TINJAUAN PUSTAKA STUDI KEKUATAN RANGKA ATAP TRUSS MENGGUNAKAN PIPA BAJA DENGAN SAMBUNGAN LAS DENGAN PELAT SAMBUNG.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Baja
Baja m
merupakan
erupakan elemenn pe
penting
ent
ntin
ingg di ddalam
allam
a dunia konst
konstruksi
tru
ruksi saat ini. Baja
memili
likki kekuatan ya
yang
ng ttinggi
i ggi sehingga dapat m
in
egur
eg
uraangi ukuran st
stru
r ktur. Baja
memiliki
megurangi
struktur.
ju
uga mem
mil
ilik
ikii sifat
s fat elastis
si
elas
el
asti
tis dan daktilitas yang cukup
cu
ting
ti
nggi
gi sehingga
sehinggga dapat
juga
memiliki
tinggi
meneri
rima
ma ttegangan
egan
ngan tarik yang cukup besar. Kemudahan peng
ngerjaan
n kkonstruksinya
onst
on
strukssin
i ya
menerima
pengerjaan
daan ke
kemuda
dahan penyambungan antar elemen yang satu denga
an yan
angg lainnya
a,
dan
kemudahan
dengan
yang
lainnya,
meng
me
n gunnakan alat sambung las atau baut, menjadi pertimbangan ttersendiri
erseend
ndir
irii baja
menggunakan
elalui pros
ses
sering digunakan dalam pekerjaan konstruksi. Pembuatan baja me
melalui
proses
g las panas
gi
panas mengakibatkan baja mudah dibentuk menjadi penampang-penampang
penampang--penam
mpangg
gilas
yang
g diinginkan,
diinginkan, juga
jug
ugaa menjadi
menj
me
njad
adii salah satu kkeunggulan
eung
eu
nggu
gula
lann material baja.
a. ((Setiawan,
Setiaw
wan
an,,
2 08).
20
2008).
karbon
Baja merupakan bahan campuran dari besi (Fe), 1,7% karbo
on (C
(C),
), 00,6%
,6%
,6
silikon
tembaga
(Cu).
Menurut
Salmon
sili
si
liko
kon (Si),
(S
Si)
i), 1,65%
1,65
65%
% mangan
mang
ma
ngan (Mn),
(Mn
Mn)), dan
dan 00,6%
,6%
,6
% temb
bag
agaa (C
(Cu)
u). M
enurut Sa
alm
lmon
on dan
Johnson
dapat
diklasifikasikan
Johnso
sonn (1992)
( 992)
(1
2) bbaja
aja untuk struktur
aj
strukt
ktur
u dengan
denga
gan tempa panas da
dapa
pat dik
kla
lasifikasikan
menjadi baja karbon (carbon steel),
paduan
steeel), baja pa
aduan rendah berkekuatan tinggi (high
strenght low alloy steel), dan bajaa paduan (alloy
(alloy steel). Baja karbon sendiri dapat
diklasifikasikan menjadi 4 kategori be
bberdasarkan
rdaasarkan persentase kandungan karbonnya,
yaitu :
a. Baja karbon rendah, memiliki kandungan karbon kurang dari 0,15%.
b. Baja karbon lunak, memiliki kandungan karbon 0,15% - 0,29%
5
6
c. Baja karbon sedang, memiliki kandungan karbon 0,30 - 0,59%.
d. Baja karbon tinggi, memiliki kandungan karbon 0,60 - 1,70%.
Baja karbon
n yyang
ang biasanya digunakan dalam struktural
stru
st
ruktural bangunan adalah
baja karbonn lunak. Menurut S
a mo
al
monn da
dan Johnson (1992)
2) semakin tinggi
Salmon
kandun
ngan karbon ppada
adaa bbaja
ad
aja akan semakin meningkatkan
meni
me
ning
ngka
katkan kekeras
san
a nya tetapi
kandungan
kekerasannya
ak
kan mengu
gura
rang
ngii kelemb
mbuutannya atau sifat keliatann
nnny
nya (duc
ucti
tili
lity
ty)), sehingga
sehinggga
g lebih
akan
mengurangi
kelembutannya
keliatannnya
(ductility),
sulit bila
bila dilas.
dil
ilas. Keliatan
Keliatan adalah kemampuan untuk berdeformasi
berdeform
masi secara
seccar
araa nyata
ny ba
bbaik
ik
da
ala
lam tega
angan maupun dalam kompresi sebelum terjadi keg
gag
a alan
an ((Bowles,
Bowless,
dalam
tegangan
kegagalan
19
1985
85).
1985).
Berdasarkan SNI 03-1729-2002, mutu material baja dik
kla
l sifika
k sika
kann
diklasifikasikan
menjadi 5 kelas mutu, berdasarkan tegangan leleh (fy) dan tegangan pu
utusnya
ya (fu),
(fu)),
putusnya
sebagai
sebaga
gaii berikut :
Tabel 2.11 Sifat
Sifa
fatt Mekanis Baja
Jenis
Je
Jeni
niss Ba
Baja
ja
Tega
Tegangan
g nggan Putus
Minimum
Mini
Mi
nimu
mum
m
f (M
fu
((MPa)
Pa)
a)
Tega
Tegangan
g nggan Leleh
Minimum
Mi
nimu
imum
m
fy (MPa)
(MP
(M
Pa)
Re ngan
Regangan
Regang
an
Minimum
Mini
Mi
nimu
mum
m
(%))
(%
BJ 34
34
BJ 37
37
BJ 41
BJ 50
BJ 55
3400
370
410
500
550
210
240
250
290
410
22
20
18
16
13
Beberapa sifat mekanik baja yang
yanng digunakan dalam perencanaan struktur
ya
yaitu :
Modulus Elastisitas, E
= 200.000 MPa
Modulus Geser, G
= 80.000 Mpa
7
Angka Poisson
= 0,30
Koefisien Muai Panjang, α
= 12 x 10-6 /oC
Secara umu
um hasil pengujian kuat tarik bbaja
ajaa di laboratorium akan
aj
umum
menghasilkan
an hubungan antaraa tegangan
teg
egan
anga
gann da
ddan
n regangan seper
rti pada gambar di
seperti
bawah in
ini :
Gambar 2.1 Grafik Hubungan Tegangan dan Tegangan pada Uji Tarikk Ba
Baja
ja
(McCormac, 2008)
dapat
dilihat
dari
yaitu
Ada ti
Ada
tiga
ga fase
fasee yyang
ang dap
pat
a dilih
ihat dar
ri gambarr ddii atas,
atas
at
as,, ya
yait
ituu : fa
fase
se elastis,
regangan.
fase plastis, dan fase pengerasann regangan
n. Pada fase elastis, baja dikenai gaya
penambahan
panjang.
tarik dan mengalami penambah
han
a panjang
g. Gaya yang terjadi terus meningkat
dengan
penambahan
secara signifikan bersamaan deng
gan
a pen
nambahan panjang yang stabil, sehingga
tertinggi
membentuk garis linear. Nilai tertingg
ggii dari diagram garis linear ini disebut batas
sebanding. Pada fase ini baja yang sudah mengalami gaya tarik masih dapat
kembali ke bentuk semula apabila gaya tersebut dilepas atau dihentikan. Batas
saat baja masi dapat kembali ke bentuk semula ini dinamakan batas elastis. Nilai
8
dari batas elastis ini jarang benar-benar diukur dan sebagian besar dalam
struktural baja nilai ini dianggap sama besarnya dengan batas sebanding.
Regangan akan terus be
bertambah teta
tetapi
tapi
pi tegangan tidak akan mengalami
signifikan
kenaikan yang sign
gnif
ifiikan lagi. Tegangan ini dinamakan
dinamaka
kan tegangan luluh (yield
stress). Regangan
Rega
gangan yang terjadi
terjad
adi setelah
seete
t la
lahh melewati
mele
me
lewati tegangan
n luluh dan tidak
mengal
alaami kenaikann teg
egan
angan secara signifikan
signifika
k n la
lagi
gi iini
ni merupakan
n fase plastis.
mengalami
tegangan
Pa
ada fasee in
inii ba
bbaja
ja tid
idak
ak bisa kembali ke dal
lam bentu
uk semula
semu
se
m la bil
ila gaya
Pada
tidak
dalam
bentuk
bila
dihent
ntik
ikan
an.
dihentikan.
Sete
elah melewati fase plastis, lalu masuk pada fase peng
ger
e asan
an rregangan.
egangann.
Setelah
pengerasan
Pada fa
Pada
ase ini tegangan mengalami kenaikan kembali diikutii pena
namb
mbah
a an
fase
penambahan
regang
gan yang semakin besar. Tegangan akan terus naik sam
mpai kkondisi
ondi
dissi
regangan
sampai
maksim
mum, lalu akan turun secara signifikan hingga baja ters
sebut pputus
utuus
maksimum,
tersebut
(McCormac,
2008).
(McC
cCoormac, 2008)
).
Menurut Oentoeng (1992) ada
ada dua
du macam bentuk profil baja berdasarkan
berdasa
sark
rkan
an
ca ppembuatannya,
cara
e buatannya, yaitu :
em
Hott rolled
adalah
profil
dibentuk
aa. Ho
H
roll
lled
d shapes,
shhape
pes,
s, ad
adal
alah profi
fill ba
baja
ja yyang
ang dibent
an
ntuk
uk ddengan
e gan cara bblok-blok
en
lokk-bl
blok
ok baja
yang
dalam
disebut
ya
ang ppanas
anas ddiproses
iproses melalui rol-rol
ip
ro
daalam pabrik, atau
attau bbiasa
iasa dis
iseb
ebut dengan
pembentukan panas.
b. Cold formed shapes, adalah pprofil
rofil baja
ja yang dibentuk dari pelat-pelat yang
dalam
sudah jadi, menjadi profil bajaa dala
am temperatur atmosfir (dalam keadaan
dingin). Profil macam ini ringan dan
dingin)
dan sering disebut sebagai light gage cold
form steel.
9
Struktur baja dapat dibagi menjadi tiga kategori umum, yaitu : (a) struktur
rangka (framed structure), di mana elemen-elemennya kemungkinan terdiri dari
batang-batang tarik, balok, da
dann batang-batang
batang-battan
angg yang mendapatkan beban lentur
kombinasi dan beban
beba
bann aksial; (b) struktur tipe cangkang
ng (shell-type
( hell-type structure), di
(s
dominan;
suspensi
mana tegangan
teganga
gan aksial lebih dom
min
nan
n; da
dann (c
(c) st
sstruktur
ruktur tipe susp
spensi (suspensiontype structure),
str
tructure), di mana
man
ana tarikan aksial lebih
ih m
endo
en
dom
minasi sistem
m pendukung
mendominasi
ut
tamanya ((Salmon
Salm
Sa
lmoon dan Jo
Joh
hnson, 1992).
utamanya
Johnson,
Pada str
Pada
ruk
uktur baja terdapat dua jenis batang yang te
erj
rjadii ak
kib
ibat
at ppengaruh
engaaruh
struktur
terjadi
akibat
pe
emb
mbeb
ebanan
an pada struktur, yaitu batang tarik dan batang tekan. B
atan
ng ta
tarik pada
padda
pembebanan
Batang
um
umum
u ny
ya berwujud penahan tarik pada kerangka, silangan (diagonal
(diago
gonall bracing)
brac
br
acing)
umumnya
erbagai tipe struktur, penumpu langsung pada kabel pada sistem ata
tapp
pada bberbagai
atap
g ntunng, dan sebagai kabel utama pada jembatan gantung serta pengga
ga
antungg yang
g
gantung,
penggantung
mendukung
rayanya
(Salmon
Johnson,
mend
nduk
ukung jalan raya
yany
nyaa (S
(Sal
almo
m n dan Johnso
sonn, 11992).
992)
99
2)..
Gambar 2.2 Beb
Beberapa
contoh
ber
e apa co
ontoh tipe batang tarik
(Salmon dan
d n JJohnson,
da
ohnson, 1992)
Batang tekan merupakan batang yang terkena gaya aksial tekan, seperti
kolom (column), penyangga (stanchion), tiang (post), dan penopang (strut).
Karena kekuatan batang tekan merupakan fungsi dari bentuk penampang
10
lintangnya (radius girasi), pada umumnya luas penampangnya disebarkan
sepraktis mungkin. Batang-batang ini jarang hanya memikul gaya aksial tekan
saja. Apabila pembebanan ddisusun
isusun sedemikian
sed
dem
emik
i ian rupa sehingga perlawanan
rotasional ujung dapat
dap
apat diabaikan, dan lentur dianggap
diangga
gapp dapat diabaikan bila
dibandingkan
an dengan gaya tekan
an llangsungnya,
angs
an
gsun
ungn
gnya
ya,, ba
bbatang
tang tersebutt dapat
d pat secara aman
da
sebaga
ai kolom yang dibebani
dib
ibeb
ebaani secara konsentri
ik (S
(Sal
almo
monn dan Johnson, 1992).
sebagai
konsentrik
(Salmon
Ga
Gamb
mbar 2.33 B
eberapa cont
eb
ntoh
oh ti
ipe batang
bata
tang
ng tekan
Gambar
Beberapa
contoh
tipe
(S
Salmo
lmonn dan
d n Jo
da
John
hnso
son, 1992).
(Salmon
Johnson,
Menurut Oentoeng
batang
Oent
Oe
ntoe
oeng
g (1992)
(1992) ada
ada du
duaa macam bata
tang
ng ttekan
e an yaitu :
ek
a. Bata
Batang
tang
ng ttekan
ekan
ek
an yang merupakann batangg dari suatu rangka
ka bbatang.
atan
at
angg. Batang ini
panjang
dibebani gaya tekan aksial searah
seearah panjan
ng batangnya. Umumnya dalam suatu
merupakan
rangka batang, batang-batang ttepi
epi atas m
erupakan batang tekan.
b. Kolom, yang merupakan batang
tekan
g tek
kan tegak yang bekerja untuk menahan
balok-balok
loteng, rangka atap
atap, lintasan crane dalam bangunan
balok
balok loteng
bang nan pabrik dan
sebagainya yang untuk seterusnya akan melimpahkan semua beban tersebut ke
pondasi.
11
Martinez-Saucedo dan Packer (2006) melakukan penelitian tentang pipa
baja dengan sambungan las dengan pelat sambung (gusset plate). Pipa baja yang
sudah dipasang dengan pelatt sa
sambung meng
menggunakan
nggu
gunakan las, kemudian diberi gaya
tarik sampai mengalami
terjadi
menga
gala
lami kerusakan. Kerusakan yang ter
erja
jadi berupa sobekan pada
sambungan profil
profil pipa dengan ppelat
elat
el
at sambung.
sam
ambu
bung
ng.. Kerusakan inii di
ddisebut
sebut shear-lag.
Shear-l
-lagg dapat diaba
baik
ikan
n apabila nilai rasio pperbandingan
erba
er
band
ndiingan Lw/w > 0,7. Secara
Shear-lag
diabaikan
le
ebih mudah
muda
dahh untuk
untu
un
tuk mendesain
mend
ndesain suatu join yang akan
ak
kan
n terkena
terkenaa bbeban
eban
eb
an tekan aataupun
taupun
lebih
tarik,, uuntuk
ntuk
nt
uk amannya
ama
mannya panjang las (Lw) harus lebih besar sam
ama de
deng
ngan
an ddari
ari ni
nnilai
lai
sama
dengan
ha
asi
sill kali
ka diameter
dia
iameter pipa dikalikan dengan 1,3 (Wardenier dkk., 200
008)
hasil
2008)
2.2
Baja Profil Pipa
Pipa adalah benda silinder yang berlubang dan digunakan
digunaakan uuntuk
ntukk
memindahkan
yang
memi
mind
ndahkan zat hasil
hasi
ha
sill pemrosesan
pemr
pe
mros
o esan seperti
ti cairan,
cai
aira
rann, ggas,
as, uap, zat ppadat
adat yan
angg
dicairkan
sangat
d cairkan maupun serbuk halus. Material
di
Mat
a er
eria
ial yang digunakan sebagai pipa sa
sang
ngaat
banyak
tembaga,
bany
ba
nyak
ak diantaranya adalah beton cor, timbal, kuningan (brass), temb
bag
aga,, pplastik,
last
la
stik,
aluminium,
paduan.
Material
paling
al
alum
uminium, besi
besii tuang,
tuan
ang,
g, baja
baj
aja karbon,
karb
rbon
on,, da
dann ba
baja
ja padua
an. M
ateriiall yang palin
at
ingg uumum
mum
digunakan
karbon.
dapat
diproduksi
diguna
naka
kan adalah
adal
alah
ah pipa baja karbo
bon. Pipaa baja karbon da
dapa
pat dipr
p od
oduk
uksi dengan
karakteristiknya
berbagai metode dengan karak
kteristiknyaa masing-masing meliputi kekuatan,
ketebalan dinding, ketahanan kkorosi
orosi dann batasan suhu serta tekanan. Proses
pembuatan pipa baja yang sering digunakan
d gunnakan adalah seamless, but-welded, dan
di
2009).
spiral-welded pipe manufacturing (Sirawan,
(Sirrawan 2009)
Pipa baja seamless dibuat dari baja silinder pejal, kemudian pada bagian
tengahnya ditusuk dan dilubangi pada temperatur yang sangat tinggi dalam
12
kondisi hampir meleleh (pengerjaan panas), sehingga dalam pembentukannya
logam ini tidak akan mengeras dan dapat dihasilkan permukaan pipa yang halus
karena tidak terdapat sambun
sambungan.
nga
gann.
2.3
Jeniss S
ambungan padaa Baja
Baj
aa
Sambungan
Baja
B
aja di dalam
m pekerjaan
peke
pe
k rjaan struktur biasany
biasanya
nyaa te
ters
tersusun
rsusun tidak hanya
han
a ya dengan
satu
saatu elemen
eleme
menn sa
saja
saja,
ja, teta
tetapi
api terdiri dari beberapa elemen.
ele
leme
m n. Elemen
Ele
leme
men baja ddisusun
isusun
membentuk
memb
mben
entu
tukk rang
rangka
ngkka atau truss, digunakan menjadi rangka ata
atap
tapp ataupu
ataupun
punn ku
kuda-k
kuda-kuda.
kud
u a.
Pembentukannya
Peemb
mben
entuka
kannya tersebut memerlukan adanya sambungan antar el
elemen
en bbaja.
aja.
Jenis
sambungan yang digunakan pada struktur baja yaitu sa
sambungan
Je
samb
bun
unga
gann las
(welded
d connection) dan sambungan menggunakan baut (bolt connection).
connectionn).
)
Sambuungan ini berfungsi untuk menyatukan elemen-elemen baja sehingga ddapat
apaat
Sambungan
membentuk
dengan
bentuk
memb
mbeentuk sesuai den
enga
gann be
bent
ntuk
u struktur ya
yang
ng ddiinginkan.
iing
ii
ngin
inka
k n.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Baja
Baja m
merupakan
erupakan elemenn pe
penting
ent
ntin
ingg di ddalam
allam
a dunia konst
konstruksi
tru
ruksi saat ini. Baja
memili
likki kekuatan ya
yang
ng ttinggi
i ggi sehingga dapat m
in
egur
eg
uraangi ukuran st
stru
r ktur. Baja
memiliki
megurangi
struktur.
ju
uga mem
mil
ilik
ikii sifat
s fat elastis
si
elas
el
asti
tis dan daktilitas yang cukup
cu
ting
ti
nggi
gi sehingga
sehinggga dapat
juga
memiliki
tinggi
meneri
rima
ma ttegangan
egan
ngan tarik yang cukup besar. Kemudahan peng
ngerjaan
n kkonstruksinya
onst
on
strukssin
i ya
menerima
pengerjaan
daan ke
kemuda
dahan penyambungan antar elemen yang satu denga
an yan
angg lainnya
a,
dan
kemudahan
dengan
yang
lainnya,
meng
me
n gunnakan alat sambung las atau baut, menjadi pertimbangan ttersendiri
erseend
ndir
irii baja
menggunakan
elalui pros
ses
sering digunakan dalam pekerjaan konstruksi. Pembuatan baja me
melalui
proses
g las panas
gi
panas mengakibatkan baja mudah dibentuk menjadi penampang-penampang
penampang--penam
mpangg
gilas
yang
g diinginkan,
diinginkan, juga
jug
ugaa menjadi
menj
me
njad
adii salah satu kkeunggulan
eung
eu
nggu
gula
lann material baja.
a. ((Setiawan,
Setiaw
wan
an,,
2 08).
20
2008).
karbon
Baja merupakan bahan campuran dari besi (Fe), 1,7% karbo
on (C
(C),
), 00,6%
,6%
,6
silikon
tembaga
(Cu).
Menurut
Salmon
sili
si
liko
kon (Si),
(S
Si)
i), 1,65%
1,65
65%
% mangan
mang
ma
ngan (Mn),
(Mn
Mn)), dan
dan 00,6%
,6%
,6
% temb
bag
agaa (C
(Cu)
u). M
enurut Sa
alm
lmon
on dan
Johnson
dapat
diklasifikasikan
Johnso
sonn (1992)
( 992)
(1
2) bbaja
aja untuk struktur
aj
strukt
ktur
u dengan
denga
gan tempa panas da
dapa
pat dik
kla
lasifikasikan
menjadi baja karbon (carbon steel),
paduan
steeel), baja pa
aduan rendah berkekuatan tinggi (high
strenght low alloy steel), dan bajaa paduan (alloy
(alloy steel). Baja karbon sendiri dapat
diklasifikasikan menjadi 4 kategori be
bberdasarkan
rdaasarkan persentase kandungan karbonnya,
yaitu :
a. Baja karbon rendah, memiliki kandungan karbon kurang dari 0,15%.
b. Baja karbon lunak, memiliki kandungan karbon 0,15% - 0,29%
5
6
c. Baja karbon sedang, memiliki kandungan karbon 0,30 - 0,59%.
d. Baja karbon tinggi, memiliki kandungan karbon 0,60 - 1,70%.
Baja karbon
n yyang
ang biasanya digunakan dalam struktural
stru
st
ruktural bangunan adalah
baja karbonn lunak. Menurut S
a mo
al
monn da
dan Johnson (1992)
2) semakin tinggi
Salmon
kandun
ngan karbon ppada
adaa bbaja
ad
aja akan semakin meningkatkan
meni
me
ning
ngka
katkan kekeras
san
a nya tetapi
kandungan
kekerasannya
ak
kan mengu
gura
rang
ngii kelemb
mbuutannya atau sifat keliatann
nnny
nya (duc
ucti
tili
lity
ty)), sehingga
sehinggga
g lebih
akan
mengurangi
kelembutannya
keliatannnya
(ductility),
sulit bila
bila dilas.
dil
ilas. Keliatan
Keliatan adalah kemampuan untuk berdeformasi
berdeform
masi secara
seccar
araa nyata
ny ba
bbaik
ik
da
ala
lam tega
angan maupun dalam kompresi sebelum terjadi keg
gag
a alan
an ((Bowles,
Bowless,
dalam
tegangan
kegagalan
19
1985
85).
1985).
Berdasarkan SNI 03-1729-2002, mutu material baja dik
kla
l sifika
k sika
kann
diklasifikasikan
menjadi 5 kelas mutu, berdasarkan tegangan leleh (fy) dan tegangan pu
utusnya
ya (fu),
(fu)),
putusnya
sebagai
sebaga
gaii berikut :
Tabel 2.11 Sifat
Sifa
fatt Mekanis Baja
Jenis
Je
Jeni
niss Ba
Baja
ja
Tega
Tegangan
g nggan Putus
Minimum
Mini
Mi
nimu
mum
m
f (M
fu
((MPa)
Pa)
a)
Tega
Tegangan
g nggan Leleh
Minimum
Mi
nimu
imum
m
fy (MPa)
(MP
(M
Pa)
Re ngan
Regangan
Regang
an
Minimum
Mini
Mi
nimu
mum
m
(%))
(%
BJ 34
34
BJ 37
37
BJ 41
BJ 50
BJ 55
3400
370
410
500
550
210
240
250
290
410
22
20
18
16
13
Beberapa sifat mekanik baja yang
yanng digunakan dalam perencanaan struktur
ya
yaitu :
Modulus Elastisitas, E
= 200.000 MPa
Modulus Geser, G
= 80.000 Mpa
7
Angka Poisson
= 0,30
Koefisien Muai Panjang, α
= 12 x 10-6 /oC
Secara umu
um hasil pengujian kuat tarik bbaja
ajaa di laboratorium akan
aj
umum
menghasilkan
an hubungan antaraa tegangan
teg
egan
anga
gann da
ddan
n regangan seper
rti pada gambar di
seperti
bawah in
ini :
Gambar 2.1 Grafik Hubungan Tegangan dan Tegangan pada Uji Tarikk Ba
Baja
ja
(McCormac, 2008)
dapat
dilihat
dari
yaitu
Ada ti
Ada
tiga
ga fase
fasee yyang
ang dap
pat
a dilih
ihat dar
ri gambarr ddii atas,
atas
at
as,, ya
yait
ituu : fa
fase
se elastis,
regangan.
fase plastis, dan fase pengerasann regangan
n. Pada fase elastis, baja dikenai gaya
penambahan
panjang.
tarik dan mengalami penambah
han
a panjang
g. Gaya yang terjadi terus meningkat
dengan
penambahan
secara signifikan bersamaan deng
gan
a pen
nambahan panjang yang stabil, sehingga
tertinggi
membentuk garis linear. Nilai tertingg
ggii dari diagram garis linear ini disebut batas
sebanding. Pada fase ini baja yang sudah mengalami gaya tarik masih dapat
kembali ke bentuk semula apabila gaya tersebut dilepas atau dihentikan. Batas
saat baja masi dapat kembali ke bentuk semula ini dinamakan batas elastis. Nilai
8
dari batas elastis ini jarang benar-benar diukur dan sebagian besar dalam
struktural baja nilai ini dianggap sama besarnya dengan batas sebanding.
Regangan akan terus be
bertambah teta
tetapi
tapi
pi tegangan tidak akan mengalami
signifikan
kenaikan yang sign
gnif
ifiikan lagi. Tegangan ini dinamakan
dinamaka
kan tegangan luluh (yield
stress). Regangan
Rega
gangan yang terjadi
terjad
adi setelah
seete
t la
lahh melewati
mele
me
lewati tegangan
n luluh dan tidak
mengal
alaami kenaikann teg
egan
angan secara signifikan
signifika
k n la
lagi
gi iini
ni merupakan
n fase plastis.
mengalami
tegangan
Pa
ada fasee in
inii ba
bbaja
ja tid
idak
ak bisa kembali ke dal
lam bentu
uk semula
semu
se
m la bil
ila gaya
Pada
tidak
dalam
bentuk
bila
dihent
ntik
ikan
an.
dihentikan.
Sete
elah melewati fase plastis, lalu masuk pada fase peng
ger
e asan
an rregangan.
egangann.
Setelah
pengerasan
Pada fa
Pada
ase ini tegangan mengalami kenaikan kembali diikutii pena
namb
mbah
a an
fase
penambahan
regang
gan yang semakin besar. Tegangan akan terus naik sam
mpai kkondisi
ondi
dissi
regangan
sampai
maksim
mum, lalu akan turun secara signifikan hingga baja ters
sebut pputus
utuus
maksimum,
tersebut
(McCormac,
2008).
(McC
cCoormac, 2008)
).
Menurut Oentoeng (1992) ada
ada dua
du macam bentuk profil baja berdasarkan
berdasa
sark
rkan
an
ca ppembuatannya,
cara
e buatannya, yaitu :
em
Hott rolled
adalah
profil
dibentuk
aa. Ho
H
roll
lled
d shapes,
shhape
pes,
s, ad
adal
alah profi
fill ba
baja
ja yyang
ang dibent
an
ntuk
uk ddengan
e gan cara bblok-blok
en
lokk-bl
blok
ok baja
yang
dalam
disebut
ya
ang ppanas
anas ddiproses
iproses melalui rol-rol
ip
ro
daalam pabrik, atau
attau bbiasa
iasa dis
iseb
ebut dengan
pembentukan panas.
b. Cold formed shapes, adalah pprofil
rofil baja
ja yang dibentuk dari pelat-pelat yang
dalam
sudah jadi, menjadi profil bajaa dala
am temperatur atmosfir (dalam keadaan
dingin). Profil macam ini ringan dan
dingin)
dan sering disebut sebagai light gage cold
form steel.
9
Struktur baja dapat dibagi menjadi tiga kategori umum, yaitu : (a) struktur
rangka (framed structure), di mana elemen-elemennya kemungkinan terdiri dari
batang-batang tarik, balok, da
dann batang-batang
batang-battan
angg yang mendapatkan beban lentur
kombinasi dan beban
beba
bann aksial; (b) struktur tipe cangkang
ng (shell-type
( hell-type structure), di
(s
dominan;
suspensi
mana tegangan
teganga
gan aksial lebih dom
min
nan
n; da
dann (c
(c) st
sstruktur
ruktur tipe susp
spensi (suspensiontype structure),
str
tructure), di mana
man
ana tarikan aksial lebih
ih m
endo
en
dom
minasi sistem
m pendukung
mendominasi
ut
tamanya ((Salmon
Salm
Sa
lmoon dan Jo
Joh
hnson, 1992).
utamanya
Johnson,
Pada str
Pada
ruk
uktur baja terdapat dua jenis batang yang te
erj
rjadii ak
kib
ibat
at ppengaruh
engaaruh
struktur
terjadi
akibat
pe
emb
mbeb
ebanan
an pada struktur, yaitu batang tarik dan batang tekan. B
atan
ng ta
tarik pada
padda
pembebanan
Batang
um
umum
u ny
ya berwujud penahan tarik pada kerangka, silangan (diagonal
(diago
gonall bracing)
brac
br
acing)
umumnya
erbagai tipe struktur, penumpu langsung pada kabel pada sistem ata
tapp
pada bberbagai
atap
g ntunng, dan sebagai kabel utama pada jembatan gantung serta pengga
ga
antungg yang
g
gantung,
penggantung
mendukung
rayanya
(Salmon
Johnson,
mend
nduk
ukung jalan raya
yany
nyaa (S
(Sal
almo
m n dan Johnso
sonn, 11992).
992)
99
2)..
Gambar 2.2 Beb
Beberapa
contoh
ber
e apa co
ontoh tipe batang tarik
(Salmon dan
d n JJohnson,
da
ohnson, 1992)
Batang tekan merupakan batang yang terkena gaya aksial tekan, seperti
kolom (column), penyangga (stanchion), tiang (post), dan penopang (strut).
Karena kekuatan batang tekan merupakan fungsi dari bentuk penampang
10
lintangnya (radius girasi), pada umumnya luas penampangnya disebarkan
sepraktis mungkin. Batang-batang ini jarang hanya memikul gaya aksial tekan
saja. Apabila pembebanan ddisusun
isusun sedemikian
sed
dem
emik
i ian rupa sehingga perlawanan
rotasional ujung dapat
dap
apat diabaikan, dan lentur dianggap
diangga
gapp dapat diabaikan bila
dibandingkan
an dengan gaya tekan
an llangsungnya,
angs
an
gsun
ungn
gnya
ya,, ba
bbatang
tang tersebutt dapat
d pat secara aman
da
sebaga
ai kolom yang dibebani
dib
ibeb
ebaani secara konsentri
ik (S
(Sal
almo
monn dan Johnson, 1992).
sebagai
konsentrik
(Salmon
Ga
Gamb
mbar 2.33 B
eberapa cont
eb
ntoh
oh ti
ipe batang
bata
tang
ng tekan
Gambar
Beberapa
contoh
tipe
(S
Salmo
lmonn dan
d n Jo
da
John
hnso
son, 1992).
(Salmon
Johnson,
Menurut Oentoeng
batang
Oent
Oe
ntoe
oeng
g (1992)
(1992) ada
ada du
duaa macam bata
tang
ng ttekan
e an yaitu :
ek
a. Bata
Batang
tang
ng ttekan
ekan
ek
an yang merupakann batangg dari suatu rangka
ka bbatang.
atan
at
angg. Batang ini
panjang
dibebani gaya tekan aksial searah
seearah panjan
ng batangnya. Umumnya dalam suatu
merupakan
rangka batang, batang-batang ttepi
epi atas m
erupakan batang tekan.
b. Kolom, yang merupakan batang
tekan
g tek
kan tegak yang bekerja untuk menahan
balok-balok
loteng, rangka atap
atap, lintasan crane dalam bangunan
balok
balok loteng
bang nan pabrik dan
sebagainya yang untuk seterusnya akan melimpahkan semua beban tersebut ke
pondasi.
11
Martinez-Saucedo dan Packer (2006) melakukan penelitian tentang pipa
baja dengan sambungan las dengan pelat sambung (gusset plate). Pipa baja yang
sudah dipasang dengan pelatt sa
sambung meng
menggunakan
nggu
gunakan las, kemudian diberi gaya
tarik sampai mengalami
terjadi
menga
gala
lami kerusakan. Kerusakan yang ter
erja
jadi berupa sobekan pada
sambungan profil
profil pipa dengan ppelat
elat
el
at sambung.
sam
ambu
bung
ng.. Kerusakan inii di
ddisebut
sebut shear-lag.
Shear-l
-lagg dapat diaba
baik
ikan
n apabila nilai rasio pperbandingan
erba
er
band
ndiingan Lw/w > 0,7. Secara
Shear-lag
diabaikan
le
ebih mudah
muda
dahh untuk
untu
un
tuk mendesain
mend
ndesain suatu join yang akan
ak
kan
n terkena
terkenaa bbeban
eban
eb
an tekan aataupun
taupun
lebih
tarik,, uuntuk
ntuk
nt
uk amannya
ama
mannya panjang las (Lw) harus lebih besar sam
ama de
deng
ngan
an ddari
ari ni
nnilai
lai
sama
dengan
ha
asi
sill kali
ka diameter
dia
iameter pipa dikalikan dengan 1,3 (Wardenier dkk., 200
008)
hasil
2008)
2.2
Baja Profil Pipa
Pipa adalah benda silinder yang berlubang dan digunakan
digunaakan uuntuk
ntukk
memindahkan
yang
memi
mind
ndahkan zat hasil
hasi
ha
sill pemrosesan
pemr
pe
mros
o esan seperti
ti cairan,
cai
aira
rann, ggas,
as, uap, zat ppadat
adat yan
angg
dicairkan
sangat
d cairkan maupun serbuk halus. Material
di
Mat
a er
eria
ial yang digunakan sebagai pipa sa
sang
ngaat
banyak
tembaga,
bany
ba
nyak
ak diantaranya adalah beton cor, timbal, kuningan (brass), temb
bag
aga,, pplastik,
last
la
stik,
aluminium,
paduan.
Material
paling
al
alum
uminium, besi
besii tuang,
tuan
ang,
g, baja
baj
aja karbon,
karb
rbon
on,, da
dann ba
baja
ja padua
an. M
ateriiall yang palin
at
ingg uumum
mum
digunakan
karbon.
dapat
diproduksi
diguna
naka
kan adalah
adal
alah
ah pipa baja karbo
bon. Pipaa baja karbon da
dapa
pat dipr
p od
oduk
uksi dengan
karakteristiknya
berbagai metode dengan karak
kteristiknyaa masing-masing meliputi kekuatan,
ketebalan dinding, ketahanan kkorosi
orosi dann batasan suhu serta tekanan. Proses
pembuatan pipa baja yang sering digunakan
d gunnakan adalah seamless, but-welded, dan
di
2009).
spiral-welded pipe manufacturing (Sirawan,
(Sirrawan 2009)
Pipa baja seamless dibuat dari baja silinder pejal, kemudian pada bagian
tengahnya ditusuk dan dilubangi pada temperatur yang sangat tinggi dalam
12
kondisi hampir meleleh (pengerjaan panas), sehingga dalam pembentukannya
logam ini tidak akan mengeras dan dapat dihasilkan permukaan pipa yang halus
karena tidak terdapat sambun
sambungan.
nga
gann.
2.3
Jeniss S
ambungan padaa Baja
Baj
aa
Sambungan
Baja
B
aja di dalam
m pekerjaan
peke
pe
k rjaan struktur biasany
biasanya
nyaa te
ters
tersusun
rsusun tidak hanya
han
a ya dengan
satu
saatu elemen
eleme
menn sa
saja
saja,
ja, teta
tetapi
api terdiri dari beberapa elemen.
ele
leme
m n. Elemen
Ele
leme
men baja ddisusun
isusun
membentuk
memb
mben
entu
tukk rang
rangka
ngkka atau truss, digunakan menjadi rangka ata
atap
tapp ataupu
ataupun
punn ku
kuda-k
kuda-kuda.
kud
u a.
Pembentukannya
Peemb
mben
entuka
kannya tersebut memerlukan adanya sambungan antar el
elemen
en bbaja.
aja.
Jenis
sambungan yang digunakan pada struktur baja yaitu sa
sambungan
Je
samb
bun
unga
gann las
(welded
d connection) dan sambungan menggunakan baut (bolt connection).
connectionn).
)
Sambuungan ini berfungsi untuk menyatukan elemen-elemen baja sehingga ddapat
apaat
Sambungan
membentuk
dengan
bentuk
memb
mbeentuk sesuai den
enga
gann be
bent
ntuk
u struktur ya
yang
ng ddiinginkan.
iing
ii
ngin
inka
k n.