BUDI FLORIANTA TARIGAN /TS

Transkripsi

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

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

3 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 Oleh BUDI FLORIANTA TARIGAN /TS FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

4 Judul : Analisa Kekakuan Sambungan Pada Konsole Dengan Baut Mutu Tinggi dibandingkan dengan Baut Mutu Biasa pada Struktur Baja Nama : Budi Florianta Tarigan NIM : Program Studi : Magister Teknik Sipil Menyetujui Komisi Pembimbing, (Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan) Ketua (Ir. Sanci Barus, M.T) Anggota Ketua Program Studi Dekan Fakultas Teknik (Prof. Dr.Ir. Roesyanto, MSCE) (Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME) Tanggal Lulus : 09 Juli 2013

5 Telah diuji pada Pada tanggal 09 Juli 2013 PANITIA PENGUJI TESIS : Ketua Anggota : Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan : 1. Ir. Sanci Barus, MT 2. Prof. Dr. Ir. Bachrian Lubis, M.Sc 3. Dr. Ing. Hotma Panggabean 4. Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT

6 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 SD Methodhist I Medan SMP Putri Cahaya Medan SMU Negeri 3 Medan Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil USU Magister Teknik Sipil Fakultas Teknik USU C. Riwayat Pekerjaan: - Sebagai Tentor Matematika pada BT/BS Medica Sebagai Pengawas Lapangan pada CV KOKOH Sebagai Supervisor Construction Civil Work and Mechanical Electrical pada PT. Nokia Seimens - Sebagai Pengawas Lapangan pada skrng PT.Timur Raya Persada

7 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

8 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.

9 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 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. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE selaku Ketua Program Studi Pasca Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT selaku Sekretaris Program Studi pasca Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik. 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. 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.

10 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

11 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

12 DAFTAR ISI ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR DAFTAR RIWAYAT HIDUP DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI DAFTAR LAMPIRAN i ii iii v vi ix xii xiii xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Pembatasan Masalah Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Baja Secara Umum Sifat Bahan Baja Teori Sambungan Baut Jenis Sambungan 11

13 2.3.1 Sambungan Sederhana Sambungan Semi Kaku Sambungan Kaku Sambungan Pelat Rata Alat Penyambung Alat Penyambung Baut Baut Mutu Biasa Baut Mutu Tinggi Perincian Baut Mutu Tinggi dan Prosedure Kemasan Beban Leleh dan Penarikan Baut Teknik Pemasangan Baut Mutu Tinggi Kekuatan dan Prilaku Baut Mutu Tinggi 25 BAB III PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 3.1 Persiapan Bahan dan Peralatan Pemeriksaan Material Metode Pengujian Perhitungan Analisa Sambungan Balok Kolom Kontrol Siku Penyambung Sambungan Semi Rigid 37 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA 4.1 Hasil Pengujian Menghitung Besaran Kekakuan Sambungan Menghitung Kekuatan Balok Kantilever 56

14 4.4 Aplikasi Perhitungan Kekakuan Sambungan Pembahasan Kekakuan Sambungan 59 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 63 DAFTAR PUSTAKA 64 LAMPIRAN 65 DOKUMENTASI 66

15 Daftar Gambar Nomor Judul Gambar Halaman 1.1 Sambungan Balok Konsole Diagram Stress Strain berbagai jenis baja Kurva tegangan regangan pada suhu kamar Kurva tegangan leleh Jenis sambungan berdasarkan kekakuaannya a Sambungan Lap joint b Pembengkokan pelat pada sambungan Lap Joint a Sambungan dengan pelat penyambung tunggal b Pembengkokan pelat sambungan dengan pelat penyambung tunggal Sambungan dengan pelat penyambung tunggal Jenis jenis sambungan baut Type alat penyambung Dimensi Penentu untuk baut mutu tinggi A 325 dan A Hubungan tipikal untuk beban dan rotasi mur pada baut A 325 dan A Hubungan tegangan dan regangan Pemindahan beban pada sambungan baut mutu tinggi Kehancuran pada sambungan baut Tampak Atas Bahan dan Alat Pengujian 31

16 3.2 Tampak Samping Bahan dan Alat Pengujian Detail Profil Siku I Detail Profil Siku II Alat Sambung Baut Posisi Dial Gauge Posisi Dial Gauge Percobaan I Foto Posisi Dial Gauge Deformasi Balok Percobaan I Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan I Deformasi plat siku bagian atas Percobaan I Posisi Dial Gauge Percobaan II Foto Posisi Dial Gauge Percobaan II Deformasi Balok Percobaan II Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan II Deformasi plat siku bagian atas Percobaan II Posisi Dial Gauge Percobaan II Foto Posisi Dial Gauge Percobaan II Deformasi Balok Percobaan III Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan III Deformasi plat siku bagian atas Percobaan III Posisi Dial Gauge Percobaan IV Foto Posisi Dial Gauge Percobaan IV 50

17 4.18 Deformasi Balok Percobaan IV Deformasi plat siku bagian bawah Percobaan IV Deformasi plat siku bagian atas Percobaan IV 52

18 Daftar Tabel Nomor Judul Tabel Halaman 2.1 Sifat sifat baut Dimensi baut mutu tinggi A 325 dan A Tarikan baut minimum Rotasi mur dari titik erat Hasil Percobaan baut mutu biasa dengan siku 50x50x Hasil Percobaan baut mutu tinggi dengan siku 50x50x Hasil Percobaan baut mutu biasa dengan siku 60x60x Hasil Percobaan baut mutu tinggi dengan siku 60x60x Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan I Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan II Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan III Perhitungan Kekakuan Sambungan Percobaan IV 56

19 Daftar Notasi Ab : luas penampang melintang baut, mm 2 d E G : diameter baut, mm : modulus elastisitas, Mpa : modulus geser, Mpa Eb : modulus elastisitas baut, kg/cm 2 Ep : modulus elastisitas pelat, kg/cm 2 Tt Sp Lp Fb : tebal pelat penyambung, mm : jarak antar baut, mm : panjang baut, mm : gaya tarik pikul baut, kn f b : tegangan ijin baut, kg/cm 2 f p : tegangan ijin pelat, kg/cm 2 C : gaya ungkit, kg Tmin : gaya tarik baut minimum, kg µ : koefisien gesek Δ R ki Φr M : defleksi, mm : kekakuan, kg cm : perpindahan : gaya, kg m

20 Daftar Lampiran Nomor Judul Halaman 1 Hasil Uji Tarik Plat di Laboratorium Politeknik Negeri Medan 64 2 Foto foto Dokumentasi 65