PENDAHULUAN SEJARAH STRUKTUR BAJA Sebelum tahun 1850, perencanaan struktur umumnya merupakan seni yang tergantung pada intuisi dalam menentukan ukuran dan tata letak elemen-elemen struktur. Struktur yang dibuat manusia zaman dahulu hakekatnya selaras dengan yang dilihat dari alam sekitarnya. Struktur baja mulai di pakai pada saat pembangunan jembatan di St. Louis Missouri dimulai pada tahun 1868 – 1874. Baja yang di pakai untuk kontruksi adalah baja paduan terdiri dari 98% besi, 1 % karbon, silikon, mangan, sulfur, posphor, tembaga, nikel.

TIPE-TIPE STRUKTUR BAJA Rangka Baja Penahan Dinding Jembatan Bangunan Industri Gedung

PROSEDUR DESAIN Prosedur desain bisa dianggap terdiri atas dua bagian perencanaan fungsional dan perencanaan kerangka struktural. Perencanaan fungsional adalah perencanaan untuk mencapai tujuan yang di kehendaki. perencanaan kerangka struktural adalah pemilihan tata letak dan ukuran elemen struktural sehingga beban kerja ( service load ) dapat di pikul dengan aman.

KONSEP DESAIN GARIS BESAR KONSEP DESAIN SEBAGAI BERIKUT : Perancangan : Penetapan fungsi yang harus dipenuhi oleh struktur. Konfigurasi Struktur Perencana : Penataan letak agar sesuai dengan fungsi dalam langkah 1. Penentuan beban yang harus dipikul. Pemilihan Batang Perencana : Pemilihan ukuran batang dilakukan untuk memenuhi kriteria obyektif seperti berat atau biaya terkecil. Analisa : Analisa struktur untuk menentukan aman atau tidaknya batang yang akan dipilih.

Penilaian : Suatu nilai untuk semua ketentuan apakah dipenuhi dan hasilnya apa mencapai hasil optomum. Perencanaan Ulang : Pengulangan suatu bagian dari langkah 1 sampai 6 yang dipandang perlu atau dikehendaki berdasarkan penilaian diatas. Keputusan Akhir : Penentuan optimum atau tidaknya perencanaan yang telah dilakukan.

PEMBEBANAN Perencanaan elastis, tegangan yang diizinkan adalah : FK : Faktor Keamanan = 1,5 : Tegangan Leleh Tegangan Leleh didefinisikan sebagai tegangan yang menyebabkan regangan sebesar 0,2 %

Pada Perencanaan Plastis Beban Batas = Beban Kerja dikalikan dengan Faktor Beban Menurut PPBBI untuk menentukan besarnya faktor beban yaitu : Untuk Beban Mati : = 1,7 Beban Sementara = 1,3 Faktor Beban Untuk Keadaan Beban mati : = 1,7 Beban mati + hidup ( L ) + Beban atap (Lr) atau beban es (S) atau Air hujan (R) = 1,7 D + 1,6 L + 0,5 ( Lr atau S atau R )

Beban mati + Lr atau S atau R + L atau W = 1,7 D + 1,6 ( Lr atau S atau R ) + ( 0,5 L atau 0,8 W ) Beban mati + angin (W) + L + Lr atau S atau R = 1,7 D + 1,3 W + 0,5 L + 0,5 ( Lr atau S atau R ) Beban mati + Gempa (E) + Beban hidup + es = 1,7 D + 1,5 E + ( 0,5 L atau 0,2 S ) Beban mati – beban angin ( W atau E ) = 0,9 D – ( 1,3 W atau 1,5 E )

MATERIAL BAJA KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN BAJA KEUNTUNGAN Mempunyai ketahanan terhadap tarik yang tinggi Disamping mempunyai ketahanan gaya tarik, juga tahan terhadap gaya desak Berat Struktur secara keseluruhan lebih ringan dibandingkan beton Pondasi bangunan lebih ringan Dimensi lebih ramping Mudah didaur ulang

KERUGIAN Mudah karatan Membutuhkan biaya perawatan yang mahal dan menerus selama umur struktur Tidak tahan terhadap panas tinggi (kebakaran) Bentuk tampang terbatas (sesuai pabrik) Penyambungan membutuhkan alat sambung dan peralatanserta tenaga khusus.

SIFAT-SIFAT MEKANIS BAJA Sifat mekanis suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut memberikan perlawanan apabila diberikan beban pada bahan tersebut. Atau dapat dikatakan sifat mekanis adalah kekuatan bahan di dalam memikul beban yang berasal dari luar. Sifat mekanis pada baja meliputi: Kekuatan Baja. Sifat penting pada baja adalah kuat tarik. Pada saat baja diberi beban, maka baja akan cenderung mengalami deformasi/perubahan bentuk. Perubahan bentuk ini akan menimbulkan regangan/strain, yaitu sebesar terjadinya deformasi tiap satuan panjangnya. Akibat regangan tersebut, didalam baja terjadi tegangan/stress sebesar,... , dimana P = beban yang membebani baja, A = luas penampang baja. Pada waktu baja diberi beban, maka terjadi regangan. Pada waktu terjadi regangan awal, dimana baja belum sampai berubah bentuknya dan bila beban yang menyababkan regangan tadi dilepas, maka baja akan kembali ke bentuk semula. Regangan ini disebut dengan regangan elastis karena sifat bahan masih elastis. Perbandingan antara tegangan dengan regangan dalam keadaan elastis disebut dengan Modulus Elastisitas/Modulus Young 

Keuletan Baja (ductility) Kemampuan baja untuk berdeformasi sebelum baja putus. Keuletan ini berhubungan dengan besarnya regangan/strain yang permanen sebelum baja putus. Cara ujinya berupa uji tarik. Kekerasan Baja adalah ketahanan baja terhadap besarnya gaya yang dapat menembus permukaan baja. Cara ujinya dengan kekerasan Brinell, Rockwell, ultrasonic, dl Ketangguhan Baja (toughness) Ketangguhan baja adalah hubungan antara jumlah energi yang dapat diserap oleh baja sampai baja tersebut putus. Semakin kecil energi yang diserap oleh baja, maka baja tersebut makin rapuhdan makin kecil ketangguhannya. Cara ujinya dengan cara memeberi pukulan mendadak (impact /pukul takik).

HUBUNGAN TEGANGAN REGANGAN BAJA Tercatat sampai tahun 1960, sebagian besar bahan bangunan utama (struktur) terbuat dari baja karbon (carbon steel ) dengan sebutan A7 menurut ASTM ( American Society of Testing and Materials), dengan tegangan leleh minimum sebesar 33 kip (kipsquare in) atau sama dengan 227,9 MPa atau sama dengan2279 kg/cm2 Baja struktur jenis yang lain adalah seperti, baja paduan (alloy ) rendah khusus tahan karat (A242) dan baja yang lebih mudah dilas yaitu baja(A373) Baja struktur yang dipakai di Indonesia, seperti diatur dalam Standar Nasional Indonesia (SNI 03-1729-2002): Tata cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Gedung yang dikeluarkan oleh Badan Standarisasi Nasional(BSN).

Beberapa sifat mekanis baja struktur adalah seperti tabel berikut (SNI 03-1729-2002:11) JENIS BAJA Tegangan Putus Minimum Fu (MPa) Tegangan leleh Minimum,fy(MPa) Peregangan Minimum (%) BJ 34 340 210 22 BJ 37 370 240 20 BJ 41 410 250 18 BJ 50 500 290 16 BJ 55 550 13 Dari Tabel di atas terlihat bahwa semakin besar nilai yang dibelakang notasi BJ …….., maka berarti mutu bajanya semakin kuat atau tegangan lelehnya semakin besar, tetapi peregangannya semakin kecil, ini berarti semakin tinggi mutu baja sifatnya semakin GETAS.

BATANG TARIK ( TENSION MEMBERS) PERKENALAN BATANG TARIK Didalam menentukan luas tampang batang yang mengalami tarikan harus diperhitungkan berkurangnya luas tampang akibat adanya alat-alat sambung. Untuk itu dalam hitungan selalu digunakan luas tampang netto (A netto). BENTUK – BENTUK BATANG TARIK

KEKUATAN RENCANA BATANG TARIK Perencanaan batang tarik merupakan salah satu masalah teknik struktur yang paling sederhana dan bersifat langsung. Prosedur perencanaan yang umum sebenarnya bersadasarkan kekuatan batas. Batang tarik tanpa lubang akan mencapai kekuatan batas bila semua serat penampang lintang batang meleleh, dengan kata lain distribusi tegangan tarik bersifat merata pada kekuatan batas.

Kekuatan bisa dinyatakan sebagai berikut : N Dimana : N = Gaya Tarik yang Bekerja A bruto = Luas Penampang Bruto σ tarik = Tegangan dasar Batang Tarik Dengan Perlemahan Akibat Lubang σ max Distribusi tegangan sekitar lubag. Pada pinggir lubang tegangan max nya kira-kira 3 kali tegangan rata² N PPBI membatasi harga teg tarik rata² : σ rata²

LUAS NETTO Luas Penampang Netto Dalam Satu baris t N b A netto = A bruto (b.t) – 3 Alubang Dimana : Alubang = d.t d = diameter lubang t = tebal plat

Luas Penampang Netto Tidak sebaris N 1 3 5 u 2 4 s s s s Kita tinjau beberapa potongan dan luas penampang netto untuk setiap potongan dan diambil nilai yang terkecil. Tinjau potongan yang melalui no. 1 A netto = A bruto – 1 Alubang Tinjau potongan yang melalui lubang 1, 2 Jarak Horisontal Lubang 1 dan 2 dinamakan s Jarak Vertikal Lubang 1 dan 2 dinamkan u

Bandingkan dengan sarat PPBI Anetto = 85% Bandingkan dengan sarat PPBI Anetto = 85% . Abruto Dari ketiga nilai Anetto tersebut yang dipilih adalah nilai Anetto yang terkecil. PERHITUNGAN JIKA DENGAN PLAT SIKU 1 1 2 2 u1 gb u2 3 t 3 ga

Dimana : u2 = gb + ga – t Tinjau Potongan 1,3 Anetto = Aprofil -2 Alubang Tinjau Potongan 1,2,3 LUAS NETTO EFEKTIF Pada batang tarik dimana elemen-elemen tariknya tidak sebidang. Gaya N (tarik) disalurkan dari plat ke profil melalui sarana penyambung. Harga N yang diizinkan lebih kecil daripada Anetto . σ rata-rata Jadi ada harga luas nettoefektif ( Ae )

Untuk menentukan besarnya reduksi untuk luas netto efektif sebagai berikut : Ae = Ct . An Dimana : Ae = Luas netto efektif Ct = Faktor Reduksi An = Luas Netto Catatan : Faktor Reduksi untuk profil M, W, S dimana jumlah baut arah gaya ( dalam 1 baris ) minimum 3 buah, harga Ct = 0,90 Faktor Reduksi untuk semua bentuk penampang “ Built Up”, dimana jumlah baut 3 buah dan 1 baris searah gaya minimum, harga Ct = 0,85 Faktor Reduksi untuk batang jumlah baut 2 buah dan 1 baris searah gaya minimum, harga Ct = 0,75.

PEMILIHAN PROFIL Jika sudah diketahui besarnya gaya tarik ( normal ), pertanyaannya adalah bagaimana menentukan profilnya ? Maka langkah-langkahnya : Berdasarkan mutu baja, tentukan σ tarik = 0,75 σ A netto = A bruto = Cek apakah ≤ 240, iika Ya maka pilih profil Lalu cek thd Jika lebih besar maka profil harus di rubah lagi.

BLOCK SHEAR ( Efek Panjang Batang ) PPBI maupun AISC membatasi kelangsingan batang tarik sebagai berikut : Untuk batang utama = 240 ( kontruksi utama ) Untuk batang penyokong dan kotruksi sekunder = 300