BAB IV. KONSTRUKSI BAJA4.1 PengertianSuatu konstruksi bangunan
baja adalah tersusun atas batang-batang, baja yang digabung
membentuk satu kesatuan bentuk konstruksi dengan menggunakan
berbagai macam teknik sambungan.Tujuan sambungan: Untuk
menggabungkan beberapa batang baja membentuk kesatuan konstruksi
sesuai kebutuhan. Untuk mendapatkan ukuran baja sesuai kebutuhan
(panjang, lebar, tebal, dan sebagainya). Untuk memudahkan dalam
penyetelan konstruksi baja di lapangan. Untuk memudahkan
penggantian bila suatu bagian / batang konstruksi mengalami rusak.
Untuk memberikan kemungkinan adanya bagian / batang konstruksi yang
dapat bergerak missal peristiwa muai-susut baja akibat perubahan
suhu.
4.2 Alat-alat sambung baja4.2.1 Paku Keling(rivet joint)
Sambungan dengan paku keling ini umumnya bersifat permanent dan
sulit untuk melepaskannya karena pada bagian ujung pangkalnya lebih
besar daripada batang paku kelingnya. Oleh karena itu pengelingan
banyak dipakai pada bangunan-bangunan bergerak atau bergetar.
Keuntungan: tidak ada perubahan struktur dari logamdisambung. Oleh
karena itu banyak dipakai padapembebanan-pembebanan dinamis.
Kelemahan: ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubangpaku
kelingnya, dan kemungkinan terjadi karat di sekelilinglubang tadi
selama paku keling dipasang.
Bagian- bagian: Kepala Badan Ekor Kepala lepasBahan atau
material: baja, brass, aluminium, dan tembaga tergantung
jenissambungan/ beban yang diterima oleh sambungan. Penggunaan umum
bidang mesin : ductile (low carbor), steel, wrought iron.
Penggunaan khusus : weight, corrosion, or material constraints
apply : copper (+alloys) aluminium (+alloys), monel, dll.
Macam Paku Keling
Tipe Head Snap Head: digunakan untuk pekerjaan struktur. Cara
pemasangan menggunakan mesin rivet Counter Sunk Head: digunakan
pada pembuatan kapal Conical Head: digunakan pada produk- produk
kerajinantangan Pan Head: memiliki kekuatan maksimum tetapi
sukardibentuk.
Cara pemasangan
Pemasangan Paku Keling Plat yang akan disambung dibuat lubang,
sesuai diameter paku keling yang akan digunakan. Biasanya diameter
lubang dibuat 1.5 mm lebih besar dari diameter paku keling. Paku
keling dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung. Bagian
kepala lepas dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan
disambung.
Dengan menggunakan alat atau mesin penekan (palu), tekan bagian
kepala lepas masuk ke bagian ekor paku keling dengan suaian paksa.
Setelah rapat/kuat, bagian ekor sisa kemudian dipotong dan
dirapikan/ratakan. Mesin/alat pemasang paku keling dapat digerakkan
dengan udara, hidrolik atau tekanan uap tergantung jenis dan besar
paku keeling yang akan dipasang.Pemasangan Pa
Pemasangan Paku Keling(gambar)
Ukuran- ukuran di pasaran: Paku keling untuk konstruksi baja
terdapat beberapa macam ukuran diameter yaitu : 11 mm, 14 mm, 17
mm, 20 mm, 23 mm, 26 mm, 29 mm, dan 32 mm.
Jenis Sambungan Paku KelingBerdasarkan cara plat disambungkan,
ada dua jenis sambunganrivet:1. Lap Joint : dua plat ditumpuk
kemudian dirivet2. Butt Joint : dua plat utama diletakkan saling
bersentuhan, kemudian plat cover/strap diletakkan pada salah satu
sisi ataukedia sisi plat utama tersebut , baru kemudian dirivet.Lap
Joint
Butt Joint
Simbol- simbol Kegagalan Sambungan Keling Robek pada salah satu
sisi plat (tear off at the edge) Robek pada plat melintas baris
rivet (tear off across a row) Bergesernya rivet (shear off) Hancur
atau rusaknya rivet (crushing off)
Mengatasi Kegagalan Rivet Mengatasi kegagalan robek pada salah
satu sisi plat dapat dilakukan dengan memasang rivet dengan
ukuranm= (1.5 2)d; m adalah margin, dan d adalah diameter rivet
4.2.2 Baut Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan
berulir, salah satu ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk
kepala segi enam ) dan ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam
pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat
konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan
sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali. Bentuk uliran
batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir segi tiga (ulir
tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan
bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut
penggerak atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat
permesinan yang lain.
Jenis Baut Baut HitamYaitu baut dari baja lunak ( St-34 ) banyak
dipakai untuk konstruksi ringan / sedang misalnya bangunan gedung,
diameter lubang dan diameter batang baut memiliki kelonggaran 1 mm.
Baut Pass Yaitu baut dari baja mutu tinggi (>St-42 ) dipakai
untuk konstruksi berat atau beban bertukar seperti jembatan jalan
raya, diameter lubang dan diameter batang baut relatif pass yaitu
kelonggaran < 0,1 mm.
Ukuran Diameter Baut
Keuntungan Sambungan Baut1) Lebih mudah dalam
pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan.2) Konstruksi
sambungan dapat dibongkar-pasang.3) Dapat dipakai untuk menyambung
dengan jumlah tebal baja > 4d ( tidak seperti paku keling
dibatasi maksimum 4d ).4) Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka
dapat digunakan untuk konstruksi berat /jembatan.
Contoh Sambungan Baut
Jenis- Jenis Sambungan Baut1. Baut dengan 1 irisan (Tegangan
geser tegak lurus dengan sumbu baut)
2. Baut dengan 2 irisan (Tegangan geser tegak lurus dengan sumbu
baut)
3. Baut yang dibebani sejajar dengan sumbunya
4. Baut yang dibebani sejajar sumbu dan tegak lurus sumbu
Jarak- Jarak Baut Pada Sambungan Banyaknya baut yang dipasang
pada satu baris yang sejajar arah gaya, tidak boleh lebih dari 5
buah. Jarak antara sumbu buat paling luar ke tepi atau ke ujung
bagian yang disambung, tidak boleh kurang dari 1,2 d dan tidak
boleh lebih besar dari 3d atau 6 t (t adalah tebal terkecil bagian
yang disambungkan). Pada sambungan yang terdiri dari satu baris
baut, jarak dari sumbu ke sumbu dari 2 baut yang berurutan tidak
boleh kurang dari 2,5 d dan tidak boleh lebih besar dari 7 d Jika
sambungan terdiri dari lebih satu baris baut yang tidak berseling,
maka jarak antara kedua baris baut itu dan jarak sumbu ke sumbu
dari 2 baut yang berurutan pada satu baris tidak boleh kurang dari
2,5 d dan tidak boleh lebih besar dari 7 d atau 14 t.
Prinsip Umum Jarak- Jarak Sambungan Baut
Ketentuan Banyaknya Baut
Detail
Prinsip- prinsip Baut dari SNI JarakJarak antar pusat lubang
pengencang tidak boleh kurang dari 3 kali diameter nominal
pengencang. Jarak minimum pada pelat harus melalui perhitungan
struktur seperti pada SNI. Jarak tepi minimumJarak minimum dari
pusat pengencang ke tepi pelat atau pelat saya profil harus
memenuhi spesifikasi dalam tabel:
Jarak tepi maksimumJarak dari pusat tiap pengencang ke tepi
terdekat suatu bagian yang berhubungan dengan tepi yang lain tidak
boleh lebih dari 12 kali tebal pelat lapis luar tertipis dalam
sambungan dan juga tidak boleh melebihi 150 mm
4.2.3 Pengelasan (Welded Joint) Las adalah menyambung dengan
cara memanaskan baja hingga mencapai suhu lumer (meleleh) dengan
ataupun tanpa bahan pengisi, yang kemudian setelah dingin akan
menyatu dengan baik. Suatu proses penyambungan logam menjadi satu
akibat panas dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau dapat juga
didefinisikan sebagaiikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya
tarik menarik antara atom.
Sambungan Las Terdapat lima jenis sambungan yang biasa digunakan
untuk menyatukan dua bagian benda logam, seperti dapat dilihat
dalam berikut:
Tipe Sambungan Lasa. sambungan tumpu (butt joint); kedua bagian
benda yang akan disambung diletakkan pada bidang datar yang sama
dan disambung pada kedua ujungnya.b. sambungan sudut (corner
joint); kedua bagian benda yang akan disambungmembentuk sudut
siku-siku dan disambung pada ujung sudut tersebut.c. sambungan
tumpang (lap joint); bagian benda yang akan disambung saling
menumpang (overlapping) satu sama lainnya.
d. sambungan T (tee joint); satu bagian diletakkan tegak lurus
pada bagian yang lain dan membentuk huruf T yang terbalik.e.
sambungan tekuk (edge joint); sisi-sisi yang ditekuk dari ke dua
bagian yang akan disambung sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua
ujung bagian tekukan yang sejajar tersebut.
Las Dalam Bangunan Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal
2 jenis lasberdasarkan bahannya yaitu :1. Las Karbid ( Las OTOGEN
)Yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar dari gas oksigen
(zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja
las ini hanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan atau konstruksi
sekunder, seperti ; pagar besi, teralis dan sebagainya2. Las
Listrik ( Las LUMER )Yaitu pengelasan yang menggunakan energi
listrik. Untuk pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi
dengan dua buah kabel, satu kabel dihubungkan dengan penjepit benda
kerja dan satu kabel yang lain dihubungkan dengan tang penjepit
batang las / elektrode las. Jika elektrode las tersebut didekatkan
pada benda kerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panas yang
dapat melelehkan baja ,dan elektrode (batang las) tersebut juga
ikut melebur ujungnya yang sekaligus menjadi pengisi pada celah
sambungan las. Karena elektrode / batang las ikut melebur maka
lama-lama habis dan harus diganti dengan electrode yang lain. Dalam
perdagangan elektrode / batang las terdapat berbagai ukuran
diameter yaitu 21/2 mm, 31/4 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm.
Las Otogen
Las Listrik
Pengelasan
Untuk konstruksi baja yang bersifat struktural (memikul beban
konstruksi)) maka sambungan las tidak diijinkan menggunakan las
Otogen, tetapi harus dikerjakan dengan las listrik dan harus
dikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional.
Jenis- jenis Las Sebagai Alat Sambung Pada Konstruksi baja
biasanya terdapat 2 macam las, yaitu las tumpul dan las sudut. Las
Tumpul adalah las untuk menyambung arah memanjang/ melebar plat
atau profil baja Las sudut adalah las untuk menyambung arah sudut
dari plat atau profil baja
Jenis Las Berdasarkan Geometrinyaa. Las jalur (fillet weld),
digunakan untuk mengisi tepi pelat pada sambungan sudut, sambungan
tumpang, dan sambungan T dalam gambar berikut, logam pengisi
digunakan untuk menyambung sisi melintang bagian yang membentuk
segitiga siku-siku.
b. Las alur (groove welds), ujung bagian yang akan disambung
dibuat alur dalam bentuk persegi, serong (bevel), V, U, dan J pada
sisi tunggal atau ganda, seperti dapat dilihat dalam gambar di
bawah, pengisi digunakan untuk mengisi sambungan, yang biasanya
dilakukan dengan pengelasan busur dan pengelasangas.
Las Tumpul Las tumpul persegi panjang : Sambungan jenis ini
hanya dipakai bila tebal logam dasar tidak lebih dari 5 mm.
Las tumpul V tunggal : Sambungan jenis ini tidak ekonomis bila
logam dasar tebalnya melebihi 15 mm.
Las tumpul V ganda : sambungan jenis ini lebih cocok untuk
seluruh kondisi.
Las tumpul U tunggal : Sambungan jenis ini cocok untuk logam
dasar yang tebalnya tidak lebih dari 30 mm
Las Tumpul :A. Tanpa Pekerjaan Pendahuluan (Pelat Tipis). las
satu belah (A) las dua belah (B)
B. Dengan Pekerjaan Pendahuluan : Las satu belah V (C)
Las V terbuka (hanya untuk Konstruksi yang tidakmemikul beban
dinamis)
Las V terbuka
Las sudut datar : Sambungan jenis ini adalah sambungan lasyang
paling umum digunakan karena memberikan kekuatanyang sama dengan
pemakaian elektroda yang lebih sedikit
Las sudut cekung : Pemakaian elektroda lebih banyak dibandingkan
dengan las sudut datar.
Las sudut cembung : Pemakaian elektroda lebih banyak sama
seperti las sudut cekung
Jenis Las Lainnyac. Las sumbat dan las slot (plug and slot
welds), digunakan untuk menyambung pelat datar seperti dapat
dilihat dalam gambar di bawah, dengan membuat satu lubang atau
lebih atau slot pada bagian pelat yang diletakkan paling atas, dan
kemudian mengisi lubang tersebut dengan logam pengisi sehingga
kedua bagian pelat lumer menjadi satu.
d. Las titik dan las kampuh (spot and seam welds), digunakan
untuk sambungan tumpang seperti dapat dilihat dalam gambar di
bawah. Las-an titik adalah manik las yang kecil antara permukaan
lembaran atau pelat. Lasan titik diperoleh dari hasil pengelasan
resistansi listrik. Las-an kampuh hampir sama dengan las-an titik,
tetapi las-an kampuh lebih kontinu dibandingkan dengan las-an
titik.
e. Las lekuk dan las-an rata (flange and surfacing welds),
Las-an lekuk dibuat pada ujung dua atau lebih bagian yang akan
disambung, biasanya merupakan lembaran logam atau pelat tipis,
paling sedikit satu bagian ditekuk. Las-an datar tidak digunakan
untuk menyambung bagian benda, tetapi merupakan lapisan penyakang
(ganjal) logam pada permukaan bagian dasar.
Aturan dan Prinsip Las
Aturan dan Prinsip Las1. Panjang netto las tidak boleh kurang
dari 40 mm atau 8 a 10 kali tebal las.2. Panjang netto las tidak
boleh lebih dari 40 kali tebal las. Kalau diperlukan panjang netto
las yang lebih dari 40 kali tebal las, sebaiknya dibuat las yang
terputus-putus.3. Untuk las terputus pada batang tekan, jarak
bagian-bagian las itu tidak boleh melebihi 16 t atau 30 cm.
Sedangkan pada batang tarik, jarak itu tidak boleh melebihi 24 t
atau 30 cm, dimana t adalah tebal terkecil dari elemen yang
dilas.4. Tebal las sudut tidak boleh lebih dari t (2)1/2
Penentuan tebal las didasarkan pada dimensi profil baja yang
disambungkan. Tebal las (a) harus memenuhi ketentuan di bawah ini
:
Contoh Las
Keuntungan Sambungan Las1) Pertemuan baja pada sambungan dapat
melumer bersamaelektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh
(lebihsempurna). 2) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih
rapi. 3) Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat
lebihringan. Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 1,5% dari
berat konstruksi, sedang dengan paku keling / baut berkisar2,5 4%
dari berat konstruksi.
4) Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat
lubanglubang pk/baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat
penyambung, dan sebagainya ). 5) Luas penampang batang baja tetap
utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya utuh.
Kerugian Sambungan Las1) Kekuatan sambungan las sangat
dipengaruhi oleh kualitas pengelasan. Jika pengelasannya baik maka
keuatan sambungan akan baik, tetapi jika pengelasannya jelek/tidak
sempurna maka kekuatan konstruksi juga tidak baik bahkan
membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah satu sambungan las
cacat lambat laun akan merembet rusaknya sambungan yang lain dan
akhirnya bangunan dapat runtuh yang menyebabkan kerugian materi
yang tidak sedikit bahkan juga korban jiwa. Oleh karena itu untuk
konstruksi bangunan berat seperti jembatan jalan raya / kereta api
di Indonesia tidak diijinkan menggunakan sambungan las. 2)
Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang.