FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
SAMBUNGAN SEDERHANA PENDAHULUAN
Main Menu
1
SAMBUNGAN GESER BAUT: METODE KERUNTUHAN Sebelum kita membicarakan angka kekuatan khusus bagi baut, berbagai macam keruntuhan yang mungkin terjadi pada sambungan dengan bahan baut pada geser akan diperiksa. Ada dua macam keruntuhan yaitu keruntuhan pada baut dan keruntuhan pada bagian yang disambung. Mengingat bagian dari sambungan ditunjukan pada gambar a dibawah keruntuhan pada bagian baut bisa disumsikan seperti pada gambar. Nilai tegangan geser rata-rata pada kasus ini adalah :
fv =
P P = A πd 2 / 4
Dimana P adalah beban yang bekerja pada baut, A adalah luas penampang dari baut, dan d adalah diameter penampang. Kemudian beban bisa ditulis sebagai :
P = fv A Main Menu
Main Menu
2
DAYA DUKUNG DAN SYARAT JARAK Jarak tambahan dan syarat jarak tepi. Untuk menjaga kebersihan antara mur baut dan menyediakan ruang bagi wrench sockets, maka AISC J3.3 mensyaratkan bahwa pusat ke pusat jarak baut (dalam berbagai arah ) tidak boleh kurang dari 2⅔ d dan tidak boleh lebih dari 3d, dimana d adalah diameter baut. Jarak tepi minimum ( dalam berbagai arah ) di berikan oleh AISC tabel J3.4 sebagai fungsi dari ukuran baut dan tipe tepi – sheared, rolled, atau gas cut.
Main Menu
Rangkuman dari daya dukung, Jarak, dan syarat jarak tepi ( hanya jarak standar). 1. Daya dukung # Dua atau lebih baut pada garis gaya: s ≥ 3d dan Le ≥ 1½d: ΦRn = 0.75[(2.4dt)Fu] (rumus AISC J.3-1a) Le < 1½d atau s < 3d: Untuk baut terdekat ke tepi ΦRn = 0.75(FutLe) ≤ 0.75[2.4dt Fu] (rumus AISC J.3-2a) Untuk baut lainnya: ΦRn = 0.75(Fut(s – d/2)) ≤ 0.75[2.4dt Fu] (rumus AISC J.3-2b) # Satu baut bekerja pada garis gaya ΦRn = 0.75(FutLe) ≤ 0.75[2.4dt Fu] (rumus AISC J.3-2a) 2. Minimum Jarak dan jarak tepi Dalam berbagai arah, keduanya pada garis gaya dan melintang pada garis gaya, s ≥ 2⅔ d ( lebih besar dari 3d ) Le ≥ harga dari tabel J3.4 Main Menu
3
Contoh 7.1 Periksa bantalan, ruang baut dan jarak tepi untuk sambungan yang ditunjukan pada gambar berikut.
Penyelesaian: Dari AISC J3.3, ruang minimum dalam berbagai arah adalah: 2⅔ d = 2.66(¾) = 2.00 in ruang aktual = 2.50 in > 2.00 in (OK) Jarak tepi minimum dalam berbagai arah didapatkan dari AISC tabel J3.4. Jika kita asumsikan Sheared Edges (keadaan terburuk) jarak tepi minimum adalah 1¼ in. Main Menu
Jarak tepi aktual = 1¼ in. Daya dukung: Periksa Jarak dan jarak tepi pada arah pembebanan: 3d = 3(¾) = 2.25 in < s = 2.5 in 1.5d = 1.5(¾) = 1.125 in < L e = 1.25 in. Karena ada dua baut dalam arah pembebanan, daya dukung bisa dicari dari rumus AISC J3.1a. Daya dukung dari pelat penyambung akan dikontrol karena ini adalah bagian paling tipis dalam sambungan.
ΦRn = Φ(2.4dtFu) = 0.75[2.4(¾)(⅜)(58)] = 29.36 kips Untuk sambungan sederhana, dan tiap baut menahan beban yang sama besarnya. Untuk satu baut, Pu =
65 = 16.25 kips < 29.36 4
(OK)
Jawabannya : Daya dukung, jarak dan persyaratan jarak tepi terpenuhi.
Gambar Soal
Main Menu
4
BAUT BIASA Kita mulai pembahasan dengan kekuatan baut dengan baut biasa, yang mana berbeda dari baut kekuatan tinggi tidak hanya pada bagian bahan penting saja, tetapi juga pada bagian dimana kita tidak bisa menghitung untuk himpitan gaya dari pengencangan baut. Baut biasa, juga dikenal sebagai Unfinished bolts, yang didesain oleh ASTM A307. Perencanaan kekuatan geser dari baut A307 adalah ΦRn, dimana faktor reduksi Φ adalah 0.75, dan kekuatan geser nominal adalah: Rn = FvAb Dimana: Fv = tegangan geser ultimate Ab = luas penampang bagian unthreaded baut (ini juga disebut sebagai luas baut nominal atau luas badan nominal) Tegangan geser ultimate diberikan oleh tabelAISC J3.2 adalah 24 ksi, memberikan kekuatan nominal sebesar : Rn = FvAb Main Menu
Contoh 7.2 Tentukan perencanaan kekuatan dari sambungan yang ditunjukan gambar 7.9 berdasarkan geser dan tekan.
Penyelesaian: Sambungan yang ada bisa diklasifikasikan sebagai sambungan sederhana, dan tiap baut bisa dianggap untuk menahan beban perhitungan yang diberikan. Ini akan tepat pada kasus terbesar untuk menentukan strength coresponding pada satu baut dan kemudian dikalikan dengan jumlah total baut. Kuat geser: pada kasus ini geser tunggal, dan kekuatan desain baut adalah; ΦRn = 0.75(24Ab). Main Menu
5
luas nominal baut adalah: Ab =
πd 4
2
=
π ( 34 ) 2 4
= 0 . 4418 in
2
Kekuatan geser desain tiap baut adalah: ΦRn = 0.75(24)(0.4418) = 7.952 kips Daya dukung : meskipun dukungan beban adalah masalah untuk bahan penyambung dan bukan baut, daya dukung adalah fungsi dari ukuran baut, dan ini sangat tepat untuk menganggap bahwa daya dukung associated dengan tiap baut. Ada dua baut pada arah pembebanan, jadi ruang dan batas jarak tepi akan diperiksa. 1.5d = 1.5(¾) = 1.125 in < L e = 1.5 in (untuk kedua batang dan pelat penyambung) 3d = 3(¾) = 2.25 in < s = 3 in Gambar Soal
Main Menu
kondisi untuk menggunakan rumus AISC J3-1a terpenuhi. Karena pelat penyambung lebih tipis daripada batangnya pelat penyambung mempunyai lebih kecil daya dukung, dan pelat penyambung dengan tebal ⅜ in yang akan digunakan. ΦRn = 0.75[(2.4dt)Fu] = 0.75[2.4(¾)(⅜)(58)] = 29.36 kips. Ini lebih besar dari kekuatan geser 7.952 kips, jadi kekuatan geser berpengaruh. Untuk dua baut: ΦRn = 2(7.952) = 15.9 kips (catatan bahwa semua ruang dan syarat jarak tepi terpenuhi). Untuk sheared edge, jarak tepi minimum disyaratkan oleh tabel AISC J3.4 adalah 1¼ in, dan ini memenuhi untuk kedua arah. Karena s < 3d dan Le > 1.5d pada arah pembebanan , maka tidak ada ruang lain dan persyaratan jarak tepi pada arah ini . Jawaban: berdasarkan geser dan bearing, perencanaan kekuatan sambungan adalah 15.9 kips. ( Catatan bahwa beberapa batas keadaan lain yang tidak diperiksa, seperti tekanan pada luas penampang batang, mungkin pada kenyataannya mempengaruhi perencanaan kekuatan.) Main Menu
6
