ANALISA KEKAKUAN SAMBUNGAN PADA KONSOLE DENGAN BAUT MUTU TINGGI DIBANDINGKAN DENGAN BAUT MUTU BIASA PADA STRUKTUR BAJA

  ANALISA KEKAKUAN SAMBUNGAN PADA KONSOLE DENGAN BAUT MUTU TINGGI DIBANDINGKAN DENGAN BAUT MUTU BIASA PADA STRUKTUR BAJA THESIS BUDI FLORIANTA TARIGAN 097016004/TS

  FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

   ANALISA KEKAKUAN SAMBUNGAN PADA KONSOLE DENGAN BAUT MUTU TINGGI DIBANDINGKAN DENGAN BAUT MUTU BIASA PADA STRUKTUR BAJA TESIS Oleh BUDI FLORIANTA TARIGAN 097016004/TS FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

   ANALISA KEKAKUAN SAMBUNGAN PADA KONSOLE DENGAN BAUT MUTU TINGGI DIBANDINGKAN DENGAN BAUT MUTU BIASA PADA STRUKTUR BAJA TESIS Untuk memperoleh Gelar Magister Teknik dalam Program Studi Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Oleh BUDI FLORIANTA TARIGAN 097016004/TS FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

  

Judul : Analisa Kekakuan Sambungan Pada Konsole Dengan

Baut Mutu Tinggi dibandingkan dengan Baut Mutu Biasa pada Struktur Baja Nama : Budi Florianta Tarigan NIM : 097016004 Program Studi : Magister Teknik Sipil

  Menyetujui Komisi Pembimbing,

  (Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan) (Ir. Sanci Barus, M.T) Ketua

  Anggota Ketua Program Studi Dekan Fakultas Teknik (Prof. Dr .Ir. Roesyanto, MSCE) (Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME) Tanggal Lulus : 09 Juli 2013 Telah diuji pada Pada tanggal 09 Juli 2013

  PANITIA PENGUJI TESIS :

  Ketua : Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan Anggota : 1. Ir. Sanci Barus, MT

  2. Prof. Dr. Ir. Bachrian Lubis, M.Sc

  3. Dr. Ing. Hotma Panggabean

  4. Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT

  Daftar Riwayat Hidup

  A. Data Pribadi:

  Nama : Budi F Tarigan Tempat /Tgl Lahir : Medan, 17 Desember 1980 Alamat : Jl. Pembangunan No 56 Kampus USU Agama : Khatolik Anak ke- : Satu Jenis Kelamin : Laki-Laki

  B. Riwayat Pendidikan:

• TK Methodhist I Medan 1986 – 1987
• SD Methodhist I Medan 1987 – 1993
• SMP Putri Cahaya Medan 1993 – 1996
• SMU Negeri 3 Medan 1996 – 1999
• Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil USU 1999 – 2005
• Magister Teknik Sipil Fakultas Teknik USU 2009 – 2013

  C. Riwayat Pekerjaan:

• Sebagai Tentor Matematika pada BT/BS Medica 2004 – 2005
• Sebagai Pengawas Lapangan pada CV KOKOH 2005 – 2006
• Sebagai Supervisor Construction Civil Work and 2006 – 2009 Mechanical Electrical pada PT. Nokia Seimens - Sebagai Pengawas Lapangan pada 2011 - skrng PT.Timur Raya Persada

  

Abstrak

  Dalam suatu perencanaan struktur baja, maka untuk merangkai elemen demi elemen menjadi sebuah struktur rangka batang atau rangka Portal, maka dalam mempersatukan elemen demi elemen itu akan dihubungkan oleh suatu sistem sambungan.

  Dimana sambungan terdiri dari berbagai sistem perhitungan yang selanjutnya membuat sambungan harus mampu memikul dan memindahkan gaya gaya yang bekerja beserta gaya skunder yang ditimbulkannya.

  Sambungan terdiri dari tiga type dalam sistem sambungan baja yaitu, sambungan sendi, sambungan semi rigid, dan sambungan rigid. Kajian tentang rigid nya suatu sambungan ditentukan pula oleh besaran sudut yang terjadi apabila bekerja gaya Momen, yang menyebabkan terjadinya perputaran sudut.

  Didalam tulisan ini dibahas tentang sambungan type semi rigid yang pada Penelitian hanya bagian Flens Balok Cantilever saja yang disambungkan ke Flens Kolom Kaku. Selanjutnya dilakukan Ekspriment dengan modul yang telah direncanakan sebelumnya lalu dilakukan percobaan pembebanan.

  Lalu hasil percobaan akan menghasilkan Out Put perpindahan yang dikonversi menjadi sudut. Dimana menurut Metode Kekakuan (Stiffnes Method), Gaya Momen = Kekakuan x Perputaran Sudut, sehingga diperoleh besaran kekakuan sambungannya yang dibandingkan dengan kekakuan dari balok cantilever sebesar EI/L. Juga divalidasi dengan perhitungan kekakuan sambungan secara teori. Maka selanjutnya diperoleh hasilnya, yaitu kekakuan dari modul balok cantilever tersebut.

  Kata kunci: sambungan, semirigid, perputaran sudut, kekakuan

  Abstract In a steel structural design then to assemble the elements for the sake of

elements into a truss or frame Portal , then the unifying element for the element that

will be linked by a connection system.

  Where the connection is composed of a variety of systems to make further calculations must be able to assume a connection and transfer the forces acting style with secondary styles caused.

  Consists of three types of connections in the steel connection system, the connection joints, semi-rigid connections and rigid connection. A study of its rigid connection angle is also determined by the amount of work that occurs when the force moment, which caused the rotation angle.

  This is discussed in the article about the semi-rigid connection type in only part Flanged Research Cantilever beams are connected to the column flange rigid. Ekspriment then performed with modules that have been pre-planned and carried out the experiment of loading.

  Then the results of the experiment would result in the displacement of Out Put converted into a corner. Where according Stiffness Method, Style Moments = Stiffness x Velocity Angle, in order to obtain the amount of stiffness compared to the stiffness of the joints of the cantilever beam for EI / L. Also validated by the calculation of the theoretical connection stiffness. We then obtain the result, that’s the stiffness of the cantilever beam modules .

  Keywords: connection, semirigid, rotation angle, stiffness.

KATA PENGANTAR

  Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Kuasa atas karunia dan rahmat-Nya lah berupa kemampuan untuk melakukan penelitian dan menyelesaikan tesis ini dengan baik. Tesis ini merupakan hasil penelitian di lapangan untuk memenuhi persyaratan akhir program Pascasarjana Universitas Sumatera Utara dalam memperoleh gelar Magister Teknik pada Program Studi Magister Teknik Sipil.

  Keberhasilan penulisan tesis ini adalah berkat arahan dan petunjuk dari berbagai pihak yang berperan dalam mendukung terlaksananya, mulai dari penempahan benda uji sampai pada penelitian di lapangan hingga sampai pada penulisan thesis ini, terutama pada komisi pembimbing.

  Penulis dapat menyelesaikan tesis ini berkat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sedalam–dalamnya kepada Bapak Prof. DR. dr. Syahril Pasaribu, D.T.M.&H., M.Sc. (C.T.M), Sp.A.(K.) sebagai Rektor USU. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku Ketua Program Studi Pasca Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT selaku Sekretaris Program Studi pasca Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Bapak Dr. Ing. Johanes Tarigan, sebagai Ketua Pembimbing yang banyak memberikan bantuan dan masukannya dalam menyelesaikan tesis ini. Bapak Ir. Sanci Barus, MT, sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dan mencurahkan waktu dan pemikirannya sehingga Tesis ini dapat diselesaikan. Bapak–Bapak Dosen/Staf Pengajar program studi Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Kepada orang tua saya dan istri saya tercinta yang banyak memberikan perhatian dan dukungannya sehingga penulisan Tesis ini dapat terselesaikan. Teman-teman yang juga banyak memberikan masukan dan dukungannya dalam menyelesaikan Tesis ini. Kepada semua pihak yang tindak dapat disebutkan namanya satu persatu.

  Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna disebabkan keterbatasan pengetahuan, pengalaman, serta referensi penulis yang miliki. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan Tesis ini di masa–masa yang akan datang.

  Medan, Juli 2013 Penulis Budi F Tarigan 097016004

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

  Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Analisa Kekakuan Sambungan Pada

  

Konsole Dengan Baut Mutu Tinggi Dibandingkan Dengan Baut Mutu Biasa

Pada Struktur Baja” adalah karya saya dan belum pernah diajukan dalam bentuk

  apapun kepada peguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam tesis ini dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

  Medan, Juli 2013 Budi Florianta Tarigan NIM. 097016004

  

DAFTAR ISI

ABSTRAK i ABSTRACT ii KATA PENGANTAR iii DAFTAR RIWAYAT HIDUP v DAFTAR ISI vi DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL xii DAFTAR NOTASI xiii DAFTAR LAMPIRAN xiv

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang

  1

  1.2 Perumusan Masalah

  2

  1.3 Tujuan Penelitian

  3

  1.4 Pembatasan Masalah

  4

  1.5 Metodologi Penulisan

  4

  1.6 Sistematika Penulisan

  5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Teori Baja Secara Umum

  6

  2.1.1 Sifat Bahan Baja

  7

  2.2 Teori Sambungan Baut

  10

  2.3 Jenis Sambungan

  11

  2.3.1 Sambungan Sederhana

  11

  2.3.2 Sambungan Semi Kaku

  11

  2.3.3 Sambungan Kaku

  11

  2.4 Sambungan Pelat Rata

  12

  2.5 Alat Penyambung

  14

  2.5.1 Alat Penyambung Baut

  14

  2.5.1.1 Baut Mutu Biasa

  15

  2.5.1.2 Baut Mutu Tinggi

  16

  2.6 Perincian Baut Mutu Tinggi dan Prosedure Kemasan

  19

  2.7 Beban Leleh dan Penarikan Baut

  21

  2.8 Teknik Pemasangan Baut Mutu Tinggi

  22

  2.9 Kekuatan dan Prilaku Baut Mutu Tinggi

  25 BAB III PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

3.1 Persiapan Bahan dan Peralatan

  29

  3.2 Pemeriksaan Material

  29

  3.3 Metode Pengujian

  30

  3.4 Perhitungan Analisa Sambungan Balok Kolom

  35

  3.5 Kontrol Siku Penyambung

  36

  3.6 Sambungan Semi Rigid

  37 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

  4.1

  40 Hasil Pengujian

  4.2

  53 Menghitung Besaran Kekakuan Sambungan

4.3 Menghitung Kekuatan Balok Kantilever

  56

  4.4 Aplikasi Perhitungan Kekakuan Sambungan

  57

  4.5 Pembahasan Kekakuan Sambungan

  59 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1

  62 Kesimpulan

  5.2

  63 Saran DAFTAR PUSTAKA

  64 LAMPIRAN

  65 DOKUMENTASI

  66

  

Daftar Gambar

  2.8 Jenis – jenis sambungan baut

  3.1 Tampak Atas Bahan dan Alat Pengujian

  28

  2.14 Kehancuran pada sambungan baut

  27

  2.13 Pemindahan beban pada sambungan baut mutu tinggi

  24

  2.12 Hubungan tegangan dan regangan

  21

  2.11 Hubungan tipikal untuk beban dan rotasi mur pada baut A 325 dan A 490

  20

  2.10 Dimensi Penentu untuk baut mutu tinggi A 325 dan A 490

  17

  2.9 Type alat penyambung

  15

  14

  Nomor Judul Gambar Halaman

  2.3 Kurva tegangan leleh

  1.1 Sambungan Balok Konsole

  3

  2.1 Diagram Stress – Strain berbagai jenis baja

  7

  2.2 Kurva tegangan – regangan pada suhu kamar

  8

  9

  2.7 Sambungan dengan pelat penyambung tunggal

  2.4 Jenis sambungan berdasarkan kekakuaannya

  12 2.5a Sambungan Lap joint

  12 2.5b Pembengkokan pelat pada sambungan Lap Joint

  13 2.6a Sambungan dengan pelat penyambung tunggal

  13 2.6b Pembengkokan pelat sambungan dengan pelat penyambung tunggal

  13

  31

  3.2 Tampak Samping Bahan dan Alat Pengujian

  47

  45

  4.9 Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan II

  46

  4.10 Deformasi plat siku bagian atas Percobaan II

  46

  4.11 Posisi Dial Gauge Percobaan II

  47

  4.12 Foto Posisi Dial Gauge Percobaan II

  4.13 Deformasi Balok Percobaan III

  44

  48

  4.14 Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan III

  49

  4.15 Deformasi plat siku bagian atas Percobaan III

  49

  4.16 Posisi Dial Gauge Percobaan IV

  50

  4.17 Foto Posisi Dial Gauge Percobaan IV

  4.8 Deformasi Balok Percobaan II

  4.7 Foto Posisi Dial Gauge Percobaan II

  31

  4.1 Posisi Dial Gauge Percobaan I

  3.3 Detail Profil Siku I

  32

  3.4 Detail Profil Siku II

  32

  3.5 Alat Sambung Baut

  33

  3.6 Posisi Dial Gauge

  34

  41

  44

  4.2 Foto Posisi Dial Gauge

  41

  4.3 Deformasi Balok Percobaan I

  42

  4.4 Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan I

  43

  4.5 Deformasi plat siku bagian atas Percobaan I

  43

  4.6 Posisi Dial Gauge Percobaan II

  50

  4.18 Deformasi Balok Percobaan IV

  51

  4.19 Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan IV

  52

  4.20 Deformasi plat siku bagian atas Percobaan IV

  52

  

Daftar Tabel

  4.3 Hasil Percobaan baut mutu biasa dengan siku 60x60x6

  4.8 Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan IV

  55

  4.7 Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan III

  55

  4.6 Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan II

  54

  4.5 Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan I

  51

  4.4 Hasil Percobaan baut mutu tinggi dengan siku 60x60x6

  48

  45

  Nomor Judul Tabel Halaman

  4.2 Hasil Percobaan baut mutu tinggi dengan siku 50x50x5

  42

  4.1 Hasil Percobaan baut mutu biasa dengan siku 50x50x5

  25

  2.4 Rotasi mur dari titik erat

  23

  2.3 Tarikan baut minimum

  19

  2.2 Dimensi baut mutu tinggi A 325 dan A 490

  18

  2.1 Sifat – sifat baut

  56

  

Daftar Notasi

  Ab : luas penampang melintang baut, mm

  2

  d : diameter baut, mm E : modulus elastisitas, Mpa G : modulus geser, Mpa Eb : modulus elastisitas baut, kg/cm

  2 Ep : modulus elastisitas pelat, kg/cm

  2 Tt : tebal pelat penyambung, mm

  Sp : jarak antar baut, mm Lp : panjang baut, mm Fb : gaya tarik pikul baut, kN

  b f : tegangan ijin baut, kg/cm

  2 p f : tegangan ijin pelat, kg/cm

2 C : gaya ungkit, kg

  Tmin : gaya tarik baut minimum, kg µ : koefisien gesek Δ : defleksi, mm R ki : kekakuan, kg cm Φr : perpindahan M : gaya, kg m

  Daftar Lampiran

  Nomor Judul Halaman

  1 Hasil Uji Tarik Plat di Laboratorium Politeknik Negeri Medan

  64

  2 Foto – foto Dokumentasi

  65