Elastisitas- Bahan Konstruksi

Fisika teknik

Elastisitas bahan konstruksi

Fadly Fauzie Firdausi _____________ _____________ 20090110034 __Teknik __Teknik Sipil A _______________________________ A _______________________________

Elastisitas Bahan Konstruksi Pemahaman dasar elastisitas Elastisitas aadalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan

Hukum Hooke untuk benda non Pegas F

=

k Δ L F

Δ L

F

=gaya, N

Δ L=

K

perubahan panjang, m

= konstanta, N/m

Ketika suatu benda bersifat elastic diberikan gaya maka akan timbul tegangan dan regangan

Elastisitas Tegangan

Regangan

Tegangan=Gaya / luas σ = F atau P

Regangan= perubahan panjang /panjang awal

A

ε =

A

Dengan satuan N/m2 atau Pa

ΔL

atau

Lo

ΔV V o

Dengan tanpa satuan atau tak berdimensi

Hubungan Tegangan dan Regangan menghasilkan Modulus elastisitas E atau Modulus Young Y Elastisitas =tegangan /regangan E = σ/ ε

Januari 2010

Fisika teknik



Nilai tangens α tersebut disebut Modulus Young atau Modulus Elastisitas atau Modulus Elastik, Elastik, yang biasanya disimbolkan dengan huruf E huruf E.  

Daerah elastic berupa garis linear titik awal sampai pada titik batas elastic(yield point)  Terjadi deformasi sementara Daerah plastis berupa garis lengkung dari titik batas elastic sampai sebelum titik patah Terjadi deformasi permanen. permanen. Apabila terus diberikan gaya maka akan terjadi tegangan maksimum(ultimate maksimum(ultimate tensile strength) dan akhirnya patah(fatigue). patah(fatigue).

Macam deformasi : Deformasi disebabkan tarikan(2 gaya menjauhi kedua ujung benda), hasilnya terjadi perubahan bentuk panjang, panjang, dipengaruhi modulus Young “Y” Y = F Lo AΔL Deformasi disebabkan tekanan ( 2 gaya mendekati kedua ujung benda), hasilnya terjadi perubahan bentuk volume, volume, dipengaruhi oleh modulus Bulk B = V oΔP ΔV Deformasi disebabkan tegangan geser ( 2 gaya berlawanan arah, melintasi sisi yang berlawanan), berlawanan), hasilnya perubahan bentuk miring, miring, dipengaruhi oleh modulus geser S = F Lo = F AΔL A Angka Poisson adalah perbandingan dari pengurangan panjang(regangan) secara tegak lurus arah pembebanan terhadap regangan memanjang. ν=- εy / ε x ==- εz / ε x (minus karena mampatan)

Januari 2010

Fisika teknik



Bahan- Bahan Konstruksi Karet Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 0,1 GPa Nisbah Poisson : μ = 0,5

Kayu Kayu yang berat jenisnya tinggi mempunyai modulus elastisitas dan kekuatan yang tinggi. Sebagai contoh kayu jenis pinus memiliki modulus elastisitas 45x109 Pa. Kayu bersifat anistropis dengan kekuatan yang berbeda pada berbagai arah. Tinjauan kekuatan meliputi arah aksial(arah sejajar serat), arah radial, dan arah tangensial(arah garis singgung). Kekuatan arah tangensial dan aksial tidak terlalu terlalu berbeda besar . Sifat mekanis kayu ditinjau arah sejajar serat(aksial) dan arah tegak lurus serat ( arah tangensial dan radial). Sifat

Kelas kuat

mekanika

I

II

III

IV

V

Berat Jenis

>0,9

0,9-0,6

0,6-0,4

0,4-0,3

<0,3

Modulus

>12,5

10-12,5

8-10

6-8

<6

>110

110-72,5

72,5-50

50-36

<36

>65

65-42,5

42,5-30

30-21,5

<21,5

Tarik//serat

15

10

7,5

5

-

Tekan//serat

13

8,5

6

4,5

-

Tekan tegak

4

2,5

1,5

1

-

kayu

Elastisitas (GPa) Kuat lentur mutlak (Mpa) Kuat tekan mutlak (MPa)

lurus serat Tegangan izin (MPa)

Januari 2010

Fisika teknik



Plastik Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 1-5 GPa

Batu Bata Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= ?

Beton Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 24 GPa Nisbah Poisson : μ = 0,15

Batu alam Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 41 Gpa Nisbah Poisson : μ = o,1

Granit Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 45 GPa

Kaca Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 70-80 GPa Nisbah Poisson : μ = 0,24

Marmer Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 50 GPa

Alumunium Sifat elastic :

Januari 2010

Fisika teknik



Modulus elastisitas : E= 70 GPa Modulus geser : S = 25 GPa Yield point : Y = 35-550 Mpa Nisbah Poisson : μ = 0,31-0,34

Tembaga Sifat elastic : Modulus elastisitas : E = 100-150GPa Modulus geser : S = 35 GPa Yield point : Y = 76-1100 MPa Nisbah Poisson : μ =0,33-0,35 = 0,33-0,35

Besi Sifat elastic : Modulus elastisitas : E= 100 GPa Modulus geser : S = 40 GPa

Baja maka berarti mutu bajanya semakin kuat atau tegangan lelehnya semakin besar, tetapi peregangannya semakin kecil, ini berarti semakin tinggi mutu baja sifatnya semakin getas(mudah patah). Sifat-sifat mekanis lainnya yang perlu diketahui adalah sebagai berikut: Modulus Elastis : E = 200.000 MPa Modulus Geser : S = 8 0.000 MPa Yield point : Y = 205-1725 MPa Nisbah Poisson : μ = 0,30 o Koefisien Koefisien pemuaian : α = 12 x 106 / C Keuntungan : Mempunyai ketahanan terhadap tarik yang tinggi Disamping mempunyai ketahanan 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

Januari 2010

Fisika teknik



Kerugian: Mudah karatan Membutuhkan Membutuhkan biaya perawatan yang mahan dan menerus selama umur struktur Tidak tahan terhadap panas tinggi (kebakaran) Bentuk tampang terbatas (sesuai pabrik) Penyambungan membutuhkan alat sambung dan peralatan serta tenaga khusus.

Januari 2010

Elastisitas- Bahan Konstruksi

Recommend Documents