laporan baja
DESCRIPTION
Laporan Uji Tarik BajaTRANSCRIPT
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Saat ini baja merupakan salah satu elemen dalam bidang konstruksi yang memiliki
peran sangat penting . Baja biasanya digunakan untuk pertulangan atau campuran
beton dan struktur rangka atap. Baja dikenal memiliki keunggulan diantaranya
ketahanan terhadap tarik atau regangan dan juga ketahanan terhadap tekanan. Sifat
unik baja yang berbeda dengan elemen lainnya adalah besarnya kuat tekan yang
hampir sama dengan besarnya kuat tarik.
Seiring dengan meningkatnya pembangunan yang dilakukan manusia, meningkat
pula penggunaan baja dalam konstruksi, oleh karena itu perlu diketahui bagaimana
tingkah laku, sifat dan properti baja dalam menahan beban. Ada berbagai sifat
baja yang harus diketahui terutama untuk dapat melakukan perhitungan suatu
struktur bangunan. Oleh karena itu, dalam praktikum ini dilakukan pengujian
terhadap baja, yakni uji tarik baja agar dapat diperoleh nilai-nilai properti baja
shingga pada akhirnya dapat digunakan dalam menentukan dan memperhitungkan
standar kekuatan suatu struktur bangunan.
1.2. Tujuan
1. Mengetahui cara pegukuran uji tarik langsung.
2. Mengetahui cara pengoperasian alat uji tarik (Universal Testing Machine,
UTM).
3. Menghitung nilai-nilai properti mekanik baja, seperti modulus Young,
tegangan leleh, kuat tarik, dan lain-lain.
4. Pembacaan tegangan dan regangan dengan menggunakan strain gauge.
1.3. Dasar Teori
Uji tarik baja dapat digunakan langsung untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dari
material baja yaitu antara lain :
Tegangan (σ) adalah gaya yang dibaca pada load cell dibagi dengan luas
penampang.
Regangan (ε) adalah pebandingan pertambahan panjang dengan panjang awal
beda uji.
Modulus Young (E) merupakan kemiringan garis (daerah elastis) pada kurva
tegangan regangan.
Tegangan leleh (σy) adalah besarnya gaya tarik yang bekerja pada saat benda
uji mengalami leleh pertama dibagi dengan luas penampang.
Kuat Tarik (σmaks) adalah tegangan tarik maksimum yang didapat dari gaya
maksimum dengan luas penampang semula dari benda uji.
Kontraksi penampang adalah perbandingan dari selisih luas penampang akhir
dengan luas penampang akhir terhadap luas penampang awal.
1.4. Alat dan Bahan
1. Jangka Sorong
2. Mesin uji Universal Testing Machine (UTM)
3. Load Cell, pengubah beban UTM dari analog ke digital.
4. Linear Variable Displacement Tranducer (LVDT), pencatat defleksi atau
perpanjangan.
5. Data Logger, alat pencatat dari load cell dan LVDT
6. Baja tulangan polos Ø8, Ø10, Ø12, dengan panjang yang sama (uji pengaruh
luas penampang)
7. Baja tulangan ulir D10, D13, D16, dengan panjang yang sama (uji pengaruh
luas penampang)
8. Baja tulangan polos Ø8 dan ulir D10 yang lebih panjang (uji pengaruh
panjang)
9. Baja tulangan polos Ø12 (perbandingan hasil strain gauge dengan load cell
dan LVDT)
BAB IIMETODOLOGI PENGUJIAN
1. Setiap benda uji diberi nomor atau nama
2. Masing-masing benda uji diukur diameter dan panjangnya
3. Semua alat yang akan digunakan pada saat praktikum dicek kelengkapannya
terlebih dahulu
4. Alat dikalibrasi
5. Benda uji dipasangkan ke mesin UTM (sumbu alat penjepit berhimpit dengan
sumbu benda uji) sambil dipasangkan alat ukur
6. Benda uji ditarik dengan pertambahan beban yang konstan sampai benda uji
putus. Hasil yang didapat kemudian dicatat pertambahan panjangnya oleh
pengamat pada setiap pertambahan beban.
7. Perilaku benda uji diamati secara visual oleh pengamat
8. Setelah putus, diameter penampang pada daerah yang putus dan panjang akhir
benda uji kemudian diukur.
BAB IIIHASIL PENGUJIAN
3.1 Prosedur Penghitungan
Pada Baja Polos
Diketahui :
Diameter nominal awal baja : 8 mm
Diameter akhir baja : 4,87 mm
Luas penampang awal nominal baja : 50,26 mm2
Luas penampang akhir nominal baja : 18,617 mm2
Panjang awal (L0) : 101 mm
Panjang akhir (L’) : 145 mm
Beban leleh : 2000 kg
Pertambahan panjang leleh (ΔL) : 93 mm
Beban maksimum : 2925 kg
Berat material : 150 gr
Panjang material : 400 mm
i. Tegangan Leleh (σ )
ii. Kuat Tarik (σ )
σ maks=Pmaks
A0
=292550 , 56
=58 ,197 kg/mm2
iii. Elongasi Maksimum
ε m=L '−L0
L'×100 %
ε m=145−101101
×100 %
ε m=43 ,56 %
σ= PA0
=200050 ,56
=39 ,793 kg/mm2
iv. Kontraksi Penampang
S=Aso−Asu
Aso
×100%
S=50 ,26−18 ,61750 ,26
×100%
S=62,957 %
v. Modulus Elastisitas
E=σε
E=39 ,7930 , 092
E=432 , 1614
Pada Baja Ulir
i. Diameter efektif baja ulir
Diketahui
Panjang material (L) : 397 mm
Berat material (W) : 227 g
D=12 , 74√ massa( g )panjang (mm )
=12,74 √227397
=9 , 633 mm
3.2 Data Hasil Pengujian Tarik Baja Tulangan
Tabel 1.1 Hasil Pengujian Tarik Baja Tulangan (bagian 1)
No. Identifikasi BendaUji
Diameter Aktual Awal
(mm)
Diameter Nominal
Awal (mm)
Diameter Akhir (mm)
Luas Penampang
Nominal Awal (mm2)
Luas Penampang
Nominal Akhir (mm2)
Kontraksi Penampang
(%)
Panjang Awal (mm)
Panjang Akhir (mm)
elongasi (%)
1 Polos 7.79 8 4.87 50.26 18.618 62.96 101 145 43.562 Polos 9.7 10 6.27 78.54 30.861 60.71 102 136 33.333 Polos 12.31 12 7.2 113.10 40.694 64.02 100 126 26.004 Ulir 9.633 10 - 78.54 - - 100 124 24.005 Ulir 12.88 13 - 132.73 - - 100 132 32.006 Ulir 15.8 16 - 201.06 - - 102 123 20.597 Polos (pjg) 9.71 10 - 78.54 - - 99 129 30.308 Ulir (pjg) 9.563 10 - 71.79 - - 200 233 16.50
*) Beberapa data dalam tabel ini tidak ada karena tidak semua data dicatat
Tabel 1.2 Hasil Pengujian Tarik Baja Tulangan (bagian 2)
No.
Identifikasi Benda Uji
Beban Luluh (kg)
Kekuatan Luluh Nominal
(kg/mm2)
Beban Maks. (kg)
Kekuatan tarik Nominal
(kg/mm2)
Regangan Luluh
Modulus Elastisitas
Berat (gr)
Panjang (mm)
1 Polos 2000 39.793 2925 58.197 0.092 432.161 150 4002 Polos 3480 44.309 5050 64.298 0.088 502.165 232 4003 Polos 4350 38.463 6200 54.820 0.105 366.310 374 4004 Ulir 3750 47.746 4375 55.704 0.115 415.186 227 3975 Ulir 6750 50.854 8280 62.381 0.200 254.272 408 3996 Ulir 10750 53.467 14250 70.874 0.027 1983.126 615 4007 Polos (pjg) 3100 39.470 4700 59.842 0.081 488.445 349 5998 Ulir (pjg) 3600 50.147 4300 59.898 0.085 589.964 338.7 601
3.3 Analisa Grafik Uji Tarik
3.3.1. Analisa Grafik Uji Tarik Baja Polos
Grafik 3.1 Regangan-Beban Baja Polos Ø8
Grafik 3.2 Regangan-Beban Baja Polos Ø10
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10 12Pertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)
polos D8
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 2 4 6 8 10Pertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)
Polos D10
Grafik 3.3 Regangan-Beban Baja Polos Ø12
Dari ketiga grafik di atas dapat diketahui bahwa baja polos memiliki karakteristik
grafik yang sama, dari grafik ini dapat diketahui nilai-nilai properti baja seperti
tegangan leleh, tegangan maksimal, regangan serta modulus elastisitas.
Dari Grafik ini kita dapat memperkirakan desain struktur pembebanan baja.
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 2 4 6 8 10 12RPertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)Polos D12
3.3.2 Analisa Grafik Uji Tarik Baja Ulir
Grafik 3.4 Regangan-Beban Baja Ulir D10
Grafik 3.5 Regangan-Beban Baja Ulir D13
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 1 2 3 4 5 6 7Pertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)
Ulir D10
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 2 4 6 8 10Pertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)
Ulir D13
Grafik 3.6 Regangan-Beban Baja Ulir D16
Dari ketiga grafik di atas dapat diketahui bahwa baja ulir juga memiliki
karakteristik grafik yang sama, dari grafik ini dapat diketahui nilai-nilai properti
baja seperti tegangan leleh, tegangan maksimal, regangan serta modulus
elastisitas.
Karakteristik baja ulir berbeda dengan baja polos, dari grafik dapat disimpulkan
bahwa karakteristik baja ulir lebih baik karena setelah melewati daerah elastis,
perubahan panjangnya tidak terlalu besar.
Dari Grafik ini pula kita dapat memperkirakan desain struktur pembebanan baja.
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 2 4 6 8 10Pertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)
Series1
Grafik 3.7 Regangan-Beban Baja Polos Ø10
Grafik 3.8 Regangan-Beban Baja Ulir D16
Pada kedua kurva di atas tidak ada perbedaan baik antara kurva baja polos dengan
baja polos sebelumnya dengan baja ulir dengan baja ulir sebelumnya juga, hal ini
menunjukkan bahwa pengaruh panjang tidak berpengaruh pada properti mekanik
baja. Hal ini berarti baja dapat dipakai dengan panjang yang tak terbatas pada
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 2 4 6 8 10Pertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)
PolosD10panjang
Kurva Beban - Pertambahan Panjang
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 2 4 6 8 10Pertambahan Panjang (cm)
Beban (kg)
Ulir D10Panjang
konstruksi, sehingga memungkinkan untk memakai baja dengan panjang
berapapun tanpa memotongnya (memendekkannya).
3.2.3 Hasil Uji dari Strain Gauge
Grafik 3.9 Regangan-Beban Baja Polos Ø12
.
Grafik yang didapatkan melalui strain gauge lebih baik dan lebih detail daripada
yang mengguunakan LVDT, hal ini dikarenakan strain gauge menggunakan
instrumen load cell yang sangat sensitif terhadap defleksi.
Dari Grafik ini dapat diketahui nilai modulus elastisitas properti baja dan tentunya
lebih baik daripada yang didapatkan melalui LVDT karena data disajikan dalam
tegangan vs regangan, dari grafik ini didapatkan modulus elastistas adalah kemiringan
kurva sebelum mengalami perubahan kemiringan yang drastis yaitu sebesar 0.5168.
3.2.4 Analisis Pengaruh Panjang Benda Uji Terhadap Properti Mekanik
Kurva Tegangan-Regangan
0
5
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50 60
Regangan
Te
ga
ng
an
Pada percobaan ini, praktikan melakukan uji tarik langsung yang dapat digunakan
untuk mengetahui sifat – sifat mekanik dari material seperti modulus Young, tegangan
leleh dan kuat tarik. Pada percobaan ini, dipakai baja ulir dengan diameter dari tiap
tiap baja yang sama yaitu ≈ 10 mm dan panjangnya masing-masing adalah:
- Baja 1 : 400
- Baja 2 : 600
Dari penghitungan data didapatkan bahwa tidak ada perbedaan properti mekanik yang
mencolok antara baja yang memiliki panjang 400 mm dan 600 mm. Hal ini
dikarenakan kedua benda uji ditarik pada titik yang sama. Artinya pada titik yang
sama pengaruh panjang baja tidak mempengaruhi kekuatan material baja, hal ini
berarti bahwa kekuatan baja pada tiap titik relatif sama, terkecuali jika mengalami
kesalahan pada proses fabrikasi.
BAB IVPENUTUP
4.1 Kesimpulan
a. Dengan mengetahui sifat-sifat mekanik seperti yield strength (dari yield stress),
ultimate strength (dari ultimate stress) dan juga daerah elastis, seseorang dapat
memutuskan material yang cocok untuk kebutuhannya.
b. Properti mekanik baja polos dan ulir berbeda salah satunya karma bentuk
geometri yang berbeda.
c. Properti mekanik benda uji
Tegangan (σ)
Regangan (ε)
Modulus Young (E)
Tegangan leleh (σy)
Kuat Tarik (σmaks)
Kontraksi penampang adalah perbandingan dari selisih luas penampang akhir
dengan luas penampang akhir
d. Besar kuat tarik baja pada tiap titik relative sama, hal ini karena property
mekanis baja bersifat mikroskopis.