Makalah Material Teknik (Tentang Baja) [PDF]

Citation preview

MAKALAH “Struktur Baja Sebagai Salah Satu Bahan Konstruksi ”



Disusun Oleh : Kelompok 6 1. GUSTI FIRMAN NOOR



: 210104033



2. MUHAMMAD RAFI’I



: 210104040



3. RIZWAN HABIB



: 210104046



PROGRAM STUDI MATERIAL TEKNIK UNIVERSITAS NAHDLATUL ULAMA KALIMANTAN TIMUR



2021/2022



KATA PENGANTAR



Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini tentang“Struktur Baja Sebagai Salah Satu Bahan Konstruksi” ini dengan baik meskipun masih banyak kekurangandidalamnya. Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai bahan bahan struktur baja. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang telah kami buat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun. Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya laporan yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami memohon kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di masa depan



Samarinda. 11 Januari 2022



Penyusun



BAB I PENDAHULUAN 1.1



LATAR BELAKANG



Semakin berkembangnya peradaban manusia, semakin beragam pula kebutuhanmanusia.Ini dapat dilihat dari aspek teknik sipil. Pada jaman dahulu orang membuat jalan hanya dengan menyusun batu-batuan atau kerikil-kerikil, tapi kini semuanya telah berubah,manusia berusaha membuat jalan sebagai sarana transportasi dengan kualitas yang baik menggunakan teknologi rekayasa guna memenuhi kebutuhannya.Pembangunan dalam setiap bidang yang berhubungan dalam teknik sipil dimulai dari bangunan gedung, jembatan, jalan dan bangunan lainnya tidak akan terpisahkan dari bahan yang berasal dari dalam perut bumi. Mulai dari batuan, batu bara, minyak bumi sampai berbagai macam mineral yang langsung digunakan maupun yang diolah terlebih dahulu. Untuk itu dalam kesempatan ini, akan dibahas tentang baja. Masalah ini diangkat karena ingin mengetahui jenis-jenis baja, proses pembuatan baja serta syarat apa saja yang harus dipenuhi oleh baja sebagai bahan pembuatan baja .Bertitik tolak dari latar belakang masalah diatas, timbulah suatu permasalahan dalam diri kami dan menjadi suatu dorongan bagi kami untuk melaksanakan suatu analisa tentang jenisjenis baja, proses pembuatan baja serta syarat apa saja yang harus dipenuhi oleh baja.



1.2



TUJUAN



1. Untuk mengenal apa itu baja. 2. Agar bisa membedakan baja yang baik. 3. Mengetahui kekurangan dan kelebihan baja dalam konstruksi bangunan. 4. Mengetahui agar bisa membedakan perhitungan ASD dan LRFD.



BAB II PEMBAHASAN A. PENGERTIAN BAJA Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah (titanium), krom (chromium), nikel, vanadium, cobalt dan tungsten (wolfram). Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya(tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility). Baja tahan karat atau lebih dikenal dengan Stainless Steel adalah senyawa besi yang mengandung setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksidakromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi besi (Ferum). Stainless Steel sering digunakan dalam perlengkapan Stainless Steel untuk industri makanan.



B.



SIFAT BAJA



Beberapa sifat - sifat baja secara umum adalah : v Keteguhan (solidity) Mempunyai ketahanan terhadap tarikan, tekanan atau lentur v Elastisitas (elasticity) Kemampuan / kesanggupan untuk dalam batas –batas pembebanan tertentu, sesudahnya pembebanan ditiadakan kembali kepada bentuk semula. v Kekenyalan / keliatan (tenacity) Kemampuan/kesanggupan untuk dapat menerima perubahan perubahan bentuk yang besar tanpa menderita kerugian-kerugian berupa cacat atau kerusakan yang terlihat dari luar dan dalam untuk jangka waktu pendek v Kemungkinan ditempa (maleability) Sifat dalam keadaan merah pijar menjadi lembek dan plastis sehingga dapat dirubah bentuknya v Kemungkinan dilas (weklability) Sifat dalam keadaan panas dapat digabungkan satu sama lain dengan memakai atau tidak memakai bahan tambahan, tampa merugikan sifat-sifat keteguhannya.



v Kekerasan (hardness) Kekuatan melawan terhadap masuknya benda lain. C. JENIS- JENIS BAJA Baja secara umum dapat dikelompokkan atas 2 jenis yaitu : 1. Baja karbon (Carbon steel) Baja karbon terdiri atas : a. Baja karbon rendah (low carbon steel) Machine, machinery dan mild steel (0,05 % – 0,30% C ) Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin Penggunaannya: b. 0,05 % – 0,20 % C : automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws, nails. c. 0,20 % – 0,30 % C : gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings. d. Baja karbon menengah (medium carbon steel ) · Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah. · Sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong. Penggunaan: Ø 0,30 % – 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles. Ø 0,40 % – 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits, screwdrivers. Ø 0,50 % – 0,60 % C : hammers dan sledges. Ø Baja karbon tinggi (high carbon steel) tool steel Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong. Kandungan 0,60 % – 1,50 % C 2.



Baja Paduan (Alloy steel)



Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu: ·



Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan 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 menjadi: a)



Low alloy steel, jika elemen paduannya ≤ 2,5 %



b)



Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 %



c)



High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %



Baja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus (special alloy steel) &high speed steel. ·



Baja Paduan Khusus (special alloy steel)



Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam seperti nikel, chromium, manganese, molybdenum, tungsten dan vanadium. Dengan menambahkan logam tersebut ke dalam baja maka baja paduan tersebut akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimianya seperti menjadi lebih keras, kuat dan ulet bila dibandingkan terhadap baja karbon (carbon steel). ·



High Speed Steel (HSS) Self Hardening Steel



Kandungan karbon : 0,70 % – 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters. Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada carbon steel Selain jenis-jenis baja di atas juga terdapat jenis – jenis baja lainnya antara lain : 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 Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi 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)



D. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN BAJA Kelebihan Baja sebagai Material Struktur antara lain : 1.Kekuatan Tinggi Kekuatan yang tinggi dari baja per satuan berat mempunyai konsekuensi bahwa beban mati akan kecil. Hal ini sangat penting untuk jembatan bentang panjang, bangunan tinggi, dan bangunan dengan kondisi tanah yang buruk. 2.Keseragaman Sifat baja tidak berubah banyak terhadap waktu, tidak seperti halnya pada struktur beton bertulang. 3. Elastisitas Baja berperilaku mendekati asumsi perancang teknik dibandingkan dengan material lain karena baja mengikuti hukum Hooke hingga mencapai tegangan yang cukup tinggi. Momen inersia untuk penapang baja dapat ditentukan dengan pasti dibandingkan dengan penampang beton bertulang. 4. Permanen Portal baja yang mendapat perawatan baik akan berumur sangat panjang, bahkan hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kondisi tertentu baja tidak memerlukan perawatan pengecatan sama sekali. 5.Daktilitas Daktilitas didefinisikan sebagai sifat material untuk menahan deformasi yang besar tanpa keruntuhan terhadap beban tarik. Suatu elemen baja yang diuji terhadap tarik akan mengalami pengurangan luas penampang dan akan terjadi perpanjangan sebelum terjadi keruntuhan. Sebaliknya pada material keras dan getas (brittle) akan hancur terhadap beban kejut. SNI 031729-2002 mendefinisikan daktilitas sebagai kemampuan struktur atau komponennya untuk melakukan deformasi inelastis bolak-balik berulang (siklis) di luar batas titik leleh pertama, sambil mempertahankan sejumlah besar kemampuan daya dukung bebannya. Beban normal yang bekerja pada suatu elemen struktur akan mengakibatkan konsentrasi tegangan yang tinggi pada beberapa titik. Sifat daktil baja memungkinkan terjadinya leleh lokal pada titik-titik tersebut sehingga dapat mencegah keruntuhan prematur. Keuntungan lain dari material daktil adalah jika elemen struktur baja mendapat beban cukup maka akan terjadi defleksi yang cukup jelas sehingga dapat digunakan sebagai tanda keruntuhan.



6.Liat (Toughness) Baja strukur merupakan material yang liat artinya memiliki kekuatan dan daktilitas. Suatu elemen baja masih dapat terus memikul beban dengan deformasi yang cukup besar. Ini merupakan sifat material yang penting karena dengan sifat ini elemen baja bisa menerima deformasi yang besar selama pabrikasi, pengangkutan, dan pelaksanaan tanpa menimbulkan kehancuran. Dengan demikian pada baja struktur dapat diberikan lenturan, diberikan beban kejut, geser, dan dilubangi tanpa memperlihatkan kerusakan. Kemampuan material untuk menyerap energi dalam jumlah yang cukup besar disebuttoughness. 7.Tambahan pada Struktur yang Telah Ada Struktur baja sangat sesuai untuk penambahan struktur. Baik sebagian bentang baru maupun seluruh sayap dapat ditambahkan pada portal yang telah ada, bahkan jembatan baja seringkali diperlebar. 8.Lain-lain Kelebihan lain dari materia baja struktur adalah: a)



Kemudahan penyambungan baik dengan baut, paku keling maupun las,



b)



Cpat dalam pemasangan,



c)



Dapat dibentuk menjadi profil yang diinginkan,



d)



Kemungkinan untuk penggunaan kembali setelah pembongkaran,



e)



Masih bernilai meskipun tidak digunakan kembali sebagai elemen struktur.



f)



Adaptif terhadap prefabrikasi



Kelemahan Baja sebagai Material Struktur Secara umum baja mempunyai kekurangan seperti dijelaskan pada paragraf dibawah ini. 1. Biaya Pemeliharaan Umumnya material baja sangat rentan terhadap korosi jika dibiarkan terjadi kontak dengan udara dan air sehingga perlu dicat secara periodik. 2. Biaya Perlindungan Terhadap Kebakaran Meskipun baja tidak mudah terbakar tetapi kekuatannya menurun drastis jika terjadi kebakaran. Selain itu baja juga merupakan konduktor panas yang baik sehingga dapat menjadi pemicu kebakaran pada komponen lain. Akibatnya, portal dengan kemungkinan kebakaran tinggi perlu diberi pelindung. Ketahanan material baja terhadap api dipersyaratkan dalam Pasal 14 SNI 03-1729-2002. 3. Rentan Terhadap Buckling



Semakin langsung suatu elemen tekan, semakin besar pula bahaya terhadapbuckling (tekuk). Sebagaimana telah disebutkan bahwa baja mempunyai kekuatan yang tinggi per satuan berat dan jika digunakan sebagai kolom seringkali tidak ekonomis karena banyak material yang perlu digunakan untuk memperkuat kolom terhadapbuckling. 4. Fatik Kekuatan baja akan menurun jika mendapat beban siklis. Dalam perancangan perlu dilakukan pengurangan kekuatan jika pada elemen struktur akan terjadi beban siklis. 5. Keruntuhan Getas Pada kondisi tertentu baja akan kehilangan daktilitasnya dan keruntuhan getas dapat terjadi pada tempat dengan konsentrasi tegangan tinggi. Jenis beban fatik dan temperatur yang sangat rendah akan memperbesar kemungkinan keruntuhan getas (ini yang terjadi pada kapal Titanic)



BAB III PENUTUPAN



A. KESIMPULAN Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Baja pada dasarnya adalah besi (Fe) dengan tambahan unsur karbon (C) sampai dengan 1,67 % (maksimal). Jenis-jenis baja dibagi menjadi beberapa macam, yaitu baja karbon, baja paduan dan baja tahan karat (Stainless Steel). Proses pembuatan baja terbagi menjadi tiga, yaitu : proses konvertor, proses terbuka (Open Hearth Furnace) dan proses dapur listrik (Electric Arc Furnace). B. SARAN a. Pemilihan metode pelaksanaan maupun penggunaan bahan dan peralatan berpedoman pada faktor kamudahan dalam pelaksanaan pekerjaan di lapangan, pengalaman tenaga kerja serta segi ekonomisnya. b. Maraknya supplier atau produksi atap baja ringan nampaknya merupakan evolusi atau perubahan seiring berkembangnya teknologi pada saat ini dimana manusia berfikir untuk melakukan perubahan serta perkembangan untuk kemajuan teknologi tersebut dengan berbagai hal pertimbangan termasuk dampak lingkungan, efisiensi serta keuntungan yang diperoleh didalamnya. c. Perlu di perhatikan ketika menggunakan baja sebagai bahan struktur, pekerjaan baja harus di perhitungkan dengan matang, karena jika tidak kualitas baja menurun.



DAFTAR PUSTAKA https://yefrichan.wordpress.com/2011/04/16/jenis-jenis-baja/ http://bestananda.blogspot.co.id/2013/09/kelebihan-dan-kekurangan-baja-sebagai.html http://anwarpuady.blogspot.co.id/2014/10/v-behaviorurldefaultvmlo.html http://satriopage.blogspot.com/2012/12/makalah-pembuatan-baja-konvertor.html