SAMBUNGAN BAUT
1. Pendahuluan
· Baut merupakan salah satu alat pengencang yang cukup populer di samping las, terutama baut mutu tinggi.
· Baut menggeser penggunaan paku keling karena kemampuan menerima gaya yang lebih besar dan menghemat biaya konstruksi.
· Dua tipe dasar baut mutu tinggi yang distandarkan ASTM adalah tipe A325 dan A490 yang mempunyai kepala berbentuk segi enam.
· Pemasangan baut mutu tinggi memerlukan gaya tarik awal yang akan memberikan friksi sehingga cukup kuat untuk memikul beban yang bekerja. Gaya ini dinamakan proof load.
· Proof load diperoleh dengan mengalikan luas daerah tegangan tarik (As) dengan kuat leleh yang besarnya 70% fu untuk A325 dan 80% fu untuk A490.
Ket : db = diameter nominal baut
n = jumlah ulir per mm
Tipe-Tipe Baut
Tipe Baut | Diameter (mm) | Proof Stress (MPa) | Kuat Tarik Minimum (MPa) |
A307 | 6,35 – 104 | - | 60 |
A325 | 12,7 – 25,4 28,6 – 38,1 | 585 510 | 825 725 |
A490 | 12,7 – 38,1 | 825 | 1035 |
2. Tahanan Nominal Baut
Suatu baut yang memikul gaya terfaktor, Ru, harus memenuhi :
Φ = faktor reduksi = 0,75 (SNI 03-1729-2002)
Rn = tahanan nominal baut
Tahanan Geser Baut
Tahanan nominal satu buah baut yang memikul gaya geser memenuhi persamaan:
= 0,50 untuk baut tanpa ulir pada bidang geser
= 0,40 untuk baut dengan ulir pada bidang geser
= kuat tarik baut (MPa)
= luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
= jumlah bidang geser
Tahanan Tarik Baut
Baut yang memikul gaya tarik tahanan nominalnya (untuk semua baut) dihitung menurut:
= kuat tarik baut (MPa)
= luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
Untuk lubang baut selot panjang tegak lurus arah gaya berlaku :
Tahanan Tumpu Baut
Tahanan tumpu nominal tergantung kondisi terlemah dari baut atau komponen pelat yang disambung. Besarnya ditentukan oleh:
= diameter baut pada daerah tak berulir
= tebal pelat
= kuat tarik putus terendah dari baut atau pelat
Tata Letak Baut
Jarak antar pusat lubang baut harus diambil tidak kurang dari 3 kali diameter nominal baut, dan jarak antara baut tepi dengan ujung pelat harus sekurang-kurangnya 1,5 diameter nominal baut. Dan jarak maksimum antar pusat lubang baut tak boleh melebihi 15 tp (dengan tp adalah tebal pelat lapis tertipis dalam sambungan) atau 200 mm, sedangkan jaraj tepi maksimum harus tidak melebihi (4tp+100 mm) atau 200 mm. (SNI pasal 13.4)
Sambungan Tipe Friksi
Apabila dikehendaki sambungan tanpa slip (tipe friksi), maka satu baut yang hanya memikul gaya geser terfaktor, Vu, dalam bidang permukaan friksi harus memenuhi :
Kuat rencana dihitung menurut :
= koefisien gesek = 0,35
= jumlah bidang geser
= 1,0 untuk lubang standar
= 0,85 untuk lubang selot pendek dan lubang geser
= 0,70 untuk lubang selot panjang tegak lurus arah gaya
= 0,60 untuk lubang selot panjang sejajar arah gaya
3. Geser eksentris
Apabila gaya P bekerja pada garis kerja yang tidak melewati titik berat kelompok baut muka akan timbul efek akibat gaya eksentris tersebut. Dalam mendesain sambungan seperti ini dapat dilskuksn dua macam pendekatan yaitu:
1. Analisa elastik,yang mengasumsikan tak ada gesekan antara pelat yang kaku dan alat pengencang yang elastik.
2. Analisa plastis, yang mengasumsikan bahwa kelompok alat pengencang dengan beban eksentris P berputar terhadap pusat rotasi sesaat dan deformasi di setiap alat penyambung sebanding dengan jaraknya dari pusat rotasi.
Analisa elastik
Prosedur analisa ini didasarkan pada konsep mekanika bahan sederhana, dan digunakan sebagai prosedur konservatif.
Untuk menghitung gaya total akibat beban eksentris pada gambar 1.a , maka pengaruh gaya Rr memeberikan gaya kontribusi gaya kepada tiap baut sebesar :
Dengan N adalah jumla.h baut. Dan total resultan gaya pada tiap baut yang mengalami gaya eksentris adalah :
Contoh Soal
Hitunglah gaya maksimal yang bekerja dalam satu baut, untuk suatu komponene struktur berikut yang memikul gaya eksentris seperti pada gambar .
Jawab :
Baut yang menerima gaya terbesar adalah baut nomor 1, 3, 4, dan 6. Pada baut nomor 4 bekerja gaya-gaya :
e = 75 + 50 = 125 mm
M = 12(125) = 1500 ton mm
Σ x2 + Σ y2 = 6 (50)2 + 4 (75)2 = 37500 mm2
Gaya total pada baut nomor 4 :
Analisa Plastis
Cara analisa ini dianggap lebih rasional dibandingkan dengan cara elastik. Beban P yang bekerja dapat menimbulkan translasi dan rotasi pada kelompok baut. Translasi dan rotasi ini dapat direduksi menjadi rotasi murni terhadap rotasi besar.
Sambungan Tipe Tumpu
Untuk sambungan tipe tumpu, slip diabaikan dan deformasi tiap alat pengencang proporsional terhadap jaraknya ke pusat rotasi sesaat. Analisa dilakukan sebagai berikut :
Dengan : Ri adalah tahanan nominalsatu baut
Δi adalah deformasi baut i dalam mm
Δmax dari hasil eksperimental adalah sama dengan 8,6 mm
Contoh Soal
1. Sebuah batang tarik dari siku tunggal 120.120.12 (BJ: 37) digunakan untuk menahan gaya tarik yang terdiri dari 40 KN beban mati dan 120 KN beban hidup. Asumsikan tebal pelat sambung adalah 12 mm. jika digunakan baut A 325 berdiameter ½” dengan ulir diluar bidang geser, hitunglah jumlah baut yang dibutuhkan!
Jawab:
Hitung beban tarik terfaktor Tu:
Tu = 1,2 D + 1,6 L
= (1,2 . 40) + (1,6 . 120)
= 240 KN = 24 t
db = ½ “ = 12,7 mm
dimana 1” =25,4 mm
BJ 37 . fy = 240
fu = 370
mencari kekuatan pelat
Ag = 12 . 120 = 1440 mm2
An = 1440 – 2 (12,7 + 2) . 12
= 1087,2 mm
An max = 0,85 . Ag = 0,85 . (1440) = 1224 mm2
An = Ae = 1087,2 mm2
Leleh = Ф Tn = Ф . fy . Ag
= 0,9 (240) . (1440)
= 311.040 N
= 31,104 t
Fraktur = Ф Tn = Ф . fu . Ae
= 0,75 . (370) . (1087,2)
= 301698 N
= 30,1698 t
Ф Tn > Tu
30,1698 > 24
Perencanaan baut:
Ulir diluar bidang geser (r = 0,5)
Ф Rn = Ф r1 . m . fubaut . Ab
= 0,75 . (0,5) (1) (825)(1/4 . π . 12,72)
39.190,6566 N = 3,9191 t
Tumpu = Ф . Rn = Ф . 2,4 .db .tp.fubaut
= 0,75.(2,4)(12,7)(12)(370)
= 101498,4 N
= 10,1498 t
Maka yang menentukan adalah Ф Rn = 3,9191 t
∑ baut yang diperlukan
∑ baut : Tu = 24 = 6,1239 = 6 buah
Ф Rn 3,9191
2. Hitung Pn yang boleh bekerja pada sambungan berikut ini, lakukan analisa plastis. Alat sambung yang digunakan adalah baut A325 (db = 22 mm, fub = 825 MPa) tanpa ulir pada bidang geser.
Jawab :
E = 75 +50 = 125 mm
Rni = 0,5. fub.Ab.m = 0,5.(825)(¼.п.222)(1) = 15,68 ton
Ri = Rni [1 – exp(-0,4.Δi)]0,55
1. Misalkan ro diambil sama dengan 75 mm, proses hitungan ditabelkan sebagai berikut :
No. Baut | xi | yi | di | Δi | Ri | (Ri. xi/ di) | Ri .di |
1 | 25 | 75 | 79,057 | 4,664 | 14,295 | 4,520 | 1130,090 |
2 | 25 | 0 | 25,000 | 1,475 | 10,053 | 10,053 | 251,323 |
3 | 25 | -75 | 79,057 | 4,664 | 14,295 | 4,520 | 1130,090 |
4 | 125 | 75 | 145,774 | 8,600 | 15,401 | 13,207 | 2245,127 |
5 | 125 | 0 | 125,000 | 7,374 | 15,223 | 15,223 | 1902,883 |
6 | 125 | -75 | 145,774 | 8,600 | 15,401 | 13,207 | 2245,427 |
| | | | | Σ | 60,730 | 8904,640 |
Maka didapat Pn = 60,730 ton
Maka didapat
Karena hasil tidak cocok, proses diulangi kembali.
2. Coba ro = 51,46 mm
No. Baut | xi | yi | di | Δi | Ri | (Ri. xi/ di) | Ri .di |
1 | 1,46 | 75 | 75,014 | 5,113 | 14,530 | 0,283 | 1089,942 |
2 | 1,46 | 0 | 1,460 | 0,100 | 2,634 | 2,634 | 3,845 |
3 | 1,46 | -75 | 75,014 | 5,113 | 14,530 | 0,283 | 1089,942 |
4 | 101,46 | 75 | 126,171 | 8,600 | 15,401 | 12,385 | 1943,217 |
5 | 101,46 | 0 | 101,460 | 6,916 | 15,130 | 15,130 | 1535,055 |
6 | 101,46 | -75 | 126,171 | 8,600 | 15,401 | 12,385 | 1943,217 |
| | | | | Σ | 43,099 | 7605,219 |
Maka didapat Pn = 43,099 ton
Maka didapat
Beyond-steel Indonesia Suplier besi dan baja industri:
BalasHapusJual Baja WF Beam
,
Jual Besi UNP SNI
,
Jual Besi Beton
,
Jual Besi Kanal C
,
Jual Besi Siku SNI
,
Jual Besi Hollow
,
Jual Besi H Beam SNI
,
Jual Plat Mild Steel A-36
,
dengan kualitas terjamin, c/w certificate.
Untuk info lebih lengkap silahkan hubungi: sales@beyond-steel.com
Bagaimana cara mencari "Di" dalam tabel?
BalasHapus