Perhitungan Sambungan Las

(1)

STRUKTUR BAJA I

Perhitungan

Sambungan

(2)

Sambungan

Las

Sambungan las ada dua macam, yaitu:

--

las tumpul

--

las sudut.

Tegangan:

σ

_las

=

σ

τ

=

0 ,

6

(3)

a. Las Tumpul:

P P _s1 _s2 P P l s= a

Untuk s

₁₁

= s

₂₂

----

tebal las tumpul (a) = s

Untuk s

₁₁

≠

s

₂₂

---

tebal las tumpul (a) = s

_min_min

F

_las_las

= l.a

----

l

= panjang las neto

l

_n_n

= l

_br_br

–

3a

σ σ = ≤ las F P

(4)

Contoh

1

1 Dua plat akan disambung dengan las lumer

bentuk tumpul, ukuran plat 1 = ukuran plat 2

Æ

≠ 10/60. Menerima gaya tarik sejajar

sumbu plat sebesar P = 3000 kg

2

/

1400

kg

cm

=

σ

Kontrol kekuatan las.

60 mm 10 mm

s2 s1

(5)

Penyelesaian:

F_las = l _net . a a = 10 mm l _br = 60 mm l _net = l _br – 3a = 60 – 30 = 30 mm = 3 cm 2 2 las

kg/cm

1400

kg/cm

000

1 cm

1 x

cm

3 kg

3000

F

P

σ

=

<

Jadi las cukup kuat menahan gaya yang bekerja pada plat yang disambung tsb.

(6)

Contoh

Contoh 22

Sebuah plat tebal (s) = 8 mm,

_l

=

300 mm, disambungkan pada tiang baja dari profil DIN dengan las

tumpul. Sambungan tsb menahan gaya P = 1000 kg sejauh e = 150 mm dari las (spt gbr disamping).

2 2 kg/cm 40 8 σ 6 , 0 kg/cm 1400 σ = = = τ l

P

e s

(7)

Penyelesaian

Tebal las (a) = s = 0,8 cm

l _br = 300 mm = 30 cm

l _net = l _br – 3a

= 30–(3x0,8) = 27,6 cm

Pindahkan gaya P pada kedudukan las Æ timbul momen M = P.e dan gaya geser P l

P

M = P.e = 1000 kg x 15 cm = 15000 kgcm las WM

σ

=

3 2 6 1 2 6 1

al

x

0 ,

8 x30

120 cm

W

_las

=

(8)

2 2 3 125 / 1400 / 120 15000 cm kg cm kg cm kgcm ₌ _< = σ I b S D . . =

τ

dimana: D = P ; S = S_{x las} b = a _las ; I = I_{x las}

(

l

a

)

l

S

_x 1₄ 2 1

.

x

=

x s 1 4l 1 2 l l x S_x = (15 x 0,8 cm) x 7,5 cm = 90 cm3 3 12 1

b

.h

I

_x

=

dimana: b = a h = l

(9)

3 12 1

a

.l

I

_x

=

4 3 12 1

x

0 ,

8 cm

x

3 0cm

1800

cm

I

_x

=

4 3 1800 x 8 , 0 90 x 1000 . . cm cm cm kg I a S P x x = =

τ

ok

cm

kg

<

⇒

=

τ

₆₉₄

_,

₄₄

_/

2

(10)

b. Las Sudut:

P P 45.00° s/t s s a

--

Arah gaya P // las

1/2P l bidang retak a = tebal las a = tebal las a = s sin 45 a = s sin 45oo _{= 0,707s}_{= 0,707s}

s = tebal plat = panjang kaki las

Bidang retak utk las sudut yang dibebani

gaya P dengan arah // las, akan membuat

sudut 45

(11)

9

Las dipasang pada dua bagian

Gaya P akan ditahan

oleh las atas dan bawah

sebesar P

₁₁

dan P

₂₂

.

P l1 l₂ e₁ e₂ b P₁ P₂

P

e

P

e

P

b

e

2

1 x

2

1 x

2

2 1 1 2 2 1 2 1 2 1

=

+

=

+

=

(12)

σ

τ

6 ,

0

2 2 2 1 1 1

=

≤

=

≤

=

gs gs

F

P

F

P

a l l l s l a F l s l a F br n n n gs n n gs 3 . . 707 , 0 . . . 707 , 0 . 2 2 2 1 1 1 − = = = = = dimana:

l_n= panjang las neto l_br= panjang las bruto

a = tebal las

note:

panjang las min (l_min) = 40 mm

(13)

Contoh 3 Contoh 3 P P P 2 1

Diket: Konst spt gambar.

Gaya P = 2000 kg; las

dipasang pada dua muka.

b l1 l₂ e₁ e₂ 10/200 2 2_; ₀_,₆_σ ₈₄₀ _kg/cm kg/cm 1400 σ = τ = =

Hitung panjang las

Penyelesaian: Penyelesaian: s = 10 mm = 1 cm; s = 10 mm = 1 cm; a = 0,707s = 0,707 cm a = 0,707s = 0,707 cm b = 200 mm = 20 cm; b = 200 mm = 20 cm; e e₁₁ = e= e₂₂= = ½½ b = 10 cmb = 10 cm P P₁₁ = P= P₂₂= = ½½ P = 1000 kg; P = 1000 kg; l l₁₁ = = ll₂₂= = ll_br_br

(14)

n n gs

l

a

,

cm

l

F

=

.

=

0

707 .

2 2 2 1 2 1 19 , 1 840 1000 cm cm kg kg F P F F P gs gs gs = = = ⇒ = τ τ 0,707 l_n = 1,19 cm2 l_n = 1,683 cm l_br = l_n + 3a = 1,683 cm + 3 x 0,707 cm = 3,804 cm ≈ 4 cm

(15)

Contoh 4 Contoh 4 Diket: Konst spt gbr. Diket: Konst spt gbr. Gaya P = 2500 kg; las Gaya P = 2500 kg; las

pada dua muka.

Hitung panjang las

Penyelesaian: Penyelesaian: e b-e 2 l 1 l b 1 2 P P P 75.75.10 10/200 b e b e x x y y d d B 2 2 kg/cm 40 8 σ 6 , 0 kg/cm 1400 σ = = = τ

Dari tabel profil, utk L 75

Dari tabel profil, utk L 75.75.10 didapat:.75.10 didapat: b = 75 mm = 7,5 cm; b = 75 mm = 7,5 cm; d = 10 mm = 1 cm d = 10 mm = 1 cm e = 2,21 cm e = 2,21 cm

(16)

d = 1 cm d = 1 cm ÆÆ a = 0,707d a = 0,707d a = 0,707x1cm = 0,707 cm a = 0,707x1cm = 0,707 cm b b––e = 7,5 cme = 7,5 cm––2,21 cm = 5,29 cm2,21 cm = 5,29 cm kg cm cm kg b e P P e P b P M _B 737 5 , 7 21 , 2 x 2500 . 0 . . 0 1 1 = = = = − = Σ kg kg kg P P P P P P P H 1763 737 2500 0 0 2 1 2 2 1 = − = − = = − + = Σ

(17)

cm l ambil cm l cm l cm cm a l l cm cm cm l l cm cm l cm l a F cm cm kg kg P F cm kg F P br br n br n n n n gs gs gs 4 4 361 , 3 ) 707 , 0 x 3 ( 24 , 1 3 24 , 1 707 , 0 877 , 0 . 707 , 0 877 , 0 . 707 , 0 . 877 , 0 840 737 840 1 min 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 2 2 1 1 2 1 1 1 1 ambil = = < = + = + = = = = = = = = = = = ⇒ =

τ

(18)

cm ambil cm l cm cm a l l cm cm cm l l cm cm l cm l a F cm cm kg kg P F cm kg F P br n n n n n gs gs gs 6 09 , 5 ) 707 , 0 x 3 ( 969 , 2 3 2 969 , 2 707 , 0 099 , 2 . 707 , 0 099 , 2 . 707 , 0 . 099 , 2 840 1763 840 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ambil ⇒ = + = + = = = = = = = = = = = ⇒ =

τ

Resume: Resume:

Panjang las atas

(19)

Sket gambar sambungan

y y x 10/200 75.75.10 200 mm 40 mm 60 mm 52,9 mm 22,1 mm 10 mm las sudut las sudut

(20)

9

Las dipasang pada tiga bagian

B P P P 2 3 1 3 l b l₁ l₂ e₁ e₂ P A

a

b

a

e

l

a

l

P

F

P

n n br

3

3 .

.

2 1 3 3 3 3 3

−

=

−

+

=

τ

3 2 1 2 1 1 2 1 2 1 3 1 2 2 1 3 2 1 1 0 . . . 0 . 2 ) ( 0 P P P b P b P b P e P e e P e e P M_B − = = − + = − + + + = Σ 3 2 1 2 1 2 2 1 2 1 3 2 1 2 1 3 2 1 2 0 . . . 0 . 2 ) ( 0 P P P b P b P b P e P e e P e e P M _A − = = − + = − + + + = Σ

(21)

Contoh 5 Contoh 5 Diket: Konst spt gbr. Diket: Konst spt gbr. Gaya P = 10.000 kg; las Gaya P = 10.000 kg; las

pada tiga muka.

Hitung panjang las

2 2 kg/cm 40 8 σ 6 , 0 kg/cm 1400 σ = = = τ P₁ P P P 2 3 l3 b l1 l₂ e₁ e₂ 10/100 Penyelesaian: Penyelesaian: s = 10 mm = 1 cm; s = 10 mm = 1 cm; a = 0,707s = 0,707 cm a = 0,707s = 0,707 cm b = 100 mm = 10 cm; b = 100 mm = 10 cm; e e₁₁ = e= e₂₂= = ½½ b = 5 cmb = 5 cm

(22)

kg cm kg cm cm P a l F P _gs _n 4680 840 x 707 , 0 x 879 , 7 . 2 3 3 3 3 = = = = τ

Las ujung dipasang sepanjang b

l_3br = b = 10 cm l_3n = l_3br - 3a = 10 cm - 3 x 0,707 cm= 7,879 cm 2 1 2 1 e P P e = ⇒ = kg P P P P P P P P P P P H ) 680 . 4 000 . 10 ( 2 0 0 3 1 3 2 1 3 2 1 − − = − = + = − + + = Σ

(23)

ok cm l cm cm l cm cm a l l cm cm cm l l cm cm l cm l a F cm cm kg kg P F cm kg F P br n br n n n n gs gs gs ⇒ = > ≈ = + = + = = = = = = = = = = = ⇒ = 4 7 6 , 6 ) 707 , 0 x 3 ( 479 , 4 3 479 , 4 707 , 0 167 , 3 . 707 , 0 167 , 3 . 707 , 0 . 167 , 3 840 660 . 2 840 min 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 2 2 1 1 2 1 1 1 1 ambil

τ

Resume: Resume: Panjang las Panjang las ll₁₁= = ll₂₂ = 7 cm= 7 cm Panjang las Panjang las ll₃₃= 10 cm= 10 cm

(24)

Contoh 6 Contoh 6 Diket: Konst spt gbr. Diket: Konst spt gbr. Gaya P = 7.500 kg; las Gaya P = 7.500 kg; las

pada tiga muka.

Hitung panjang las

2 2 kg/cm 40 8 σ 6 , 0 kg/cm 1400 σ = = = τ 75.75.10 10/200 1 P l 3 2 P P 3 1 l 2 l e b-e _b P b/2 b/2 B Penyelesaian: Penyelesaian:

Dari tabel profil, utk L 75

Dari tabel profil, utk L 75.75.10 didapat:.75.10 didapat: b = 75 mm = 7,5 cm; b = 75 mm = 7,5 cm; d = 10 mm = 1 cm d = 10 mm = 1 cm e = 2,21 cm e = 2,21 cm

(25)

d = 1 cm d = 1 cm ÆÆ a = 0,707d a = 0,707d a = 0,707x1cm = 0,707 cm a = 0,707x1cm = 0,707 cm b b––e = 7,5 cme = 7,5 cm––2,21 cm = 5,29 cm2,21 cm = 5,29 cm Panjang las

Panjang las ll_3br_3br diambil = bdiambil = b l_3br = b = 7,5 cm l_3n = l_3br - 3a = 7,5 cm - 3 x 0,707 cm= 5,379 cm kg cm kg cm cm P l a F P cm kg F P n n n 195 . 3 840 x 707 , 0 x 379 , 5 . 840 2 3 3 1 3 3 3 2 3 3 3 3 ambil = = = = = = ⇒ =

τ

(26)

kg cm kgcm cm cm kg cm kg b b P e P P e P b P b P M _B 5 , 612 5 , 7 25 , 981 . 11 575 . 15 5 , 7 5 , 7 x x 3195 21 , 2 x 7500 . . 0 . . . 0 2 1 2 1 3 1 2 1 3 1 = − = − = − = = − + = Σ kg kg kg kg P P P P P P P P P H 5 , 692 . 3 5 , 612 195 . 3 500 . 7 0 0 2 3 1 2 3 2 1 = − − = − − = = − + + = Σ

(27)

cm l ambil cm l cm l cm cm a l l cm cm cm l l cm cm l cm l a F cm cm kg kg P F cm kg F P br br n br n n n n gs gs gs 4 4 152 , 3 ) 707 , 0 x 3 ( 031 , 1 3 031 , 1 707 , 0 729 , 0 . 707 , 0 729 , 0 . 707 , 0 . 729 , 0 840 5 , 612 840 1 min 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 2 2 1 1 2 1 1 1 1 ambil = ⇒ = < = + = + = = = = = = = = = = = ⇒ =

τ

(28)

cm cm l cm cm a l l cm cm cm l l cm cm l cm l a F cm cm kg kg P F cm kg F P br n br n n n n gs gs gs 9 339 , 8 ) 707 , 0 x 3 ( 218 , 6 3 218 , 6 707 , 0 396 , 4 . 707 , 0 396 , 4 . 707 , 0 . 396 , 4 840 5 , 692 . 3 840 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ambil ≈ = + = + = = = = = = = = = = = ⇒ =

τ

(29)

Sket gambar sambungan

1 0 /2 0 0 7 5 .7 5 .1 0 4 0 m m 90 m m la s s u d u t la s s u d u t 7 5 m m 52 ,9 m m 2 2 ,1 m m 20 0 m m 1 0 m m Resume: Resume: Panjang las Panjang las ll₁₁= 4 cm= 4 cm l l₂₂ = 9 cm= 9 cm l l₃₃= 7,5 cm= 7,5 cm

(30)

--

Arah gaya P

⊥

las

P P l s2 s1 1/2P l bidang retak 67.50°

Bidang retak utk las sudut yang dibebani gaya P

dengan arah

dengan arah ⊥⊥ las, akan membentuk sudut 67las, akan membentuk sudut 67½_½oo

dengan kaki las. Untuk mempermudah dalam

perhitungan, diambil sudut 45

(31)

Gaya P

Gaya P ⊥⊥ las, akan ditahan oleh las sudut atas dan las, akan ditahan oleh las sudut atas dan bawah sebesar P

bawah sebesar P₁₁ dan Pdan P₂₂ . . Untuk s

Untuk s₁₁ = s= s₂₂, maka P, maka P₁₁ = P= P₂₂ = = _½_½P.P. P P las atas las bawah a s s 45.00° 1/2P D N a

Gaya P/2 bekeja pada titik berat bidang retak

Gaya P/2 bekeja pada titik berat bidang retak ÆÆ

½

½ P // P.P // P.

Gaya geser D =

Gaya geser D = _½_½P sin P sin 4545oo Gaya normal N =

Gaya normal N = _½_½P sin P sin 4545oo D = N

(32)

σ τ σ σ σ σ σ τ τ τ ≤ + = ≤ = = ⇒ ≤ = 3 6 , 0 2 i tr gs F N F D l l_n_n= = l_l_br_br –– 3a3a l

l_br_br= = panjang las brutopanjang las bruto

F

F_gs_gs = luas bidang geser = luas bidang retak= luas bidang geser = luas bidang retak F

F_gs_gs = a . l= a . l_n_n _Dimana:_Dimana:

a = tebal las = s sin 45

a = tebal las = s sin 45oo _{= 0,707s}_{= 0,707s}

s = tebal plat yang disambung

l

l_n_n== panjang las netopanjang las neto

F

(33)

Untuk s

Untuk s₁₁ ≠≠ ss₂₂ (tebal plat tidak sama)(tebal plat tidak sama)

1 2 1 1 1 1 .P P P P s s s P ⇒ = − + = τ τ = ≤ 1 1 1 gs F P 1 1 1 1 1 1 1 1 707 , 0 3 . s a a l l a l F br n n gs = ⇒ − = = τ τ = ≤ 2 2 2 gs F P 2 2 2 2 2 2 2 2 707 , 0 3 . s a a l l a l F br n n gs = ⇒ − = =

(34)

σ σ = ≤ 1 1 1 tr F P 1 1 1 l .a F_tr = _n

σ

= ≤ 2 2 2 tr F P 2 2 2 l .a F_tr = _n 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 3 3 τ σ σ τ σ σ + = + = i i

(35)

Contoh 7 Contoh 7 Diket: Konst spt gbr. Diket: Konst spt gbr. Gaya P = 5000 kg; Gaya P = 5000 kg;

Las sudut selebar plat.

Kontrol kekuatan las

2 2 kg/cm 40 8 σ 6 , 0 kg/cm 1400 σ = = = τ Penyelesaian: Penyelesaian:

Tebal plat tidak sama

s s₁₁ = 8 mm = 0,8 cm = 8 mm = 0,8 cm ÆÆ aa₁₁ = 0,707 x 0,8 = 0,566 cm= 0,707 x 0,8 = 0,566 cm s s₂₂ = 10 mm = 1 cm = 10 mm = 1 cm ÆÆ aa₂₂ = 0,707 x 1 = 0,707 cm= 0,707 x 1 = 0,707 cm b = 100 mm = 10 cm b = 100 mm = 10 cm ÆÆ ll_1br_1br = l= l_2br_2br = b = 10 cm= b = 10 cm P P P P₂ 1 10/100 8/100 s2 l l_1n_1n= l= l_1br_1br -- 3a3a₁₁ = 10 = 10 –– 3 x 0,566 = 8,302 cm3 x 0,566 = 8,302 cm l l_2n_2n= l= l_2br_2br -- 3a3a₂₂ = 10 = 10 –– 3 x 0,707 = 7,879 cm3 x 0,707 = 7,879 cm

(36)

kg kg kg P P P H kg kg cm cm cm P s s s P 2778 222 . 2 000 . 5 0 222 . 2 000 . 5 x 1 8 , 0 8 , 0 . 1 2 1 1 1 1 = − = − = ⇒ = Σ = + = + = 2 1 1 1 2 2 1 1 1 473 473 566 , 0 x 302 , 8 222 . 2 cm kg F P cm kg cm kg F P tr gs = = ≤ = = =

σ

τ

Las atas Las atas

σ

τ

σ

=

+

2

=

2

+

2

=

2

<

1 2 1

3

473

3 (

473 )

946 kg

cm

i

(37)

Las bawah Las bawah 2 2 2 2 2 2 2 2 2 499 499 707 , 0 ,879x 7 778 . 2 cm kg F P cm kg cm kg F P tr gs = = ≤ = = =

σ

τ

σ

τ

σ

= + 2 = 2 + 2 = 2 < 2 2 2 3 499 3(499) 998kg cm i

Jadi las cukup kuat