6
.
S
AMBUNGAN-SAMBUNGAN BAJA
6.1 Keadaan batas
Rancangan struktur didasarkan pada konsep bahwa semua kom- ponen struktur dirancang untuk tingkat kekuatan dan kekakuan yang sesuai. Kekuatan akan berkaitan dengan keselamatan dan yang utama adalah kemampuan suatu struktur atau komponen-komponennya untuk mela- yani beban yang bekerja pada bangunan. Kekakuan strukutr pada umumnya dikaitkan dengan kemam puan layan. Kemampuan layan sendiri terkait dengan berbagai ukuran-ukuran kinerja dari suatu struktur atau komponennya selama proses pelayanan terhadap beban kerja.
Gambar 6.1 Sambungan siku-siku ganda
Untuk diterimanya keselamatan dan kepuasan kinerja dari struktur, beban dan faktor tahanan dalam mendisain digunakan secara statistik didasarkan faktor-faktor beban dan
tahanan untuk memodifikasi tahanan nominal dan layanan beban. Faktor beban meningkatkan beban-beban yang nominal, dan faktor-faktor tahanan (juga yang dikenal sebagai faktor Φ) mengurangi tahanan nominal
Gambar 6.2 Sambungan momen
komponen struktur. Faktor beban meliput kemungkinan yang lebih tinggi dibanding beban-beban yang dianti- sipasi selama layanan. Faktor-faktor tahanan meliputi kemungkinan lebih rendah dari kekuatan yang diantisi- pasi. Beban desain dan kuat rancang diperoleh ketika beban-beban layanan dan nilai-nilai tahanan nominal dikalikan dengan faktor-faktor beban dan tahanan yang sesuai.
Komponen struktur harus sesuai dengan kuat rancang untuk menahan beban desain yang bekerja. Sebagai tambahan terhadap kekuatan, satu tingkatan kekakuan yang sesuai harus disediakan untuk memuaskan persya- ratan-persyaratan pelayanan yang bisa diterapkan. Ketika beban-beban
melebihi persyaratan-persyaratan kuat rancang atau pelayanan, suatu keadaan batas sudah dicapai. Suatu keadaan batas adalah kondisi di mana struktur atau komponen adalah secara fungsional tidak cukup kuat. Unsur-unsur struktural cenderung untuk memiliki beberapa keadaan batas, sebagian berdasar pada kekuatan dan yang lain berdasar pada layanan.
Gambar 6.3 Sambungan pelat tunggal
Suatu sambungan tunggal mung kin akan termasuk sejumlah besar komponen struktur dan beberapa grup pengencang sambungan.
Bagaimanapun juga, komponen-kom- ponen dasar dari sambungan adalah sistim pengencang dan bahan-bahan sambungan. Jadi dengan demikian, keadaan batas berbasis kekuatan untuk sambungan- sambungan dapat didasarkan pada bahan atau pengen- cang sambungan. Keadaan batas kekuatan sambungan dari kedua-duanya pengencang dan lapisan-lapisan bahan diakibatkan oleh
tegangan, geser, atau gaya-gaya flexural.
Setiap keadaan batas kekuatan mempunyai jalur kegagalan tertentu, melalui atau sepanjang elemen atau komponen struktur. Jalur kegagalan adalah garis sepanjang bahan yang pecah. Keadaan batas pelayanan pada umumnya termasuk menyedia kan satu jumlah yang sesuai dari kekakuan atau keuletan di suatu elemen struktural. Persyaratan-per syaratan pelayanan bergantung pada fungsi yang diharapkan dari kompo- nen atau elemen dalam pembahasan.
Suatu sambungan mungkin pu- nya banyak atau hanya sedikit keada- an batas. Pengendalian keadaan batas dapat merupakan kekuatan yang terkait atau yang didasarkan pada ukuran-ukuran pelayanan konstruksi. Pengendalian keadaan batas kekuatan adalah kondisi yang spesifik yang mempunyai tahanan yang paling rendah terhadap beban desain yang diberi. Pada awalnya, kebanyakan para perancang cende- rung kepada unsur-unsur proporsi berdasar pada persyaratan-persya- ratan kekuatan lalu memeriksa bahwa desain yang tertentu memenuhi kemampuan layanan yang bisa dite- rapkan. Kebalikan prosedur dalam mendisain juga bisa diterima: disain untuk kemampuan melayani dan lalu memeriksa kekuatannya. Dengan mengabaikan metodologi, pengenda- lian keadaan batas mendikte desain yang optimal. Halaman-halaman beri- kut akan menjelaskan deskripsi dan gambar-gambar yang menjelaskan
Gambar 6.4 Sambungan siku tunggal
aplikasi yang umum dari keadaan batas sambungan. Aplikasi dari segala keadaan batas yang diberi adalah tergantung atas geometri sambungan yang spesifik dan beban-beban. Gambar-gambar ini hanyalah suatu pemandu dan tidak dimaksud untuk mewakili setiap dan semua kombinasi yang mungkin tentang keadaan batas.
6.1.1 Pecahan geser satu blok(block shear rupture)
Pecahan geser adalah suatu keadaan batas di mana jalur kega galannya termasuk satu luasan tertentu kena pengaruh gaya geser dan satu luasan tertentu yang kena pengaruh tegangan. Keadaan batas ini begitu
Gambar 6.5 Pecahan geser satu blok
dinamai karena dikaitkan dengan jalur kegagalannya menyebabkan satu luasan (block) tertentu dari bahan terlepas terjadi pada lapisan bahan yang dibaut atau pada lapisan bahan yang dilas. Satu-satunya perbedaan antara perlakuan-perlakuan dengan pembautan atau pengelasan adalah ketiadaan dari lubang baut, sedangkan luas bruto dari bahan sama dengan luas netto. Gambar 6-5 menunjukkan pelat guset setelah keadaan batas pecahan geser terjadi.
6.1.2 Bantalan baut (bolt bearing)
Bantalan baut adalah terkait dengan deformasi bahan pelat akibat beban berlebih pada lubang baut. Kapasitas bantalan sambungan itu dipengaruhi oleh dekatnya batang baut dengan beban yang bekerja. Bantalan baut dapat diaplikasikan untuk setiap baut pada sebuah sambungan. Ketentuan spesifikasi AISC berisi dua persamaan desain, satu persamaan didasarkan pada kekuatan (ketika deformasi di sekitar lubang baut tidak menjadi suatu pertimbangan) dan yang lain didasarkan pada pelayanan struktur (ketika deformasi di sekitar lubang baut menjadi suatu pertimbangan desain).
6.1.3 Baut geser
Baut geser adalah dapat diguna- kan untuk setiap baut dari suatu sambungan yang mendapat gaya geser. Kuat geser dari suatu baut berbanding lurus dengan jumlah penghubung (bidang geser) antara
lapisan-lapisan di dalam cengkeraman dari baut yang mana sebuah gaya
Gambar 6.6 Bantalan baut luluh
geser terjadi. Geser tunggal terjadi ketika setiap gaya geser disalurkan melalui baut dimana sambungan tersebut terdiri dua pelat yang dicengkeram baut. Lapisan-lapisan tambahan lebih lanjut mendistribu sikan gaya geser. Tiga lapisan dari bahan mewakili dua bidang geser, jadi kelompok baut atau baut di dalam geser ganda dan mempunyai secara efektif dua kali kekuatan sebagai geser tunggal. Adalah penting untuk menyadari bahwa geser ganda, geser rangkap tiga, dll. memerlukan vektor gaya geser individu disebarkan ke lapisan-lapisan bahan. Mungkin ada suatu kondisi di mana ada dua atau lebih bidang geser, tetapi gaya-gaya tersebut tidak didistribusikan dibagi-bagikan. Jika pola beban tidak melalui titik berat kelompok baut, lalu beban itu dipertimbangkan menjadi beban eksentrik. Kelompok baut yang dibebani secara eksentrik adalah subjek dari gaya-gaya momen yang berakibat mempengaruhi gaya geser tambahan atau kombinasi geser dan tegangan. Pada kenyataannya
kebanyakan sambungan-sambungan memiliki beberapa derajat tingkat eksentrisitas, tetapi bagaimanapun sebagian dari eksen trisitas ini adalah kecil dan biasanya diabaikan.
6.1.4 Baut putus akibat beban tarik
Jika baut-baut menerima beban sepanjang bodinya lalu baut itu terbe- bani dalam tegangan. Baut-baut yang gagal di dalam tegangan akan terjadi pula di dalam bagian ulir baut, melalui salah satu akar dari ulir-ulir tersebut. Hal ini bersamaan dengan luas penam pang yang paling sedikit.
6.1.5 Gaya-gaya terpusat
Kadang-kadang gaya-gaya yang ditransfer dari satu komponen struktur ke yang lain menciptakan deformasi yang dilokalisir atau tekuk. keadaan batas yang bisa diterapkan bergan- tung pada geometri sambungan yang khusus. Keadaan batas untuk gaya terpusat paling sering kali terjadi pada sambungan-sambungan biasa dan sambungan-sambungan momen. Sebagai contoh, ketika balok yang didukung dilepas, (yaitu. bahan flange sudah dilepas) sisa web balok bisa rentan terhadap tekuk web lokal
Gambar 6.8 Baut putus
.
Untuk sambungan-sambungan yang didudukkan, kaki siku-siku di tempat dudukannya menyediakan suatu dae- rah yang tegas untuk flensa bawah dari balok yang didukung. Daerah bearing ini menciptakan suatu reaksi yang terpusat pada ujung balok. Web dari balok yang didukung adalah rentan terhadap perlemahan web. Sejak kebanyakan sambungan-sam bungan momen menyediakan kesi- nambungan antara pendukung dan mendukung para komponen struktur, flanges dari komponen struktur pendukung menyalurkan tegangan dan kompresi kepada komponen pendukung.
6.1.6 Flexural yielding
Ketika suatu balok dikurangi luas penampangnya, akan mengurangi modulus penampang dari luas penampang balok sisa, dan mungkin akan mengurangi kuat lendut dari komponen struktur tersebut. Kejadian-kejadian lain dari flexural yielding
Gambar 6.9 Tekuk setempat pada flens
adalah flexure dari batang suatu bentuk T pada suatu sambungan T geser dan lenturan kaki siku-siku dari suatu sambungan yang tidak kaku.
Gambar 6.10 Tekuk pada 6.1.7 Geser leleh dan geser retak
Kebanyakan sambungan diperlaku kan sebagai komponen geser dari muatan. Bahkan sambungan-sam-bungan momen harus mempunyai ketentuan untuk menerima geser Web
Gambar 6.11 Tekuk pada Web
Dengan demikian, unsur-unsur di dalam sambungan yang adalah subjek dari gaya geser harus diselidiki untuk lelehan geser dan pecahan geser. Kedua keadaan batas akan
Gambar 6.12 Yielding pada web
diterapkan dengan mengabaikan metoda pengencangan (baut atau las). Untuk sambungan las, tanpa lubang baut, geser lelehnya biasanya akan mengendalikan atas pecahan
geser. (Daerah netto dari pengelasan tanpa lubang baut sama dengan luas bruto. Jika rasio kuat leleh dengan daya rentang adalah kurang dari 1.2, lalu pecahan geser akan secara umum terkendali).
Gambar 6.13 Deformasi pada Tee
geser leleh adalah suatu keadaan batas yang dapat dibentuk; ini merupakan suatu fungsi daerah geser bruto dari elemen. Lintasan kegagalan bersam bungan dengan geser leleh adalah linear dalam arah beban dari
Gambar 6.14 Deformasi pada siku-siku
tepi atas dari elemen itu ke tepi alas dan melalui ketebalan dari lapisan.
Pecahan geser adalah satu keadaan batas yang ultimate, ini
merupakan suatu fungsi dari daerah geser yang netto dari elemen. Lintasan kegagalan bersambungan dengan pecahan geser juga linear, dalam arah beban dari tepi atas dari elemen itu ke tepi alas dan melalui ketebalan dari lapisan. Jika kedua flange dari komponen yang didukung dikurangi, lalu suatu lintasan kegagalan geser yang potensial di balok hadir dan geser leleh dan pecahan geser harus diselidiki untuk komponen struktur ini.
Gambar 6.15 Tindakan mengumpil
6.1.8 Tarik leleh dan Tarik retak
Keadaan batas leleh tegangan ada-lah suatu fungsi dari luas penampang bruto dari komponen yang dibebani dengan beban tegangan. Model tegangan pecah adalah suatu keada-an batas ykeada-ang merupakkeada-an suatu fungsi daerah netto efektif. Daerah netto adalah daerah bruto dikurangi lubang baut atau takik-takik. Daerah netto ini lebih lanjut dikurangi sebagai akibat dari beban geser ketinggalan (shear lag). Geser ketinggalan (shear lag) terjadi ketika gaya tegangan tidak didistribusikan melalui luas potongan dari komponen. Daerah-daerah geometris tertentu mung kin
mempunyai stress lokal yang lebih tinggi. Geser ketinggalan (shear lag) sering kali terjadi di dalam komponen ketika mereka digunakan sebagai batang-batang/topangan. Pengencang (baut atau las) secara umum
Gambar 6.16 Bengkok memar
dibuat sepanjang satu kaki dari siku-siku. Ketika siku-siku itu terisi tega- ngan kaki yang diikatkan mempunyai suatu bagian yang tidak sebanding dari beban tegangan. Kondisi tak seimbang ini menyebabkan suatu gaya geser untuk ketinggalan ke seberang bagian.
6.1.9 Geser las
Geser las adalah dapat digunakan untuk setiap lapisan yang dilas pada suatu sambungan. Modus kegagalan untuk las siku-siku adalah selalu diasumsikan untuk menjadi kegagalan geser di web yang efektip dari las. Di suatu pertunjukan yang serupa sebagai baut geser, jika lintasan beban tidak menerobos titik berat suatu kelompok las, lalu beban itu dipertimbangkan eksentrik. Keesen trikan beban grup las adalah tunduk kepada momen yang mempengaruhi salah satu geser tambahan (karena di dalam bidang beban) atau kombinasi geser dan tegangan (karena diluar bidang beban).
6.1.10 Bagian whitmore
Whitmore section yielding atau
tekukan adalah keadaan batas yang terjadi pada pelat guset yang dibaut dan dilas dan fiting yang serupa yang lebih luas dibanding pola dari baut-baut atau las-las di antara mereka. Distribusi tegangan melalui akhir dari komponen struktur yang terikat dengan pelat sambung itu adalah kompleks. Keadaan batas ini melibatkan leleh atau tekukan bahan plat dekat akhir dari para komponen struktur yang terlampir.
Metoda Whitmore dari analisis mengasumsikan gaya komponen adalah seragam didistribusikan atas satu daerah yang efektip. Daerah efektip ini ditentukan dengan perkalian ketebalan pelat guset dengan panjang efektif yang digambarkan dari proyeksi bentuk garis 30 derajat dalam setiap sisi sisi dari "batang"
komponen yang disambungkan ke pelat guset.
Proyeksi itu diasumsikan untuk memulai pada baris yang pertama dari baut-baut di plat atau las. Proyeksi itu diasumsikan untuk mengakhiri di bidang yang lewat melalui baris yang terakhir dari baut-baut atau pada akhir las-las. Bentuk proyeksi 30-degree membentuk suatu segi empat trapesium, dan panjang efektif itu diasumsikan sebagai dimensi dasar dari segi empat trapesium ini
Gambar 6.18 Putus karena tarikan
Gambar 6.19 Retak pada sambungan las
Gambar 6.20 Keadaan batas tekuk
Gambar 6.21 Potensi keadaan batas pada sambungan geser
Gambar 6.22 Potensi keadaan batas pada sambungan momen
Gambar 6.23 Potensi keadaan batas pada sambungan tarik
Gambar 6.24 Potensi keadaan batas pada sambungan tarik
6.2 SAMBUNGAN-SAMBUNGAN GESER SEDERHANA
Sambungan-sambungan geser sederhana diasumsikan untuk memiliki tahanan rotasi yang kecil atau tidak sama sekali. Mereka diasumsikan untuk membawa hanya komponen geser dari beban dan diidealisasikan sebagai pin atau roll untuk desain. Oleh karena itu, tanpa gaya-gaya momen diasumsikan
disalurkan oleh sambungan dari kom-ponen yang didukung ke komkom-ponen pendukung. Tambahan dari suatu sambungan geser bisa dibuat ke web dari balok yang didukung, biasanya dengan flens yang terlepas satu sama lain. Perkecualian itu adalah sambungan yang didudukkan di mana sambungan itu dibuat kepada flens dari balok yang didukung.
Secara eksperimen itu sudah ditunjukkan bahwa sambungan-sam bungan geser memiliki beberapa tahanan putaran. Untuk desain dimak- sud, abaikan tahanan ini mengha- silkan suatu hasil yang konservatif. Mayoritas fleksibilitas putaran dari kebanyakan sambungan-sambungan geser dicapai di dalam deformasi elemen sambungan (plat, siku-siku, T, dll.) atau melalui lubang-lubang longgar. Deformasi pengencang-pe- ngencang, jika ini merupakan suatu sambungan baut, atau las, jika ini merupakan suatu sambungan yang dilas biasanya ditambahkan sedikit untuk seluruh fleksibilitas sambungan.
Tujuan dari sambungan-sam-bungan geser untuk memiliki cukup kekuatan dan cukup keuletan putaran. Unsur-unsur sambungan geser pada umumnya dirancang menggunakan bahan-bahan yang tipis dan/atau kuat leleh (yaitu A36) untuk menyediakan fleksibilitas putaran lebih dari apa yang komponen pendukung memer lukan.
Banyak unsur-unsur sambungan geser dapat berupa baut pada sisi yang didukung dan pengelasan pada sisi pendukung, atau pengelasan disisi yang didukung dan baut disisi pendukung, atau semua baut atau
semua las. Bagaimanapun, dari sisi pandangan erectabilas, semua sam- bungan geser las selalu tidak dapat dipraktekan. Karena suatu praktek yang umum untuk mengelas dibengkel dan pemasangan baut dilokasi proyek, banyak sambungan geser dilakukan dengan memasang baut disatu sisi dan pengelasan disisi yang lain.
Ketika merancang sambungan-sambungan geser, pin diasumsikan untuk ditempatkan pada bagian paling flexible dari sambungan. Kekakuan dan kekuatan dari beberapa sambung an bergantung pada ya atau tidaknya komponen yang didukung dipertim bangkan fleksibel atau kaku. Termino logi fleksibel dan kaku ketika mereka mengacu pada sisi pendukung dari suatu sambungan bersifat subjektif dan terbuka bagi interpretasi.
Ini definisi-definisi kulitatif dan terserah kepada pertimbangan insi- nyur seperti pada penumpu itu harus diperlakukan sebagai kaku atau fleksibel.
Contoh-contoh sambungan geser
Sambungan-sambungan geser adalah kuda beban dari rangka baja struktur. Dewasa ini, mayoritas sam bungan-sambungan bangunan baja struktur adalah sambungan-sam- bungan geser. Bahkan kebanyakan
sambungan-sambungan momen
mengintegrasikan suatu sambungan geser untuk membawa komponen geser dari reaksi balok. Secara individu, sambungan-sambungan ge- ser memperlihatkan perilaku relatif kompleks dan cenderung untuk memi- liki cukup banyak keabaan batas yang
Gambar 6.25 Tampak sebelah utara
perlu dicek.
AISC Manual mempunyai tabel-tabel daftar kuat rancang untuk kebanyakan sambungan-sambungan geser. Meski tabel-tabel menyediakan suatu cara sederhana dan cepat untuk mendisain sambungan-sambungan geser, ada beberapa poin yang harus dicatat mengenai pemakaian tabel-tabel desain. Pertama adalah bahwa daftar tabel-tabel kekuatan-kekuatan yang didasarkan pada geometri sambungan yang distandardisasi. Tabel-tabel mempunyai efektivitas terbatas untuk menganalisis atau perancangan dari sambungan-sam- bungan dengan geometri yang tidak biasa. Ke dua, dan paling penting, adalah bahwa daftar tabel-tabel hanya mengendalikan kekuatan sambungan. Tabel-tabel ini menyediakan sedikit informasi seperti keadaan batas pengendalian desain. Tambahan pula,
kedaan batas lain yang bisa diterapkan mungkin perlu dicek. Hal ini untuk mencegah perbandingan ma- cam apapun dari keadaan batas yang bisa diterapkan untuk sambungan.
6.2.1 Sambungan siku-siku ganda
Sambungan-sambungan siku
ganda (Double-angle) dibuat dengan memasang pada bidang sepasang kaki-kaki (dengan baut atau las) kepada web dari balok yang didukung dan diluar bidang sepasang kaki-kaki (juga dengan baut atau mengelas) kepada web dari balok penunjang, atau flens atau web dari rangka kuda-kuda.
standar semua baut atau semua sambungan-sambungan siku-siku gan da yang dilas bersifat efisien dari siku-siku pandang bahan. untuk semua baut sambungan siku-siku ganda, pada umumnya ada dua bentuk dari
Gambar 6.26 Sambungan siku ganda
baut-baut sisi pendukung (satu garis baut di setiapi kaki) dan satu garis dari baut-baut di sisi yang didukung. Banyaknya baris baut biasanya umum pada kedua sisi.
Kedua garis baut pada sisi pendukung adalah dalam geser tunggal dan satu garis baut satu sisi
yang didukung pada geser ganda. Meskipun sisi pendukung mungkin mempunyai separuh dari banyak baut, mereka dalam geser ganda. Sering kali berdasarkan kekuatan pada geser baut sendiri adalah sama dimanapun lapisan dari siku-siku ganda. Gaga- san umum sama juga bisa diterapkan pada semua sambungan-sambungan siku-siku ganda yang dilas. Las pada sisi pendukung pada umumnya ditempatkan sepanjang setiap jari kaki dari kaki-kaki dari siku-siku dengan suatu hasil ada di puncak. Las sisi yang didukung (yang disebut di dalam AISC Manual sebagai Weld A) pada umumnya ditempatkan sepanjang jari kaki dan/atau ke seberang tepi-tepi atas dan alas dari kedua-duanya di dalam kaki-kaki siku-siku. Tabel minimum ketebalan di dalam manual untuk mengelas diasumsikan elektroda E70 dan didasarkan pada kesesuaian kekuatan pecahan geser dari las dengan geser pemecahan kekuatan logam dasar. Jika kurang dari tabulasi ketebalan disediakan tabulasi nilai-nilai las yang harus dikurangi oleh rasio ketebalan yang disediakan kepada ketebalan diperlukan.
Jadi; Dengan demikian, las-las lebih panjang dan lebih kecil menjadi lebih baik, sebagai las-las yang lebih besar menyediakan tanpa kelebihan kekuatan ketika ketebalan pemba- tasan sudah dicapai.
Untuk memudahkan pema- sangan struktur, sambungan mungkin punya lubang slot yang pendek dan/atau suatu panjangnya detail bahwa menyeluruh panjangnya komponen struktur seperti sedikit lebih
pendek dibanding bentang dengan ganjal-ganjal yang disediakan untuk mengisi setiap kesenjangan.
Jika siku-siku itu dikerjakan di bengkel yang dihubungkan dengan muka rangka kuda-kuda, lalu balok yang didukung akan dipasang di suatu cara yang dikurangi di mana flensa bawah dari balok yang didukung dihadapi mem biarkannya yang untuk diturunkan ke dalam posisi antara di dalam kaki-kaki siku-siku bidang. Lokasi yang diasumsikan pin yang diidealkan untuk suatu sambungan siku-siku ganda adalah di kaki-kaki. Apakah baut atau mengelas, itu melalui deformasi kaki-kaki yang fleksibilitas putaran dicapai. Bim bingan disiapkan dalam bentuk AISC Manual untuk ketebalan siku-siku dan persyaratan-persyaratan untuk me-mastikan fleksi bilitas rotasi.
Posisi dan pengaturan jarak yang absolut dari lubang baut diken dalikan oleh pembatasan-pembatasan jarak kelonggaran atau pembatasan jarak tepi, bagaimanapun, untuk beberapa keteraturan, satuan yang umum telah dibentuk menurut kebi asaan. Satuan yang umum adalah suatu fungsi matra kaki siku-siku dan didasarkan pada desain, pembikinan, dan kenyamanan pemasangan. Untuk ukuran-ukuran siku-siku yang diberi, lubang-lubang adalah secara umum dijaga sama.
Las pada sisi komponen struktur pendukung mempunyai sifat keuletan. Las-las itu ditempatkan sepanjang kaki dari tiap dari siku-siku yang terpenting, jadi seluruh kaki siku-siku penting dapat menerima deformasi. Tepi-tepi atas dari siku-siku
Gambar 6.27 Tampak sebelah selatan
Gambar 6.28 Sambungan siku ganda
(seperti juga konektor-konektor geser yang lain) pada sisi pendukung harus tidak dilas sepanjang bagian atas, kecuali las pendek. Jika seluruh tepi atas dari kaki siku-siku yang terpenting dilas, itu akan menghalangi fleksibilitasnya dan jadi fleksibilitas putaran dari sambungan.
Pada skulptur baja, sambungan-sambungan para komponen struktur B1B, B3A, B3B, B8, B8A, dan B8B adalah contoh-contoh dari sambung- an-sambungan siku-siku ganda. sambungan B1B adalah sambungan siku-siku ganda dengan baris-baris baut pada sisi komponen struktur pendukung dari sisi komponen struktur yang didukung. Offset pitch memerlukan siku-siku untuk sedikit lebih panjang tetapi menyediakan lebih baik memasuki dan mengen cangkan kelonggaran-kelonggaran. Sambungan siku-siku ganda dirakit di bengkel pada sisi yang didukung.
Gambar 6.29 Tampak sebelah timur
Sejak kedua balok penopang pendu- kung dan balok yang didukung adalah ketinggian yang sama dan flens atas dari kedua balok diluruskan, balok yang didukung harus dicoak ganda untuk mengizinkan pemasangan.
Sambungan B3A/B3B adalah satu contoh dari suatu kondisi back-to-back dengan dua sambungan siku-siku ganda baut. Ketika sambungan-sambungan seperti itu akan terjadi dalam kolom web, atau di dalam web-web balok penopang secara langsung melampaui bagian atas dari suatu kolom (eg. seperti di penyusunan atap yang cantilevered), Standar-standar keselamatan kerja OSHA melarang kecuali jika pendirian disediakan untuk satu pemasangan atau maksud lain. Satu solusi masalah digambarkan di
Gambar 6.30 Tampak sebelah barat
skulptur baja -disediakan satu baris tambahan dari baut-baut di salah satu dari siku-siku ganda (double-angles) yang tidak dibagi bersama dengan yang lain.
Hal ini mengizinkan pemasa- ngan balok dengan baris baut tambahan sampai balok yang lain
selesai dipasang. Solusi-solusi lain melibatkan penyediaan satu baut tambahan dalam dua siku-siku berlawanan setiap sambungan, atau menyetel balok seperti mereka kedua-duanya bagian hanya satu garis baut. Catat bahwa baut-baut umum untuk kedua sambungan-sambungan bukanlah di dalam geser ganda. Daripada mereka di dalam geser tunggal di dua bidang. Puncak balok yang didukung sudah coak untuk mengizinkan flens-flens dibariskan dengan tegak lurus.
Balok Penopang B8 menun- jukkan suatu semua perencanaan las dari sambungan-sambungan siku-siku ganda. Sambungan-sambungan las siku-siku ganda sulit dipasang. Sedi-kitnya salah satu dari komponen struktur harus bagaimanapun juga didukung sehingga siku-siku ganda dapat dilas.
Pemasangan baut sementara biasa- nya digunakan untuk mendukung dan menstabilkan komponen struktur sela-ma pesela-masangan. Praktek tentang penggunaan pemasangan baut se-mentara untuk mendukung komponen struktur guna menghasilkan sam-bungan las untuk menghapuskan alasan untuk mengelas. Pengelasan bengkel sudah dilaksanakan pada sisi yang didukung dari tiap balok. Kedua-nya kaki-kaki siku-siku yang terpenting dan daerah-daerah yang mereka bingkai belum dicat. Pengelasan dilapangan harus dilaksanakan untuk baja yang tidak dicat.
Gambar 6.31 Sambungan siku ganda- baut las
Gambar 6.32 Sambungan siku ganda- baut las
6.2.2 Sambungan geser pelat ujung
(Shear end-plate connection)
Suatu sambungan geser pelat ujung melibatkan pengelasan satu plat tegak-lurus pada ujung web yang didukung dan baut atau las plat itu ke komponen struktur pendukung. Dimen si vertikal plat mestinya tidak melebihi web baloknya yang didukung. Jika sisi pendukung dibaut, dimensi horisontal itu akan bergantung pada ukuran baut, pengaturan jarak gage, dan jarak tepi. Pengelasan bengkel adalah satu-satunya metoda sambungan web balok yang didukung dan plat.
Gambar 6.33 Sambungan siku
ganda- baut las
Gambar 6.34 Sambungan siku ganda- baut las
Gambar 6.35 Sambungan siku ganda- baut las
Gambar 6.36 Sambungan siku ganda dengan las
Gambar 6.37 Sambungan siku ganda dengan las
Gambar 6.38 Sambungan siku ganda dengan las
Di dalam AISC Manual, tabulasi minimum ketebalan untuk mengelas diasumsikan elektroda-elektroda E70 dan didasarkan pada kesesuaian kekuatan pecahan geser dari las dengan pecah geser dari kekuatan logam dasar. Jika kurang dari keteba- lan tabulasi yang tersedia, tabulasi nilai-nilai las yang harus dikurangi oleh rasio ketebalan yang disediakan untuk ketebalan diperlukan. Jadi; Dengan demikian, las-las yang lebih panjang dan lebih kecil adalah yang lebih baik cocok dengan las yang lebih besar menyediakan tanpa keun- tungan kekuatan ketika batasan ketebalan sudah dicapai.
Sambungan geser pelat-ujung secara umum sederhana untuk didi- sain tetapi memerlukan kontol yang baik dari toleransi pada fabrikasi karena panjangnya yang terperinci harus cocok diantara penumpu-penumpu.
Panjangnya yang terperinci normalnya dibentuk seperti suatu gap kecil pema-sangan. Celah ini dapat diisi dengan ganjal-ganjal.
Pelat geser pada dasarnya ha nya mempunyai satu lapisan yang diasumsikan pin diidealkan adalah diplat itu diri sendiri. Fleksibilitas rotasi untuk suatu plat geser akan mendekati bahwa dari suatu sam- bungan siku-siku ganda dengan kete- balan yang serupa, dan panjangnya sambungan.
Balok B2A menggambarkan sua- tu sambungan geser pelat ujung. Plat itu adalah dilas di bengkel untuk web balok yang didukung, dan baut yang dipasang lapangan untuk balok peno pang. Balok B2A adalah suatu bentuk
(S) shape , yang ditandai oleh
flens-flens yang diruncingkan. S shapes tidak biasa lagi digunakan pada rangka baja hari ini, tetapi digunakan di sini untuk maksud ilustrasi.
6.2.3 Sambungan tidak kaku
( Unstiffened Seated Connection) Sambungan yang didudukkan tidak kaku adalah agak unik untuk keluarga dari sambungan-sambungan geser. Tidak seperti semua sambu-ngan-sambungan
Gambar 6.39 Sambungan baut diujung balok penopang
Gambar 6.40 Sambungan baut diujung balok penopang
geser yang lain, tambahan untuk dudukkan sambungan yang tidak
dibuat di web dari balok yang didukung. Suatu sambungan yang didudukkan dibuat dari suatu siku-siku yang dipasang untuk penumpu balok, sehingga balok bisa duduk dan mendukung reaksi reaksi. Siku-siku tempat dudukan juga menyediakan satu tempat untuk mendudukan balok yang didukung selama proses pema sangan, karena siku-siku itu dilas ke bagian komponen struktur pendukung di bengkel. Siku-siku tempat dudukan bisa disambungkan dengan kom-ponen struktur pendukung salah satu dengan baut atau sambungan las.
Di dalam Manual AISC, Tabulasi ketebalan minimum untuk mengelas sambungan dudukkan diasumsikan menggunakan elektroda-elektroda E70 dan berdasarkan pada kesesu- aian kekuatan geser pecah dari las dengan kekuatan geser pecah logam dasar. Jika kurang dari tabulasi ketebalan yang tersedia, tabulasi nilai-nilai las harus dikurangi oleh rasio ketebalan yang tersedia untuk ketebalan diperlukan. Jadi; Dengan demikian, las-las yang lebih panjang dan lebih kecil adalah lebih baik dari pada pengelasan lebih pendek dan lebih besar, yang tidak menyediakan keuntungan kekuatan ketika batas ketebalan sudah dicapai.
Tidak seperti sambungan-sambungan geser yang lain, keadaan batas tumpuan pelat karena gaya terpusat dapat digunakan untuk sambungan-sambungan yang diduduk kan. Flens bagian bawah dari balok yang didukung dipikul oleh kaki siku-siku. Oleh karena itu, keadaan batas tambahan dari lokal web melemahkan dan tekukan lokal web komponen
struktur yang didukung harus dise-lidiki.
Jika balok yang didukung adalah hanya untuk ditempatkan di siku-siku tempat dudukan, itu bisa membuat balok berguling atau meluncur, di bawah beban. Untuk mencegah balok dari meluncur dari siku-siku dudukan, bagian bawah flens dari balok harus sambungkan dengan kaki siku-siku dan ini biasanya dilaksanakan dengan pemasangan baut dengan 2 A325 baut.
Untuk mencegah balok bergu- ling, satu siku-siku kestabilan tambahan yang harus sambungkan dengan flens atas atau sepanjang web dari balok yang didukung. AISC tidak memiliki persyaratan kekuatan tertentu berkaitan dengan siku-siku kestabilan. Haruslah dicatat bahwa penambahan perlengkapan-perleng- kapan ini akan memberikan beberapa
kekakuan tambahan pada
sambungan. AISC Manual
menyarankan dengan sebuah siku-siku 4 × 4 × ¼ disambungkan dengan dengan las fillet minimum atau dua buah baut. Bagaimanapun, hanya siku-siku tempat dudukan diasum- sikan akan memberikan kekuatan untuk sambungan.
Fleksibilitas putaran dari sam- bungan dudukan yang tidak kaku dicapai melalui deformasi dari kaki siku-siku tempat dudukan, seperti juga halnya deformasi pada siku-siku bagian atas atau sisi. Siku-siku tempat dudukan harus cukup tebal untuk membawa reaksi tetapi cukup tipis untuk memberikan fleksibilitas putar an. Jika siku-siku tempat dudukan dilas ke komponen struktur pendu-
kung, las-las itu harus ditempatkan sepanjang sisi vertikal dari siku-siku. Las untuk sisi pendukung dan mendukung dari siku-siku kestabilan harus ditempatkan pada setiap jari kaki dari kaki siku-siku. Mengelas sepanjang sisi vertikal bagian atas suatu siku-siku akan menghalangi fleksibilitas sambungan. Ujung balok didudukan pada siku-siku dudukan; dengan begitu pelemahan web dari balok yang didukung harus dicek.
Balok B5 dan B6 mewakili sam- bungan-sambungan dudukan tidak kaku. balok B5 mempunyai dudukan yang vertikal dan di baut ke flens kolom. Flens bagian bawah dari balok yang didukung dilaskan ke siku-siku tempat dudukan. Bagian atas siku-siku terikat dengan bagian atas flens balok. Sebaliknya balok B6 mempunyai tempat dudukan yang yang dilas pada web kolom. Tempat dudukan itu dibaut pada flens bawah dari balok yang didukung. Sambungan B6 juga terdapat siku-siku yang dilas pada bagian atas dan penempatannya pada posisi yang opsional.
6.2.4 Sambungan pelat tunggal
(single plate connection)
Sambungan pelat tunggal terdiri dari suatu plat yang dilas pada komponen struktur pendukung dan dibaut pada web dari balok yang didukung. Karena sambungan ini adalah sambungan pelat satu sisi, hal ini dapat dengan mudah dipasang dengan meletakkan balok yang didukung ke dalam posisinya. Persa- maan-persamaan di dalam AISC Manual itu didasarkan pada elektroda-elektroda E70. Ukuran las di setiap
sisi dari plat itu harus tiga perempat dari ketebalan dari plat tunggal untuk memastikan bahwa kekuatan las bukan elemen yang dikendalikan di dalam sambungan.
Orientasi dari sambungan plat tunggal adalah pada bidang dari web dari komponen struktur yang didu- kung. Ini berarti bahwa fleksibilitas putaran dan lokasi ideal pin itu bersifat tergantung pada kekakuan yang relatif dari plat dan penumpu (dan ya atau tidaknya lubang slot yang pendek digunakan). Jika penumpu itu luwes, lalu rotasi akan diakomodasikan oleh deformasi komponen struktur pendu- kung. Jika penumpu itu kaku, lalu rotasi terjadi terutama di dalam sambungan plat.
Rekomendasi batas bagian atas dan bawah ketebalan pelat telah ditetapkan untuk tipe sambungan ini. Batas bawah ketebalan pelat untuk mengendalikan tekukan lokal mengum pamakan alas separuh dari plat itu di dalam kompresi karena flexure. Ketebalan minimum adalah suatu fung si panjang plat, L, tegangan luluh bahan, Fy, dan a koefisien tekuk, K.Ketebalan yang minimum:
Tetapi tidak kurang dari ¼ inci. Ketebalan batas atas untuk memas- tikan keuletan pemutaran yang cukup pada plat. Ketebalan plat yang maksimum adalah suatu fungsi diame- ter baut yang digunakan, db, dan sama
dengan db/2 +1/16 inci. tetapi tidak
kurang dari ketebalan plat yang minimum yang didirikan sebelumnya.
Gambar 6.41 Sambungan geser: las dudukan
Gambar 6.42 Sambungan geser: las dudukan
Eksentrisitas harus selalu dipertim- bangkan di dalam perancangan sam-bungan-sambungan plat tunggal. Eksentrisitas, untuk tujuan kalkulasi, mungkin satu dari empat kasus yang mungkin tergantung pada kekakuan penumpu dan apakah standar atau lubang slot pendek yang digunakan. Kedua persamaan-persamaan untuk lubang slot pendek (kaku dan
penumpu luwes) hampir serupa. Demi kian juga, kedua persamaan-persa- maan untuk standar lubang (kaku dan penumpu luwes) adalah juga hampir serupa. Berdasarkan pada salah satu dari standar lubang atau lubang slot pendek, satu-satunya perbedaan di dalam rumusan untuk eksentrisitas antara suatu penumpu yang kaku dan penumpu yang luwes adalah dikare- nakan persamaan-persamaan penum- pu yang luwes mempunyai suatu batas bawah yang dihubungkan de- ngan mereka. Nilai batas bawah untuk penumpu yang luwes adalah sama dengan jarak horisontal dari garis las ke garis baut.
Pada skulptur baja ditunjukkan suatu sambungan plat tunggal dengan Beam B2B. Plat itu dilas pada balok penopang dan baut pada balok yang didukung. Mengumpamakan lubang-lubang standar ini akan cocok dengan kondisi penumpu yang luwes. bagian atas balok pendukung dicoak untuk memberikan kesejajaran vertikal antara flens atas dari balok penopang dan balok utama.
6.2.5 Sambungan siku-siku tunggal (single angle connection)
Sebuah sambungan siku-siku tunggal serupa dengan sambungan siku-siku ganda, kecuali hanya satu siku-siku yang digunakan. Yang terpenting dan kaki-kaki bidang dari siku-siku tunggal dapat disambungkan dengan salah satu dari pendukung atau komponen struktur yang didu kung dengan menggunakan baut atau las. Sekilas nampak serupa dengan sambungan plat tunggal, sambungan siku-siku tunggal adalah suatu sam
bungan satu sisi, mengizinkan balok yang didukung untuk diayunkan dalam penempatannya, dibanding diturun- kan, ke posisi sambung an. Siku-siku tunggal disambungkan dibengkel de- ngan komponen struktur pendukung. Ketika baut yang dipasang di lapa- ngan digunakan, slot-slot pendek di dalam siku-siku dapat menyediakan setiap penyetelan yang diperlukan.
Sambungan-sambungan siku tunggal bersifat sederhana untuk dipa sang terutama sekalli ketika disam bungkan dengan penumpu dibengkel. Semua standar baut, sambungan siku-siku tunggal mempunyai semua baut pada geser tunggal.
Gambar 6.43 Sambungan geser: pelat tunggal
Gambar 6.44 Sambungan geser: pelat tunggal
Dengan demikian, kekuatan ber- dasar pada baut geser sendiri adalah sama dengan lapisan pelat dari siku tunggal. Untuk suatu standar semua baut sambungan siku-siku tunggal, pada umumnya satu garis baut di kedua lapisan pelat dengan semua baut di dalam geser tunggal. Jadi; Dengan demikian, seperti suatu siku-siku ganda, kekuatan berdasar pada baut geser sendiri adalah sama lapisan manapun dari siku-siku tunggal.
Eksentrisitas perlu selalu diper- timbangkan di kaki siku-siku. Eksen- trisitas perlu juga dipertimbangkan pada kaki siku-siku yang dilas. Jika dua atau lebih baris dari baut-baut digunakan di web dari balok yang didukung, lalu eksentrisitas harus dipertimbangkan pada bidang kaki siku-siku.
Seperti suatu sambungan siku-siku ganda, fleksibilitas putaran sam- bungan siku-siku tunggal dicapai terutama melalui deformasi kaki
siku-siku. Pengelasan sisi pendukung harus ditempatkan sepanjang tepi ujung kaki dan alas dari siku-siku. Pengelasan harus dilakukan di tepi puncak dari siku-siku; pengelasan pada seluruh bagian sisi atas dari sisi yang didukung harus dihindarkan karena akan menghalangi fleksibilitas sambungan.
Balok B4A dan B4B menun- jukkan pemakaian sambungan-sam- bungan siku-siku tunggal di skulptur baja. Para komponen struktur yang didukung di setiap sambungan-sam -bungan ini adalah berbentuk kanal, yang menunjukkan pada umumnya dengan beban ringan para komponen struktur yang digunakan untuk kerang ka baja .
Siku-siku tunggal untuk Beam B4A adalah dilas dengan sambungan bengkel untuk balok penopang dan sambungan baut lapangan untuk balok, sementara balok B4B mempu nyai siku-siku tunggal kepada balok penopang dengan sambungan baut lapangan dan dilas bengkel untuk kanal.
6.2.6 Sambungan geser T (Tee
Shear Connection)
Sambungan geser T dibuat dari sebuah WT section dengan buritannya disambungkan ke web dari komponen struktur yang didukung dan flens dikaitkan dengan komponen struktur pendukung. Kedua buritan dan flens itu bisa disambung dengan baut atau las pada komponen struktur yang sesuai.
Memunduran balok diperlukan untuk suatu sambungan geser T adalah lebih besar dari sambungan-sambung
an yang lain. T mempunyai kemung- kinan putaran di setiapi sisi pada pencabangan flens dan buritan, yang memerlukan suatu jarak kemunduran cukup sehingga tidak menghalangi putaran fillet. Suatu jumlah dibatasi tentang gangguan putaran fillet diizinkan tergantung pada ukuran dari putaran fillet dari bagian WT.
Lokasi teoritis dari pin (diasumsikan yang paling luwes dari bagian sam bungan) akan bergantung pada penumpu dan pilihan T. AISC Manual memberi bimbingan untuk desain yang tepat mengenai ini.
Sambungan T dengan flens-flens yang tebal bisa memberikan fleksibilitas putaran melalui perilaku buritan serupa dengan suatu sam- bungan geser. Sambungan T dengan flens-flens yang lebih tebal bisa mem berikan fleksibilitas putaran melalui perilaku flens serupa dengan satu pelat ujung atau sambungan siku-siku ganda. AISC Manual menyediakan bimbingan yang pantas untuk semua kasus.
Balok B1A menunjukkan suatu sambungan geser T. T disambung dengan sambungan las bengkel ke balok penopang dan baut lapangan ke balok.
Gambar 6.45 Sambungan geser:baut- las siku tunggal
Gambar 6.46 Sambungan geser:baut- las siku tunggal
6.3 SAMBUNGAN-SAMBUNGAN MOMEN
Sambungan-sambungan momen memindahkan momen yang dibawa oleh flens-flens dari balok yang didu- kung kepada komponen struktur pendukung. Sambungan-sambungan momen (atau berkelanjutan atau sambungan kerangka kaku) diasum sikan memiliki sedikit atau tanpa rotasi
Gambar 6.47 Sambungan geser:baut- las Tee
Gambar 6.48 Sambungan geser:baut- las Tee
antara komponen struktur pendukung dan komponen struktur yang didu- kung. Sambungan terikat penuh (Fully Restrained) mengasumsikan siku-siku yang terukur antara potongan kompo- nen struktur dipertahankan (yaitu. tanpa rotasi relatif) dan di sana perpindahan penuh dari momen. Sambungan terkendali parsial (partially restrained) berasumsi bahwa akan ada beberapa gerakan putaran relatif bahwa terjadi antara potongan komponen struktur, meskipun akan ada perpindahan dari pada momen.
Kekakuan tanpa batas tidak pernah dapat secara realistis dicapai; oleh karena itu, bahkan sambungan-sambungan momen pengendalian penuh sungguh memiliki beberapa fleksibilitas jumlah putaran minimal, yang biasanya diabaikan. FR sambu- ngan-sambungan diidealkan sebagai mempunyai fixity penuh antara komponen struktur.
Untuk memindahkan tegangan dan gaya kompresi yang dibawa oleh flens-flens, kesinambungan antara flens-flens balok yang didukung dan komponen struktur pendukung harus direalisir. Karenanya, flens-flens dari
komponen struktur yang didukung terikat dengan salah satu elemen sambungan atau secara langsung kepada komponen struktur pendu- kung.
Kebanyakan sambungan-sam- bungan momen dibuat dari balok yang didukung ke salah satu flens atau web para komponen struktur kolom (dise- but sambungan balok ke kolom). Balok menyambung untuk memin dahkan momen-momen adalah juga umum. Sambungan-sambungan mo- men juga termasuk satu sambungan geser yang sederhana di web dari komponen struktur yang didukung untuk membawa komponen geser dari reaksi balok. Setiap pertimbangan-pertimbangan eksentrisitas beban di dalam sambungan geser sebagai bagian dari sambungan momen bisa diabaikan sebagaimana dibawa oleh momen sambungan. Jika momen sambungan dibuat ke web suatu kolom, unsur-unsur sambungan bisa diperluas sehingga mengelas dilapangan dan/atau baut-baut dapat ditempatkan di luar flens-flens kolom untuk erectabilas yang lebih mudah.
Kolom-kolom pada sambung- an-sambungan balok ke kolom diper- lakukan untuk gaya terpusat dari flens-flens komponen struktur yang didukung. Dalam beberapa peristiwa bagian kolom mungkin punya keku- atan lokal yang tidak cukup di lokasi gaya terpusat ini. Dalam keadaan yang sedemikian, suatu bagian kolom yang lebih berat atau suatu kolom kekuatan yang lebih tinggi bisa diganti, atau garis melintang kolom pekaku dan/atau web ganda bisa diinstall.
Pekaku-pekaku garis melin-tang adalah plat-plat yang dibuat untuk mencocokan antara flens-flens dari kolom di titik dari beban terpusat (tegangan atau kompresi). Web
doubler plates adalah pelat baja yang
dibuat untuk meningkatkan ketebalan menyeluruh dari web pada suatu bagian. Kedua tipe-tipe dari kompo- nen-komponen (pekaku-pekaku garis melintang dan web doubler plates) dilas kepada bagian itu untuk meningkatkan kekakuan. Pemakaian komponen ini akan meningkatkan biaya-biaya fabrikasi, dengan demiki- an hal tersebut bisa lebih hemat untuk memilih suatu bagian kolom yang lebih berat atau satu dengan kuat leleh lebih tinggi.
6.3.1 Sambungan pelat flens
(flange-plated connection)
Sambungan pelat flens dibuat dengan bagian atas dan dasar pelat flens bahwa menyambung flens-flens dari balok yang didukung ke tiang
Gambar 6.49 Sambungan momen: baut plat flens
Gambar 6.50 Sambungan momen: baut plat flens
penupang. Ada beberapa tipe-tipe dari sambungan-sambungan pelat flens. Pelat flensa itu adalah las isian atau alur yang dilas kepada penumpu-penumpu. Flens-flens dari komponen struktur yang didukung bisa salah satu dari baut atau las pada plat-plat. Pelat flens biasanya menggunakan sam- bungan
Gambar 6.51 Sambungan momen: las plat flens
Gambar 6.52 Sambungan momen: las plat flens
bengkel yang dihubungkan dengan kolom dan terkait sambungan lapangan dengan flens-flens dari komponen struktur yang didukung.
Pelat flens biasanya diposisikan sedikit lebih luas dibanding kedalaman komponen struktur pendukung jika mereka akan dibaut ke flens-flens dari komponen struktur yang didukung. Perencanaan ini membuatnya lebih mudah untuk dipasang, memberikan cukup kelonggaran. Ganjal-ganjal disediakan untuk mengisi celah. Jika pelat flens itu dilas pada flens-flens dari komponen struktur pendukung, lalu plat-plat itu dirancang dan diperinci seperti pengelasan pelat flens dapat dilaksanakan di dalam kedudukan rata. Ini dapat tercapai dengan menggunakan suatu pelat flens yang sedikit lebih sempit dari flens balok di atas sekali dan suatu pelat flens yang sedikit lebih luas dibanding flens balok di alas. Peren-canaan ini mengizinkan pengelasan kedudukan rata (bawah tangan).
Jika bingkai balok masuk ke dalam web dari suatu kolom, plat-plat itu harus cukup lebar untuk mengisi ruang di dalam flens-flens kolom, tetapi membatasi di luar kolom itu untuk mengizinkan pengelasan rata. Dalam hal ini pelat atas itu akan mungkin lebih luas dibanding flens atas dari balok yang didukung. Dengan demikian, untuk mengako- modasi posisi pengelasan rata pelat flens berkait dengan kolom web, plat flens atas harus dihalangi untuk membuat satu batang yang lebih mudah untuk mengelas kepada komponen struktur yang didukung. Dengan mengabaikan perencanaan baut atau mengelas, jika sambungan itu dibuat pada web dari suatu kolom, tambahan sisi yang didukung perlu menyediakan ruang cukup untuk mengakomodasi baut atau akses mengelas. Lihat AISC Manual untuk diskusi jepitan-jepitan sudut dan konfigurasi plat ketika memasang ke web-web kolom. Balok B2 dan B4 adalah pelat flens yang dibaut dan dilas disambung ke web kolom C1 secara berturut-turut. Pelat flens untuk balok B2 dibaut pada bagian atas dan bawah flens
Gambar 6.53 Sambungan momen: plat flens langsung las
dari balok. Seperti di sebutkan di atas, pelat flens diposisikan menjadi sedikit lebih luas dibanding kedalaman Girder B2 dan suatu ganjal sudah disediakan untuk mengisi celah. Kedua sam- bungan terikat dengan web dari kolom. Plat-plat itu dibentuk seperti itu agar mereka mengisi seluruh ruang antara flens- flens. sudut-sudut plat telah menjepit untuk mengakomodasi las isian dari tiang penupang dan memisahkan las-las. Meski sambung- an geser belum diperluas (baut dari elemen ini mengambil tempat di da- lam flens-flens dari kolom), dalam praktek ini akan membuktikan bahwa sulit membuat sambungan ini di lapangan. Dinasehatkan untuk mem- perluas geser tab. Kedua balok peno- pang akan secara normal dispesifi- kasikan pendek dan unsur-unsur sambungan diperluas sehingga semua las dan baut-baut ditempatkan di luar flens kolom itu untuk erectabilas yang lebih mudah.
6.3.2 Sambungan flens dengan las
sambungan-sambungan momen de ngan cara dilas secara langsung pada umumnya dibuat dengan las alur
complete-joint-penetration yang seca-
ra langsung menyambung pada bagian atas dan bawah flens dari balok yang didukung ke satu tiang penupang. Las siku-siku, atau las alur
partial-joint-penetration bisa diguna
kan jika sesuai untuk perpindahan gaya yang diperlukan.
Las alur untuk sambungan-sam- bungan las flens secara langsung memerlukan persiapan penting untuk mempersiapkan alur las. Lubang akses las dipotong dibagian web pada perpotongan flens-flens dari balok yang didukung. Batangan pendukung dan las aliran ditambahkan kepada flens-flens. Las alur yang menghu- bungkan balok ke flens-flens kolom kemudian bisa dibuat dalam posisi pengelasan datar. Begitu sambungan itu diselesaikan, batang penganjal dipindahkan; tetapi bagaimanapun juga kadang-kadang diizinkan untuk ditinggalkan pada tempatnya.
Gambar 6.54 Sambungan momen: plat flens langsung las
Gaya geser bisa ditransfer oleh salah satu dari penambahan suatu sambungan geser yang standar atau oleh secara langsung mengelas web balok yang didukung pada flens kolom. Pengelasan langsung web sangat memerlukan akomodasi dari pabrik, fabrikasi, dan toleransi ereksi dan tidak sering kali digunakan.
Di skulptur baja, Balok Peno- pang B1 secara langsung dilas pada flens dari Column C1. Rekening-rekening aliran telah dipindahkan,
tetapi batang penghalang telah dibi- arkan tempat setelah pengelasan. Juga perlu dicatat bahwa ujung balok itu ditinggalkan mencat untuk menga- komodasi pengelasan batang. Suatu rekening geser memindahkan beban geser kepada kolom.
6.3.3 Memperluas sambungan pelat ujung
Pelat-ujung diperluas bersifat sebangun di dalam penampilan dan orientasinya ke sambungan pelat-ujung geser. Perbedaan utama secara fisik adalah bahwa plat itu lebih panjang dibanding kedalaman balok yang didukung karena harus dihubungkan dengan kedua web dan flens-flens dari balok yang didukung. Plat itu biasanya dilas dengan las isian dan dilas pada flens-flens dan web dari balok yang didukung, bagaimanapun juga melengkapi atau
las partial-joint-penetration bisa
digunakan jika ukuran las isian adalah terlalu besar. Plat itu kemudian dibaut dengan baut kekuatan tinggi ke komponen struktur pendukung.
Sambungan-sambungan pelat ujung digolongkan berdasarkan pada banyaknya baut-baut yang digunakan pada flens tegangan, seperti empat baut untuk sambungan tidak kaku dan delapan baut untuk sambungan kaku. Baut-baut di dalam tegangan harus diatur dengan suatu pola yang sime- trik dengan separuh di atas dan separuh di bawah flens tegangan. Sedikitnya dua baut harus digunakan di flens kompresi; baut-baut ini melayani terutama untuk membawa gaya geser. Lebih lanjut, baut-baut di flens kompresi harus ditempatkan
antara flens-flens dari balok yang didukung kapan pun yang mungkin untuk mengurangi panjangnya plat yang diperlukan. Baut-baut tambahan bisa ditempatkan di dalam plat, dekat sumbu netral dari balok itu untuk memastikan kewajaran merakit de- ngan kolom dan membantu flens kompresi baut di dalam perpindahan geser. Seperti sambungan geser lainnya, sambungan pelat ujung yang diperluas memerlukan akomodasi yang dekat dengan pabrik, fabrikasi, dan toleransi pemasangan. balok itu bisa dibuat pendek untuk mengako- modasi toleransi lapangan dengan pemasangan ganjal untuk mengisi celah-celah yang ada.
Balok girder B3 memiliki sebuah sambungan ujung pelat yang diper-luas ke kolom C1.
Sambungannya adalah sam- bungan empat baut tidak kaku dengan empat baut dalam dua baris pada bagian atas dari flens.
Pekaku garis melintang adalah juga bagian dari sambungan. Plat menye-diakan perpindahan kesinam- bungan dari pada gaya momen dari Girder B3 sisi yang utara, melalui
Gambar 6.55 Sambungan momen: plat ujung diperluas
bagian kolom dan ke dalam Girder B1 sisi selatan. Plat itu dilas diantara flens-flens dari bagian kolom dan
Gambar 6.56 Sambungan momen: plat ujung diperluas
diluruskan vertikal dengan flens atas dari Girders B3 dan B4. Perencanaan ini adalah sebagai ilustrasi saja; dalam praktek pekaku-pekaku garis melin- tang akan tersedia dalam kedua sisi dari web kolom.
6.3.4 Sambungan pertemuan momen
Sebuah sambungan pertemu- an momen dirancang untuk memin-dahkan gaya-gaya flens ke seberang dua balok (beam) atau dua balok penopang (girder) yang dihubungkan dalam garis yang ujungnya bertemu untuk membuat satu komponen struktur yang lebih panjang. Seperti sambungan-sambungan momen yang lain, suatu sambungan geser (perte-muan geser) pada umumnya dise-diakan di web untuk menangani komponen gaya geser. Momen perte-muan dapat didesain yang serupa dari salah tiga sambungan-sambungan
momen dari balok (beam) ke kolom yang sebelumnya dibahas. Pelat ujung diperluas dapat digunakan pada suatu desain pertemuan back-to-back pada akhir dari balok untuk membentuk momen sambungan. Pelat flens dapat dibaut atau dilas di bagian atas atau alas dari flens di kedua komponen struktur untuk memindahkan gaya-gaya flens. Flens-flens dari kedua komponen struktur dapat secara langsung dilas satu sama lain oleh suatu las
complete-joint-penetration atau partial-joint-penetration. Jika flens-flens itu secara
langsung dilas, lubang akses las dan batang penghalang mungkin diper-lukan. Batang penghalang dan tempat aliran, subjek pada pembe-banan lelah, akan perlu untuk dipindahkan. Balok Penopang (Girder) B3 kenyataannya dua, balok penopang dari potongan-potongan serupa, yang disambung bersama-sama dengan flens pelat sambungan. Plat-plat dibaut pada bagian paling atas flens dan pada alas dari flensa bawah. Jika plat-plat digunakan pada kedua sisi dari tiap flens, lalu baut-baut itu di dalam geser ganda dan suatu sambungan momen pertemuan mungkin dihasilkan. Plat web adalah suatu sambungan geser. Plat itu dibaut timbal balik dan memindahkan gaya geser antara web-web dari balok penopang (Girder).
6.4 SAMBUNGAN KOLOM
Kolom-kolom terutama dibebani dalam kompresi, tetapi bisa juga menerima tegangan axial, geser, dan momen. Oleh karena itu, tujuan dari sambungan-sambungan kolom adalah
untuk memindahkan beban-beban itu ke salah satu komponen struktur pendukung atau ke pondasi struktur.
Ketika suatu kolom digunakan untuk memindahkan muatan antara komponen struktur yang didukung dan
Gambar 6.57 Sambungan momen: semua baut
Gambar 6.58 Sambungan momen: semua baut
komponen struktur pendukung, setiap komponen struktur ini perlu untuk dicek di tempat itu. Pekaku-pekaku mungkin diperlukan untuk mencegah luluh lokal atau tekukan lokal dari gaya kompresi yang sedang ditransfer. Ketika sambungan kolom ke suatu pelat dasar, perlu suatu daerah penumpu yang pantas disediakan untuk mencegah penghan- curan pondasi beton.
6.4.1 Sambungan pertemuan kolom
Sambungan kolom digunakan ketika salah satunya adalah untuk penghematan perubahan ukuran kolom atau tinggi dari struktur melebihi panjang kolom tersedia. Sambungan kolom pada lokasi-lokasi perimeter lebih disukai ditempatkan empat kaki di atas lantai akhir untuk mengakomo- dasi tambahan dari kabel kesela- matan, yang mungkin diperlukan pada sisi lantai atau terbuka dan untuk mempermudah pemasangan. Bagian atas dan shaft yang lebih rendah dari kolom tidak perlu untuk kontak penumpu penuh satu sama lain. Suatu kesenjangan sampai dengan 1/16 inci diizinkan tanpa kebutuhan akan reparasi atau penambahan ganjal. Jika kesenjangan itu adalah antara 1/16 dan ¼ inci ganjal-ganjal baja tidak diruncingkan diperlukan. Evaluasi rancang-bangun harus dilak- sanakan pada kesenjangan lebih besar dari ¼ inci.
Di dalam kebanyakan sambung- an kolom , daerah penumpu antara kolom-kolom itu akan cukup untuk memindahkan beban kompresi. Seba- gai tambahan, gaya-gaya lateral (geser) didistribusikan antar beberapa kolom-kolom. Ketika gaya di setiap kolom tunggal adalah kecil, gesekan di daerah kontak penumpu dan/atau pelat flens bisa cukup untuk menahan gaya ini. Jika gaya geser itu besar, sambungan kolom harus dirancang untuk menahan gaya dan memegang semua bagian dengan aman pada tempatnya. Sambungan kolom harus pula dirancang untuk menahan gaya-gaya tegangan yang mungkin
berkembang karena beban angkat. Dengan mengabaikan pengendalian kondisi beban, sambungan itu harus cukup aman untuk memegang semua bagian aman pada tempatnya. Pelat flens, pelat penumpu, atau penge-lasan flens-flens secara langsung merupakan cara efektif untuk menyambung kolom-kolom.
Gambar 6.59 Sambungan kolom: pertemuan kolom
sambungan-sambungan plat flens melibatkan pemasangan plat-plat (dengan baut atau las) ke flens-flens dari atas dan shaft lebih rendah. Ketika dua kolom yang sedang disambung berasal dari ukuran-ukuran yang berbeda dan hanya dari
Gambar 6.60 Sambungan kolom: pertemuan kolom
kedalaman nominal sama, adalah suatu kejadian yang umum, lalu ganjal-ganjal atau pengisi pelat harus digunakan untuk mengisi setiap celah.
Pelat penumpu digunakan
antara akhir dari bagian atas dan shaft yang lebih rendah dari sambungan kolom. Penumpu pelat bersifat nyaman ketika kedalaman nominal dari bagian atas dan shaft lebih rendah perbedaannya cukup besar .
Kolom-kolom boleh juga disam- bung secara langsung mengelas flens-flens dari bagian atas dan shaft lebih rendah. Web-web dari kolom-kolom itu harus dipasang dengan pengelasan atau dengan pemasangan pelat. Plat-plat itu bisa dibaut atau dilas ke bagian atas atau shaft yang lebih rendah.
Skulptur baja menggunakan satu buah sambungan untuk menggam- barkan menyambung dua kolom yang berbeda. Kolom C1 (batang yang lebih rendah) disambung ke Column C2 (batang yang bagian atas) oleh pengelasan langsung, flens-flens sisi utara dan menggunakan suatu sambungan las - baut pelat flensa pada sisi selatan. Ini tidak pernah akan dilakukan dalam praktek; sambungan mempunyai flens yang di las seluruhnya atau menggunakan pelat flens pada kedua sisinya.
Ujung flens pada sisi yang utara dari batang bagian atas (sisi dari flens-flens secara langsung dilas) mempunyai sambungan beveled untuk mengakomodasi suatu las alur ditiruskan. Sebagai tambahan, suatu plat yang dilas ke batang yang lebih rendah dan baut kepada batang
bagian atas sudah dimasukkan untuk kesiapan dan pemasangan.
Pada sisi selatan, suatu pelat flens dilas di bengkel pada batang yang lebih rendah dan di baut dilapangan pada batang bagian atas. Keduanya batang-batang dari kolom berasal dari kedalaman nominal sama (W12 ), tetapi batang alas adalah sebuah W12×170 sementara batang yang bagian atas adalah sebuah W12×106. Pada umumnya bentuk kolom dari kedalaman nominal yang sama mempunyai jarak yang sama antara muka bagian dalam, sementara ketebalan flens dan web berbeda menurut berat nominal per kaki dari bagian. Karena muka-muka yang luar dari batang-batang itu tidaklah sama, baut lapangan bagian dari sam- bungan yang bagian atas diperleng- kapi dengan ganjal-ganjal untuk mengisi celah dari hasilnya.
6.4.2 PELAT DASAR
Kolom pelat dasar digunakan untuk menyediakan suatu daerah tumpuan yang cukup pada bahan di bawah agar supaya gaya-gaya di suatu kolom ditransfer dengan baik ke pondasi. Pelat dasar biasanya men- jangkarkan kolom-kolom ke suatu pondasi beton oleh baut jangkar. Pelat dasar dari batang-batang silang mungkin dibaut atau dilas ke komponen struktur baja yang lain.
Pelat dasar itu dapat disam-bungkan dengan kolom salah satunya oleh pengelasan langsung kolom ke pelat, atau unsur-unsur tambahan (yaitu siku-siku) dapat disambungkan ke kolom yang memudahkan tamba- han dari pelat dasar
Gambar 6.61 Sambungan kolom: pelat dasar
Gambar 6.62 Sambungan kolom: pelat dasar
Gambar 6.63 Sambungan kolom: pelat dasar
Gambar 6.64 Sambungan kolom: pelat dasar
Ketika kolom itu dalam kompresi, itu membawa secara langsung ke bahan di bawahnya. Beban kompresi menentukan ukuran dari pelat dasar. Sambungan pelat dasar secara efektif pasif ketika ada satu beban tekanan aksial. Jika, bagaimanapun, kolom itu berisi tegangan dan/atau geser, lalu sambungan pelat dasar menjadi aktif. Ukuran pelat dasar adalah suatu fungsi beban kompresi dan sam- bungan ke pelat dasar adalah suatu fungsi geser dan/atau beban tegangan.
Gambar 6.65 Sambungan kolom: pelat dasar (kolom penguat)
Gambar 6.66 Sambungan kolom: pelat dasar (kolom penguat)
Tambahan pelat dasar di skulptur baja menunjukkan sambung- an geometri yang sangat berbeda antara yang utara dan sisi-sisi selatan. Dalam praktek hanya satu metoda yang akan digunakan pada dua sisi dikeraskan dan dikaitkan dengan kolom ke pelat dasar. Sambungan baja skulptur adalah untuk tujuan-tujuan ilustratif.
Skulptur baja juga menggam- barkan suatu sambungan pelat dasar untuk suatu batang pengikat. Pipa kolom, Kolom C3, didukung oleh Girder B4 dan penumpu-penumpu Girder B8 di atas. Plat-plat telah dilas ke setiap akhir dari kolom pipa. Plat-plat itu dibaut ke bagian atas dan flensa bawah dari Girders B4 dan B8, secara berturut-turut.
Dua pekaku-pekaku web yang berbeda telah dilas di setiapi sisi dari web dari Girder B4. Pekaku-pekaku memperbaiki penampilan tekuk web
dari balok penopang. Setiap pekaku-pekaku web adalah sama pentingnya, perbedaan berada di pekaku web sisi selatan tersebut dengan sepenuhnya dari flens atas ke flens bawah dari Girder B4. Pekaku sisi utara diperpendek dan suatu celah dise-diakan antara tepi alas dari pekaku dan flensa bawah dari balok penopang. menghindari celah mem-punyai pekaku membawa secara langsung di flensa bawah dan mempertimbangkan lebih sedikit toleransi fabrikasi yang bersifat membatasi. Aransemen ini adalah untuk ilustrasi saja. Lagi, dalam praktek hanya satu pekaku akan digunakan.
6.5 MACAM-MACAM JENIS SAMBUNGAN LAINNYA
Bermacam-macam sambungan adalah tambahan-tambahan sambung -an yang tidak bisa ditandai salah satu dari kategori-kategori sambungan sebelumnya dibahas. Sambungan-sambungan ini boleh jadi ditetapkan karena tipe-tipe yang spesifik dari komponen struktur seperti balok lantai atap atau komponen struktur rangka kuda-kuda. Mereka boleh juga termasuk sambungan-sambungan de- ngan geometri penyusunan yang tidak biasa seperti sambungan-sambungan
canted atau skewed.
6.5.1 Clevises
Komponen struktur bracing pada umumnya digunakan untuk menam- bahkan kekakuan dan/atau kestabilan pada suatu struktur. Kebanyakan kait-kait sambungan bracing adalah kompresi beban axial atau komponen
struktur tegangan. Jarang sekali sebuah komponen bracing perlu untuk memindahkan geser atau flexure. Penghematan bahan yang substansi pada kedua komponen struktur kait dan sambungan adalah mungkin jika yang bracing dirancang sebagai suatu komponen tegangan. Keuntungannya adalah bahwa komponen struktur kait mungkin langsing (seperti suatu kabel atau batang). Pekaku-pekaku mungkin diperlukan untuk menangani gaya terpusat yang sering kali dihubungkan dengan beban axial.
Gambar 6.67 Sambungan lain:
clevis, pelat dan batang
Gambar 6.68 Sambungan lain: clevis, pelat dan batang
Gambar 6.69 Sambungan lain: clevis, pelat dan batang
Gambar 6.70 Sambungan lain: clevis, pelat dan batang
Clevises adalah peralatan meka-
nis yang dirancang untuk memindah- kan beban dari suatu batang yang diulir sampai suatu pin. Clevis memindahkan tegangan dari batang yang diulir ke geser ganda dalam pin. Pin itu dijamin aman melalui suatu lubang di suatu plat yang dihubungkan dengan komponen struktur baja yang sesuai.
Clevises diklasifikasikan berda- sarkan nomor clevis yang menggam- barkan diameter luar dari mata. Perencanaan kekuatan dari sebuah clevis didasarkan pada ukuran clevis.
Tegangan batang yang mendukung balok penopang B6 adalah mungkin bracing yang paling nyata di baja sculpture. Balok penopang B6 membu -tuhkan penguat tegangan karena sambungan tempat balok penopang dengan kolom adalah sambungan dudukan. Sambungan dudukan dia- sumsikan tidak menyediakan tahanan rotasi, jadi, tanpa penguat tegangan, balok cantilever B6 akan roboh.
Penahan tegangan pendukung balok penopang dengan #3 clevis yang disekrup dengan dia. 4 inci ulir panjang pada bagian bawah dari batang baja. Clevis menggunakan suatu pin dia. 1¾ inci. melalui suatu plat yang dilas dibagian atas flens dari balok penopang. Kebalikannya, ujung dari batang baja menembus lobang pada web kolom dan dijangkar dengan sebuah ring dan baut.
6.5.2 Sambungan skewed
Sambungan-sambungan skewed ada karena diakibatkan oleh kompo- nen struktur tidak membingkai bersama-sama dalam satu ortogonal. Sambungan-sambungan skewed bisa dibuat oleh suatu plat yang dibengkok- kan, atau jika lebih banyak kekuatan yang diperlukan, sepasang plat bisa dibengkokkan. Perancangan suatu plat yang dibengkokkan atau plat ganda yang dibengkokkan adalah sama dengan sambungan-sambungan geser. Plat atau pelat ganda mungkin bisa dibaut atau dilas pada sisi pendukung atau sisi yang didukung. Setiap eksentrisitas-eksentrisitas yang diakibatkan oleh skewed harus tepat dipertimbangkan.
