PENDAHULUAN PERANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perancangan Struktur Baja Metode LRFD – Elemen Aksial 15
P O L B A N P O L B A N
1.8 Penggunaan Baja Kekuatan Tinggi Ada jenis baja lain yang termasuk dalam kelompok kekuatan sangat tinggi ultra-high-
strength dengan tegangan leleh 160 – 300 ksi 1103 – 2068 MPa. Baja jenis ini belum dimasukkan dalam Manual LRFD karena belum diberikan persetujuan oleh ASTM.
Sekarang ini terdapat lebih dari 200 jenis baja yang diproduksi mempunyai kekuatan leleh melebihi 36 ksi. Industri baja sekarang ini sedang melakukan percobaan
untuk baja 200 – 300 ksi 1379 – 2068 MPa. Pihak yang terlibat dalam industri baja memperkirakan bahwa baja dengan tegangan leleh 500 ksi 3447 MPa akan dapat
dibuat dalam waktu beberapa tahun mendatang. Secara teoritis, gaya pengikat antar atom besi diperkirakan lebih dari 4000 ksi 27579 MPa.
Meskipun harga baja akan naik dengan naiknya tegangan leleh, tetapi persentase kenaikan harga tidak terus bertambah dengan kenaikan persentase tegangah leleh. Ini
berarti penggunaan baja kekuatan tinggi seringkali akan ekonomis untuk elemen tarik, balok dan kolom. Sifat ekonomis ini akan lebih nyata terlihat pada elemen tarik
khususnya tanpa lubang baut. Baja dengan kekuatan sangat tinggi ini akan ekonomis untuk balok jika defleksi bukan hal yang menentukan atau defleksi dapat dikontrol
dengan cara lain. Baja ini juga menguntungkan untuk digunakan dalam kolom pendek dan medium mengapa tidak pada kolom panjang?. Konstruksi hibrid juga akan
menguntungkan jika menggunakan baja jenis ini. Konstruksi hibrid adalah penggunaan dua atau lebih baja dengan mutu yang berlainan, baja kekuatan lemah digunakan pada
tegangan yang kecil dan baja kekuatan tinggi digunakan pada elemen dengan kekuatan tinggi.
Faktor yang menentukan dalam penentuan penggunaan baja kekuatan tinggi adalah:
1. Tahan korosi.
2. Penghematan dalam pengiriman, pemasangan, biaya pondasi akibat adanya
penghematan berat baja. 3.
Penggunaan balok yang lebih pendek dapat memperkecil tinggi tiap lantai. 4.
Karena menggunakan elemen yang lebih kecil, biaya perlindungan terhadap kebakaran juga lebih kecil.
Hampir semua perancang teknik akan memilih baja untuk pertimbahan biaya
yang paling murah. Hal tersebut relatif mudah dilakukan, tetapi menentukan kekuatan yang paling ekonomis memerlukan pertimbahan berat, dimensi, perawatan, dan
pelaksanaan konstruksi. Hampir tidak mungkin untuk membandingkan dengan akurat baja yang harus dipakai pada suatu konstruksi.
1.9 Pengukuran
Toughness
Toughness dari baja digunakan sebagai ukuran umum ketahanan terhadap beban kejut impact atau kemampuan baja untuk menyerap pertambahan tegangan mendadak pada
suatu takikan notch. Semakin daktil suatu baja, akan semakin besar toughness baja tersebut. Sebaliknya, semakin rendah temperatur, akan semakin tinggi sifat getasnya.
Ada beberapa metode untuk menentukan sifat toughness, tetapi test Charpy V- notch adalah yang paling sering digunakan. Meskipun test ini dijelaskan dalam ASTM
Spesication A6 tidak akurat, tetapi dapat mengidentifikasi sifat getas baja. Energi yang
PENDAHULUAN PERANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perancangan Struktur Baja Metode LRFD – Elemen Aksial 16
P O L B A N P O L B A N
diperlukan untuk menghancurkan batang penampang persegi dengan takikan tertentu diukur, seperti pada Gambar 1.7.
Batang dihancurkan dengan menggunakan pendulum yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu. Energi yang dibutuhkan untuk menghancurkan batang ditentukan
dari tinggi pantulan pendulum setelah membentur batang. Tes dapat diulangi untuk temperatur yang berbeda dan diberikan dalam Gambar 1.8. Grafik ini memperlihatkan
hubungan antara temparatur, daktilitas, dan kegetasan. Temperatur pada titik dengan slope paling curam adalah temperatur transisi.
Gambar 1.7 Spesimen untuk Test Charpy V-notch
Gambar 1.8 Hasil Tes Charpy V-notch
Baja struktur lain memberikan persyaratan lain untuk tingkat penyerapan energi misalnya 20 ft-lb pada 20
o
20 mm 20 mm
2 mm
F tergantung pada temperatur, tegangan, dan kondisi beban dimana baja tersebut akan digunakan.
-10 30
20 10
40
Getas daktilitas diabaikan
Daktil Transisi dari daktil
Ke getas
Temperatur Transisi
kemiringan paling curam
50 40
30 20
10
Tempartur,
o
F -10
30 20
10 40
Getas daktilitas diabaikan
Daktil Transisi dari daktil
Ke getas
Temperatur Transisi
kemiringan paling curam
50 40
30 20
10
Tempartur,
o
F
PENDAHULUAN PERANCANGAN STRUKTUR BAJA
Perancangan Struktur Baja Metode LRFD – Elemen Aksial 17
P O L B A N P O L B A N
1.10 Penampang Jumbo Tabel 1-2 dalam Manual LRFD mengelompokan profil baja dari 1 s.d. 5 tergantung
pada tebal flens dan web. Profil W yang berukuran besar dikelompokan dalam grup 4 dan 5 dan baja T yang dihasilkan dari pemotongan W dalam kelompok ini sering juga
disebut sebagai penampang jumbo.
Gambar 1.9 Daerah Inti, Lokasi Tempat Terjadinya Keruntuhan Getas Penampang Jumbo
Profil jumbo semula dikembangkan untuk digunakan sebagai elemen tekan dan sejenisnya, telah menunjukkan hasil yang baik. Tetapi perancang teknik sering
menggunakan profil ini untuk batang tarik dan elemen lentur. Selama penggunaannya, pada daerah flens dan web telah muncul masalah retak tempat dilakukan las dan
pemotongan secara thermal. Retak ini menghasilkan kapasitas daya dukung beban yang lebih kecil dan berhubungan dengan fatik.
Elemen baja tebal cenderung lebih getas dari pada elemen yang tipis. Salah satu sebab dari hal ini adalah daerah inti dari penampang tebal Gambar 1.9 menerima
penggilingan penempaan yang lebih sedikit, mempunyai kadar karbon yang lebih tinggi untuk menghasilkan tegangan leleh yang diperlukan, dan mempunyai tegangan tarik
yang lebih tinggi akibat pendinginan.
Penampang jumbo yang disambung dengan las dapat digunakan untuk kondisi aksial tarik dan lentur jika prosedur yang diberikan dalam Specification A3.1c Manual
LRFD diikuti. Persyaratan tersebut adalah: 1.
Baja harus mempunyai tingkat penyerapan energi sebagaimana yang ditentukan oleh test Charpy V-notch 20 ft-lb pada 70
o
2. Selama pengelasan temperatur harus dikontrol dan pekerjaan harus mengikuti urutan
tertentu. F. Spesimen harus diambil dari daerah inti
seperti ditunjukkan oleh Gambar 1.9 dimana telah terbukti adanya masalah keruntuhan getas.
3. Diperlukan detail sambungan khusus.
1.11 Sobek Lamellar
