SAMBUNGAN DENGAN MENGGUNAKAN PAKU KELING

Paku keling (rivet) adalah salah satu alat penyambung atau profil baja,

selain baut dalam las. Paku keling terdiri dari sebuah baja yang pendek yang

mudah ditempa dan berbentuk mangkuk setengah bulatan. Pada saat paku keling

dalam keadaan plastis, paku keling dipukul dengan palu sehingga akan terbentuk

sebuah kepala lagi pada sisi yang lainnya. Dan biasanya, paku keling akan

mengembang sehingga mengisi seluruh lubang. Penggunaan paku keling sebagai

alat penyambung lebih kaku bila dibandingkan dengan penggunaan baut.

.

1. Uraian Paku Keling

      Sambungan keling digunakan secara luas dalam struktur

boiler, kapal, jembatan, bangunan, tangki, kapal, pesawat uadara, dll.

Dalam perancangan sambungan keling, diameter keling yang dijadikan

parameter desain, walaupun setelah dipasang diameter rivet akan ekpansi

memenuhi ukuran lubang. Beberapa kelebihan sambungan keling antara lain

adalah :

• Tidak akan longgar karena adanya getaran atau beban kejut

• Relatif murah dan pemasangan yang cepat

• Ringan

• Dapat diasembling dari sisi “blind”

• Lebih tahan korosi dibandingkan sambungan baut

• Kekuatan fatigue lebih baik dari sambungan las

Sedangkan kelemahan sambungan keling adalah tidak dapat dilepas, dan

pencekaman tidak sekencang sambungan baut.

Jarak minimum antar keling biasanya adalah sekitar tiga kali diameter

(kecuali pada strukutr boiler), sedangkan jarak maksimum adalah 16 kali

tebal pelat. Jarak antar keling yang terlalu jauh akan mengakibatkan

terjadi plate buckling. Untuk menjamin keselamatan, prosedur

perancangan konstruksi yang menggunakan sambungan paku keling

haruslah mengikuti persayaratan yang ditetapkan oleh Code yang telah

disusun oleh AISC dan ASME.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar berikut ini.

Selama proses penempaan, sebuah alat bucking di tempatkan dibawah kepala

paku keling di sisi belakang sambungan, untuk memegang paku keling supaya

tidak bergerak dan berfungsi sebagai landasan. Setelah ditempa, paku keling

kemudian menjadi pendek, proses pemendekkan ini akan memberikan tekanan

pada pelat-pelat yang disambung. Didalam perhitungan, prinsip sambungan

dengan menggunakan paku keling sama saja dengan prinsip sambungan dengan

menggunakan baut. Yang membedakannya hanyalah tegangan izin. Untuk

mengetahui tegangan izinnya dapat dilihat PPBBI pasal 8.3. ayat (1). Kecuali

kombinasi tegangan geser dan tegangan tarik yang diizinkan sama dengan

kombinasi tegangan geser dan tegangan tarik pada sambungan baut, yaitu :

σ = σ 2 +1,56τ 2 ≤σ

 Hal ini didasarkan kepada pendapat Gunawan dan Margaret (1991) yang

menyatakan bahwa pada PPBBI rumus tersebut ditulis salah. Besarnya tegangan

gizi dalam menghitung kekuatan paku keling adalah :

Tegangan geser yang diizinkan :       τ = 0,8 σ

Tegangan tarik yang diizinkan :    σ tr = 0,8 σ

Tegangan tumpuan yang diizinkan :

       σ tr = 2 σ untuk S1 > 2 d

       σ tr = 1,6 σ untuk1,5 d ≤ S1 ≤ 2 d

   Dimana :

       S1 = Jarak dari paku keling yang paling luar ke tepi bagian yang disambung

         d = Diameter pake keling.

         σ = Tegangan dasar menurut tabel 1 (pasal 2.2), kecuali untuk tumpuan

menggunakan tegangan  dasar bahan yang disambung.

Contoh :

Diketahui suatu sambungan seperti tergambar, gaya yang bekerja = 25 ton dan

diameter pake keling = 20 mm. Lebar pelat = 300 mm, dan tebal pelat = 12 mm

dan 16 mm. Mutu baja BJ 37.

Ditanya :

  1) Hitung besarnya tegangan yang timbul

  2) Periksa tegangan yang timbul terhadap tegangan izin

  3) Hitunglah besarnya gaya yang dapat didukung sambung tersebut.

  Jawab :

  1) Besarnya tegangan yang timbul

a. Tegangan tarik : σ = P / Fn

Fn = Fbr – t (d + 0,1 mm) 3 lubang

     = (30 x 1,6) – 1,6 (2,0 + 0,1) 3

     = 37,92 cm2

                              Maka σ = P / Fn

     = 25000 kg / 37,92 cm

     = 659,28 kg/cm2

b. Tegangan Geser : τ = P / nFs

Fs = 2 (1/4 π d2)

     = 2 (1/4 x 3,14 x 2,02)

     = 6,28 cm2

                             Maka : τ = P / nFs

     = 25000 . 3 x 6,28

     = 1326,96 kg / cm2

c. Tegangan tumpu :σ = P / nFtp

Ftp = d x t

       = 2,0 cm x 1,6 cm

       = 3,20

                           σ tp = P / nFtp

       = 2500 kg / 3 x 3,20 cm2

        = 2604,16 kg / cm2

Kalau anda perhatikan dengan contoh di depan dengan menggunakan baut,

angka ini persis sama bukan.

2) Periksa terhadap tegangan yang dizinkan

   a. Tegangan tarik : σ trk < 0,8σ

       659, 28 kg/cm2 < 0,8 x 1600 kg/cm2

        ternyata 659,28 kg/cm2 < 1280 kg/cm2

   b. Tegangan geser : τ < 0,8 σ

        1326,96 kg/cm2 > 0,8 x 1600 kg/cm2

        ternyata 1326,96 kg/cm2 > 1280 kg/cm2

   c. Tegangan tumpu : σ tp = 2 σ

       2604, 16 kg/cm2 > 2 x 1600 kg/cm2

       ternyata 2604, 16 kg/cm2 > 3200 kg/cm2

Kalau anda perhatikan, tegangan izin inilah yang membedakan baut dengan paku

keling

3) Besarnya gaya yang dapat didukung sambungan adalah :

     a. Gaya Tarik : Ptrk = Fn x 0,8σ

                                    = 37,92 cm2 x 0,8 x 1600 kg/cm2

                                    = 48537,6 kg

                                    = 48,537 ton

   b. Gaya geser :    Pgr = n x Fs x 0,6σ

                                    = 3 x 6,28 cm2 x 0,8 x 1600 kg/cm2

                                    = 24115,2 kg

                                    = 24,115ton

c. Kekuatan tumpu : Ptp = n x Ftp xσ tp

                                      = 3 x 3,2 cm2 x 3200 kg/cm2

                                      = 30720 kg

                                      = 30,720 ton

Jadi gaya maksimum yang mungkin diadakan adalah Pmax = 24,115 ton (Hasil

perhitungan yang paling kecil)

Kalau anda perhatikan, gaya maksimum juga berbeda dan ternyata daya dukung

paku keling lebih besar bila dibandingkan dengan baut.