sambungan baut & las

45

Upload: becky-becker

Post on 06-Nov-2015

215 views

Category:

Documents


45 download

DESCRIPTION

sambungn

TRANSCRIPT

Slide 1

SAMBUNGANBAUT DAN LASSambungan Baut(SNI 03-1729-2002, ps.13.2)Suatu baut yang memikul gaya terfaktor , Ru, harus memenuhi :Ru < f.RnBaut Dalam Geser :Vd = ff.Vn = 0,75.r1.fub.m.Abdengan r1 = 0,5 untuk ulir di luar bidang geserr1 = 0,4untuk ulir pada bidang geserfub adalah tegangan tarik putus bautAb adalah luas brutto baut pada daerah tak berulir

Baut Yang Memikul Tarik :

Td = ff.Tn = ff.0,75.fub.Abdengan ff = 0,75

Kuat Tumpu :

Rd = ff.Rn = 0,75(2,4.fu).db.tp

denganff = 0,75tp adalah tebal pelat tertipisfu adalah tegangan tarik putus yang terendah antara baut dan pelatDiameter lubang (ps.17.3.6)

diameter nominal dari suatu lubang harus memenuhi syarat :fL = fbaut + 2 mm (untuk fbaut < 24 mm)fL = fbaut + 3 mm (untuk fbaut > 24 mm)

Tata Letak Baut (ps.13.4)

jarak minimum antar baut > 3.fbautjarak maksimum antar baut < 15.tp atau 200 mm < 4tp+100mm atau 200 mm (untuk baut terluar)jarak tepi minimum > 1,5.fbautjarak tepi maksimum < 12.tp atau 150 mm

Sambungan Las(SNI 03-1729-2002, ps.13.5)Kekuatan Las Tumpul Penetrasi Penuh Bila sambungan dibebani gaya tarik/tekan aksial, maka :fy.Rnw = 0,9.tt.fy(bahan dasar)fy.Rnw = 0,9.tt.fyw(las) Bila sambungan dibebani gaya geser :fy.Rnw = 0,9.tt.(0,6.fy)(bahan dasar)fy.Rnw = 0,8.tt.(0,6.fuw)(las)Dengan tt adalah tebal rencana las.Kekuatan Las Sudut

ff.Rnw = 0,75.tt.(0,6.fuw)(las)ff.Rnw = 0,75.tt.(0,6.fu)(bahan dasar)dengan tt adalah tebal rencana las.Ukuran minimum las sudut tercantum dalam tabel 13.5-1 SNI 03-1729-2002 :

Tebal bagian paling tebal, t (mm)Tebal minimum las sudut, tw (mm)t < 737 < t < 10410 < t < 15515 < t6Ukuran maksimum las sudut :untuk komponen dengan tebal < 6,4 mm, maka tw = tebal komponenUntuk komponen dengan tebal > 6,4 mm, maka tw = tebal komponen 1,6 mm

twtwtttt = 0,707.twLas PengisiLas pengisi hanya boleh digunakan untuk menyalurkan geser dalam sambungan tumpuk. Kekuatan las pengisi adalah :

ff.Rnw = 0,75(0,6.fuw).Aw

dengan Aw adalah luas geser efektif dari las pengisiProblem 1 :Rencanakan sambungan antara balok induk (WF 600.200) dengan balok anak (WF 300.150 dan WF 400.200) dengan menggunakan baut A325 19 mm. Reaksi terfaktor balok WF 300 adalah sebesar 18 ton, sedangkan pada WF 400 adalah sebesar 32 ton. Mutu baja profil BJ37.Jawab :

Tahanan tumpu pada bagian web dari balok :Rn= 0,75(2,4.fup).db.tp= 0,75(2,4)(370)(19)(6,5) = 8,22 ton/baut(WF 300)= 0,75(2,4)(370)(19)(8) = 10,12 ton/baut(WF 400)Tahanan geser baut dengan dua bidang geser :Rn= 0,75(0,5.fub).m.Ab= 0,75(0,5)(825)(2)(283,64) = 17,55 ton/baut

Perhitungan jumlah baut :

WF 300 WF 400 Periksa geser blok pada WF 300 :Agv= 180(6,5) = 1170 mm2Anv= (180 2,5(19 + 2))(6,5) = 828,75 mm2Agt= 40(6,5) = 260 mm2Ant= (40 0,5(19 + 2))(6,5) = 191,75 mm2fu.Ant = 370(191,75) = 70947,5 N0,6fu.Anv= 0,6(370)(828,75) = 183982,5 NKarena fu.Ant < 0,6.fu.Anv makaTn= 0,6.fu.Anv + fy.Agt = 183982,5 + (240)(260) = 246382,5 N = 24,64 ton.Tn= 0,75(24,64) = 18,48 ton > Pu1 = 18 ton (OK!)Periksa geser blok pada WF 400 :Agv= 280(8) = 2240 mm2Anv= (280 3,5(19 + 2))(8) = 1652 mm2Agt= 40(8) = 320 mm2Ant= (40 0,5(19 + 2))(6,5) = 236 mm2fu.Ant = 370(236) = 87320 N0,6fu.Anv= 0,6(370)(1652) = 366744 NKarena fu.Ant < 0,6.fu.Anv makaTn= 0,6.fu.Anv + fy.Agt = 366744 + (240)(320) = 443544 N = 44,35 ton.Tn= 0,75(44,35) = 33,26 ton > Pu1 = 32 ton (OK!)

Problem 2 : (UNSTIFFENED BEAM SEAT)Sebuah profil siku digunakan untuk menghubungkan balok WF 400.200 dengan bagian web dari kolom WF 250.250 (mutu baja BJ37 dan mutu baut A325). Reaksi dari balok adalah sebesar 75 kN yang terdiri dari 15 kN (D) dan 60 kN (L).Jawab :Karena reaksi balok tidak terlalu besar (kurang dari 200 kN) maka tidak perlu pengaku vertikal. Kapasitas yang diperlukan adalahPu= 1,2D + 1,6L = 1,2(15) + 1,6(60) = 114 kNUntuk profil WF 400.200, k = 29 mm, sehingga

Dengan = 1, fy = 240 MPa, dan tw = 8 mm, maka diperoleh N = 13,125 mm. Karena disyaratkan bahwa Nmin = k, maka diambil N = 29 mm.Asumsikan ksiku = 25 mm, sehingga momen pada penampang kritis adalah :Mu= Pu(N/2 + 20 ksiku)= 114000(14,5 + 20 25) = 1083000 Nmm

Dicoba seat angle dengan panjang 15 cm, sehingga kapasitas momen nominal dari seat angle adalah : Sehingga

Gunakan siku 120.120.12 (k = 25 mm, sesuai asumsi awal)Selanjutnya kuat tekuk dukung dari balok juga harus diperiksa, dengan mengingat N = 29 mmd = 400 mmtf = 13 mmtw = 8 mmfyw = 240 MPa Serta N/d = 29/400 = 0,075 ( < 0,2 ), maka : Asumsikan sambungan baut tipe tumpu dengan ulir di luar bidang geser, gunakan baut 19 mm, fub = 825 MPaRn= .0,5.fub.m.Ab= 0,75(0,5)(825)(1)(283,64) = 87716,7 N = 87,7kN

Problem 3 : (STIFFENED BEAM SEAT)

Desainlah sebuah sambungan balok kolom dengan menggunakan las, antara balok WF 500.200 dengan web dari kolom WF 250.250. Diketahui reaksi balok adalah sebesar 275 kN yang terdiri dari 75 kN (D) dan 200 kN (L). Mutu baja BJ37, sedangkan mutu las fu = 480 MPa. Jawab :Properties dari WF 500.200 adalah :d = 500 mmtf = 16 mmtw = 10 mmk = 36 mmBeban disain adalah sebesar :Pu= 1,2D + 1,6L = 1,2(75) + 1,6(200) = 410 kNUntuk mencegah leleh dari web, maka panjang tumpuan ditentukan oleh :Pn= .fy.tw (N + 2,5k)

Atau :

periksa terhadap kuat tekuk dukung balok

dengan Pu = 410000 N serta d = 500 mm, tf = 16 mm, tw = 10 mm, diperoleh N = 202,21 mm 205 mmKarena N/d = 205/500 = 0,41 > 0,2 maka harus diperiksa terhadap persamaan :

= 438719,1 N > Pu = 410000 N(OK!)Untuk seat plate digunakan pelat dengan ketebalan 16 mm (sama dengan tebal flens balok). Ukuran las minimum untuk pelat tebal 16 mm adalah 6 mm, dalam contoh ini digunakan ukuran las 8 mm.Wperlu= N + set back = 205 + 15 = 220 mmKetebalan stiffener (ts) ditentukan sebagai berikut :ts tw = 10 mma.b.

es = W N/2 = 220 (205/2) = 117,5 mm

c.Tebal stiffener diambil sebesar 16 mm, sehingga ukuran las efektif maksimum dapat ditentukan sebagai berikut :

Panjang las yang diperlukan (L), ditentukan dengan persamaan :

Untuk disain LRFD, maka :R = Rn = (0,707a)(0,6.fu las)= 0,75(0,707)(8)(0,60)(480) = 1221,7 N/mmSehingga panjang las sekarang dapat dihitung sebagai berikut :

diperoleh L = 276,08 mm 280 mmJadi digunakan las ukuran 8 mm dengan panjang L = 280 mm.

Problem 4 : (MOMENT RESISTING CONNECTION)

Disainlah sebuah sambungan balok kolom antara balok WF 300.150 dengan kolom WF 200.200. Gunakan mutu baja BJ37 dan baut A325 19 mm dengan ulir pada bidang geser. Diketahui momen ujung sebesar 15 kNm (D) dan 30 kNm (L). Gaya geser ujung yang bekerja sebesar 20 kN (D) dan 50 kN (L).Properties penampang adalah :WF 300.150d = 300 mmtf = 9 mmtw = 6,5 mmWF 200.200d = 200 mmtf = 12 mmtw = 8 mmJawab :Mu= 1,2D + 1,6L = 1,2(15) + 1,6(30) = 66 kNmPu= 1,2D + 1,6L = 1,2(20) + 1,6(50) = 104 kNMenghitung tahanan nominal baut :Geser :1 bidang geser: Rn = 0,75(0,4.fub)Ab = 0,75(0,4)(825)(283,64) = 70,2 kN2 bidang geser: Rn = 2(70,2) = 140,4 kNTumpu :Web balok: Rn = 0,75(2,4.fup).db.tp = 0,75(2,4)(370)(19)(6,5) = 82,2 kNFlens balok: Rn = 0,75(2,4)(370)(19)(9) = 113,8 kNTarik: Rn = 0,75(0,75.fub).Ab = 0,75(0,75)(825)(283,64) = 131,6 kNPerhitungan siku penyambung atas dan bawah :Dicoba dua buah baut pada masing masing profil siku, sehingga :

jarakbaut terhadap flens atas balok = (400 300) = 50 mm. Gunakan profil siku 100.200.14, sehingga :a = 50 tsiku rsiku = 50 14 15 = 21 mmdengan d = 400 mm, maka gaya yang bekerja pada profil siku adalah :

Gaya ini menimbulkan momen pada profil siku sebesar :

M = 0,5.T.a = 0,5(165000)(21) = 1732500 Nmm

Kapasitas nominal penampang persegi adalah :

sehingga diperoleh :

Gunakan siku 100.200.14 dengan panjang 200 mm pada flens kolom.30Perhitungan sambungan pada flens balok :

Baut penyambung adalah baut dengan satu bidang geser, sehingga :

Perhitungan sambungan web balok dengan siku 100.200.14 :

Tahanan dua bidang geser (140,4 kN) lebih besar daripada tahanan tumpu (82,2 kN) sehingga tahanan baut ditentukan oleh tahanan tumpu.

Sambungan web balok dengan flens kolom :Baut yang menghubungkan balok dengan flens kolom adalah sambungan dengan satu bidang geser (Rn = 70,2 kN), sehingga :

Problem 5 : (STIFFENER KOLOM)Disainlah sambungan balok kolom berikut, antara balok WF 600.200 dengan kolom WF 350.350. Gunakan mutu baja BJ37, fu las = 480 MPa, baut A325 19. Diketahui beban beban yang bekerja adalah :

bebanGeser (kN)Momen (kNm)D90110L3060W100220Properties penampang :WF 600.200d = 600 mmbf = 200 mmtf = 17 mmtw=11mmWF 350.350d = 350 mmbf = 350 mmtf = 19 mmtw=12mmJawab :

Perhitungan kombinasi pembebanan :U = 1,2D + 1,6L = 156 kN(Geser)= 228 kNm(Momen) U = 1,2D + 0,5L + 1,3W= 253 kN(Geser)= 448 kNm(Momen)Perhitungan pelat penyambung atas (flens tarik) :Tu = 448.103/600 = 746,66 kNTn = 0,9.Ag.fy = 0,9(240).Ag = 746,66.103 NAg = 3456 mm2Gunakan pelat ukuran 20175 (Ag = 3500 mm2).

Las sambung gunakan las sudut ukuran 8 mm dengan kapasitas :Rn = 0,75(0,707.a)(0,6.fu las) = 0,75(0,707)(8)(0,6)(480) = 1221,7 N/mmPanjang las yang diperlukan = 746,66.103/1221,7 = 612 mm.

Gunakan las sepanjang 175 mm (pada ujung pelat) dan 220 mm (pada kedua sisi).Perhitungan pelat penyambung bawah (flens tekan) :Gunakan pelat ukuran 10350 = 3500 mm2, dengan las sudut ukuran 8 mm sepanjang 310 mm tiap sisi.

Perhitungan pelat geser (shear plate) :Baut penyambung digunakan baut A325 19 mm dengan satu bidang geser:Rn = 0,75(0,4.fub).Ab = 0,75(0,4)(825)(283,64) = 70,2 kN

Panjang shear plate = 3(75) + 2(30) = 285 mm

Gunakan shear plate dengan ukuran 10285 mm2. Sebagai penyambung shear plate denga flens kolom digunakan las sudut ukuran 6 mm dengan kapasitas :

Rn= 0,75(0,707)(6)(0,6)(480) = 916,3 N/mmPanjang las sudut yang diperlukan = 253.103/916,3 = 276 mm 280 mmStiffener flens kolom pada flens tarik balok :Rn= .6,25.fy.tf2 = 0,9(6,25)(240)(192) = 487350 N < Tu (746,66 kN) perlu dipasang stiffener !Problem 6 : (SAMBUNGAN MEMANJANG)

Disainlah sambungan memanjang dari balok WF 500.200 (BJ37), rencanakan sambungan tersebut sebagai sambungan sekuat profil. Gunakan pula baut A325 19 (dengan ulir di luar bidang geser).Jawab :

Tahanan momen rencana dan tahanan geser rencana dari balok WF dihitung sebagai berikut :b.Mn= b.Mp = 0,90(2096,36.103)(240) = 452813760 Nmmv.Vn= v.(0,6.fy).Aw = 0,90(0,6)(240)(500)(10) = 648000 NPerhitungan pelat web :Pelat web harus memikul semua gaya geser. Tahanan rencana Rn untuk baut dengan dua bidang geser adalah :.Rn= (0,5.fub).m.Ab = 0,75(0,5)(825)(2)(283,64)= 175502,25 N

karena 4 buah baut tersebut hanya digunakan untuk memikul geser, sedangkan pelat web juga harus memikul sebagian momen lentur dari balok maka dicoba menggunakan 3 baris baut 19mm (@ 4 baut).Ketebalan pelat web untuk mencegah keruntuhan geser sepanjang penampang netto dapat ditentukan sebagai berikut :(0,6.fu).Anv = Vu

Dengan menggunakan 4 baut, tebal yang diperlukan untuk tiap pelat web berdasarkan kondisi batas keruntuhan geser adalah :

Gunakan 2 buah pelat ukuran 6450 mm sebagai pelat web.Perhitungan pelat flens :Pelat sambung flens didisain seperti batang tarik, lebar pelat diambil selebar flens balok IWF = 200 mm. Untuk disain pelat flens harus ditinjau terhadap kondisi batas fraktur dan leleh.

Pelat flens diperiksa terhadap syarat syarat :.Tn = .Ag.fy (kondisi leleh, = 0,90).Tn = .An.fu(kondisi fraktur, = 0,75)An < 0,85.Ag

Ag = 350(12) = 4200 mm2 > Ag perlu(OK!)Perhitungan baut pada flens :

Baut pada flens merupakan baut dengan dua bidang geser. Tahanan baut diperhitungkan sebagai berikut :

Tahanan geser (dua bidang geser) :.Rn = .(0,5.fub).m.Ab = 0,75(0,5)(825)(2)(283,64) = 175504 N

Tahanan tumpu :.Tn = .2,4.fu.db.tp = 0,75(2,4)(370)(19)(12) = 151848 N

Perhitungan baut pada web :Hitung momen yang dipikul oleh pelat web, ketika fy tercapai pada bagian tengah pelat flens tarik :

Gaya pada baut terluar dihitung dengan cara elastis sebagai berikut :Sx2 + Sy2 = 8(75)2 + 6(150)2 + 6(50)2= 195000 mm2

untuk web dari WF 500.200 (tw = 10 mm), maka :.Rn = 0,75(2,4)(370)(19)(10) =126540 N > Ru(OK!)