TS

ANALISA KEKAKUAN SAMBUNGAN PADA KONSOLE DENGAN BAUT MUTU TINGGI DIBANDINGKAN DENGAN BAUT MUTU BIASA PADA STRUKTUR BAJA

THESIS

BUDI FLORIANTA TARIGAN 097016004/TS

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

Universitas Sumatera Utara


TESIS Oleh BUDI FLORIANTA TARIGAN 097016004/TS




TESIS

Untuk memperoleh Gelar Magister Teknik dalam Program Studi Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh

BUDI FLORIANTA TARIGAN 097016004/TS



Judul

:

Nama NIM Program Studi

: : :

Analisa Kekakuan Sambungan Pada Konsole Dengan Baut Mutu Tinggi dibandingkan dengan Baut Mutu Biasa pada Struktur Baja Budi Florianta Tarigan 097016004 Magister Teknik Sipil

Menyetujui Komisi Pembimbing,

(Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan) Ketua

Ketua Program Studi

(Prof. Dr .Ir. Roesyanto, MSCE)

(Ir. Sanci Barus, M.T) Anggota

Dekan Fakultas Teknik

(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME)

Tanggal Lulus : 09 Juli 2013


Telah diuji pada Pada tanggal 09 Juli 2013

PANITIA PENGUJI TESIS :

Ketua

: Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan

Anggota

: 1. Ir. Sanci Barus, MT 2. Prof. Dr. Ir. Bachrian Lubis, M.Sc 3. Dr. Ing. Hotma Panggabean 4. Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT


Daftar Riwayat Hidup

A. Data Pribadi: Nama Tempat /Tgl Lahir Alamat Agama Anak keJenis Kelamin

: Budi F Tarigan : Medan, 17 Desember 1980 : Jl. Pembangunan No 56 Kampus USU : Khatolik : Satu : Laki-Laki

B. Riwayat Pendidikan: - TK Methodhist I Medan - SD Methodhist I Medan - SMP Putri Cahaya Medan - SMU Negeri 3 Medan - Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil USU - Magister Teknik Sipil Fakultas Teknik USU

1986 – 1987 1987 – 1993 1993 – 1996 1996 – 1999 1999 – 2005 2009 – 2013

C. Riwayat Pekerjaan: - Sebagai Tentor Matematika pada BT/BS Medica - Sebagai Pengawas Lapangan pada CV KOKOH - Sebagai Supervisor Construction Civil Work and Mechanical Electrical pada PT. Nokia Seimens - Sebagai Pengawas Lapangan pada PT.Timur Raya Persada

2004 – 2005 2005 – 2006 2006 – 2009 2011 - skrng


Abstrak Dalam suatu perencanaan struktur baja, maka untuk merangkai elemen demi elemen menjadi sebuah struktur rangka batang atau rangka Portal, maka dalam mempersatukan elemen demi elemen itu akan dihubungkan oleh suatu sistem sambungan. Dimana sambungan terdiri dari berbagai sistem perhitungan yang selanjutnya membuat sambungan harus mampu memikul dan memindahkan gaya gaya yang bekerja beserta gaya skunder yang ditimbulkannya. Sambungan terdiri dari tiga type dalam sistem sambungan baja yaitu, sambungan sendi, sambungan semi rigid, dan sambungan rigid. Kajian tentang rigid nya suatu sambungan ditentukan pula oleh besaran sudut yang terjadi apabila bekerja gaya Momen, yang menyebabkan terjadinya perputaran sudut. Didalam tulisan ini dibahas tentang sambungan type semi rigid yang pada Penelitian hanya bagian Flens Balok Cantilever saja yang disambungkan ke Flens Kolom Kaku. Selanjutnya dilakukan Ekspriment dengan modul yang telah direncanakan sebelumnya lalu dilakukan percobaan pembebanan. Lalu hasil percobaan akan menghasilkan Out Put perpindahan yang dikonversi menjadi sudut. Dimana menurut Metode Kekakuan (Stiffnes Method), Gaya Momen = Kekakuan x Perputaran Sudut, sehingga diperoleh besaran kekakuan sambungannya yang dibandingkan dengan kekakuan dari balok cantilever sebesar EI/L. Juga divalidasi dengan perhitungan kekakuan sambungan secara teori. Maka selanjutnya diperoleh hasilnya, yaitu kekakuan dari modul balok cantilever tersebut. Kata kunci: sambungan, semirigid, perputaran sudut, kekakuan


Abstract In a steel structural design then to assemble the elements for the sake of elements into a truss or frame Portal, then the unifying element for the element that will be linked by a connection system. Where the connection is composed of a variety of systems to make further calculations must be able to assume a connection and transfer the forces acting style with secondary styles caused. Consists of three types of connections in the steel connection system, the connection joints, semi-rigid connections and rigid connection. A study of its rigid connection angle is also determined by the amount of work that occurs when the force moment, which caused the rotation angle. This is discussed in the article about the semi-rigid connection type in only part Flanged Research Cantilever beams are connected to the column flange rigid. Ekspriment then performed with modules that have been pre-planned and carried out the experiment of loading. Then the results of the experiment would result in the displacement of Out Put converted into a corner. Where according Stiffness Method, Style Moments = Stiffness x Velocity Angle, in order to obtain the amount of stiffness compared to the stiffness of the joints of the cantilever beam for EI / L. Also validated by the calculation of the theoretical connection stiffness. We then obtain the result, that’s the stiffness of the cantilever beam modules. Keywords: connection, semirigid, rotation angle, stiffness.


KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Kuasa atas karunia dan rahmat-Nya lah berupa kemampuan untuk melakukan penelitian dan menyelesaikan tesis ini dengan baik. Tesis ini merupakan hasil penelitian di lapangan untuk memenuhi persyaratan akhir program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara dalam memperoleh gelar Magister Teknik pada Program Studi Magister Teknik Sipil. Keberhasilan penulisan tesis ini adalah berkat arahan dan petunjuk dari berbagai pihak yang berperan dalam mendukung terlaksananya, mulai dari penempahan benda uji sampai pada penelitian di lapangan hingga sampai pada penulisan thesis ini, terutama pada komisi pembimbing. Penulis dapat menyelesaikan tesis ini berkat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sedalam–dalamnya kepada Bapak Prof. DR. dr. Syahril Pasaribu, D.T.M.&H., M.Sc. (C.T.M), Sp.A.(K.) sebagai Rektor USU. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE

selaku Ketua Program Studi Pasca Sarjana

Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT selaku Sekretaris Program Studi pasca Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bapak Dr. Ing. Johanes Tarigan, sebagai Ketua Pembimbing

yang

banyak

memberikan

bantuan

dan

masukannya

dalam

menyelesaikan tesis ini. Bapak Ir. Sanci Barus, MT, sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dan mencurahkan waktu dan pemikirannya sehingga Tesis ini dapat diselesaikan. Bapak–Bapak Dosen/Staf Pengajar program studi Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Kepada orang tua saya dan istri saya tercinta yang banyak memberikan perhatian dan dukungannya sehingga penulisan Tesis ini dapat terselesaikan. Teman-teman yang juga banyak memberikan masukan dan dukungannya dalam menyelesaikan Tesis ini. Kepada semua pihak yang tindak dapat disebutkan namanya satu persatu.


Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna disebabkan keterbatasan pengetahuan, pengalaman, serta referensi penulis yang miliki. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan Tesis ini di masa–masa yang akan datang.

Medan, Juli 2013 Penulis

Budi F Tarigan 097016004


PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Analisa Kekakuan Sambungan Pada Konsole Dengan Baut Mutu Tinggi Dibandingkan Dengan Baut Mutu Biasa Pada Struktur Baja” adalah karya saya dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada peguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam tesis ini dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Medan, Juli 2013

Budi Florianta Tarigan NIM. 097016004


DAFTAR ISI ABSTRAK

i

ABSTRACT

ii

KATA PENGANTAR

iii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

v

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR GAMBAR

ix

DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR NOTASI

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

1

1.2

Perumusan Masalah

2

1.3

Tujuan Penelitian

3

1.4

Pembatasan Masalah

4

1.5

Metodologi Penulisan

4

1.6

Sistematika Penulisan

5

TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Teori Baja Secara Umum

2.1.1 Sifat Bahan Baja

6 7

2.2

Teori Sambungan Baut

10

2.3

Jenis Sambungan

11


BAB III

BAB IV

2.3.1 Sambungan Sederhana

11

2.3.2 Sambungan Semi Kaku

11

2.3.3 Sambungan Kaku

11

2.4

Sambungan Pelat Rata

12

2.5

Alat Penyambung

14

2.5.1

Alat Penyambung Baut

14

2.5.1.1

Baut Mutu Biasa

15

2.5.1.2

Baut Mutu Tinggi

16

2.6

Perincian Baut Mutu Tinggi dan Prosedure Kemasan

19

2.7

Beban Leleh dan Penarikan Baut

21

2.8

Teknik Pemasangan Baut Mutu Tinggi

22

2.9

Kekuatan dan Prilaku Baut Mutu Tinggi

25

PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 3.1

Persiapan Bahan dan Peralatan

29

3.2

Pemeriksaan Material

29

3.3

Metode Pengujian

30

3.4

Perhitungan Analisa Sambungan Balok Kolom

35

3.5

Kontrol Siku Penyambung

36

3.6

Sambungan Semi Rigid

37

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA 4.1

Hasil Pengujian

40

4.2

Menghitung Besaran Kekakuan Sambungan

53

4.3

Menghitung Kekuatan Balok Kantilever

56


BAB V

4.4

Aplikasi Perhitungan Kekakuan Sambungan

57

4.5

Pembahasan Kekakuan Sambungan

59

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1

Kesimpulan

62

5.2

Saran

63

DAFTAR PUSTAKA

64

LAMPIRAN

65

DOKUMENTASI

66


Daftar Gambar

Nomor

Judul Gambar

Halaman

1.1

Sambungan Balok Konsole

3

2.1

Diagram Stress – Strain berbagai jenis baja

7

2.2

Kurva tegangan – regangan pada suhu kamar

8

2.3

Kurva tegangan leleh

9

2.4

Jenis sambungan berdasarkan kekakuaannya

12

2.5a

Sambungan Lap joint

12

2.5b

Pembengkokan pelat pada sambungan Lap Joint

13

2.6a

Sambungan dengan pelat penyambung tunggal

13

2.6b

Pembengkokan pelat sambungan dengan pelat penyambung tunggal

13

2.7

Sambungan dengan pelat penyambung tunggal

14

2.8

Jenis – jenis sambungan baut

15

2.9

Type alat penyambung

17

2.10

Dimensi Penentu untuk baut mutu tinggi A 325 dan A 490

20

2.11

Hubungan tipikal untuk beban dan rotasi mur pada baut A 325 dan A 490

21

2.12

Hubungan tegangan dan regangan

24

2.13

Pemindahan beban pada sambungan baut mutu tinggi

27

2.14

Kehancuran pada sambungan baut

28

3.1

Tampak Atas Bahan dan Alat Pengujian

31


3.2

Tampak Samping Bahan dan Alat Pengujian

31

3.3

Detail Profil Siku I

32

3.4

Detail Profil Siku II

32

3.5

Alat Sambung Baut

33

3.6

Posisi Dial Gauge

34

4.1

Posisi Dial Gauge Percobaan I

41

4.2

Foto Posisi Dial Gauge

41

4.3

Deformasi Balok Percobaan I

42

4.4

Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan I

43

4.5

Deformasi plat siku bagian atas Percobaan I

43

4.6

Posisi Dial Gauge Percobaan II

44

4.7

Foto Posisi Dial Gauge Percobaan II

44

4.8

Deformasi Balok Percobaan II

45

4.9

Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan II

46

4.10

Deformasi plat siku bagian atas Percobaan II

46

4.11

Posisi Dial Gauge Percobaan II

47

4.12

Foto Posisi Dial Gauge Percobaan II

47

4.13

Deformasi Balok Percobaan III

48

4.14

Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan III

49

4.15

Deformasi plat siku bagian atas Percobaan III

49

4.16

Posisi Dial Gauge Percobaan IV

50

4.17

Foto Posisi Dial Gauge Percobaan IV

50


4.18

Deformasi Balok Percobaan IV

51

4.19

Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan IV

52

4.20

Deformasi plat siku bagian atas Percobaan IV

52


Daftar Tabel Nomor

Judul Tabel

Halaman

2.1

Sifat – sifat baut

18

2.2

Dimensi baut mutu tinggi A 325 dan A 490

19

2.3

Tarikan baut minimum

23

2.4

Rotasi mur dari titik erat

25

4.1

Hasil Percobaan baut mutu biasa dengan siku 50x50x5

42

4.2

Hasil Percobaan baut mutu tinggi dengan siku 50x50x5

45

4.3

Hasil Percobaan baut mutu biasa dengan siku 60x60x6

48

4.4

Hasil Percobaan baut mutu tinggi dengan siku 60x60x6

51

4.5

Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan I

54

4.6

Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan II

55

4.7

Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan III

55

4.8

Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan IV

56


Daftar Notasi

Ab

: luas penampang melintang baut, mm2

d

: diameter baut, mm

E

: modulus elastisitas, Mpa

G

: modulus geser, Mpa

Eb

: modulus elastisitas baut, kg/cm2

Ep

: modulus elastisitas pelat, kg/cm2

Tt

: tebal pelat penyambung, mm

Sp

: jarak antar baut, mm

Lp

: panjang baut, mm

Fb

: gaya tarik pikul baut, kN

fb

: tegangan ijin baut, kg/cm2

f p

: tegangan ijin pelat, kg/cm2

C

: gaya ungkit, kg

Tmin : gaya tarik baut minimum, kg µ

: koefisien gesek

Δ

: defleksi, mm

R ki

: kekakuan, kg cm

Φr

: perpindahan

M

: gaya, kg m


Daftar Lampiran

Nomor

Judul

Halaman

1

Hasil Uji Tarik Plat di Laboratorium Politeknik Negeri Medan

64

2

Foto – foto Dokumentasi

65


TS

Recommend Documents