bab 2 pen gen alan baja

Upload: roni-nepology

Post on 07-Apr-2018

231 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    1/15

    Praktikal Konstruksi Baja

    2.PENGENALANBAHAN BAJA

    2.1 Sejarah penggunaan bajaMeskipun diketahui bahwa awal

    manusia menggunakan logam adalah

    pada penggunaan beberapa paduan

    dari tembaga seperti perunggu (dibuat

    dari tembaga dan timah serta

    beberapa bahan campuran lainnya),

    tetapi pengembangan logam yang

    paling penting sepanjang sejarah

    manusia adalah penggunaan paduanbesi yang terkenal yakni Baja. Saat

    ini, besi dan baja mendominasi hampir

    95 persen dari produksi logam dunia.

    Gambar 2.1 pemasangan kolom

    pertama

    Dibalik kesuksesan sejarah manusia

    mengembangkan bahan logam

    tersebut, sampai saat ini para

    arkeolog belum dapat menentukansecara pasti kapan bahan besi

    pertama kali digunakan. Mereka

    menemukan di dalam piramid besar di

    Mesir sebuah pisau belati dan gelang

    tangan yang terbuat dari besi yang

    diakui oleh mereka bahwa temuan

    tersebut berusia lebih dari 5000 tahun.Pengunaan besi telah memberi

    pengaruh yang sangat besar bagi

    peradaban manusia sejak dahulu kala,

    saat ini dan mungkin sampai abad

    kedepan. Sejak era penggunaan besi

    sekitar 1000 tahun sebelum masehi,

    kemajuan peradaban manusia baik

    dalam kedaaan damai maupun perang

    sangat bergantung pada kemampuanmanusia dalam memanfatkan/ mem-

    buat sesuatu dari bahan besi.

    Dalam banyak kejadian peng-

    gunaan besi sebagai alat perang telah

    membuat kemenangan militer dalam

    pertempuran di medan perang.

    Sebagai contoh pada 490 tahun sebe-

    lum masehi di Yunani, pertempuran

    marathon telah menewaskan 6.400tentara Persia, sementara mereka

    hanya kehilangan prajurit sejumlah

    192 orang. Dalam pertempuran

    tersebut setiap prajurit menggunakan

    baju besi seberat 57 pon, dan hasil

    pertempuran tersebut diperkirakan

    telah menyelamatkan proses pera-

    daban bangsa Yunani selama berta-

    hun-tahun kemudian.Banyak ahli sejarah percaya

    bahwa manusia pertama kali belajar

    menggunakan besi yang berasal dari

    pecahan batu meteor yang jatuh ke

    muka bumi. Sebagian dari batu

    meteor tersebut tidak hanya mengan-

    dung besi tetapi juga bahan nikel,

    sehingga dapat dihasilkan logam yang

    lebih keras. Dari sinilah diperkirakan

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 9

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    2/15

    Praktikal Konstruksi Bajaawal manusia memanfaatkan logam

    untuk membuat alat-alat kebutuhan

    hidup sehari-hari serta senjata untuk

    mempertahankan hidup.

    Baja terbuat dari kombinasi dari

    besi dengan sedikit karbon (kurangdari 1%). Baja juga mengandung

    beberapa elemen lainnya dengan

    persentase yang kecil. Walaupun baja

    telah dibuat paling tidak selama 2.000

    atau 3.000 tahun, tetapi sampai

    pertengahan abad ke sembilan belas

    belum ada metode proses produksi

    yang ekonomis.

    Proses pembuatan baja pertamakali diperkirakan dan diyakini terjadi

    ketika tanpa sengaja elemen/unsur

    lain untuk memproduksi baja terdapat

    pada saat besi dipanaskan. Setelah

    bertahun-tahun berlalu, baja kemung-

    kinan dibuat dengan memanaskan

    besi dengan menggunakan arang

    kayu. Permukaan besi yang

    dipanaskan tersebut menyerap karbondari arang kayu dan tercampur pada

    saat besi yang panas tersebut

    ditempa. Berulangnya proses

    penempaan tersebut menyebabkan

    terjadinya lapisan keras pada bagian

    luar besi dan menjadi cikal bakal

    terbentuknya baja, dan dengan cara

    ini pedang termashur Toledo dan

    Damascus diproduksi.Produksi baja dengan volume

    yang besar terjadi pertama kali di

    Inggris dilakukan oleh Henry

    Bessemer. Beliau menerima hak

    paten untuk proses produksi bajanya

    pada tahun 1855, tetapi usahanya

    untuk mendapatkan hak paten yang

    sama di Amerika tidak berhasil,

    karena tujuh tahun sebelum Henry

    Bessemer menerima hak patennya di

    Inggris, William Kelly dari negara

    bagian Kentucky telah memperoleh

    hak paten untuk membuat baja

    dengan proses yang sama dengan

    yang dilakukan Henry Bessemer.Walaupun pada akhirnya yang lebih

    dikenal di dunia adalah proses

    produksi yang dilakukan Henry Bes

    semer.

    Gambar 2.2 penyambungan kolom

    Penggunaan pertama bahan logam

    dengan volume yang besar untuk

    struktur terjadi di Inggris di tahun 1779

    yakni dengan dibangunnya jembatan

    Coalbrook dale Arch dengan meng-gunakan bahan besi tuang sepanjang

    100ft ( 300m) di sungai Severn.

    Peristiwa pembangunan jembatan ini

    (sampai sekarang masih berdiri)

    dianggap sebagai titik awal sejarah

    rekayasa teknik bangunan dalam

    memperkenalkan penggunaan besi

    sebagai bahan struktur bangunan.

    Bahan yang dipakai ini diperkirakan 4

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN10

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    3/15

    Praktikal Konstruksi Bajakali lebih kuat dari bahan batu dan 30

    kali kekuatan kayu.

    2.2 Keunggulan dan kelemahan

    bahan baja

    Dalam catatan sejarah manusiadibuktikan bahwa manusia selalu

    berusaha untuk mencari bahan

    bangunan yang kualitasnya lebih baik

    untuk membangun tempat tinggalnya,

    jembatan untuk menyeberangi sungai

    dan membuat peralatan-peralatan

    yang dibutuhkannya. Keinginan

    tersebut sebagian besar baru terlak-

    sana setelah ditemukannya bahanbesi yang kemudian bisa diolah

    menjadi bahan baja. Dan sekarang

    dapat dilihat begitu banyak bangunan

    yang terbuat dari baja mulai dari

    bangunan jembatan, gedung-gedung

    bertingkat tinggi, stadion olahraga,

    menara, sampai dengan kuda-kuda

    dan atap rumah tinggal semua

    didominasi dengan bahan baja.

    Gambar 2.3 pemasangan kolom-

    kolom

    Dengan ditemukannya bahan ini

    maka tampaklah bahwa semua bahan

    bangunan yang telah dikenal dan

    dipakai dalam konstruksi pada umum-

    nya mempunyai beberapa kekurangan

    bila dibandingkan dengan bahan baja,seperti misalnya terlalu lemah (kayu),

    terlalu besar volumenya (batu) terlalu

    temporer (tanah liat ) atau kurang

    mempunyai daya tahan terhadap

    kekuatan tarik dan terlalu getas terha-

    dap lenturan (batu dan beton).

    Disamping kekuatan nya yang

    besar untuk menahan kekuatan tarik

    dan tekan tanpa membutuhkanbanyak volume, baja juga mempunyai

    sifat-sifat lain yang menguntungkan

    sehingga menjadikannya sebagai

    salah satu bahan bangunan yang

    sangat umum dipakai dewasa ini.

    Penjelasan singkat tentang beberapa

    sifat-sifat baja akan dibahas berikut

    ini.

    2.2.1 Kekuatan tinggi

    Bahan baja walaupun dari jenis

    yang paling rendah kekuatannya tetap

    memiliki kekuatan yang jauh lebih

    tinggi persatuan berat ataupun satuan

    volumenya dibandingkan dengan ba-

    han bangunan lainnya.

    Hal ini menyebabkan berat

    struktur bangunan yang terbuat daribahan baja menjadi lebih ringan, dan

    keunggulan ini menjadi pilihan yang

    sangat penting untuk pembangunan

    jembatan dengan bentangan besar

    maupun bangunan-bangunan tinggi

    dengan kondisi pondasi yang lemah.

    Dengan beban mati yang lebih

    kecil untuk bentang yang lebih

    panjang akan akan menyebabkan

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 11

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    4/15

    Praktikal Konstruksi Bajalangsingnya profil-profil yang dipakai

    dan hal ini akan memberikan kele-

    bihan ruang dan volume yang dapat

    dimanfaatkan.

    Gambar 2.4 penyiapan pondasi kolom

    2.2.2 Keseragaman

    Dibandingkan dengan betonmaupun bahan bangunan lainnya,

    baja memiliki sifat-sifat yang tidak

    berubah / terkendali dengan baik

    sekali sepanjang waktu pengguna

    annya. Dengan sifat-sifatnya ini akan

    mempermudah para perancang ba-

    ngunan melakukan tugasnya, karena

    elemen-elemen konstruksi dapat ber-

    tingkah laku sesuai dengan ang-gapan-anggapan dasar yang diduga

    dalam perencanaan, serta dapat

    menghindari terjadi pemborosan aki-

    bat adanya berbagai ketidak pastian

    seperti ditemukan pada bahan

    lainnya.

    2.2.3 Daktilitas

    Sifat dari bahan yang dapatbertahan dari deformasi yang besar

    tanpa terjadi hancur maupun putus

    sebagai akibat dari terjadinya

    tegangan tarik yang tinggi disebut sifat

    daktilitas. Bahan baja memiliki sifat

    daktilitas yang terbaik, dan dengan

    sifatnya ini dapat mencegah robohnyabangunan secara tiba-tiba dan akan

    sangat menguntungkan bagi penghuni

    bangunan ditinjau dari aspek kea-

    manan dan keselamatan jika terjadi

    goncangan tiba-tiba seperti pada saat

    terjadinya gempa bumi.

    Selain ketiga hal tersebut, baja

    juga memiliki keunggulan-keunggulan

    lainnya jika digunakan sebagai bahanbangunan, seperti:

    a. Rapid Construction, proses

    perangkaian komponen struktur

    baja menjadi suatu bangunan

    dapat dilakukan dengan cepat,

    karena dapat dikerjakan di bengkel

    (fabrikasi) dan di lapangan;

    b. Easy structural change, jika terjadipenambahan bagian struktur

    bangunan, akan dapat dilakukan

    dengan relatif lebih mudah;

    c. Simplicity, sambungan-sambu-

    ngan strukturnya dapat dikuatkan

    hanya dengan menggunakan alat/

    metode sambungan las, baut mau-

    pun paku keling dan dapat dilak-

    sanakan dengan mudah dancepat;

    d. Easy field repair, Jika terjadi

    perbaikan ataupun perubahan de-

    sain, komponen strukturnya dapat

    dengan mudah diperbaiki ataupun

    dirubah langsung di lapangan ;

    e. 100% recyclable, jika sudah tidak

    terpakai/ bekas, bahan ini masih

    mempunyai nilai ekonomis seba-

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN12

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    5/15

    Praktikal Konstruksi Bajagai besi tua yang dapat didaur

    ulang menjadi bahan bangunan

    baru yang siap pakai.

    f. Buildable in all weather,

    Pelaksanaan pembangunannya ti-

    dak terpengaruh oleh perubahankondisi cuaca.

    Disamping keunggulan-keung-

    gulan tersebut, bahan baja juga

    mempunyai kelemahan-kelemahan

    terutama terkait dengan :

    Gambar 2.5 pengecoran lantai beton

    a. Biaya pemeliharaan

    Hampir semua bahan baja

    tidak tahan karat apabila bersen-

    tuhan langsung dengan udara dan

    air, oleh karena itu dibutuhkan

    adanya biaya pemeliharaan pe-

    ngecatan secara berkala.

    b. Biaya perlindungan terhadap api

    Karena sifat baja yang tidak

    tahan terhadap panas yang tinggi

    berakibat komponen-komponen

    struktur baja tersebut membutuh-

    kan bahan pelapis tahan api baik

    dari campuran semen, adukanbeton ataupun bahan tahan api

    lainnya.

    c. Bahaya tekuk

    Semakin panjang dan ramping

    suatu batang tekan /kolom baja,

    maka kemungkinan terjadinya ba-

    haya tekuk semakin besar. Seperti

    dijelaskan sebelumnya bahwa bajamemiliki kekuatan yang tinggi

    persatuan beratnya, hal ini

    mengakibatkan penampang struk-

    tur menjadi lebih ramping, dan bila

    hal ini diterapkan pada kolom

    maka akan menjadi tidak eko-

    nomis, karena dibutuhkan bahan

    tambahan untuk memperkokoh

    kolom guna menghindari bahayatekuk.

    d. Kelelahan

    Hal lain yang tidak diinginkan

    dari sifat baja adalah kekuatannya

    akan berkurang, jika struktur baja

    menerima beban tekanan yang

    sangat besar secara berulang

    terlebih lagi jika menerima variasibeban tarik yang besar.

    2.3 Produksi baja

    Baja dihasilkan dari besi kasar

    (pig iron) dengan melebur biji besi,

    yang jarang ditemukan secara murni

    dari alam. Proses peleburan dilakukan

    dengan memberikan pemanas an biji

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 13

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    6/15

    Praktikal Konstruksi Bajabesi dalam suatu tungku dengan batu

    arang.

    Pemanasan dalam tungku tersebut

    dihasilkan dari pembakaran batu bara

    yang intensif, juga batu gamping untuk

    meng hasilkan besi kasar dari biji besi.Tungku-tungku yang sangat besar

    tersebut mampu untuk beroperasi

    siang dan malam tanpa henti. Secara

    garis besar proses produksi baja

    dilakukan dengan melalui tahap-tahap

    antara lain:

    2.3.1 PemurnianBesi

    Biji besi yang diolah untuk menjadibahan baja antara lain:

    Hematite - Fe2O3 - 70 % besi

    Magnetite - Fe3O4 - 72 % besi

    Limonite - Fe2O3 + H2O - 50 %

    to 66 % besi

    Siderite - FeCO3 - 48 % besi

    Prinsip dasar pemurnian besi adalah

    untuk menghilangkan kandungan oksi-gen dalam biji besi.

    Cara tradisional : blomery, pada

    proses ini bijih besi dibakar dengan

    (arang kayu), dimana banyak

    mengandung karbon sehingga terjadi

    pengikatan oksigen, pembakaran

    tersebut menghasilkan karbon diok-

    sida dan karbon mono oksida yang

    terlepas keudara, sehingga besi murnididapat dan dikeluarkan dari dapur,

    kekuranganya tidak semua besi dapat

    melebur sehingga terben tuk spoge,

    spoge berisi besi dan silica.

    Proses lebih modern adalah

    dengan blast furnace (dapur tinggi),

    blast furnace diisi oleh biji besi,

    charcoal atau coke (coke adalah

    charcoalyang terbuat dari batu bara)

    dan limestone (batu gamping/ kapur)

    (CaCO3). Angin secara kencang dan

    kontinu ditiupkan dari bagian bawah

    dapur. Hasil peleburan besi akan

    berada dibawah, cairan besi yang

    keluar ditampung dan disebut denganpig iron.

    2.3.2 Proses pembuatan baja

    Baja diproduksi didalam dapur

    pengolahan baja dari besi kasar baik

    padat maupun cair, besi bekas dan

    beberapa paduan logam. Ada bebe-

    rapa proses pembuatan baja antara

    lain :a. Proses konvertor

    Terdiri dari satu tabung yang

    berbentuk bulat lonjong dengan

    menghadap kesamping, dengan pro-

    ses kerjanya adalah :

    Dipanaskan dengan kokas

    sampai 1500 0C, Dimiringkan

    untuk memasukkan

    Gambar 2.6 Proses pemurnian biji

    besi

    bahan baku baja. ( 1/8 dari

    volume konvertor)

    Kembali ditegakkan.

    Udara dengan tekanan 1,5 2atm dihembuskan dari kompresor.

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN14

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    7/15

    Praktikal Konstruksi Baja

    Setelah 20-25 menit konvertor

    dijungkirkan untuk mengeluarkan

    hasilnya.

    Proses Bassemer (asam)

    Lapisan bagian dalam terbuat daribatu tahan api yang mengandung

    kwarsa asam atau oksid asam (SiO2),

    Gambar 2.7 Proses pembuatan baja

    profil

    Bahan yang diolah besi kasar kelabu

    cair, CaO tidak ditambahkan sebab

    dapat bereaksi dengan SiO2,

    Proses Thomas (basa)

    Lapisan dinding bagian dalam terbuat

    dari batu tahan api bisa atau dolomit

    [ kalsium karbonat dan magnesium

    (CaCO3 + MgCO3)], besi yang diolahbesi kasar putih yang mengandung P

    antara 1,7 2 %, Mn 1 2 % dan Si

    0,6-0,8 %. Setelah unsur Mn dan Si

    terbakar, P membentuk oksida phos-

    por (P2O5), untuk mengeluarkan besi

    cair ditambahkan zat kapur (CaO),

    b. Proses Siemens Martin

    Menggunakan sistem regene-rator ( 3000 0C.)

    fungsi dari regenerator adalah :

    Memanaskan gas dan

    udara atau menambah temperatur

    dapur

    Sebagai Fundamen/

    landasan dapur menghemat

    pemakaian tempat

    Bisa digunakan baik besi kelabu

    maupun putih,

    Besi kelabu dinding da

    lamnya dilapisi batu silika (SiO2),

    besi putih dilapisi

    dengan batu dolomit (40 % MgCO3

    + 60 % CaCO3)

    c. Proses Basic Oxygen Furnace

    (BOF)

    Logam cair dimasukkan ke

    ruang baker (dimiringkan lalu

    ditegakkan) Oksigen ( 1000)

    ditiupkan lewat Oxygen Lance ke

    ruang bakar dengan kece patan

    tinggi. (55 m3

    (99,5 %O2) tiap satuton muatan) dengan tekanan 1400

    kN/m2.

    Gambar 2.8 Dapur tinggi

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 15

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    8/15

    Praktikal Konstruksi Baja

    Ditambahkan bubuk kapur

    (CaO) untuk menurunkan kadar P

    dan S.

    Keuntungan dari BOF adalah:

    BOF menggunakan O2

    murni tan-pa Nitrogen

    Proses hanya lebih-

    kurang 50 menit.

    Tidak perlu tuyer di bagian

    bawah

    Phosphor dan Sulfur dapat

    terusir dulu daripada karbon Biaya operasi murah

    Gambar 2.9 pemasangan kolom

    pada pondasi

    d. Proses Dapur Listrik

    Temperatur tinggi dengan meng-

    gunakan busur cahaya elektrode dan

    induksi listrik.

    Keuntungan :

    Mudah mencapai

    temperatur tinggi dalam waktu

    singkat

    Temperatur dapat

    diatur

    Efisiensi termis dapur

    tinggi

    Cairan besi terlindungi

    dari kotoran dan pengaruh

    lingkungan sehing ga kualitasnya

    baik

    Kerugian akibat

    penguapan sangat kecil

    e. Proses Dapur Kopel

    Mengolah besi kasar kelabu dan

    besi bekas menjadi baja atau besi

    tuang.

    Proses yang dilakukan adalah:

    pemanasan pendahuluan agar

    bebas dari uap cair.

    Bahan bakar (arang kayu dan

    kokas) dinyalakan selama 15

    jam.

    kokas dan udara dihembuskan

    dengan kecepatan rendah hinggakokas mencapai 700 800 mm

    dari dasar tungku.

    besi kasar dan baja bekas kira-

    kira 10 15 % ton/jam

    dimasukkan.

    15 menit baja cair dikeluarkan

    dari lubang pengeluaran.

    Untuk membentuk terak dan menu-

    runkan kadar P dan S ditambahkanbatu kapur (CaCO3) dan akan terurai

    menjadi:

    Gas CO yang dikeluarkan melalui

    cerobong, panasnya dapat diman-

    faatkan untuk pembangkit mesin-

    mesin lain.

    f. Proses Dapur Cawan

    Proses kerja dapur cawandimulai dengan memasukkan baja

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN16

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    9/15

    Praktikal Konstruksi Bajabekas dan besi kasar dalam

    cawan

    Kemudian dapur ditutup

    rapat.

    Dimasukkan gas-gas

    panas yang memanaskan

    sekeliling cawan dan muatan

    dalam cawan akan mencair. Baja

    cair tersebut siap dituang untuk

    dijadikan baja-baja istimewa

    dengan menambahkan unsur-

    unsur paduan yang diperlu- kan

    Struktur baja bangunan

    Sifat sifat

    mekanik bahan baja

    Pengujian

    bahan baja

    Jenis-jenis profil

    baja

    2.4 Klasifikasi Baja

    2.4.1 Klasifikasi menurut komposisikimianya:

    Baja karbon (carbon steel), dibagi

    menjadi tiga yaitu;

    Baja karbon

    rendah (low carbon steel)

    machine, machinery dan mild steel

    - 0,05 % - 0,30% C.

    Sifatnya mudah ditempa dan

    mu-dah dibentuk.Penggunaannya :

    - 0,05 % -

    0,20 % C : body mobil,

    bangunan, pipa, rantai, rivet,

    bout, paku.

    - 0,20 % -

    0,30 % C : roda gigi, shafts,

    bout, forgings,jembatan,

    bangunan..

    Baja karbon

    menengah (medium carbon steel)

    - Kekuatan lebih tinggi daripada

    baja karbon rendah.

    - Sifatnya sulit untuk dibengkok-

    kan, dilas, dipotong.

    Penggunaan:

    - 0,30 % - 0,40 % C : connecting

    rods, crank pins, axles.

    - 0,40 % - 0,50 % C : car axles,

    crankshafts, rails, boilers, auger

    bits, screw rivers.

    - 0,50 % - 0,60 % C : hammers

    dan sledges. Baja karbon

    tinggi (high carbon steel) tool

    steel

    - Sifatnya sulit dibengkokan, dilas

    dan dipotong. Kandungan 0,60

    % - 1,50 % C

    Penggunaan

    - screw drivers, black miths

    hummers, tables knives, screws,hammers, vise jaws, knives,

    drills. tools for turning brass and

    wood, reamers, tools for turning

    hard metals, saws for cutting

    steel, wire drawing dies, fine

    cutters.

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 17

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    10/15

    Praktikal Konstruksi BajaGambar 2.10 hubungan jenis

    sambungan terhadap momen

    2.4.2 Baja paduan (alloy steel)

    Tujuan dilakukan penambahan unsur

    yaitu:

    Untuk menaikkan sifat

    mekanik baja (kekerasan, keliatan,

    kekuat-an tarik dan sebagainya)

    Untuk menaikkan sifat

    mekanik pada temperatur rendah

    Untuk meningkatkan daya

    tahan terhadap reaksi kimia

    (oksidasi dan reduksi)

    Untuk membuat sifat-sifat

    spesial

    Baja paduan yang diklasifikasikan

    menurut kadar karbonnya dibagi men-

    jadi:

    a. Low alloy steel, jika elemen padu-

    annya 2,5 %

    b. Medium alloy steel, jika elemenpaduannya 2,5 10 %

    c. High alloy steel, jika elemen padu-

    annya > 10 %

    Selain itu baja paduan dibagi menjadi

    dua golongan yaitu baja campuran

    khusus (special alloy steel) dan high

    speed steel.

    Gambar 2.11 penggunaan baja pada

    bangunan

    2.4.3 Baja Paduan Khusus (special

    alloy steel)

    Baja jenis ini mengandung satu

    atau lebih logam-logam seperti nikel,

    chromium, manganese, molyBjenum,tungsten dan vanadium.

    Dengan menambahkan logam terse-

    but ke dalam baja maka baja paduan

    tersebut akan merubah sifat-sifat

    mekanik dan kimianya seperti menjadi

    lebih keras, kuat dan ulet bila diban-

    dingkan terhadap baja karbon (carbon

    steel).

    2.4.4 High Speed Steel (HSS)

    Self Hardening Steel

    Kandungan karbon : 0,70 % - 1,50 %.

    Penggunaannya : membuat alat-alat

    potong seperti drills, reamers,

    countersinks, lathe tool bits dan

    milling cutters. Disebut High Speed

    Steel karena alat potong yang dibuat

    de-ngan material tersebut dapatdiope-rasikan dua kali lebih cepat

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN18

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    11/15

    Praktikal Konstruksi Bajadibanding dengan carbon steel.

    Sedangkan har-ga dari HSS besarnya

    dua sampai empat kali daripada

    carbon steel.

    2.5 Baja Paduan dengan SifatKhusus

    2.5.1 Baja Tahan Karat (Stainless

    Steel)

    Sifatnya antara lain:

    Memiliki daya tahan

    yang baik terhadap panas, karat

    dan gores-an/ gesekan

    Tahan temperature

    rendah mau-pun tinggi

    Memiliki kekuatan

    besar dengan massa yang kecil

    Keras, liat, densitasnya

    besar dan permukaannya tahan

    aus

    Tahan terhadap

    oksidasi Kuat dan dapat ditempa

    Mudah dibersihkan

    Mengkilat dan tampak

    menarik

    2.5.2 High Strength Low Alloy Steel

    (HSLS)

    Sifat dari HSLS adalah memiliki

    tensile strength yang tinggi, anti bocor,tahan terhadap abrasi, mudah diben

    tuk, tahan terhadap korosi, ulet, sifat

    mampu mesin yang baik dan sifat

    mampu las yang tinggi (weldability).

    Untuk mendapatkan sifat-sifat di atas

    maka baja ini diproses secara khusus

    dengan menambahkan unsur-unsur

    seperti: tembaga (Cu), nikel (Ni),

    Chromium (Cr), Molyb denum (Mo),Vanadium (Va) dan Columbium.

    2.5.2 Baja Perkakas (Tool Steel)

    Sifat-sifat yang harus dimiliki o-

    leh baja perkakas adalah tahan pakai,

    tajam atau mudah diasah, tahan pa-

    nas, kuat dan ulet.Kelompok dari tool steel berdasarkan

    unsur paduan dan proses pengerjaan

    panas yang diberikan antara lain:

    a. Later hardening atau carbon

    tool steel (ditandai dengan tipe W

    oleh AISI), Shock resisting (Tipe

    S), memiliki sifat kuat dan ulet dan

    tahan terhadap beban kejut dan

    repeat loading. Banyak dipakai

    untuk pahat, palu dan pisau.

    b. Cool work tool steel, diperoleh

    dengan proses hardening dengan

    pendinginan yang berbeda-beda.

    Tipe O dijelaskan dengan mendi-

    nginkan pada minyak sedangkan

    tipe A dan D didinginkan di udara.

    c. Hot Work Steel (tipe H), mula-

    mula dipanaskan hingga (300

    500) C dan didinginkan perlahan-

    lahan, karena baja ini banyak

    mengan-dung tungsten dan

    molyBjenum sehingga sifatnya

    keras.

    d. High speed steel (tipe T dan

    M), merupakan hasil paduan baja

    dengan tungsten dan molyBjenumtanpa dilunakkan. Dengan sifatnya

    yang tidak mudah tumpul dan

    tahan panas tetapi tidak tahan

    kejut.

    e. Campuran carbon-tungsten

    (tipe F), sifatnya adalah keras tapi

    tidak tahan aus dan tidak cocok

    untuk beban dinamis serta untuk

    pema-kaian pada temperaturtinggi.

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 19

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    12/15

    Praktikal Konstruksi Baja

    Gambar 2.12 penggunaan baja padasambungan siku ganda

    Klasifikasi lain antara lain :

    a. Menurut

    penggunaannya:

    Baja konstruksi (structural steel),

    mengandung karbon kurang dari

    0,7 % C.

    Baja perkakas (tool steel),

    mengandung karbon lebih dari

    0,7 % C.

    b. Baja dengan sifat

    fisik dan kimia khusus:

    Baja tahan garam (acid-resisting

    steel)

    Baja tahan panas (heat resistant

    steel) Baja tanpa sisik (non scaling

    steel)

    Electric steel

    Magnetic steel

    Non magnetic steel

    Baja tahan pakai (wear resisting

    steel)

    Baja tahan karat/korosi

    Gambar 2.13 penggunaan baja pada

    sambungan pelat tunggal

    Dengan mengkombinasikan dua klasi-

    fikasi baja menurut kegunaan dan

    komposisi kimia maka diperoleh lima

    kelompok baja yaitu:

    Baja karbon

    konstruksi (carbon structural steel)

    Baja karbon

    perkakas (carbon tool steel)

    Baja paduan

    konstruksi (Alloyed structural steel)

    Baja paduan

    perkakas (Alloyed tool steel)

    Baja konstruksi

    paduan tinggi (Highly alloy

    structural steel)

    Selain itu baja juga diklasifikasikan

    menurut kualitas: Baja kualitas

    biasa

    Baja kualitas

    baik

    Baja kualitas

    tinggi

    2.6 Sifat-sifat Mekanis Baja

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN20

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    13/15

    Praktikal Konstruksi BajaSifat-sifat mekanis baja bergantung

    pada:

    komposisi kimia

    yang dikandung

    metode canai

    yang dipilih

    ketebalan hasil

    canai

    proses

    pemanasan dan perlakuan-

    perlakuan lainnya, dan

    sejarah

    tegangannya.

    Karbon, belerang, phospor, mangan,

    silicon adalah unsur-unsur utama

    yang mempengaruhi sifat-sifat meka-

    nis baja. Dari keenam unsur utama

    tersebut, unsur karbon berperan sa-

    ngat dominan. Belerang dan phospor

    lebih banyak berperan sebagai unsur-

    unsur yang mengotori kandungan

    baja, sedangkan unsur mangan dan

    silikon kadang-kadang digunakan se-

    bagai unsur paduan untuk baja

    struktur.

    Sifat-sifat penting yang relevan

    dengan baja struktural adalah:

    kekuatan regang maksi mum

    (ultimate strength), sering juga

    disebut kuat regang (tensile

    strength) tegangan luluh

    (yield stress)

    keliatan (ductility)

    kekenyalan (toughness)

    kemampuan dilas

    (weldability)

    ketahanan terhadap karat

    (corro-sive resistant) dan

    kemampuan dikerjakan

    dengan mesin (machinability)

    Empat sifat yang tersebut lebih

    awal terkait dengan sifat-sifat mekanis

    baja, sedangkan tiga sifat yang terse-

    but diakhir adalah berkaitan denganpekerjaan fabrikasi dan ketahanan

    bahan baja.

    Kekuatan regang maksimum baja,

    atau kadang-kadang disederhanakan

    dengan sebutan kekuatan regang

    adalah karakter sebuah besi dengan

    kemurnian tinggi (Ingot iron), dan di-

    dapat melalui pengukuran kuat regang

    dari benda uji. Kekuatan regang mak-simum adalah tegangan maksimum

    yang terjadi disaat suatu benda uji

    yang diregangkan gagal oleh adanya

    keretakan.

    Gambar 2.14 mobil krane

    Kekuatan regang maksimum

    disebut juga dengan tegangan mak-

    simum secara keteknikan dan hal ini

    berbeda dengan pengertian tegangan

    regang maksimun yang absolut atau

    yang sebenarnya. Pada saat sebuah

    benda uji diberi beban tarik, maka pe-

    nampangnya akan mengecil, dan

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 21

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    14/15

    Praktikal Konstruksi Bajategangan yang sebenarnya (true

    stress) adalah tegangan yang didapat

    dengan mempertimbangkan luas pe-

    nampang yang terjadi pada saat

    pengujian bukan dari luas penampang

    asli / sebelum pembebanan.Pada semua struktur bangunan

    teknik, tegangan yang terjadi pada

    saat bangunan berfungsi tidak menye-

    babkan terjadinya perubahan pada

    luas penampang, walaupun bukan hal

    yang mudah untuk mengukur terja-

    dinya perubahan luas penampang

    bahan pada saat terjadi perubahan

    beban yang bekerja. Pada saat bendauji mengalami kegagalan, perubahan

    yang terjadi pada penampang benda

    uji menjadi tidak mudah untuk diukur,

    dan akan menyebabkan terjadinya

    kesalahan dalam menghitung luas

    penampang aktual yang terjadi, oleh

    karena itu sebaiknya dan rasional

    kalau digunakan luas penampang asli

    dari benda uji.Gambar 2.15 mengilustrasikan ten-

    tang kurva hubungan tegangan dan

    rega-ngan dari baja lunak (mild steel)

    yang umum diproduksi, yang didapat

    dari hasil uji tarik sampel bahan baja

    struktur.

    Gambar 2.15 Stress Strain

    relationship

    Baja struktur diidentifikasi dengan

    tegangan batas regang akhir minimum

    (minimum ultimate stress) ataupun

    beberapa negara menggunakan yield

    strength (kuat luluh). Satuan yang

    digunakan adalah N/mm2 dan ditu-

    liskan dengan simbol Fe 410-0 (mild

    steel grade I).

    Fe 410-0 = baja dengan kekuatan

    batas regang akhir minimum (mini-

    mum ultimate strength) 410 Mpa,

    angka 0 adalah angka ordinary.

    Mpa = Mega Pascal = 106 Pascal.

    Pascal = Tekanan sebesar 1 Newton/

    mm2 = (1/106) N/mm2

    Mpa = 106 N/m2 = 106 N/106 mm2 = 1

    N/ mm2

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN22

  • 8/3/2019 Bab 2 Pen Gen Alan Baja

    15/15

    Praktikal Konstruksi Baja

    Gambar 2.16 penggunaan baja pada

    lantai decking

    Menurut SNI 03-1729-2002 Sifatmekanis baja struktural yang digu-

    nakan dalam perencanaan harus

    memenuhi persyaratan minimum yang

    diberikan pada Tabel 2.1.

    2.6.1 Tegangan leleh

    Tegangan leleh untuk perencanaan

    (fy) tidak boleh diambil melebihi nilai

    yang diberikan Tabel 2.1

    2.6.2 Tegangan putus

    Tegangan putus untuk perencanaan

    (fu) tidak boleh diambil melebihi nilai

    yang diberikan Tabel 2.1

    Tabel 2.1 Sifat mekanis baja struktur

    2.6.3 Sifat-sifat mekanis lainnya

    Sifat-sifat mekanis lainnya baja struk-

    tural untuk maksud perencanaan

    ditetapkan sebagai berikut:

    Modulus elastisitas : E = 200.000 MPa

    Modulus geser : G = 80.000 MPa

    Nisbah poisson : = 0,3

    Koefisien pemuaian : = 12 x 10-6 /oC

    DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN 23