Baja Sebagai Bahan Konstruksi

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Baja Sebagai Bahan Konstruksi

Mulai dari tahapan perencanaan kita sudah harus dapat menentukan dan memutuskan bahan bangunan yang akan kita gunakan didalam proses pembangunan selanjutnya. Salah satu bahan yang sering digunakan adalah baja. Baja adalah paduan besi karbon yang dituang dari massa cair yang memiliki komposisi sedemikian hingga padat pada suhu tertentu, dapat ditempa dan memiliki kandungan karbon kadar zat arang dibawah dari 2. Baja memiliki kekuatan yang sangat besar baik terhadap tarik maupun tekan. Dengan baja yang dimaksudkan suatu bahan dengan keserba-samaan yang besar, terutama terdiri atas Ferrum Fe dalam bentuk hablur dan 1,7 karbon C, zat arang itu didapat dengan jalan membersihkan bahan pada temperatur yang sangat tinggi. Bahan dasar untuk pembuatan baja ialah “ Besi mentah atau disebut juga besi kasar”, yang dihasilkan dari dapur tinggi. Besi kasar adalah hasil pertama dan merupakan hasil sementara dari pengolahan bijih-bijih besi dan belum dapat digunkan sebagai bahan konstruksi dan besi tempa karena sifatnya rapuh, disamping itu juga unsur-unsur yang bercampur didalam besi kasar, misalnya karbon, silikon, pospor masih sangat tinggi. Baja struktur adalah suatu jenis baja yang berdasarkan pertimbangan ekonomi, kekuatan, dan sifatnya cocok sebagai pemikul beban dengan beberapa keuntungan : - Memiliki sifat elastis dapat kembali ke posisi awal jika beban ditiadakan; - Dapat dibongkar pasang dipakai berulang–ulang; Beni Berutu : Efisiensi dan Optimalisasi Pemakaian Baja Sebagai Bahan Konstruksi, 2007. USU Repository © 2009 - Memiliki kekuatan yang cukup tinggi dan merata walau massa jenisnya besar tetapi baja memiliki berat sendiri yang rendah karena penampangnya yang kecil; - Dapat disambung dengan las yang tidak memilki perlemahan penampang; - Tahan lama jika dipelihara. Disamping itu kerugian baja adalah : - Memerlukan perawatan dan pemeliharaan yang teratur; - Kekuatannya dipengaruhi temperatur; - Karena batang-batang baja kebanyakan langsing, maka bahaya tekuk mudah terjadi. Jadi proses pembuatan baja adalah untuk menurunkan persentase karbon lebih kurang 1,7. Adapun tujuan pembuatan baja didalam dapur-dapur baja adalah: 1. Mengubah besi kasarbesi tuang menjadi baja; 2. Mengerjakanmencairkan baja-baja rongsokan atau baja bekas. Pemakaian baja dalam Teknik Sipil diantaranya sebagai struktur utama misalnya: 1. Baja digunakan dalam Beton Prategang; 2. Baja digunakan dalam Beton Bertulang; 3. Baja digunakan dalam Konstruksi Baja. Semua jenis-jenis baja sedikit banyak dapat ditempa dan disepuh, sedangkan untuk baja lunak pada tegangan yang jauh dibawah kekuatan tarik atau batas patah B, yaitu apa yang dinamakan batas lumer atau tegangan lumer V , terjadi sutau keadaan yang aneh, dimana perubahan bentuk selalu berjalan terus beberapa waktu, dengan tidak memperbesar beban yang ada itu. Beni Berutu : Efisiensi dan Optimalisasi Pemakaian Baja Sebagai Bahan Konstruksi, 2007. USU Repository © 2009 Sifat-sifat baja bergantung sekali pada kadar zat-arang, semakin bertambah kadar ini, semakin naik tegangan patah dan regang menurut persen yang terjadi pada sebuah batang percobaan yang dibebani dengan tarikan, yaitu apa yang dinamakan regang patah menjadi lebih kecil. Persentase yang sangat kecil dari unsur-unsur lainnya dapat mempengaruhi sifat-sifat baja dengan kuat sekali. Untuk membeda-bedakannya jenis-jenis baja itu diberi nomor yang sesuai dengan tegangan patah yang dijamin dan yang terendah pada percobaan tarik yang normal, tetapi untuk setiap jenis baja juga ditentukan suatu Bmaks. Kekuatan maupun tegangan yang dapat dikerahkan oleh baja tergantung dari mutu baja. Tegangan leleh dan tegangan dasar dari berbagai macam baja bangunan adalah sebagai berikut: Tabel II.1. Tabel Tegangan Leleh dan Dasar Baja Macam baja Tegangan leleh Tegangan dasar Sebutan lama Sebutan baru l σ Kgcm 2 M Pa Kgcm 2 MPa St. 33 St. 37 St. 44 St.52 Bj. 33 Fe. 310 Bj. 37 Fe. 360 Bj. 44 Fe. 430 Bj. 52 Fe. 510 2000 2400 2800 3600 200 240 280 360 1333 1600 1867 2400 133.3 160 186.7 240 1 MPa = 10 kgcm 2 MPa = mega pascal satuan sistem internasional Untuk elemen-elemen baja yang tebalnya lebih dari 40 mm, tetapi kurang dari 100 mm, harga-harga dalam tabel harus dikurangi 10. Tegangan dasar baja biasanya menggunakan persamaan 1,5 l σ = σ . Tegangan normal yang diijinkan untuk pembebanan tetap, besarnya sama dengan tegangan dasar. Tegangan geser yang diijinkan untuk pembebanan tetap, besarnya sama dengan 0,58 kali tegangan dasar. Beni Berutu : Efisiensi dan Optimalisasi Pemakaian Baja Sebagai Bahan Konstruksi, 2007. USU Repository © 2009 σ = τ 58 , Untuk elemen baja yang mengalami kombinasi tegangan normal dan geser, maka tegangan ideal yang terjadi tidak boleh melebihi tegangan dasar. σ ≤ σ i ² 3 ² i τ + σ = σ Untuk pembebanan sementara akibat berat sendiri, beban bangunan, bebangaya gempa dan angin, besarnya tegangan dasar baja dapat dinaikkan sebesar 30. σ = σ 3 , 1 sem Konstanta-konstanta pada konstruksi baja adalah sebagai berikut : 1. Modulus Elastisitas E Modulus elastisitas untuk semua baja yang secara relatif tidak tergantung dari kuat leleh adalah 28000 sampai 30000 ksi atau 193000 sampai 207000 Mpa. Nilai untuk desain lazimnya diambil sebesar 29000 ksi atau 20000 Mpa. Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia PPBBI, nilai modulus elastisitas baja adalah 2,1 x 10 6 kgcm 2 atau 2,1 x 10 5 MPa. 2. Modulus Geser G Modulus geser setiap bahan elastis dihitung berdasarkan formula: 1 2 E G μ + = dimana µ=perbandingan Poisson yang diambil sebesar 0,3 untuk baja. Dengan menggunakan µ=0,3 maka akan memberikan G=11000 ksi atau 77000 Mpa. Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia PPBBI, nilai modulus geser tergelincir baja adalah 0,81 x 10 6 kgcm 2 atau 0,81 x 10 5 MPa. Beni Berutu : Efisiensi dan Optimalisasi Pemakaian Baja Sebagai Bahan Konstruksi, 2007. USU Repository © 2009 3. Koefisien Ekspansi Koefisien ekspansi adalah koefisien pemuaian linier. Koefisien ekspansi baja dapat diambil sebesar 12 x 10 -6 perºC. 4. Tegangan leleh l Tegangan leleh ditentukan berdasarkan mutu baja. 5. Sifat-sifat lain yang penting Sifat-sifat ini termasuk massa jenis baja, yang sama dengan 490 pcf atau 7,850 tm 3 ; atau dalam berat satuan, nilai untuk baja sama dengan 490 pcf atau 76,975 kNm 3 . Berat jenis baja umumnya adalah sebesar 7,85.

B. Rencana Kap Portal dan Kemiringan Atap