BAB II LANDASAN TEORI. Struktur baja bisa dibagi atas tiga kategori umum : b. Struktur gantung (suspension), yang sistem pendukung utamanya

BAB II LANDASAN TEORI

2 .1 Umum Struktur baja bisa dibagi atas tiga kategori umum : a. Struktur rangka (framed structure), yang elemennya bisa terdiri dari batang tarik, kolom, balok dan batang yang mengalami gabungan lenturan dan beban aksial b. Struktur gantung (suspension), yang sistem pendukung utamanya mengalami tarikan aksial yang dominan. c. Struktur selaput (sheel), yang tegangan aksialnya dominan.

Type – type struktur baja : a. Rangka baja penahan dinding Yakni Struktur rangka (framed structure), yang elemennya bisa terdiri dari batang tarik, kolom, balok dan batang yang mengalami gabungan lenturan dan beban aksial yang berfungsi sebagai strruktur penahan dinding.

Gambar 2.1 Rangka baja penahan dinding

Universitas Sumatera Utara

b. Rangka baja jembatan Yakni Struktur rangka (framed structure), yang elemennya bisa terdiri dari batang tarik, kolom, balok dan batang yang mengalami gabungan lenturan dan beban aksial yang berfungsi sebagai Struktur gantung penahan beban yang melintas / beban yang bergerak.

Gambar 2.2 Rangka baja jembatan c. Rangka baja gedung (portal) Yakni Struktur rangka (framed structure), yang elemennya bisa terdiri dari batang tarik, kolom, balok dan batang yang mengalami gabungan lenturan dan beban aksial yang berfungsi sebagai Struktur bangunan gedung yang permanent..

Gambar 2.3 Rangka baja gedung (portal)


d. Rangka baja bangunan industri Yakni Struktur rangka (framed structure), yang elemennya bisa terdiri dari batang tarik, kolom, balok dan batang yang mengalami gabungan lenturan dan beban aksial yang berfungsi sebagai Struktur bangunan industri.

Gambar 2.4 Rangka baja bangunan industri

2.2 Sifat – Sifat Baja Pengetahuan mengenai sifat – sifat baja merupakan keharusan apabila seorang insinyur menggunakan baja sebagai pilihan untuk merencanakan suatu bagian struktur. Sifat mekanisme yang sangat penting pada baja diperoleh berdasarkan hukum eksperimental tegangan dan regangan yang didapatkan oleh Robert Hooke pada tahun 1678. jika benda mengalami pembebanan, didapatkan bahwa untuk bahan tertentu perpanjangannya berbanding lurus dengan beban yang dipasang. Jika bahan terbuat dari bahan terbuat dari bahan elastic yang penampangnya sama dibebani menurut sumbunya, tegangannya sama pada seluruh penampang dan besarnya sama dengan besar beban dibagi dengan luas penampangnya. Regangan sumbu sama dengan pertambahan panjang dibagi dengan panjang semula, sehinggga dapat ditulis:


σ =

P A

…………………………………………………… (2.1)

ε=

Lo − L Lu

…………………………………………………… (2.2)

σ = ε .E

dimana :

................................................................................ (2.3)

σ

= tegangan yang terjadi

P

= gaya aksial yang bekerja pada penampang

A = luas penampang

ε = regangan Lo = panjang mula – mula Lu = panjang batang setelah mendapatkan beban E

= modulus elastisitas

Berdasarkan persentase zat arang yang dikandung, baja dapat dikategorikan sebagai berikut : 1. Baja dengan persentase zat arang rendah ( low carbon steel ) Yakni lebih kecil dari 0.15 % 2. Baja dengan persentase zat arang ringan ( mild carbon steel ) Yakni 0.15 % - 0.29 % 3. Baja dengan persentase zat arang sedang ( medium carbon steel ) Yakni 0.30 % - 0.59 % 4. Baja dengan persentase zat arang tinggi ( High carbon steel ) Yakni 0.60 % - 1.7 % Baja untuk bahan struktur termasuk kedalam baja yang persentase zat arang yang ringan ( mild carbon steel ), semakin tinggi kadar zat arang yang


terkandung didalamnya, maka semakin tinggi nilai tegangan lelehnya. Sifat-sifat bahan struktur yang paling penting dari baja adalah sebagai berikut : 1. Modulus Elastisitas ( E ) Modulus elastisitas untuk semua baja ( yang secara relative tidak tergantung dari kuat leleh ) adalah 28000 sampai 30000 ksi atau 193000 sampai 207000 Mpa. Nilai untuk desain lazimnya diambil sebesar 29000 ksi atau 200000 Mpa. Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Indonesia ( PPBBI ), nilai modulus elastisitas baja adalah 2,1 x 106 kg/cm² atau 2,1 x 105 MPa. 2. Modulus Geser ( G ) Modulus geser setip bahan elastis dihitung berdasarkan formula :

G=

E 2(1 + µ )

Dimana µ = perbandingan poisson yang diambil sebesar 0,3 untuk baja. Dengan menggunakan µ = 0,3 maka akan memberikan G = 11000 ksi atau 77000 MPa. Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia ( PPBBI ), nilai modulus geser ( gelincir ) baja adalah 0,81 x 106 kg/cm² atau 0,81 x 105 MPa. 3. Koefisien Ekspansi ( α ) Koefisien ekspansi adalah koefisien pemuaian linier. Koefisien ekspansi baja

diambil sebesar 12 x 10-6 per 0C.

4. Tegangan Leleh ( σ1 ) Tegangan leleh ditentukan berdasarkan mutu baja.


5. Sifat – sifat lain yang penting. Sifat – sifat ini termasuk massa jenis baja, yang sama dengan 490 pcf atau 7,850 t/m3, atau dalam berat satuan, nilai untuk baja sama dengan 490 pcf atau 76, 975 kN/m³, berat jenis baja umumnya adalah sebesar 7,85.

Untuk mengetahui hubungan antara tegangan dan regangan pada baja dapat dilakukan dengan uji tarik di laboratorium. Sebagian besar percobaan atas baja akan menghasilkan bentuk hubungan antara tegangan dan regangan seperti tergambar di bawah ini.

σ

M

A’ A B

0

C

ε

Gambar 2.5 Hubungan tegangan - regangan untuk uji tarik pada baja lunak. Keterangan gambar : σ

= tegangan baja

ε

= regangan baja

A = titik proporsional A’ = titik batas elastis


B

= titik batas plastis

M = titik runtuh C

= titik putus Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa sampai titik A hubungan antara

tegangan dan regangan masih linier atau keadaan masih mengikuti hukum Hooke.Kemiringan garis OA menyatakan besarnya modulus elastisitas E. diagram regangan untuk baja lunak memiliki titik leleh atas ( upper yield point ), σyu dan daerah leleh datar. Secara praktis, letak titik leleh atas ini, A’ tidaklah terlalu berarti sehingga pengaruhnya sering diabaikan. Titik A’ sering juga disebut sebagai titik batas elastis ( elasticity limit ). Sampai batas ini bila gaya tarik dikerjakan pada batang baja maka batang tersebut akan berdeformasi. Selanjutnya bila gaya itu dihilangkan maka batang akan kembali kebentuk semula. Dalam hal ini batang tidak mengalami deformasi permanen. Bila beban yang bekerja bertambah, maka akan terjadi pertambahan regangan tanpa adanya pertambahan tegangan. Sifat pada daerah AB Inilah yang disebut sebagai keadaan plastis. Lokasi titik B, yaitu titik batas plastis tidaklah pasti tetapi sebagai perkiraan dapat ditentukan yakni terletak pada regangan 0.014. Daerah BC merupakan daerah strain hardening, dimana pertambahan regangan akan diikuti dengan sedikit pertambahan tegangan. Disamping itu, hubungan tegangan dengan regangannya tidak lagi bersifat linier. Kemiringan garis setelah titik B ini didefenisikan sebagai Ez. Di titik M, yaitu regangan berkisar antara 20 % dari panjang batang, tegangannya mencapai nilai maksimum


yang disebut sebagai tegangan tarik batas ( Ultimate tensile strength ). Akhirnya bila beban semakin bertambah besar lagi maka titik C batang akan putus. Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh. Dalam kenyataannya, sulit untuk menentukan besarnya tegangan leleh, sebab perubahan dari elastisitas menjadi plastis seringkali besarnya tidak tetap.sebagai standar menentukan besarnya tegangan leleh dihitung dengan menarik garis sejajar dengan sudut kemiringan modulus elastisitasnya, dari regangan sebesar 0.2 %

Harga konstanta – konstanta diatas untuk baja structural adalah : •

Modulus Elastisitas E = 2,1 x 10 kg/cm²

•

Modulus Geser

G = 0,81 x 10 kg/cm²

•

Angka Poison

μ = 0,30

•

Koefisien Muai

α1 = 21 x 10 per º

Sifat fisik batangan tulangan baja yang paling penting, untuk digunakan dalam perhitungan perencanaaan beton bertulangan adalah tegangan leleh (fc) dan modulus elastiisitas (E). Tegangan leleh (titik leleh) baja ditentukan melalui prosedur pengujian standar sesuai dengan SII 0136-84, dengan ketentuan bahwa tegangan leleh adalah tegangan baja pada saat meningkatnya tegangan tidak disertai lagi dengan peningkatan regangannya. Didalam perencanaan atau analisis beton bertulang pada umumnya nilai tegangan leleh baja tulangan diketahui atau ditentukan pada awal perhitungan.


Disamping usaha standarisasi yang telah dilakukan masing – masing negara produsen baja, kebanyakan negara produsen baja pada dewasa ini masih berorientasi pada spesifikasi teknis yang ditetapkan ASTM. Di Indonesia produksi baja tulangan dan baja struktur telah diatur sesuai dengan Standard Industri Indonesia. Tabel 2.1 Daftar tegangan dari beberapa jenis baja Jenis Baja

Tegangan Leleh

Tegangan Ultimate

(kg/cm²)

(kg/cm²)

Bj 34

2100

3400

Bj 37

2400

3700

Bj 41

2500

4100

Bj 44

2800

4400

Bj 50

2900

5000

Bj 52

3600

5200

σ1

σu

Baja merupakan bahan struktur yang sangat luas penggunaannya, sehingga harus memenuhi standar yang telah ditetapkan. Menurut sifatnya baja merupakan bahan yang keseragamannya dari komposisinya sangat baik dan homogenitasnya sangat tinggi terutama Fe (Ferum) dalam bentuk Kristal dan zat arang (C), dalam pembersihan kristalnya melalui panas yang tinggi serta proses selanjutnya, kemudian akan diperoleh besi kasar dari dapur pemroses (tanur tinggi). Untuk menjamin aktalitas dari baja, maka persentase maksimum dari zat arang, posfor dan sulfur dibatasi. Pembatasan komposisi maksimum dari campuran tersebut


adalah 1,7 % zat arang(C) ; 1,65 % Mangan (Mn) ; 0,6 % Silikjon ; 0,60 % Tembaga (Cu). Kekuatan baja ini tergantung kepada kadar karbon dan mangan yang dikandungnya. Penambahan persentase karbin meningkatkan tegangan leleh tetapi mengurangi daktalitas, sehingga sukar dilas. Penggelasan akan ekonomis dan memuaskan bila kandungan karbon baja tersebut tidak lebih dari 0,30 %.

D B CD//OB

0

C 0.002

ε

0.004

Gambar 2.6 Penentuan tegangan leleh.

Dari titik regangannya 0.2 % ditarik garis sejajar sehingga

memotong

grafik

tegangan

regangan

dan

dengan garis OB memotong

sumbu

tegangan.Tegangan yang diperoleh ini disebut dengan tegangan leleh. Tegangantegangan leleh dari bermacam-macam baja bangunan diperlihatkan pada tabel 2.1 dibawah ini:


Kekuatan baja ini tergantung kepada kadar karbon dan mangan yabg dikandungnya. Penambahan persentase karbin meningkatkan tegangan leleh tetapi mengurangi daktalitas, sehingga sukar dilas. Penggelasan akan ekonomis dan memuaskan bila kandungan karbon baja tersebut tidak lebih dari 0,30 %. Baja memiliki beberapa kelebihan sebagai bahan konstruksi, diantaranya : •

Nilai kesatuan yang tinggi per satuan berat

•

Keseragaman bahan dan komposit bahan yang tidak berubah terhadap waktu

•

Dengan sedikit perawatan akan didapat masa pakai yang tidak terbatas

•

Daktalitas yang tinggi

•

Mudah untuk diadakan pengembangan struktur

Disamping itu baja juga mempunyai kekurangan dalam hal : •

Biaya perawatan yang besar

•

Biaya pengadaan anti api yang besar ( fire proofing cost )

•

Dibandingkan dengan kekuatannya kemampuan baja melawan tekuk kecil

•

Nilai kekuatannya akan berkurang, jika dibebani secara berulang / periodik, hal inin biasanya disebut dengan leleh atau fatigue.

Dengan kemajuan teknologi, perlindungan terhadap karat dan kebakaran pada baja sudah ditemukan, hingga akibat buruk yang mungkin terjadi bisa dikurangi/dihindari.


2.3 Bentuk – Bentuk Baja Profil Ada 2 macam bentuk profil baja yang didasarkan cara pembuatannya, yaitu: a. Hot rolled shapes: Disini profil baja dibentuk dengan cara blok-blok baja yang panas diproses melalui rol-rol dalam pabrik. Hot rolled shapes ini mengandung tegangan residu (residual stress). Jadi sebelum batang dibebani pun sudah ada residual stress yang berasal dari pabrik. b. Cold formed shapes: Profil semacam ini dibentuk dari pelat-pelat yang sudah jadi, menjadi profil baja dengan temperatur atmosfir (dalam keadaan dingin, ingat mengenai strain aging). Tebal pelat yang dibentuk menjadi profil disini tebalnya kurang dari 3/16 inch. Profil macam ini ringan dan sering disebut sebagai light gage form steel. a.

Hot rolled shapes

Gambar 2.7 Hot rolled shapes b. Cold formed shapes

Gambar 2.8 Cold formed shapes


Bentuk – Bentuk Penampang Batang Profil Rangka Induk Secara umum, benttuk –bentuk penampang batang profil baja yang dipakai untuk konstruksi jembatan rangka ada dua jenis, yaitu profil tunggal dan profil majemuk. Profil tunggal biasanya dipakai untuk konstruksi jembatan rangka sederhana dengan bentang terbatas atau bentang kecil. Profil majemuk dipakai untuk konstruksi jembatan rangka yang lebih berat atau apabila bentang jembatan cukup besar. Gambar berikut memperlihatkan bentuk –bentuk penampang batang profil baja yang umum dipakai di lapangan. 2.3.1 Profil Tunggal Batang Tepi Atas Pada Profil Tunggal

Gambar 2.9 Batang Tepi Atas Pada Profil Tunggal Batang Tepi Bawah Pada Profil Tunggal

Gambar 2.10 Batang Tepi Bawah Pada Profil Tunggal


Batang Diagonal Pada Profil Tunggal

Gambar 2.11 Batang Diagonal Pada Profil Tunggal

Batang vertikal / Batang Tegak Pada Profil Tunggal

Gambar 2.12 Batang vertikal / Batang Tegak Pada Profil Tunggal

2.3.2 Profil Majemuk Batang Tepi Atas Pada Profil Majemuk

Gambar 2.13 Batang Tepi Atas Pada Profil Majemuk


Batang Tepi Bawah Pada Profil Majemuk

Gambar 2.14 Batang Tepi Bawah Pada Profil Majemuk

Batang Diagonal Pada Profil Majemuk

Gambar 2.15 Batang Diagonal Pada Profil Majemuk

Batang vertikal / Batang tegak Pada Profil Majemuk

Gambar 2.16 Batang vertikal / Batang tegak Pada Profil Majemuk


2.4 Jenis - Jenis Pembebanan Beban adalah gaya luar yang bekerja pada suatu struktur. Penentuan secara pasti besarnya beban yang bekerja pada suatu struktur selama umur layannya merupakan salah satu pekerjaan yang cukup sulit. Dan pada umumnya penentuan besarnya beban hanya merupakan suatu estimasi saja. Meskipun beban yang bekerja pada suatu lokasi dari struktur dapat diketahui secara pasti, namun distribusi beban dari elemen ke elemen, dalam suatu struktur umumnya memerlukan asumsi dan pendekatan. Jika beban – beban yang bekerja pada struktur telah diestimasi, maka masalah berikutnya adalaha menetukan kombinasi - kombinasi beban yang paling dominan yang mungkin bekerja pada struktur tersebut. Besar beban yang bekerja pada suatu struktur diatur oleh peraturan pembebanan yang berlaku, sedangkan masalah dari kombinasi beban – beban yang bekerja telah diatur dalam SNI 03-1729-2002 pasal 6.2.2. Beberapa jenis pembebanan antara lain : 2.4.1 Beban Mati adalah berat dari semua bagian suatu gedung / bangunan yang bersifat tetap selama masa layan struktur, termasuk unsur-unsur tambahan, finishing, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian tak terpisahkan dari gedung/bengunan tersebut. Termasuk dalam beban ini adalah berat struktur, pipa - pipa , saluran listrik , AC, penutup lantai dan plafon. Beberapa contoh berat dari beberaa komponen bangunan penting yang digunakan untuk menentukan besarnya beban mati dari suatu gedung / bangunan diperlihatkan berikut ini ;


Bahan Bangunan

Berat

•

Baja

7850 kg/m3

•

Beton

2200 kg/m3

•

Beton Bertulang

2400 kg/m3

•

Kayu (kelas I)

1000 kg/m3

•

Pasir (kering udara)

1600 kg/m3

Komponen Gedung

Berat

•

Spesi dari semem per cm tebal

21 kg/m3

•

Dinding batu bata ½ batu

250 kg/m3

•

Penutup atap genting

50 kg/m3

•

Pentup lantai ubin semen per cm tebal

24 kg/m3

2.4.2 Beban Hidup adalah beban gravitasi yang bekerja pada struktur dalam masa layannya, dan timbul akibat penggunaan suatu gedung. Termasuk beban ini adalah berat manusia, perabotan yang dapat dipindah-pindahkan, kendaraan dan barang-barang lainnya. Karena besar dan lokasi beban yang senantiasa berubah-ubah, maka penentuan beban hidup secara pasti adalah merupakan suatu hal yang cukup sulit. Beberapa contoh beban hidup menurut kegunaan suatu bangunan : Kegunaan Bangunan

Berat

•

Lantai dan tangga rumah sederhana

125 kg/m3

•

Lantai dan tangga kantor, hotel & Rumahsakit

250 kg/m3

•

Lantai ruang olahraga

400 kg/m3

•

Lantai pabrik, gudang, bengkel & perpustakaan

400 kg/m3

•

Lantai gedung parkir bertingkat

800 kg/m3

2.4.3 Beban Angin adalah beban yang bekerja pada struktur akibat tekanan – tekanan dari gerakan angin, beban angin sangat tergantung dari lokasi dan ketinggian struktur. Besarnya tekanan tiup harus diambil minimum sebesar 25 kg/m3 , kecuali untuk bangunan – banguanan berikut :


•

Tekanan tiup ditepi laut hingga 5 km dari pantai harus diambil minimum 40 kg/m2

•

Untuk bangunan didaerah lain yang kemungkinan tekanan tiupnya lebih dari 40 kg/m2, harus diambil P = V2/16 (kg/m2), dengan V adalah kecepatan angin (m/s)

•

Untuk cerobong, tekanan tiup dalam kg/m2 harus ditentukan dengan rumus (42,5 + 0,6 h ), dengan h adalah tinggi cerobong seluruhnya dalam meter.

Nilai tekanan tiup yang diperoleh dari hitungan di atas harus dikalikan dengan suatu koefisien angin, untuk mendapatkan gaya resultan yang bekerja pada bidang kontak tersebut. 2.4.4 Beban Gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada struktur akibat adanya pergerakan tanah oleh gempa bumi, baikk pergerakan arah vertikal maupun horizontal. Namun pada umumnya percepatan tanah arah horizontal lebih besar daripada arah vertikalnya, sehingga pengaruh gempa horizontal jauh lebih menentukan daripada gempa vertikal. Besarnya gaya geser dasar (statik ekivalen) ditentukan berdasarkan persamaan V =

CxI Wt R

Dengan C adalah faktor respon gempa yang ditentukan berdasarkan lokasi bangunan dan jenis tanahnya, I adalah faktor keutamaan gedung, R adalah faktor reduksi gempa yang tergantung pada jenis struktur yang bersangkutan, Wt adalah berat total bangunan termasuk beba hidup yang bersesuian.


Dari mekanika bahan kita ketahui bahwa batang tekan yang pendek akan dapat dibebani sampai beban meleleh. Batang tekan yang panjang akan runtuh akibat tekuk elastis. Pada keadaan umum kehancuran akibat tekan terjadi diantara keruntuhan akibat tekuk elastis, setelah bagian penampang melintang meleleh, kedaan ini disebut tekuk inelastic (inelastic buckling). Ada tiga jenis keruntuhan batang tekan yaitu : 1. Keruntuhan akibat tegangan yang terjadi pada penampang telah melampaui kekuatan materialnya. 2. Keruntuhan akibat batang tertekuk elastic (elastic buckling). Keadaan ini terjadi pada bagian konstruksi yang langsing. Disini hukum hooke masih berlaku bagi serat penampang dan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas proposional. keruntuhan akibat melelehnya sebagian serat disebut tekuk elastic (inelastic buckling). Kasus semacam ini berada diantara kasus (1) dan kasus (2), dimana pada saat menekuk sejumlah seratnya menjadi inelastic maka modulus elastisitasnya ketika tertekuk lebih kecil dari harga awalnya.


2.5 Jenis – Jenis Sambungan Pada Konstruksi Baja Beberapa alat sambung yang sering digunakan pada suatu konstruksi baja adalah alat sambung baut ( bolt ), paku keling ( rivet ) dan las ( welded ). Namun pada pembahasan tugas akhir ini penulis hanya membahas alat sambung baut dan las. 2.5.1 Alat sambung baut ( Bolt ) Pada suatu struktur yang terbuat dari konstruksi baja baja, baut merupakan suatu elemen yang paling vital untuk diperhitungkan, hal ini dikarenakan baut merupakan alat sambung yang paling sering digunakan.Selain baut mutu tinggi, juga ada jenis baut lain yang masih digunakan sebagai alat penyambung. Adapun jenis baut yang dimaksud antara lain : a) Baut Hitam Baut ini dibuat dari baja karbon rendah yang diidentifikasi sebagai ASTM A307 dan merupakan jenis baut yang paling murah. Namun baut ini belum tentu menghasilkan sambungan yang paling murah, karena jumlah baut yang dibutuhkan pada sambungan cukup banyak. Pemakaian baut ini biasanya digunakan pada struktur ringan, batang sekunder atau pengaku, anjungan ( platform ), jalan haluan ( cat walk ), gording, rusuk dinding, rangka batang yang kecil dan lain-lain yang bebannya kecil dan bersifat statis. Baut ini juga dipakai sebagai alat penyambung sementara pada sambungan yang menggunakan baut kekuatan tinggi, paku keling atau las. Baut hitam ( yang tidak dihaluskan ) kadang-kadang disebut dengan baut biasa, baut mesin atau baut kasar, serta kepala atau murnya dapat berbentuk bujur sangkar.


b) Baut Sekrup ( Turned Bolt ) Baut ini dibuat dengan mesin dari bahan berbentuk segi enam dengan toleransi yang lebih kecil ( sekitar 1/50 inchi ) bila dibandingkan dengan baut hitam. Jenis baut ini terutama digunakan bila sambungan memerlukan baut yang pas dengan lubang yang dibor. Kadang-kadang baut ini bermanfaat dalam mensejajarkan peralatan mesin dan batang struktural yang posisinya harus akurat. Pada saat ini baut sekrup jarang sekali digunakan pada sambungan struktural, karena baut kekuatan tinggi lebih baik dan lebih murah. c) Baut bersisip Baut ini terbuat dari baja paku keling biasa dan berkepala bundar dengan tonjolan sirip-sirip yang sejajar tangkainya. Baut bersisip tealah lama dipakai sebagai alternatif dari paku keling. Diameter yang sesungguhnya pada baut bersirip dengan ukuran tertentu sedikit lebih besar dari lubang tempat baut tersebut. Dalam pemasangan baut bersirip baut memotong tepi keliling lubang sehingga diperoleh cengkraman yang realatif erat. Jenis baut ini terutama bermanfaat pada sambungan tumpu ( bearing ) dan pada sambungan yang mengalami tegangan berganti ( bolak – balik ). Untuk baut mutu tinggi tipe tumpu, tegangan-tegangan yang diijinkan dalam menhitung kekuatan baut adalah : 1. Tegangan geser yang diijinkan :

τ = 0,6.σ 2. Tegangan tarik yang diijinkan :

τ trk = 0,7.σ


3. Tegangan tumpu yang diijinkan : Untuk s1 ≥ 2.d

σ tu = 1,5.σ

Untuk 1,5 d ≤ s1 ≤ 2.d

σ tu = 1,2.σ

Untuk persamaan tegangan geser dan tegangan tarik menggunakan tegangan dasar bahan baut dan untuk persamaan tegangan tumpu menggunakan tegangan dasar yang terkecil antara bahan baut dengan bahan batang yang akan disambung. Pada waktu pemasangan baut, ring harus dipasang pada bagian bawah kepala baut dan bagian bawah mur. Penentuan ukuran elemen struktur tarik merupakan salah satu masalah yang sederhana yang sering dijumpai oleh perencana struktur. Sekalipun demikian perencana harus berhati-hati dalam desain dan pendetailan hubungan (connection) elemen struktur.Telah banyak kegagalan structural yang diakibatkan oleh buruknya detail titik hubung elemen struktur tarik. Elemen struktur tarik tidak menimbulkan masalah stabilitas seperti pada balok dan kolom. Beban tarik yang bekerja pada sumbu longitudinal elemen cenderung menahan elemen itu pada garis longitudinal.Jadi, elemen tarik pada umumnya tidak memerlukan bracing yang biasanya diasosiasikan pada balok dan kolom. Pada elemen struktur tarik, potensi untuk runtuh secara tiba-tiba hanya dapat terjadi apabila ada ketidakcukupan, misalnya pelemahan di titik hubung.


2.5.2 Alat sambung las ( welding ) Pengelasan merupakan penyambungan dua potong logam dengan memanaskan titik-titik sentuh hingga mencapai keadaan lumer atau keadaan yang hampir lumer, dengan atau tanpa pemakaian tekanan. Pengelasan pada zaman lampau dilakukan dengan metode yang amat sederhana, yaitu kedua potong logam yang akan disambung dipanasi sampai membara, kemudian kedua sisi yang akan disambung tersebut disatukan dan ditempa bersama-sama sehingga menyatu. Untuk sambungan structural maka hal demikian sangat tidak diizinkan karena tidak terjamin kekuatannya. Pada masa sekarang ini, dikenal 2 (dua) macam pengelasan yang umum dipergunakan, yaitu : a. Las yang menggunakan campuran gas acetelyn ( gas karbit ) dan oksigen Api yang timbul digunakan untuk memanasi kedua ujung logam yang akan disambung hingga lumer, kemudian batang kawat sebagai bahan pengisi dilumerkan dan disatukan pada sambungan tersebut.Pengelasan macam ini hanya digunakan untuk penyambungan ringan dan untuk pekerjaan-pekerjaan dengan bahan dasar yang tipis.Pengelasan ini banyak digunakan untuk memotong bahanbahan logam. b. Elektroda Las Pada saat ini, elektroda las paling umum digunakan untuk pekerjaan konstruksi.Dengan metode ini, arus listrk dialirkan melalui batang elektroda pada batang

yang

akan disambung,

karena hubungan pendek

yang

terjadi

mengakibatkan elektroda dan batang yang akan disambung meleleh bersama-sama sehingga menyatu. Elektroda las dibungkus dengan bahan yang apabila melumer


akan menghasilkan gas dan kerak yang melindungi sambungan terhadap oksidasi lebih lanjut. Jenis – jenis sambungan dasar yang dikenal saat ini, yaitu : a. Sambungan sebidang sambungan sebidang digunakan terutama untuk menyambung ujung-ujung pelat datar dengan ketebalan yang sama. Keuntungan sambungan ini ialah menghilangkan eksentrisitas yang timbul pada sambungan liwatan tunggal. Kerugiaannya ialah ujung yang akan disambung biasanya harus dipersiapkan secara khusus ( diratakan atau dimiringkan ) dan dipertemukan secara hati-hati sebelum dilas. b. Sambungan liwatan sambungan ini merupakan jenis sambungan yang paling banyak digunakan pada bidang konstruksi. Sambungan ini mempunyai 2 (dua ) keuntungan utama, utama: 1) Mudah disesuaikan Potongan yang akan disambung tidak memerlukan ketepatan dalam pembuatannya. Potongan tersebut dapat digeser untuk mengakomodasikan kesalahan kecil dalam pembuatan atau untuk penyesuaian panjang. 2) Mudah disambung Tepi potongan yang akan disambung tidak memerlukan persiapan khusus dan biasanya dipotong dengan nyala api.


c. Sambungan Tegak Jenis sambungan ini dipakai untuk membuat penampang yang berbentuk seperti profil T, profil I, gelagar,dan lain-lain.Umumnya potongan yang disambung membentuk sudut tegak lurus. d. Sambungan Sudut Sambungan sudut terutama dipakai untuk membuat penampang berbentuk segi empat.

Las yang paling sering digunakan adalah : a. Las sudut, yaitu las yang secara teoritis mempunyai luas penampang melintang segitiga, yang menggabungkan 2 ( dua ) permukaan yang kurang lebih mempunyai sudut siku. b. Las tumpul, yaitu las yang dibuat pada celah antara ujung-ujung yang bersebelahan, tepi-tepi atau permukaan 2 ( dua ) bagian yang akan disambung.


Kekuatan las PPBBI menggunakan rumus Huber Henry untuk menghitung kekuatan las, yaitu dituliskan sebagai berikut : P=σ.A Dimana : P

= daya dukung sambungan las

σ

= tegangan izin rigi-rigi las = c . σ

c=

1 sin + 3 cos 2 α 2

α = sudut yang dibentuk oleh arah gaya dengan bidang geser las A = Luas penampang las = ln .a Ln = panjang bersih las = lbr – 3 a Lbr = panjang kotor las a

= tebal las


Berkaitan dengan perhitungan nilai c, berikut ini disajikan beberapa keadaan khusus yangsering ditemui pada sambungan las : a. Jika arah gaya tegak lurus dengan bidang geser las ( α = 90 ° )

α = 90 °

c=

1

(sin 90°)2 + (cos 90°)2

c = 1 P = σα . A P = c.σ . A P=σ.A b. Jika arah gaya sejajar bidang geser las ( α = 0° )

α=0°

c=

1

(sin 0°)2 + 3(cos 0°)2

c = 0,58 P = σα . A P = c.σ . A P =0,58 σ . A

c. Jika arah gaya membentuk sudut 45° dengan bidang geser las ( α = 45° ) α = 45 °

c

c

1 = √ ( sin45° )2 + 3 ( cos 45° )2

= 0,71


BAB II LANDASAN TEORI. Struktur baja bisa dibagi atas tiga kategori umum : b. Struktur gantung (suspension), yang sistem pendukung utamanya

Recommend Documents