Kul III. Perhitungan Baut

 STRUKTUR BAJA I

Perhitungan Sambungan Baut 1

Karena pada baut terdapat ulir, yang menahan geser dan tumpu hanya diperhitungkan bagian galinya (kern). Untuk mempermudah perhitungan dapat diperhitungkan pada penentuan besarnya tegangan geser dan tumpu yang diijinkan, yaitu : τ =

σ tp =

0 ,6 σ

1, 5 σ ; bila

σ tp =

⇒

1, 2 σ ; bila

a1 ⇒

≥

2 d 

1,5

≤

a1

<

2 d 

tegangan geser  ijin tumpu ijin σ tp = tegangan dasar  ijin σ = tegangan τ=

a1= jarak baut dari tepi sambungan d = diameter baut 2

Akibat pembebanan (tarik/tekan), pada baut bekerja gaya dalam yang berupa gaya geser  dan gaya normal Gaya geser menimbulkan tegangan geser  pada baut Gaya normal menimbulkan tegangan tumpu pada baut Untuk perhitungan sambungan dengan menggunakan baut perlu diketahui besarnya daya pikul 1 (satu) baut thd geser dan tumpu.

3

bidang geser 

P P

F gs

=

1 4

2

πd 

τ=

P

≤τ

F gs

P = F gs τ

Daya pikul 1 baut thd geser (Ngs) adalah:  N gs

=

F gs .τ ⇒  N gs

=

1 4

2

πd  .τ

Fgs = luas bidang geser  d = diameter baut

4

bidang tumpu

P P

s1 s2 F tp

=

d .smin

σ tp =

P F tp

≤ σ tp

P = F tp σ tp

Daya pikul 1 baut thd tumpu (Ntp) adalah:

 N tp

=

F tp .σ ⇒  N tp

=

d .smin .σtp Ftp = luas bidang tumpu

Untuk s1< s2  maka s1=smin

d = diameter baut smin = tebal plat minimum

5

Untuk daya pikul baut terhadap geser perlu dilihat bentuk sambungannya. P P

Pada gbr di atas memperlihatkan bahwa bagian yang diarsir menyatakan jalur penyaluran gaya dari plat atas melalui baut dipindahkan kepada plat bawah. Dimana baut hanya dilalui 1 (satu) jalur gaya. Ini dinamakan sambungan tunggal (single shear). Dalam hal ini luas bidang gesernya adalah: F gs

=

1 4

2

πd 

6

Sedangakan bila baut dilalui oleh 2 (dua) jalur gaya. Sambungan ini dinamakan sambungan dobel (doble shear). Dalam hal ini luas bidang gesernya adalah: F gs

=

2.

1 4

πd 

2

s2 s1

P /2

P P /2

s3 s1 < (s2+ s3)



(s2+ s3) < s1

smin = s1



smin = (s2+ s3) 7

Resume: Daya pikul 1 (satu) baut adalah:

 N tp

=

 N gs  N gs

d .smin .σtp

=

1 4

=

2.

2

πd  .τ

1 4

2

πd  .τ

Sambungan tunggal Sambungan dobel

8

Contoh 1 Dua plat akan disambungkan secara sambungan tunggal, spt gbr di bawah dengan data sbb: P = + 1500 kg s1 = s2 = 10 mm = 1 cm Baut Ø ⅝”  d = 16,7 mm = 1,67 cm σ = 1400 kg  / cm

2

Hitunglah jumlah baut yang diperlukan

P P

s1 s2

9

 N gs

=

1

π

4

d  2 .τ

Ngs = ¼ x 3,1 3,14 4 x (1 (1,6 ,67 7c cm) m)2 x 0,6 x 1400 kg/cm2 = 1839 kg  N tp

=

d .smin .σtp

σ

tp =

1, 5 σ

Ntp = 1,67cm x 1cm x 1,5 x 1400 kg/cm2 = 3057 kg Nmin = Ngs = 1839 kg - menentukan Jumlah baut (n) yg dibutuhkan adalah: n

=

P  N min

=

1500 kg 1839 kg

=

0 ,816

≈

1 buah

Jumlah baut minimal 2 buah, maka ambil 2 Ø ⅝”  10

Contoh 2 Dua plat akan disambungkan secara sambungan dobel, spt gbr di bawah dengan data sbb: P = 5000 kg s1 = 10 mm = 1 cm s2 = s3 = 8 mm = 0,8 cm Baut Ø ⅝”  d = 16,7 mm = 1,67 cm σ =

1400 kg  /  cm

2

s1 = 1 cm < (s2+s3) = 1,6 cm s1 = smin Hitunglah jumlah baut yang di diperlukan

11

P

P

s2 s1 P

s3 12

 N gs

=

2

1 4

π d 

2

.τ

Ngs = 2x¼ 2x¼ x 3,1 3,14 4 x (1 (1,6 ,67 7c cm) m)2 x 840 kg/cm2 = 3678 kg  N tp

=

d .smin .σtp

σ tp =

1, 5 σ

Ntp = 1,67cm x 1cm x 1,5 x 1400 kg/cm2 = 3057 kg Nmin = Ntp = 3057 kg - menentukan Jumlah baut (n) yg dibutuhkan adalah: n=

P  N min

=

5000kg 3057kg

= 1,636 ≈

2 buah

Jadi jumlah baut 2 Ø ⅝”  13