Perhitungan Sambungan Las 1

(1)

STRUKTUR BAJA I STRUKTUR BAJA I

Perhitungan Perhitungan Sambungan

Sambungan Las Las

(2)

Sambungan

Sambungan Las Las

Sambungan las ada dua macam, yaitu:

--

las tumpul las tumpul

--

las sudut. las sudut.

Tegangan:

σ σ

_las

=

σ

τ = 0 , 6

(3)

a. Las Tumpul:

P

P _s1 _s2

P

P l

s= a

Untuk s

₁₁

= s = s

₂₂

---- ---- tebal las tumpul (a) = s tebal las tumpul (a) = s Untuk s

Untuk s

₁₁

≠ ≠ s s

₂₂

--- --- tebal las tumpul (a) = s tebal las tumpul (a) = s

_min_min

F F

_las_las

= l.a = l.a ---- ---- l l = panjang las neto = panjang las neto

l l

_n_n

= l = l

_br_br

– – 3a 3a

σ σ = ≤

Flas

P

(4)

Contoh 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

P s1 P

(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

cm 1 1

x cm 3

kg 3000 F

σ = P = = <

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 e P

s

Kontrol kekkuatan las

(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

WMlas

σ =

3 2

16 2

16

al x 0 , 8 x30 120 cm

W

_las

= = =

(8)

2 2

3 125 / 1400 /

120 15000

cm kg

cm cm kg

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

=

¹₂

. . x

¹₄

x

s

14l

12 l l

x

S_x = (15 x 0,8 cm) x 7,5 cm = 90 cm³

3 112

b .h

I

_x

=

^dimana:

b = a h = l

(9)

3 112

a . l I

_x

=

4 12 3

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

τ 694 , 44 /

²

Jadi las cukup kuat menahan gaya yang bekerja tsb.

(10)

b. Las Sudut:

P P

45.00°

s/t s

s a

- - Arah gaya P // las Arah gaya P // las

1/2P l

bidang retak

a = tebal las a = tebal las a = s sin 45

a = s sin 45^o^o = 0,707s= 0,707s

s = tebal plat = panjang kaki las s = tebal plat = panjang kaki las

Bidang retak utk las sudut yang dibebani Bidang retak utk las sudut yang dibebani

gaya P dengan arah // las, akan membuat gaya P dengan arah // las, akan membuat

sudut 45

^o^o

dengan kaki las. dengan kaki las.

(11)

99

Las dipasang pada dua bagian Las dipasang pada dua bagian

Gaya P akan ditahan Gaya P akan ditahan

oleh las atas dan bawah oleh las atas dan bawah

sebesar P

₁₁

dan P dan P

₂₂

. .

P

l1

l₂ e₁

e₂

b P₁

P₂

P e P

e P e

P e P

e P e

e b e

1 2 x

2

2 1

1 2

2 1

1 2

2 1

+ =

=

+ =

=

(12)

σ τ

τ 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

panjang las mak (l_mak) = 40 a = 28,28 s

(13)

Contoh 3 Contoh 3

P P

P

2 1

Diket: Konst spt gambar.

Gaya P = 2000 kg; las Gaya P = 2000 kg; las dipasang pada dua muka.

dipasang pada dua muka.

b l1

l₂

e₁ e₂ 10/200

2 2; 0,6σ 840 kg/cm kg/cm

1400

σ = τ = =

Hitung panjang las Hitung panjang las Penyelesaian:

Penyelesaian:

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;

ee₁₁ = e= e₂₂= = ½½ b = 10 cmb = 10 cm

PP₁₁ = P= P₂₂= = ½½ P = 1000 kg; P = 1000 kg;

ll₁₁ = l= l₂₂= l= l_br_br

(14)

n n

gs

l a , cm l

F = . = 0 707 .

2 2

12 12

19 , 840 1

1000 cm

cm kg

F kg

F P 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

Jadi panjang las l₁ = l₂ = 40 mm

(15)

Contoh 4 Contoh 4

Diket: Konst spt gbr.

Gaya P = 2500 kg; las Gaya P = 2500 kg; las pada dua muka.

pada dua muka.

Hitung panjang las Hitung panjang las Penyelesaian:

Penyelesaian:

e b-e

l2

l1

b

1

2

P

P P

75.75.10 10/200

b e

e b

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;

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

bb––e = 7,5 cm–e = 7,5 cm–2,21 cm = 5,29 cm2,21 cm = 5,29 cm

cm kg

b e P P

e P b

P

M _B

5 737 ,

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 cm

a l

l

cm cm l cm

l cm cm

l cm l

a F

cm cm kg

kg F P

cm F kg

P

br br

n br

n

n n n

gs gs

gs

4

4 361

, 3

) 707

, 0 x 3 ( 24

, 1 3

24 , 707 1

, 0

877 ,

0

. 707

, 0 877

, 0

. 707

, 0 .

877 ,

840 0 737

840

1

min 1

1 1

2 1

1 2

1 1

1

2 2

1 1

2 1

1

1 1 ambil

=

<

=

+

= +

=

⇒

=

τ

τ τ

τ

(18)

cm ambil

cm l

cm cm

a l

l

cm cm l cm

l cm cm

l cm l

a F

cm cm kg

kg F P

cm F kg

P

br

n n

n n n

gs gs

gs

6 09

, 5

) 707

, 0 x 3 ( 969

, 2 3

2

969 ,

707 2 ,

0

099 ,

2

. 707 ,

0 099

, 2

. 707

, 0 .

099 ,

840 2 1763

840

2

2 2

2

2 2

2 ambil

⇒

=

+

= +

=

⇒

=

τ

τ τ

τ

Resume:

Panjang las atas

Panjang las atas ll₁₁= 4 cm= 4 cm

(19)

Sket gambar sambungan Sket gambar sambungan

y

x 10/200

75.75.10

200 mm 40 mm

60 mm

52,9 mm 22,1 mm

10 mm

las sudut

(20)

99

Las dipasang pada tiga bagian Las dipasang pada tiga bagian

P B

P P

2 3

1

l3 b

l₁

l₂

e₁ e₂

P

A

a b

a e

e l

a l

P

F P

n

n br

3 3

. .

.

2 1

3

3 3

−

=

− +

=

τ τ

2 3 2 1

1 1

12 12

3 1

2 2

1 3 2

1 1

0 .

. .

0 2 .

) (

0

P P

P

b P

e e P

P e e

e P

M_B

−

=

− +

= + −

+ +

= Σ

2 3 2 1

2 1

12 12

3 2

1 2

1 3 2

1 2

0 .

. .

0 2 .

) (

0

P P

P

b P

e e P

P e e

e P

M _A

−

=

− +

= + −

+ +

= Σ

(21)

Contoh 5 Contoh 5

Gaya P = 10.000 kg; las Gaya P = 10.000 kg; las pada tiga muka.

pada tiga muka.

Hitung panjang las 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:

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;

ee₁₁ = e= e₂₂= = ½½ b = 5 cmb = 5 cm

(22)

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

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 l cm

l cm cm

l cm l

a F

cm cm kg

kg F P

cm F kg

P

br

n br

n

n n n

gs gs

gs

⇒

=

>

≈

=

+

= +

=

⇒

=

4 7

6 , 6

) 707

, 0 x 3 ( 479

, 4 3

479 ,

707 4 ,

0

167 ,

3

. 707

, 0 167

, 3

. 707

, 0 .

167 ,

840 3

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

τ τ

τ

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

Gaya P = 7.500 kg; las Gaya P = 7.500 kg; las pada tiga muka.

pada tiga muka.

Hitung panjang las Hitung panjang las

2 2

kg/cm 40

8 σ 6 , 0

kg/cm 1400

σ

=

= τ

75.75.10 10/200

P1 3 l

2

P P

3

l1

l2

e

b-e b P b/2

b/2

B

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;

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

bb––e = 7,5 cm–e = 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 F kg

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 τ

τ

(26)

cm kg

kgcm cm

cm kg

b

b P

e P P

e P b

P b

P M _B

5 , 5 612

, 7

25 , 981 . 11 575

. 15

5 , 7

5 , 7 x x

3195 21

, 2 x 7500

. .

0 .

. .

0

12 12

1 3

12 3 1

− =

=

= −

=

− +

= Σ

kg kg

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 l cm

l cm cm

l cm l

a F

cm cm kg

kg F P

cm F kg

P

br br

n br

n

n n n

gs gs

gs

4 4

152 ,

3

) 707

, 0 x 3 ( 031

, 1 3

031 ,

707 1 ,

0

729 ,

0

. 707

, 0 729

, 0

. 707

, 0 .

729 ,

840 0

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

τ τ

τ

(28)

cm cm

l

cm cm

a l

l

cm cm l cm

l cm cm

l cm l

a F

cm cm kg

kg F P

cm F kg

P

br

n br

n

n n n

gs gs

gs

9 339

, 8

) 707

, 0 x 3 ( 218

, 6 3

218 ,

707 6 ,

0

396 ,

4

. 707

, 0 396

, 4

. 707

, 0 .

396 ,

840 4

5 , 692 .

3

840

1

2 2

2

2 2

2

2 2 ambil

≈

=

+

= +

=

⇒

=

τ

τ τ

τ

(29)

Sket gambar sambungan 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

7 5 m m 52 ,9 m m

2 2 ,1 m m

20 0 m m

1 0 m m

Resume:

Panjang las

Panjang las ll₁₁= 4 cm= 4 cm ll₂₂ = 9 cm= 9 cm ll₃₃= 7,5 cm= 7,5 cm

(30)

- - Arah gaya P Arah gaya P ⊥ ⊥ las las

P

l P

s2 s1

1/2P l

bidang retak

67.50°

Bidang retak utk las sudut yang dibebani gaya P Bidang retak utk las sudut yang dibebani gaya P dengan arah

dengan arah ⊥⊥ las, akan membentuk sudut 67las, akan membentuk sudut 67½½^o^o dengan kaki las. Untuk mempermudah dalam dengan kaki las. Untuk mempermudah dalam perhitungan, diambil sudut 45

perhitungan, diambil sudut 45^o^o

(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 = = ½½P.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

½½ P // P.P // P.

Gaya geser D =

Gaya geser D = ½P sin ½P sin 4545^o^o Gaya normal N =

Gaya normal N = ½½P sin P sin 4545^o^o D = N

D = N

(32)

σ τ

σ σ

σ τ

τ τ

≤ +

=

≤

=

⇒

≤

=

3

6 , 0

2 i

tr gs

F N F

D

ll_n_n= = ll_br_br –– 3a3a

ll_br_br= = panjang las brutopanjang las bruto

FF_gs_gs = luas bidang geser = luas bidang retak= luas bidang geser = luas bidang retak FF_gs_gs = a . l= a . l_n_n _Dimana:_Dimana:

a = tebal las = s sin 45

a = tebal las = s sin 45^o^o = 0,707s= 0,707s s = tebal plat yang disambung

s = tebal plat yang disambung

ll_n_n== panjang las netopanjang las neto

FF = luas bidang tarik = luas bidang retak= luas bidang tarik = luas bidang retak

(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

P s ⇒ = −

= +

τ

τ = ≤

1 1 1

Fgs

P

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

Fgs

P

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

Ftr

P

1 1 1 l .a F_tr = _n

σ

σ = ≤

2 2 2

Ftr

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

Gaya P = 5000 kg;

Las sudut selebar plat.

Kontrol kekuatan las Kontrol kekuatan las

2 2

kg/cm 40

8 σ 6 , 0

kg/cm 1400

σ

=

= τ

Penyelesaian:

Tebal plat tidak sama Tebal plat tidak sama

ss₁₁ = 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 ss₂₂ = 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

ll_1n_1n= l= l_1br_1br -- 3a3a₁₁ = 10 –= 10 – 3 x 0,566 = 8,302 cm3 x 0,566 = 8,302 cm ll_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 cm kg

cm P cm

s s

P s

2778 222

. 2 000

. 5 0

222 .

2 000

. 5 1 x

8 , 0

8 , . 0

1 2

1 1

=

−

=

−

=

⇒

= Σ

+ = + =

=

2 1

1 1

2 2

1 1 1

473

566 473 ,

0 x 302 ,

8

222 .

2

cm F kg

P

cm cm kg

kg F

P

tr gs

=

≤

=

= σ

τ τ

Las atas Las atas

σ τ

σ

_i

=

₁²

+ 3

₁²

= 473

²

+ 3 ( 473 )

²

= 946 kg cm

²

<

(37)

Las bawah Las bawah

2 2

2 2 2

499

707 499 ,

0 ,879x 7

778 .

2

cm F kg

P

cm cm kg

kg F

P

tr gs

=

≤

=

σ

τ τ

σ τ

σ

_i = ₂² + 3 ₂² = 499² + 3(499)² = 998kg cm² <

Jadi las cukup kuat Jadi las cukup kuat