Materi Pengantar Struktur Bangunan Baja Ok 1

7/25/2019 Materi Pengantar Struktur Bangunan Baja Ok 1

1/41

Bab I

PENGANTAR STRUKTUR BANGUNAN BAJA

A. Kompetensi Dasar dan Indikator

Kompetensi Dasar : Menguraikan struktur bangunan dari baja

Indikator :1. Mengidentifikasi karakteristik baja sebagai

material struktur bahan bangunan

2. Membedakan berbagai tipe struktur baja3. Menjabarkan tahapan-tahapan yang harus

dipertimbangkan dalam perenanaan struktur

baja

!. Merini beban-beban yang bekerja pada struktur

". Mendefinisikan metode #$D%

&. Mendefinisikan Metode #$D'

(. Mendefinisikan metode )*+D

B. Deskripsi Singkat

,ab ini berisi pengetahuan dasar struktur baja yang meliputi sifat

karakteristik dan tipe-tipe baja strtuktur tahapan-tahapan dalam perenanaan

struktur baja maam-maam beban pada struktur baja serta metode-metode

dalam perenanaan struktur baja. 'engetahuan hal-hal tersebut sangat diperlukan

untuk pedoman dan langkah aal agar dapat membuat perenanaan struktur baja.

C. ateri

A. Si!at ateria" Ba#a Str$kt$r

%. Si!at ekanika Ba#a

$ifat mekanika baja struktur dapat dilihat dari hubungan tegangan-

regangan ditunjukkan melalui grafik /egangan-*egangan ,aja yang diperoleh

dari hasil uji tarikspesimenbaja. 'engujian dilakukan dengan memberikan beban

0ii


2/41

tarik pada spesimen dengan gaya yang berubah dari nol kemudian terus

diperbesar sedikit demi sedikit sampaispesimenputus.

aya dari pembebanan kemudian dinyatakan sebagai nilai tegangan

dengan ara membagi gaya atau beban dengan luas penampang spesimen.

$edangkan pertambahan panjang spesimen akibat pembebanan tarik dibagi

dengan panjang aalspesimenakan mendapatkan nilai regangan untuk tiap-tiap

nilai tegangan. 'ada saat spesimen ditarik besar gaya atau tegangan dan

perubahan panjang batang atau regangan dimonitor dan diatat baik seara

manual maupun otomatis tergantung dari alat uji tarik yang dipergunakan.

)angkah selanjutnya data tegangan dan regangan yang diperoleh tersebut

diplotkan dalam bentuk diagram tegangan regangan dimana sumbu 0ertikal

menunjukkan besarnya tegangan dan sumbu horiontal menunjukkan besarnya

regangan yang terjadi untuk tiap perubahan tegangan. ambar diagram /egangan-

*egangan baja tipikal dapat dilihat pada ambar 1. 1

$umber: http://www.me.udel.edu/karlsson/meeg215/meeg215.html.

ambar 1. 1Diagram /egangan *egangan ,aja

Diagram tersebut dimulai dengan garis lurus dari pusat sumbu ke titik

# yang berarti baha hubungan antara tegangan dan regangan pada daerah aal

ini adalah linear dan proporsional. $etelah meleati titik # proporsionalitas

antara tegangan dan regangan tidak ada lagi sehingga titik # disebut sebagai batas

0iii

,

#

4

D

%

+


3/41

proporsional. Di daerah antara titik dan titik # bahan disebut berada dalam

kondisi elastis yaitu kondisi dimana bahan mengalami kenaikan regangan dan

tegangan yang sebanding. 'ada kondisi ini jika beban dihilangkan bahan akan

kembali ke ukurannya semula.

$etelah tegangan meleati batas proporsional regangan mulai meningkat

lebih epat untuk setiap kenaikan tegangan. Dengan demikian kemiringan kur0a

tegangan-regangan berangsur-angsur semakin keil sampai akhirnya menjadi

horiontal dimulai dari titik ,. Mulai titik ini terjadi perpanjangan yang ukup

besar meskipun tidak terdapat penambahan beban. Kondisi ini disebut kondisi

leleh bahan dan titik , disebut sebagai titik leleh. /egangan yang terjadi pada

titik leleh disebut tegangan leleh atauyield stress5fy6. Di daerah antara titik , dan

titik 4 bahan berada dalam kondisi plastis sempurna yang berarti bahan

mengalami deformasi tanpa adanya pertambahan beban.

$esudah mengalami regangan besar yang terjadi selama pelelehan di

daerah ,-4 baja mulai mengalami pengerasan regangan 5strain hardening6 yaitu

mengalami peningkatan resistensi terhadap deformasi lebih lanjut. 'erpanjangan

benda uji di daerah ini memerlukan penambahan beban tarik sehingga diagram

tegangan-regangan memiliki kemiringan yang positif dari 4 ke D. ,eban tersebut

pada akhirnya menapai harga maksimumnya dan tegangan pada saat itu 5titik D6

disebut tegangan ultimit. 'emberian beban tarik lebih lanjut akan disertai dengan

pengurangan tegangan yang terjadi dan akhirnya putus7patah di suatu titik 5titik

%6.

rafik /egangan-*egangan 4-D-% disebut sebagai grafik /egangan

*egangan *ekayasa 5Engineering stress-strain6. /egangan pada grafik ini

diperoleh dengan ara membagi beban yang bekerja dengan luas penampang aal

spesimen sedangkan nilai regangan diperoleh dengan membagi pertambahan

panjang yang terjadi dengan panjang aal spesimen. 'adahal pada kondisi riil

luas penampang dan panjang batang spesimen terus berubah dimana luas

penampang akan mengeil seiring dengan pertambahan panjang batang yang

mengalami tegangan tarik. leh karenanya tegangan akan terus meningkat

sampai terjadinya kegagalan atau putusnya spesimen. rafik yang

i8


4/41

menggambarkan kondisi tegangan9regangan sesungguhnya berdasarkan luas

penampang aktual adalah grafik tegangan-regangan sebenarnya 5true stress-

strain6 seperti digambarkan pada grafik 4-+ pada ambar 1. 1.

/egangan luluh dan tegangan ultimit menunjukkan kekuatan dari bahan

tersebut. Kekuatan bahan adalah kapasitas bahan tersebut dalam menahan beban.

ambar 1. 2berikut menunjukkan diagram tegangan regangan baja untuk

berbagai tegangan leleh yang berbeda.

$umber: http://www.me.udel.edu/karlsson/meeg215/meeg215.html.

ambar 1. 2. Diagram /egangan-*egangan ,eberapa enis ,aja

Dari gambar tersebut tampak baha kemiringan garis hubungan antara

/egangan-*egangan pada kondisi elastis tidak dipengaruhi oleh tingkat tegangan

leleh yang terjadi. ,esarnya kemiringan tersebut menunjukkan nilai modulus

elastisitas bahan atau modulus young 5%6. Modulus elastisitas menunjukkan

kekakuan atau kekuatan bahan dalam menahan deformasi akibat beban yang

bekerja. ,ahan dengan modulus elastisitas lebih besar menunjukkan baha bahan

tersebut lebih kaku atau lebih mampu dalam menahan deformasi. ,esarnya

Modulus elastisitas untuk baja struktur menurut $;I


5/41

*egangan yang digambarkan pada diagram tegangan-regangan di atas

adalah regangan yang terjadi searah sumbu memanjang7aksial bahan atau pada

arah pembebanan tarik. $esungguhnya regangan tidak hanya terjadi pada arah

sumbu memanjang bahan tetapi juga pada arah melintang7lateral bahan. *asio

antara regangan lateral dan regangan aksial bahan pada saat menerima beban

aksial disebut sebagai rasio 'oisson 5>6

ambar 1. 3. *egangan )ateral dan *egangan #ksial akibat beban aksial '

*asio 'oisson dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

dengan

>? rasio poisson

@A ? regangan lateral

@ ? regangan aksial

'ada suatu batang tarik berlaku nilai regangan aksial adalah positif 5batang

bertambah panjang6 dan regangan lateral negatif 5lebar batang berkurang6

sedangkan pada suatu batang tekan berlaku nilai regangan aksial adalah negatif

5batang memendek6 dan regangan lateral positif 5batang melebar6. ,esarnya rasio

poisson untuk baja struktur menurut $;I


6/41

eser 56. Cubungan antara modulus geser dengan modulus elastisitas

ditunjukkan dengan persamaan berikut :

dengan

? modulus geser bahan

% ? modulus elastisitas bahan

> ? rasio poisson

Menurut sifat mekanisnya baja struktural yang umum dipakai di Indonesia

dirangkum dalam tabel $;I


7/41

menyebabkan berkurangnya daktilitas baja serta menyulitkan dalam proses

pengelasan.

,aja mutu tinggi mempunyai kekuatan leleh 5fy6 berkisar antara 2(" M'a

9 !E< M'a. ,aja mutu tinggi ini diperoleh dengan jalan menambahkan unsur aloi

5hromium nikel 0anadium mangan tembaga fosfor dll.6 ke dalam baja karbon

untuk mendapatkan bentuk mikrostruktur yang lebih halus. $ama dengan yang

terjadi pada baja karbon baja mutu tinggi juga memiliki titik peralihan leleh yang

jelas. ,aja jenis ini digunakan dalam kondisi seperti tempaan atau kondisi normal

yakni kondisi dimana tidak digunakan perlakuan panas.

,aja aloi mempunyai kekuatan leleh 5fy6 berkisar antara ""< M'a 9 (&

Materi Pengantar Struktur Bangunan Baja Ok 1

Documents