ANALISIS SAMBUNGAN PORTAL BAJA ANTARA BALOK DAN KOLOM DENGAN MENGGUNAKAN SAMBUNGAN BAUT DAN PAKU KELING.
TUGAS AKHIR
ANALISIS SAMBUNGAN PORTAL BAJA ANTARA BALOK DAN
KOLOM DENGAN MENGGUNAKAN SAMBUNGAN BAUT DAN
PAKU KELING
Karya Tulis Ini Adalah Salah Satu Persyaratan
Untuk Memenuhi nelar Ahli Madya
Bidang Teknik Sipil
OLEH :
MUHAMMAD SYAMSUDDIN SIREGAR
5103210028
PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK SIPIL
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2015
ABSTRAK
Muhammad Syamsuddin Siregar, NIM. 5103210028. “Analisis Sammungan Portal
Baja Antara Balok dan Kolom Dengan Menggunakan Sammungan Baut dan Paku
Keling”. Tugas Akhir, Medan : Fakultas Teknik, Pendidikan Teknik Bangunan,
Program Studi D-3 Teknik Sipil, Universitas Negeri Medan 2015
Sambungan merupakan sesuatu hal yang tidak dapat dihindarkan dalam
perencanaan struktur baja. Hal ini dikarenakan bentuk struktur bangunan yang
begitu kompleks. Sambungan yang dapat kita lihat pada struktur bangunan adalah
sambungan antara balok dan kolom. Kegagalan dalam sambungan tersebut dapat
mengakibatkan perubahan fungsi struktur bangunan tersebut, dan paling
berbahaya adalah keruntuhan pada struktur tersebut.Sehingga untuk mencegah hal
tersebut maka kekakuan sambungan antara balok dan kolom tersebut harus baik. Pada
umumnya sambungan antara balok dan kolom terdiri dari tiga elemen yaitu : balok,
kolom, dan alat penyambung. Jadi ketiga elemen tersebut yang harus kita
perhitungkan sehingga perencanaan struktur akan sesuai seperti yang
direncanakan dan pada akhirnya struktur bangunan itu akan berdiri sesuai dengan
fungsi yang diinginkan.
Akan tetapi pada sambungan-sambungan yang menggunakan baut dan paku
keling selalu akan terjadi deformasi elastis, sehingga sifat kaku sempurna tidak
tercapai dan sambungan menjadi semi kaku ( semi rigid ).Tingkat kekakuan
sambungan akan mempengaruhi besarnya perubahan bentuk (lenturan atau
putaran sudut ) pada analisa strukturnya.
Pada tugas akhir ini, beban yang digunakan adalah beban mati/merata (D) dan
beban hidup/terpusat (L), dan gaya yang dibahas hanya momen lentur (M). diameter
baut yang digunakan dalam analisis dipakai 25 mm dan profil baja yang digunakan
disesuaikan dengan beban yang sudah ditentukan. dari hasil analisis diperoleh jumlah
baut yang dipakai 3 buah dan paku keling 3 buah dengan kekuatan tegangan geser dan
tumpu yang berbeda-beda, yaitu pada baut diperoleh tegangan geser 108918,75 N dan
tegangan tumpu 216450 N, sedangkan paku keling diperoleh tegangan geser 145225 N
dan tegangan tumpu 461760 N. Terlihat pada sambungan menggunakan paku keling
lebih unggul dari pada baut dari segi kekuatan geser dan tumpu. Akan tetapi pada
pengerjaan di lapangan sambungan menggunakan baut lebih efisien dari pada paku
keling sehingga alat sambung paku keling jarang digunakan pada sambungan.
Kata kunci : Baja, Sammungan, Baut dan Paku Keling
iv
ABSTRACT
Muhammad Shamsuddin Siregar, NIM. 5103210028. "Analysis Portal Connection
Between Steel Beams and Columns By Using Connection Bolts and rivets". Final,
Medan: Faculty of Engineering, Technical Education Building, D-3 Study Program in
Civil Engineering, University of Medan in 2015
The connection is something that can not be avoided in the planning of the steel
structure. This is because the shape of the building structure is so complex. Connections
that can be seen in the structure of the building is the connection between the beams and
columns. Failure in the connection can result in changes in the function of the building
structure, and the most dangerous is the collapse of the structure. That to prevent these
conditions, the stiffness of the connection between the beam and the column should be
good. In general, the connection between beams and columns consist of three elements:
beams, columns, and the device connecting. So those three elements that must be taken
into account so that the structural design will fit as planned and in the end it will stand
structure in accordance with the desired function.
However, the connections that use bolts and rivets are always going to happen
elastic deformation, so that perfect inelasticity is not reached and the connection
becomes semi-rigid (semi-rigid) .The level of connection stiffness will affect the
amount of deformation (bending or rotation angle) in the analysis structure.
In this thesis, the load used is the dead load / uniform (D) and live load /
centralized (L), and the style is discussed only the bending moment (M). diameter bolts
used in the analysis used 25 mm and steel profiles are used according to a
predetermined load. of the analytical results obtained by the number of bolts used 3
pieces and rivets 3 pieces with a shear force and fulcrum different, namely the bolt
obtained shear stress and tension fulcrum 108,918.75 N 216 450 N, while the shear
stress obtained rivet 145 225 N and voltage fulcrum 461 760 N. Seen on connections
using rivets are superior to the terms of shear strength bolts and pivot. But the work in
the field using a bolt connection more efficiently than the rivet so connecting rivet tool
is rarely used in the connection.
Keywords: Steel, Connection, Rivet Bolts and Nail
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
karunia dan rahmatNya sehingga dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini
dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini dilakukan untuk memenuhi salah satu
persayaratan ujian akhir pada Program Studi D-3 Teknik Sipil Universitas Negeri
Medan. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “ANALISIS SAMBUNGAN PORTAL
BAJA
ANTARA
BALOK
DAN
KOLOM
DENGAN
MENGGUNAKAN
SAMBUNGAN BAUT DAN PAKU KELING”.
Selama penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat nasehat,
bimbingan, arahan, kritik, dan saran serta bantuan baik dalam bentuk moril maupun
material dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Drs. Ronald Butarbutar, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak memberikan waktu, tenaga, pikiran, ide, nasehat, bimbingan
kepada penulis. Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir
ini dengan baik.
2. Drs. Sempurna Peranginangin, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang telah banyak membimbing penulis dalam menyelesaikan studi di Jurusan
Pendidikan Teknik Bangunan.
3. Prof. Dr. Abdul Hamid K, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan.
vi
4.
Drs. Asri Lubis, S.T., M.Pd., selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik
Bangunan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
5. Syafiatun Siregar, S.T., M.T., sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil D-3
Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
6. Ir. Hamidun Batubara, M.Pd, selaku Dosen Penguji yang telah banyak
memberikan saran dan masukan terhadap penyempurnaan Tugas akhir ini.
7. Edo Berlian, ST.,MT, selaku Dosen Penguji yang telah banyak memberikan
saran dan masukan terhadap penyempurnaan Tugas akhir ini.
8. Drs. Toyama Sitompul selaku Dosen saksi yang telah banyak juga memberikan
saran dan masukan terhadap penyempurnaan Tugas akhir ini.
9. Pegawai Administrasi Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
10. Terima kasih kepada Orang tua saya Ayahanda Mhd. Ramli Siregar yang sangat
kusayang dan kucintai Ibunda Srisukasih yang telah memberikan doa, nasehat,
motivasi serta dorongan terlebih materi, agar penulis kelak menjadi orang yang
berguna bagi nusa dan bangsa.
11. Seluruh keluargaku yang tersayang, Kak Eka, Bang Asrul, Kak Rima,Bang Alir,
Kak Isah dan si Pian yang telah banyak memberikan motivasi, semangat, dan
doa’nya.
12. Rekan-rekan mahasiswa/mahasiswi Prodi D-3 Teknik Sipil “Angkatan 2010”
Aditia Sianipar, Sahala, Soebayu, Dani, Suhendra, Netanel, Andri, Mawaaddah,
Astuti, Christina, Devi, Christine, Anshari, yang telah banyak memberikan
masukan, dorongan dan Informasi sampai penyempurnaan Tugas Akhir ini.
vii
13. Teman-teman seperjuangan Alumni kelas IPA-1 MAS BAHARUDDIN
Unggulan dan saudara-saudara dari IKBAPEMBA yang telah memberikan
semagat dan dorongan untuk penulis.
Penulisan Tugas Akhir ini masih belum sempurna, masih banyak terdapat
kekurangan baik dari segi isi maupun dari segi penulisan. Untuk itu dengan segala
kerendahan hati, masukan-masukan yang bersifat membangun demi kesempurnaan
Tugas Akhir ini akan diterima dengan tangan terbuka sehingga bermanfaat bagi
pembaca dimasa yang akan datang.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih, mudah-mudahan Tugas
Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca, dan bagi perkembangan pedidikan khususnya
Program Studi D-3 Teknik Sipil Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan. Semoga Allah
SWT selalu memberkati kita senantiasa.
Medan,
Januari 2015
Penulis,
MUHAMMAD SYAMSUDDIN
NIM. 5103210028
viii
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul.....................................................................................................
i
Lembar Persetujuan............................................................................................
ii
Lembar Pengesahan............................................................................................
iii
Abstrak.................................................................................................................
iv
Kata Pengantar....................................................................................................
vi
Daftar Isi...............................................................................................................
ix
Daftar Lampiran.................................................................................................
x
Daftar Notasi........................................................................................................
xiii
Daftar Tabel.........................................................................................................
xv
Daftar Gambar....................................................................................................
xvi
BAB I : PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang......................................................................................
1
B.
Identifikasi Masalah..............................................................................
4
C.
Batasan masalah....................................................................................
5
D.
Rumusan Masalah.................................................................................
6
E.
Tujuan...................................................................................................
6
F.
Manfaat.................................................................................................
7
G.
Metode penulisan..................................................................................
7
ix
BAB II : LANDASAN TEORI
A.
Umum...................................................................................................
8
B.
Sifat Bahan Baja...................................................................................
8
C.
Sambungan............................................................................................
14
1.
Tipe-tipe Sambungan.....................................................................
21
2.
Jenis-jenis Alat Sambungan...........................................................
22
a.
b.
Baut ( Bolt )...............................................................................
22
1)
Menentukan Jumlah Baut...................................................
27
2)
Kekuatan Geser Baut.........................................................
28
3)
Kekuatan Desak Baut.........................................................
30
4)
Baut Yang Memikul Gaya Tarik........................................
34
5)
Sambungan Baut Yang Mengalami Pembebanan
Eksentris...............................................................................
35
a)
Baut Yang Mengalami Gaya Geser............................
35
b)
Baut Yang Mengalami Gaya Aksial Akibat Momen..
39
c)
Baja Siku Dengan Baut Yang Mendapat Tarikan.......
41
Paku Keling
1)
Faktor Yang Menyebabkan Paku Keling Jarang Dipakai..
46
c.
Sambungan Balok Rangka........................................................
48
d.
Sambungan Sudut Portal Kaku.................................................
51
e.
Sambungan Kolom Ke Balok Menerus.....................................
53
x
D. Perhitungan Momen................................................................................
55
E. Pembebanan Pada Struktur ......................................................................
56
BAB III : ANALISIS SAMBUNGAN PORTAL BAJA ANTARA BALOK DAN
KOLOM DENGAN MENGGUNAKAN BAUT DAN PAKU KELING
A.
Pembebanan Pada Portal Baja.................................................................
59
B.
Perencanaan Sambungan Baut................................................................
67
C.
Perencanaan Sambungan Paku Keling....................................................
72
BAB IV : KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan..............................................................................................
76
B.
Saran........................................................................................................
77
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR NOTAST
Ab
= luasan baut
a
= lebar luasan tertarik pada baut
b
= lebar profil pengaku
D
= gaya lintang
d
= diameter baut
e
= eksentrisitas
fub
= tegangan tarik putus baut
h
= tinggi penampang profil kolom
I
= momen kelembaman
K
= koefisien kekakuan
L
= jumlah baris baut
l
= lebar bentang balok
k
= momen
ku
= momen terfaktor
n
= jumlah baut
P
= beban terpusat
p
= jarak vertical
d
= beban merata
R
= resultant
Ru
= kekuatan rencana baut
xiii
s
= jarak sumbu ke sumbu baut
t
= tebal plat penyambung
σ1
= tegangan idiil
σ
= tegangan aksial yang terjadi
σbt
= tegangan ijin baut
τ
= tegangan geser yang terjadi
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Harga Tegangan Leleh...................................................................
13
Tabel 2.2
Sifat-sifat Baut...............................................................................
24
Tabel 3.1
Analisa Momen Dengan Metode Cross.........................................
63
Tabel 3.2
Harga Momen Ekstrim Pada Balok...............................................
66
Tabel 3.3
Harga Momen Ekstrim Pada Kolom..............................................
66
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Hubungan tegangan –regangan untuk uji Tarik pada baja lunak...
10
Gambar 2.2
Penentuan tegangan leleh...............................................................
12
Gambar 2.3
Deformasi rotasi sambungan.........................................................
15
Gambar 2.4
Kurva M-θr sambungan.................................................................
16
Gambar 2.5
Tipe sambungan (a) single web-angle dan (b) single plate...........
18
Gambar 2.6
Tipe Sambungan Double Web-angle.............................................
18
Gambar 2.7
Tipe Sambungan top-and seat-angle with double web angle........
19
Gambar 2.8
Tipe Sambungan top-angle and seat angle....................................
19
Gambar 2.9
Tipe sambungan header plate........................................................
19
Gambar 2.10 Tipe Sambungan extended end-plate.............................................
20
Gambar 2.11 Tipe Sambungan flush end-plate...................................................
20
Gambar 2.12 Baut yang mengalami geser tunggal..............................................
28
Gambar 2.13 Baut yang mengalami geser rangkap.............................................
29
Gambar 2.14 Bentuk-bentuk
kegagalan
yang
mungkin
terjadi
pada
sambungan baut.............................................................................
31
Gambar 2.15 Tekanan Tumpu pada sambungan baut.........................................
32
Gambar 2.16 Jarak baut.......................................................................................
34
Gambar 2.17 Sambungan yang eksentris.............................................................
35
Gambar 2.18 Analisa sambungan yang eksentrisitas..........................................
35
Gambar 2.19 Sambungan antara kolom balok.....................................................
39
xvi
Gambar 2.20 Luasan pengganti...........................................................................
40
Gambar 2.21 Kejadian simple flexture yang terjadi pada saat baut mengalami
tarikan............................................................................................
42
Gambar 2.22 Peristiwa double flexture...............................................................
42
Gambar 2.23 Paku keling....................................................................................
44
Gambar 2.24 Alat penyambung dengan paku keling...........................................
45
Gambar 2.25 Macam-macam paku keling...........................................................
47
Gambar 2.26 Sambungan balok rangka...............................................................
49
Gambar 2.27 Sudut portal kaku...........................................................................
53
Gambar 2.28 Sambungan kolom ke balok menerus............................................
54
Gambar 2.29 Sambungan penahan momen .........................................................
55
Gambar 2.30 Kondisi terjepit metode distribusi..................................................
57
Gambar 3.1
Portal baja......................................................................................
60
Gambar 3.2
Sambungan balok dengan kolom...................................................
67
Gambar 3.4
Potongan tampak atas pada balok lantai........................................
72
xvii
1
BAB B
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada suatu konstruksi bangunan, tidak terlepas dari elemennelemen seperti
balok, kolom pelat maupun kolom balok, baik itu yang terbuat dari baja, kayu
maupun beton, pada tempatntempat tertentu harus disambungi Hal ini dikarenakan
keterbatasan ketersediaan material di pasaran dan juga berhubungan dengan
kemudahan pemasangan di lapangani Khusus untuk konstruksi yang terbuat dari
bahan beton, boleh jadi sambungan bukan merupakan sesuatu hal yang perlu
dipermasalahkan, karena pada konstruksi beton struktur secara keseluruhan adalah
bersifat monolit (menyatu secara kaku)i Lain halnya dengan konstruksi yang
terbuat dari baja maupun kayu, sambungan merupakan sesuatu hal yang perlu
mendapat perhatian serius yang matang karena pada konstruksi baja dan kayu,
elemennelemen struktur yang disambung tidak dapat bersifat monolit seperti
konstruksi betoni
Pada umumnya sambungan berfungsi untuk memindahkan gayangaya yang
bekerja pada elemennelemen struktur yang disambungi Sambungan dibuat karena
keterbatasan bahan yang tersedia di pasaran dan juga
untuk kemudahan
pemasangan di lapangan serta kemudahan dalam hal pengangkutani Misalkan saja
akan dibuat suatu struktur rangka gadingngading kap terbuat dari baja profil siku,
maka tidak mungkin melaksanakannya secara langsung di lapangan karena tidak
akan ekonomis, tetapi akan lebih hemat jika terlebih dahulu merakitnya di
pabrikasi ( bengkel/workshop ), baru selanjutnya tinggal menyambungkannya
pada kolomnkolom di lapangani
2
Alatnalat sambung yang biasa digunakan pada konstruksi baja
1i Sambungan dengan paku keeling ( Rivew )i
2i
Sambungan dengan baut ( Bolt )
3i
Sambungan dengan las ( Welding )i
Jika dibandingkan ketiga
alat sambung ini, maka las merupakan alat
sambung yang menghasilkan kekakuan yang paling besar, sedangkan paku keling
menghasilkan sambungan yang lebih kaku jika dibandingkan dengan baut, tetapi
kurang kaku jika dibandingkan dengan lasi Namun, pada tugas akhir ini
perencanaan sambungan akan memakai sambungan baut dan paku keling i
Bahan baja sebagai bahan bangunan, diproduksi di pabriknpabrik peleburan
dalam bentuk ukuran dan panjang yang tertentu sesuai dengan standar yang
dilakukani Oleh karena itu tidaklah mungkin membangun suatu konstruksi secara
monolit (dipabrikasi, dicetak) akan tetapi terpaksa dibangun dari elemennelemen
yang disambung satu persatu di lapangan dengan menggunakan salah satu alatn
alat sambung atau kombinasi dari dua alat sambung seperti yang telah disebutkan
di atasi
Jenis paling umum dari sambungan baja struktural yang digunakan adalah
sambungan yang menggunakan baut dan sambungan yang menggunakan lasi Pada
masa silam, paku keling juga banyak digunakan sebagai salah satu alat sambung
dalam struktur bajai Akan tetapi, karena rendahnya kekuatan jenis alat sambung
ini, tingginya biaya pemasangan, dan kerugiannkerugian lain maka paku keling
sudah sangat jarang digunakan lagi sebagai alat sambungi ( Desain Baja Swrukwural
Terapan : Hal. 193 )
Sambungan berfungsi terutama untuk meneruskan beban ke elemennelemen
yang bertemui Jadi, desain sambungan harus didasarkan pada prinsipnprinsip
3
strukturali Ini termasuk merencanakan suatu detail yang memadai secara
struktural ekonomis dan praktisi
Pemahaman mengenai aspek perilaku sambungan adalah hal penting karena
sambungan itu harus sesuai dengan kondisi tumpuan yang dikehendaki pada
elemennelemen yang disambungkani Desain elemennya, yang selalu dilakukan
sebelum desain sambungan, harus selalu didasarkan atas kondisi tumpuan yang
diasumsikani Sangat banyak jenis sambungan, namun hanya beberapa di
antaranya yang merupakan hubungan standar yang telah dikembangkan pada
dewasa ini dan dapat dikelompokkan menurut perilakunyai Jenis sambungan ini
terutama dipakai pada sambungan balok ke kolom dan balok ke balok dalam
konteks gedungi Maka, dalam hal ini saya sebagai penulis mengambil judul sesuai
dengan masalahnmasalah di atasi Dalam tulisan ini, penulis akan melakukan
perbandingan perencanaan alat sambung pada sambungan balok dan kolomi
Karena keterbatasan waktu serta refrensi yang mendukung, dalam melakukan
perbandingan atau penganalisaan sambungan ini maka dilakukan batasannbatasan
seperti penggunaan alat penyambung hanya dengan baut dan paku keling, struktur
bangunan dengan dua lantai dengan elemen baja dalam bentuk portal,
penganalisaan hanya pada sambungan balok dan kolomi Maka penulis menulis
tugas akhir ini dengan judul “ Analisis Sambungan Portal Baja Antara Balok
dan Kolom Dengan Menggunakan Sambungan Baut dan Paku Keling “
4
B. Bdentifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, dapat diidentifikasi
beberapa
masalah dalam analisis sambungan portal baja Antara balok dan kolom dengan
sambungan baut dan paku keling antara lain :
1i Mengapa dalam suatu konstruksi bangunan diperlukan sambungan?
2i Mengapa pada konstruksi bangunan seperti bangunan struktur baja,
sambungan merupakan sesuatu yang dipermasalahkan?
3i Bagaimana cara menggunakan alat sambungan seperti baut dan paku keling
pada pekerjaan sambungan konstruksi baja?
4i Bagaimana perbandingan perhitungan sambungan dengan baut dan
sambungan dengan paku keling dalam bentuk konstruksi portal baja dengan
elemen dua dimensional dalam bentuk portal bidang ( plane frame ) seperti
500
400
pada gambar 1i1 di bawah ini
800
Gambar 1i1
Spesifikasi :
1i Panjang Bentang : 8,00 meter
2i Tinggi Kolom 1 : 5,00 meter
3i Tinggi kolom 2 : 4,00 meter
5
5i Manakah yang lebih efesien pada sambungan kolom dan balok dengan
menggunakan alat penyambung baut atau alat penyambung paku kelingi
C. Batasan Masalah
Melihat terbatasnya waktu dan pengetahuan yang dimiliki dalam melakukan
penyelesain tugas akhir ini maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut:
1i
Konstruksi yang akan dianalisis adalah portal dengan elemen dua
dimensional dengan memakai profil baja yang ditentukan dalam bentuk
portal bidang (plane frame) seperti gambar 1i2 berikut ini
W F 400 400 20 35
W F 400 400 20 35
400
W F 400 400 13 21
W F 400 400 20 35
W F 400 400 20 35
500
W F 400 400 13 21
Gambar 1i2
Spesifikasi :
1i Panjang Bentang : 8,00 meter
2i Tinggi Kolom 1 : 5,00 meter
3i Tinggi kolom 2 : 4,00 meter
2i
Sambungan yang dianalisis hanya pada sambungan kolom dan baloki
3i
Sambungan dianalisis dengan tipe sambungan baut dan sambungan paku
kelingi
6
4i
Keefesienan alat penyambung yang dipakai antara baut dan paku keling
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan pembatasan masalah seperti disebutkan di atas, maka masalah
dalam tulisan ini dirumuskan sebagai berikut :
1i
Bagaimana menghitung besar beban yang ada pada portal bidang
khususnya pada kolom dan balok?
2i
Bagaimana menentukan profil yang dibutuhkan untuk kolom dan balok?
3i
Bagaimana menentukan jumlah alat penyambug (baut dan paku keling)
pada sambungan kolom dan balok?
4i
Manakah yang lebih efesien antara alat penyambung dengan baut dan
alat penyambung dengan paku keling?
E. Tujuan
Sesuai dengan rumusan masalah seperti yang disebutkan di atas, makan
tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk:
1i Menganalisis bagaimana menghitung besar beban yang ada pada portal
bidang khususnya pada kolom dan baloki
2i Menganalisis bagaimana menentukan profil yang dibutuhkan untuk
kolom dan baloki
3i Menganalisis bagaimana menentukan jumlah alat penyambug ( baut dan
paku keling ) pada sambungan kolom dan baloki
4i Menganalisis manakah yang lebih efesien antara alat penyambung
dengan baut dan alat penyambung dengan paku keling
7
F. Manfaat
Adapun manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk meperdalam
pengetahuan dalam melakukan analisis sambungan portal baja antara balok dan
kolom dengan sambungan baut dan paku kelingi
G. Metode Pengumpulan Data
Metode penulisan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi literature
yaitu dengan cara mereferensi atau mencari bahan masukan dari berbagai bukun
buku dan internet yang berhubungan dengan objek penulisan data serta membuat
contoh aplikasi tentang menganalisis sambungan portal baja dengan sambungan
baut dan paku kelingi
76
BAB BV
KESBMPULAN DAN SARAN
AS Kesimpulan
1. Dari hasil analisis pada tipe sambungan yang dilakukan, dapat diperoleh
data setbagai berikut p
a. Baut
Sambungan Baut memiliki jumlah 3 buah baut dengan db = 25 mm,
Tegangan Geser pada baut = 108918,75 N, Tegangan Tumpu pada baut =
216450 N
b. Paku
Sambungan Paku memiliki jumlah 3 buah paku dengan db = 25 mm,
Tegangan Geser pada paku = 145225 N, Tegangan Tumpu pada paku =
461760 N
2. Sambungan yang paling efisien adalah jenis Sambungan Baut, dimana
dalam pengerjaannya dilapangan paling praktis diantara jenis sambungan yang
dibahas dan memiliki nilai kekuatan yang cukup tinggi.
3. Penganalisaan
kekuatan
dari
sambungan
balok
–
kolom
tersebut
dipengaruhi oleh jumlah, susunan dan ukuran dari baut/paku penyambung,
dimensi dari pelat penyambung (Baja siku), momen yang terjadi pada
sambungan (akibat dari beban yang bekerja)
77
BS Saran
1. Dalam proses pekerjaan sambungan, alat sambung menggunakan menggunakan
baut lebih efisien dibandingkan dengan alat sambung paku keling. Sehingga paku
keling untuk sambungan baja struktur jarang dipakai.
2. Pada Bab III, analisis perhitungan perbandingan jumlah baut dan paku keling
yang dipakai adalah sama. Sehingga dianjurkan melakukan perbandingan dengan
alat sambung lainnya seperti Las dan alat penyambung lainnya agar analisis
perbandingannya lebih efektif lagi.
DAFTAR PUSTATA
Oentoeng, Ir. 2004. Konstruksi Baja. Surabaya : Penerbit Andi Offset
PPBBI 1984. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia. Yayasan Penyelidikan
Masalah Bangunan. Jakarta
Salmon, Charles G. John E. Johnson. 1996. Struktur Baja Desain dan Perilaku 1 Edisi
Kedua. Jakarta : Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama
SK.SNI03 – 1729 – 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Struktur
Bangunan Gedung. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta
Sutarman. E. 2009. Analisa Struktur. Yogyakarta : Penerbit Andi
Thamrin Nasution. Ir. 2011. Sruktur Baja 1. Modul Kuliah
http://blog.ub.ac.id/mamad10/2012/12/16/resume-lasmur-baut-dan-paku-keling/
http://frendisma.blogspot.com/2011/01/1.html
Perataan Momen
Batang
Koef
FBM
Momen
Akhir
AB
BA
0.3390
0.0000
0.0000
310.9749
155.4874
-105.8869
-52.9435
14.7596
7.3798
-8.4222
-4.2111
0.1588
0.0794
-0.8318
-0.4159
-0.1165
-0.0583
-0.1032
-0.0516
-0.0283
-0.0142
-0.0150
105.2521 210.4892
BB
BC
CB
0.1270
0.5340
0.8080
-917.3300
0.0000
0.0000
116.5009 489.8542 741.2026
-58.2505 370.6013 244.9271
-39.6686 -166.7954 -126.7457
19.8343 -63.3728 -83.3977
5.5294 23.2496 55.2177
-2.7647 27.6089 11.6248
-3.1552 -13.2668
-4.0919
1.5776
-2.0460
-6.6334
0.0595
0.2501
4.9670
-0.0297
2.4835
0.1251
-0.3116
-1.3103
0.3758
0.1558
0.1879
-0.6551
-0.0437
-0.1835
0.5654
0.0218
0.2827
-0.0918
-0.0387
-0.1626
0.1284
0.0193
0.0642
-0.0813
-0.0106
-0.0446
0.0780
0.0053
0.0390
-0.0223
-0.0056
-0.0237
0.0255
-877.9049
667.4157 837.5183
CD
0.1920
-917.3300
176.1274
-88.0637
-30.1178
15.0589
13.1210
-6.5605
-0.9723
0.4862
1.1803
-0.5901
0.0893
-0.0446
0.1344
-0.0672
0.0305
-0.0153
0.0185
-0.0093
0.0061
-837.5183
DC
DB
BD
0.1920
0.8080
0.5340
917.3300
0.0000
0.0000
-176.1274 -741.2026 -489.8542
88.0637 -244.9271 -370.6013
30.1178 126.7457 166.7954
-15.0589 83.3977 63.3728
-13.1210 -55.2177 -23.2496
6.5605 -11.6248 -27.6089
0.9723
4.0919 13.2668
-0.4862
6.6334
2.0460
-1.1803
-4.9670
-0.2501
0.5901
-0.1251
-2.4835
-0.0893
-0.3758
1.3103
0.0446
0.6551
-0.1879
-0.1344
-0.5654
0.1835
0.0672
0.0918
-0.2827
-0.0305
-0.1284
0.1626
0.0153
0.0813
-0.0642
-0.0185
-0.0780
0.0446
0.0093
0.0223
-0.0390
-0.0061
-0.0255
0.0237
837.5183
-837.5183 -667.4157
BB
BF
FB
0.1270
0.3390
917.3300
0.0000
0.0000
-116.5009 -310.9749
58.2505
-155.4874
39.6686 105.8869
-19.8343
52.9435
-5.5294 -14.7596
2.7647
-7.3798
3.1552
8.4222
-1.5776
4.2111
-0.0595
-0.1588
0.0297
-0.0794
0.3116
0.8318
-0.1558
0.4159
0.0437
0.1165
-0.0218
0.0583
0.0387
0.1032
-0.0193
0.0516
0.0106
0.0283
-0.0053
0.0142
0.0056
0.0150
877.9049
-210.4892 -105.2521
63
ANALISIS SAMBUNGAN PORTAL BAJA ANTARA BALOK DAN
KOLOM DENGAN MENGGUNAKAN SAMBUNGAN BAUT DAN
PAKU KELING
Karya Tulis Ini Adalah Salah Satu Persyaratan
Untuk Memenuhi nelar Ahli Madya
Bidang Teknik Sipil
OLEH :
MUHAMMAD SYAMSUDDIN SIREGAR
5103210028
PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK SIPIL
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2015
ABSTRAK
Muhammad Syamsuddin Siregar, NIM. 5103210028. “Analisis Sammungan Portal
Baja Antara Balok dan Kolom Dengan Menggunakan Sammungan Baut dan Paku
Keling”. Tugas Akhir, Medan : Fakultas Teknik, Pendidikan Teknik Bangunan,
Program Studi D-3 Teknik Sipil, Universitas Negeri Medan 2015
Sambungan merupakan sesuatu hal yang tidak dapat dihindarkan dalam
perencanaan struktur baja. Hal ini dikarenakan bentuk struktur bangunan yang
begitu kompleks. Sambungan yang dapat kita lihat pada struktur bangunan adalah
sambungan antara balok dan kolom. Kegagalan dalam sambungan tersebut dapat
mengakibatkan perubahan fungsi struktur bangunan tersebut, dan paling
berbahaya adalah keruntuhan pada struktur tersebut.Sehingga untuk mencegah hal
tersebut maka kekakuan sambungan antara balok dan kolom tersebut harus baik. Pada
umumnya sambungan antara balok dan kolom terdiri dari tiga elemen yaitu : balok,
kolom, dan alat penyambung. Jadi ketiga elemen tersebut yang harus kita
perhitungkan sehingga perencanaan struktur akan sesuai seperti yang
direncanakan dan pada akhirnya struktur bangunan itu akan berdiri sesuai dengan
fungsi yang diinginkan.
Akan tetapi pada sambungan-sambungan yang menggunakan baut dan paku
keling selalu akan terjadi deformasi elastis, sehingga sifat kaku sempurna tidak
tercapai dan sambungan menjadi semi kaku ( semi rigid ).Tingkat kekakuan
sambungan akan mempengaruhi besarnya perubahan bentuk (lenturan atau
putaran sudut ) pada analisa strukturnya.
Pada tugas akhir ini, beban yang digunakan adalah beban mati/merata (D) dan
beban hidup/terpusat (L), dan gaya yang dibahas hanya momen lentur (M). diameter
baut yang digunakan dalam analisis dipakai 25 mm dan profil baja yang digunakan
disesuaikan dengan beban yang sudah ditentukan. dari hasil analisis diperoleh jumlah
baut yang dipakai 3 buah dan paku keling 3 buah dengan kekuatan tegangan geser dan
tumpu yang berbeda-beda, yaitu pada baut diperoleh tegangan geser 108918,75 N dan
tegangan tumpu 216450 N, sedangkan paku keling diperoleh tegangan geser 145225 N
dan tegangan tumpu 461760 N. Terlihat pada sambungan menggunakan paku keling
lebih unggul dari pada baut dari segi kekuatan geser dan tumpu. Akan tetapi pada
pengerjaan di lapangan sambungan menggunakan baut lebih efisien dari pada paku
keling sehingga alat sambung paku keling jarang digunakan pada sambungan.
Kata kunci : Baja, Sammungan, Baut dan Paku Keling
iv
ABSTRACT
Muhammad Shamsuddin Siregar, NIM. 5103210028. "Analysis Portal Connection
Between Steel Beams and Columns By Using Connection Bolts and rivets". Final,
Medan: Faculty of Engineering, Technical Education Building, D-3 Study Program in
Civil Engineering, University of Medan in 2015
The connection is something that can not be avoided in the planning of the steel
structure. This is because the shape of the building structure is so complex. Connections
that can be seen in the structure of the building is the connection between the beams and
columns. Failure in the connection can result in changes in the function of the building
structure, and the most dangerous is the collapse of the structure. That to prevent these
conditions, the stiffness of the connection between the beam and the column should be
good. In general, the connection between beams and columns consist of three elements:
beams, columns, and the device connecting. So those three elements that must be taken
into account so that the structural design will fit as planned and in the end it will stand
structure in accordance with the desired function.
However, the connections that use bolts and rivets are always going to happen
elastic deformation, so that perfect inelasticity is not reached and the connection
becomes semi-rigid (semi-rigid) .The level of connection stiffness will affect the
amount of deformation (bending or rotation angle) in the analysis structure.
In this thesis, the load used is the dead load / uniform (D) and live load /
centralized (L), and the style is discussed only the bending moment (M). diameter bolts
used in the analysis used 25 mm and steel profiles are used according to a
predetermined load. of the analytical results obtained by the number of bolts used 3
pieces and rivets 3 pieces with a shear force and fulcrum different, namely the bolt
obtained shear stress and tension fulcrum 108,918.75 N 216 450 N, while the shear
stress obtained rivet 145 225 N and voltage fulcrum 461 760 N. Seen on connections
using rivets are superior to the terms of shear strength bolts and pivot. But the work in
the field using a bolt connection more efficiently than the rivet so connecting rivet tool
is rarely used in the connection.
Keywords: Steel, Connection, Rivet Bolts and Nail
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
karunia dan rahmatNya sehingga dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini
dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini dilakukan untuk memenuhi salah satu
persayaratan ujian akhir pada Program Studi D-3 Teknik Sipil Universitas Negeri
Medan. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “ANALISIS SAMBUNGAN PORTAL
BAJA
ANTARA
BALOK
DAN
KOLOM
DENGAN
MENGGUNAKAN
SAMBUNGAN BAUT DAN PAKU KELING”.
Selama penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat nasehat,
bimbingan, arahan, kritik, dan saran serta bantuan baik dalam bentuk moril maupun
material dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Drs. Ronald Butarbutar, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
telah banyak memberikan waktu, tenaga, pikiran, ide, nasehat, bimbingan
kepada penulis. Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir
ini dengan baik.
2. Drs. Sempurna Peranginangin, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing Akademik
yang telah banyak membimbing penulis dalam menyelesaikan studi di Jurusan
Pendidikan Teknik Bangunan.
3. Prof. Dr. Abdul Hamid K, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Medan.
vi
4.
Drs. Asri Lubis, S.T., M.Pd., selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik
Bangunan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
5. Syafiatun Siregar, S.T., M.T., sebagai Ketua Program Studi Teknik Sipil D-3
Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
6. Ir. Hamidun Batubara, M.Pd, selaku Dosen Penguji yang telah banyak
memberikan saran dan masukan terhadap penyempurnaan Tugas akhir ini.
7. Edo Berlian, ST.,MT, selaku Dosen Penguji yang telah banyak memberikan
saran dan masukan terhadap penyempurnaan Tugas akhir ini.
8. Drs. Toyama Sitompul selaku Dosen saksi yang telah banyak juga memberikan
saran dan masukan terhadap penyempurnaan Tugas akhir ini.
9. Pegawai Administrasi Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.
10. Terima kasih kepada Orang tua saya Ayahanda Mhd. Ramli Siregar yang sangat
kusayang dan kucintai Ibunda Srisukasih yang telah memberikan doa, nasehat,
motivasi serta dorongan terlebih materi, agar penulis kelak menjadi orang yang
berguna bagi nusa dan bangsa.
11. Seluruh keluargaku yang tersayang, Kak Eka, Bang Asrul, Kak Rima,Bang Alir,
Kak Isah dan si Pian yang telah banyak memberikan motivasi, semangat, dan
doa’nya.
12. Rekan-rekan mahasiswa/mahasiswi Prodi D-3 Teknik Sipil “Angkatan 2010”
Aditia Sianipar, Sahala, Soebayu, Dani, Suhendra, Netanel, Andri, Mawaaddah,
Astuti, Christina, Devi, Christine, Anshari, yang telah banyak memberikan
masukan, dorongan dan Informasi sampai penyempurnaan Tugas Akhir ini.
vii
13. Teman-teman seperjuangan Alumni kelas IPA-1 MAS BAHARUDDIN
Unggulan dan saudara-saudara dari IKBAPEMBA yang telah memberikan
semagat dan dorongan untuk penulis.
Penulisan Tugas Akhir ini masih belum sempurna, masih banyak terdapat
kekurangan baik dari segi isi maupun dari segi penulisan. Untuk itu dengan segala
kerendahan hati, masukan-masukan yang bersifat membangun demi kesempurnaan
Tugas Akhir ini akan diterima dengan tangan terbuka sehingga bermanfaat bagi
pembaca dimasa yang akan datang.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih, mudah-mudahan Tugas
Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca, dan bagi perkembangan pedidikan khususnya
Program Studi D-3 Teknik Sipil Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan. Semoga Allah
SWT selalu memberkati kita senantiasa.
Medan,
Januari 2015
Penulis,
MUHAMMAD SYAMSUDDIN
NIM. 5103210028
viii
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul.....................................................................................................
i
Lembar Persetujuan............................................................................................
ii
Lembar Pengesahan............................................................................................
iii
Abstrak.................................................................................................................
iv
Kata Pengantar....................................................................................................
vi
Daftar Isi...............................................................................................................
ix
Daftar Lampiran.................................................................................................
x
Daftar Notasi........................................................................................................
xiii
Daftar Tabel.........................................................................................................
xv
Daftar Gambar....................................................................................................
xvi
BAB I : PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang......................................................................................
1
B.
Identifikasi Masalah..............................................................................
4
C.
Batasan masalah....................................................................................
5
D.
Rumusan Masalah.................................................................................
6
E.
Tujuan...................................................................................................
6
F.
Manfaat.................................................................................................
7
G.
Metode penulisan..................................................................................
7
ix
BAB II : LANDASAN TEORI
A.
Umum...................................................................................................
8
B.
Sifat Bahan Baja...................................................................................
8
C.
Sambungan............................................................................................
14
1.
Tipe-tipe Sambungan.....................................................................
21
2.
Jenis-jenis Alat Sambungan...........................................................
22
a.
b.
Baut ( Bolt )...............................................................................
22
1)
Menentukan Jumlah Baut...................................................
27
2)
Kekuatan Geser Baut.........................................................
28
3)
Kekuatan Desak Baut.........................................................
30
4)
Baut Yang Memikul Gaya Tarik........................................
34
5)
Sambungan Baut Yang Mengalami Pembebanan
Eksentris...............................................................................
35
a)
Baut Yang Mengalami Gaya Geser............................
35
b)
Baut Yang Mengalami Gaya Aksial Akibat Momen..
39
c)
Baja Siku Dengan Baut Yang Mendapat Tarikan.......
41
Paku Keling
1)
Faktor Yang Menyebabkan Paku Keling Jarang Dipakai..
46
c.
Sambungan Balok Rangka........................................................
48
d.
Sambungan Sudut Portal Kaku.................................................
51
e.
Sambungan Kolom Ke Balok Menerus.....................................
53
x
D. Perhitungan Momen................................................................................
55
E. Pembebanan Pada Struktur ......................................................................
56
BAB III : ANALISIS SAMBUNGAN PORTAL BAJA ANTARA BALOK DAN
KOLOM DENGAN MENGGUNAKAN BAUT DAN PAKU KELING
A.
Pembebanan Pada Portal Baja.................................................................
59
B.
Perencanaan Sambungan Baut................................................................
67
C.
Perencanaan Sambungan Paku Keling....................................................
72
BAB IV : KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan..............................................................................................
76
B.
Saran........................................................................................................
77
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR NOTAST
Ab
= luasan baut
a
= lebar luasan tertarik pada baut
b
= lebar profil pengaku
D
= gaya lintang
d
= diameter baut
e
= eksentrisitas
fub
= tegangan tarik putus baut
h
= tinggi penampang profil kolom
I
= momen kelembaman
K
= koefisien kekakuan
L
= jumlah baris baut
l
= lebar bentang balok
k
= momen
ku
= momen terfaktor
n
= jumlah baut
P
= beban terpusat
p
= jarak vertical
d
= beban merata
R
= resultant
Ru
= kekuatan rencana baut
xiii
s
= jarak sumbu ke sumbu baut
t
= tebal plat penyambung
σ1
= tegangan idiil
σ
= tegangan aksial yang terjadi
σbt
= tegangan ijin baut
τ
= tegangan geser yang terjadi
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Harga Tegangan Leleh...................................................................
13
Tabel 2.2
Sifat-sifat Baut...............................................................................
24
Tabel 3.1
Analisa Momen Dengan Metode Cross.........................................
63
Tabel 3.2
Harga Momen Ekstrim Pada Balok...............................................
66
Tabel 3.3
Harga Momen Ekstrim Pada Kolom..............................................
66
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Hubungan tegangan –regangan untuk uji Tarik pada baja lunak...
10
Gambar 2.2
Penentuan tegangan leleh...............................................................
12
Gambar 2.3
Deformasi rotasi sambungan.........................................................
15
Gambar 2.4
Kurva M-θr sambungan.................................................................
16
Gambar 2.5
Tipe sambungan (a) single web-angle dan (b) single plate...........
18
Gambar 2.6
Tipe Sambungan Double Web-angle.............................................
18
Gambar 2.7
Tipe Sambungan top-and seat-angle with double web angle........
19
Gambar 2.8
Tipe Sambungan top-angle and seat angle....................................
19
Gambar 2.9
Tipe sambungan header plate........................................................
19
Gambar 2.10 Tipe Sambungan extended end-plate.............................................
20
Gambar 2.11 Tipe Sambungan flush end-plate...................................................
20
Gambar 2.12 Baut yang mengalami geser tunggal..............................................
28
Gambar 2.13 Baut yang mengalami geser rangkap.............................................
29
Gambar 2.14 Bentuk-bentuk
kegagalan
yang
mungkin
terjadi
pada
sambungan baut.............................................................................
31
Gambar 2.15 Tekanan Tumpu pada sambungan baut.........................................
32
Gambar 2.16 Jarak baut.......................................................................................
34
Gambar 2.17 Sambungan yang eksentris.............................................................
35
Gambar 2.18 Analisa sambungan yang eksentrisitas..........................................
35
Gambar 2.19 Sambungan antara kolom balok.....................................................
39
xvi
Gambar 2.20 Luasan pengganti...........................................................................
40
Gambar 2.21 Kejadian simple flexture yang terjadi pada saat baut mengalami
tarikan............................................................................................
42
Gambar 2.22 Peristiwa double flexture...............................................................
42
Gambar 2.23 Paku keling....................................................................................
44
Gambar 2.24 Alat penyambung dengan paku keling...........................................
45
Gambar 2.25 Macam-macam paku keling...........................................................
47
Gambar 2.26 Sambungan balok rangka...............................................................
49
Gambar 2.27 Sudut portal kaku...........................................................................
53
Gambar 2.28 Sambungan kolom ke balok menerus............................................
54
Gambar 2.29 Sambungan penahan momen .........................................................
55
Gambar 2.30 Kondisi terjepit metode distribusi..................................................
57
Gambar 3.1
Portal baja......................................................................................
60
Gambar 3.2
Sambungan balok dengan kolom...................................................
67
Gambar 3.4
Potongan tampak atas pada balok lantai........................................
72
xvii
1
BAB B
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada suatu konstruksi bangunan, tidak terlepas dari elemennelemen seperti
balok, kolom pelat maupun kolom balok, baik itu yang terbuat dari baja, kayu
maupun beton, pada tempatntempat tertentu harus disambungi Hal ini dikarenakan
keterbatasan ketersediaan material di pasaran dan juga berhubungan dengan
kemudahan pemasangan di lapangani Khusus untuk konstruksi yang terbuat dari
bahan beton, boleh jadi sambungan bukan merupakan sesuatu hal yang perlu
dipermasalahkan, karena pada konstruksi beton struktur secara keseluruhan adalah
bersifat monolit (menyatu secara kaku)i Lain halnya dengan konstruksi yang
terbuat dari baja maupun kayu, sambungan merupakan sesuatu hal yang perlu
mendapat perhatian serius yang matang karena pada konstruksi baja dan kayu,
elemennelemen struktur yang disambung tidak dapat bersifat monolit seperti
konstruksi betoni
Pada umumnya sambungan berfungsi untuk memindahkan gayangaya yang
bekerja pada elemennelemen struktur yang disambungi Sambungan dibuat karena
keterbatasan bahan yang tersedia di pasaran dan juga
untuk kemudahan
pemasangan di lapangan serta kemudahan dalam hal pengangkutani Misalkan saja
akan dibuat suatu struktur rangka gadingngading kap terbuat dari baja profil siku,
maka tidak mungkin melaksanakannya secara langsung di lapangan karena tidak
akan ekonomis, tetapi akan lebih hemat jika terlebih dahulu merakitnya di
pabrikasi ( bengkel/workshop ), baru selanjutnya tinggal menyambungkannya
pada kolomnkolom di lapangani
2
Alatnalat sambung yang biasa digunakan pada konstruksi baja
1i Sambungan dengan paku keeling ( Rivew )i
2i
Sambungan dengan baut ( Bolt )
3i
Sambungan dengan las ( Welding )i
Jika dibandingkan ketiga
alat sambung ini, maka las merupakan alat
sambung yang menghasilkan kekakuan yang paling besar, sedangkan paku keling
menghasilkan sambungan yang lebih kaku jika dibandingkan dengan baut, tetapi
kurang kaku jika dibandingkan dengan lasi Namun, pada tugas akhir ini
perencanaan sambungan akan memakai sambungan baut dan paku keling i
Bahan baja sebagai bahan bangunan, diproduksi di pabriknpabrik peleburan
dalam bentuk ukuran dan panjang yang tertentu sesuai dengan standar yang
dilakukani Oleh karena itu tidaklah mungkin membangun suatu konstruksi secara
monolit (dipabrikasi, dicetak) akan tetapi terpaksa dibangun dari elemennelemen
yang disambung satu persatu di lapangan dengan menggunakan salah satu alatn
alat sambung atau kombinasi dari dua alat sambung seperti yang telah disebutkan
di atasi
Jenis paling umum dari sambungan baja struktural yang digunakan adalah
sambungan yang menggunakan baut dan sambungan yang menggunakan lasi Pada
masa silam, paku keling juga banyak digunakan sebagai salah satu alat sambung
dalam struktur bajai Akan tetapi, karena rendahnya kekuatan jenis alat sambung
ini, tingginya biaya pemasangan, dan kerugiannkerugian lain maka paku keling
sudah sangat jarang digunakan lagi sebagai alat sambungi ( Desain Baja Swrukwural
Terapan : Hal. 193 )
Sambungan berfungsi terutama untuk meneruskan beban ke elemennelemen
yang bertemui Jadi, desain sambungan harus didasarkan pada prinsipnprinsip
3
strukturali Ini termasuk merencanakan suatu detail yang memadai secara
struktural ekonomis dan praktisi
Pemahaman mengenai aspek perilaku sambungan adalah hal penting karena
sambungan itu harus sesuai dengan kondisi tumpuan yang dikehendaki pada
elemennelemen yang disambungkani Desain elemennya, yang selalu dilakukan
sebelum desain sambungan, harus selalu didasarkan atas kondisi tumpuan yang
diasumsikani Sangat banyak jenis sambungan, namun hanya beberapa di
antaranya yang merupakan hubungan standar yang telah dikembangkan pada
dewasa ini dan dapat dikelompokkan menurut perilakunyai Jenis sambungan ini
terutama dipakai pada sambungan balok ke kolom dan balok ke balok dalam
konteks gedungi Maka, dalam hal ini saya sebagai penulis mengambil judul sesuai
dengan masalahnmasalah di atasi Dalam tulisan ini, penulis akan melakukan
perbandingan perencanaan alat sambung pada sambungan balok dan kolomi
Karena keterbatasan waktu serta refrensi yang mendukung, dalam melakukan
perbandingan atau penganalisaan sambungan ini maka dilakukan batasannbatasan
seperti penggunaan alat penyambung hanya dengan baut dan paku keling, struktur
bangunan dengan dua lantai dengan elemen baja dalam bentuk portal,
penganalisaan hanya pada sambungan balok dan kolomi Maka penulis menulis
tugas akhir ini dengan judul “ Analisis Sambungan Portal Baja Antara Balok
dan Kolom Dengan Menggunakan Sambungan Baut dan Paku Keling “
4
B. Bdentifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, dapat diidentifikasi
beberapa
masalah dalam analisis sambungan portal baja Antara balok dan kolom dengan
sambungan baut dan paku keling antara lain :
1i Mengapa dalam suatu konstruksi bangunan diperlukan sambungan?
2i Mengapa pada konstruksi bangunan seperti bangunan struktur baja,
sambungan merupakan sesuatu yang dipermasalahkan?
3i Bagaimana cara menggunakan alat sambungan seperti baut dan paku keling
pada pekerjaan sambungan konstruksi baja?
4i Bagaimana perbandingan perhitungan sambungan dengan baut dan
sambungan dengan paku keling dalam bentuk konstruksi portal baja dengan
elemen dua dimensional dalam bentuk portal bidang ( plane frame ) seperti
500
400
pada gambar 1i1 di bawah ini
800
Gambar 1i1
Spesifikasi :
1i Panjang Bentang : 8,00 meter
2i Tinggi Kolom 1 : 5,00 meter
3i Tinggi kolom 2 : 4,00 meter
5
5i Manakah yang lebih efesien pada sambungan kolom dan balok dengan
menggunakan alat penyambung baut atau alat penyambung paku kelingi
C. Batasan Masalah
Melihat terbatasnya waktu dan pengetahuan yang dimiliki dalam melakukan
penyelesain tugas akhir ini maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut:
1i
Konstruksi yang akan dianalisis adalah portal dengan elemen dua
dimensional dengan memakai profil baja yang ditentukan dalam bentuk
portal bidang (plane frame) seperti gambar 1i2 berikut ini
W F 400 400 20 35
W F 400 400 20 35
400
W F 400 400 13 21
W F 400 400 20 35
W F 400 400 20 35
500
W F 400 400 13 21
Gambar 1i2
Spesifikasi :
1i Panjang Bentang : 8,00 meter
2i Tinggi Kolom 1 : 5,00 meter
3i Tinggi kolom 2 : 4,00 meter
2i
Sambungan yang dianalisis hanya pada sambungan kolom dan baloki
3i
Sambungan dianalisis dengan tipe sambungan baut dan sambungan paku
kelingi
6
4i
Keefesienan alat penyambung yang dipakai antara baut dan paku keling
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan pembatasan masalah seperti disebutkan di atas, maka masalah
dalam tulisan ini dirumuskan sebagai berikut :
1i
Bagaimana menghitung besar beban yang ada pada portal bidang
khususnya pada kolom dan balok?
2i
Bagaimana menentukan profil yang dibutuhkan untuk kolom dan balok?
3i
Bagaimana menentukan jumlah alat penyambug (baut dan paku keling)
pada sambungan kolom dan balok?
4i
Manakah yang lebih efesien antara alat penyambung dengan baut dan
alat penyambung dengan paku keling?
E. Tujuan
Sesuai dengan rumusan masalah seperti yang disebutkan di atas, makan
tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk:
1i Menganalisis bagaimana menghitung besar beban yang ada pada portal
bidang khususnya pada kolom dan baloki
2i Menganalisis bagaimana menentukan profil yang dibutuhkan untuk
kolom dan baloki
3i Menganalisis bagaimana menentukan jumlah alat penyambug ( baut dan
paku keling ) pada sambungan kolom dan baloki
4i Menganalisis manakah yang lebih efesien antara alat penyambung
dengan baut dan alat penyambung dengan paku keling
7
F. Manfaat
Adapun manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk meperdalam
pengetahuan dalam melakukan analisis sambungan portal baja antara balok dan
kolom dengan sambungan baut dan paku kelingi
G. Metode Pengumpulan Data
Metode penulisan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi literature
yaitu dengan cara mereferensi atau mencari bahan masukan dari berbagai bukun
buku dan internet yang berhubungan dengan objek penulisan data serta membuat
contoh aplikasi tentang menganalisis sambungan portal baja dengan sambungan
baut dan paku kelingi
76
BAB BV
KESBMPULAN DAN SARAN
AS Kesimpulan
1. Dari hasil analisis pada tipe sambungan yang dilakukan, dapat diperoleh
data setbagai berikut p
a. Baut
Sambungan Baut memiliki jumlah 3 buah baut dengan db = 25 mm,
Tegangan Geser pada baut = 108918,75 N, Tegangan Tumpu pada baut =
216450 N
b. Paku
Sambungan Paku memiliki jumlah 3 buah paku dengan db = 25 mm,
Tegangan Geser pada paku = 145225 N, Tegangan Tumpu pada paku =
461760 N
2. Sambungan yang paling efisien adalah jenis Sambungan Baut, dimana
dalam pengerjaannya dilapangan paling praktis diantara jenis sambungan yang
dibahas dan memiliki nilai kekuatan yang cukup tinggi.
3. Penganalisaan
kekuatan
dari
sambungan
balok
–
kolom
tersebut
dipengaruhi oleh jumlah, susunan dan ukuran dari baut/paku penyambung,
dimensi dari pelat penyambung (Baja siku), momen yang terjadi pada
sambungan (akibat dari beban yang bekerja)
77
BS Saran
1. Dalam proses pekerjaan sambungan, alat sambung menggunakan menggunakan
baut lebih efisien dibandingkan dengan alat sambung paku keling. Sehingga paku
keling untuk sambungan baja struktur jarang dipakai.
2. Pada Bab III, analisis perhitungan perbandingan jumlah baut dan paku keling
yang dipakai adalah sama. Sehingga dianjurkan melakukan perbandingan dengan
alat sambung lainnya seperti Las dan alat penyambung lainnya agar analisis
perbandingannya lebih efektif lagi.
DAFTAR PUSTATA
Oentoeng, Ir. 2004. Konstruksi Baja. Surabaya : Penerbit Andi Offset
PPBBI 1984. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia. Yayasan Penyelidikan
Masalah Bangunan. Jakarta
Salmon, Charles G. John E. Johnson. 1996. Struktur Baja Desain dan Perilaku 1 Edisi
Kedua. Jakarta : Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama
SK.SNI03 – 1729 – 2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Struktur
Bangunan Gedung. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta
Sutarman. E. 2009. Analisa Struktur. Yogyakarta : Penerbit Andi
Thamrin Nasution. Ir. 2011. Sruktur Baja 1. Modul Kuliah
http://blog.ub.ac.id/mamad10/2012/12/16/resume-lasmur-baut-dan-paku-keling/
http://frendisma.blogspot.com/2011/01/1.html
Perataan Momen
Batang
Koef
FBM
Momen
Akhir
AB
BA
0.3390
0.0000
0.0000
310.9749
155.4874
-105.8869
-52.9435
14.7596
7.3798
-8.4222
-4.2111
0.1588
0.0794
-0.8318
-0.4159
-0.1165
-0.0583
-0.1032
-0.0516
-0.0283
-0.0142
-0.0150
105.2521 210.4892
BB
BC
CB
0.1270
0.5340
0.8080
-917.3300
0.0000
0.0000
116.5009 489.8542 741.2026
-58.2505 370.6013 244.9271
-39.6686 -166.7954 -126.7457
19.8343 -63.3728 -83.3977
5.5294 23.2496 55.2177
-2.7647 27.6089 11.6248
-3.1552 -13.2668
-4.0919
1.5776
-2.0460
-6.6334
0.0595
0.2501
4.9670
-0.0297
2.4835
0.1251
-0.3116
-1.3103
0.3758
0.1558
0.1879
-0.6551
-0.0437
-0.1835
0.5654
0.0218
0.2827
-0.0918
-0.0387
-0.1626
0.1284
0.0193
0.0642
-0.0813
-0.0106
-0.0446
0.0780
0.0053
0.0390
-0.0223
-0.0056
-0.0237
0.0255
-877.9049
667.4157 837.5183
CD
0.1920
-917.3300
176.1274
-88.0637
-30.1178
15.0589
13.1210
-6.5605
-0.9723
0.4862
1.1803
-0.5901
0.0893
-0.0446
0.1344
-0.0672
0.0305
-0.0153
0.0185
-0.0093
0.0061
-837.5183
DC
DB
BD
0.1920
0.8080
0.5340
917.3300
0.0000
0.0000
-176.1274 -741.2026 -489.8542
88.0637 -244.9271 -370.6013
30.1178 126.7457 166.7954
-15.0589 83.3977 63.3728
-13.1210 -55.2177 -23.2496
6.5605 -11.6248 -27.6089
0.9723
4.0919 13.2668
-0.4862
6.6334
2.0460
-1.1803
-4.9670
-0.2501
0.5901
-0.1251
-2.4835
-0.0893
-0.3758
1.3103
0.0446
0.6551
-0.1879
-0.1344
-0.5654
0.1835
0.0672
0.0918
-0.2827
-0.0305
-0.1284
0.1626
0.0153
0.0813
-0.0642
-0.0185
-0.0780
0.0446
0.0093
0.0223
-0.0390
-0.0061
-0.0255
0.0237
837.5183
-837.5183 -667.4157
BB
BF
FB
0.1270
0.3390
917.3300
0.0000
0.0000
-116.5009 -310.9749
58.2505
-155.4874
39.6686 105.8869
-19.8343
52.9435
-5.5294 -14.7596
2.7647
-7.3798
3.1552
8.4222
-1.5776
4.2111
-0.0595
-0.1588
0.0297
-0.0794
0.3116
0.8318
-0.1558
0.4159
0.0437
0.1165
-0.0218
0.0583
0.0387
0.1032
-0.0193
0.0516
0.0106
0.0283
-0.0053
0.0142
0.0056
0.0150
877.9049
-210.4892 -105.2521
63