pelat penyambung pada elemen bracing siku

elemen bracing siku dapat disambungkan dengan pelat gusset, berikut contoh permasalahan. terlihat sederhana dan banyak ditemui pada contoh soal dalam buku diktat atau catatan kuliah struktur baja sub-bab sambungan las. adapun linkup perhitungan tangan secara analitis telah mencakup:

• kuat geser (shear strength) komponen las
• kuat geser (shear strength) komponen penampang profil siku
• kuat putus (fracture strength) komponen penampang profil siku
• kuat tarik (tension strength) komponen pelat gusset

.

.

berikut pilihan konfigurasi sambungan las lain yg memungkinkan untuk keadaan diatas (Varma etal, 2003).

.

pada tulisan kali ini sya meninjau ulang permasalahan dengan program bantu elemen hingga, dikarenakan beberapa asumsi pada perhitungan secara analitis yg mengabaikan eksentrisitas penampang/pelat gusset terhadap titik pusat konfigurasi kelompok las (weld group). model FEA diwakilkan sebagian karena kondisi simetris dan untuk tujuan mereduksi waktu penyelesaian computing. dimensi dan gaya dalam satuan "mm" & "N" menyesuiakan, analisa masih linear elastis belum dimodelkan kondisi plastisitas dan kontak.

.

berikut hasil keluaran program CCX/PPM penggunaan elemen tetrahedral quadratic dengan mesh menerus/menyatu. ditampilkan deformasi vertikal & lateral, sesuai perkiraan awal ini terjadi karena pada perhitungan tangan secara analitis kondisi eksentrisitas diabaikan.

.

defleksi lateral akan menjadikan adanya kontak antara web profil siku dengan pelat gusset.

.

.

.

.

Terlihat sebagian besar pelat gusset sudah mencapai leleh, ini dikarenakan tambahan gaya momen lentur yg terjadi akibat eksentrisitas penampang siku dengan pelat gusset.

.

sebagian sayap atas (flanges) profil siku sudah mengalami leleh, serta sisi web bagian bawah juga terkonstrasi ada yg sudah melebihi tegangan leleh.

(Isometric Top View)

.

(Isometric Bottom View)

.

pada bagian las hanya sedikit saja yg menunjukkan tegangan sudah mencapai leleh, yaitu ujung pertemuan antara pelat gusset & profil siku bagian atas karena dominasi gaya tarik akan diterima bagian sayap profil siku. pada kenyataannya tegangan yg terjadi akan lebih tinggi karena kontribusi dari pengaruh eksentrisitas arah horisontal "x" profil siku. 

.

.

terlihat pada permasalah sederhana sekalipun saat ditempuh analisa secara teliti dgn program bantu elemen hingga (FEA) menunjukan keadaan yg cukup rumit dimana tegangan tambahan akibat eksentrisitas menjadikan material melebihi tengangan leleh (material nonlinearity / plastisitas). lainnya pergerakan lateral profil siku yg menjadikan kontak (gemoteric nonlinearity) dengan sisi pertemuan dengan pelat gusset. 

(sumber: Varma etal, 2003)

.

untuk menghindari kondisi under-design (unsafe) atau meningkatkan angka aman (safety factor) setidaknya perlu memperhitungkan eksentisitas sumbu vertikal "y" antara pusat gaya pada penampang profil siku dengan eksentrisitas geometri kelompok las (weld group) pada perhitungan manual analitis kebutuhan dimensi dan tebal pelat penyambung (gusset).

**updates

berikut hasil perbaikan konfigurasi las & dimensi gusset,

.

.

.

.

.

perbandingan dengan model menggunakan bonded contact / tie constraint,

.

.

.

dari hasil diatas menunjukan kriteria kekuatan berdasarkan tegangan leleh terjadi terlebih dahulu pada profil siku dan pelat gusset. namun plastisitas terjadi hanya terlokalisasi atau terpusat setempat maka konfigurasi diatas dapat mencapai beban ultimit (?) perlu analisa lanjut dengan meninjau nonlinearitas material serta keadaan kontak.