STRUKTUR BAJA I
Perhitungan Sambungan Paku Keling
Sama seperti pada sambungan baut, pada sambungan paku keling juga harus diperhitungkan terhadap geser dan tumpu. Besarnya tegangan geser dan tegangan tumpu yang diijinkan adalah sbb :
τ = 0 ,8 σ σ tp = 2 σ ; bila ⇒ a 1 ≥ 2 d
σtp = 1,6 σ; bila ⇒ 1,5 ≤ a1 < 2d 2
Daya pikul 1 (satu) paku keling adalah:
N tp = d .smin .σtp N gs
1 = π d 2 .τ 4
Sambungan tunggal
N gs
1 2 = 2 . π d .τ 4
Sambungan dobel
Note: setelah dikeling Ø pk = Ø lubang d = Ø lubang = Ø pk + 1 mm
3
Contoh 1 Dua plat akan disambungkan secara sambungan tunggal, spt gbr di bawah dengan data sbb: P = + 1500 kg s1 = 10 mm = 1 cm s2 = 8 mm = 0,8 cm Ø
pk = 17 mm = 1,7 cm (lubang)
σ = 1400 kg / cm 2
Hitunglah jumlah baut yang diperlukan
P P
s1
s 2 < s1 s2 = smin = 0,8 cm
s2
4
N gs =
1 π d 2 .τ 4
Ngs = ¼ x 3,14 x (1,7 cm)2 x 0,8 x 1400 kg/cm2 = 2541 kg
N tp = d .smin .σtp Ntp = 1,7cm x 0,8cm x 2 x 1400 kg/cm2 = 3808 kg Nmin = Ngs = 2541 kg -Æ menentukan Jumlah baut (n) yg dibutuhkan adalah: n=
P 1500kg = = 0,59 ≈ 1 buah N min 2541kg
Jumlah pk minimal 2 buah, ambil 2 Ø 17 mm 5
Contoh 2 Dua plat akan disambungkan secara sambungan dobel, spt gbr di bawah dengan data sbb: P = 5000 kg s1 = 10 mm = 1 cm s2 = s3 = 8 mm = 0,8 cm Ø
pk = 17 mm = 1,7 cm (lubang)
σ = 1400 kg / cm 2
s1 = 1 cm < (s2+s3) = 1,6 cm s1 = smin Hitunglah jumlah pk yang diperlukan 6
P
P
s2 s1
P/2
P P/2
s3 7
N gs = 2
1 π d 2 .τ 4
Ngs = 2x¼ x 3,14 x (1,7 cm)2 x 1120 kg/cm2 = 5082 kg
N tp = d .smin .σtp Ntp = 1,7cm x 1cm x 2800 kg/cm2 = 4760 kg Nmin = Ntp = 4760 kg Æ menentukan Jumlah pk (n) yg dibutuhkan adalah: n=
P 5000kg = = 1,05 ≈ 2 buah N min 4760kg
Jadi jumlah pk 2 Ø 17 mm 8
Soal 3 Dua batang baja L 50.50.5 akan disambung secara sambungan tunggal, dengan data sbb: P = 3000 kg Tebal plat penyambung s = 6 mm = 0,6 cm Ø pk = 13,5 mm = 1,35 cm (lubang) Sambungan pada kedua kakinya σ = 1400 kg / cm 2 5
P
P
50 50
Hitunglah jumlah pk yang diperlukan 9
Penyelesaian: P = 3000 kg ditahan oleh penampang profil L 50.50.5. Untuk 1 kaki P/2 = 3000kg/2 = 1500kg. Plat datar:
P/2
P/2 s = 0,6 cm
P/2
s L = 0,5 cm
P/2
smin = 0,5 cm 10
N gs =
1 π d 2 .τ 4
Ngs = ¼ x 3,14 x (1,35 cm)2 x 1120 kg/cm2 = 1602 kg
N tp = d .smin .σtp Ntp = 1,35cm x 0,5cm x 2800 kg/cm2 = 1890 kg Nmin = Ngs = 1602 kg -Æ menentukan Jumlah pk (n) yg dibutuhkan adalah: n=
P 1500kg = = 0,936 ≈ 1 buah N min 1602kg
Jadi jumlah pk 2 Ø 13,5 mm Untuk plat tegak analog dengan plat datar 11
Kontrol plat penyambung: d
h=5 cm
s=0,6 cm
Fn = (hxs) – (dxs) = (5x0,6)-(1,35x0,6) = 2,19 cm2 σ=
P
2 = 1500kg = 684,932 kg cm 2 < σ = 1400 kg cm 2 Fn 2,19cm 2 12
50
Gambar skets sambungan:
20 a1
t1
a1
a1
t1
a1
30
a1 = 35 mm t1 = 60 mm
13
Soal 4 Dua batang baja kanal [ 14 akan disambung secara sambungan tunggal, dengan data sbb: P = 6120 kg (bekerja pada titik berat profil) Tebal plat penyambung s = 10 mm = 1 cm Ø pk = 17 mm = 1,7 cm (lubang) Sambungan pada badan dan kedua kakinya σ = 1400 kg / cm
2
t
P
h
h1
d
t b
Hitunglah jumlah pk yang diperlukan
14
Penyelesaian: Dari tabel profil [ 14 diperoleh: h = 140 mm = 14 cm
h1 = 98 mm = 9,8 cm
b = 60 mm = 6 cm
d = 7 mm = 0,7 cm
t = 10 mm = 1 cm
F1 flens = 6,0 cm2
Frib = 8,4 cm2
Fprofil = 20,4 cm2
Gaya P = 6120 kg ditahan oleh seluruh penampang profil. Distribusi gaya:
Prib =
Pflens =
Frib F prof
F flens F prof
×P =
×P =
8,4 cm 2 20,4 cm 2
6,0 cm 2 20,4 cm 2
× 6120 kg = 2520 kg
× 6120 kg = 1800 kg 15
Sambungan rib (badan).
P rib
P rib s = 1 cm
d = 0,7 cm
P rib N gs =
1 π d 2 .τ 4
Ngs = ¼ x 3,14 x (1,7 cm)2 x 1120 kg/cm2 = 2541 kg
N tp = d .smin .σtp Ntp = 1,7cm x 0,7cm x 2800 kg/cm2 = 3332 kg Nmin = Ngs = 2541 kg Æ menentukan 16
Jumlah pk (n) yg dibutuhkan pada rib adalah: Prib 2520kg = = 0,992 ≈ 1 buah n= N min 2541kg Ambil pk 2 Ø 17 mm Kontrol plat penyambung: Fn = (h1xs) – (dxs) h1
d
s
= (9,8x1)-(1,7x1) = 8,1 cm2
Prib 2520 kg 2 2 σ= = = 311,11 kg cm < σ = 1400 kg cm Fn 8,1 cm 2 17
Sambungan flens:
Pflens
Pflens s = 1 cm
Pflens N gs =
t=1cm
Pflens
1 π d 2 .τ 4
Ngs = ¼ x 3,14 x (1,7 cm)2 x 1120 kg/cm2 = 2541 kg
N tp = d .smin .σtp Ntp = 1,7cm x 1cm x 2800 kg/cm2 = 4760 kg Nmin = Ngs = 2541 kg Æ menentukan 18
Jumlah pk (n) yg dibutuhkan pada flens adalah: Prib 1800kg = = 0,708 ≈ 1 buah n= N min 2541kg Ambil pk 2 Ø 17 mm Kontrol plat penyambung: Fn = (h1xs) – (dxs)
s
d
b
= (6x1)-(1,7x1) = 4,3 cm2
Pflens 1800 kg 2 2 σ= = = 4 18 , 605 kg cm < σ = 1400 kg cm Fn 4,3 cm 2 19
Gambar skets sambungan:
a2 h
h1
a2 b
a1
t1
a1
a1
t1
a1
a1 = 35 mm t1 = 60 mm a2 = 48 mm 20
Soal 5
Dua batang baja dari profil DIE akan disambungkan, dengan data sbb: P = 11.400 kg (bekerja pada titik berat profil) Tebal plat penyambung s-rib = 0,5 cm dan s-flens=1 cm Ø pk = 17 mm = 1,7 cm (lubang) Sambungan pada badan dan kedua flensnya (spt gbr) σ = 1400 kg / cm 2
P
P
d h1
h
t b
Hitunglah jumlah pk yang diperlukan 21
Penyelesaian: Dari tabel profil diperoleh: h = 190 mm = 19 cm
h1 = 138 mm = 13,8 cm
b = 197 mm = 19,7 cm d = 7 mm = 0,7 cm t = 11 mm = 1,1 cm
Frib = 13,6 cm2
Fprofil = 57 cm2 P = 11.400 kg ditahan oleh seluruh penampang profil. Distribusi gaya:
Prib =
Frib F prof
P1 flens =
×P =
P − Prib 2
=
13,6 cm 2 57 cm 2
× 11.400 kg = 2.720 kg
( 11.400 − 2720 ) kg 2
= 4.340 kg 22
Sambungan rib (samb. dobel). P rib
P rib s2=0,5 cm
d = 0,7 cm
P rib
Prib/2 s3=0,5 cm N gs = 2
1 π d 2 .τ 4
Ngs = 2 x ¼ x 3,14 x (1,7 cm)2 x 1.120 kg/cm2 = 5.082 kg
N tp = d .smin .σtp Ntp = 1,7cm x 0,7cm x 2.800 kg/cm2 = 3.332 kg Nmin = Ntp = 3.332 kg Æ menentukan 23
Jumlah pk (n) yg dibutuhkan pada rib adalah: Prib 2.720kg n= = = 0,816 ≈ 1 buah N min 3.332kg Ambil pk 2 Ø 17 mm Kontrol plat penyambung rib: Fn = (h1xs) – (dxs) h1
d
s
= (13,8x0,5)-(1,7x0,5) = 6,05 cm2
Prib 2 2.720 kg 2 2 2 σ= = = 2 24 , 793 kg cm < σ = 1400 kg cm Fn 6,05 cm 2 24
Sambungan flens (samb. tunggal).
P flens
P flens s = 1 cm
P flens N gs =
t=1,1 cm
P flens
1 π d 2 .τ 4
Ngs = ¼ x 3,14 x (1,7 cm)2 x 1.120 kg/cm2 = 2.541 kg
N tp = d .smin .σtp Ntp = 1,7cm x 1cm x 2.800 kg/cm2 = 4.760 kg Nmin = Ngs = 2.541 kg Æ menentukan 25
Jumlah pk (n) yg dibutuhkan pada rib adalah: n=
Pflens N min
=
4.340kg = 1,708 ≈ 2 buah 2.541kg
Ambil pk 4 Ø 17 mm (kiri dan kanan flens masingmasing 2 buah) Kontrol plat penyambung flens: Fn = (bxs) – 2(dxs)
s d b d
= (19,7x1)-2(1,7x1) = 16,3 cm2
Pflens 4.340 kg σ= = Fn 16,3 cm 2
= 266,257 kg cm 2 < σ = 1400 kg cm 2 26
Gambar skets sambungan:
a2
h1
h
a2 b
a1
t1
a1
a1
t1
a1
a1 = 35 mm t1 = 60 mm w = 55 mm
27
