DEPARTEMEN PEDIDIKAN NASIONALJURUSAN TEKNIK SIPIL S1FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS RIAUKampus Bina Widya, KM. 12,5 Simpang Baru, Pekanbaru

STRUKTUR BAJA 1SIFAT SIFAT BAJATEKNIK SIPIL – UNIVERSITAS RIAU

DISUSUN OLEH :

RIZKI SAHPUTRA (1207113604)KELAS A

MARET 2016

A. Macam-Macam Baja

(Salmon, Johnson, & Malhas, 2008) pada bukunya yang berjudul Steel

Structures Design and Behaviour menjelaskan bahwa ada tiga macam jenis baja,

yaitu :

1. Baja karbon

Sebutan baja karbon berlaku untuk baja yang mengandung unsur

bukan besi dengan persentase maksimum sebagai berikut : karbon 1,7% ;

mangan 1,65% ; silikon 0,6% ; dan tembaga 0,6%. Baja ini terbagi lagi

atas 4 kategori yaitu :

a. Karbon rendah ( < 0,15% )

b. Karbon lunak ( 0,15% hingga 0,29% )

c. Karbon sedang ( 0,3% hingga 0,59% )

d. Karbon tinggi ( 0,6% hingga 1,7% )

Penambahan persentase karbon pada baja akan menaikkan tegangan leleh

tetapi mengurangi daktilitas, sehingga lebih sulit dilas. Pengelasan yang

ekonomis dan memadai umumnya dapat dicapai bila kandungan karbon

<0,30% . Oleh karenanya, beberapa tahun terakhir kandungan karbon

berbagai baja dibatasi agar kemampuan dilasnya lebih baik. Contoh dari

baja karbon ini yaitu baja A36 dan baja BJ37 ( Tegangan leleh BJ37

masuk dalam range baja A36, sehingga A36 ≈ BJ37 )

2. Baja Paduan Rendah Kekuatan Tinggi (High Strength Low-Alloy Steels)

Kategori ini meliputi baja yang tegangan lelehnya berkisar antara

40 dan 70 ksi (275 dan 480 MPa). Baja ini diperoleh dari baja karbon

dengan menambah unsur paduan seperti chrom, columbium, tembaga,

mangan, molybdenum, nikel, fosfor, vanadium dan zirconium agar

beberapa sifat mekanisnya lebih baik. Jika baja karbon mendapatkan

kekuatan dengan menaikkan kandungan karbon, unsur paduan menaikkan

kekuatan baja dengan memperhalus mikrostruktur yang terjadi selama

pendinginan baja.

3. Baja Paduan ( Alloy Steels )

Baja paduan rendah dapat didinginkan dalam air dan dipanasi

kembail untuk memperoleh kekuatan leleh sebesar 80 sampai 110 ksi (550

sampai 760 MPa). Kekuatan lelehnya biasanya didefinisikan sebagai

tegangan pada regangan tetap 0,2%, karena baja ini tidak menunjukkan

titik leleh yang jelas.

Berikut kurva tegangan-regangan yang umum dipakai untuk ketiga jenis

baja diatas :

Gambar 1. Kurva tegangan-regangan yang umum (Salmon, Johnson, &

Malhas, 2008)

B. Kurva Tegangan Regangan

Pada bagian ini akan dibahas tentang kurva tegangan-regangan dari A36

yang tipikal dengan BJ37

Gambar 2. Typical Stress Strain Curve A36 (Oentoeng, 1999)

Gambar 3. Stress-strain curves daerah yang diarsir pada gambar 2 (Oentoeng,

1999)

Kurva pada gambar 2 menjelaskan tentang diagram tegangan-

regangan dari batang yang ditarik aksial. Dalam kurva tegangan regangan

ini batang tarik diberi beban terus menerus hingga batang patah. Awalnya

batang ditarik terus sampai mencapai yield point (titik leleh) dengan

tegangan leleh untuk A36 adalah 36 ksi. Setelah mencapai titik leleh,

tegangan tidak berubah besarnya, tetapi regangannya bertambah mencapai

εst = 0,014 (Strain hardening / penguatan regangan ). Tegangan 0-36 ksi

merupakan garis lurus dengan slope yaitu :

E= stressstrain

=konstan=2.900 ksi 2.050.000 kg /cm2

Nilai E merupakai nilai modulus elastisitas (Young’s Modulus).

Umumnya semua mutu baja mempunyai E yang sama. Selama tegangan

yang terjadi belum mencapai Fy = 36 ksi bila beban dilepas, batang akan

kembali seperti semula (panjang batang tidak berubah, tidak ada residual

strain), tidak ada pertambahan panjang yang menetap (sesuai Hukum

Hooke). Ini berarti bahwa batang dalam keadaan elastis. Daerah antara

regangan = 0 dan regangan maksimal (max elastic range) seperti terlihat

pada gambar 3 merupakan daerah elastis (Elastic range).

Setelah mencapai tegangan = 36 ksi, tegangannya akan tetap tidak

berubah, tetapi regangannya bertambah sampai mencapai εst = 0,014.

Daerah ini disebut daerah plastis (plastic range). Disini terjadi modulus

penguatan regangan (strain hardening modulus) yaitu sebesar Est = tg β =

900 ksi.

Naiknya tegangan dan regangan kemudian tidak lagi berbanding

lurus, melainkan merupakan lengkungan hingga mencapai tegangan

ultimate (ultimate tensile strength). Disini batang masih belum patah

karena batang tersebut masih mempunyai kemampuan ulur. Batang baru

akan patah setelah mencapai ε = 0,35. Daerah melebihi εst = 0,014 disebut

strain hardening range.

C. Daktilitas (Ductility)

Daktilitas didefinisikan sebagai banyaknya regangan tetap

(permanent strain). Untuk baja A36 misalnya, mempunyai daktilitas

sebanyak regangan sampai batang patah. Daktilitas sangat penting, karena

ia mengizinkan konsentrasi tegangan (locally high stress) untuk

didistribusikan. Prosedur perencanaan selalu didasarkan atas ultimate

strength behaviour yang membutuhkan kesatuan daktilitas yang besar,

terutama untuk memperbaiki tegangan-tegangan dekat lubang atau

perubahan mendadak pada bentuk batang seperti untuk perencanaan

sambungan. (Oentoeng, 1999)

D. Keliatan (Toughness) dan Kekenyalan (Resilience)

Keliatan dan kekenyalan adalah ukuran dari kemampuan baja

untuk menyerap energi mekanis. Untuk tegangan uniaxial (satu sumbu),

besaran ini dapat diperoleh dari kurva uji tarik (gambar 2).

(a) (b)

Gambar 4. Kurva (a) kekenyalan (resilience) dan (b) keliatan (toughness)

(Oentoeng, 1999)

Kekenyalan menunjukkan tenaga penyerap elastis (elastic energy

absorption) dari bahan. Kadang-kadang ditunjukkan sebagai modulus of

resilience. Kekenyalan atau resilience adalah banyaknya elastic energy

yang dapat diserap oleh satu satuan volume dari bahan yang dibebani

tarikan (Oentoeng, 1999). Pada gambar 4(a) yaitu luas daerah tegangan-

regangan diagram sampai tegangan leleh.

Keliatan menunjukkan total energi kedua elastis dan inelastis, yang

dapat diserap oleh satu satuan volume dari bahan sebelum kehancurannya

(Oentoeng, 1999). Pada gambar 4(b) dapat dilihat yaitu luas daerah

dibawah kurva tegangan-regangan melebihi fracture point dimana diagram

berhenti.

E. Poisson’s Ratio

Jika tegangan dipakai dalam satu arah, regangan yang disebabkan

tidak hanya dalam satu arah tegangan saja yang dipakai tetapi juga yang

terjadi pada dua arah yang lain, yaitu tegak lurus arahnya.

Harga μ yang biasa dipakai ialah yang diperoleh dari uniaxial

stress condition, dimana merupakan rasio antara regangan yang tegak

lurus dan regangan yang searah beban. Untuk baja konstruksi, nilai

Poisson’s Ratio = 0,3 dalam batas elastis, dan 0,5 dalam batas plastis.

F. Modulus Elastisitas dan Modulus Geser

Pembebanan dalam geser murni menghasilkan kurva tegangan

regangan dengan bagian lurus yang kemiringannya menunjukkan modulus

elastisitasnya.

Jika nilai Poisson’s Ratio μ dan modulus elastisitas E diketahui

maka nilai modulus geser G dibatasi theory of elasticity sebagai berikut :

G= E2(1+μ)

Dimana nilai modulus elatisitas menurut SNI 03-1729-2002 yaitu

sebesar 200.000 MPa dan nilai modulus gesernya yaitu 80.000 MPa.

DAFTAR PUSTAKA

Oentoeng. (1999). Konstruksi Baja. Yogyakarta: ANDI yogyakarta.

Salmon, C. G., Johnson, J. E., & Malhas, F. A. (2008). Steel Structures Design

and Behaviour . New Jersey: Pearson Prentice Hall.

SNI 03-1729-2002. (2002).