Sambungan Baja K3LH 10 JP 234

2. Sambungan Baja

Di dalam struktur rangka sambungan pelat ataupun sambungan profil baja tidak dapat dihindari karena ada kemungkinan suatu profil baja kurang panjangnya, tetapi selain itu ada juga kemungkinan diadakan sambungan karena pertemuan suatu batang dengan batang yang lain pada satu titik buhul, dengan menggunakan pelat buhul. Alat penyambung yang lazim digunakan untuk profil baja ialah baut, paku keling dan Las. Baut adalah salah satu alat penyambung profil baja, selain paku keling dan las. Baut yang lazim digunakan sebagai alat penyambung profil baja adalah baut hitam dan baut berkekuatan tinggi. Baut hitam terdiri dari 2 jenis, yaitu : Baut yang diulir penuh dan baut yang tidak diulir penuh, sedangkan baut berkekuatan tinggi umumnya terdiri dari 3 type yaitu : Baut baja karbon sedang, Baut baja karbon rendah, dan Baut baja tahan karat. Walaupun baut ini kurang kaku bila dibandingkan dengan paku keling dan las, tetapi masih banyak digunakan karena pemasangan baut relatif lebih praktis. Dalam pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkardilepas kembali. 59

2.1 Tipe Sambungan Baja

Sambungan baja dalam perencanan struktur konstruksi baja didasarkan pada tipe profil baja yang dipakai, secara umum sambungan terbentuk didasarkan atas hubungan sambungan sebagai berikut: 1 Sambungan antar balok balok dengan balok; Sambungan ini merupakan sambungan yang menghubungkan antara balok dengan balok, yaitu jenis sambungan memanjang, sehingga menjadikan baja profil yang menerus secara horizontal. Sambungan baja ini dapat dilakukan dengan menggunakan profil yang sama dan sejenis atau dengan profil yang berbeda. Sambungan atau hubungan kedua profil yang disambung, dapat menggunakan salah satu jenis sambungan atau kombinasi dari beberapa alat sambung, baut, paku dan las. 60 Gambar 12-2 : Sambungan Antar Balok Baja Profil 2 Sambungan antar Kolom kolom dengan kolom; Sambungan ini merupakan sambungan yang menghubungkan antara Kolom dengan Kolom, sehingga mendapatkan Profil yang menerus secara vertikal. Sambungan baja ini dapat dilakukan dengan menggunakan profil yang sama dan sejenis atau dengan profil yang berbeda. Sambungan atau hubungan kedua profil yang disambung, dapat menggunakan salah satu jenis sambungan atau kombinasi dari beberapa alat sambung, baut, paku dan las. 61 Gambar 12-3 : Sambungan Baja Vertical Antar Kolom Kolom-kolom pada konstruksi merupakan elemen struktur yang menerima beban-beban dari balok dan pelat yang diteruskan ke pondasi. Kolom mengalami tekan aksial searah sumbunya dan penempatan balok yang mempunyai eksentrisitas menimbulkan gaya-gaya lentur. Tidak seperti elemen struktur tarik yang bebannya cenderung menahan elemen struktur pada posisinya, elemen struktut tekan sangat peka terhadap faktor-faktor yang dapat menimbulkan peralihan lateral atau tekuk. Kolom pada hakekatnya jarang sekali mengalami tekanan aksial saja. Namun, bila pembebanan ditata sedemikian rupa hingga pengekangan restraint rotasi ujung dapat diabaikan atau beban dari batang-batang yang bertemu di ujung kolom bersifat simetris dan pengaruh lentur sangat kecil dibandingkan tekanan langsung, maka batang tekan dapat direncanakan dengan aman sebagai kolom yang dibebani secara konsentris. 62 Hubungan batang dengan penghubung dapat menggunakan baut, paku keling, dan las. Batang tersusun sering digunakan pada kondisi-kondisi sebagai berikut: 1 Kapasitas profil yang tersedia belum mencukupi 2 Diperlukan batang dengan kekakuan besar 3 Detail sambungan membutuhkan penampang tertentu 4 Faktor estetika 3 Sambungan Balok dengan kolom; Sambungan ini merupakan sambungan antara balok yang dihubungkan dengan Kolom sehingga mendapatkan Sambungan Siku, sambungan baja ini dapat dilakukan dengan merakit Balok pada tepi FlensSayap maupun pada WebBadan Kolom yang dibantu dengan Pelat Penyambung ataupun Profil yang lainnya. Sambungan baja ini dapat dilakukan dengan menggunakan profil yang sama dan sejenis atau dengan profil yang berbeda. Sambungan atau hubungan kedua profil yang disambung, dapat menggunakan salah satu jenis sambungan atau kombinasi dari beberapa alat sambung, baut, paku dan las. 63 Gambar 12-4: Sambungan Baja Sudut Antar Kolom dengan Balok 4 Sambungan Titik Buhul Simpul; Sambungan ini merupakan sambungan yang menyatukan beberapa BatangBalok menjadi satu Titik Buhul Simpul atau Titik Pertemuan, sambungan ini dilakukan dengan cara memberi Pelat Baja Pelat BuhulSimpul sebagai titik pertemuan batang- batang aksial tersebut. Sambungan baja ini dapat dilakukan dengan menggunakan profil yang sama dan sejenis atau dengan profil yang berbeda. Sambungan atau hubungan kedua profil yang disambung, dapat 64 menggunakan salah satu jenis sambungan atau kombinasi dari beberapa alat sambung, baut, paku dan las. Gambar 12-5: Sambungan Baja Pada Titik Buhul 65 Sambungan Pada Simpul, selalu dibarengi dengan adanya pelat simpul gusset plate sebagai bagian dari alat sambung, untuk mempersatukan dan menyambung batang-batang yang bertemu di titik simpul tersebut, pelat simpul sebagai pelat penyambung, harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :  Lebar, sehingga paku kelingbaut dapat dipasang menurut peraturan yang ditentukan.  Kuat menerima beban dari batang-batang yang diteruskan pelat simpul, maka simpul perlu diperiksa kekuatannya, dengan cara mengadakan beberapa potongan untuk diperiksa kekuatannya pada potongan tersebut. Tetapi sebelum dilanjutkan mengenai pemeriksaan pelat simpul, sekilas di ulang kembali dulu tentang perhitungan banyaknya bautpaku keling yang diperlukan  Pelat buhul harus memiliki ketebalan yang lebih besar dibandingkan dengan profil tebal pelat pada profil baja, hal ini dikarenakan semua gaya yang bekerja pada struktur rangka utama akan disalurkan ke pelat buhul tersebut  Takikan; Tidak terjadi takikan pada pelat buhul, pada posisi yang menerima beban, yaitu pada bagia sudut dalam, karena dapat mengakibatkan pelat simpul rawan sobek perhatikan takikan pada gambar di bawah ini. Gambar 12-6 : Pelat Buhul Pada Sambungan 66

2.2 Gambar Sambungan Baja Profil

Notasi sambungan menggunakan baut; Secara umum penempatan baut pada sambungan konstruksi baja dipasang dengan jarak-jarak dan digambar menggunakan simbol seperti di bawah ini, untuk lebih memperjelas, diberikan beberapa contoh gambar alat sambung dan bentuk sambungan pada baja profil. Gambar 12-7: Sambungan Baut Baja Ketentuan dan notasi gambar penempatan baut atau paku keling pada baja profil, perhatikan penampang profil gambar baja berikut ini. 67 68 Gambar 12-8: Sambungan Baja Profil Foto Mengenai jarak baut atau paku pada suatu sambungan, tetap harus berdasarkan ketentuan dan syarat yang ada pada PPBBI pasal 8:2, yaitu : 1 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. Untuk pemasangan satu deret paku keeling yang menahan gaya normal tarik tekan dimana deretan paku keeling berada pada garis gerja gaya, ternyata untuk satu deret yang terdiri ≤ 5 buah paku keling masing- masing paku menahan gaya relatif sama. Jadi gaya normal yang harus ditahan dibagi sama rata oleh kelima paku keeling 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 baut dalam konstruksi ambungan ketemunya memerlukan lebih dari 5 buah pakubaut, maka harus dipasang dalam susunan 2 deret atau lebih. 2 Pada sambungan yang terdiri dari satu baris baut, jarak dari sumbu ke 69 sumbu dari 2 baut yang berurutan tidak boleh kurang dari 2,5 d dan tidak boleh lebih besar dari 7 d atau 14 t. 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. 2,5 d s 7 d atau 14 t 2,5 d u 7 d atau 14 t 1,5 d s1 3 d atau 6 t 3 Jika sambungan terdiri dari lebih dari satu baris baut yang dipasang berseling, jarak antara baris-baris buat u tidak bole kurang dari 2,5 d dan tidak boleh lebih besar dari 7 d atau 14 t, sedangkan jarak antara satu baut dengan baut terdekat pada baris lainnya s2 tidak boleh lebih besar dari 7 buah. d – 0,5 u atau 14 t – 0,5 u. 2,5 d u 7 d atau 14 t s2 7 d – 0,5 u atau 14 t – 0,5 u 70 Beberapa pedoman atau cara pemasangan Paku Keling, antara lain yaitu; 1 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. 2 Paku keling dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung. 3 Bagian kepala lepas dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung. 4 Dengan menggunakan alat atau mesin penekan palu, tekan bagian kepala lepas masuk ke bagian ekor paku keling dengan suaian paksa. 5 Setelah rapatkuat, bagian ekor sisa kemudian dipotong dan dirapikanratakan. 6 Mesinalat pemasang paku keling dapat digerakkan dengan udara, hidrolik atau tekanan uap tergantung jenis dan besar paku keling yang akan dipasang. Gambar 12-9: Pemasangan Paku Keling

2.2.1 Sambungan Las

Sambungan las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas. Dalam cara pengelasan yang digunakan kawat elektroda logam yang dibungkus dengan 71 fluks, bahwa busur listrik terbentuk di antara logam induk dan ujung elektroda. Karena panas dari busur ini maka logam induk dan ujung elektroda tersebut mencair dan kemudian membeku bersama. Proses pemindahan busur elektroda terjadi pada saat ujung elektroda mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi. Bila digunakan arus listrik yang besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus, sebaliknya bila arusnya kecil maka butirannya menjadi besar. Gambar 12-10 : Pemindahan Logam Cair Metoda pengelasan diklasifikasikan berdasarkan metoda pemanasan untuk mencairkan logam pengisi serta permukaan yang disambung. 1 Electric Arc Welding : panas diaplikasikan oleh busur listrik antara elektroda las dengan benda kerja lihat gambar di atas. Berdasarkan 1 aplikasi logam pengisi dan 2 perlindungan logam cair thd atmosfir, electric arc welding diklasifikasikan menjadi : a. Shielded Metal Arc welding SMAW; b. Gas Metal Arc Welding GMAW c. Gas Tungsten Arc Welding GTAW d. Flux-cored Arc Welding FCAW dan e. Submerged Arc Welding SAW. 2 Resistance Welding : arus listrik meng-generate panas dengan laju I2R, melalui kedua permukaan benda kerja yang disambung. Kedua benda di cekam dengan baik. Tidak diperlukan adanya logam pengisi atau shield, tetapi proses pengelasan dapat dilakukan pada ruang vakum atau dalam inert gas. Metoda pengelasan ini cocok untuk produksi masa dengan pengelasan kontinu. Range tebal material yang cocok untuk pengelasan ini adalah 0,004 sd 0,75 inchi. 3 Gas Welding : umumnya menggunakan pembakaran gas oxyacetylene untuk memanaskan logam pengisi dan permukaan benda kerja yang 72 disambung. Proses pengelasan ini lambat, manual sehingga lebih cocok untuk pengelasan ringan dan perbaikan. 4 Laser beam welding : plasma arc welding, electron beam welding, dan electroslag welding : adalah teknologi pengelasan modern yang juga menggunakan metoda fusi untuk aplikasi yang sangat spesifik. 5 Solid state welding : proses penyambungan dengan mengkombinasikan panas dan tekanan untuk menyambungkan benda kerja. Temperatur logam saat dipanaskan biasanya dibawah titik cair material. Sambungan las terdiri dari lima jenis dasar dengan berbagai macam variasi dan kombinasi yang banyak jumlahnya. Kelima jenis dasar ini adalah sambungan sebidang butt, lewatan lap, tegak T, sudut corner, dan sisi edge, namun secara umum di dalam konstruksi baja bangunan, dikenal 2 macam yaitu; Las Tumpul dan Las Sudut, sebagai berikut : a Las Tumpul : adalah bentuk las sambungan memanjang atau melebar. b Las Sudut : adalah bentuk las sambungan menyudut. Gambar 12-11:Jenis dasar sambungan sebidang Simbol las diberikan pada gambar teknik dan gambar kerja sehingga komponen dapat difabrikasi secara akurat. Simbol las distandardkan oleh AWS American Welding Society. Komponen utama simbol las sesuai dengan standard AWS adalah 1 Reference line, 2 tanda panah, 3 basic weld symbols, 4 dimensi dan data tambahan lainnya, 5 supplementary symbols, 6 finish symbols, 7 tail, dan 8 spesifikasi atau proses. Simbol las 73 selengkapnya ditunjukkan pada gambar di bawah ini, aplikasi simbol las dan ilustrasi hasil bentuk konfigurasi sambungan. Gambar 12-12 : Las Tumpul Sambungan Memanjang atau Melebar 74 Gambar 12-13: Bentuk Las Sudut Las sudut 4 – 96 = Las sudut dengan tebal 4 mm panjang 96 mm. Las sudut 4 – 160 + 77 40 = Las sudut dengan tebal 4 mm panjang dipecah, 2 bagian masing-masing 160 mm dan 77 mm berjarak 40 mm. 75 Gambar 12-14 : Notasi Gambar Las Las fillet, a angka menunjukkan ukuran leg, b menunjukkan jarak Konfigurasi pengelasan tipe butt atau groove a square, b V tunggal dengan root 2mm dan sudut 60 , c V ganda, d bevel 76 Gambar 12-15: Konfigurasi Fillet Weld dengan berbagai kondisi Sambungan temu butt joint atau sebidang dipakai terutama untuk menyambung ujung-ujung plat datar dengan ketebalan yang sama atau hampir sarna. Keuntungan utama jenis sambungan ini ialah menghilangkan eksentrisitas yang timbul pada sambungan lewatan tunggal. Bila digunakan bersama dengan las tumpul penetrasi sempurna full penetration groove weld, sambungan sebidang menghasilkan ukuran sambungan minimum dan biasanya lebih estetis dari pada sambungan bersusun. Kerugian utamanya ialah ujung yang akan disambung biasanya harus disiapkan secara khusus diratakan atau dimiringkan dan dipertemukan secara hati-hati sebelum dilas. Hanya sedikit penyesuaian dapat dilakukan, dan potongan yang akan disambung harus diperinci dan dibuat secara teliti. Akibatnya, kebanyakan sambungan sebidang dibuat di bengkel yang dapat mengontrol proses pengelasan dengan akurat. Sambungan saling tumpang lap joint merupakan jenis yang paling umum. Sambungan ini mempunyai dua keuntungan utama, yaitu mudah disesuaikan dan mudah disambung. Lap joint menggunakan las sudut sehingga sesuai 77 baik untuk pengelasan di bengkel maupun di lapangan. Potongan yang akan disambung dalam banyak hal hanya dijepit diklem tanpa menggunakan alat pemegang khusus. Keuntungan lain sambungan tumpang adalah mudah digunakan untuk menyambung plat yang tebalnya berlainan. Jenis sambungan T dipakai untuk membuat penampang bentukan builtup seperti profil T, gelagar plat plat girder, pengaku tumpuan atau penguat samping bearing stiffener, penggantung, konsol bracket. Jenis sambungan ini terutama bermanfaat dalam pembuatan penampang yang dibentuk dari plat datar yang disambung dengan las sudut maupun las tumpul. Gambar 12-16 : Hubungan Sambungan Baja Menggunakan Las 78 Beberapa keunggulan dan kelemahan las baja profil, dimana bahwa secara teoritis dapat menghasilkan kekuatan sambung yang sama dengan penampang aslinya, artinya tidak ada pengurangan kekuatan. Ini khususnya jika berbicara tentang butt-weld atau las tumpul. Jadi jika ada suatu sambungan yang ingin kita uji kekuatan las, dan cara me-lasnya memakai butt-weld maka ketika diuji tarik, yang rusak pasti bagian lain dan bukan di tempat sambungan las tersebut dikerjakan. Beberapa kelebihan sambungan las dibandingkan sambungan baut-mur atau sambungan keling rivet adalah lebih murah untuk pekerjaan dalam jumlah besar, tidak ada kemungkinan sambungan longgar, lebih tahan beban fatigue, ketahanan korosi yang lebih baik. Kelemahan sistem sambungan las hanya dalam pelaksanaannya. Kita tidak bisa memeriksa sempurna tidaknya suatu hanya dari penampakan luar, tapi dari prosesnya. Kecuali tentunya dengan alat-alat khusus, seperti X-ray, uji gelombang atau semacamnya, yaitu menentukan homogenitas bahan yang disambung. Jadi apakah seluruh penampang telah ter-las dengan baik, atau hanya bagian luarnya saja yang tebal. Sedangkan kelemahannya antara lain adalah adanya tegangan sisa residual stress, kemungkinan timbul distorsi, perubahan struktur metalurgi pada sambungan, dan masalah dalam disasembling.

3. Pekerjaan Kuda-kuda Baja Profil