hengki pb jadi okk
TRANSCRIPT
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Reng
Reng atap merupakan sebagai penahan genteng bangunan, setiap bangunan pasti akan
menghadapi ancaman keruntuhan atau ambruknya reng atap yang tidak kuat. Tidak peduli
bangunan mewah atau biasa, besar atau mungil, baru atau lama, jika material reng atap tidak kuat
selalu menghadirkan ancaman, seperti bangunan sekolah dasar beberapa di wilayah Indonesia
rawan ambruk yang menyebabkan siswa-siswi terganggu dalam mengikuti pelajaran.
Pada umumnya reng atap adalah berbahan kayu seperti reng atap bangunan rumah,
sekolah, kantor,pabrik, rumah sakit dan lain-lain reng atap yang berbahan kayu kelemahanya
kualitas kayu tidak merata, adanya rayap pada reng atap, memuai atau terjadi penyusutan reng
kayu terhadap perubahan cuaca dapat menyebabkan rapuhnya kekuatan reng, bahkan ratusan
genteng dapat ambruk ke bawah menimpa seisi rumah dan material kayu mudah terbakar.
Selain reng kayu ada juga reng baja ringan yang masih minim digunakan, tapi lebih unggul dari
material kayu akan tetapi ada kelemahnya yaitu masih ada material yang mudah korosi atau
karat, tidak mudah dipasang atau tidak sefleksible seperti kayu, dan material reng baja ringan
mahal harganya.
Pemilihan Bahan Dan Proses 1
Gambar 1.1 Baja ringan reng atap rumah
1.2 Ruang Lingkup Reng
Untuk mendapatkan material yang baik untuk mengurangi masalah yang timbul
pada reng atap, maka kriteria yang baik harus dipenuhi perbandingan rangka baja
ringan pada berdasarkan perbandingan material sebagai berikut :
1. Tangguh
2. Tahan terhadap gaya tekan
3. Tahan korosi atau karat
4. Harga material reng yang murah
Tujuan dari proses perbaikan ini merupakan agar didapatkan reng atap rumah
yang kokoh yang tidak akan dihantui runtuhnya reng, karena ada kerugian yang
didapat dari reng tersebut bermasalah atau kurang baik yakni efek korosi dan bahan
materialnya
1.3 Konstruksi Reng
Konstruksi reng atap adalah bagian paling atas dan suatu bangunan,
permasalahan konstruksi atap tergantung pada luasnya ruang yang harus dilindungi,
bentuk dan dari konstruksi yang dipilih, dan lapisan penutupnya.
Pengaruh lingkungan luar terhadap atap menentukan pilihan penyelesaian yang
baik terhadap suhu ( sinar matahari ), cuaca ( air hujan dan kelembaban udara), serta
keamanan terhadap kebakaran (petir dan bunga api) sehingga atap harus memenuhi
kebutuhan terhadap keamanan dan kenyamanan. Sedangkan konstruksi reng atap kayu
adalah suatu konstruksi yang berfungsi bagai penahan beban penutup atap, yang
melindungi penghuni rumah dan panas matahari, angin dan air hujan juga hanya saja
kurang tangguh dan mudah dihinggapi rayap.
Reng merupakan bilah atap yang melintang di atas dan berfungsi sebagai tempat
menempatkan posisi genteng, sedangkan ring balok diletakkan di bagian puncak
dinding dan berfungsi sebagai pendukung balok kuda-kuda. Berikut adalah tabel
kontruksi material reng baja ringan yang biasa digunakan di indonesia :
Pemilihan Bahan Dan Proses 2
Baja ringan untuk konstruksi atap yang biasa disebut ring adalah rangka atap
dengan bahan t ringan Zinc-Aluminium (Zin Calume) dengan komposisi sbb: 5O %
Aluminium, 43,5%Zinc, 1,5 % Silicon. Anti karat yang terkandung di truss adalah unsur
yang menyatukan dengan bahan dasar sebagai lapisan daya tahan 4 kali lipat dan
lapisan pelindung seng biasa/Galvanis. Truss terbuat dan Zinc-Aluminium Hi Tensile
(kekuatan tank, lipat, punter) G550 atau truss sanggup menopang 550 kg / 1 cm2.
Keunggulan Truss adalah sebagai berikut :
• Menggunakan Metal Zinc Calume dan Blue Scope Steel yang merupakan pemegang
lisensi baja ringan original
• 5 kali lebih kuat dan baja galvanis
• 40 % lebih kuat dan Mild Steel
• Anti Karat / korosi
• Fabrikasi dilakukan di proyek untuk menghindani salah konstruksi / tidak perlu
merubah mengurangi ring balok bangunan yang ada
• Truss memiliki standar bentuk dan ukuran yang tetap karena semua komponen di
produksi dengan menggunakan mesin teknologi tinggi.
Pemilihan Bahan Dan Proses 3
Reng atap biasanya mempuyai beberapa jenis profil seperti gambar
dibawahi, dari baja ringan dan mempunyai Tinggi 25 mm hingga 35 mm, Tebal 0.5 mm, dan
Panjang 6m.
Gambar 1.2 reng profil V
Gambar 1.3 reng profil C
1.4 Langkah Dalam Pemilihan Material
Pemilihan material ada metode angka yang dapat digunakan untuk
meningkatkan suatu posisi keunggulan (George, 2000). Pemilihan Proses Material
merupakan open-ended dan dengan sendirinya akan mendorong kearah beberapa
kemungkinan pemecahan pada masalah yang sama. Ini dapat digambarkan oleh fakta
bahwa komponen serupa yang melakukan fungsi serupa, tetapi yang diproduksi oleh
Pemilihan Bahan Dan Proses 4
pabrikan berbeda adalah sering dibuat dari material berbeda dan bahkan proses
pabrikasi yang berbeda (Mahmoud, 2008). Bagaimanapun, kombinasi dalam memilih
jumlah maksimum material dan proses pemilihan bukanlah suatu tugas yang sederhana
melainkan secara berangsur-angsur/bertahap dapat meningkatkan proses pemilihan
selama langkah-langkah pemilihan material yang berbeda. Di dalam penyelidikan ini,
langkah-langkah metode memilih material ditunjukkan penggunaan suatu diagram
aliran.
Diagram Alir dalam Pemelihan Matrial
Dalam pemilihan bahan material untuk reng atap baja ringan propertinya
sebagai berikut :
Ketangguhan reng atap akan berpengaruh pada tekanan massa genteng atau
atap lainya. Semakin tangguh reng atap akan memperpanjang umur reng rumah
Hal berikutnya yang harus diperhatikan juga tahan korosi atau tahan terhadap
lingkungan dan serangan rayap, jika tidak akan menimbulkan kerusakan reng.
Dan dibawah ini adalah ruang lingkup dari pemilihan reng,
Design Requirements for Contact Lens
Pemilihan Bahan Dan Proses 5
Function
Constraints
Objective
Free Variables
Penahan Genteng atau melindungi isi dalam rumah
Bentuk (Shapes & Design)
Memiliki ketangguhan baik Tahan korosi Biaya ringanPemilihan material
1.5 Model Matematik
Secara mekanik reng atap rumah adalah sebuah batang yang dikenai dengan
bending membentuk baja profil.
a) Sebuah reng harus kuat dan tangguh menahan beban genteng, dan harus
memiliki kekakuan tertentu dengan berat yg seringan mungkin.
b) Reng atap juga harus mempunyai kekerasan yang bisa menerima beban genteng
dalam keadaan cuava buruk.
Gunakan Appendix A.3
Konstrain Berupa
Pemilihan Bahan Dan Proses 6
Appendix A.2
Stiffness dan l sudah ditentukan, section area A yg masih bebas.
Objective function
m = Alρ
Gunakan 2 persamaan diatas maka untuk massa:
Material terbaik untuk batang kaku dan ringan adalah yg memiliki nilai terkecil.
ρ/ E 1/2
Kita akan membalik dan mencari nilai terbesar dari material.
M = E 1/2 Ρ
Pemilihan Bahan Dan Proses 7
► Tabel rumus material indek
Dari tabel rumus indeks diatas di kotakan garis merah adalah kriteria material
reng atap yang digunakan untuk menggunakan aplikasi CES Edupac 4.5 mencari
material indeks.
Pemilihan Bahan Dan Proses 8
BAB IIPEMILIHAN MATERIAL
1.2 Tahap Screening Menggunakan Metode Ashby
Pada tahapan ini, proses memilih material menggunakan metode Ashby dengan cara
memisahkan material yang Sesuai dan yang tidak Sesuai dengan Produk (Go - Not Go).
Dengan menggunakan aplikasi CES Edupack 2005, telah didapatkan beberapa material
yang sesuai dengan kriteria Contact Lens.
Dengan menggunakan properties general dan grafik hubungan antara Density -
Modulus Young, Modulus Young – Frackture Toughness, dan Price – Thermal
Konduktivity yang telah didapatkan 4 Material yang terseleksi antara lain :
High Carbon Steel
Low Alloy Steel
Low Carbon Steel
Medium Carbon Steel
Pemilihan Bahan Dan Proses 9
Gambar 2.1 General Propertis melalui CES Edupac
Gambar 2.2 Grafik Density – Modulus Young
Pemilihan Bahan Dan Proses 10
Gambar 2.3 Modulus Young – Fracture Toughness
Gambar 2.4 Price – Thermal Konduktivity
1.3 Tahap Ranking Menggunakan Metode Quantitatif
Pada tahap selanjutnya, material yang terseleksi pada tahap Screening kemudian
diseleksi kembali pada tahap Ranking menggunakan metode Quantitatif.
Pemilihan Bahan Dan Proses 11
Material dengan harga yang relatif murah lebih sesuai untuk beberapa aplikasi,
dengan menggunakan model matematika Cost of Unit Elastic(Cρ∈
) limit dengan spesifik
material pada Tabel 1.
Material Modulus Young (10^6 psi)
Density
(lb/ft^3)
Fracture Taughness (ksi.in^1/2)
Thermal Conduktivity (BTU.ft/h.ft^2.F)
Price
(USD/lb)
Cost of Unit Elastic Limit(C /ρ ∈) x 100
Hight carbonsteelLow alloysteellow carbonsteelmedium carbonsteel
31.18
31.47
31.18
31.33
486.9
486.9
486.9
486.9
83.72
182
74.62
83.72
30.62
31.78
31.2
31.78
0.2138
0.2138
0.2138
0.2138
1.2434
0.572
1.395
1.2434
Table 1. Characteristics and cost per unit elastic limit value for the candidate materials for reng roof
Decision NumbersN = n(n − 1)/2
Modulus Young
Density
Fracture Taughness
Thermal Conduktivity
Hardnes-vikers
1
0
0
1
0
0
2
0
1
0
0
0
3
1
0
0
0
0
4
0
0
0
1
0
5
0
0
0
0
1
6
0
0
0
1
0
7
0
0
1
0
0
8
1
0
0
0
0
9
0
1
0
0
0
10
0
0
1
0
0
Table 2. Application of digital logic method to material selection for reng roof
Property Positive Decisions Weighting Factor( )α
Modulus Young
Density
Fracture Taughness
Thermal Conduktivity
2
2
3
0.2
0.2
0.3
Pemilihan Bahan Dan Proses 12
Hardnes-vikers 2
1
0.2
0.1Total 10 1
Table 3. Weighting factors for reng roof
For the present application, materials with higher mechanical properties are more
desirable and highest values:
Scaled property= Numerical value of property x 100Maximum value∈the list
( 1)
And for material such a lower value is more desirable:
Scaled property= Minimumvalue∈the list x100Numerical value of property
( 2)
( 3 )
Material Modulus Young (10^6 psi)
Density
(lb/ft^3)
Fracture Taughness (ksi.in^1/2)
Thermal Conduktivity (BTU.ft/h.ft^2.F)
Hardnes-vikers(HV)
Hight carbonsteelLow alloysteellow carbonsteelmedium carbonsteel
31.18
31.47
31.18
31.33
486.9
486.9
486.9
486.9
83.72
182
74.62
83.72
30.62
31.78
31.2
31.78
650
692.5
172.5
565
Table 4. Properties of candidate materials for reng roof for calculation and ranking of the candidate materials (CESEdupack, 2005)
Scaled Properties
1 2 3 4 5 Performance Index (γ )
Hight carbon 99.07 100 46 96.3 93.86 82.256
Pemilihan Bahan Dan Proses 13
steelLow alloysteellow carbonsteelmedium carbonsteel
8
100
99.078
99.55
100
100
100
100
41
46
4
100
98.17
100
100
24.9
81.58
100
74.23
81.868
Table 5 Scaled values of properties and performance index
Dari hasil perhitungan diatas, didapatkan nilai dari Performance Index ( )γ masing-masing material, kemudian kita cari nilai Figure of Merit menggunakan Rumus berikut:
(4)
Material Relative Cost (USD/lb)
Cost of Unit Elastic
Limit(C /ρ ∈) x 100
Performance Index ( )γ
Figure of Merit
Hight carbonsteelLow alloysteellow carbonsteelmedium carbonsteel
0.2138
0.2138
0.2138
0.2138
1.2434
0.572
1.395
1.2434
82.256
100
74.23
81.868
0.6615
1.7482
0.5321
0.6584
Table 6 Cost and figure of merit of candidate materials
Pemilihan Bahan Dan Proses 14
Hight Carbon Steel
Low Alloy Steel
Low Carbon Steel
Medium Carbon Steel
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
Figure of Merit
Figure of Merit
Figure 1.Plot of figure of merits (FOM) against all materials.
1.4 Kesimpulan
Metode Penyeleksian Material menggunakan Metode Ashby pada tahap screening
untuk Reng atap telah didapatkan 4 Material antara lain:
High Carbon Steel Low Alloy Steel Low Carbon Steel Medium Carbon Steel
Kemudian dengan mengunakan Metode Quantitative pada tahap Ranking, dengan
cara mencari Nilai dari Performance Index ( ) dan figure of merits (FOM) tlah terseleksiγ
1 maerial yang terbaik untuk Contact Lens yaitu Polystyrene (PS) dengan nilai
Refractive Index 1.59 dan Transparency (Optical Quality).
1.5 Referensi
o Ashby, M. F., 1989. Mater. Sci. and Tech. Volume 5, pp.521. Ashby, M. F., 1992.
o Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann. Ashby, M. F.,
2005.
o Materials selection in mechanical design, (3rd ed.), Elsevier. ASM Handbook,
1997.
Pemilihan Bahan Dan Proses 15
o Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys, Volume 1,
ASM International, Materials Park, Ohio.
o CES Edupack 2005 versi 4.5
Pemilihan Bahan Dan Proses 16