Teknologi BAJATeknologi BAJA

Material for StructuresMaterial for StructuresWeek : 03

YOHANNES FIRZALYOHANNES FIRZAL

…………, 1994, Pengetahuan dasar Pengetahuan dasar Struktur BajaStruktur Baja, Padospajayo, Yogyakarta.

Schodek, Daniel L., StrukturStruktur, Penerbit Eresco, Bandung

Hendardji, 1953, Konstruksi BajaKonstruksi Baja, Padospajayo, Yogyakarta.

PPBBI 1984 & SNI Baja 1992PPBBI 1984 & SNI Baja 1992

ReferensiReferensi

Baja StrukturBaja Struktur• ekonomis (dimensi, konstruksi, re-use) • kekuatan merata (tarik & tekan)• sifat (leleh, elastis)• pemeliharaan (cost)• temperatur • tekuk /buckling

Fabrikasi BajaFabrikasi Baja

Thomas ConverterThomas Converter

Dapur MartinDapur Martin

Bessemer Bessemer ConverterConverter

Biji besi & besi tua + kokas & Oksigen

Pig & Pig irons

Tungku temperatur tinggi

De-Karbonisasi

Ingot BajaLogam tambahan

Slab, bloom, billet

Fabrikasi geometris

I, siku, Canal, Jeruji, Sheet piles, Pipa, Rel,

Plat, Light gauge steel shape, Steel sheet,

Kabel.

Sifat MekanisSifat MekanisTegangan & ReganganTegangan & Regangan

A = batas sebanding/proportional limit ; tegangan batas sebanding σp ; batas elastis σe ; regangan elastis εeB = titik leleh ; tegangan leleh σiC = pengerasasn regangan / strain hardeningD = kuat tarik / tensile strength E = retak / fracture

Umumnya spesimen putus pada saat terjadi regangan 150-200 kali regangan elastis εe

Besarnya elastis bahan/modulus Young/E, tdk dipengaruhi oleh besaran tegangan leleh. Namun semakin tinggi tegangan leleh, semakin kecil regangan putus bahan / getas

BajaTegangan Leleh Tegangan Dasar

σ σKg/cm2 MPa Kg/cm2 MPa

Bj 33 2000 200 1333 133,3Bj 34 2100 210 1400 140,0Bj 37 2400 240 1600 160,0Bj 41 2500 250 1666 166,6Bj 44 2800 280 1867 186,7Bj 50 2900 290 1933 193,3Bj 52 3600 360 2400 240,0

Tegangan LelehTegangan LelehPengaruh Kombinasi BebanPengaruh Kombinasi Beban Tegangan yang terjadi akibat beberapa

macam tegangan yang bekerja bersamaan pada suatu titik, dengan arah lebih dari satu.Leleh akan terjadi pada tegangan idiil σi mencapai tegangan leleh σi

σi2 = 0,5 [(σ1 – σ2)2 + (σ2 – σ3)2 + (σ3 – σ1)

2]

σi adalah tegangan leleh yang diperoleh dari pengujian tarik uniaksial (kriteria leleh Hencky-Von Mises) atau distorsi enrgi.

σi2 = σ1

2 + σ22 – σ1σ2

Jenis Baja Tegangan Leleh

Carbon steels 210 – 280 MpaHigh-strength low alloy steels 280 – 490 MPaHeat treated carbon & High-

strength low alloy steels 322 – 700 MPa

Heat treated constructional alloy steels 630 – 700 MPa

Peningkatan TemperaturPeningkatan Temperatur

Jika beban lebih kecil dari pada beban batas dikerjakan pada temperatur ruang maka baja baja akan berubah bentuk dengan cepat menuju keadaan setimbang.Namun jika beban dilakukan pada keadaan temperatur yang dinaikkan maka baja akan berubah bentuk dengan cepat dan terus berubah secara lebih lambat (kurva creep)

Kecepatan ReganganKecepatan Regangan

Pengujian regangan dilakukan dengan pengujian tarik / benturan tarik / benturan tekan dengan kecepatan tinggi (impact test).

Gejala BaushingerGejala BaushingerPengaruh Tegangan BerulangPengaruh Tegangan Berulang

Baja diregangkan dengan tarikan hingga sampai keadaan plastis, kemudian dilepas dan dilanjutkan dengan pembebanan tekan dan kemudian ditarik kembali. Perlakuan ini untuk melihat gejala E apabla baja diperlakukan pembebanan bolak balik berulang kali guna pertimangan tekukan (buckling) atau lendutan.Keadaan tegangan berulang akan mengakibatkan baja putus akibat kelelahan (fatigue) – siklus pembebanan ulang.

Keretakan GetasKeretakan Getas

Keretakan getas (brittle fracture) terjadi akibat tegangan tarik yang lebih rendah dari tegangan leleh.Penyebabnya adalah pengaruh temperatur atau perubahan penampang/bentuk secara mendadak, akibat pengerjaan secara dingin, penuaan regang dan regangan sisa (residual stress).

Tegangan SisaTegangan Sisa

Residual stress adalah tegangan yang tersisa pada baja struktur setelah proses fabrikasi / konstruksi, disebabkan oleh :• pendinginan setelah penggilasan profile• pengerjaan secara dingin• pelubangan atau pemotongan• pengelasan

Sifat MetalurgiSifat Metalurgi

Baja Struktur Rangka Kuat tarikCarbon steels 400 MpaHigh-strength steels 500 – 1.000 MPaHeat treated carbon & High-

strength steels 500 - 600 MPa

Semakin tinggi mutu baja maka akan semakin sulit untuk di las ;• kadar karbon (C), meninggikan kuat tarik, teganga leleh tetapi perpanjangan turun sehingga semakin getas. • kadar mangan (Mn), meningkatkan kekuatan dan kekerasan baja, menurunkan perpanjangan, resistensi thd getas akibat sulfur (S).• kadar silikon (Si), meningkatkan tegangan leleh, mengakibatkan getas• kadar pospor (P) dan sulfur (S), meningkatkan kegetasan.

KorosifKorosif

Perlindungan korosif :• Coating ex : paselin, minyak lining, sepuh• Electric protection ex: cathodic/anodic protection

Besi dan baja cenderung kembali mencapai bentuk yang lebih stabil yaitu oksidasi besi (iron oxide, rust). Reaksi air yang mengandung oksigen denga besi akan menghasilkan ferri hidroksida (karat).Dipercepat akibat pengaruh air dan oksigen di lingkungan

Ketanahan thd ApiKetanahan thd Api

Selubung Beton RinganKawat & Mortel Ringan

Spray + weldmesh

Selubung asbesto, Kalsium silikat, rockwool

Sambungan Paku KelingSambungan Paku KelingSambunganSambungan

Sambungan LasSambungan Las

Sambungan BautSambungan Baut

Tumpuan BajaTumpuan Baja

Bentang Rentang BajaBentang Rentang Baja

Sambungan BajaSambungan Baja

Konstruksi BajaKonstruksi Baja

Konstruksi SambunganKonstruksi Sambungan

Gagal KonstruksiGagal Konstruksi

Contoh Konstruksi Baja Contoh Konstruksi Baja Untuk JembatanUntuk Jembatan

Contoh Konstruksi Baja Contoh Konstruksi Baja Untuk BangunanUntuk Bangunan

Contoh Konstruksi Baja Contoh Konstruksi Baja Untuk MonumnetUntuk Monumnet

AspaltAspaltNext weekNext week