Modul 6 Sesi 4 Pengikat Struktural

STRUKTUR BAJA 1

MODUL 6S e s i 4

Alat Pengikat Struktural(Structural Fastener)

Dosen Pengasuh :Ir. Thamrin Nasution

Materi Pembelajaran :10 SAMBUNGAN LAS.

1). Keuntungan dan Manfaat Sambungan Las.2). Jenis-jenis Sambungan.3). Jenis-jenis Las.4). Las Tumpul (groove welds).5). Las Sudut (fillet welds).6). Las Baji dan Pasak (slot and plug welds).7). Contoh Soal.

Tujuan Pembelajaran : Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami sambungan las, yakni mengenai

keuntungan dan manfaat sambungan dengan las, jeni-jenis sambungan, jenis-jenislas, las tumpul, las sudut dan las baji/pasak.

Daftar Pustaka :a) Agus Setiawan,”Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-

1729-2002)”, Penerbit AIRLANGGA, Jakarta, 2008.b) AISC Presentation.c) Boris B., T.Y.Lin, John B.Scalzi,”Design of Steel Structures”, 2nd Edition, John Wiley and

Sons, Inc., 1968.d) Charles G. Salmon, Jhon E. Johnson,”STRUKTUR BAJA, Design dan Perilaku”, Jilid 1,

Penerbit AIRLANGGA, Jakarta, 1990.e) “PERATURAN PERENCANAAN BANGUNAN BAJA (PPBBI)”, Yayasan Lembaga

Penyelidikan Masalah Bangunan, 1984.f) SNI 03 - 1729 – 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung.

thamrinnst.wordpress.com

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

pemilik hak cipta photo-photo, buku-buku rujukan dan artikel, yang terlampir

dalam modul pembelajaran ini.

Semoga modul pembelajaran ini bermanfaat.

Wassalam

Penulis

Thamrin [email protected]

Modul kuliah “STRUKTUR BAJA 1” , Modul 6 Sesi 4, 2011 Ir. Thamrin NasutionDepartemen Teknik Sipil, FTSP. ITM.

1

ALAT PENGIKAT STRUKTURAL(STRUCTURAL FASTENER)

10. Sambungan Dengan Las.

Sambungan dengan menggunakan las, adalah suatu proses penyambungan bahanlogam berdasarkan peleburan bahan dengan memanasinya hingga suhu yang tepat, denganatau tanpa pemberian tekanan dan dengan atau tanpa pemakaian bahan pengisi.

1). Keuntungan dan manfaat sambungan las.a) Lebih murah bila dibandingkan dengan sambungan yang menggunakan baut atau

paku keling.b) Pada jenis elemen struktur tertentu, dimana tidak dapat digunakan sambungan

dengan baut/paku, maka digunakan sambungan las, misalnya pada elemen strukturberbentuk bundar, lihat Gbr.36.

c) Dapat dikombinasikan dengan sambungan baut, lihat Gbr.37, dimana pelatpenyambung dilas lebih dulu pada elemen balok sebelum elemen balokdihubungkan ke kolom dengan menggunakan sambungan baut.

d) Dapat digunakan untuk membuat profil built up, lihat Modul 5 Sesi 1.e) Struktur yang disambung dengan las lebih kaku daripada baut/paku keling.f) Komponen struktur dapat tersambung secara kontinyu.g) Mudah untuk melakukan perobahan desain struktur.h) Tingkat kebisingan rendah.

Gambar 36 : Penyambungan elemen struktur berbentuk bundar dengan las.Sumber : AISC Presentation.


2

Gambar 37 : Baja siku penyambung di las pada elemen balok sebelum dilakukan erection.Sumber : AISC Presentation.

2). Jenis-Jenis Sambungan.Beberapa jenis sambungan yang sering ditemukan pada sambungan las, antara lain :

a) Sambungan sebidang (butt joint), sambungan ini umumnya dipakai untuk pelat-pelatdatar dengan ketebalan sama atau hampir sama. Keuntungan sambungan jenis iniadalah tidak adanya gaya eksentrisitas, karena sumbu kedua batang yang disambungberimpit, Gbr.38.(a).

b) Sambungan lewatan (lap joint), jenis sambungan ini paling banyak ditemukan karenasambungan jenis ini mudah disesuaikan dengan keadaan di lapangan, danpenyambungannya relatif lebih mudah. Cocok untuk ketebalan berbeda, Gbr.38.(b).

c) Sambungan tegak (tee joint), jenis sambungan ini banyak dipakai terutama untukmembuat penampang bulit up gelagar berbentuk I, pengaku (stiffener) pada gelagar,Grb.38.(c).

d) Sambungan sudut (corner joint), dipakai untuk penampang tersusun berbentuk kotak,Gbr.38.(d).

e) Sambungan sisi (edge joint), sambungan bertujuan untuk menggabungkan dua pelatatau lebih agar supaya pelat-pelat menyatu dan tidak bergeser satu dengan lainnya,Gbr.38.(e).

Gambar 38.(a) :Beberapa bentuk sambungansebidang (butt joints) dengangambar kode/simbol las.

Sumber :http://deltaschooloftrades.com/basic_joints.htm

Baja siku penyambung di las


3

Gambar 38.(b) : Sambungan lewatan (lap joints).

Gambar 38.(c) : Sambungan tegak (tee joints).

Gambar 38.(d) : Sambungan sudut (corner joints).

Gambar 38.(e) : Sambungan sisi (edge joints).

3). Jenis-Jenis Las.Jenis-jenis las yang sering dijumpai antara lain :

a) Las tumpul (groove welds), las ini dipakai untuk menyambung batang-batang sebidang,karena las ini harus menyalurkan secara penuh beban yang bekerja, maka las ini harusmemiliki yang sama dengan batang yang disambungnya. Las tumpul dimana terdapatpenyatuan antara las dan bahan induk sepanjang tebal penuh sambungan dinamakan lastumpul penetrasi penuh (full pentration weld). Sedangkan bila tebal penetrasi lebih kecildaripada tebal bahan yang disambung dinamakan las tumpul penetrasi sebagian (partialpenetration weld).

b) Las sudut (fillet welds), tipe ini paling banyak dijumpai dibandingkan tipe las lain, 80%sambungan las menggunakan las sudut. Tidak memerlukan presisi tinggi dalampengerjaannya.


4

c) Las baji dan pasak (slot and plug welds), jenis ini biasanya digunakan bersama-sama lassudut. Manfaat utamanya adalah menambah kekuatan geser pada sambungan lewatan(slap joint) yang memakai las sudut.

Gambar 39 : Jenis-jenis las.

4). Las Tumpul (groove welds), (SNI 03-1729-2002, pasal 13.5.2.)a) Ukuran Las.

Ukuran las adalah jarak antara permukaan luar las (tidak termasuk perkuatannya)terhadap kedalaman penetrasinya yang terkecil. Khusus sambungan antara dua bagianyang membentuk T atau siku, ukuran las penetrasi penuh adalah tebal bagian yangmenumpu.

b) Tebal rencana las.Tebal rencana las ditetapkan sebagai berikut : Las tumpul penetrasi penuh, tebal rencana las untuk las tumpul penetrasi penuh

adalah ukuran las, Gbr.40.(a), (b). Las tumpul penetrasi sebagian, Gbr.40.(c),(d), tebal rencana las untuk las tumpul

penetrasi sebagian ditetapkan sesuai dengan ketentuan dibawah ini:- Sudut antara bagian yang disambung ≤ 60°Satu sisi: tt = (d - 3) mmDua sisi: tt = (d3 + d4 - 6) mm

- Sudut antara bagian yang disambung > 60°Satu sisi: tt = d mmDua sisi: tt = (d3 + d4) mmdengan d adalah kedalaman yang dipersiapkan untuk las (d3 dan d4 adalahnilai untuk tiap sisi las).

Fillet Full penetrationsingle bevelgroove weld

Partial penetrationsingle bevel grooveweld

Plug

Full penetration double veegroove weld

Partial penetration single Jgroove weld

Slot


5

Gambar 40 : Tebal effektif las tumpul, penetrasi penuh (a),(b), dan sebagian (c),(d).

c) Luas Effektif.Luas efektif las tumpul adalah perkalian panjang efektif dengan tebal rencana las.

d) Kekuatan nominal terfaktor las tumpul penetrasi penuh.Kekuatan nominal terfaktor sambungan las tumpul penetrasi penuh haruslah mengikutipersamaan berikut,

Rnw Ru

Kuat nominal las tumpul penetrasi penuh per-satuan panjang ditetapkan sebagai berikut:i) Bila sambungan dibebani dengan gaya tarik atau gaya tekan aksial terhadap luas

efektif maka,Rnw = tt . fy (N/mm) (bahan dasar)Rnw = tt . fyw (N/mm) (bahan las)

Dimana, = faktor reduksi kekuatan = 0,90fy = kuat leleh bahan dasar (MPa).fyw = kuat leleh bahan las (MPa).tt = tebal rencana las (mm).

ii) Bila sambungan dibebani dengan gaya geser terhadap luas efektif maka,Rnw = tt . (0,6 . fy) (N/mm) (bahan dasar)Rnw = tt . (0,6 . fuw) (N/mm) (bahan las)

Dimana, = 0,90 (untuk bahan dasar) = 0,80 (untuk bahan las)fy = kuat leleh bahan dasar (MPa).fuw = kuat fraktur bahan las (MPa).tt = tebal rencana las (mm).

t1 t2

t1 < t2 maka tt = t1

(a)

t1 t2

t1 = t2 maka tt = t1 = t2

60o

(b)

Tidak ada celah

(c)

tt = d – 3 mm

t1 t2ttd

> 60o

(d)

tt = d

t1 t2ttd

......(30)

......(31.a)

......(31.b)

......(32.a)

......(32.b)


6

5). Las Sudut (fillet welds) (SNI 03-1729-2002, pasal 13.5.3.)c) Ukuran Las.

Ukuran las sudut ditentukan oleh panjang kaki, lihat Gbr.41 berikut,

Gambar 41 : Tebal effektif las sudut.

Bila kakinya sama panjang, Gbr.41.(a),(b), maka tebal las,tt = 1/2 tw 2 = 0,707 tw

Bila kakinya tidak sama panjang, Grb.41.(c), maka tebal dihitung sebagai berikut,

2w2

2w1

w2w1t

)()(

.

tt

ttt

Panjang kaki tidak melebihi tebal pelat yang disambung.

d) Ukuran Minimum Las Sudut.Menurut SNI 03-1729-2002 pasal 13.5.3.2., ukuran minimum las sudut ditetapkan

sesuai dengan Tabel 11, berikut,

Tabel 11 : Ukuran minimum las sudut.

Tebal pelat tw (mm), bagian paling tebal Tebal minimum las sudut, tt (mm)

t 7 3

7 t 10 4

10 t 15 5

15 t 6

e) Ukuran maksimum las sudut sepanjang tepi (tw) komponen yang disambung adalah:1) Untuk komponen dengan tebal kurang dari 6,4 mm, diambil setebal komponen.

t1

t2

tw

tw

tt

Las sudut konkaf

t1

t2

tw

tw

tt

Las sudut konveks

Las sudut sela akar

t1

t2

tw

tw

ttsela akar

(a) (b)

(d)

t1

t2

tw1

tw2

tt

(c)

......(33.a)

......(33.b)


7

2) Untuk komponen dengan tebal 6,4 mm atau lebih, diambil 1,6 mm kurang dari tebalkomponen, atau (tw – 1,6 mm), kecuali jika dirancang agar memperoleh tebal rencanalas tertentu, SNI pasal 13.5.3.3.

f) Panjang Effektif (Lw) .Panjang efektif las sudut adalah seluruh panjang las sudut berukuran penuh, Gbr.42.Panjang efektif las sudut paling tidak harus 4 kali ukuran las (4 tt) , jika kurang, makaukuran las untuk perencanaan harus dianggap sebesar 0,25 dikali panjang efektif.Persyaratan panjang minimum berlaku juga pada sambungan pelat yang bertumpuk (lap).Tiap segmen las sudut yang tidak menerus (selang-seling) harus mempunyai panjangefektif tidak kurang dari 40 mm dan 4 kali ukuran nominal las, SNI pasal 13.5.3.5.

Gambar 42 : Panjang effektif las sudut.

Gambar 43 : Las sudut berselang-seling.Sumber : AISC Presentation.

Lw


8

g) Luas Effektif Las.Luas efektif las sudut adalah perkalian panjang efektif dan tebal rencana las, atau

(Lw . tt).

h) Kekuatan nominal terfaktor las sudut.Kekuatan nominal terfaktor sambungan las haruslah mengikuti persamaan berikut,

Rnw Ru

Kuat nominal las sudut per-satuan panjang ditetapkan sebagai berikut:Rnw = tt . (0,60 fu) (N/mm) (bahan dasar)Rnw = tt . (0,60 fuw) (N/mm) (bahan las)

Dimana, = faktor reduksi kekuatan = 0,75fu = kuat fraktur/putus bahan dasar (MPa)fuw = kuat fraktur bahan las (MPa).tt = tebal rencana las (mm).

6). Las Baji dan Pasak (slot and plug welds) (SNI 03-1729-2002, pasal 13.5.4.).a) Ukuran Las.

Las baji dan pasak (SNI, las pengisi), harus dianggap sebagai las sudut. Ukuranminimumnya sama dengan yang berlaku untuk las sudut.

b) Luas Geser Effektif.Luas geser efektif, Aw las dalam lubang terisi dengan logam las harus dianggap samadengan luas penampang melintang nominal lubang bulat atau selot dalam bidangpermukaan komponen tersambung.

c) Kekuatan geser nominal terfaktor.Kekuatan nominal terfaktor sambungan las haruslah mengikuti persamaan berikut,

Rnw Ru

Kuat nominal las ditetapkan sebagai berikut:Rnw = Aw . (0,60 fuw) (N) (bahan las)

Dimana, = faktor reduksi kekuatan = 0,75fuw = kuat fraktur bahan las (MPa).Aw = Luas effektif las (mm2).

Gambar 44 : Luas effektif lobang plug dan slot.

Lw

d ba

Luas effektif plug,

Aw = ¼ d 2

Luas effektif slot,

Aw = a . b

......(34)

......(35.a)......(35.b)

......(36)

......(37)


9

7). Contoh Soal.

Tentukan ukuran dan tebal las sudut pada sambungan lewatan (slap joint), yangmemikul beban tarik terfaktor Ru = 70 ton = 650 kN, bila mutu bahan dasar (pelat), fu = 400MPa dan mutu bahan las fuw = 490 MPa. Dimana ukuran pelat yang disambung, pelatpertama 17 x 200 dan pelat kedua 25 x 300, seperti tertera dalam gambar berikut.

Gambar 45 : Sambungan lewatan dengan las sudut.

PERENCANAANa). Data-data.

Ru = 70 ton = 700 kN = 700000 N.fu = 400 MPa. (bahan dasar/pelat).fuw = 490 MPa. (bahan las).t1 = 17 mm, t2 = 25 mm.

b). Ukuran las.Maksimum, tw = 17 mm – 1,6 mm = 15,4 mm

tt min = 6 mm (tabel 11).tt 0,707 . (15,4 mm) = 10,88 mm

Ambil tebal rencana las, tt = 10 mm.

c). Kekuatan nominal terfaktor per-satuan panjang las.- Bahan dasar (pelat),

Rnw = . tt . (0,60 fu) = (0,75).(10 mm).(0,60x400 MPa)= 1800 N/mm (menentukan).

- Bahan las, Rnw = . tt . (0,60 fuw) = (0,75).(10 mm).(0,60x490 MPa)

= 2205 N/mm.

d). Panjang effektif las yang diperlukan.

N/mm1800

N700000w

Rnw

RuL

= 388,9 mm

Rencanakan panjang las effektif Lw = 400 mm, pelaksanaan las dapat dilakukan sepertigambar berikut,

17x200

25x300

10 200

17x200

25x300

10 120

10 170

Cara pertama Cara kedua

70 ton 70 ton

17x200

25x300

Gambar 46 :Pilihan pelaksanaanlas, dapat dilakukancara pertama ataucara kedua.


10

e). Kombinasi sambungan dengan pasak (plug).

Gambar 47 : Kombinasi las sudut dengan pasak.

Diameter pasak, d = 20 mmLuas bidang geser pasak,

Aw = ¼ d2 = 0,25 . (3,14). (20 mm)2 = 314 mm2.

Kekuatan nominal terfaktor pasak, Rnw = . Aw . (0,60 fuw) = 0,75.(314 mm2).(0,60).(490 MPa)

= 69237,0 N = 69,237 kN.

Sisa gaya terfaktor yang dipikul las sudut,Ru’ = 700 kN – 69,237 kN = 630,763 kN.

Panjang effektif las yang diperlukan.

N/mm1800

N630763'w

Rnw

RuL

= 350,4 mm 360 mm.

17x200

25x300

10 180Cara ketiga

20

Modul 6 Sesi 4 Pengikat Struktural

Documents

Transcript of Modul 6 Sesi 4 Pengikat Struktural