sifat material baja

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Edifrizal Darma, MT STRUKTUR BAJA I

MODUL 1

SIFAT MATERIAL BAJA

1. 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.

2. Elastisitas

Cara utama dalam menjelaskan perubahan ukuran dan bentuk adalah dengan

menggunakan konsep regangan (ε)

Definisi regangan:

L

L∆=ε

L∆ = Perubahan panjang akibat beban

L = Panjang mula-mula.

Perbandingan tegangan (σ) dan regangan (ε) pada elemen struktur adalah

konstan (Hukum Hooke):

E=

εσ

E = modulus elastisitas

Hubungan antara tegangan dan regangan pada material baja dalam daerah

elastis linier seperti tergambar:


3. 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:

σ

ε

σ

ε

Batas Proposional

Kekuatan Batas

Keruntuhan


� 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.

ε

σ

Daerah Elastis

Batas Proposional

Titik Leleh

Tegangan ijin

σ

ε

Baja structural (daktil)

Kayu

Besi tuang

Beton


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.

1. 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.


2. 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

W, profil sayap lebar

S, Balok Standar Amerika

C, Kanal Standar Amerika

L, siku

WT atau ST, T struktural

Penampang pipa

Boks struktural


Profil yang paling banyak dipakai adalah Profil sayap lebar (wide-flange), misalnya profil

W460 x 142 (tinggi 460mm berat 142 kg/m)

Penampang bulat dan segiempat

Plat

sifat material baja

Documents