Shim plate adalah komponen baja tipis yang berfungsi sebagai pengganjal untuk mengisi celah atau menyesuaikan elevasi pada sambungan baja. Dalam dunia konstruksi baja yang menuntut presisi tinggi, munculnya celah bahkan hanya beberapa milimeter antara komponen yang disambung adalah hal yang tak terhindarkan. Di sinilah shim plate berperan krusial untuk memastikan setiap sambungan terpasang sempurna, rata, dan mampu mentransfer beban secara efektif. Tanpa penanganan yang tepat terhadap celah ini, integritas dan stabilitas seluruh struktur baja dapat terancam.
Pentingnya shim plate seringkali diremehkan, padahal komponen ini adalah solusi praktis di lapangan untuk mengatasi berbagai isu ketidaksempurnaan. Baik pada sambungan baut (bolted joint) maupun sambungan las (welded joint), penggunaan shim plate yang benar sesuai standar memastikan bahwa elemen struktur baja dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Penggunaannya tidak hanya terbatas pada perataan, tetapi juga vital dalam menjaga kekuatan dan keamanan jangka panjang sebuah struktur baja.
Menurut standar AISC (American Institute of Steel Construction), penggunaan shim atau plat pengisi dengan ketebalan hingga 1/4 inci (sekitar 6 mm) pada sambungan baut umumnya tidak memengaruhi kekuatan geser atau tumpu dari sambungan tersebut. Namun, jika melebihi batas ini, diperlukan perhitungan desain khusus untuk memastikan keamanan sambungan.
Mengapa Celah Selalu Muncul pada Sambungan Baja?
Celah pada sambungan baja muncul akibat akumulasi toleransi yang diizinkan selama proses fabrikasi dan ereksi (pemasangan). Ketidaksempurnaan pada dimensi profil baja, pemotongan, perakitan, hingga ketidakrataan pondasi beton adalah penyebab utama yang membuat celah ini hampir tidak mungkin dihindari dalam proyek konstruksi baja skala besar.
Celah pada konstruksi baja bukanlah tanda pekerjaan yang buruk, melainkan sebuah realita teknis yang harus dikelola. Berikut adalah beberapa penyebab utama munculnya celah:
- Toleransi Fabrikasi: Proses produksi profil baja canai panas seperti H-Beam atau Wide Flange (WF) memiliki standar toleransi dimensi. Artinya, ukuran aktual sebuah profil bisa sedikit berbeda dari ukuran nominalnya. Ketika beberapa komponen dirakit, perbedaan kecil ini dapat terakumulasi menjadi celah yang signifikan.
- Toleransi Ereksi: Selama proses perakitan (assembly) di lapangan, ketidakakuratan dalam penempatan kolom, balok, atau breising dapat terjadi. Standar industri mengizinkan adanya deviasi minor dari posisi ideal, yang seringkali perlu dikoreksi dengan shim plate.
- Ketidakrataan Permukaan: Permukaan pondasi beton yang akan menerima pelat dasar (base plate) jarang sekali bisa benar-benar rata sempurna. Shim plate digunakan untuk meratakan base plate sebelum proses grouting dilakukan, memastikan kolom baja berdiri tegak lurus.
- Distorsi Akibat Pengelasan: Panas dari proses pengelasan (welding) dapat menyebabkan distorsi atau sedikit perubahan bentuk pada komponen baja, yang bisa menciptakan celah saat disambungkan dengan komponen lain.
Mengabaikan celah ini dapat menyebabkan konsentrasi tegangan pada titik-titik tertentu, terutama pada sambungan baut yang mengandalkan kontak permukaan untuk mentransfer beban.
Bagaimana Aplikasi Shim Plate pada Base Plate Kolom Baja?
Aplikasi shim plate pada base plate kolom baja bertujuan untuk mengatur elevasi dan kerataan (leveling) sebelum kolom ditegakkan. Shim plate ditempatkan di antara bagian bawah base plate dan permukaan pondasi beton, biasanya di dekat lokasi baut angkur (anchor bolt), untuk mengganjal dan menaikkan sisi base plate yang lebih rendah hingga mencapai elevasi dan posisi vertikal yang benar.
Pemasangan kolom baja adalah salah satu tahap paling kritis dalam sistem ereksi baja. Shim plate menjadi alat bantu yang sangat vital bagi para fitter dan surveyor untuk memastikan setiap kolom terpasang dengan presisi.
Berikut adalah langkah-langkah umum penggunaan shim plate pada base plate:
- Pemeriksaan Elevasi: Setelah pondasi beton siap, surveyor akan menandai elevasi akhir (top of concrete) yang seharusnya. Permukaan aktual pondasi kemudian diukur untuk mengetahui perbedaannya dengan elevasi rencana.
- Penempatan Shim Pack: Berdasarkan pengukuran, tumpukan shim plate (shim pack) dengan total ketebalan yang dibutuhkan disiapkan. Shim pack ini biasanya ditempatkan di empat titik di sekitar baut angkur.
- Pemasangan Base Plate: Kolom baja beserta base plate-nya kemudian diletakkan di atas shim pack tersebut. Mur pada baut angkur dikencangkan secara perlahan dan merata.
- Penyetelan dan Verifikasi: Dengan menggunakan alat ukur seperti waterpass atau theodolite, posisi vertikal kolom diperiksa. Jika masih miring, ketebalan shim pack di salah satu sisi disesuaikan dengan menambah atau mengurangi lembaran shim hingga kolom benar-benar tegak lurus.
- Proses Grouting: Setelah posisi kolom final dan terkunci, celah besar di bawah base plate (termasuk di sekitar shim pack) akan diisi dengan material non-shrink grout. Grout ini berfungsi untuk mentransfer beban kolom secara merata ke seluruh permukaan pondasi. Menurut standar AISC, shim plate tidak perlu dilepas dan dibiarkan tertanam di dalam grout.
Apa Saja Aturan Penggunaan Shim Plate Menurut Standar?
Aturan utama penggunaan shim plate menurut standar seperti AISC adalah memastikan material shim memiliki kekuatan setara atau lebih tinggi dari baja struktural yang disambung. Untuk celah tipis (umumnya ≤ 6 mm), shim dapat digunakan tanpa perhitungan khusus. Untuk celah yang lebih tebal, shim harus diperhitungkan dalam desain sambungan untuk mencegah kegagalan tumpu atau tekuk, dan seringkali perlu dilas pada salah satu sisi sambungan.
Penggunaan shim plate tidak bisa dilakukan sembarangan. Ada batasan dan aturan teknis yang harus diikuti untuk menjamin keamanan struktur bangunan baja.
Kelebihan & Aturan yang Mengizinkan
- Material yang Sesuai: Shim plate harus terbuat dari material yang disetujui, seperti plat baja dengan grade yang sesuai (misalnya, ASTM A36). Hal ini untuk memastikan shim tidak mengalami deformasi (deflection) atau hancur di bawah beban nominal.
- Mengatasi Celah Kecil: Untuk celah hingga 1/4 inci (6 mm) pada sambungan tumpu (bearing connection), shim plate dapat dipasang tanpa perlu memodifikasi desain sambungan. Kekuatan sambungan dianggap tidak terpengaruh.
- Transfer Beban Tumpu: Shim plate sangat efektif dalam mentransfer tegangan tekan atau beban tumpu, seperti pada aplikasi base plate kolom.
Kekurangan & Batasan Penggunaan
- Batasan Ketebalan: Jika total ketebalan shim melebihi 1/4 inci (6 mm), standar AISC mengharuskan adanya perlakuan khusus. Ukuran baut mungkin perlu diperbesar atau jumlah baut ditambah untuk mengkompensasi potensi penurunan kekuatan.
- Risiko pada Sambungan Geser: Pada sambungan slip-critical yang mengandalkan gesekan, shim plate yang tidak terpasang dengan benar dapat mengurangi gaya jepit baut dan menurunkan kapasitas sambungan.
- Pengelasan Diperlukan: Untuk shim yang tebal, seringkali disyaratkan untuk mengelas shim tersebut ke salah satu komponen sambungan (misalnya ke end plate atau ke kolom). Ini bertujuan untuk membuat shim menjadi bagian integral dari komponen tersebut dan mencegah pergerakan.
- Potensi Korosi: Tumpukan beberapa lembar shim tipis dapat menciptakan celah-celah kecil yang bisa memerangkap kelembapan dan memicu korosi jika tidak dilindungi dengan baik oleh sistem pelapis anti korosi atau grouting.
Seorang welding inspector atau quality control engineer akan memeriksa kesesuaian material, ketebalan, dan cara pemasangan shim plate sesuai dengan WPS (Welding Procedure Specification) dan gambar kerja.
Shim Plate vs Filler Plate
Perbedaan utama adalah fungsinya; shim plate digunakan untuk penyesuaian minor (leveling/alignment) dengan ketebalan bervariasi, sedangkan filler plate digunakan untuk mengisi celah besar yang sudah terencana dalam desain dengan ketebalan yang pasti. Filler plate dianggap sebagai bagian dari struktur, sementara shim plate lebih sebagai alat bantu pemasangan.
Meskipun sering digunakan secara bergantian, ada perbedaan teknis yang jelas antara shim plate dan filler plate dalam konteks konstruksi baja di Bali.
| Kriteria | Shim Plate | Filler Plate |
| Fungsi Utama | Menyesuaikan elevasi, meratakan permukaan, mengisi celah kecil tak terduga. | Mengisi celah besar yang telah direncanakan dalam desain sambungan. |
| Ketebalan | Biasanya tipis (mulai dari 0.02 mm hingga beberapa mm), sering ditumpuk (shim pack). | Tebal dan tunggal, sesuai dengan dimensi celah yang didesain (misal > 6 mm). |
| Peran Struktural | Dianggap sebagai komponen non-struktural atau alat bantu ereksi (meski tetap mentransfer beban). | Dianggap sebagai bagian integral dari sambungan struktural dan diperhitungkan dalam desain. |
| Pemasangan | Dapat diselipkan saat ereksi. Untuk yang tebal, mungkin perlu di-tack weld (las titik). | Harus terpasang kokoh, seringkali dilas penuh atau dibaut bersama komponen utama. |
| Contoh Aplikasi | Meratakan pelat dasar (base plate) di atas pondasi beton. | Mengisi celah antara web balok dan flange kolom pada sambungan momen. |
Secara sederhana, Anda menggunakan shim plate untuk memperbaiki ketidaksempurnaan kecil yang muncul di lapangan. Sebaliknya, Anda menggunakan filler plate ketika Anda sudah tahu dari awal (saat tahap desain) bahwa akan ada celah besar yang perlu diisi sebagai bagian dari geometri sambungan baja.
Kesimpulan
Shim plate adalah komponen kecil namun vital dalam memastikan presisi dan keamanan proyek konstruksi baja. Fungsinya sebagai pengganjal untuk mengatasi celah yang timbul dari toleransi fabrikasi dan ereksi tidak dapat digantikan. Dengan memahami kapan dan bagaimana menggunakannya sesuai standar seperti AISC, terutama dalam aplikasi krusial seperti perataan base plate, kita dapat menjamin bahwa setiap sambungan baja berfungsi optimal dalam mentransfer beban.
- Untuk Insinyur & Desainer: Selalu pertimbangkan potensi celah dalam desain sambungan. Spesifikasikan dengan jelas kapan shim plate diizinkan dan kapan filler plate yang terdesain penuh diperlukan.
- Untuk Fabrikator & Kontraktor: Pastikan tim di lapangan, terutama fitter dan pengawas, memahami batasan ketebalan dan persyaratan material untuk shim plate.
- Untuk Quality Control: Lakukan inspeksi visual pada setiap sambungan yang menggunakan shim untuk memastikan pemasangannya benar dan tidak ada tumpukan berlebihan yang dapat menyebabkan instabilitas.
Sebelum mengencangkan baut akhir pada sambungan, selalu lakukan pengukuran celah. Jika celah lebih dari 2 mm, siapkan shim plate dengan material baja karbon rendah yang sesuai untuk memastikan kontak permukaan yang merata.