View
463
Download
40
Category
Preview:
Citation preview
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
1/28
X. ANALISIS SAMBUNGAN
MOMEN DAN TAKIKAN
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
2/28
I. SAMBUNGAN MOMEN
Sambungan ini dikenal sbg Moment-resisting connection.
Tahanan momen dpt diperoleh dg Pers berikut.
dengan:
Zi= tahanan lateral.
ri= jarak alat sambung ike pusatkelompok.
Tahananmomen maks didapat bila
alat sambung terluar (letaknya terjauh
dari titik C) telah mencapai leleh.
Alat sambung yg letaknya dekat dg
pusat kelompok memiliki tahanan
lateral yg lebih kecil (belum leleh).
i
n
i
irZM
1
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
3/28
Prinsip Rigid plate assumption:
Misal, alat sambung iterletak paling luar, maka tahanan lateral alat
sambungjdpt dihitung sbb:
Jadi tahanan momen sambungan dg empat alat sambung spt Gambar
dpt diperoleh dg pers:
Penempatan alat sambung, perlu diperhatikan jarak/spasi. Usahakan
ditempatkan dg jarak yg lebih (min sama) sesuai persyaratan SNI-5,2002. Hal ini dimaksud untuk menghindari terjadinya pecah kayu
diantara 2 alat sambung berdekatan.
jult
i
j
j Zr
rZ
llult
i
lkkult
i
kjjult
i
j
ijult rZr
rrZ
r
rrZ
r
rrZM
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
4/28
Contoh 1.
Hitunglah tahanan momen sambungan dg alat sambung baut sptGambar. Berat jenis kayu 0,7 dan diameter baut 12,7 mm.
Menghitung tahanan lateral alat sambung baut terluar (Z1).
Diameter baut D = 12,7 mm
Sudut thd serat kayu = 63o
Tebal kayu sekunderts = 30 mm
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
5/28
Tebal kayu utama tm = 60 mm
Tahanan lentur baut Fyb = 320 N/mm2
Kuat tumpu kayu sekunder dan utama dg berat jenis 0,7:Fes63
o = Fem63o = 38,18 N/mm2
Menghitung tahanan lateral baut terluar (Z2)Sudut thd serat kayu = 0o
Fes//= Fem// = 54,08 N/mm2
Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan
20551 Im
20551 Is
14133 IIIs
18221 IV
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
6/28
Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan
34203 Im
34203 Is
21058 IIIs
25480 IV
Menghitung tahanan momen.
Apabila sambungan momen pada contoh 1 juga menerima gaya
tarik aksial sebesar 42 kN, hitunglah tahanan momen sambungan!
kNm27,75021058112502112141334
2422
1
211
xxM
rZr
rrZM
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
7/28
Penyelesaian:
karena ada 6 bh baut, maka 1 baut akan mendukung gaya aksialsebesar 7 kN = 7000 N. Tahanan lateral alat sambung tanpa dan dg
gaya aksial dpt dilihat pd Gambar di bawah.
Menent nilai perkiraan Z1 shg nilai Rtdk melebihi nilai Z1 :
N1729170001300045,01300089,0
130001.Trial
700045,089,0
22
1
2
1
2
1
xxR
Z
ZZR
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
8/28
Tahanan lateral baut
Sudut terhadap serat kayu = 42o
Fes42o = Fem42
o = 43,80 N/mm2
Z = 16295 N (Moda kelelehan IIIs), Rmelebihi nilai Z.
Trial 2. (Z1 = 12000 N)
R = 16365 N , = 40,8o
Tahanan lateral baut:
Fes40,8o
= Fem40,8o
= 44,19 N/mm2
Z = 16442 N (Moda kelelehan IIIs), Rtdk melebihi nilai Zdan
selisihnya relatif kecil
o
x
x42
70001300045,0
1300089,0tan
1
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
9/28
Menghitung tahanan momen.
Jadi dg adanya gaya aksial tarik 42 kN, tahanan momen berkurang
sebasar :
Contoh 2.
Hitunglah tahanan momen dari kedua sambungan di bawah ini.
Diameter baut 12,7 mm, berat jenis kayu 0,7. Ukuran batang horizontal
dan batang vertikal adalah 2x3/18 dan 6/18.
kNm650112
507000210582112120004
xxxM
%5,17%100
27,7
627,7
x
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
10/28
Sambungan (a).
Menghitung tahanan lateral Z1.
Diameter baut D = 12,7 mm
Sudut thd serat kayu = 45o
Tebal kayu sekunderts
= 30 mm
Tebal kayu utama tm = 60 mm
Tahanan lentur baut Fyb = 320 N/mm2
Kuat tumpu kayu sekunder dan utama dg berat jenis 0,7:
Fes45o = Fem45
o = 42,84 N/mm2
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
11/28
Menghitung tahanan momen.
Sambungan (b).
Menghitung tahanan lateral Z1.
Diameter baut D = 12,7 mm
Sudut thd serat kayu = 90o
Tebal kayu sekunderts = 30 mm
Tebal kayu utama tm = 60 mm
Fes//= 54,08 N/mm2 , Fem = 35,47 N/mm
2
Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan
24084 Im
24084 Is15934 IIIs
20158 IV
kNm51,450501593444 2211 xrZM
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
12/28
Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan
17947 Im
27363 Is
15349 IIIs
18143 IV
Menghitung tahanan lateral Z2.
Sudut thd serat kayu = 90o
Fes= 35,47 N/mm2 , Fem// = 54,08 N/mm
2
Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan
27363 Im
17947 Is
13706 IIIs
18143 IV
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
13/28
Menghitung tahanan momen.
Jadi : sambungan momen (a) mampu menahan momen lebih besar dp
sambungan (b), dg peningkatan momen sebesar : 4,51/2,9 = 1,56.
Contoh 3.
Hitunglah tahanan momen pada sambungan berikut. Alat sambung
paku yg digunakan adalah 2BWG12. Berat jenis kayu 0,45. Gunakan
faktor waktu = 1,00.
kNm9,2501370625015349222 2211
xxM
rZrZM
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
14/28
Menghitung tahanan lateral paku pd lingkaran r2 (Z2).
Diameter paku D = 2,8 mm
Panjang paku = 51 mmKuat lentur paku Fyb = 689 N/mm
2
Kuat tumpu kayu: Fes = Fem = 26,35 N/mm2 (berat jenis = 0,45)
Re = 1,00
Tebal kayu samping ts = 25 mm
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
15/28
Penetrasi pd komponen pemegang (p):
p = 51 25 = 26 mm
Kontrol overlapping (v):
v= 2 x (p 0,5tm) = 2 x (26-20) = 12 mm > 4D = 11,2 mm
KD = 2,2 (untuk paku dg diameter < 4,3 mm)
Tahanan lateral acuan (Z2) satu irisan:
Tahanan lateral acuan untuk 2 irisan, Z2 = 2 x 915 = 1830 N
Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan
2767 Is
1099 IIIm
1068 IIIs915 IV
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
16/28
Menghitung tahanan lateral acuan terkoreksi (Z2).
Nilai koreksi penetrasi (Cd)
p = 26 mm > 6D = 16,8 mm
< 12D = 33,6 mm, maka Cd=p/12D = 26/33,6 = 0,77
Z2 = Cd.Z2
Z2 = 0,77 x 1830 = 1409 N
Menghitung tahanan lateral ijin (Z2u).
Z2u = zZ2
Z2u = 1,0 x 0,65 x 1409 = 915,85 N
Menghitung tahanan lateral ijin paku pd lingkaran r1 (Z1u).
Z1u = 915,85 N
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
17/28
Karena paku pada lingkaran r1 lebih dekat jaraknya ke pusat
konfigurasi, maka tahanan lateral yg diperoleh di atas harus diberi
faktor koreksi menjadi :
Menghitung tahanan momen.
N4,57285,9152
11 x
r
rZ
u
kNm815,08085,9158504,5728
88 2211
xxM
rZrZMuu
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
18/28
II. SAMBUNGAN TAKIKAN
Diperoleh dg cara membuat takikan pd bagian pertemuan kayu.
Nama lain ; Sambungan gigi, termasuk sambungan tradisional
dimana penyaluran gaya tdk menggunakan alat sambung tetapi
memanfaatkan luas bidang kontak.
Dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu:
Sambungan gigi tunggal
Sambungan gigi majemuk/rangkap
Dalam perhitungan kekuatan sambungan gigi, gesekan antara
kayu dg kayu harus diabaikan.
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
19/28
1. Sambungan Gigi Tunggal
Pada sambungan gigi tunggal, dalamnya gigi (tm) 1/3 h (h adalah
tinggi komponen str mendatar)
Panjang kayu muka (lm) ; 1,5 h lm 200 mm.
Pada bagian pertemuan (takikan), kayu diagonal harus dipotong
menyiku dg sudut 90o.
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
20/28
Gaya tekan terfaktor (Nu) dpt dihitung dg pers:
Dengan:
Nu = gaya tekan terfaktor
= sudut antara komponen str diagonal thd komp str mendatar.
v = faktor tahanan geser = 0,75.
= faktor waktu sesuai jenis pembebanan.
lm
= panjang kayu muka.
b = lebar komponen str mendatar.Fv = kuat geser sejajar serat terkoreksi.
em = eksentrisitas pd penampang netto akibat adanya coakan
sambungan.
m
m
vm
vu
el
bFlN
25,01
cos'
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
21/28
2. Sambungan Gigi Majemuk
Apabila gaya tekan terfaktor (Nu) melebihi kemampuan dukung
sambungan gigi tunggal, maka dpt dicoba sambungan gigimajemuk/rangkap spt gambar berikut.
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
22/28
Sambungan gigi majemuk juga disarankan untuk sudut sambungan
melebihi 45o. Pada sambungan gigi majemuk terdapat dua gigi dan dua
panjang muka yg masing2 diatur sbb:
dalamnya gigi pertama, tm1 30 mm
dalamnya gigi kedua, tm2 tm1 + 20 mm dan tm2 1/3 h
panjang kayu muka pertama, lm1
200 mm dan lm1
4 tm1
Gaya tekan terfaktor (Nu) bagian kayu muka pertama:
Gaya tekan terfaktor (Nu) bagian kayu muka kedua:
a
e
l
bFl
FF
FN
m
m
vm
v
mm
m
u.............
25,01
cos25,1
1
1
'
1
21
1
b
e
l
bFlN
m
m
vm
vu................................
25,01
cos'
2
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
23/28
Dengan:
lm = panjang kayu muka rerata
lm1 = panjang kayu muka pertama
lm2 = panjang kayu muka kedua
em = eksentrisitas rerata pd pnp netto
em1 = eksentrisitas bagian kayu muka pertama
em2 = eksentrisitas bagian kayu muka kedua
Fm1 = luas bidang tumpu kayu pertama =
Fm2 = luas bidang tumpu kayu kedua =
cos1m
bt
cos2mbt
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
24/28
Contoh 1.
Sambungan gigi tunggal spt gambar tersusun dari kayu dg kode mutu
E21. Kayu horizontal dan diagonal memiliki ukuran 8/15 dg sudut yg
dibentuknya 35o. Apabila kedalaman gigi tm = 50 mm, dan panjang lm =
200 mm, berapakah gaya tekan terfaktor (Nu) maks dg faktor waktu =
0,8.
Penyelesaian:
Kuat geser sejajar serat (Fv) kayumutu E21 adalah 5,9 N/mm2. Nilai
faktor koreksi masa layan dianggap
1,00.
Jadi :
Menghitung eksentrisitas (em):
2N/mm9,59,500,1 xF
v
mm75505,0501505,0
5,05,0
xe
tthe
m
mmm
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
25/28
Menghitung gaya tekan (Nu):
Contoh 2.
Sambungan gigi majemuk spt gambar tersusun dari kayu E21 dg sudut
sambungan 45o. Dimensi kayu horizontal dan diagonal 8/15. Nilai tm1
=
30 mm, lm1 = 200 mm, dan tm2 = 50 mm. Hitunglah besarnya gaya
tekan terfaktormaksimum! Asumsikan nilai faktor koreksi masa layan
1,00 dan faktor waktu = 0,80.
kN41,5adalahmaksimum)(faktortekan tergayaJadi
N41494
7520025,0135cos
9,58020075,08,0
u
u
o
u
N
N
xxxxN
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
26/28
Penyelesaian:
Fv= Fv = 5,9 N/mm2
Menghitung eksentrisitas (em) :
Menghitung panjang kayu muka (lm).
mm
eee
mmx
tthe
tthe
mmm
mmm
mmm
7575755,0
5,0
75505,0501505,0
5,0)(5,0
75mm0,5x30301505,0
5,05,0
21
222
111
mmlll
mmtgx
tgth
ll
mml
mmm
o
ommm
m
2785,0
356455045sin
1505,0200
sin
5,0
200
21
212
1
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
27/28
Menghitung luas tumpu (Fm).
Gaya tekan terfaktor (Nu) berdasar kedalaman kayu muka pertama.
375,0
N/mm565645cos
5080
cos
N/mm339445cos
3080
cos
21
1
222
211
mm
m
o
m
m
o
m
m
FF
F
xbtF
xbtF
N102538
75
20025,01375,045cos.25,1
9,58020075,08,0
25,01cos25,11
1
21
1
'
1
u
o
u
m
m
mm
m
vmv
u
N
xxxxN
e
l
FF
F
bFlN
7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen
28/28
Gaya tekan terfaktor (Nu) berdasar kedalaman kayu muka kedua.
Jadi gaya tekan terfaktor (Nu) maksimum adalah 74 kN.
N74003
75
27825,0145cos
9,58035675,08,0
25,01cos
'
2
u
ou
m
m
vmvu
N
xxxxN
el
bFlN
Recommended