SAMBUNGAN DENGAN MENGGUNAKAN PAKU KELING

1. Pendahuluan

      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. Dalam kegiatan belajar 2 ini, anda dapat mempelajari lebih mendalam mengenai Perencanaan sambungan profil baja dengan menggunakan alat penyambung Paku Keling.

Kompetensi Dasar :
Setelah selesai kegiatan belajar 2 ini, anda akan dapat merencanakan sambungan profil baja dengan menggunakan Paku Keling sesuai dengan PPBBI.

2. Uraian

       Pada umumnya paku keling yang dipakai pada struktur baja adalah paku keling yang dipasang di bengkel dan paku keling yang dipasang di lapangan. Sebagaimana telah dijelaskan pada pendahuluan, paku keling  terdiri secara sederhana dari sebuah baja yang pendek, mudah ditempa dan berbentuk mangkuk setengah bulatan. Tetapi bisa juga kepala paku keling tersebut berbentuk bonggolan. Pada saat paku keling berada dalam keadaan plastis, paku keling dipukul dengan palu sehingga akan terbentuk sebuah kepala lagi pada sisi yang lainnya, dan paku keling tersebut mengembang serta mengisi seluruh lubang. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar 8 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 angin dingin dan 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.