor tersebut sangatlah berpengaruh terhadap kekuatan yang dihasilkan. Baik itu kekuatan tarik, kekuatan momen lentur maupun kekuatan beban yang mampu di topang. Lantas apa saja kira-kira faktor-faktor tersebut?.
1. Ukuran
Besi hollow memiliki berbagai macam ukuran dan dimensi yang dapat kita pilih seperti 15 x 30 x 0,60 mm s/d 1,10 mm, 17 x 37 x 1,40 mm s/d 1,70 mm, 20 x 20 x 0,60 mm s/d 1.40 mm dan lain sebagainya.
Dari berbagai macam ukuran yang ada, tentu peruntukkannya pun berbeda-beda. Sebagai contoh kamu akan memakai besi hollow untuk kanopi rumah, maka ukuran yang tepat dipilih adalah 40 x 40, 40 x 60 s/d 40 x 80 dengan ketebalan 3 mm s/d 4 mm.
Lain cerita jika kamu akan menggunakan besi hollow untuk pagar rumah, maka ukuran yang dibutuhkan pun berbeda. Namun yang pasti, semakin besar ukuran besi hollow yang digunakan, maka kekuatan besi hollow yang akan dimiliki pun semakin kuat.
2. Tebal
Selain ukuran dimensi seperti di atas kami sampaikan, faktor lain yang sangat mempengaruhi kekuatan besi hollow adalah ketebalan besi hollow itu sendiri. Sama halnya dengan dimensi, besi hollow juga dibuat dan dipasarkan dengan ketebalan berbeda-beda.
Di mana untuk saat ini besi hollow yang bisa kita jumpai di pasaran memiliki ketebalan mulai dari 0,30-0,50 mm, 0,60- 0,90 mm, 1,00-1,20 mm, dan 1,60-1,80 mm. Tentunya dengan semakin tebal besi hollow yang dipilih, maka kekuatan besi hollow pun akan semakin kokoh dan kuat.
3. Jenis
Faktor lain yang cukup mempengaruhi kekuatan besi hollow yaitu jenisnya. Kenapa? karena seperti kita ketahui bersama, besi hollow secara umum terbuat dari material utama berupa baja. Baik itu baja galvanis, baja ringan, maupun baja struktural.
Atau jika kita kategorikan secara spesifik, jenis baja yang umum digunakan dalam proses pembuatan besi hollow antara lain seperti:
- Mild Steel: Baja ini punya kandungan karbon yang relatif rendah. Dengan begitu besi hollow yang menggunakan material ini akan memiliki kekuatan lunak dan mudah di bentuk.
- Medium Carbon Steel: Sedangkan baja jenis ini punya kandungan karbon sedikit lebih tinggi. Sehingga memberikan kekuatan yang lebih baik. Bahkan hollow dengan material ini terbilang lebih keras.
- High Carbon Steel: Untuk kebutuhan kuat dan kokoh, memilih besi hollow yang terbuat dari material baja karbon tinggi adalah pilihan tepat. Mengingat jenis baja ini punya kandungan karbon yang sangat tinggi.
- Alloy Steel: Baja ini dibuat menggunakan perpaduan krom, karbon, nikel, dan molibdenum dengan tujuan untuk menambah kekuatan, kekerasan, serta ketahanan terhadap korosi.
Persiapan Awal Hitung Kekuatan Besi Hollow
Setelah mengetahui apa saja faktor utama yang akan mempengaruhi kekuatan besi hollow seperti di jelaskan di atas. Ternyata dalam kita menghitung kekuatan besi hollow juga perlu persiapan.
Persiapan ini dilakukan untuk kita dapat menentukan atau menemukan formula awal yang dijadikan sebagai parameter pengukuran kekuatan besi hollow. Tentunya hal ini dilakukan dengan memperhitungkan berbagai macam hal seperti halnya:
- Menentukan jenis konstruksi yang akan dilakukan dengan menggunakan besi hollow. Sebab penggunaan besi hollow selain bisa diaplikasikan pada pembuatan rumah ataupun gedung bertingkat juga bisa digunakan sebagai material konstruksi berat seperti jembatan ataupun lain sebagainya.
- Kemudian selain menentukan jenis konstruksi, persiapan juga perlu kamu lakukan yaitu menentukan kondisi lingkungan sekitar proyek / konstruksi. Hal ini perlu dilakukan karena kondisi lingkungan sangat mempengaruhi kualitas dan kekuatan besi hollow ketika sudah terpasang pada konstruksi.
- Dan persiapan berikutnya yang juga perlu kamu perhatikan disini adalah beban yang akan ditopang / di tumpu oleh besi hollow tersebut. Semakin besar beban yang akan di topang, maka besi hollow degan ukuran dimensi dan tebal besar lebih cocok dipilih.
- Dan hal terakhir yang perlu diperhatikan dalam tahap awal menghitung kekuatan besi hollow adalah korosi. Mengingat besi hollow yang mudah terkena korosi akan semakin cepat kehilangan kekuatan untuk menopang beban yang di tampung.
Baca Juga: Harga Pagar Besi Hollow Per Meter dan Cara Menghitung 2024
Rumus Menghitung Kekuatan Besi Hollow
Setelah semua persiapan awal telah matang dan telah kalian catat sebagai poin utama perhitungan kekuatan besi hollow yang akan digunakan. Maka mengetahui rumus menghitung kekuatan besi hollow berikut perlu kamu ketahui.
Untuk menghitung kekuatan besi hollow, setidaknya ada 3 rumus utama yang bisa kamu pakai. Namun rumus ini berbeda dengan rumus menghitung berat besi hollow yang sudah pernah kami bahas sebelumnya.
Adapun ke-3 rumus utama yang harus kamu ketahui untuk menghitung kekuatan sebuah besi hollow yaitu:
1. Rumus Menghitung Beban Besi Hollow
| Rumus | Keterangan |
|---|---|
| W = W1 + W2 + W3 | W = Beban total yang akan ditopang (kg) W1 = Beban mati (kg) W2 = Beban hidup (kg) W3 = Beban angin (kg) |
2. Rumus Menentukan Ukuran dan Tebal Besi Hollow
| Rumus | Keterangan |
|---|---|
| t = (P x L) / (2 x f x σ) | t = Tebal besi hollow (mm) P = Beban yang akan ditopang (kg) L = Panjang besi hollow (mm) f = Faktor keamanan (biasanya 1,5 – 2) σ = Tegangan ijin baja (kg/mm2) |
2. Rumus Menghitung Kekuatan Besi Hollow
| Rumus | Keterangan |
|---|---|
| F = (A x σ) / f | F = Kekuatan besi hollow (kg) A = Luas penampang besi hollow (mm2) σ = Tegangan ijin baja (kg/mm2) f = Faktor keamanan (biasanya 1,5 – 2) |
Ke tiga rumus di atas menjadi kunci utama untuk kita dapat menghitung dengan cepat, tepat dan akurat kekuatan besi hollow yang kita butuhkan. Selain rumus tersebut, terdapat beberapa rumus lain menghitung kekuatan besi hollow secara spesifik.
Baca Juga: Tabel Berat Besi Hollow SNI Semua Jenis dan Ukuran Per Batang
Yang dimana rumus lain ini ditujukan bagi kamu yang ingin mengetahui secara detail berapa Kekuatan Tarik (Axial Tension), Kekuatan Tekan (Axial Compression), Kekuatan Lentur (Bending), dan Kekuatan Geser (Shear) dari besi hollow yang akan digunakan.
Untuk detail rumus dan keterangan dari masing-masing kebutuhan tersebut, dapat kamu lihat pada tabel di bawah ini.
| Detail | Rumus | Keterangan |
|---|---|---|
| Kekuatan Tarik (Axial Tension) | F = σ * A | F = Gaya tarik (N) σ = Tegangan tarik (N/mm²) A = Luas penampang besi hollow (mm²) |
| Kekuatan Tekan (Axial Compression) | F = σ * A | F = Gaya tekan (N) σ = Tegangan tekan (N/mm²) A = Luas penampang besi hollow (mm²) |
| Kekuatan Lentur (Bending) | M = σ * I / y | M = Momen lentur (Nmm) σ = Tegangan lentur (N/mm²) I = Momen inersia penampang (mm⁴) y = Jarak dari titik terluar penampang ke sumbu netral (mm) |
| Kekuatan Geser (Shear) | F = τ * A | F = Gaya geser (N) τ = Tegangan geser (N/mm²) A = Luas penampang geser (mm²) |
Untuk memudahkan kamu dalam menggunakan rumus-rumus di atas, berikut ini adalah persamaan untuk menghitung luas penampang besi hollow (A) dan Momen Inersia (I) besi hollow.
Besi Hollow Persegi
- A = s * t
- I = (s^4 – d^4) / 12
Besi Hollow Persegi Panjang
- A = b * t
- I = (b^3 * t) / 12
Keterangan:
- s = Sisi luar besi hollow (mm)
- t = Ketebalan besi hollow (mm)
- d = Sisi dalam besi hollow (mm)
- b = Lebar besi hollow (mm)
Contoh Perhitungan Kekuatan Besi Hollow
Kemudian untuk menggambarkan bagaimana cara menggunakan rumus menghitung kekuatan besi hollow di atas. Berikut adalah ilustrasi dan contoh perhitungan yang dapat kamu jadikan sebagai gambaran / referensi.
Dalam contoh, sebuah balok baja atau besi hollow yang memiliki penampang persegi panjang 50 x 100 x 5 mm akan digunakan untuk menahan beban tekan sebesar 20 kN. Di mana nilai tegangan yield baja adalah 240 MPa.
Nilai faktor keamanan yang diinginkan dalam contoh kasus ini adalah 1.5. Jadi berapa kekuatan gaya tekan maksimum yang dapat ditahan oleh balok baja atau besi hollow tersebut?.
- Menghitung Luas Penampang (A)
- A = b * t = 50 mm * 5 mm = 250 mm²
- Menghitung Tegangan Tarik yang Diijinkan (σ)
- σ = σy / f = 240 MPa / 1.5 = 160 MPa
- Menghitung Gaya Tekan Maksimum (F)
- F = (A x σ) / f = (250 mm² x 160 MPa) / 1.5 = 26.67 kN
Bisa kita simpulkan bahwa besi hollow yang digunakan sebagai balok baja di sebuah konstruksi mampu menahan gaya tekan maksimum sebesar 26.67 kN. Atau dalam hal ini besi hollow tersebut mampu dengan baik menahan beban seberat 20 kN.
Baca Juga: Ukuran Besi Hollow Untuk Kanopi dan Cara Menghitungnya!
Kesimpulan
Dengan kita mengetahui apa saja faktor utama yang mempengaruhi kekuatan besi hollow, rumus dan cara menghitung kekuatan besi hollow di atas. Setidaknya kita akan dapat membuat sebuah konstruksi bangunan yang cukup kuat, kokoh dan tahan lama.
Kami rasa cukup sekian informasi yang kali ini dapat www.kanalrumah.com bagikan, semoga apa yang telah kami jelaskan di atas bisa memberi gambaran dan kemudahan kamu dalam menentukan ukuran, tebal dan kekuatan besi hollow.