Konsep dan Karakteristik Struktur Baja

Sep 17, 2024

Struktur Baja

Pengantar

  • Pembicara: Samuel
  • Materi yang dibahas: pengantar, LRFD, material baja.

Apa itu Baja?

  • Baja adalah logam paduan yang terdiri dari besi dan karbon.
  • Kuat tarik tinggi.

Kelebihan Baja

  1. Kuat tarik tinggi.
  2. Material uniform.
  3. Sifat elastis material dapat diketahui dengan tepat.
  4. Daktilitas tinggi.
  5. Dapat dimanfaatkan berulang kali.
  6. Pengerjaan relatif cepat (profil sudah dibentuk).

Kekurangan Baja

  1. Lemah terhadap tekan, dipengaruhi kelangsingan penampang.
  2. Rentan berkarat.
  3. Tidak tahan terhadap api.
  4. Berat jenis tinggi.
  5. Memerlukan keterampilan tinggi dalam sambungan las.
  6. Kurang tahan terhadap beban siklik.

Beban dalam Struktur

  1. Beban mati: Beban tetap selama masa layan.
  2. Beban hidup: Beban berubah-ubah selama masa layan.
  3. Beban angin: Tekanan dari gerakan angin.
  4. Beban gempa: Gerakan tanah, vertikal dan horizontal.

Tahanan Komponen

  1. Tahanan tarik: Baik, karena keruntuhan leleh bersifat taktile.
  2. Tahanan tekan: Kurang baik, mempengaruhi stabilitas, dapat menyebabkan tekuk.
  3. Tahanan lentur: Sedang, mempengaruhi stabilitas.
  4. Tahanan geser: Sedikit buruk, kegagalan bersifat getas.
  5. Torsi: Buruk, keruntuhan bersifat getas.

Faktor Tahanan (LRFD)

  • Komponen tarik: V-tension 0,9 (batas leleh), 0,75 (batas fraktur).
  • Komponen tekan: V-compression 0,9.
  • Komponen lentur: V-bending 0,9.
  • Komponen geser: V-shear 0,9.
  • Alat pengencang (baut/keling): V 0,75.

Jenis Baja

  1. Baja karbon:
    • Tegangan leleh: 210-250 MPa.
    • Kategori: Karbon rendah (0,15%), karbon medium (0,3-0,5%), karbon tinggi (0,6-1,7%).
    • Contoh: Baja tipe BJ37.
  2. Baja mutu tinggi:
    • Tegangan leleh: 275-480 MPa.
    • Memiliki titik peralihan leleh yang tegas.
  3. Baja aloi:
    • Tegangan leleh: 550-760 MPa.
    • Titik peralihan leleh tidak tegas.

Kurva Tegangan-Regangan

  • Baja karbon BJ37: Tegangan leleh 240 MPa.
  • Baja mutu tinggi: Tegangan leleh 350 MPa (daktilitas berkurang).
  • Baja aloi: Tegangan leleh 700 MPa (nilai daktilitas paling kecil).

Pengerjaan Las

  • Awad las: E60XX (tegangan leleh 345 MPa), E70XX (tegangan leleh 415 MPa).
  • Baja > 450 MPa tidak boleh digunakan dalam perencanaan plastis.

Kriteria Kegagalan

  1. Teori Tresca: Kelelehan saat tegangan geser maksimum sama dengan tegangan geser pada kelelehan.
  2. Teori Huber von Mises: Kelelehan saat energi distorsi maksimum sama dengan energi distorsi pada kelelehan.

Perilaku Baja pada Suhu Tinggi

  • Pada 90°C, hubungan tegangan-regangan tidak lagi proporsional.
  • Reduksi signifikan pada rentang suhu 430°C - 540°C.

Pengerjaan Dingin dan Penguatan Regangan

  • Pengerjaan dingin menghasilkan regangan permanen, mengurangi daktilitas.
  • Daktilitas: Perbandingan antara regangan fraktur dan regangan leleh.

Strain Aging

  • Baja yang dibebani hingga daerah penguatan regangan, setelah dibebaskan mengalami peningkatan kuat leleh.

Keruntuhan Getas

  • Dipengaruhi suhu, kecepatan pembebanan, dan geometri detailing.
  • Sobekan lamelar: Keruntuhan getas pada bidang bilas.

Keruntuhan Lelah

  • Keruntuhan akibat tegangan tarik siklik, meskipun kuat leleh tidak tercapai.

Penutup

  • Terima kasih atas perhatian semua.
  • Jangan lupa like, komen, dan subscribe channel Cerita Anak Teknik.