TUGAS 1
STRUKTUR BAJA KODE
OLEH NAMA
: ANDRIAN MALIK
NPM
: 1407210128
KELAS : A3 ( MALAM )
DOSEN SYAIFULLAH
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIERSITA UNIERSI TAS S MUHAMMADIYAH MU HAMMADIYAH SUMATERA UTARA T!A 201"
P#$%&'&$
Logam sebagai bahan struktur diawali dengan besi tuang tahun1777-1779 di Inggris, diaplikasikan pada pembuatan jembatanlengkung dengan bentang 30 meter.Pe meter.Perkemba rkembangan ngan berikutna, berikutna, tahun 1!"0 penggunaan penggunaan besi tuangdigant tuangdigantikan ikan oleh besi tempa, dan diaplikasikan pada jembatan#ritania di selat $enai, %ales ang dibangun tahun 1!"&-1!'0.#ersamaan dengan pemakaian besi tuang dan besi tempa,pada tahun 17!0 diproduksi besi batang bulat dalam sekalabesar. (emudian diproduksi besi rel kereta api tahun 1!)0,selanjutna tahun 1!70 dapat diproduksi besi pro*il I, danakhirna di tahun 1!90 penggunaan besi tempa diganti olehbaja. #aja #aja adala adalah h mater material ial ang ang kuat kuat.. $ate $ateria riall pada pada towe towerr dan dan bang bangun unan an deng dengan anbe bent ntan ang g ang ang mena menakju kjubk bkan an.. +ing +ingan an jika jika dili diliha hatt dari dari dari dari prop propor orsi si dengan dengankek kekuat uatann anna a,, ook ook untuk untuk konstru konstruksi ksi ang ang butuh butuh penger pengerjaan jaan epat. epat. +angk angkab aban angu gun nan
ang ang
san sangat gat
repe repeti titi ti**
dan dan
detai etaill
arsi arsite tekt ktu ural ral
ang ang
memuaskanpenglihatan dengan dengan keeleganan suatu struktur mekanik ang rapi.iantara semua logam lain merupakan logam ang memiliki keunikan dan tidakmahal. $akalah ini membahas tentang pengertian baja, jenis-jenis baja, klasi*ikasi baja, baja dengan si*at *isik khusus, si*at mekanis dan *isik baja, proses pembuatan baja, proses pembentukan produk baja, pro*il-pro*il baja, jenis struktur baja, kelebihan dan kelemahan baja sebagai struktur bangunan, serta ontohontoh bangunan dengan struktur baja.
PEMBAHASAN 1
PENGERTIAN BAJA #aja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan karbon
sebagai unsur paduan utamana. (andungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.) hingga ).1 berat sesuai gradena. /ungsi karbon dalam baja adalah sebagai sebagai unsur unsur penger pengeras as dengan dengan meneg menegah ah dislok dislokasi asi berges bergeser er pada pada kisi kisi kristal kristal rstal lattie atom besi. #aja karbon ini dikenal sebagai baja hitam karena berwarna hitam, banak digunakan untuk peralatan pertanian misalna sabit dan angkul. 2nsu 2nsurr padu paduan an lain lain ang ang bias biasaa dita ditamb mbah ahka kan n sela selain in karb karbon on adal adalah ah titanium, krom hromium, nikel, anadium, obalt dan tungsten wol*ram. engan memariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainna, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan hardness dan kekuatan tarikna tensile strength, namu namun n di sisi sisi lain lain memb membua uatn tnaa menj menjad adii getas getas brit brittle tle serta serta menu menuru runk nkan an keuletanna dutilit. JENIS*JENIS BAJA (SE+ARA GARIS BESAR) #aja merupakan besi dengan kadar karbon kurang dari ) . #aja dapat dibentuk
menjadi berbagai maam bentuk sesuai dengan keperluan. 4eara garis besar ada ) jenis baja, aitu 5 a. #aja (arbon #aja karbon disebut juga plain karbon steel, mengandung terutama unsur karbon dan sedikit silion, belerang dan pospor. #erdasarkan kandungan karbonna, baja karbon dibagi menjadi 5 - baja dengan kadar karbon rendah 6 0,) - #aja dengan kadar karbon sedang 0,1-0,' - #aja dengan kadar karbon tinggi 80,' (ada (adarr karb karbon on ang ang terd terdap apat at di dala dalam m baja baja akan akan memp mempen enga garu ruhi hi kuat kuat tari tarik, k, kekerasan dan keuletan baja. 4emakin tinggi kadar karbonna, maka kuat tarik dan kekerasan baja semakin meningkat tetapi keuletanna enderung turun. Peng Penggu guna naan an baja baja di bida bidang ng tekni teknik k sipi sipill pada pada umum umumn naa beru berupa pa baja baja konstruksi atau baja pro*il, baja tulangan untuk beton dengan kadar karbon 0,10 - 0,'0. 4elain itu baja karbon juga digunakan untuk bajakawat pra tekan dengan
1
kadar karbon sd 0,90 . Pada bidang teknik sipil si*at ang paling penting adalah kuat tarik dari baja itu sendiri. b. #aja Paduan #aja dikatakan di padu jika komposisi unsur-unsur paduanna seara khusus , bukan baja karbon biasa ang terdiri dari unsur silisium dan mangan. #aja paduan semakin banak di gunakan.2nsur ang paling banak di gunakan untuk baja paduan , aitu 5 r, $n, 4i, :i, %, %, $o, ;i,
). 4truktur #aja di klasi*ikasikan berdasarkan 5 -
#aja #aja pea pearl rlit it sor sorbi bitt dan dan tros trosti tit t i dapat jika unsur-unsur paduan relatie keil ma>imum ' , baja ini mamp mampu u di mesin mesin,, si*at si*at meka mekani nikn kna a meni mening ngka katt oleh oleh heat heat treatm treatmen en
-
hardening ?tempering #aja martensit 2nsur pemanduna lebih dari ' sangat keras dan sukar di mesin. #aja austensit ;erdiri ;erdiri dari 10 @ 30 unsur pemadu tertentu tert entu $i, $n, atau o misalna 5 baja tahan karat stainlees stainlees steel, non magneti dan baja tahan panas heat
-
resistant steel. #aja *errit ;erdiri dari sejumlah besar unsur pemadu r, % atau 4i tetapi karbonna
-
rendah. ;idak dapat dikeraskan. #aja aja karb karbit it led ledebu eburit rit ;erdiri ;erdiri sejumlah sej umlah karbon dan unsur-unsur pembentuk karbit r, r, %, %, $n, ;i, =r
3. Penggunaan #erdasarkan penggunaan dan si*at-si*atna, baja paduan diklasi*ikasikan 5 -
#aja #aja kon konst stru ruks ksii str stru utu tura rall stee steel l #aja aja per perka kak kas to tool stee steel l #aja #aja deng dengan an si*a si*att *is *isik ik khus khusus us
#aja konstruksi, dibedakan lagi menjadi tiga golongan tergantung persentaseunsur pemaduna, aitu 5 • • •
#aja paduan rendah ma>imum ) #aja paduan menengah ) @ ' #aja paduan tinggi lebih dari '
4etelah di heat treatmen baja jenis ini si*at @ si*at mekanikna lebih baik daribaja karbon
biasa.
#aja
perkakas,
di
pakai
untuk
alat
pemotong,
komposisinatergantung bahan dan tebal benda ang di potong di saat pada keepatanpotong, suhu kerja. #aja paduan rendah, kekerasanna tidak berubah hinggapada suhu )'0 . #aja paduan tinggi, kekerasanna tidak berubah hingga pada suhu &00 .
BAJA DENGAN DENG AN SIFAT*SIFAT SIFAT*SIFAT FISIK FISI K KHUSUS KHUS US #aja dengan si*at @ si*at *isik khusus, dapat di bedakan sebagaiberikut 5
-
#aja #aja tah tahan an kara karatt 5 0,1 0,1 @ 0," 0,"' ' A 1) 1) @ 1" 1" r r. #aja #aja tahan tahan panas panas 51) 51) @ 1" r taha tahan n hing hinggga gga suhu suhu 7'0 7'0 @ !00 1' @ 17 r tahan ta han hingga suhu !'0 @ 1000 #aja #aja tah tahan an pak pakai ai pad padaa suhu suhu ting tinggi gi . )3 r, 1! @ )1 :i, ) @ 3 4i 13 - 1' r, 13 @ 1' :i ) - ' %, 0,)' @ 0," $o, 0," @ 0,'
SIFAT*SIFAT FISIK DAN MEKANIS BAJA 1. 4i*at /isik 4i*at*isik meliputi 5 berat, berat jenis, daa hantar panas dan konduktiitas listrik.
#aja dapat berubah si*atna karena adana pengaruh beban dan panas. ). 4i*at $ekanis 4i*at mekanis
suatu
bahan
adalah
kemampuan
bahan
tersebut
memberikanperlawanan apabila diberikan beban pada bahan tersebut.
a. (ekuatan 4i*at penting pada baja adalah kuat tarik. Pada saat baja diberibeban, maka baja akan enderung mengalami de*ormasiperubahan bentuk. Pada waktu bajadiberi beban, maka terjadi terj adi regangan. Pada waktu terjadi regangan awal awal,d ,dim iman anaa
baja aja
ang angme men nab abab abka kan n
belu belum m
samp sampai ai
beru erubah bah
bent bentu ukn kna
dan dan
bila bila
beba beban n
rega regang ngan an tadi tadi dile dilepa pas, s, maka maka baja baja akan akan kemb kembal alii
ke
bentuksemula. +egangan ini disebut dengan regangan elastis karena si*at bahanmasih elastis.
tega tegang ngan an , dima dimana na baj bajaa masih masih dal dalam am kead keadaan aan elas elasti tiss tega tegang ngan an lel leleh eh,, dima dimana na baj bajaa mulai mulai rus rusak akl lele eleh h tegangan plastis, tegangan maksimum baja,
dimana
baja
menapaikekuatan maksimum. b. (euletan dutilit (euletan maksudna adalah kemampuan baja untuk berde*ormasi sebelum baja putus.(euletan
ini
berhubungan
dengan
besarna
reganganstrain
ang
permanensebelum baja putus. (euletan ini juga berhubungan dengan si*at dapatdikerjakan pada baja. ara ujina berupa uji tarik. . (ekerasan (ekerasan adalah ketahanan baja terhadap besarna gaa ang dapatmenembus permukaan baja. ara ujina dengan kekerasan #rinell, +okwell,ultrasoni, dan lain-lain. d. (etangguhan toughness (etangguhan adalah hubungan antara jumlah energi ang dapatdiserap oleh baja sampai baja tersebut putus. 4emakin keil energi angdiserap oleh baja, maka baja tersebut makin rapuh dan makin keilketangguhanna. ara ujina dengan ara memeberi pukulan mendadakimpatpukul takik. PROSES PEMBUATAN BAJA
#esi kasar dari hasil proses dapur tinggi, kemudian diproses lanjut untuk dijadikan berbagai jenis baja.
sebagian *abrik baja banak ang langsung dari dapur tinggi, sehingga masih dalam keadaan air langsung disalurkan ke dapur Bksigen. (emudian, udara oksigen ang didinginkan dengan air dan keepatan tinggi ditiupkan ke airan logam. Ini akan bereaksi dengan epat antara karbon dan kotora kotoran-k n-koto otoran ran lain ang ang akan akan memben membentuk tuk terak terak ang ang mengap mengapung ung pada pada permukaan airan. apur dimiringkan, maka airan logam akan keluar melalui saluran ang kemudian ditampung dalam kereta-kereta tuang. 2ntuk mendapatkan spesi*ikasi baja tertentu, maka ditambahkan ampuran lain sebagai bahan paduan. Casil penuangan ini dapat langsung dilanjutkan dengan proses pengerolan untuk mendapatkan bentukpro*il bentukpro*il ang diinginkan. ). apur #aja ;erbuka ;erbuka 4iemens $artin $ar tin 4ama 4ama haln halna a deng dengan an apu apurr #aja #aja Bksi Bksige gen, n, maka maka dapu dapurr baja baja terb terbuk ukaa 4iemens $artin juga merupakan dapur ang digunakan untuk memproses besi kasar menjadi baja. apur ini dapat menampung baja air lebih dari 100 ton dengan proses menapai temperatur D 1&00oA wadah besar serta berdinding ang sangat kuat dan landai. Proses pembuatan dengan dapur ini adalah proses oksidasi kotoran ang terdapat pada bijih besi sehingga menjadi terak ang mengapung pada permukaan baja air. Bksigen langsung disalurkan kedalam airan logam melalui tutup atas.
PROSES PEMBENTUKAN PRODUK BAJA 1. Proses Pengerolan
ang ang berp berput utar ar sehi sehing ngga ga baja baja bata batang ngan an ters terseb ebut ut menja enjadi di lebi lebih h tipi tipiss dan dan memanjang. Proses Proses penger pengerola olan n awal awal ini dimaks dimaksudk udkan an agar agar struktu strukturr logam logam baja baja menjadi menjadi merata, lebih kuat dan liat, disamping membentuk sesuai ukuran ang diinginkan, seperti pelat tebal bloom, batangan billet atau pelat slab. ). Proses Pengerolan Lanjut Pros Proses es ini ini adala adalah h untu untuk k meru meruba bah h bent bentuk uk dasa dasarr pelat pelat tebal tebal,, bata batang ngan an menjadi bentuk lembaran, besi konstruksi pro*il, kanal ataupun rel.
Pengerolan bentuk strukturkonstruksi pengerolan bentuk besi beton, strip dan pro*il pro*il Pengerolan bentuk pelat
PROFIL*PROFIL BAJA 1. %ide /lange %/
%/ biasa digunakan untuk5 balok, kolom, tiang panang, top ? bottom hord member pada truss, omposite beam atau olumn, kantileer kanopi, dan lain-lain. Istilah lain5 I%/, %/, C-#eam, 2#, 2, balok C, balok I, balok %. %.
). 2:P Penggunaan 2:P hampir sama dengan %/, keuali untuk kolom jarang digunakan karena relati* lebih mudah mengalami tekuk. Istilah lain5 (anal 2, 2-hannel, Pro*il 2
3. EFual
#iasa digunakan untuk 5
member pada truss,
braing, balok, dan struktur Istilah lain 5 pro*il si siku,
ringan lainna. pro*il L, L-shape.
".
+olled Penggunaan
2neFual
Cot
istilah la lain ha hampir sa sama
dan
dengan EFual
'. Lipped hannel #iasa #iasa digu diguna nakan kan untu untuk k 5 purl purlin in bal balok ok dudu duduka kan n penutup atap, girts elemen ang memegang penutup dinding misalna metal sheet, dan lainlain lain, ,
membe emberr
pada ada
tru truss, ss,
ran rangka gka
kompo ompone nen n
arsitektural. Istilah lain 5 balok purlin, kanal , -hannel, pro*il
&. EFual
#iasa
digunakan
struktur
ringan
komp omponen
untuk tuk
5
brai aing
keil,
rangka
arsi rsitektural,
support
komponen-komponen komponen-komponen $E. Istilah lain 5 hampir sama dengan E< hot rolled. 7. 2neFual
!.
+C4 +C4 +eta +etang ngul ular ar Collo Collow w 4etio 4etion n @ old old *ormed
Pengunaan
komponen
rangka arsitektural eiling,
gipsum, dan lain-
lain, rangka dan support
ornamen-ornamen non Istilah lain 5 besi hollow
struktural. istilah pasar, pro*il persegi,
partisi
5
pro*il GH 9. 4C4 4Fuare Collow 4etion @ old *ormed
Pengunaan dan istilah lain hampir sama dengan +C4. 10. 4teel Pipe Penggunaan 5 braing horiontal dan ertikal, seondar beam biasana pada rang rangka ka
atap atap, ,
komp kompon onen en
kolo kolom m
arsit arsitek ektu tural ral
arsi arsite tekt ktur ural al,, bia biasan sana a
supp suppor ortt eksp ekspos osed ed,,
karena bentukna ang silinder mempunai nilai artistik Istilah lain 5 steel tube, pipa 11. ;-#eam Cot +olled
Pengunaan 5 balok lantai, balok kantileer kanopi Istilah lain 5 balok ;
JENIS JENIS STRUKT STRUKTUR UR BAJA BAJA YANG SERING SERING DITERA DITERAPKA PKAN N SEBAGA SEBAGAII STRUKTUR BANGUNAN <. ;ipe +angka atau *rame struture engan menusun batang baja dengan bentuk struktur tertentu, batang
baja mampu ma mpu memperkuat satu sama s ama lain. Cal ini banak diterapkan pada struktur str uktur atap, bangunan pabrik, pergudangan, jembatan serta tower #;4 #ase ;ranseier 4tatio 4tation n operato operatorr seluler seluler.. Jang popule populerr di dunia, dunia, adalah adalah $enara $enara Ei**el Ei**el,, ang ang sebagian besar menggunakan batang-batang baja ang disusun seara struktural hingga bisa berdiri megah hingga kini. #. ;ipe angkang atau shell-tpe struture 4truktur baja tipe angkang diterapkan pada bangunan stadion, gelora, maupun bangunan lain ang membutuhkan kubah dome diatasna. 4alah satu ontoh adalah struktur atap pada 4apporo ome, salah satu stadion ang dipakai dalam Piala unia )00). . ;ipe suspensi atau suspension-tpe struture 4uspensi bisa juga disebut tarikan. #aja pada sistem struktur ini menahan beban dengan kekuatan tarikanna. ontohna, biasa diman*aatkan sebagai kabel baja pada jembatan. 2!10 2!10 KELEBI KELEBIHA HAN N DAN KELEMA KELEMAHAN HAN BAJA BAJA SEBAGA SEBAGAII STRUKT STRUKTUR UR BANGUNAN (elebihan5
1. $empun $empuna aii kekuat kekuatan an ang tinggi tinggi meski meski berukura berukuran n lebih lebih ringkas ringkas daripada daripada beton. 4ehingga dapat mengurangi ukuran struktur, serta mengurangi beban sendiri sendiri struktur. struktur. #aja sangat ook diterapkan diterapkan pada struktur jembatan. #eton jauh lebih berat dibandingkan baja.
). Comoge Comogenit nitas as tinggi tinggi.. #aja bersi*at bersi*at homogen, homogen, sehingga sehingga kekuatan kekuatanna na merata. merata. #eda #eda deng dengan an beto beton n ang ang meru merupa pakan kan ampu ampuran ran dari dari bebe beberap rapaa mate materia riall penusun, tidak mudah mengatur agar kerikil dan pasir bisa merata ke semua bagian beton. 3. (eaw (eawet etan an ting tinggi gi.. #aja #aja akan akan taha tahan n lam lama bila bila pera perawa wata tan n ang ang dila dilaku kuka kan n terhada terhadapn pnaa sangat sangat baik. baik. $isaln $isalna, a, rutin rutin menge mengeat at permuk permukaan aan baja agar agar terhindar dari korosi. ". #ersi*a #ersi*att elastis elastis.. #aja berper berperila ilaku ku elastis elastis sampai sampai tingkat tingkat tegangan tegangan ang ang ukup ukup tinggi. #aja akan kembali ke bentuk semula asalkan gaa ang terjadi tidak melebihi batas elastisitas baja. '. akt aktil ilita itass baja baja uku ukup p ting tinggi gi.. 4ela 4elain in mamp mampu u mena menaha han n tega tegang ngan an tarik tarik ang ang ukup tinggi, baja juga akan mengalami regangan tarik ang ukup besar sebelum runtuh. 4eperti ang saa jelaskan diatas. &. (emud (emudah ahan an pema pemasan sangan gan dan dan peng pengerj erjaan aan.. Pena Penamp mpan ang g baja baja bisa bisa dibe dibent ntuk uk sesuai ang dibutuhkan. Penambungan antar elemen pada struktur baja juga muda mudah, h, han hanaa tingg tinggal al mema memasan sangk gkan an baut baut atau atau bisa bisa meng menggu guna naka kan n las, las, sehingga akan memperepat kegiatan proek. (elemahan5 1. Pemeli Pemelihara haraan an rutin. #aja membutuh membutuhkan kan pemelih pemeliharaa araan n khusus khusus agar mutun mutunaa tidak berkurang. (onstruksi baja ang berhubungan langsung dengan udara atau air harus diat seara periodik. ). #aja #aja akan akan meng mengala alami mi penu penuru runa nan n mutu mutu sear searaa dras drasti tiss bahk bahkan an keru kerusa saka kan n langsung karena temperatur tinggi. $isalna saat terjadi kebakaran. 3. #aja memiliki memiliki kelemahan kelemahan tekuk tekuk pada penampang penampang langsing. langsing.
Orangery, Prague +ONTOH BANGUNAN YANG MENGGUNAKAN STRUKTUR Castle, Prague,BAJA 1999 Insinyur: Matthew Wells dari Techniker Arsitek: Eva Jiricna Architects Walt Disney Concert Sumber: Hall, Los Angeles, Syndey Harbour http://wwwaedpr!"ectc#/ USA Bridge m!at$!nlinec!m/ edia!r%
