Materi Pokok : STRUKTUR BAJA I / 3 SKS / MODUL 3
Drs. Nathanael Sitanggang, S.T., M.Pd.
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2007
PENGANTAR
Selamat bertemu kembali dalam perkuliahan Struktur Baja I. Modul ajar ini menjelaskan tentang Perencanaan Sambungan Profil Baja. Sambungan yang dimaksudkan adalah sambungan dengan menggunakan baut, sambungan dengan menggunakan paku keling, dan sambungan dengan menggunakan las. Mempelajari modul ajar ini disediakan waktu dalam 2 pertemuan, yaitu pertemuan 4 dan 5 (Tatap muka = 300 menit dan Praktek = 600 menit). Modul ajar ini dilengkapi dengan Rencana Kegiatan Perkuliahan (RKP), aktivitas mahasiswa, contoh, latihan, dan kunci jawaban. Demikianlah disampaikan kepada anda yang tetap berkeinginan untuk maju. Selamat belajar dan semoga sukses.
Penulis,
Drs. Nathanael Sitanggang, S.T., M.Pd.
Modul 3
1
Rencana Kegiatan Perkuliahan (RKP) :
PERENCANAAN SAMBUNGAN BAJA
Mata kuliah
: Struktur Baja I
Semester / SKS
: III / 3 SKS
Materi Pokok
: Perencanaan Sambungan Baja
Alokasi Waktu
: 2 pertemuan (pertemuan 4 dan 5)
Standar Kompetensi
: Mampu menghitung komponen sambungan baja
Kompetensi Dasar
:
1) Mampu menghitung jumlah baut pada sambungan baja 2) Mampu menghitung jumlah paku keling pada sambungan baja 3) Mampu menentukan tebal las pada sambungan baja Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa mampu menghitung komponen sambungan baja Tahap Pembelajaran
:
Fase I. Prakondisi : 1) Metode Pembelajaran yang digunakan ialah : a. Ceramah b. Diskusi dan Tanya jawab c. Aktivitas (penyelesaian masalah) d. Latihan 2) Sumber belajar a. Modul Ajar 3 b. Tabel Profil Konstruksi Baja c. PPBBI Fase II. Prosedur Pembelajaran 1) Menjelaskan alat penambung baut 2) Menyelesaikan masalah (aktivitas mhs) 3) Menjelaskan alat penyambung paku keling 4) Menyelesaikan masalah (aktivitas mhs) 5) Menjelaskan las sebagai alat penyambung
Modul 3
2
6) Menyelesaikan masalah (aktivitas mhs) 7) Latihan 8) Formatif 3 dilaksanakan pada akhir Pertemuan 5. Fase III. Materi Pembelajaran Materi pokok : Perencanaan Sambungan Baja Materi pokok ini akan dibahas dengan menggunakan modul ajar 3, Tabel Profil Konstruksi Baja, dan PPBBI. Fase IV. Proses Evaluasi 1) Domain kognitif 2) Instrument yang digunakan ialah tes esay 3) Standar : menguasai materi perkuliahan minimum 70 %.
Modul 3
3
Selamat datang bagi anda yang ingin mempelajari modul ini. Modul ini akan menjelaskan sambungan pelat atau profil baja. Di dalam struktur rangka sambungan pelat ataupun sambungan profil baja tidak dapat dihindari karena ada kemungkinan suatu profil baja kurang panjangnya, tetapi selain itu ada juga kemungkinan diadakan sambungan karena pertemuan suatu batang dengan batang yang lain pada satu titik buhul, dengan menggunakan pelat buhul. Alat penyambung yang lazim digunakan untuk profil baja ialah baut, paku keling dan Las. Kalau dibandingkan ketiga alat penyambung ini, alat penyambung las merupakan alat penyambung yang menghasilkan sambungan yang lebih kaku. Tetapi antara alat penyambung baut dan paku keling, alat penyambung paku keling menghasilkan sambungan yang lebih kaku jika dibandingkan dengan alat penyambung baut. Di dalam modul ini terdapat 3 sub topik yang akan dibahas secara beruntun dalam setiap kegiatan belajar, yaitu :
Kegiatan belajar 1
: Sambungan dengan menggunakan Baut
Kegiatan belajar 2
: Sambungan dengan menggunakan Paku Keling
Kegiatan belajar 3
: Sambungan dengan menggunakan Las
Standar Kompetensi : Setelah tuntas mempelajari modul ini, anda dapat merencanakan sambungan profil baja sesuai dengan peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia.
Modul 3
4
1. Pendahuluan Baut adalah salah satu alat penyambung profil baja, selain paku keling dan las. Baut yang lazim digunakan sebagai alat penyambung profil baja adalah baut hitam dan baut berkekuatan tinggi. Baut hitam terdiri dari 2 jenis, yaitu : Baut yang diulir penuh dan baut yang tidak diulir penuh, sedangkan baut berkekuatan tinggi umumnya terdiri dari 3 type yaitu : Tipe 1 : Baut baja karbon sedang, Tipe 2 : Baut baja karbon rendah, Tipe 3 : Baut baja tahan karat. Walaupun baut ini kurang kaku bila dibandingkan dengan paku keling dan las, tetapi masih banyak digunakan karena pemasangan baut relatif lebih praktis. Dalam kegiatan belajar 1 ini, anda dapat mempelajari lebih mendalam mengenai :
Perencanaan
sambungan
profil
baja
dengan
menggunakan
alat
penyambung baut.
Kompetensi Dasar : Setelah selesai kegiatan belajar 1 ini, anda akan dapat merencanakan sambungan profil baja dengan menggunakan baut sesuai dengan PPBBI.
Modul 3
5
2. Uraian Pada umumnya baut yang digunakan untuk menyambung profil baja ada 2 jenis, yaitu : Baut yang diulir penuh Baut yang tidak diulir penuh Baut Yang Diulir Penuh Baut yang diulir penuh berarti mulai dari pangkal baut sampai ujung baut diulir. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Gambar 1 berikut.
Gambar 1. Baut yang Diulir Penuh
Diameter baut yang diulir penuh disebut Diameter Kern (inti) yang ditulis dengan notasi d k atau d1 pada Tabel Baja tentang Baut, misalnya :
Diameter Nominal ( dn )
Tinggi Mur (mm)
Diameter Inti ( d k ) (mm)
Ket.
Inchi
mm
½
12,70
13
9,99
M12
5/8
15,87
16
12,92
M16
¾
19,05
19
15,80
M20
1
25,40
25
21,34
M25
Modul 3
6
Diameter yang dipergunakan untuk menghitung luas penampang ( Abaut ) ialah :
1 2 Abaut = π ⋅ d s 4 Dimana
: Abaut ds =
= Luas Penampang baut dn + 3⋅ dk 4
Jadi kalau ada ingin mengetahui luas penampang baut M16 diulir penuh, maka anda harus menghitung dengan rumus dari tabel di atas, yaitu : ds =
15,87 + (3 × 12,92) = 13,66 mm = 1,366 cm 4
maka Abaut
=
1 π ⋅ ds2 4
= ¼ . 3,14 (1,366)2 = 1,46 cm2
Kalau baut yang diulir penuh digunakan sebagai alat penyambung, maka ulir baut akan berada pada bidang geser. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar 2 berikut.
Gambar 2. Ulir Baut Berada pada Bidang Geser
Modul 3
7
Baut Yang Tidak Diulir Penuh
Baut yang tidak diulir penuh ialah baut yang hanya bagian ujungnya diulir. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Gambar 3 berikut ini.
Gambar 3. Baut yang tidak Diulir Penuh
Diameter nominal baut yang tidak diulir penuh ialah diameter terluar dari batang baut. Diameter nominal ialah diameter yang tercantum pada nama perdagangan, misalnya baut M16 berarti diameter nominal baut tersebut = 16 mm. Mengenai kekuatan tarik baut, anda dapat melihat pada tabel konstruksi baja. Sebagai contoh, berikut ini diuraikan kekuatan baut masing-masing dari baut hitam dan baut berkekuatan tinggi. Kalau baut hitam, ada tertulis di kepala baut 4,6 ini berarti tegangan leleh minimum baut = 4 x 6 x 100 = 2400 kg/cm2. sedangkan, untuk baut berkekuatan tinggi, ada tertulis di kepala baut A325 atau A490. untuk baut A325 dengan diameter 16 mm, maka kekuatan tarik baut = 10700 kg. Untuk menghitung luas penampang baut tidak diulir penuh digunakan 1 2 rumus : Abaut = π ⋅ d s 4
Aktivitas 1.1
1. Hitunglah luas penampang baut M20 yang diulir penuh 2. Hitunglah luas penampang baut M20 yang tidak diulir penuh
Modul 3
8
Jenis-jenis Sambungan Yang Menggunakan Baut
Ada 4 jenis sambungan yang menggunakan baut, yaitu : 1) Baut dengan 1 irisan (Tegangan geser tegak lurus dengan sumbu baut)
Gambar 4. Baut dengan Satu Irisan
2) Baut dengan 2 irisan (Tegangan geser tegak lurus dengan sumbu baut)
Gambar 1. Baut yang Diulir Penuh
3) Baut yang dibebani // sumbunya
Gambar 6. Baut yang dibebani Sejajar dengan Sumbu
Modul 3
9
4) Baut yang dibebani sejajar sumbu dan tegak lurus sumbu
Gambar 7. Baut yang dibebani sejajar sumbu dan tegak lurus sumbu
Besarnya tegangan izin baut pada sambungan yang menggunakan baut telah diatur pada PPBBI pasal. 8.2 yaitu : Tegangan geser izin : τ = 0,6 ⋅ σ
Tegangan Tarik izin : σ tarik = 0,7 ⋅ σ Tegangan idiil (akibat geser dan tarik) izin :
σ = σ 2 + 1,56τ 2 ≤ σ Tegangan tumpuan izin
: σ ttumpu = 1,5 ⋅ σ
untuk St ≥ 2d
: σ ttumpu = 1,2 ⋅ σ
untuk 1,5 ≤ St ≤ 2d
(Ket. St = Jarak sumbu baut paling luar ke tepi pelat yang disambung) Tetapi perlu diperhatikan, apabila pelat tidak kuat bila dibandingkan dengan baut, maka lubang baut pada pelat akan berubah bentuk dari bulat akan berubah menjadi oval. Karena itu harus dihitung kekuatan tumpuan dengan rumus :
N tp = d ⋅ s ⋅ σ tp dimana :
N tp = Kekuatan tumpuan d
Modul 3
= diameter lubang
10
s
= tebal pelat terkecil di antara planet yang disambung dan pelat penyambung.
σ tp = tegangan tumpuan izin.
Untuk Irisan 1 : S1 < S2 , maka
Untuk Irisan 2 : harga S pilih terkecil
S = S1
antara 2 S1 dan S2
Mengenai jarak baut pada suatu sambungan, tetap harus berdasarkan PPBBI pasal 8.2, yaitu :
Banyaknya baut yang dipasang pada satu baris yang sejajar arah gaya, tidak boleh lebih dari 5 buah.
Jarak antara sumbu buat paling luar ke tepi atau ke ujung bagian yang disambung, tidak boleh kurang dari 1,2 d dan tidak boleh lebih besar dari 3d atau 6 t (t adalah tebal terkecil bagian yang disambungkan).
Pada sambungan yang terdiri dari satu baris baut, jarak dari sumbu ke sumbu dari 2 baut yang berurutan tidak boleh kurang dari 2,5 d dan tidak boleh lebih besar dari 7 d atau 14 t.
Jika sambungan terdiri dari lebih satu baris baut yang tidak berseling, maka jarak antara kedua baris baut itu dan jarak sumbu ke sumbu dari 2 baut yang berurutan pada satu baris tidak boleh kurang dari 2,5 d dan tidak boleh lebih besar dari 7 d atau 14 t. 2,5 d < s < 7 d atau 14 t 2,5 d < u < 7 d atau 14 t
1,5 d < s1 < 3 d atau 6 t Jika sambungan terdiri dari lebih dari satu baris baut yang dipasang berseling, jarak antara baris-baris buat (u) tidak bole kurang dari 2,5 d dan
Modul 3
11
tidak boleh lebih besar dari 7 d atau 14 t, sedangkan jarak antara satu baut dengan baut terdekat pada baris lainnya (s2) tidak boleh lebih besar dari 7 d – 0,5 u atau 14 t – 0,5 u. 2,5 d < u < 7 d atau 14 t s2 > 7 d – 0,5 u atau 14 t – 0,5 u Contoh : Diketahui suatu sambungan tergambar, gaya yang bekerja = 25 ton dan diameter baut = 20 mm. Lebar pelat = 300 mm, dan tabel pelat adalah 12 mm dan 16 mm. Mutu baja BJ 37.
Ditanya : 1) Hitunglah besarnya tegangan yang timbul 2) Periksa tegangan yang timbul terhadap tegangan izin 3) Hitunglah besarnya gaya yang dapat didukung sambungan tersebut.
Jawab : 1) Besarnya tegangan yang timbul a. Tegangan tarik :
σ= Fn
Modul 3
P Fn =
Fbr – t (d + 0,1 mm) 3 lubang
=
(30 x 1,6) – 1,6 (2,0 + 0,1) 3
=
37,92 cm2
12
Maka σ
b. Tegangan Geser : τ = Fs
=
25000 kg / 37,92 cm2
=
659,28 kg/cm2
P / nFs
=
2 (1/4 π d2)
=
2 (1/4 x 3,14 x 2,02)
=
6,28 cm2
τ
Maka :
c. Tegangan tumpu : σ = Ftp
=
P / nFs
=
25000 / 3 x 6,28
=
1326,96 kg / cm2
P / nFtp
=
dxt
=
2,0 cm x 1,6 cm
=
3,20
σ
Maka :
tp
=
P / nFtp
=
2500 kg / 3 x 3,20 cm2
=
2604,16 kg / cm2
2) Periksa terhadap tegangan yang dizinkan a. Tegangan tarik : σ
trk
< 0,7 σ 659, 28 kg/cm2 < 0,7 x 1600 kg/cm2
ternyata
659,28 kg/cm2 < 1120 kg/cm2
b. Tegangan geser : τ < 0,6 σ 1326,96 kg/cm2 > 0,6 x 1600 kg/cm2 ternyata c. Tegangan tumpu : σ
1326,96 kg/cm2 > 960 kg/cm2 tp
= 1,5 σ
2604, 16 kg/cm2 > 1,5 x 1600 kg/cm2 ternyata
Modul 3
2604, 16 kg/cm2 > 2400 kg/cm2
13
3) Besarnya gaya yang dapat didukung sambungan adalah : a. Gaya Tarik : Ptrk
b. Gaya geser : Pgr
c. Kekuatan tumpu : Ptp
=
Fn x 0,7 σ
=
37,92 cm2 x 0,7 x 1600 kg/cm2
=
42470,4 kg
=
42,470 ton
=
n x Fs x 0,6 σ
=
3 x 6,28 cm2 x 0,6 x 1600 kg/cm2
=
18086,4 kg
=
18,086 ton
=
n x Ftp x σ
tp 2
=
3 x 3,2 cm x 2400 kg/cm2
=
23040 kg
=
23,040 ton
Aktivitas 1.2
1
Jelaskan perbedaan jenis sambungan baut 1 irisan dan 2 irisan
2
Mengapa lubang baut yang bulat pada suatu pelat yang disambung berubah bentuk menjadi oval.
3. Kesimpulan
Didalam sambungan yang menggunakan baut dapat digunakan baut yang diulir penuh dan baut yang tidak diulir penuh. Besarnya tegangan izin baut pada sambungan yang menggunakan baut harus sesuai dengan PPBBI pasal 8.2. Demikian juga halnya mengenai jarak baut harus tetap sesuai dengan aturan PPBBI Pasal 8.2.
Modul 3
14
4. Latihan Kegiatan Belajar 1
Pilihlah salah satu jawaban yang benar di antara a, b, c atau d setelah anda menghitungnya. Anda dapat memeriksa jawaban yang anda pilih, apakah benar atau tidak pada bagian F diakhir modul ini.
Soal : Diketahui suatu sambungan seperti tergambar, dimana gaya yang bekerja =
30 ton dan diameter baut = 25 mm. Lebar pelat = 300 mm dan tebal pelat
adalah 12 mm dan 16 mm.
1. Tegangan tarik yang timbul adalah...... a. 1020 kg/cm2 b. 845 kg/cm2 c. 2500 kg/cm2 d. 985 kg/cm2
2. Tegangan geser yang timbul adalah...... a. 985 kg/cm2 b. 2500 kg/cm2 c. 845 kg/cm2 d. 1020 kg/cm2
Modul 3
15
3. Tegangan tumpu adalah........ a. 845 kg/cm2 b. 1020 kg/cm2 c. 2500 kg/cm2 d. 985 kg/cm2
4. Besarnya gaya maksimum yang mungkin didukung adalah.... a. 32900 kg/cm2 b. 49700 kg/cm2 c. 33600 kg/cm2 d. 48400 kg/cm2
Periksalah Jawaban Anda Dengan Kunci Jawaban yang tersedia di bagian F Periksalah Jawaban Anda Dengan Kunci Jawaban yang tersedia di bagian D Yang berada dibagian belakang modul ini. Yang berada dibagian belakang modul ini.
Modul 3
16
1. Pendahuluan
Paku keling (rivet) adalah salah satu alat penyambung atau profil baja, selain baut dalam las. Paku keling terdiri dari sebuah baja yang pendek yang mudah ditempa dan berbentuk mangkuk setengah bulatan. Pada saat paku keling dalam keadaan plastis, paku keling dipukul dengan palu sehingga akan terbentuk sebuah kepala lagi pada sisi yang lainnya. Dan biasanya, paku keling akan mengembang sehingga mengisi seluruh lubang. Penggunaan paku keling sebagai alat penyambung lebih kaku bila dibandingkan dengan penggunaan baut. Dalam kegiatan belajar 2 ini, anda dapat mempelajari lebih mendalam mengenai :
Perencanaan
sambungan
profil
baja
dengan
menggunakan
alat
penyambung Paku Keling.
Kompetensi Dasar :
Setelah selesai kegiatan belajar 2 ini, anda akan dapat merencanakan sambungan profil baja dengan menggunakan Paku Keling sesuai dengan PPBBI.
Modul 3
17
2. Uraian
Pada umumnya paku keling yang dipakai pada struktur baja adalah paku keling yang dipasang di bengkel dan paku keling yang dipasang di lapangan. Sebagaimana telah dijelaskan pada pendahuluan, paku keling terdiri secara sederhana dari sebuah baja yang pendek, mudah ditempa dan berbentuk mangkuk setengah bulatan. Tetapi bisa juga kepala paku keling tersebut berbentuk bonggolan. Pada saat paku keling berada dalam keadaan plastis, paku keling dipukul dengan palu sehingga akan terbentuk sebuah kepala lagi pada sisi yang lainnya, dan paku keling tersebut mengembang serta mengisi seluruh lubang. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar 8 berikut ini.
Gambar 8. Alat Penyambung dengan Paku Keling
Selama proses penempaan, sebuah alat bucking di tempatkan dibawah kepala paku keling di sisi belakang sambungan, untuk memegang paku keling supaya tidak bergerak dan berfungsi sebagai landasan. Setelah ditempa, paku keling kemudian menjadi angin dingin dan pendek, proses pemendekkan ini akan memberikan tekanan pada pelat-pelat yang disambung. Didalam perhitungan, prinsip sambungan dengan menggunakan paku keling sama saja
dengan
prinsip
sambungan
dengan
menggunakan
baut.
Yang
membedakannya hanyalah tegangan izin. Untuk mengetahui tegangan izinnya dapat dilihat PPBBI pasal 8.3. ayat (1). Kecuali kombinasi tegangan geser dan tegangan tarik yang diizinkan sama dengan kombinasi tegangan geser dan tegangan tarik pada sambungan baut, yaitu :
σ = σ 2 + 1,56τ 2 ≤ σ
Modul 3
18
Hal ini didasarkan kepada pendapat Gunawan dan Margaret (1991) yang menyatakan bahwa pada PPBBI rumus tersebut ditulis salah. Besarnya tegangan gizi dalam menghitung kekuatan paku keling adalah : Tegangan geser yang diizinkan : τ = 0,8 σ Tegangan tarik yang diizinkan : σ
tr
= 0,8 σ
Tegangan tumpuan yang diizinkan :
σ tr = 2 σ untuk S1 > 2 d σ tr = 1,6 σ untuk1,5 d ≤ S1 ≤ 2 d Dimana :
S1
= Jarak dari paku keling yang paling luar ke tepi bagian yang disambung
d
= Diameter pake keling.
σ
= Tegangan dasar menurut tabel 1 (pasal 2.2), kecuali untuk tumpuan menggunakan tegangan dasar bahan yang disambung.
Contoh :
Diketahui suatu sambungan seperti tergambar, gaya yang bekerja = 25 ton dan diameter pake keling = 20 mm. Lebar pelat = 300 mm, dan tebal pelat = 12 mm dan 16 mm. Mutu baja BJ 37.
Modul 3
19
Ditanya : 1) Hitung besarnya tegangan yang timbul 2) Periksa tegangan yang timbul terhadap tegangan izin 3) Hitunglah besarnya gaya yang dapat didukung sambung tersebut.
Jawab : 1) Besarnya tegangan yang timbul a. Tegangan tarik : σ
=
Fn =
(30 x 1,6) – 1,6 (2,0 + 0,1) 3
=
37,92 cm2
σ
=
=
25000 kg / 37,92 cm
=
659,28 kg/cm2
Tegangan Geser :
τ
=
Fs
=
2 (1/4 π d2)
=
2 (1/4 x 3,14 x 2,02)
=
6,28 cm2
τ
=
=
25000 . 3 x 6,28
=
1326,96 kg / cm2
Maka :
c.
Fbr – t (d + 0,1 mm) 3 lubang =
Maka
b.
P / Fn
Tegangan tumpu : σ Ftp
σ
tp
P / Fn
P / nFs
P / nFs
= P / nFtp =
dxt
=
2,0 cm x 1,6 cm
=
3,20
=
P / nFtp
=
2500 kg / 3 x 3,20 cm2
=
2604,16 kg / cm2
Kalau anda perhatikan dengan contoh di depan dengan menggunakan baut, angka ini persis sama bukan. Modul 3
20
2) Periksa terhadap tegangan yang dizinkan a. Tegangan tarik : σ trk < 0,8 σ 659, 28 kg/cm2 < 0,8 x 1600 kg/cm2 ternyata
659,28 kg/cm2 < 1280 kg/cm2
b. Tegangan geser : τ < 0,8 σ 1326,96 kg/cm2 > 0,8 x 1600 kg/cm2 ternyata
1326,96 kg/cm2 > 1280 kg/cm2
c. Tegangan tumpu : σ
tp
=2 σ
2604, 16 kg/cm2 > 2 x 1600 kg/cm2 ternyata
2604, 16 kg/cm2 > 3200 kg/cm2
Kalau anda perhatikan, tegangan izin inilah yang membedakan baut dengan paku keling
3) Besarnya gaya yang dapat didukung sambungan adalah : a. Gaya Tarik : Ptrk =
Fn x 0,8 σ 37,92 cm2 x 0,8 x 1600 kg/cm2
= =
48537,6 kg
=
48,537 ton
b. Gaya geser : Pgr =
n x Fs x 0,6 σ
=
3 x 6,28 cm2 x 0,8 x 1600 kg/cm2
=
24115,2 kg
=
24,115ton
c. Kekuatan tumpu : Ptp
=
n x Ftp x σ
tp 2
=
3 x 3,2 cm x 3200 kg/cm2
=
30720 kg
=
30,720 ton
Jadi gaya maksimum yang mungkin diadakan adalah Pmax
= 24,115 ton (Hasil perhitungan yang paling kecil)
Kalau anda perhatikan, gaya maksimum juga berbeda dan ternyata daya dukung paku keling lebih besar bila dibandingkan dengan baut. Modul 3
21
Aktivitas 2.2
1. Jelaskan cara pemasangan paku keling di dalam suatu sambungan baja. 2. Jelaskan perbedaan antara sambungan paku keling dan sambungan baut di dalam perhitungannya.
3. Kesimpulan
Di dalam sambungan yang menggunakan paku keling sama prinsip perhitungannya dengan sambungan yang menggunakan baut. Perbedaannya hanyalah tegangan yang diizinkan. Besarnya tegangan yang diizinkan pada sambungan yang menggunakan paku keling harus sesuai dengan PPBBI pasal 8.3. sedangkan mengenai jarak paku keling dapat dipakai aturan PPBBI pasal 8.2.
4. Latihan Kegiatan Belajar 2
Pilihlah salah satu jawaban yang benar di antara a, b, c, atau d setelah anda menghitungnya. Soal :
Diketahui sebuah batang tarik yang terdiri dari pelat yang disambungkan seperti tergambar
Modul 3
22
Tebal pelat penyambung dan tebal pelat yang disambung = 20 mm. Diameter lubang paku keling = 20 mm. Mutu baja Bj 34.
1. Kekuatan paku keling terhadap geser adalah............ a. 8960 kg/cm2 b. 9860 kg/cm2 c. 7637 kg/cm2 d. 7037 kg/cm2
2. Kekuatan paku keling terhadap tumpuan..... a. 7037 kg/cm2 b. 8960 kg/cm2 c. 9860 kg/cm2 d. 7637 kg/cm2
Periksalah Jawaban Anda Dengan Kunci Jawaban yang tersedia di bagian F Yang berada dibagian belakang modul ini.
Modul 3
23
1. Pendahuluan
Pengelasan adalah salah satu cara menyambung pelat atau profil baja, selain menggunakan baut dan paku keling. Kalau diperhatikan sekarang ini, sebagian besar sambungan yang dikerjakan di bengkel menggunakan las, misalnya pembuatan pagar besi, pembuatan tangga besi ataupun jerejak. Proses pengelasan biasanya dikerjakan secara manual dengan menggunakan batang las (batang elektroda). Batang elektroda berbeda-beda tipenya tergantung kepada jenis baja yang akan dilas, di pasaran biasanya disebut las listrik. Selain itu ada juga proses pengelasan dengan menggunakan gas acetylin yang disebut las antogen, bahasa pasarannya disebut las karbit, pernahkah anda dengar?
Kompetensi Dasar :
Setelah selesai kegiatan belajar 3 ini, anda akan dapat merencanakan sambungan pelat atau profil baja dengan menggunakan las sesuai dengan PPBBI.
Modul 3
24
2. Uraian
Pada Konstruksi baja biasanya terdapat 2 macam las, yaitu las tumpul dan las sudut. Las Tumpul :
Untuk menyambung pelat atau profil baja dengan las tumpul ada 4 jenis yaitu : Las tumpul persegi panjang : Sambungan jenis ini hanya dipakai bila
tebal logam dasar tidak lebih dari 5 mm.
Gambar 9. Las Tumpul Persegi Panjang
Las tumpul V tunggal : Sambungan jenis ini tidak ekonomis bila
logam dasar tebalnya melebihi 15 mm.
Gambar 10. Las Tumpul V Tunggal
Las tumpul V ganda : sambungan jenis ini lebih cocok untuk seluruh
kondisi.
Gambar 11. Las Tumpul V Ganda
Modul 3
25
Las tumpul U tunggal : Sambungan jenis ini cocok untuk logam dasar
yang tebalnya tidak lebih dari 30 mm
Gambar 12. Las Tumpul U Tunggal
Las Sudut
Untuk menyambung pelat atau profil baja dengan las sudut ada 3 jenis yaitu : Las sudut datar : Sambungan jenis ini adalah sambungan las yang
paling umum digunakan karena memberikan kekuatan yang sama dengan pemakaian elektroda yang lebih sedikit.
Gambar 13. Las Sudut Datar
Las sudut cekung : Pemakaian elektroda lebih banyak dibandingkan
dengan las sudut datar.
Gambar 14. Las Sudut Cekung
Modul 3
26
Las sudut cembung : Pemakaian elektroda lebih banyak sama seperti
las sudut cekung.
Gambar 15. Las Sudut Cembung
Aktivitas 1.2
1. Jelaskan perbedaan sambungan pelat atau profil baja antara yang menggunakan baut, paku keling, dan las ditinjau dari segi kekakuan ! 2. Jelaskan tiga perbedaan antara las tumpul dan las sudut !
Peraturan Sambungan Dengan Menggunakan Las
Untuk menyambung pelat atau profil baja dengan menggunakan las harus berpedoman kepada Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI) tahun 1983, pasal 8.5, antara lain :
1) Panjang netto las adalah : Ln = Lbruto – 3a
Dimana : a = tebal las Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar 16 pada halaman berikut ini.
Modul 3
27
Gambar 16. Panjang Las dan Tebal Las
2) Panjang netto las tidak boleh kurang dari 40 mm atau 8 a 10 kali tebal las. 3) Panjang netto las tidak boleh lebih dari 40 kali tebal las. Kalau diperlukan panjang netto las yang lebih dari 40 kali tebal las, sebaiknya dibuat las yang terputus-putus. 4) Untuk las terputus pada batang tekan, jarak bagian-bagian las itu tidak boleh melebihi 16 t atau 30 cm. Sedangkan pada batang tarik, jarak itu tidak boleh melebihi 24 t atau 30 cm, dimana t adalah tebal terkecil dari elemen yang dilas. 5) Tebal las sudut tidak boleh lebih dari ½ t 2 6) Gaya P yang ditahan oleh las membentuk sudut α dengan bidang retak las, maka tegangan miring diizinkan adalah :
σa=
Modul 3
1 sin 2 α + 3 cos 2 α
28
@ Tegangan miring yang terjadi dihitung dengan :
σ=
P σ A
a
dimana : P = Gaya yang ditahan oleh las A = Luas Bidang retak las
@ Tegangan idiil pada las dapat dihitung dengan :
σa=
αa c
c=
1 sin α + 3 cos 2 α 2
7) Gaya yang diizinkan untuk beberapa macam sambungan las
a.
P = σ A(untuk α =900)
b.
P = σ A(untuk α =900)
c.
P = 0,58 σ A(untuk α =00)
Modul 3
29
d.
P = 0,58 σ A(untuk α =00)
e.
P = 0,91 σ A(untuk α =790)
f.
P = 0,71 σ A(untuk α =450)
g.
P = 0,58 σ A(untuk α =00)
h.
P = σ A(untuk α =900)
Modul 3
30
i.
P = 1,2 σ A
j.
P = 0,89 σ A(untuk α =770)
Aktivitas 3.2
1.
Berapakah panjang minimum las pada suatu sambungan ?
2.
Upaya apa yang anda lakukan apabila pada suatu sambungan memerlukan panjang netto las lebih dari 40 kali tebal las ?
3.
Berapakah besarnya gaya yang diizinkan untuk sambungan las tumpul yang mengalami gaya tekan ?
Modul 3
31
3. Kesimpulan
Di dalam sambungan pelat atau profil baja yang menggunakan las akan diperoleh sambungan yang sangat kaku apabila dibandingkan dengan baut atau paku keling. Pada konstruksi baja biasanya ada 2 macam las yaitu las tumpul dan las sudut, dimana penggunaannya tergantung kepada konstruksi yang akan disambungkan. Untuk menyambung pelat atau profil baja dengan menggunakan las harus berpedoman kepada PPBBI pasal. 8.5
4. Latihan Kegiatan Belajar 3
Pilihlah salah satu jawaban yang benar di antara a, b, c, atau d setelah anda menghitungnya. Soal :
Diketahui suatu pelat yang berukuran 80 mm x 10 mm dihubungkan dengan las pada suatu pelat yang lain, seperti tergambar mutu pelat Bj 37.
1. Gaya Tarik yang dapat diizinkan adalah ....... a. 12800 ton b. 12,80 ton c. 11648 ton d. 11,648 ton
Modul 3
32
2. Tabel las sudut adalah..... a. 70,0 mm b. 7,00 mm c. 50 mm d. 5 mm
3. Panjang Netto las maksimum adalah...... a. 280 cm b. 140 cm c. 28 cm d. 14 cm
Periksalah Jawaban Anda Dengan Kunci Jawaban yang tersedia di bagian F Yang berada dibagian belakang modul ini.
Modul 3
33
Anda telah mempelajari modul ini dengan tuntas. Anda telah dapat mengenal dan memiliki pemahaman yang mendalam tentang : Ú
Sambungan Dengan Menggunakan Baut.
Anda sekarang telah dapat merencanakan sambungan pelat atau profil baja dengan menggunakan baut sesuai dengan PPBBI 1983. Anda sudah dapat menggunakan baut yang diulir penuh ataupun baut yang tidak diulir penuh. Anda juga telah mengenal jenis – jenis sambungan yang menggunakan baut. Ú
Merencanakan penampang batang tarik. Anda sekarang telah dapat
menentukan ukuran profil baja yang digunakan sebagai batang tarik. Selain itu, anda juga telah dapat menentukan kelangsingan batang tarik yang digunakan yang memenuhi persyaratan PPBBI yaitu harus lebih kecil dari 240 untuk konstruksi utama dan harus lebih kecil dari 360 untuk konstruksi sekunder.
Modul 3
34
Lihat di Buku Induk ya .... !
Gunawan, T. Dan Margaret, S. (1991). Teori Soal Dan Penyelesaian Konstruksi Baja I Jilid I. Jakarta : Delta Teknik Group.
Pasaribu, Patar M. (1996).Konstruksi Baja. Medan: Percetakan Bin Harun. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI) 1983. Bandung :
Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.
Rudy Gunawan. (1987). Tabel Profil Konstruksi Baja. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.
Modul 3
35
