Sambungan Baut

Latar Belakang

Elemen-elemen yang menyusun struktur baja harus digabungkan satu dengan yang lain

dengan suatusistem sambungan.

Sambungan berfungsi menyatukan elemen-elemen dan menyalurkan beban dari satu bagian ke

bagian yang lain

Sistem Sambungan

Elemen yang disambung

Jenis penyambung:las,baut,pakukeling

Pelat penyambung (danpelatpengisi)

Contoh Sambungan

Sambungan balok-balok

Sambungan balok-kolom

Baut Mutu Normal ( Baut Hitam )

Sambungan baut dapat terbuat dari baut mutu normal atau mutu tinggi.

Baut ini di buat dari baja karbon rendah yang di identifikasi sebagai A307, dan merupakan jenis

bautyang paling murah

Namun baut ini belum tentu menghasilkan sambungan yang paling murah karena banyaknya jumlah

baut yang dibutuhkan pada suatu sambungan

Pemakaian terutama pada struktur yang ringan, batang sekunder atau pengaku,platform,gording,rusuk

dinding.

Mutu baut dapat dibaca dibagian kepala baut,misalnya tertulis 4.6 artinya tegangan leleh baut =

4x6x100 = 2400 kg/cm2

Baut mutu normal dipasang kencang tangan,tanpa gaya tarik awal dan merupakan tipe tumpu.

Baut Mutu Tinggi/High Tension Bolt (HTB)

Sambungan baut mutu tinggi mengandalkan gaya tarik awal yang terjadi karena pengencangan awal.

Gaya tersebut dinamakan proofload.

Gaya tersebut akan memberikan friksi, sehingga sambungan baut mutu tinggi hingga taraf gaya

tertentu dapat merupakan tipe friksi.Sambungan jenis ini baik untuk gaya bolak-balik.

Untk taraf gaya yang lebih tinggi,sambungan tersebut merupakan tipe

Bautmututinggidipasangdenganmula-mulamelakukankencangtangan

dandiikutidengansetengahputaransetelahkencang tangan.Atau menggunkana

kuncitorsiyangtelahdikalibrasi sehinggamenghasilkan setengahputaransetelahkencangtangan

Diameter yang paling sering digunakan pada konstruksi gedung adalah ¾ incidan 7/8inci.

Diamter yang paling sering digunakan pada konstruksi jembatan adalah7/8 incidan1inci

Saat ini sambungan baut lebih ekonomis dari pada sambungan keling

Pengertian Diameter Nominal (dn) dan Diameter Kern (dk)

Diameter nominal adalah diameter yang tercantum pada nama

perdagangan,misalnyaM12artinyadiameternominal(dn)=12mm

Untuk baut tidak diulir penuh,diameter nominal adalah diameter terluar dari batang baut

Untuk baut ulir penuh, diameter inti (dk) adalah diameter dalam dari batangtersebut

Diameter yang digunakan untuk menghitung luas penampang

Baut tidak diulir penuh menggunakan dn

Baut diulir penuh menggunakan dk

Kerusakan Sambungan

a) Kerusakan pada baut akibat geser

b) Kerusakan pada pelat lewat lubang sambungan

c) Kerusakan pada baut ataupun pelat (mana yang lebih lemah) akibat tumpu

d) Kerusakanpadatepi pelatakibatgeser

Mekanisme Sambungan

1. Tipe tumpu

Sambungan tipe tumpu adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut yang dikencangkan

dengan tangan,atau baut mutu tinggi yang dikencangkan untuk menimbulkna gaya tarik minimum yang

disyaratkan, yang kuatrencananya disalurkan oleh gaya geser pada baut dan tumpuan pada bagian-bagian

yang disambungkan

2. Tipe friksi

Sambungan tipe friksi adalah sambungan yang dibuat dengan menggunakan baut mutu tinggi yang

dikencangkan untuk menimbulkan tarikan baut minimum yang disyaratkan sedemikian rupa sehingga

gaya- gaya geser rencana disalurkan melalui jepitan yang bekerja dalam bidang kontak dan gesekan

yang ditimbulkan antara bidang-bidang kontak

Bidang Kerja Sambungan

A. Perencanaansambunganditentukanolehbidangkerjasambungan,yaitu bidangtempat bekerjanya

gaya pada sistem sambungan.

B. Bidangkerja :

1. Tegaklurus(lurusbidang/tak sebidang)

2. Kombinasi sejajar –tegak lurus

3. Sejajar(dalambidang/ sebidang)

Bidang Kerja Sejajar ( Pembebanan Dalam Bidang )

1. Adalah pembebanan yang gaya dan momen lentur rencananya berada dalam bidang sambungan

sedemikian rupa sehingga gaya yang ditimbulkan dalam komponen sambungan hanya gaya geser

2. Bidang Kerja Tegak Lurus (Pembebanan Luar Bidang)

3. Adalahpembebanan yanggayadanmomenlenturrencananya menghasilkan gaya yang arahnya

tegak lurus bidang sambungan sedemikian rupa sehingga gaya yang ditimbulkan dalam

komponen sambungan hanya gaya tarik

4. Bidang Kerja Kombinasi

5. Adalah pembebanan yang gaya dan momen lentur rencananya menghasilkan gaya yang

arahnya sejajar dan tegak lurus bidang sambungan sedemikian rupa sehingga gaya yang

ditimbulkan dalam komponen sambungan adalah kombinasi gaya geser dan tarik

Klasifikasi Sambungan

A. Sambungan Kaku ( RigidConnection )

Deformasi titik kumpul harus sedemikian rupa sehinga tidak terlalu berpengaruh terhada distribusi

gaya maupun terhadap deformasi keseluruhan struktur.Sambungan dianggap memiliki kekakuan

yangcukup untuk mempertahankan sudutdiantara elemen-elemen yang disambung

B. Sambungan Semi Kaku (Semi Rigid Connection)

Pada sambungan semikaku,perhitungan kekakuan, penyebarangaya,dan deformasinya harus

menggunakanan alisa mekanika yang hasilnya didukung oleh percobaan eksperimental.

Sambungan tidak memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan sudut antara elemen yang

disambung.Dianggap mempunyai kapasitas yang cukup untuk memberikan tahanan yang dapat

diukur terhadap perubahan sudut tersebut yang disambung.

C. Sambungan Sendi ( Simple Connection )

Sambungan sendi harus dapat berubah bentuk agar memberikan rotasi yang diperlukan pada

sambungan.Sambungan tidak boleh mengakibatkan momen lentur terhadap komponen struktur yang

disambung. Detail sambungan harus dapat memikul gaya reaksi yang bekerja pada eksentrisitas yang

sesuai dengan detail sambungan.

Panduan Pemilihan Alat Sambung

1. Sambungan baut sesuai untuk struktur ringan dengan beban statis yang kecil,dan batang

sekunder(seperti gording,pengikat,bracing,dsb)

2. Pelaksanaan pekerjaan baut sangat cepat, tidak memerlukan pekerja dengan kecakapan tinggi

3. Bila struktur kelak akan dibongkar pasang, baut lebih sesuai untuk digunakan dibandingkan las

4. Untuk beban fatique,sebaiknya menggunakan baut mutu tinggi dan las

5. Pemasangan baut mutu tinggi memerlukan perhatian khusus

6. Sambungan las memerlukan baja lebih sedikit, dan penampilan sambungan baik

7. Pada sambungan yang menerus dan rigid,sambungan las lebih sesuai

8. Pengelasan sebaiknya dikerjakan di bengkel / work shop karena pemeriksaan las dilapangan

agak diragukan

9. Pekerjaan las untuk elemen batang yang sangat tebal memerlukan perhatian ekstra.Lebih seusai jika

menggunakan sambungan baut,lagipula sambungan baut lebih kecil bahanya terhadap retak dan

rapuh.

Mengatasi kerusakan pada baut

Fenomena curling terjadi pada ujung pelat sambungan tipe geser dengan baut, awal mulanya dianggap

hanya terjadi pada pelat tipis (cold-formed), tetapi kenyata- annya terjadi juga pada pelat tebal (hot-rolled)

(Dewobroto, 2009). Fenomena tersebut juga dapat terjadi pada sambungan baut geser tipe tunggal

maupun tipe ganda (lihat Gambar 1). Pada sambungan geser pelat tipe ganda tentunya faktor eksentritas

antara pelat-pelat sambungan dapat saling menghilangkan. Jadi jika masih ada curling pada tipe sambungan

tersebut tentunya ada penyebab lain dan bukan akibat faktor eksentrisitas pelat sambungan saja.

Dalam praktek hal tersebut tidak menjadi masalah, yaitu tidak diketemukan kasus-kasus kerusakan di

lapangan yang diakibatkan oleh fenomena curling. Itu dimungkinkan karena adanya kebiasaan praktis di

lapangan yang cukup baik, yang ternyata dapat mengantisipasi curling, seperti misalnya adanya ketentuan

praktis untuk memakai minimal dua baut pada setiap sambungan tipe geser. Adanya dua baut yang dipasang

searah gaya akan membentuk momen kopel yang mampu menahan momen eksentrisitas pelat tersebut. Kecuali

itu elemen-elemen sambungan dalam praktek umumnya tidak berbentuk pelat, tetapi merupakan element

berprofil sehingga mempunyai kekakuan yang relatif cukup untuk mengatisipasi curling.

Dengan hipotesis di atas, maka langkah awal penelitian ini adalah membuktikan apakah memang benar

hanya eksentrisitas saja yang menyebabkan curling atau masih ada faktor lain. Selanjutnya akan dibahas

pengaruh penempatan baut (minimal dua baut) dan pengaruhnya untuk mengantisipasi timbulnya curling

tersebut. Untuk membuktikan bahwa eksentrisitas mempunyai pengaruh atau tidak maka akan dibuat suatu

simulasi pelat sambungan yang diuji tarik tanpa memberikan eksentrisitas sekecil apapun, atau kondisi pelat

sentris. Untuk mencapai kondisi ideal maka digunakan simulasi numerik.

Pemasangan baut

Tinjauan penggunaan baut mutu tinggi dan baut biasa pada sistem sambungan baut dengan ring

khusus beralur tentu berfokus pada pengaruh pretensioning yang ditimbulkan pada sistem. Oleh sebab itu

strategi pengencangan baut yang dilaksanakan pada penelitian ini menjadi sesuatu yang penting dan perlu

diungkapkan.

Menurut AISC (2010), pemasangan baut mutu tinggi dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu

pengencangan baut (AISC, 2010) metode turn of nut atau (Dewobroto, 2009) memakai wrench terkalibrasi

melengkapinya dengan (Dewo broto,et.al.,2009) direct tension indicator (ASTM F959) atau (Dewo broto dan

Besari,2009) kontrol tarik baut tipe twist off (ASTM F1852) terakhir (Wijaya dan Dewobroto,2008) baut

rencana alternatif. Dari kesemuanya tersebut, dipilih cara pengencangan baut dengan metode turn of

nut, yang dianggap paling mudah dan tidak memerlukan alat ukur khusus(murah).

Pada pemasangan sambungan baut (baik itu berupa baut mutu tinggi atau baut biasa) ada suatu kondisi

yang disebut Snug Tigh tened Joint. Kondisi tersebut dapat tercapai, jika dapat dipastikan pelat-pelat

sambungan dapat mencapai kondisi rapat (pelat-pelat saling bertemu dengan baik), kemudian mur (nut)

dikencangkan dengan kunci pas (wrench) standar sekuat tenaga pekerja normal. Ini merupakan tahap final

untuk pemasangan baut biasa, sedangkan untuk baut mutu tinggi akan dilanjutkan pada tahap berikutnya,yaitu

cara turn of nut.

Agar dihasilkan pretensioning baut menurut cara turn of nut, maka setelah kondisi snug tigh tened joint

tercapai, untuk baut dengan panjang kurang dari diameter maka nut mur perlu dikencangkan lagi.

Dengan strategi pengencangan baut yang sistematis sesuaicode (AISC,2010; RCSC,2004), diharapkan

tidak terdapat banyak perbedaan kondisi pretensioning pada baut yang akan diuji. Pretensioning pada baut

biasa relatif kecil, karena hanya mengandalkan kondisi snug-tighted, sedangkan pada baut mutu tinggi (HTB)

dipastikan ada tambahan lagi akibat pengencangan tahapke-2. Pada kondisi tersebut maka dapat diperkirakan

berdasarkan code(AISC, 2010) bahwa baut mutu tinggi akan terdapat pretensioning minimum 70%dari kuat

tarik minimum baut.Untuk baut diameter½ ASTMA 325 dimana kuat tarik minimum adalah 620 MPa

(AISC,2010),maka akan terdapat gaya pretensioning minimum sebesar 620 127 0.7/ 1000 = 55.1 kN atau 5.51

ton. Pada penelitian sebelumnya (Dewo broto, 2009) dipakai baut ¾” untuk dimensi alur-khusus beralur yang

sama,berarti gaya pretensioning yang terjadi adalah 6202850.7/1000 = 123.7 kN atau 12.37 ton (lebih dua

kalilipatnya).

Kesimpulan

. Berkaitan dengan penelitian ini,dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

Penggunaan baut pada sistem sambungan dengan ring –khusus –beralur adalah

memberikan pretensioning dengan arah tegak lurus pelat sambungan Pretensioning tersebut

merupakan komponen kunci terjadinya mekanisme kerja pada sistem sambungan baru

tersebut. Semakin besar gaya pretensioning yang dapat diberikan, akan meningkatkan

kekuatan sebelum terjadinya slip, meskipun kuat ultimate pada suatu kondisi pretensi oning

tertentu, tidak memberikan peningkatan yang signifikan.

Berkaitan dengan pengaruh pemakaian baut mutu tinggi (HTB) dan baut biasa terhadap

kinerja sambungan dengan ring-khusus-beralur maka secara tegas dapat dinyatakan bahwa

HTB diperlukan karena mampu menghasilkan pretensioning yang lebih besar dibanding baut

biasa. Meskipun demikian, gaya pretensioning hasil pengencangan baut-biasa (kondisi

snug-tighted-joint) ternyata dapat menghasilkan mekanisme slip-kritispada sambungan baja

pelat tipis padahal jika dipakai ring standar, mekanisme slip-kritis tidak dapat diandalkan,

sehingga diabaikan dalam perencanaan (Dewobroto,2009).

Perilakusambungandenganring-khusus-beralur relatif kaku(tidakterjadislip)sehingga cukup

baik digunakan padastruktur dengan pembebanan dinamis,sepertihalnyagempa.Jadisistem

cocok dipakaiuntuk pembuatanstrukturtahan gempa. Meskipun demikian, berdasarkan

komponen biaya penelitianyangtelahdilakukan dapat diketahui bahwa material untuk

pengadaan ring-khusus- beralurmasih sangat mahal,apabila dibandingkan dengan alat

sambung yang sekarang umum dipakai untuk baja pelat tipis. Untuk itu perlu penelitian

lebih lanjut agar biaya dapat dikurangi sedemikian sehingga aplikasinya di lapangan menjadi

memungkinkan, tidak sekedar memenuhi persyaratan kekuatan dan kekakuannya saja.

Daftar Pustaka

AISC, 2005, ANSI/AISC 360-05: An American National Standard –Specification for Structural Steel Building,American Institute of Steel Construction, One East Wacker Drive, Suite700,Chicago,Illinois

AISC,2010,ANSI/AISC360-10:AnAmerican National Standard–Specificationfor Structural Steel Building, Chicago, Illinois: American Institute of Steel Construction, One East Wacker Drive, Suite 700.

Dewobroto, W.,2009,Pengaruh Bentuk dan Ukuran Washer (Ring) pada Perilaku Sambungan Baut Mutu Tinggi dengan Pretensioning di Baja Cold-Rolled ,Bandung (unpublished): Disertasi pada Program Doktor Teknik Sipil, Universitas Katolik Parahyangan.

Dewobroto, W., Kartawijaya, P., andBesari,S., 2009, Effect of Geometry Washerto The Behaviorof Sheet Steel Connection with Pre-Tensioned Bolts,Malaysia: 7thAsia Pasific Structural Engineering and Construction Conference 2009 (APSEC 2009)and 2nd European Asian Civil Engineering Forum 2009 (EACEF 2009), Awana Porto Malai Langkawi, 4-6 August.

Dewobroto, W., danBesari,S., 2009, Distorsi Sambungan Baut akibat Curlingdan Pencegahannya–Studi Kasus Sambungan Pelat Tipe Geser (lap-joint) dengan Baut Tunggal, Jurnal Teknik Sipil ITB,EdisiVol. 16No. 2, Agustus,Institut Teknologi Bandung

Wijaya,H.,dan Dewobroto,W.,2008,Penggunaan Washer Khusus (Besar) pada Sambungan Baja Cold-formed, Bandung:Jurnal Teknik Sipil–ITB, EdisiVol. 15/3, Desember, Institut Teknologi Bandung.