Bab V SAMBUNGAN BAJA A. Kompetensi Dasar dan Indikator
Kompetensi Dasar Indikator
: Merencanakan sambungan struktur baja : 1. Merencanakan Alat sambung baut 2. Merencanakan Alat sambung las B. Deskripsi Singkat
Bab Bab ini ini beris berisii tenta tentang ng meto metode de dan dan syara syarat-s t-syar yarat at dalam dalam pere perenca ncana naan an sambungan pada struktur baja. Sambungan baja yang dibahas yaitu sambungan dengan paku keling, baut dan sambungan las. C. Materi Fungsi Sambungan Baja
Konstruksi Konstruksi bangunan baja terdiri atas batang-batang baja yang digabung digabung dan disusun sedemikian hingga membentuk satu kesatuan bentuk konstruksi. Dalam penggabung penggabungannya annya memerlukan memerlukan alat sambung sambung ataupun ataupun teknik penyambunga penyambungan n tertentu. Sambungan dalam konstruksi baja merupakan bagian yang sangat penting, karena kegagalan pada sambungan sambungan dapat menyebabkan menyebabkan kegagalan pada konstruksi konstruksi secara keseluruhan. Tujuan dari sambungan baja antara lain untuk: 1. menggabungk menggabungkan an beberapa beberapa batang baja membentuk membentuk kesatuan konstruksi sesuai kebutuhan, misalnya sambungan balok kolom, sambungan pada system rangka, 2. mendapatkan mendapatkan ukuran baja sesuai kebutuhan kebutuhan jika ukuran batang standard tidak mencukupi (panjang, lebar, tebal, dan sebagainya), 3. memudahkan dalam penyetelan konstruksi baja di lapangan, 4. memudahkan penggantian penggantian bila suatu bagian konstruksi konstruksi mengalami rusak, dan 5. memberikan kemungkinan kemungkinan adanya bagian bagian konstruksi yang dapat bergerak seperti peristiwa muai-susu muai-susutt baja akibat akibat perubahan perubahan suhu. Syarat-syarat penyambungan antara lain:
1
1. kuat, aman, namun hemat, 2. sambungan di tempat-tempat yang terlihat sebaiknya dibuat sebagus mungkin, 3. mudah pelaksanaannya baik dalam pabrikasi maupun pemasangan di lapangan, dan 4. pada pada satu satu titik titik sambu sambung ng sebaik sebaikny nyaa hany hanyaa meng menggu gunak nakan an satu satu macam macam alat alat sambu sambung ng kare karena na masin masingg-ma masin sing g alat alat samb sambun ung g memil memilik ikii keka kekaku kuan an yang yang berbeda. berbeda. Sambungan Paku Keling
Paku keling adalah suatu alat sambung konstruksi baja yang terbuat dari batang baja berpenam berpenampang pang bulat bulat dengan dengan bentuk bentuk seperti seperti gambar gambar di bawah bawah ini. Keterangan: d = diameter paku keling, mm S = jumlah tebal baja yang disambung Disyaratkan S≤ 4d Karena jika S > 4d, pada saat dikeling akan terjadi Jockey Pet ( pelengkungan batang paku keling akibat pengelingan )
Gambar 5. 1. Paku Keling Paku keling merupakan alat sambung yang dahulu banyak digunakan, terutama terutama ketika teknologi teknologi pengelasan pengelasan belum banyak banyak berkembang berkembang.. Pemilihan Pemilihan paku kelin keling g sebag sebagai ai alat alat samb sambun ung g dida didasar sarka kan n tingk tingkat at keka kekaku kuan an sambu sambung ngan an yang yang dihasilkan lebih baik dari baut. Namun, karena metode pengelingan yang jauh lebih sulit sulit dan mahal mahal diband dibanding ingkan kan denga dengan n baut, baut, saat ini paku paku keling keling sudah sudah jarang jarang dig digunaka nakan n
dala dalam m
sam sambung bungaan
stru strukt ktu ur.
Terle erlebi bih h
lag lagi
deng engan
sema semaki kin n
berkembangn berkembangnya ya teknologi teknologi pengelasan pengelasan yang baik serta banyaknya banyaknya diproduksi diproduksi baut mutu tinggi. Menurut bentuk kepalanya, paku keling dibedakan 3 (tiga) macam : a. Paku keling kepala mungkum / utuh
2
Keterangan: d = diameter paku keling ( mm ) D = 1,6 d @ 1,8 d H = 0,6 d @ 0,8 d
Gambar 5. 2. Paku keling kepala mungkum / utuh b. Paku keling kepala setengah terbenam
Keterangan: d = diameter paku keling ( mm ) D = 1,6 d @ 1,8 d H = 0,6 d @ 0,7 d h = 0,4 d @ 0,6 d
Gambar 5. 3.Paku keling kepala setengah terbenam c. Paku keling kepala terbenam
Keterangan: d = diameter paku keling ( mm ) D = 1,6 d H = 0,4 d s.d. 0,6 d
Gambar 5. 4. Paku keling kepala terbenam
3
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. Sambungan 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. Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir segi tiga (ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat.
Gambar 5. 5. Baut Baut untuk konstruksi baja bangunan dibedakan 2 jenis : 1. Baut Hitam Yaitu baut dari baja lunak (BJ 34) banyak dipakai untuk konstruksi ringan saMPai sedang misalnya bangunan gedung. Diameter lubang dan diameter batang baut memiliki kelonggaran 1 mm. 2. Baut Pass Yaitu baut dari baja mutu tinggi ( ≥ BJ 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. Macam-macam ukuran diameter baut untuk konstruksi baja antara lain tercantum pada Tabel 5. 1.
4
Tabel 5. 1. Ukuran diameter baut standar In Mm In mm 7/16 11,11 7/8 22,22 ½ 12,70 1 25,40 5/8 15,87 11/8 28,57 ¾ 19,05 11/4 31,75 Keuntungan sambungan menggunakan baut antara lain : 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), dan 4) dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi berat seperti pada konstruksi jembatan. ekuatan Baut
Suatu baut yang memikul gaya terfaktor, Ru, harus memenuhi: Ru ≤ φ Rn
dengan φ
= faktor reduksi kekuatan
Rn = kuat nominal baut uat Geser
Kuat geser rencana dari satu baut dihitung sebagai berikut: V d =φ f V n =φ f r 1 f ub Ab
dengan r 1
=0,5 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser
r 1
=0,4 untuk baut dengan ulir pada bidang geser
φ
=0,75 adalah faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
f
f ub
= tegangan tarik putus baut, MPa; Kips
Ab
= luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir, mm2; in2
5
uat Tarik
Kuat tarik rencana satu baut dihitung sebagai berikut: T d =φ f T n =φ f 0,75 f ub Ab
dengan =0,75 adalah faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
φ f
f ub
= tegangan tarik putus baut, MPa; Kips
Ab
= luas bruto penampang baut pada daerah tak Berulir, mm 2; in2
ombinasi Geser dan Tarik
Baut yang memikul gaya geser terfaktor, V u, dan gaya tarik terfaktor, T u, secara bersamaan harus memenuhi kedua persyaratan berikut ini: f uv =
V u nAb
≤
r 1φ f f ub m
T d = φ f T n = φ f f t Ab ≥
T u n
f t ≤ f 1 − r 2 f uv ≤ f 2
dengan φ f
= 0,75 adalah faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
n
= jumlah baut
m = jumlah bidang geser
untuk baut mutu tinggi: f 1 = 807 MPa, f 2 = 621 MPa, r 2 =1,9 untuk baut dengan ulir pada bidang geser, r 2 =1,5 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser,
untuk baut mutu normal: f 1 = 410 MPa, f 2 = 310 MPa, r 2 =1,9. uat Tumpu
Kuat tumpu rencana bergantung pada yang terlemah dari baut atau komponen pelat yang disambung. Apabila jarak lubang tepi terdekat dengan sisi pelat dalam arah kerja gaya lebih besar daripada 1,5 kali diameter lubang, jarak
6
antar lubang lebih besar daripada 3 kali diameter lubang, dan ada lebih dari satu baut dalam arah kerja gaya, maka kuat rencana tumpu dapat dihitung sebagai berikut, Rd =φ f Rn = 2,4φ f d b t p f u
Kuat tumpu yang didapat dari perhitungan di atas berlaku untuk semua jenis lubang baut. Sedangkan untuk lubang baut selot panjang tegak lurus arah kerja gaya berlaku persamaan berikut ini, Rd =φ f Rn = 2,0φ f d b t p f u
dengan φ f
=0,75 adalah faktor reduksi kekuatan untuk fraktur
d b
= diameter baut nominal pada daerah tak berulir, mm;in
t p
= tebal pelat, mm; in
f u
= tegangan tarik putus yang terendah dari baut atau pelat, MPa; Kips
ersyaratan Jarak Baut
1)
Jarak antar pusat lubang pengencang tidak boleh
kurang dari 3 kali diameter nominal pengencang. 2)
Jarak tepi minimum:
- tepi dipotong dengan tangan
= 1,75 d b
- tepi dipotong dengan mesin
= 1,50 d b
- tepi profil bukan hasil potongan
= 1,25 d b
Dengan d b adalah diameter nominal baut pada daerah tak berulir. 3)
Jarak antara pusat pengencang tidak boleh melebihi 15
tp (dengan tp adalah tebal pelat lapis tertipis didalam sambungan), atau 200 mm. 4)
Pada pengencang yang tidak perlu memikul beban
terfaktor dalam daerah yang tidak mudah berkarat, jaraknya tidak boleh melebihi 32t p atau 300 mm. Pada baris luar pengencang dalam arah gaya rencana, jaraknya tidak boleh melebihi (4t p + 100 mm) atau 200 mm. 5)
Jarak dari pusat tiap pengencang ke tepi terdekat suatu
bagian yang berhubungan dengan tepi yang lain tidak boleh lebih dari 12 kali
7
tebal pelat lapis luar tertipis dalam sambungan dan juga tidak boleh melebihi 150 mm. etentuan banyaknya paku keling dan baut dalam satu deret
Pemasangan satu deret paku keling yang menahan gaya normal (tarik atau tekan) dimana deretan paku keling berada pada garis gerja gaya, untuk satu deret yang terdiri ≤ 5 buah paku keeling, dari hasil penelitian laboratorium menunjukkan bahwa masing-masing paku menahan gaya relatif sama. Jadi gaya normal yang harus ditahan dibagi sama rata oleh kelima paku keling tersebut. Namun jika banyaknya paku keling dalam satu deret lebih dari 5 buah maka masing-masing paku keling menahan gaya yang besarnya mulai tidak sama rata. Oleh karena itu jika dalam perhitungan paku keling atau baut dalam konstruksi sambungan memerlukan lebih dari 5 buah paku/baut, maka harus dipasang dalam susunan 2 deret atau lebih. Las
Menyambung baja dengan 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. etode-metode Las
Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal 2 metode pengelasan 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. 2) 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
8
dengan tang penjepit batang las / elektrode las. 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. 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. euntungan dan Kerugian Sambungan Las
Keuntungan Sambungan Las Listrik dibanding dengan Paku keling atau Baut yaitu: a) pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna), b) konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi, c) 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 atau baut berkisar 2,5% – 4% dari berat konstruksi. d) pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubang-lubang paku/baut, tak perlu memasang potongan baja siku atau pelat penyambung, dan sebagainya), dan e) luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya utuh. Kerugian atau kelemahan sambungan las yaitu : a) 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
9
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 atau jembatan kereta api di Indonesia tidak diijinkan menggunakan sambungan las. b) bonstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang. enis las
Jenis las yang ditentukan dalam peraturan SNI 03-1729-2002 adalah las tumpul, sudut, pengisi, atau tersusun. )
Las tumpul Kekuatan las tumpul ditetapkan sebagai berikut: 1)
Bila sambungan dibebani dengan gaya tarik atau
gaya tekan aksial terhadap luas efektif maka, φ y Rnw = 0 ,9t t f y (bahan
dasar)
yw (las) φ y Rnw = 0 ,9t t f
2)
Bila sambungan dibebani dengan gaya geser terhadap
luas efektif maka, φ y Rnw = 0 ,9t t ( 0 ,6 f y )
(bahan dasar)
φ y Rnw = 0 ,8t t ( 0 ,6 f uw )
(las)
dengan φ y = 0,9 adalah faktor reduksi kekuatan saat leleh,
f y , f u = tegangan leleh dan tegangan tarik putus
10
Gambar 5. 6. Las tumpul )
Las sudut Ukuran las sudut Ukuran las sudut ditentukan oleh panjang kaki. Panjang kaki harus ditentukan sebagai panjang t w1, t w2, dari sisi yang terletak sepanjang kaki segitiga yang terbentuk dalam penampang melintang las (lihat Gambar 5. 7). Bila kakinya sama panjang, ukurannya adalah t w. Bila terdapat sela akar, ukuran t w diberikan oleh panjang kaki segitiga yang terbentuk dengan mengurangi sela akar seperti ditunjukan dalam Gambar 5. 7. 2)
Ukuran minimum las sudut
Ukuran minimum las sudut, selain dari las sudut yang digunakan untuk memperkuat las tumpul, ditetapkan sesuai dengan tabel 5.2 kecuali bila ukuran las tidak boleh melebihi tebal bagian yang tertipis dalam sambungan.
Gambar 5. 7. Las Sudut
Tabel 5. 2. Ukuran minimum las sudut. Tebal bagian paling tebal, t w (mm) Tebal minimum las sudut, tt (mm) 3 t w ≤ 7 7 < t w ≤ 10 4 10 < t w ≤ 15 5
11
15 < t w
3)
6 Kuat las sudut
Las sudut yang memikul gaya terfaktor per satuan panjang las, Ru, harus memenuhi: Ru ≤ φ Rnw
dengan φ f Rnw =
0,75t t (0,6 f uw ) (las)
φ f Rnw =
0,75t t (0,6 f u ) (bahan dasar)
dengan φ f = 0,75 faktor reduksi kekuatan saat fraktur Keterangan: f uw adalah tegangan tarik putus logam las, MPa; Kips f u adalah tegangan tarik putus bahan dasar, MPa; Kips t t adalah tebal rencana las, mm; in
Untuk las pengisi yang berupa las sudut yang berada di sekeliling lubang bulat atau selot, perhitungan luas las dan kekuatan nominalnya sama dengan perhitungan pad alas sudut. )
Las pengisi Sesuai dengan namanya, las pengisi adalah las yang diterapkan untuk mengisi suatu bidang. Ada dua jenis las pengisi, yaitu las pengisi yang serupa dengan las sudut, namun diterapkan disekeliling lubang bulat atau selot dan las pengisi dalam bentuk lubang yang diisi dengan metal las. Untuk jenis yang pertama, ukuran minimum dan kekuatan las pengisi ditentukan sama dengan perhitungan pada alas sudut. Pada las pengisi dalam bentuk lubang yang diisi dengan metal las, Luas geser efektif, Aw, las dalam lubang terisi dengan logam las harus dianggap sama dengan luas penampang melintang nominal lubang bulat atau selot dalam bidang permukaan komponen tersambung. Las pengisi demikian yang memikul gaya geser terfaktor, Ru, harus memenuhi: R u ≤ φ R nw dengan, φf R nw = 0,75(0,6 f uw )Aw
12
dengan φf = 0,75 adalah faktor reduksi kekuatan saat fraktur f uw = tegangan tarik putus logam las Contoh kasus: 1. Berapakah kekuatan tarik, kekuatan geser, dan kekuatan tumpu dari sambungan baut berikut: Ø baut : ½ in f ub= 415 MPa Tanpa ulir pada bidang geser Tebal plat: 2 in
Gambar 5. 8. Sambungan plat dengan baut Penyelesaian: Kekuatan geser: V d =φ f V n =φ f r 1 f ub Ab
= 0,75 x 0,5 x 415 x (1/4 x π x ( ½ x 25,4 ) 2) = 19704,09366 N Kekuatan tarik: T d =φ f T n =φ f 0,75 f ub Ab
= 0,75 x 0,75 x 415 x (1/4 x π x ( ½ x 25,4 ) 2) = 29556,14048 N Kekuatan tumpu: Rd
=φ f Rn =
2,4φ f d b t p f u
= 2,4 x 0,75 x (1/2 x 25,4 ) x (2 x 25,4 ) x 415 = 481934,52 N 2. Rencanakan sambungan las untuk batang diagonal berikut ini:
Plat 12 mm ┐┌ 80x80x8 20 ton
Baja profil BJ 37 Kawat las : E60xx - fy = 345 MPa - fu = 415 MPa P = 20 ton = 200000 N
13
Gambar 5. 9. Sambungan dengan las Penyelesaian: Sesuai tabel 5.1, untuk tebal bahan dasar t w = 8 mm diperoleh tinggi minimum las sudut tt = 4 mm. Kekuatan las sudut: - Bahan las: φ f Rnw =
0,75t t (0,6 f uw )
= 0,75 x 4 x ( 0,6 x 415 ) = 747 N/mm - Bahan dasar: φ f Rnw =
0,75t t (0,6 f u )
= 0,75 x 4 x ( 0,6 x 370 ) = 666 N/mm Sehingga kekuatan yang menentukan adalah kekuatan berdasar bahan dasar = 666 N/mm. Panjang las yang diperlukan : L =
P
=
φ f R . nw
200000 666
=
300,3mm
Karena ada dua baris las, maka untuk masing-masing baris las diperlukan panjang: L1 = L2 =
300,3 2
=
159,15 mm. D. Daftar Bacaan Tambahan
Oentoeng. 2000. Konstruksi Baja. Andi: Yogyakarta. Salmon C.G., Johnson J.E.. 1986. Struktur Baja Design dan Perilaku, Jilid 1, Edisi Kedua, PT. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.
14
Salmon C.G., Johnson J.E.. 1996. Struktur Baja Design dan Perilaku 2 , Edisi Ketiga, PT. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta. E. Pertanyaan Kunci
Faktor apa saja yang paling berpengaruh pada kekuatan sambungan baut dan las? F. Soal
1. Berapakah kekuatan tarik, kekuatan geser, dan kekuatan tumpu dari sambungan baut berikut: Ø baut : 3/4” f ub= 415 MPa Tanpa ulir pada bidang geser Tebal plat: 1,5’
2. Sebutkan, Gambarkan dan beri penjelasan tipe-tipe sambungan las! 3. Dua buah plat dengan tebal 1 inc ( 2,5 cm ) yang merupakan elemen struktur tarik disambung dengan menggunakan las E60xx (fyw=345 MPa; fuw=415 MPa). Jika digunakan tipe las sudut dengan besarnya t t=0.7 inc, berapakah kekuatan sambungan tersebut? Bandingkan dengan jika menggunakan tipe las tumpul! G. Tugas
1.
Rencanakan sambungan baut dan sambungan las
pada strukur batang tarik dengan menggunakan alat sambung: a.
baut
b.
las tumpul
Keterangan: -
Tegangan tarik yang bekerja Nu = 25 kN
-
jenis batang tarik
: plat dengan dimensi 1 inc x 6 inc
dari BJ 37
15
2.
-
jumlah bidang geser
:2
-
baut tanpa ulir pada bidang geser
-
Mutu baut dan elektroda las dapat ditentukan sendiri Rencanakan sambungan las sudut yang akan
digunakan untuk menyambung bagian sayap dengan bagian badan balok WF yang mampu menahan gaya geser minimal 500 kN/m.
16
Daftar Pustaka
Anonim, 1989, Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 1727-1989 F) , Badan Standardisasi Nasional
Anonim 2000, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1739-2002), Badan standardisasi nasional
Anonim, 2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung ( SNI 03 – 1726 – 2002 ) , Badan Standardisasi Nasional
Anonim, 2005, Standar Pembebanan untuk Jembatan ( RSNI-T-02-2005 ) , Badan Standardisasi Nasional Sukawi,
2008,
struktur
shell
bagian
1,
http://strukons6.blogspot.com/2008/04/struktur-shell-bagian1.html , diakses pada 18
maret 2010 http://www.bardaglea.org.uk http://www.draft2pena.wordpress.com http:/ /www.civil.usyd.edu.au http://www.me.udel.edu/karlsson/meeg215/meeg215.html.
Padosbajayo, 1994, Bahan Kuliah Pengetahuan Dasar Struktur Baja , Paguyuban Dosen Baja Yogyakarta. Salmon C.G., dan Johnson, J.E., 1992, Struktur Baja, Desain dan Perilaku , Jilid1, PT. Gramedia Pustaka Utama Sebleku Pius dan Herianto Edi, 2003. Perlindungan Logam Terhadap Serangan Korosi dengan Menggunakan Cat , Proseding Semiloka Nasional
Metalurgi 2003, Jakarta, Desember 2003. Sratman Rochim, 2005. Teknologi Perlindungan Logam , Proseding Seminar Nasional : Aplikasi Teknologi Perlindungan Logam di Industri, Jurusan Teknik Metalurgi Universitas Jenderal Ahmad Yani Bandung, Maret 2005.
vii
Jawaban Pertanyaan Kunci
Bab 1. Pengantar struktur bangunan baja Jawaban: Gambar diagram tegangan-regangan baja tipikal beserta daerah-daerahnya adalah sebagai berikut: Daerah elastis Daerah plastis Fy
Strain hardening
n a g n a g e T
fu
εy
εp
Regangan Keterangan: Daerah elastis: daerah dimana baja dalam kondisi elastis, yaitu kondisi dimana bahan mempunyai kemampuan untuk kembali ke bentuk awalnya setelah diberikan pembebanan dan pelepasan beban Daerah plastis: daerah dimana baja dalam kondisi plastis, yaitu kondisi dimana suatu bahan mengalami deformasi (perubahan bentuk) ketika diberikan beban dan setelah beban dilepaskan bahan tidak dapat kembali ke bentuk awalnya. Pengerasan regangan ( strain hardening ): kondisi dimana bahan mengalami peningkatan
resistensi
terhadap
deformasi
lebih
lanjut.
Perpanjangan benda uji di daerah ini memerlukan penambahan beban tarik. Fy = titik tegangan luluh bahan Fu = titik tegangan ultimit bahan
viii
εy = titik regangan pada saat bahan mengalami luluh εp = titik regangan pada saat bahan berada pada kondisi plastis
Bab 2. Batang Tarik Jawaban: Faktor yang paling berpengaruh terhadap kekuatan batang tarik adalah luas permukaannya, yang terdiri dari: Luas kotor Luas bersih Luas efektif Cara memperhitungkannya adalah: 1. Luas kotor : a) dengan menghitung luas keseluruhan potongan batang baja b) dengan membaca luas kotor profil baja yang tertera pada tabel baja 2. Luas bersih: Dengan menggunakan persamaan-persamaan berikut ini: a) Posisi baut sejajar: Ant = Ag – n d t b) Posisi baut tidak sejajar: 2
Ant = Ag – n d t + Σ
s t
4u
3. Luas efektif Dengan menggunakan pearsamaan berikut ini: Ae = Ant. U Bab 3. Batang Tekan Jawaban: Faktor yang paling berpengaruh terhadap kekuatan batang tekan struktur baja adalah kelangsingan penampang batang. Cara memperhitungkannya adalah dengan menghitung
kelangsingan
penampang
dengan
menggunakan
persamaan
ix
λ c
=
1 Lk
fy
π
E
r
. Nilai λc tersebut akan berpengaruh pada penentuan persamaan
untuk menghitung besarnya koefisien tekuk batang (ω) yang merupakan salah satu variabel dalam persamaan kekuatan batang tekan Nn A g f cr A g =
fy
=
ω
.
Bab 4. Batang Lentur Jawaban: Kekuatan batang lentur dinyatakan dalam nilai Momen nominal (Mn). Kekuatan nominal batang lentur dengan pengaruh tekuk lokal ditentukan dengan memperhitungkan apakah batang termasuk sebagai penampang kompak, penampang atidak kompak, ataukah penampang langsing. Masing-masing kriteria akan memiliki persamaan Momen nominal ( Mn ) yang berbeda. Kekuatan nominal batang lentur dengan pengaruh tekuk lateral ditentukan dengan memperhitungkan panjang bentang batang lentur, apakah termasuk sebagai bentang pendek, bentang menengah, ataukah bentang panjang. Masing-masing kriteria akan memiliki persamaan Momen nominal ( Mn ) yang berbeda. Bab 5. Sambungan baja Jawaban: Faktor yang paling berpengaruh pada kekuatan sambungan baut adalah ukuran (diameter) baut dan mutu atau tegangan ultimit baut. Sedangkan faktor yang paling berpengaruh pada kekuatan sambungan las adalah jenis/mutu kawat las yang digunakan serta ukuran
x
Senarai
Spesimen
: benda uji
Tegangan
: gaya per satuan luas
Regangan
: perubahan penjang per panjang mula-mula
Yield stress
: tegangan leleh
Strain hardening
: pengerasan regangan
Tegangan ultimit
: tegangan maksimal
Tegangan leleh
: tegangan saat spesimen mulai leleh
Rasio Poisson
: Rasio antara regangan lateral dan regangan aksial
Korosi
: karat
Thermal spraying
: penyemprotan dalam konsisi panas
Welding
: pengelasan
Cladding
: kelongsong
Anodizing
: Anodizasi
Chromating
: lapisan chrom
Phosphatising
: lapisan phosphat
Blackening
: lapisan hitam
Creep
: rayapan; peristiwa naiknya deformasi yang terjadi bersamaan dengan bertambahnya waktu pembebanan
Weld mesh
: jaring tulangan baja yang disambung dengan las
Strain aging
: penuaan regangan
Frame
: rangka
Shell
: cangkang
Daktilitas
: kekauan
Factor of safety
: angka keamanan
Load factor
: factor pembesaran beban
Serviceability
: daya layan
Yielding criterion
: kriteria leleh pada perencanaan batang tarik
fracture criterion
: kriteria hancur pada perencanaan batang tarik
xi
Net area
: luas bersih
Gross area
: luas bruto; luas total potongan
Efective area
: luas efektif
block shear rupture
: kegagalan robekan
beam-colomn
: balok-kolom
truss
: sistem rangka
solid wall columns
: penampang kolom yang solid, tanpa adanya lubang-lubang
Open columns
: kolom yang terdiri dari beberapa profil yang disatukan satu sama lain dengan trali atau dengan plat kopel
Perforated cover plates : kolom dengan sisi-sisinya berupa plat berlubang rolled shape
: profil gilig; profil utuh
welded shape
: profil non gilig; profil bentukan/las
web
: komponen pelat badan dari penampang I, S, WF, atau C
flengs
: komponen pelat sayap dari penampang I, S, WF, atau C
xii
