MATERIAL TEKNIK-SIFAT MATERIAL BAJA

MODUL 1

SIFAT MATERIAL BAJA

Sifat Material Baja Secara Umum

Adanya beban pada elemen struktur selalu menyebabkan terjadinya perubahan dimensional pada elemen struktur tersebut. Struktur tersebut mengalami perubahan ukuran atau bentuk atau kedua-duanya. Pada sebagian besar jenis material baja, perubahan dimensional yang terjadi dapat secara kasar dikelompokkan kedalam dua jenis, yaitu:

§ Deformasi Elastis

Apabila elemen struktur mula-mula dibebani, maka deformasi yang terjadi masih berada dalam daerah elastis. Dalam daerah ini elemen struktur tersebut masih dapat kembali pada keadaan semula apabila bebannya dihilangkan (seperti perilaku pegas). Deformasi dalam daerah elastis sangat tergantung pada besar taraf tegangan yang terjadi pada elemen struktur.

§ Deformasi Plastis

Apabila bebannya bertambah terus, maka akan terjadi deformasi yang termasuk kedalam daerah plastis. Hal ini terjadi apabila tegangan pada material sedemikian besarnya, sehingga dapat menyebabkan terjadinya perubahan permanen didalam struktur internal material. Apabila perubahan internal material ini terjadi, maka keadaan semula tidak dapat tercapai meskipun beban dihilangkan. Taraf beban atau tegangan yang diasosiasikan dengan daerah palstis selalu lebih besar daripada daerah elastis.

Elastisitas

Cara utama dalam menjelaskan perubahan ukuran dan bentuk adalah dengan menggunakan konsep regangan (ε)

Definisi regangan:

= Perubahan panjang akibat beban

L = Panjang mula-mula.

Perbandingan tegangan (σ) dan regangan (ε) pada elemen struktur adalah konstan (Hukum Hooke):

E= modulus elastisitas

Hubungan antara tegangan dan regangan pada material baja dalam daerah elastis linier seperti tergambar:

Kekuatan Material Baja

Sebutan kekuatan sering digunakan sebagai acuan dalam menentukan kapasitas-pikul-beban material.

Kekuatan material baja secara umum dapat digambarkan kedalam grafik hubungan tegangan-regangan

Daerah Elastis yang gambarnya diperbesar:

§ Perilaku Daktil (Ductile). Material Baja adalah contoh klasik material daktil, yaitu material yang dapat mengalami deformasi plastis sampai keadaan sebelum putus. Sebaliknya apabila material tidak menunjukkan perilaku palstis apabila dibebani, tetapi dapat putus pada saat deformasi yang tidak benar, disebut material getas (brittle) contohnya: besi tuang.

Beton

Besi tuang

Kayu

Baja structural (daktil)

PERENCANAAN STRUKTUR BAJA

Perencanaan struktur didefinisikan sebagai paduan dari seni dan ilmu, yang menggabungkan intuitif seorang insinyur berpengalaman dalam kelakuan struktur dengan pengetahuan mendalam tentang prinsip statika, dinamika, mekanika bahan dan analisa struktur, untuk mendapatkan struktur yang ekonomis dan aman serta sesuai dengan tujuan pembuatannya.

PRINSIP-PRINSIP PERENCANAAN

Perencanaan harus memenuhi criteria yang umum untuk struktur, antara lain:

§ Biaya minimum

§ Berat minimum

§ Waktu konstruksi yang minimum

§ Tenaga kerja minimum

§ Biaya produksi minimum bagi si pemilik gedung.

§ Efisiensi operasi maksimum bagi sipemilik.

Garis besar prosedur perencanaan adalah sebagai berikut:

1. Perancangan. Penetapan fungsi yang harus dipenuhi oleh struktur. Tetapkan criteria yang dijadikan sasaran untuk menentukan optimum atau tidaknya perencanaan yang dihasilkan

2. Konfigurasi struktur prarencana. Penetapan letak elemen agar sesuai dengan fungsi dalam langkah 1.

3. Penentuan beban yang harus dipikul.

4. Pemilihan batang prarencana

5. Analisa struktur

6. Penilaian. Apakah semua ketentuan dipenuhi dan hasilnya optimum?

7. Perencanaan ulang. Pengulangan suatu bagian dari langkah 1 sd 6 yang dipandang perlu atau dikehendaki berdasarkan penilaian diatas

8. Keputusan akhir. Penentuan optimum atau tidaknya perencanaan yang telah dilakukan.

PEMBEBANAN

1. Beban Mati

Beban mati adalah beban kerja akibat grafitasi yang tetap posisinya. Yang termasuk beban mati adalah: berat sendiri struktur, perlengkapan lain yang membebani struktur dan bersifat tetap.

Dalam langkah 3,4 dan 5 pada prosedur perencanaan, berat struktur atau elemen struktur harus ditaksir, penampang prarencana dipilih, berat dihitung ulang, dan pemilihan batang diubah jika perlu

2. Beban Hidup

Adalah beban grafitasi pada struktur yang besar dan lokasinya bervariasi. Contoh: beban manusia, mebel (furniture), peralatan yang dapat bergerak, kendaraan dll.

3. Beban Hidup Jalan Raya

Standarisasi AASHTO (Association of State Highway and Transportation) menjadi beban truk dan beban jalur standar yang mendekati beban suatu rangkaian truk. Berdasarkan jumlah gandar pertruk, pembebanan dibedakan atas dua sistim yaitu sistim H dan HS. Sistim H mempunyai dua gandar dan sistim HS mempunyai 3 gandar.

4. Beban Kejut

Sembarang beban hidup yang bisa menimbulkan pengaruh dinamis harus diperbesar dengan factor kejut. (minimal 20 % dari beban hidup)

5. Beban salju

6. Beban Angin

Angin menimbulkan tekanan pada sisi pihak angin (windward)dan hisapan pada sisi dibelakang angin (leeward)

7. Beban Gempa

Gempa bumi menimbulkan pergerakan dalam arah mendatar atau vertical. Karena gerak mendatar mengakibatkan pengaruh paling besar, pengaruh gerak ini biasanya dipandang sebagai beban gempa

3. JENIS BATANG BAJA STRUKTURAL