modul 6 sesi 1 pengikat struktural

22
STRUKTUR BAJA 1 MODUL 6 S S e e s s i i 1 1 Alat Pengikat Struktural (Structural Fastener) Dosen Pengasuh : Ir. Thamrin Nasution Materi Pembelajaran : 1. Jenis Alat Pengikat. 2. Alat Pengikat Dari Paku Keling (Rivet). a. Sejarah. b. Cara pemasangan paku keling. c. Mutu paku keling. d. Susunan, ukuran dan jarak antara paku. 3. Alat Sambungan Baut. a. Baut mutu tinggi. b. Cara pemasangan baut. c. Susunan, ukuran dan jarak antara baut. d. Ukuran lobang baut. 4. Bentuk Kegagalan (Failure) Sambungan Baut/Paku Keling. a. Robeknya pelat pada daerah sambungan (Tearing failure of plate). b. Keruntuhan geser pada baut/paku keling (Shear failure of bolt / rivet). c. Keruntuhan geser pada pelat yang disambung/pelat penyambung (Shear failure of plate). d. Keruntuhan tumpu pada pelat (Bearing failure of plate). e. Keruntuhan blok geser pada pelat (Shear block failure of plate). f. Keruntuhan tumpu pada baut (Bearing failure of bolt). 5. Kekuatan Sambungan Baut/Paku Keling. a. Kekuatan Baut/Paku Keling. b. Baut tipe friksi. c. Baut tipe tumpu. c1). Kekuatan geser nominal baut/paku keling. c2). Kekuatan tumpu nominal. 6. Contoh Soal. Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami mengenai jenis alat pengikat,bentuk kegagalan pada sambungan, kekuatan baut dan paku keling . Daftar Pustaka : a) Agus Setiawan,”Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002)”, Penerbit AIRLANGGA, Jakarta, 2008. b) Charles G. Salmon, Jhon E. Johnson,”STRUKTUR BAJA, Design dan Perilaku”, Jilid 1, Penerbit AIRLANGGA, Jakarta, 1990. c) Geoffrey L. Kulak, John W. Fisher, John H. A., “Guide to Design Criteria for Bolted and Riveted Joints”, 2 nd, AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION, Inc. 2001. d) M. D’Aniello, F. Portioli, L. Fiorino, R. Landolfo, “Experimental investigation on shear behaviour of riveted connections in steel structures”, Engineering Structures 33 (2011) 516–531 e) PERATURAN PERENCANAAN BANGUNAN BAJA (PPBBI)”, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, 1984. f) SNI 03 - 1729 – 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung. g) William T. Segui,”Steel Design”, THOMSON, 2007.

Upload: willy-brilian-yosua-mms

Post on 11-Nov-2015

108 views

Category:

Documents


48 download

DESCRIPTION

modul baja

TRANSCRIPT

  • STRUKTUR BAJA 1

    MODUL 6SSS eee sss iii 111

    Alat Pengikat Struktural(Structural Fastener)

    Dosen Pengasuh :Ir. Thamrin Nasution

    Materi Pembelajaran :1. Jenis Alat Pengikat.2. Alat Pengikat Dari Paku Keling (Rivet).

    a. Sejarah.b. Cara pemasangan paku keling.c. Mutu paku keling.d. Susunan, ukuran dan jarak antara paku.

    3. Alat Sambungan Baut.a. Baut mutu tinggi.b. Cara pemasangan baut.c. Susunan, ukuran dan jarak antara baut.d. Ukuran lobang baut.

    4. Bentuk Kegagalan (Failure) Sambungan Baut/Paku Keling.a. Robeknya pelat pada daerah sambungan (Tearing failure of plate).b. Keruntuhan geser pada baut/paku keling (Shear failure of bolt / rivet).c. Keruntuhan geser pada pelat yang disambung/pelat penyambung (Shear failure of plate).d. Keruntuhan tumpu pada pelat (Bearing failure of plate).e. Keruntuhan blok geser pada pelat (Shear block failure of plate).f. Keruntuhan tumpu pada baut (Bearing failure of bolt).

    5. Kekuatan Sambungan Baut/Paku Keling.a. Kekuatan Baut/Paku Keling.b. Baut tipe friksi.c. Baut tipe tumpu.

    c1). Kekuatan geser nominal baut/paku keling.c2). Kekuatan tumpu nominal.

    6. Contoh Soal.Tujuan Pembelajaran :

    Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami mengenai jenis alat pengikat,bentuk kegagalanpada sambungan, kekuatan baut dan paku keling .

    Daftar Pustaka :a) Agus Setiawan,Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002), Penerbit

    AIRLANGGA, Jakarta, 2008.b) Charles G. Salmon, Jhon E. Johnson,STRUKTUR BAJA, Design dan Perilaku, Jilid 1, Penerbit AIRLANGGA,

    Jakarta, 1990.c) Geoffrey L. Kulak, John W. Fisher, John H. A., Guide to Design Criteria for Bolted and Riveted Joints, 2 nd,

    AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION, Inc. 2001.d) M. DAniello, F. Portioli, L. Fiorino, R. Landolfo, Experimental investigation on shear behaviour of riveted

    connections in steel structures, Engineering Structures 33 (2011) 516531e) PERATURAN PERENCANAAN BANGUNAN BAJA (PPBBI), Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah

    Bangunan, 1984.f) SNI 03 - 1729 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung.g) William T. Segui,Steel Design, THOMSON, 2007.

  • Desember 2011

    UCAPAN TERIMA KASIH

    Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepadapemilik hak cipta photo-photo, buku-buku rujukan dan artikel, yang terlampirdalam modul pembelajaran ini.

    Semoga modul pembelajaran ini bermanfaat.

    WassalamPenulis

    Thamrin [email protected]

    [email protected]

    FT USU

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    1

    ALAT PENGIKAT STRUKTURAL(STRUCTURAL FASTENER)

    1. JENIS ALAT PENGIKAT/PENYAMBUNGDalam konstruksi baja, setiap bagian elemen dari strukturnya dihubungkan satu sama

    lain dengan menggunakan alat pengikat (fastener)/penyambung. Pada struktur rangka baikatap maupun jembatan baja, juga pada struktur portal, tempat berkumpulnya batang-batang,yang disebut titik buhul, menggunakan pelat penyambung yang dinamakan pelat buhul,dimana batang-batang tadi diikat dengan menggunakan alat pengikat pada pelat buhultersebut. Jenis-jenis alat pengikat yang sering digunakan adalah paku keling (rivet) gambar(1) dan (2), baut (bolt) gambar (3), dan alat pengikat dari las gambar (4).

    Gambar 1 : Struktur rangka atap dengan alat pengikat paku keling (rivet)

    Gambar 2 : Alat pengikat dari paku keling (rivet).Sumber : Internet.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    2

    Gambar 3 : Alat pengikat dari baut (boltt).Sumber : AISC Presentation

    Gambar 4 : Alat pengikat dari las (welding).Sumber : AISC Presentation

    2. ALAT PENGIKAT DARI PAKU KELING (RIVETS)a). Sejarah.

    Paku keling (rivet) telah lama dikenal yaitu pada saat hari-hari besi dan baja, jenispaku keling yang dimasukkan dalam keadaan panas (hot driven rivet) telah diketahuimempunyai kekuatan yang mengikat. Pada saat pendinginan paku keling menyusut,sehingga memberikan kekuatan menjepit. Namun jumlah kekuatan menjepit yang dihasilkan

    Sambungan dilas

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    3

    oleh pendinginan bervariasi dari paku keling yang satu dengan paku keling yang lain, olehkarena itu tidak dapat diandalkan dalam perhitungan disain.

    Gambar 5 : Cara menginstalasi paku keling dengan palu (hot driven rivet).Sumber : William Vermes, P.E., Design and Performance of Riveted Bridge Connections,

    Euthenics, Inc.,October 24, 2007

    b). Cara pemasangan paku keling.

    Paku keling dimasukkan kedalam lobang paku dengan diameter 1/16 in (1,6 mm)lebih besar dari diameter dari paku. Pada saat pemasangan, paku dalam keadaan panas,gambar (5), kemudian didorong dengan menggunakan alat yang disebut pneumatic hammer(palu bertekanan), gambar (6).

    Gambar 6 : Cara menginstalasi paku keling, dengan menggunakan pneumatic hammer.Sumber : M. DAniello, F. Portioli, L. Fiorino, R. Landolfo, Experimental investigation on shear behaviour of riveted connections

    in steel structures, Engineering Structures 33 (2011) 516531

    c). Mutu paku keling (rivet).

    Paku keling dibuat dari baja batangan dan memiliki bentuk silinder dengan kepaladisalah satu ujungnya, gambar (7). Baja paku keling adalah baja karbon sedang denganidentifikasi ASTM A502 mutu (grade) 1 dengan fy = 28 ksi (195 MPa), dan mutu 2, fy = 38ksi (260 MPa)Charles G. Salmon : STRUKTUR BAJA.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    4

    Gambar 7 : Bentuk-bentuk paku keling.Sumber : Geoffrey L. Kulak, John W. Fisher, John H. A., Guide to Design Criteria for Bolted and

    Riveted Joints, 2 nd, AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION, Inc. 2001

    d). Susunan, ukuran dan jarak antara paku.a. Susunan paku sejajar. b. Susunan paku berselang-seling.

    Gambar 8 : Susunan dan jarak paku keling.

    Syarat-syarat jarak paku berdasarkan PPBBI 1984,2,5 d S 7 d atau 14 t (t = tebal pelat terkecil ; d = diameter paku)2,5 d U 7 d atau 14 t1,5 d S1 3 d atau 6 t2,5 d S 7 d atau 14 tS2 7d 0,5 U atau 14 t - 0,5 U

    S1

    U

    U

    S1

    S SS1 S1

    t1

    t2t3t4

    S1

    S1

    U

    U

    UU

    S1 S2 S2 S1

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    5

    Jarak minimum paku pinggir dapat dilihat pada tabel berikut :

    Tabel 1 : Jarak baut/paku keling pada tepi minimum.

    Sumber : Charles G. Salmon, Steel Structures Design and Behavior, 5th Edition, 2009

    3. ALAT SAMBUNGAN BAUTa). Baut Mutu Tinggi

    Ada dua jenis baut mutu tinggi yang ditetapkan ASTM yaitu A325 dan A490. BautA325 terbuat dari baja karbon sedang dengan kekuatan leleh (yield strength) dari 560sampai dengan 630 MPa tergantung dari ukuran diameter. Sedangkan baut A490 terbuat daribaja alloy yang mempunyai kekuatan leleh mendekati 790 sampai dengan 900 MPa, jugatergantung kepada ukuran diameter.

    Ukuran diameter baut berkekuatan tinggi berkisar sampai dengan 1 khususbaut A449 sampai dengan 3. Ukuran baut yang sering digunakan pada struktur bangunanadalah dan 7/8, sedangkan untuk struktur jembatan 7/8 sampai dengan 1.

    Baut kekuatan tinggi dikencangkan untuk menimbulkan tegangan tarik yangditetapkan pada baut sehingga terjadi gaya jepit (clamping force) pada sambungan. Olehkarena itu beban kerja sesungguhnya dipikul oleh gaya gesekan antara pelat atau batang yangdisambung. Gaya ini disebut Proof load.

    Baut mutu tinggi dapat direncanakan sebagai sambungan tipe friksi (tanpa ada slippada bagian-bagian sambungan), tetapi dapat juga direncanakan sebagai sambungan tipetumpu.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    6

    Tabel 2 : Karakteristik baut mutu tinggi.

    Sumber : Charles G. Salmon, Steel Structures Design and Behavior, 5th Edition, 2009

    Gambar 9 : Kode baut mutu tinggi A325 dan A490.Sumber : AISC Presentation

    b). Cara Pemasangan Baut.Cara pemasangan baut mutu tinggi, mula-mula dikencangkan dengan kekuatan

    tangan, kemudian diikuti putaran lagi, lihat tabel SNI 03-1729-2002, pasal 18.2.5.2 berikut,

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    7

    Tabel 3 : Putaran mur dari kondisi kencang tangan.

    Hasil putaran ini memberikan gaya tarik minimum dalam baut pengikat, seperti tertera dalamtabel SNI pasal 18.2.5.1 berikut,

    Gambar 9 : Baut dikencangkan dengan tangan.Sumber : AISC Presentation.

    Tabel 4 : Gaya tarik baut minimum.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    8

    c). Susunan, ukuran dan jarak antara baut.a. Susunan baut sejajar. b. Susunan baut berselang-seling.

    Gambar 10 : Susunan dan jarak baut.

    Syarat-syarat jarak paku berdasarkan PPBBI 1984,2,5 d S 7 d atau 14 t (t = tebal pelat terkecil ; d = diameter paku)2,5 d U 7 d atau 14 t1,5 d S1 3 d atau 6 t2,5 d S 7 d atau 14 tS2 7d 0,5 U atau 14 t - 0,5 U

    d). Ukuran lobang baut.

    SNI 03-1729-2002, fs.17.3.6 (lihat juga modul 3 sesi 1),d 24 mm, d1 = d + 2 mmd > 24 mm d1 = d + 3 mm

    4. BENTUK KEGAGALAN (Failure) SAMBUNGANBAUT/PAKU KELING.

    Kekuatan sambungan dengan paku keling dievaluasi dengan meninjau beberapakemungkinan kegagalan. Kekuatan biasanya dihitung dengan mempertimbangkan jumlahlapis pelat/batang yang disambung. Ada empat cara kegagalan (failure) yang mungkin terjadipada sambungan dengan paku keling tunggal, yaitu :

    a). Robeknya pelat pada daerah sambungan.(Tearing failure of plates)

    Pelat penyambung robek akibatgaya tarik.

    Gambar 11(a) : Sambungan pelat.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    9

    b). Keruntuhan geser pada baut/paku keling.(Shear failure of bolts / rivets).

    Gambar 12 : Keruntuhan geser pada baut/paku dengan berbagai lapis pelat.

    Gambar 11(b) : sambungan pada struktur rangka, profil siku.

    Sumber : Geoffrey L. Kulak, John W. Fisher, John H. A., Guide to DesignCriteria for bolted and Riveted Joints, 2 nd, AMERICAN INSTITUTE OFSTEEL CONSTRUCTION, Inc. 2001

    Gambar 12 : Tipe fraktur antara tarik geser.

    Sumber : Geoffrey L. Kulak, John W. Fisher, John H. A.,Guide to Design Criteria for bolted and Riveted Joints,2 nd, AMERICAN INSTITUTE OF STEELCONSTRUCTION, Inc. 2001

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    10

    c). Keruntuhan geser pada pelat yang disambung/penyambung.(Shear failure of plate).

    Gambar 13 : Tipe fraktur geser pada pelat.

    d). Keruntuhan tumpu pada pelat(Bearing failure of plate).

    Gambar 14 : Tipe fraktur bidang tumpu pada pelat.

    Gambar 15 : Tipe fraktur dan leleh bidang tumpu pada pelat.Sumber : AISC Presentation.

    BearingFracture

    BearingYield

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    11

    e). Keruntuhan blok geser pada pelat(Shear block failure of plate).

    Gambar 16 : Tipe fraktur blok geser pada pelat.

    f). Keruntuhan tumpu pada baut(Bearing failure of bolt).

    Gambar 17 : Tipe keruntuhan tumpu pada baut.

    5. KEKUATAN SAMBUNGAN BAUT/PAKU KELING.

    a). Kekuatan Baut/Paku Keling.

    SNI 03-1729-2002 pasal 13.2.2. menyatakan, suatu baut yang memikul gaya terfaktor,Ru harus memenuhi syarat berikut,

    nu RR Dimana

    = faktor reduksi kekuatan (tabel 6.4.2) = 0,75Rn = kuat nominal baut.

    Sesuai dengan cara bekerjanya baut maka baut dibedakan dalam dua type yaitu typefriksi (friction type) dan type tumpu (bearing type). Pada baut type friksi, kekuatan bautdidapat dari gesekan (friction) yang terjadi antar pelat atau batang yang disambung.Sedangkan pada baut type tumpu, kekuatan baut didapat dari adanya gaya tumpu pada bidangkontak antara baut dan pelat yang disambung, atau kemampuan menahan geseran padapenampang baut.

    b). Baut Tipe Friksi

    Baut type ini sering dikenal dengan istilah slip-critical connections yaitu baut yangmengandalkan kekuatan slip antara permukaan batang yang disambung. Agar baut type inibekerja maka diperlukan suatu alat yang dapat mengencangkan baut atau memberikanmomen torsi pada baut sedemikian sehingga baut mengalami prategang tarik.

    Pada sambungan tipe friksi yang mengunakan baut mutu tinggi yang slipnya dibatasi,satu baut yang hanya memikul gaya geser terfaktor, dalam bidang permukaan friksi harusmemenuhi:

    Ru Rn

    Kuat geser mominal satu baut dalam sambungan tipe friksi yang ditentukan sebagai berikut:

    ......(1)

    ......(2)

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    12

    Rn = 1,13 m . TbDimana, koefisien gesek untuk bidang kontak dalam keadaan bersih.

    m adalah jumlah bidang geser.Tb adalah gaya tarik baut minimum, lihat tabel (3) diatas. = 1,0 untuk lubang standar. = 0,85 untuk lubang selot pendek dan lubang besar. = 0,70 untuk lubang selot panjang tegak lurus arah kerja gaya. = 0,60 untuk lubang selot panjang sejajar arah kerja gaya.

    Gambar 18 : Gaya pretension padaBaut, Tb.

    Baut pada sambungan yang slipnya dibatasi dan memikul gaya tarik terfaktor, Tu,harus memenuhi ketentuan diatas dengan kuat rencana slip RuRn direduksi dengan faktor

    b

    uT

    T13,1

    1

    c). Baut Tipe Tumpu

    Pada baut type tumpu, keruntuhan sambungan dapat terjadi karena keruntuhan geserpada baut atau keruntuhan tumpu pada elemen yang disambung seperti pelat/batang.

    c1). Kekuatan Geser Nominal Baut/Paku Keling

    Kuat geser nominal yang diberikan oleh satu buah baut yang mengalami geser padapenampangnya adalah,

    AbfrmRn bu ... 1Dimana,

    m = jumlah bidang geser (lihat gambar 11).r1 = 0,5 untuk bidang geser baut tak berulir.

    = 0,4 untuk bidang geser baut berulir.= 0,6 untuk paku keling.

    ......(3)

    ......(4)

    ......(5)

    ResultantClampingForces

    BoltTensionTb

    Plane Of Friction

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    13

    buf = kuat tarik putus baut (MPa).

    Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir (mm2).

    Gambar 19 : Bidang geser baut, gambar (a) r1 = 0,5, gambar (b) r1 = 0,4.Untuk paku keling r1 = 0,6.

    c2). Kekuatan Tumpu Nominal

    Kekuatan tumpu nominal tergantung kepada kondisi terlemah antara baut danpelat/batang yang disambung, dihitung dengan cara sebagai berikut,

    futdnRn pb ...Dimana,

    n = 2,4 berlaku untuk semua jenis lobang baut.= 2,0 untuk lobang selot panjang tegak lurus arah kerja gaya.

    db = diameter baut bagian tidak berulir (mm).tp = tebal pelat/batang terkecil (mm).fu = tegangan tarik putus baut/pelat/batang, sesuai mutu baja (MPa).

    d). Kekuatan Tarik Nominal Baut

    Baut yang memikul gaya tarik, kekuatan nominalnya dihitung sebagai berikut,

    AbfRn bu .Dimana,

    buf = kuat tarik putus baut (MPa).

    Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir (mm2).

    6. CONTOH SOAL

    6.1.). Sebuah sambungan terdiri dari dua buah pelat 5 x 200 mm disambung dengan satubuah pelat 8 x 200 mm, mutu baja BJ-37, seperti pada gambar dibawah mengalami gayatarik sentris, yang terdiri dari muatan mati D = 10 ton, muatan hidup L = 7 ton. Sambunganmenggunakan baut biasa dengan mutu BJ-37. Rencanakan sambungan tersebut, lakukanlahevaluasi terhadap kekuatannya.

    ......(6)

    ......(7)

    (a) (b)

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    14

    Gambar 20 : Sambungan pelat.

    PERENCANAANa). Tegangan izin Baja BJ-37

    Baut, fy = 240 MPa. Pelat, fy = 240 MPa.fu = 370 MPa. fu = 370 MPa.

    b). Beban tarik terfaktor,Ru = 1,2 D + 1,6 L = 1,2 . (10 ton) + 1,6 . (7 ton) = 23,2 ton = 232,0 kN.

    c). Rencana baut.Pakai baut diameter d = 12 mm, diameter lobang d1 = 12 mm + 2 mm = 14 mm.c1). Tinjau terhadap kekuatan geser,

    AbfrmRn bu ... 1

    Dimana,m = 2 bidang geserr1 = 0,4 untuk bidang geser baut berulir.Ab = d2 = 0,25 . (3,14) . (12 mm)2 = 113,04 mm2.

    Maka,

    Rn = (2) . (0,4) . (370 MPa) . (113,04 mm2) = 33459,8 N = 33,46 kN. Rn = 0,75 . (33,46 Kn) = 25,09 kN.

    c2). Tinjau terhadap kekuatan tumpu.Tebal pelat terkecil tp = 8 mm.

    futdnRn pb ...Dimana,n = 2,4 berlaku untuk semua jenis lobang baut.db = 12 mm.tp = 8 mm.

    Maka,Rn = (2,4) . (12 mm) . (8 mm) . (370 MPa) = 85248,0 N = 85,25 kN. Rn = 0,75 . (85,25 kN) = 63,94 kN.

    c3). Jumlah baut.Yang menentukan adalah akibat geser, maka jumlah baut,

    200 mm

    5 mm

    5 mm8 mm

    1/2Ru

    1/2Ru

    Ru

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    15

    kNkN

    RnRunb 09,25

    0,232

    = 9,2 buah

    Rencanakan jumlah baut, nb = 10 buah.

    c4). Susunan baut.

    Keterangan : S1 = 2 d = 30 mm ; U = 140 mm ; S = 3 d = 40 mmGambar 21 : Sambungan pelat dengan pengikat baut.

    EVALUASIa). Baut.

    Jumlah daya dukung 10 buah baut,RnuR .10 = 10 . (25,09 kN) = 250,9 kN = 25,09 ton > 23,2 ton.

    (memenuhi)

    b). Pelat.b1). Pemeriksaan terhadap syarat luas penampang minimum dan shear leg.

    Luas penampang bruto,Ab = (8 mm) . (200 mm) = 1600 mm2.

    Syarat luas penampang minimum,netA = 85% . Ab = 0,85 . (1600 mm2) = 1360 mm2.

    Luas penampang netto,Anet = Ab 2 . d1 . tp = 1600 mm2 2 . (14 mm) . (8 mm)

    = 1376 mm2 > netA = 1360 mm2 (memenuhi).Shear leg,

    x = 5 mm/2 = 2,5 mm.L = 4 S = 4 . (40 mm) = 160 mm.

    Koefisien reduksi,U = 1 x / L = 1 (2,5 mm)/160 mm) = 0,98 > 0,9U = 1,0 (lihat SNI 03-1729-2002, pasal 10.2.5)

    Maka,Ae = Anet = 1376 mm2.

    b2). Pemeriksaan terhadap daya dukung pelat pada daerah sambungan.(Lihat Modul 3 Sesi 1).

    uR = . Anet . fu = (0,75) . (1376 mm2) . (370 MPa)

    200 mm

    x

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    16

    = 381840,0 N = 381,84 kN = 38,2 ton > 23,2 ton (memenuhi)

    b3). Pemeriksaan terhadap geser blok.Kondisi geser blok diperiksa untuk pelat sambungan dengan jumlah tebal terkecil,tp = 8 mm.

    Gambar 22 : Daerah geser blok pada sambungan.Luas,

    Agv = 2 . (190 mm) . (8 mm) = 3040 mm2.Anv = 3040 mm2 2 . (4) .(14 mm) . (8 mm) = 2032 mm2.Agt = 2 . (30 mm) . (8 mm) = 480 mm2.Ant = 480 mm2 2 . () . (14 mm) . (8 mm) = 368 mm2.

    fu . Ant = (370 MPa) . (368 mm2) = 136160 N.0,6 fu . Anv = 0,6 . (370 MPa) . (2032 mm2) = 451104 N.fu . Ant < 0,6 fu . Anv ,

    Maka kondisi geser blok adalah geser fraktur dengan tarik leleh,Nn = 0,6 fu . Anv + fy . Agt

    = 0,6 . (370 MPa) . (2032 mm2) + (240 MPa) . (480 mm2)Nn = 566304 N = 566,3 kN = 56,63 ton > 23,2 ton (memenuhi).

    2). Pada soal yang sama, apabila digunakan baut mutu tinggi ASTM A325, dengandiameter baut nominal 1/2 (12,7 mm), diameter lobang 9/16 (14,3 mm), berapakah jumlahbaut yang diperlukan. Lakukan pemeriksaan apabila sambungan type tumpu dan tipe friksi.

    PERENCANAANa). Kekuatan Baja.

    - Pelat BJ-37, fy = 240 MPa.fu = 370 MPa.

    - Baut ASTM A326, buf = 825 MPa

    b). Beban tarik terfaktor,Ru = 1,2 D + 1,6 L = 1,2 . (10 ton) + 1,6 . (7 ton) = 23,2 ton = 232,0 kN.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    17

    c). Sambungan tipe tumpu.Rencana baut.Diameter baut (1/2),d = 12,7 mm, diameter lobang (9/16), d1 = 14,3 mm.c1). Tinjau terhadap kekuatan geser,

    AbfrmRn bu ... 1

    Dimana,m = 2 bidang geserr1 = 0,4 untuk bidang geser baut berulir.Ab = d2 = 0,25 . (3,14) . (12,7 mm)2 = 166,94 mm2.

    buf = 825 MPa.

    Maka,

    Rn = (2) . (0,4) . (825 MPa) . (166,94 mm2) = 110180,4 N = 110,18 kN. Rn = 0,75 . (110,18 Kn) = 82,64 kN = 8,26 ton.

    c2). Tinjau terhadap kekuatan tumpu.Tebal pelat terkecil tp = 8 mm.

    futdnRn pb ...Dimana,n = 2,4 berlaku untuk semua jenis lobang baut.db = 12,7 mm.tp = 8 mm.

    buf = 825 MPa.

    Maka,Rn = (2,4) . (12,7 mm) . (8 mm) . (825 MPa) = 201168,0 N = 201,17 kN. Rn = 0,75 . (201,17 kN) =150,88 kN = 15,09 ton.

    c3). Jumlah baut.Yang menentukan adalah akibat geser, maka jumlah baut,

    kNkN

    RnRunb 64,82

    0,232

    = 2,8 buah

    Rencanakan jumlah baut, nb = 4 buah (2 baris).

    d). Sambungan tipe friksi.

    Rn = 1,13 m . TbDimana,

    koefisien gesek untuk bidang kontak dalam keadaan bersih.m = 2 = adalah jumlah bidang geserTb = 12 kips =53,4 kN (gaya tarik baut minimum baut 1/2, lihat tabel 6 pada lampiran). = 1,0 = faktor reduksi kekuatan untuk lobang standar.

    Maka,

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    18

    Rn = 1,13 . (0,35) . (2) . (53,4 kN) = 42,24 kN. Rn = (1,0) . (42,4 kN) = 42,24 kN = 4,22 ton.

    Jumlah baut yang diperlukan pada sambungan tipe friksi,

    kNkN

    RnRunb 24,42

    0,232

    = 5,5 buah 6 buah.

    e). Kesimpulan.- Pada sambungan tipe tumpu, jumlah baut cukup hanya 4 buah baut.- Pada sambungan tipe friksi, jumlah baut yang diperlukan sebanyak 6 buah, dengan

    catatan sambungan tidak boleh mengalami slip.- Apabila ditinjau terhadap ekonomisasi, maka sambungan tipe tumpu lebih ekonomis.- Apabila ditinjau terhadap kekuatan sambungan, maka sambungan tipe friksi tentu lebih

    kuat, sebab apabila terjadi slip maka sambungan tipe friksi berobah menjadi sambungantipe tumpu dengan kekuatan yang lebih besar karena jumlah bautnya lebih banyak.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    19

    LAMPIRAN

    Tabel 5 : Kekuatan nominal baut persatuan luas baut.

    Sumber : Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts, RSCC c/o AISC, 2004.

    Tabel 6 : Gaya tarik baut minimum untuk sambungan tipe friksi.

    Sumber : Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts, RCSC c/o AISC, 2004.

  • Modul kuliah STRUKTUR BAJA 1 , Modul 6 Sesi 1, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

    20

    Tabel 7 : Dimensi nominal lobang baut..

    Sumber : Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts, RCSC c/o AISC, 2004.