bolted joint.doc

Download bolted joint.doc

Post on 13-Dec-2015

9 views

Category:

Documents

4 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

sdfsdfsdfsdf

TRANSCRIPT

5ANALISISSAMBUNGANBAUTAlatsambungbautumumnyadifungsikanuntukmendukungbebantegaklurussumbupanjangnya.Kekuatansambunganbautditentukanolehkuattumpukayu,teganganlenturbaut,danangkakelangsingan(nilaibandingantarapanjangbautpadakayuutamadengandiameterbaut).Ketikaangkakelangsingankecil,bautmenjadisangatkakudandistribusitegangantumpukayudibawahbautakanterjadisecaramerata.Semakintinggiangkakelangsinganbaut,makabautmulaimengalamitekukdantegangantumpukayuterdistribusisecaratidakmerata.Tegangantumpukayumaksimumterjadipadabagiansampingkayuutama(lihatGambar25).Gambar25.Distribusitegangantumpukayupadasambunganbaut

62

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayuI.TahananlateralacuanTahananlateralacuan(Z)satubautpadasambungansatuirisandanduairisanmenurutSNI-5(2002)dapatdilihatpadaTabel11dan12.Tabel11.Tahananlateralacuansatubaut(Z)padasambungandengansatuirisanyangmenyambungduakomponenModakelelehanTahananlateral(Z)ImIsIIIIImIIIs

ZZZZZ

0,83DtmFemK0,83DtsFesK0,93k1DtsFesK1,04k2DtmFem12ReK1,04k3DtsFem2ReKIV

k1

KeRe2R2Rt2R3Re1Rt1Re

ZBAB5AnalisisSambunganBaut63k2121Re

2Fyb12ReD23Femtm2k31

21ReRe

2Fyb2ReD23Femts2Tabel12.Tahananlateralacuansatubaut(Z)padasambunganduairisanyangmenyambungtigakomponenModakelelehanTahananlateral(Z)ImIsIIIs

ZZZ

0,83DtmFemK1,66DtsFesK2,08k4DtsFem2ReKIV

2,08D22FemFybK31Rek41

21ReRe

Fyb2ReD23Femts2Catatan:RttmtsReFemFesK136064

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayuFemdanFesadalahkuattumpu(N/mm2)kayuutamadankayusamping.Untuksudutsejajardantegaklurusserat,nilaikuattumpukayuadalah:Fe//77,25Gdan

Fe212G1,45D0,5.Sedangkanuntukkuattumpukayudengansudutterhadapserat(Fe)dapatdiperolehdenganpersamaanHankinson.Fe

Fe//Fe2KuattumpukayuuntukbeberapamacamdiameterbautdanberatjeniskayudapatdilihatpadaTabel13.tmdantsadalahtebalkayuutamadankayusekunder(samping).adalahsudutterbesardariarahgayaterhadapseratkayu.GdanDberturut-turutadalahberatjeniskayudandiameterbaut.SedangkanFybadalahtahananlenturlelehbaut.NationalDesignandSpecification(NDS)U.Suntukkonstruksikayu(2001)mendefinisikantahananlenturlelehbautsebagaititikperpotonganpadakurvabeban-lendutandaripengujianlenturbautdengangarisoffsetpadalendutan0,05D(Dadalahdiameterbaut).Selainmetodadiatas,NDSjugamengusulkanmetodalainuntukmenghitungtahananlenturlelehyaitunilairerataantarateganganlelehdantegangantarikultimitpadapengujiantarikbaut.Darimetodakedua,kuatlenturbautumumnyasebesar320N/mm2.BAB5AnalisisSambunganBaut65Tabel13.1.Kuattumpukayu(Fe)dalamN/mm2untukbautTabel13.2.Kuattumpukayu(Fe)dalamN/mm2untukbaut5/8Tabel13.3.Kuattumpukayu(Fe)dalamN/mm2untukbaut

66

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayuII.GeometriksambunganbautJarakantaralatsambungbautharusdirencanakanagarmasing-masingalatsambungdapatmencapaitahananlateralultimitnyasebelumkayupecah.JarakantaralatsambungpadaGambar26dapatdilihatpadaTabel14.ApabilajarakantaralatsambungkurangdariyangdisyaratkanpadaTabel14,makatahananlateralalatsambungharusdireduksi.Gambar26.Geometriksambunganbaut:(A)sambunganhorisontal,dan(B)sambunganvertikalBAB5AnalisisSambunganBaut67Tabel14.Jaraktepi,jarakujung,danpersyaratanspasiuntuksambunganbaut

68Catatan:

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayu1.

lmadalahpanjangbautpadakomponenutamapadasuatusambunganataupanjangtotalbautpadakomponensekunder2lspadasuatusambungan.2.Diperlukanspasiyanglebihbesaruntuksambunganyangmenggunakanring.3.Spasitegaklurusarahseratantaralat-alatpengencangterluarpadasuatusambungantidakbolehmelebihi127mm,kecualibiladigunakanpelatpenyambungkhususataubilaadaketentuanmengenaiperubahandimensikayu.III.Faktorkoreksisambunganbaut1.Faktoraksikelompok.Bilasuatusambunganterdiridarisatubarisalatpengencangataulebihdenganalatpengencangbaut,adakecenderunganmasing-masingbautmendukungbebanlateralyangtidaksamayangdisebabkanoleh:a.jarakantaralatsambungbautyangkurangpanjangsehinggamenyebabkankuattumpukayutidakterjadisecaramaksimal,danb.terjadinyadistribusigayayangtidakmerata(non-uniformloaddistribution)antaralatsambungbaut.Bautyangpalingujungdalamsatukelompokbautakanmendukunggayayanglebihbesardaripadabautyangletaknyaditengah.Bautpalingujungakanmencapaiplasticdeformatiomlebihdulu.SehinggaadakemungkinanbautyangpalingujungakangagallebihBAB5AnalisisSambunganBaut69dulusebelumbautyangtengahmencapaiplasticdeformation.Faktor-faktoryangmempengaruhinilaifaktoraksikelompokCgadalah:kemiringankurvabebandansesaranbaut(slipmodulus),jumlahbaut,spasialatsambungdalamsatubaris,plasticdeformation,danperilakurangkak/creepkayuitusendiri.Untuksambungandenganbeberapaalatsambungbaut,tahanlateralacuansambunganharusdikalikandenganfaktoraksikelompok.Nilaifaktoraksikelompokdiperolehdaripersamaandibawahini,dimananfadalahjumlahtotalalatpengencangdalamsambungan,nradalahjumlahbarisalatpengencangdalamsambungan,aiadalahjumlahalatpengencangefektifpadabarisalatpengencangiyangbervariasidari1hinggani,danniadalahjumlahalatpengencangdenganspasiyangseragampadabariskei.Cg

1nf

nri1ain2n

m

muu21

u1

1EAsadalahmodulusbebanataumodulusgelinciruntuksatualatpengencang.Nilaiuntukalatsambungbautdiambilsebesar70

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayu0,246D1,5kN/mm.sadalahspasidalambarisalatpengencang,jarakpusat-ke-pusatantaralatpengencangdidalamsatubaris.(EA)mdan(EA)sadalahkekakuanaksialkayuutamadankayusamping(moduluselastisitaslenturreratakomponenstrukturutamadikalikandenganluasbrutopenampangutamasebelumdilubangiataudicoak).REA=(EA)min/(EA)max,(EA)minadalahnilaiyanglebihkecildiantara(EA)mdan(EA)s,(EA)max,adalahnilaiyanglebihbesardiantara(EA)mdan(EA)s.Jikaalatpengencangpadabaris-barisyangberdekatandipasangsecaraberselangselingsepertipadaGambar27,makaCgharusdihitungsebagaiberikut:PadaGambar27(a).Jikab4a,makakelompokalatsambungbautdiatasdianggapterdiridari2barisdengan10bauttiapsatubaris.Tetapibilab4a,makakelompokalatsambungbautdiatasdianggapterdiridari4barisdengan5bauttiapsatubaris.PadaGambar27(b).Jikab4a,makakelompokalatsambungbautdiatasdianggapterdiridari2barisdenganbarispertamaterdiridari10baut,danbariskeduaterdiridari5baut.Sedangkanjikab4amakakelompokalatsambungbautdianggapterdiridari3barisdengan5bauttiapsatubaris.BAB5AnalisisSambunganBaut71a(a)(b)

bb

aaaabbGambar27.FaktoraksikelompokCgsambunganbautAlternatiflainuntukmenghitungnilaifaktorkoreksi(Cg)adalahmenggunakanTabel15(NationalDesignandSpecificationdariU.S).FaktorkoreksiaksikelompokpadaTabel15hanyaberlakuuntuksambunganyangperbandinganluaspenampangkayusampingterhadapkayuutamasebesarsetengahatausatu.Tabel15.NilaiCg(NDSdariU.S,2001)72

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayu1.BilaAs/Am>1,00,makagunakanAm/As2.Nilaipadatabelinicukupamanuntukdiameterbaut4D=64mm)Jaraktepiyangtidakdibebani=30mm(>1,5D=24mm)b.JarakujungKarenabatanghorizontaltidakterputuspadasambungan(batangmenerus,makafaktorkoreksijarakujungtidakdihitung.c.JarakantarbarisalatpengencangKarenalmD10015,96,3,makajarakantarbarispengencangadalah5D(5x15,9=79,5mm).Jarakantarbarispengencangpadagambaradalah80mm.C1,00MenentukantahananlateralacuanijinsambunganZuZuZCgCnfZBAB5AnalisisSambunganBaut81Zu0,65x0,8x0,989x1,00x4x31097Zu=66923N66,9kN>55kNAmanContoh3Sambungansepertigambardibawahtersusundarikayudenganberatjenis0,8.Penamaanbtg1sampaibtg5menjelaskanletakbatangyangdisambung.Batangyangterletakpalingdepanadalahbtg1,sedangkangyangpalingbelakangadalahbtg5.Apabiladiameterbautyangdipergunakanadalah15,9mmsebanyakduabuah,cekapakahsambunganmampumendukungbeban-bebanyangbekerja.Gunakanfaktorwaktu=0,8,danfaktorkoreksisambunganbernilaisatu.14kNSatuandalamcm

2x3/15btg2dan42x4/15

10

8/15

5kN15kN

btg1dan5

5

45

btg396

6Gambarcontoh3Menghitungtahananlateralacuansatubaut(Z)a.Sambunganduairisanantarabtg1denganbtg2(1-2-1)D=15,9mm=45

Fyb=320N/mm282

ts=40mm

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayutm=30mmKuattumpukayudenganberatjenis0,8Fes45=47,43N/mm2

Fem//=61,8N/mm2Tahananlateralacuanadalah21749Nb.Sambunganduairisanantarabtg2denganbtg3(2-3-2)D=15,9mm=45ts=30mmFes//=61,8N/mm2

tm=80mmFem45=47,43N/mm2*modakelelehaninitidakmungkinterjadic.Sambunganduairisanantarabtg3denganbtg2(3-2-3)D=15,9mm=45BAB5AnalisisSambunganBaut83ts=80mmFes45=47,43N/mm2

tm=30mmFem//=61,8N/mm2*modakelelehaninitidakmungkinterjadiTahananlateralacuanadalah21749N(Nilaiterkecildiantarabdanc)Menentukantahananlateralacuanijinsambungan(Zu)ZuZnfZZu0,65x0,8x2x21749=23663N(>14kNatau5kN)Contoh4Tigabatangkayudenganberatjenis0,7bertemupadatitikbuhulsepertigambardibawah.Alatsambungyangdigunakanadalahduabautdengandiameter12,7.Apabilafaktorwaktu

yangdipergunakanadalah1,0danfaktorkoreksisambungandianggapsamadengansatu,makaberapakahbesarnyagayaB,D,danV?84

D

3/15

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayuV3/15btg145

btg3

SatuandalamcmB

btg2

7

4/15

20kN104

74Gambarcontoh4MenghitungtahananlateralacuansatubautZa.Sambunganduairisanantarabtg1denganbtg2(1-2-1)D=12,7mm=90

Fyb=320N/mm2ts=30mm

tm=40mmKuattumpukayudenganberatjenis0,7Fes//=54,08N/mm2

Fem=35,47N/mm2BAB5AnalisisSambunganBaut85b.Sambunganduairisanantarabtg2denganbtg3(3-2-3)D=12,7mm=45ts=30mmFes//=54,08N/mm2

tm=40mmFem45=42.85N/mm2Tahananlateralacuanyangmenentukanadalah11964N(nilaiterkecildiantaraadanb)Menentukantahananlateralacuanijinsambungan(Zu)ZuZnfZZu0,65x1,0x2x11964Zu=16271N16,27kN86

Dasar-DasarPerencanaanSambunganKayuKeseimbanganstatikpadabuhuldiperolehsebagaiberikut:20kNBDsin450.707DVDaripersamaankeseimbangangayatersebut,makagayadiagonalDdapatdianggapsebagaigayabatangyangpalingmenentukan.SehinggabesarnyagayabatangDtidakbolehmelebihinilaiZu.D=16,27kNV=0,707x16,27kN=11,5kNB=20kN11,5kN=8,5kNContoh5Sambunganperpanjangansatuirisansepertigambardibawahtersusundarikayudenganberatjenis0,75.Apabiladiinginkandiameterbaut12,7mm,rencanakanjumlahdanbentukpenempatanalatsambungbautsehinggadapatmendukunggayata