Konstruksi Baja AR-2221 Struktur, Konstruksi dan Material
Referensi • Construction Material, their Nature and Behavior. Edited by. J.M. ILLSTON, E&FN Spon An Imprint of Chapman& Hall. • Structure, Daniel L. Schoedeck • Konstruksi Baja, Podma
Penurunan Tugas- 3
Konstruksi BAJA
Tujuan Sambungan • Suatu konstruksi bangunan baja adalah tersusun atas batangbatang • Baja yang digabung membentuk satu kesatuan bentuk konstruksi dengan • Menggunakan berbagai macam teknik sambungan.
Tujuan Sambungan • Untuk menggabungkan beberapa batang baja membentuk kesatuan konstruksi sesuai kebutuhan. • Untuk mendapatkan ukuran baja sesuai kebutuhan (panjang, lebar, tebal, dan sebagainya). • Untuk memudahkan dalam penyetelan konstruksi baja di lapangan. • Untuk memudahkan penggantian bila suatu bagian / batang konstruksi mengalami rusak. • Untuk memberikan kemungkinan adanya bagian / batang konstruksi yang dapat bergerak missal peristiwa muai-susut baja akibat perubahan suhu.
Alat- alat Sambung Baja • Paku keling (rivet joint) • Baut (bolt, nut) • Las
Paku Keling • Sambungan dengan paku keling ini umumnya bersifat permanent dan sulit untuk melepaskannya karena pada bagian ujung pangkalnya lebih besar daripada batang paku kelingnya. Oleh karena itu pengelingan banyak dipakai pada bangunan-bangunan bergerak atau bergetar. • Keuntungan: tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu banyak dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis. • Kelemahan: ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubang paku kelingnya, dan kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi selama paku keling dipasang.
Paku Keling
Paku Keling • Bagian- bagian: • • • •
Kepala Badan Ekor Kepala lepas
• Bahan atau material: • baja, brass, aluminium, dan tembaga tergantung jenis sambungan/ beban yang diterima oleh sambungan. • Penggunaan umum bidang mesin : ductile (low carbor), steel, wrought iron. • Penggunaan khusus : weight, corrosion, or material constraints apply : copper (+alloys) aluminium (+alloys), monel, dll.
Paku Keling
Macam Paku Keling
Macam Paku Keling
Tipe Head • Snap Head: digunakan untuk pekerjaan struktur. Cara pemasangan menggunakan mesin rivet • Counter Sunk Head: digunakan pada pembuatan kapal • Conical Head: digunakan pada produk- produk kerajinan tangan • Pan Head: memiliki kekuatan maksimum tetapi sukar dibentuk.
Paku Keling • Cara pemasangan
Pemasangan Paku Keling • Plat yang akan disambung dibuat lubang, sesuai diameter paku keling yang akan digunakan. Biasanya diameter lubang dibuat 1.5 mm lebih besar dari diameter paku keling. • Paku keling dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung. • Bagian kepala lepas dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung. • Dengan menggunakan alat atau mesin penekan (palu), tekan bagian kepala lepas masuk ke bagian ekor paku keling dengan suaian paksa. • Setelah rapat/kuat, bagian ekor sisa kemudian dipotong dan dirapikan/ratakan. • Mesin/alat pemasang paku keling dapat digerakkan dengan udara, hidrolik atau tekanan uap tergantung jenis dan besar paku keling yang akan dipasang.
Pemasangan Paku Keling
Paku Keling Ukuran- ukuran di pasaran: • Paku keling untuk konstruksi baja terdapat beberapa macam ukuran diameter yaitu : 11 mm, 14 mm, 17 mm, 20 mm, 23 mm, 26 mm, 29 mm, dan 32 mm.
Jenis Sambungan Paku Keling Berdasarkan cara plat disambungkan, ada dua jenis sambungan rivet: 1.
Lap Joint : dua plat ditumpuk kemudian dirivet
2.
Butt Joint : dua plat utama diletakkan saling bersentuhan, kemudian plat cover/ strap diletakkan pada salah satu sisi atau kedia sisi plat utama tersebut , baru kemudian dirivet.
Lap Joint
Butt Joint
Simbol- simbol
Kegagalan Sambungan Keling • • • •
Robek pada salah satu sisi plat (tear off at the edge) Robek pada plat melintas baris rivet (tear off across a row) Bergesernya rivet (shear off) Hancur atau rusaknya rivet (crushing off)
Mengatasi Kegagalan Rivet • Mengatasi kegagalan robek pada salah satu sisi plat dapat dilakukan dengan memasang rivet dengan ukuran m= (1.5 – 2)d; m adalah margin, dan d adalah diameter rivet
Ada Pertanyaan?
Baut • Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk kepala segi enam ) dan ujung lainnya dipasang mur/pengunci. • Dalam pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali. • Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir segi tiga (ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut penggerak atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat permesinan yang lain.
Baut
Jenis Baut • Baut Hitam Yaitu baut dari baja lunak ( St-34 ) banyak dipakai untuk konstruksi ringan / sedang misalnya bangunan gedung, diameter lubang dan diameter batang baut memiliki kelonggaran 1 mm. • Baut Pass Yaitu baut dari baja mutu tinggi (>St-42 ) dipakai untuk konstruksi berat atau beban bertukar seperti jembatan jalan raya, diameter lubang dan diameter batang baut relatif pass yaitu kelonggaran < 0,1 mm.
Ukuran Diameter Baut
Keuntungan Sambungan Baut 1) Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan. 2) Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang. 3) Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d ( tidak seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ). 4) Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi berat /jembatan.
Contoh Sambungan Baut
Jenis- Jenis Sambungan Baut 1. Baut dengan 1 irisan (Tegangan geser tegak lurus dengan sumbu baut)
2. Baut dengan 2 irisan (Tegangan geser tegak lurus dengan sumbu baut)
Jenis- Jenis Sambungan Baut 3. Baut yang dibebani sejajar dengan sumbunya
4. Baut yang dibebani sejajar sumbu dan tegak lurus sumbu
Jarak- Jarak Baut Pada Sambungan • 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
Jarak- Jarak Baut Pada Sambungan • 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.
Prinsip Umum Jarak- Jarak Sambungan Baut
Prinsip Umum Jarak- Jarak Sambungan Baut
Ketentuan Banyaknya Baut
Detail
Prinsip- prinsip Baut dari SNI • Jarak Jarak antar pusat lubang pengencang tidak boleh kurang dari 3 kali diameter nominal pengencang. Jarak minimum pada pelat harus melalui perhitungan struktur seperti pada SNI. • Jarak tepi minimum Jarak minimum dari pusat pengencang ke tepi pelat atau pelat saya profil harus memenuhi spesifikasi dalam tabel:
Prinsip- prinsip Baut dari SNI • Jarak tepi maksimum Jarak dari pusat tiap pengencang ke tepi terdekat suatu bagian yang berhubungan dengan tepi yang lain tidak boleh lebih dari 12 kali tebal pelat lapis luar tertipis dalam sambungan dan juga tidak boleh melebihi 150 mm.
Ada Pertanyaan?
Pengelasan (Welded Joint) • Las adalah menyambung dengan cara memanaskan baja hingga mencapai suhu lumer (meleleh) dengan ataupun tanpa bahan pengisi, yang kemudian setelah dingin akan menyatu dengan baik. • Suatu proses penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagaiikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom.
Sambungan Las • Terdapat lima jenis sambungan yang biasa digunakan untuk menyatukan dua bagian benda logam, seperti dapat dilihat dalam berikut:
Tipe Sambungan Las a. sambungan tumpu (butt joint); kedua bagian benda yang akan disambung diletakkan pada bidang datar yang sama dan disambung pada kedua ujungnya. b. sambungan sudut (corner joint); kedua bagian benda yang akan disambungmembentuk sudut siku-siku dan disambung pada ujung sudut tersebut. c. sambungan tumpang (lap joint); bagian benda yang akan disambung saling menumpang (overlapping) satu sama lainnya.
Tipe Sambungan Las d. sambungan T (tee joint); satu bagian diletakkan tegak lurus pada bagian yang lain dan membentuk huruf T yang terbalik. e. sambungan tekuk (edge joint); sisi-sisi yang ditekuk dari ke dua bagian yang akan disambung sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua ujung bagian tekukan yang sejajar tersebut
Las Dalam Bangunan • Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal 2 jenis las berdasarkan bahannya yaitu : 1. Las Karbid ( Las OTOGEN ) Yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar dari gas oksigen (zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja las ini hanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan atau konstruksi sekunder, seperti ; pagar besi, teralis dan sebagainya 1. Las Listrik ( Las LUMER ) Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua buah kabel, satu kabel dihubungkan dengan penjepit benda kerja dan satu kabel yang lain dihubungkan dengan tang penjepit batang las / elektrode las.
Las Dalam Bangunan • Jika elektrode las tersebut didekatkan pada benda kerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panas yang dapat melelehkan baja ,dan elektrode (batang las) tersebut juga ikut melebur ujungnya yang sekaligus menjadi pengisi pada celah sambungan las. Karena elektrode / batang las ikut melebur maka lama-lama habis dan harus diganti dengan elektrode yang lain. • Dalam perdagangan elektrode / batang las terdapat berbagai ukuran diameter yaitu 21/2 mm, 31/4 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm.
Las Otogen
Las Listrik
Pengelasan
Untuk konstruksi baja yang bersifat struktural (memikul beban konstruksi)) maka sambungan las tidak diijinkan menggunakan las Otogen, tetapi harus dikerjakan dengan las listrik dan harus dikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional.
Jenis- jenis Las Sebagai Alat Sambung • Pada Konstruksi baja biasanya terdapat 2 macam las, yaitu las tumpul dan las sudut. • Las Tumpul adalah las untuk menyambung arah memanjang/ melebar plat atau profil baja • Las sudut adalah las untuk menyambung arah sudut dari plat atau profil baja
Jenis Las Berdasarkan Geometrinya a. Las jalur (fillet weld), digunakan untuk mengisi tepi pelat pada sambungan sudut, sambungan tumpang, dan sambungan T dalam gambar berikut, logam pengisi digunakan untuk menyambung sisi melintang bagian yang membentuk segitiga siku-siku.
Jenis Las Berdasarkan Geometrinya b. Las alur (groove welds), ujung bagian yang akan disambung dibuat alur dalam bentuk persegi, serong (bevel), V, U, dan J pada sisi tunggal atau ganda, seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah, pengisi digunakan untuk mengisi sambungan, yang biasanya dilakukan dengan pengelasan busur dan pengelasan gas.
Las Tumpul • Las tumpul persegi panjang : Sambungan jenis ini hanya dipakai bila tebal logam dasar tidak lebih dari 5 mm.
• Las tumpul V tunggal : Sambungan jenis ini tidak ekonomis bilalogam dasar tebalnya melebihi 15 mm.
Las Tumpul • Las tumpul V ganda : sambungan jenis ini lebih cocok untuk seluruh kondisi.
• Las tumpul U tunggal : Sambungan jenis ini cocok untuk logam dasar yang tebalnya tidak lebih dari 30 mm
Las Tumpul
Las Tumpul
Las Tumpul Las Tumpul : A. Tanpa Pekerjaan Pendahuluan (Pelat Tipis). • las satu belah (A) • las dua belah (B) • •
= 1 s/d 4 mm
s
Gambar A S
Gambar B
Las Tumpul B. Dengan Pekerjaan Pendahuluan : • Las satu belah V (C) 70 + 90
C Las V – terbuka (hanya untuk Konstruksi yang tidak memikul beban dinamis)
Las Tumpul
70
Las V – terbuka 3… ….. 28 Min. 2
8… …..2 0
0. 5… …. 3
b
Ruang kosong – bahaya takik
a
Las Sudut • Las sudut datar : Sambungan jenis ini adalah sambungan las yang paling umum digunakan karena memberikan kekuatan yang sama dengan pemakaian elektroda yang lebih sedikit
Las Sudut • Las sudut cekung : Pemakaian elektroda lebih banyak dibandingkan dengan las sudut datar.
Las Sudut • Las sudut cembung : Pemakaian elektroda lebih banyak sama seperti las sudut cekung
Jenis Las Lainnya c. Las sumbat dan las slot (plug and slot welds), digunakan untuk menyambung pelat datar seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah, dengan membuat satu lubang atau lebih atau slot pada bagian pelat yang diletakkan paling atas, dan kemudian mengisi lubang tersebut dengan logam pengisi sehingga kedua bagian pelat lumer menjadi satu.
Jenis Las Lainnya d. Las titik dan las kampuh (spot and seam welds), digunakan untuk sambungan tumpang seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah. Las-an titik adalah manik las yang kecil antara permukaan lembaran atau pelat. Lasan titik diperoleh dari hasil pengelasan resistansi listrik. Las-an kampuh hampir sama dengan las-an titik, tetapi las-an kampuh lebih kontinu dibandingkan dengan las-an titik.
Jenis Las Lainnya e. Las lekuk dan las-an rata (flange and surfacing welds), Las-an lekuk dibuat pada ujung dua atau lebih bagian yang akan disambung, biasanya merupakan lembaran logam atau pelat tipis, paling sedikit satu bagian ditekuk. Las-an datar tidak digunakan untuk menyambung bagian benda, tetapi merupakan lapisan penyakang (ganjal) logam pada permukaan bagian dasar.
Aturan dan Prinsip Las
Aturan dan Prinsip Las 1. Panjang netto las tidak boleh kurang dari 40 mm atau 8 a 10 kali tebal las. 2. 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. 3. 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. 4. Tebal las sudut tidak boleh lebih dari ½ t (2)1/2
Aturan Las
• Perhitungan harus jelas dan mudah dapat dikontrol. Bentuk dan ukuran dari las harus mudah dibaca dari gambar.
a I netto kepala I bruto
kawah
t
9
Perhitungan A) Panjang Netto Las-Sudut : (Peraturan Tentang Sambungan Las / PPBB I Ps. 85). Tiap rigi las mempunyai tebal “a” dan panjang : L netto = L bruto – 3a Agar panjang dikedua ujung las tidak meleleh, maka panjang las dibatasi : L < 40 a L > 8 @ 10 a, atau L > 4 cm
Aturan Tebal Las • Penentuan tebal las didasarkan pada dimensi profil baja yang disambungkan. Tebal las (a) harus memenuhi ketentuan di bawah ini :
Contoh Las
Contoh Las
Keuntungan Sambungan Las 1) Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna). 2) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi. 3) Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan. Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi. 4) Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubanglubang pk/baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan sebagainya ). 5) Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya utuh.
Kerugian Sambungan Las 1) Kekuatan sambungan las sangat dipengaruhi oleh kualitas pengelasan. Jika pengelasannya baik maka keuatan sambungan akan baik, tetapi jika pengelasannya jelek/tidak sempurna maka kekuatan konstruksi juga tidak baik bahkan membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah satu sambungan las cacat lambat laun akan merembet rusaknya sambungan yang lain dan akhirnya bangunan dapat runtuh yang menyebabkan kerugian materi yang tidak sedikit bahkan juga korban jiwa. Oleh karena itu untuk konstruksi bangunan berat seperti jembatan jalan raya / kereta api di Indonesia tidak diijinkan menggunakan sambungan las. 2) Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang.
Ada Pertanyaan?
MINGGU DEPAN UTS
