laporan baja

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Saat ini baja merupakan salah satu elemen dalam bidang konstruksi yang memiliki

peran sangat penting . Baja biasanya digunakan untuk pertulangan atau campuran

beton dan struktur rangka atap. Baja dikenal memiliki keunggulan diantaranya

ketahanan terhadap tarik atau regangan dan juga ketahanan terhadap tekanan. Sifat

unik baja yang berbeda dengan elemen lainnya adalah besarnya kuat tekan yang

hampir sama dengan besarnya kuat tarik.

Seiring dengan meningkatnya pembangunan yang dilakukan manusia, meningkat

pula penggunaan baja dalam konstruksi, oleh karena itu perlu diketahui bagaimana

tingkah laku, sifat dan properti baja dalam menahan beban. Ada berbagai sifat

baja yang harus diketahui terutama untuk dapat melakukan perhitungan suatu

struktur bangunan. Oleh karena itu, dalam praktikum ini dilakukan pengujian

terhadap baja, yakni uji tarik baja agar dapat diperoleh nilai-nilai properti baja

shingga pada akhirnya dapat digunakan dalam menentukan dan memperhitungkan

standar kekuatan suatu struktur bangunan.

1.2. Tujuan

1. Mengetahui cara pegukuran uji tarik langsung.

2. Mengetahui cara pengoperasian alat uji tarik (Universal Testing Machine,

UTM).

3. Menghitung nilai-nilai properti mekanik baja, seperti modulus Young,

tegangan leleh, kuat tarik, dan lain-lain.

4. Pembacaan tegangan dan regangan dengan menggunakan strain gauge.

1.3. Dasar Teori

Uji tarik baja dapat digunakan langsung untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dari

material baja yaitu antara lain :

Tegangan (σ) adalah gaya yang dibaca pada load cell dibagi dengan luas

penampang.

Regangan (ε) adalah pebandingan pertambahan panjang dengan panjang awal

beda uji.

Modulus Young (E) merupakan kemiringan garis (daerah elastis) pada kurva

tegangan regangan.

Tegangan leleh (σy) adalah besarnya gaya tarik yang bekerja pada saat benda

uji mengalami leleh pertama dibagi dengan luas penampang.

Kuat Tarik (σmaks) adalah tegangan tarik maksimum yang didapat dari gaya

maksimum dengan luas penampang semula dari benda uji.

Kontraksi penampang adalah perbandingan dari selisih luas penampang akhir

dengan luas penampang akhir terhadap luas penampang awal.

1.4. Alat dan Bahan

1. Jangka Sorong

2. Mesin uji Universal Testing Machine (UTM)

3. Load Cell, pengubah beban UTM dari analog ke digital.

4. Linear Variable Displacement Tranducer (LVDT), pencatat defleksi atau

perpanjangan.

5. Data Logger, alat pencatat dari load cell dan LVDT

6. Baja tulangan polos Ø8, Ø10, Ø12, dengan panjang yang sama (uji pengaruh

luas penampang)

7. Baja tulangan ulir D10, D13, D16, dengan panjang yang sama (uji pengaruh

luas penampang)

8. Baja tulangan polos Ø8 dan ulir D10 yang lebih panjang (uji pengaruh

panjang)

9. Baja tulangan polos Ø12 (perbandingan hasil strain gauge dengan load cell

dan LVDT)

BAB IIMETODOLOGI PENGUJIAN

1. Setiap benda uji diberi nomor atau nama

2. Masing-masing benda uji diukur diameter dan panjangnya

3. Semua alat yang akan digunakan pada saat praktikum dicek kelengkapannya

terlebih dahulu

4. Alat dikalibrasi

5. Benda uji dipasangkan ke mesin UTM (sumbu alat penjepit berhimpit dengan

sumbu benda uji) sambil dipasangkan alat ukur

6. Benda uji ditarik dengan pertambahan beban yang konstan sampai benda uji

putus. Hasil yang didapat kemudian dicatat pertambahan panjangnya oleh

pengamat pada setiap pertambahan beban.

7. Perilaku benda uji diamati secara visual oleh pengamat

8. Setelah putus, diameter penampang pada daerah yang putus dan panjang akhir

benda uji kemudian diukur.

BAB IIIHASIL PENGUJIAN

3.1 Prosedur Penghitungan

Pada Baja Polos

Diketahui :

Diameter nominal awal baja : 8 mm

Diameter akhir baja : 4,87 mm

Luas penampang awal nominal baja : 50,26 mm2

Luas penampang akhir nominal baja : 18,617 mm2

Panjang awal (L0) : 101 mm

Panjang akhir (L’) : 145 mm

Beban leleh : 2000 kg

Pertambahan panjang leleh (ΔL) : 93 mm

Beban maksimum : 2925 kg

Berat material : 150 gr

Panjang material : 400 mm

i. Tegangan Leleh (σ )

ii. Kuat Tarik (σ )

σ maks=Pmaks

A0

=292550 , 56

=58 ,197 kg/mm2

iii. Elongasi Maksimum

ε m=L '−L0

L'×100 %

ε m=145−101101

×100 %

ε m=43 ,56 %

σ= PA0

=200050 ,56

=39 ,793 kg/mm2

iv. Kontraksi Penampang

S=Aso−Asu

Aso

×100%

S=50 ,26−18 ,61750 ,26

×100%

S=62,957 %

v. Modulus Elastisitas

E=σε

E=39 ,7930 , 092

E=432 , 1614

Pada Baja Ulir

i. Diameter efektif baja ulir

Diketahui

Panjang material (L) : 397 mm

Berat material (W) : 227 g

D=12 , 74√ massa( g )panjang (mm )

=12,74 √227397

=9 , 633 mm

3.2 Data Hasil Pengujian Tarik Baja Tulangan

Tabel 1.1 Hasil Pengujian Tarik Baja Tulangan (bagian 1)

No. Identifikasi BendaUji

Diameter Aktual Awal

(mm)

Diameter Nominal

Awal (mm)

Diameter Akhir (mm)

Luas Penampang

Nominal Awal (mm2)

Luas Penampang

Nominal Akhir (mm2)

Kontraksi Penampang

(%)

Panjang Awal (mm)

Panjang Akhir (mm)

elongasi (%)

1 Polos 7.79 8 4.87 50.26 18.618 62.96 101 145 43.562 Polos 9.7 10 6.27 78.54 30.861 60.71 102 136 33.333 Polos 12.31 12 7.2 113.10 40.694 64.02 100 126 26.004 Ulir 9.633 10 - 78.54 - - 100 124 24.005 Ulir 12.88 13 - 132.73 - - 100 132 32.006 Ulir 15.8 16 - 201.06 - - 102 123 20.597 Polos (pjg) 9.71 10 - 78.54 - - 99 129 30.308 Ulir (pjg) 9.563 10 - 71.79 - - 200 233 16.50

*) Beberapa data dalam tabel ini tidak ada karena tidak semua data dicatat

Tabel 1.2 Hasil Pengujian Tarik Baja Tulangan (bagian 2)

No.

Identifikasi Benda Uji

Beban Luluh (kg)

Kekuatan Luluh Nominal

(kg/mm2)

Beban Maks. (kg)

Kekuatan tarik Nominal

(kg/mm2)

Regangan Luluh

Modulus Elastisitas

Berat (gr)

Panjang (mm)

1 Polos 2000 39.793 2925 58.197 0.092 432.161 150 4002 Polos 3480 44.309 5050 64.298 0.088 502.165 232 4003 Polos 4350 38.463 6200 54.820 0.105 366.310 374 4004 Ulir 3750 47.746 4375 55.704 0.115 415.186 227 3975 Ulir 6750 50.854 8280 62.381 0.200 254.272 408 3996 Ulir 10750 53.467 14250 70.874 0.027 1983.126 615 4007 Polos (pjg) 3100 39.470 4700 59.842 0.081 488.445 349 5998 Ulir (pjg) 3600 50.147 4300 59.898 0.085 589.964 338.7 601

3.3 Analisa Grafik Uji Tarik

3.3.1. Analisa Grafik Uji Tarik Baja Polos

Grafik 3.1 Regangan-Beban Baja Polos Ø8


Kurva Beban - Pertambahan Panjang

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10 12Pertambahan Panjang (cm)

Beban (kg)

polos D8


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 2 4 6 8 10Pertambahan Panjang (cm)

Beban (kg)

Polos D10


Dari ketiga grafik di atas dapat diketahui bahwa baja polos memiliki karakteristik

grafik yang sama, dari grafik ini dapat diketahui nilai-nilai properti baja seperti

tegangan leleh, tegangan maksimal, regangan serta modulus elastisitas.

Dari Grafik ini kita dapat memperkirakan desain struktur pembebanan baja.


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 2 4 6 8 10 12RPertambahan Panjang (cm)

Beban (kg)Polos D12

3.3.2 Analisa Grafik Uji Tarik Baja Ulir

Grafik 3.4 Regangan-Beban Baja Ulir D10



0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 1 2 3 4 5 6 7Pertambahan Panjang (cm)

Beban (kg)

Ulir D10


0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000


Beban (kg)

Ulir D13


Dari ketiga grafik di atas dapat diketahui bahwa baja ulir juga memiliki

karakteristik grafik yang sama, dari grafik ini dapat diketahui nilai-nilai properti

baja seperti tegangan leleh, tegangan maksimal, regangan serta modulus

elastisitas.

Karakteristik baja ulir berbeda dengan baja polos, dari grafik dapat disimpulkan

bahwa karakteristik baja ulir lebih baik karena setelah melewati daerah elastis,

perubahan panjangnya tidak terlalu besar.

Dari Grafik ini pula kita dapat memperkirakan desain struktur pembebanan baja.


0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000


Beban (kg)

Series1



Pada kedua kurva di atas tidak ada perbedaan baik antara kurva baja polos dengan

baja polos sebelumnya dengan baja ulir dengan baja ulir sebelumnya juga, hal ini

menunjukkan bahwa pengaruh panjang tidak berpengaruh pada properti mekanik

baja. Hal ini berarti baja dapat dipakai dengan panjang yang tak terbatas pada


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000


Beban (kg)

PolosD10panjang


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000


Beban (kg)

Ulir D10Panjang

konstruksi, sehingga memungkinkan untk memakai baja dengan panjang

berapapun tanpa memotongnya (memendekkannya).

3.2.3 Hasil Uji dari Strain Gauge


.

Grafik yang didapatkan melalui strain gauge lebih baik dan lebih detail daripada

yang mengguunakan LVDT, hal ini dikarenakan strain gauge menggunakan

instrumen load cell yang sangat sensitif terhadap defleksi.

Dari Grafik ini dapat diketahui nilai modulus elastisitas properti baja dan tentunya

lebih baik daripada yang didapatkan melalui LVDT karena data disajikan dalam

tegangan vs regangan, dari grafik ini didapatkan modulus elastistas adalah kemiringan

kurva sebelum mengalami perubahan kemiringan yang drastis yaitu sebesar 0.5168.

3.2.4 Analisis Pengaruh Panjang Benda Uji Terhadap Properti Mekanik

Kurva Tegangan-Regangan

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60

Regangan

Te

ga

ng

an

Pada percobaan ini, praktikan melakukan uji tarik langsung yang dapat digunakan

untuk mengetahui sifat – sifat mekanik dari material seperti modulus Young, tegangan

leleh dan kuat tarik. Pada percobaan ini, dipakai baja ulir dengan diameter dari tiap

tiap baja yang sama yaitu ≈ 10 mm dan panjangnya masing-masing adalah:

- Baja 1 : 400

- Baja 2 : 600

Dari penghitungan data didapatkan bahwa tidak ada perbedaan properti mekanik yang

mencolok antara baja yang memiliki panjang 400 mm dan 600 mm. Hal ini

dikarenakan kedua benda uji ditarik pada titik yang sama. Artinya pada titik yang

sama pengaruh panjang baja tidak mempengaruhi kekuatan material baja, hal ini

berarti bahwa kekuatan baja pada tiap titik relatif sama, terkecuali jika mengalami

kesalahan pada proses fabrikasi.

BAB IVPENUTUP

4.1 Kesimpulan

a. Dengan mengetahui sifat-sifat mekanik seperti yield strength (dari yield stress),

ultimate strength (dari ultimate stress) dan juga daerah elastis, seseorang dapat

memutuskan material yang cocok untuk kebutuhannya.

b. Properti mekanik baja polos dan ulir berbeda salah satunya karma bentuk

geometri yang berbeda.

c. Properti mekanik benda uji

Tegangan (σ)

Regangan (ε)

Modulus Young (E)

Tegangan leleh (σy)

Kuat Tarik (σmaks)

Kontraksi penampang adalah perbandingan dari selisih luas penampang akhir

dengan luas penampang akhir

d. Besar kuat tarik baja pada tiap titik relative sama, hal ini karena property

mekanis baja bersifat mikroskopis.

laporan baja

Documents