1

Matakuliah : R0132 / Teknologi Bahan

Tahun : 2006/2007

Pertemuan 08

2

Alat Penyambung

Dikenal 3 macam sambungan dalam konstruksi Baja :- baut- paku keling- las lumerBaut : - baut hitam- baut prategang/mutu tinggiBaut hitam : ulir penuh

Seluruh bagian diulir

- Lebih praktis- Kekuatannya kurang

baik

3

Ulir tidak penuh

Takdiulir

diulir

- Kurang praktis- Kekuatannya cukup baik

Baut mutu tinggi

S

Prinsip :- Bila suatu benda ditarik dengan gaya S, maka benda

tersebut akan bergerak

4

Bila ditekan dengan gaya vertikal yang cukup besar makabenda tak akan bergerak karena pada bidang kontak akantimbul geseran.

Hal yang harus diperhatikan A) Mutu : Dalam hal ini perlu diperhatikan mutu baut

apakah lebih tinggi atau lebih rendah dari bagian yang dibaut.

B) Ukurannya : misal yang dibuat baut mutunya Fe 360 (Bj 37), maka perlu diperhatikan mutu bahan baut yang akan dipakai.

5

Jenis pembebanan pada baut

A) Beban yang sejajar dengan baut

S

- Untuk baut biasacara longgar

lubang baut > bautcara pas

lubang baut = batang baut- untuk baut mutu tinggi / prate gang dipasang

secara longgra lubang baut> batang baut(2mm

6

Gaya yang Batang Baut

Ada 2 kemungkinan :a) baut yang bekerja dengan satu irisanb) baut yang bekerja dengan 2 irisan

S

S

1 irisan

7

½S

½S

S

2 irisan

Bukan berarti baut yang bekerja dengan 3 irisan atau lebih tidak boleh; tapi umumnya digunakan/dibatasi untuk baut dengan 2 irisan, untuk baut dengan 3 irisan harus diadakan reduksi

8

Patah/putus pada Batang Baut

Putusnya batang baut dikarenakan tidak meratanya tegangan geser yang timbul pada batang tersebut akibat gaya yang bekerja tegak lurus batang. Sebenarnya gaya dipikul oleh tegangan yang timbul pada permukaannya.

S

9

Biasanya untuk memudahkan perhi-tungan diambil harga rata-rata. hal ini didasarkan pada anggapan bahwa tegangan yang timbul pada batang baut tak terlampau besar.

Baut yang bekerja dengan satu irisan mampu memikul beban sebesar : (luas penampang batang baut) X

contoh : A = 1/4 d2 dengan =max=(=0,58 )maka beban yang dipikul adalah :

1/4 d2

10

Daya pikul max baut dinyatakan dengan

N1=1/4 d2

Index 1 menyatakan satu irisanHarga A -> - tanpa ulir A =1/4 d2

dk

ds

d

- dgn ulir A =1/4 s2

ds=1/4(d+dk)As=/4 ds2

11

Untuk baut yang bekerja dengan 2 irisan, maka :N2=2 N1

a

sesudah bergeraksesudah bergerak

12

Baut ditarik sehingga baut bekerja dengan 2 irisan.Di sini kemungkinan akan terjadi : - bila pelat terlalu tipis akan mengakibatkan

bagian tengahnya bergeser (tertarik) sehingga akan jebol.

- gejala ini disebut gaya stuik (desakan)

Gaya yang dipikul pada keadaan stuik adalah :

Ntp = d.s.tp Ntp = Ntumpuan

dengan :d = nominal walaupun bautnya diukirs= tebal pelat

13

st= tegangan ijm stuikHarga/besarnya s ditentukan sbb:

S1S2

a0,5d

S2

S = S2 jika 2S1 > S2 S = 2S1 jika S2 > 2S1

14

Besarnya tegangan ini bergantung dari besarnya jarak ujung, a.

Harga a ditentukan sbb : - N2 = Ntp -> hubungan ini berlaku untuk batas ideal.

- N2 = 2N1 =2X1/4 d2 = d.s.tp

Dari keadaan batas dapat diambil manfaatnya yaitu bahwa diameter yang paling baik adalah ekonomis thd N2 dan Ntp

dari sini dapat ditentukan penggunaan diameter baut yang paling ekonomis terhadap N2 dan NstBesarnya tp = 1,50 (sebelum th ’50)

15

Kemudian tp = 1,75 , bila jarak a2d

2xs = d s tp , s = tebal pelat

= teg. yang diijinkan

2

d tp.x=

a=x + 0,5d

S2 S1S1

16

280.80.8tebal baja siku 8 mmS2 = 8 mm. S1=8mm

2S1=16 mm

S=S2=8 mmNst = S2 d tp

Banyaknya baut yang dipasan pada satu baris searah gaya adalah 5Bila jumlah baut yang digunakan < 5 maka pembagian gayanya boleh dianggap merata.

17

+ + + 20 ton4t 4t 4t

20 ton++++++

Gaya yang dipikul baut : 20/5=4 ton

Gaya yang dipikul baut : 20/8=2,5 ton

18

30 ton++++++

Gaya yang dipikul masing2=30/12=2,5 ton

Jumlah tidak terlalu penting; yang lebih penting adalah pemasangan baut itu sendiri.

19

I

IS = 38,4 ton

100.100.10t=14 mmmutu Fe. E240

Ada 3 masalah :ukuran bautmutu bautpenempatan baut

20

- Ukuran baut :Tiap profil baja siku sudah ditentukan ukuran bautnya (dpt dilihat di tabel)dalam tabel d = diameter lubang jadi bukan diameter bautnya sendiri.

- Mutu baut : umumnya dari bahan Fe 360 (Bj 37) atau Fe 400 (Bj 41)

- Penempatan baut

W

d

Sudah diatur dalam tabel

21

Baja siku sama kaki

W dibaca di tabel

bila = angka genap

Misal = 100

Maka W = (100+10)/2 = 55

Bila = angka ganjil

misal =65

maka W=(65+5)/2=35

22

Untuk propil 100.100.10 maka dari tabel d=23 mm artinya lubang =23mm. bautnya lebih kecil dari 23 mm. adalah 7/84 -> 22 mm.

Potongan I - I

t=14 mm

23

- Baut diambil berulir penuh- Baut bekerja dengan 2 irisan- Bautnya dibebani gaya geser perbaut .gaya geser izin =

N2N2= As baut

dipakai As karena baut berulir penuh

A>As>Ak

A= luas nominalAk=luas kerm baut = 0,6

24

Plat mengalami desakan (stuik)Per baut gaya tumpuan stuik ijin = Nst

Nst = d.s. tp

d=diameter nominal baut bukan dk atau dss = ukuran yang tertipis antar 2S1 dan S2

st tergantung dari jarak tepi baut

Ini disebut jarak tepi Ini disebut jarak tepi

25

Nst=d.s. tp

N2=2.1/4d2 baut

baut = 0,6 krn bhn baut & platst = 1,75 sama

y = tegangan leleh

y

j = load factor (=1,5)

misal bahan pelat=bahan baut=Fe. E 240

artinya y=2400 kg/cm2 ->

26

y

-> 2400/1,5 = 1600 kg/cm2

=0,6 =0,6X1600=960 kg/cm2 zuntuk a = 2d, maka :

st=1,75=1,75X1600=2800kg/cm2

N2 =2.1/4..d2 baut= 2.1/4.. ds2(0,6 baut)ds = ¼ (d+3dk)

= ¼ (2,2+3.1,8)= 1,9 cm

= 2.1/4 .1,92.960= 5444 kg/baut

27

Nst = d.s. tp

S=S2 2S1>S2

= 1,4 cm = 2,2.1,4.2800 = 8624 kg/baut

N2 = 5444 kg/baut

Nst= 8624 kg/baut

pilih yang kecil N=5444 kg/bautS=38,4 ton = 38400 kg

maka baut = 544438400

Dalam 1 baris banyaknya baut max 5 buah.Jadi baut 7 buah tidak boleh dipasang dalam 1 baris.

= 7 baut

28

Perbandingan antara :

• Paku keling dan baut

Penempatan paku keling

pelat batang/profil

1,1d + 5 mm

d = diameter paku keling

tp = tegangan tumpuan ijin

29

e2

wh

e1

e1e1 t

dtp 6,1

Penentuan w:

2hw

hh

h dibulatkan ke-angka puluhan ter-dekat yang lebih besar dan kemudian dibagi dua,

Jarak minimum: e1 = 1,5d untuk e1 = 2d untuk dtp 2e2 = 1,5d; t = 3d

30

Jarak antara paku keling (t) juga tidak boleh terlalu jauh sebab akan terjadi tertekuknya pelat seperti keadaan sbb:

t > 7d

tmaks 7d, atau 14 kali tebal terkecil pelat yang terletak paling luar atau tebal flens terkecil.

31

• Kekuatan paku keling

P

P

S1

S2

12,tp2tp

21,tp1tp

2g

SS bila .sdN

SS bila .sdN

d4

N

PS1S2

S1P2

1

P2

1

21,tp1tp

12,tp2tp

2g

SS2 bila .s2dN

S2S bila .sdN

d4

2N

32

)2(kg/cm 2.de untuk , 0,2

)2(kg/cm 1,5.de untuk , 6,1

)2(kg/cm8,0

1

1tp

Kekuatan bautPerhitungan kekuatan baut sama dengan perhitungan untuk paku keling Hanya:

)2(kg/cm 1,5.de untuk , 2,1

)2(kg/cm .d2e untuk , 5,1

)2(kg/cm58,0

1tp

1tp

33

Ng = gaya pikul geser ijin

(kg)Ntp = gaya pikul timpuan ijin

(kg)d (cm)s (cm)Misalkan:Diameter paku keling = d1

1

P 1

P 2

N g = ......

N tp = ......

katakanN g < N tp

Tebal pelat tertipis = s1

34

1 ....gN1P

dibulatkanke atas

3

4

2

1

0

P

X

l

d2 d1

d3

d4

X

Jadi jumlah paku keling yang dibu-tuhkan untuk batang

35

l

Potongan X - X Sambungan ini kerap kali dijumpai antara kolom dengan balok (sub sistem vetikal dengan subsistem harizontal).

Pada baut 1,2,3 dan 4 terjadi kemungkinan putar akibat baut tertarik atau geseran:

Tegangan tarik diakibatkan oleh gaya P eksentris yang menyebabkan timbulnya momen sebesar : M = P. l.

36

Sedangkan geseran diakibatkan oleh gaya P

N3

N4

N2

N1

0

N3

N4

N2

N1

PM=P.l

Akibat MM0 = 0N1.d1 + N2.d2 + N3.d3 + N4.d4 = MN1.d1 + N2.d2 + N3.d3 + N4.d4 = P.l

37

1

212 d

d.NN

l.Pddd.N

ddd.N

ddd.N

1dN 41

413

1

312

1

211

1

313 d

d.NN

1

414 d

d.NN

N 1

N 2

N 3

N 4

d4

d3

d2 d1

Selanjutnya dari rumus perban-dingan diperoleh:

N1 : N2 = d1 : d2

N1 : N3 = d1 : d3

N1 : N4 = d1 : d4

Maka nilai N1 dapat dicari

38

1

414

.ddNN

1

414 2

.ddNN

Gaya N4 merupakan gaya tarik terbesar, yaitu

maka untuk satu baut

Akibat gaya P:

8PN

P bekerja sentris pada susunan baut, maka setiap baut akan mene-rima gaya yang sama biasanya, yaitu :

Akibat gaya tarik: 2

4

41 dN

39

Akibat Gaya geser: 2 4

18

8

d

ijin22

i 56,1_

Tegangan idiil =