Struktur Kayu3

BAB:

BAB

BAB l

BAB V

BAB Vl

16. Paku

DAFTAR iSi

KAYUl. Klasifikasi dan Penamaan Kayu

2. Anatomi Kayu.3. Sifat sifat fisis kayu.

4. Jenis-jenis penggunaan kayu5. Kayu Laminasi.

6. Pengawetan kayu.

BATANG TARIK7. Batang tarik.

B. Batang Tarik Tersusun.9. Perencanaan Batang Tekan.10. Tahanan Kolom Primatis.11. Batang Lentur.12. Gaya Geser.13. Lendutan.14. Perencanaan Tumpuan,

BALOK KOLOM15. Komponen struktur

I

1

3

4

5

5

6

6

7

8

11

16

18

19

22

31

36

70

BAB iV ANAL:SIS SAMBUNGAN PAKU

BAB V SAMBUNGAN CINC:N BELAH20. Cincin belah

BAB Vl

17. Faktor Koreksi Sambungan Paku.ANAL:S!S SAMUNGAN BAUT18. Analisis Sambungan Baut.

SAMBUNGAN MOMEN19.Sambungan Momen

SAMBUNGAN TAK:KAN21. Sambungan takikan.

PENUTUP '22. Penutup

44

62

71

BAB iX

76

STRUKTUR KAYU DAN BAMBU

BAB I

KAYU

Klasifikasi dan Penamaan Kayua" Berdasarkan klasifikasi taksonomi ada empat devisitumbuhan :

1) Thallophyta2) Spermatophyta3) Pteridophyta4) Bryophyta

b. Berdasarkan klasifikasitaksonomi menurut Sub Devisi devisi tumbuhan :1) Gymnospermae (tumbuhan berbiji terbuka). Contoh : kelompokkayu berdaun jarum.

2) Angiospermae (tumbuhan berbiji tertutup) menurut kelasnya dibagi2:

a) Dicotyledoneaeb) Monocotyledoneae. Contoh kayu glugu

c. Berdasarkan nama dibagi menjadi dua :1) Nama perdagangan. Contoh Jati, bengkirai, mahoni.2) Nama perdagangan, contoh :

a) Nama spesies pinus merkusiib) Nama marga genusc) Nama perdagangan Tusam

Anatomi Kayu.a. Senyawa utama penyusun sel kayu (Desch dkk, 1gB1)

1) Selulosa (50%)2) Hemiselulosa (25%)3) Lignin (25%)

b. Sel - sel kayu kemudian berkelompok membentuk.1) Pembuluh. Bentuk seperti pipa, fungsi: saluran air dan zathara2) Parenkim. Bentuk kotak, berdinding tipis, fungsi: tempaipenyimpanan sementara hasil fotosintesis.

3) serat. Bentuk panjang langsing, dinding tebal, fungsi: penguatpohon

Kelompok sel kayu bergabung membentuk bagianlanatomi pohon.

:) Kulit (bark)_ t_ln,rn luar merupakan tapisan yang padat dan cukup

2.

22) Lapisan cambium. lapisan tipis bagian sebelah dalam kulimerupakan tempat pertumbuhan sel-sel kayu.

3) Kayu gubal (sapwood). sebelah dalam lapisan karnbium dengarciri :

a) Warna kayu gubal keputih-putihan.b) Fungsi penghantar zat-zat makanan dari akar menuju daurdan tempat menyimpan bahan makanan.

c) Jika digunakan sebagai bahan konstruksi, kayu ini cepalapuk.

d) Tebal lapisan kayu gubal + 2 cm sampai 10 cm dan relatrtetap demikian sepanjang hidup pohon (Mandang, dkk, 1997).

e) Teras (heartwood) sebelah dalam kayu gubal dengan ciri :(1) Fungsi sebagai penguat pohon.(2) Konstruksi yang menggunakan kayu teras lebih awekarena pada kayu teras tidak terdapat zat-zat makanan.

0 lnti (pith). Sebelah dalam kayu terasg) Pertumbuhan sel-sel kayu disertai dengan munculnyistruktur seperti cincin tahunan (annual ,!ng).

h) Pohon kayu yang mengalami pertumbuhan cepat akarmemiliki cincin tahunan yang lebih lebar bila dibandingkan dengar

pohon kayu yang memiliki pertumbuhan lambat.

i) Kayu adalah bahan alam yang tidak homogen.j) Sifat tidak homogen ini disebabkan oleh pola pertumbuharbatang dan kondisi lingkungan pertumbuhan yang sering tidalsama.

k) Kayu tergolong bahan ortho-tropik karena sifat fisika darmekanika kayu berbeda pada arah longitudinal, radial dartangensial.

l) Kekuatan kayu pada arah longitudinal lebih besar biladibandingkan dengan arah radial ataupun tangensial.

m) Angka kembang susut pada arah longitudinal lebih kecil darpada arah radial maupun tangensial.

30lor banlnmr bart

CambttmPlh

3.

FlgurB 30 . I/Br c,os-r socddr.shotllng ciumeds ol [i6 rr[crosln drle il*,l dn noflflalyvishb wltlfid ndgnlficdlon

Sifat-sifat fisis kayu.a. Kandungan air.

1) Kayu merupakan material higroskopis.

2) Kandungan air pada kayu bervariasi antar spesies, dalam satuspesies dan pada bagian batang sebuah kayu.

3) Kandungan air pada kayu gubal lebih banyak daripada kayu teras4) Air pada batang kayu tersimpan dalam dua bentuk

a) Air bebas (free water) terletak diantara dinding sel Selamaair bebas masih ada, maka dinding-dinding sel kayu akan tetapjenuh. Air bebas merupaka air yang pertama yang akan berkurangseiring dengan proses pengeringan, pengeringan selanjutnya akandapat mengurangi air ikat pada dinding sel.

b) Air ikat (bound water) terletak pada dinding sel.5) Ketika batang kayu mulai diolah (ditebang atau dibentuk),kandungan air pada batang berkisar antara 4Oo/o hingga 300%(kandungan air segar). Setelah ditebang dan mulai diolah, kandungan airmulai bergerak keluar. Suatu kondisi dimana air bebas yang terletakdiantara sel-sel sudah habis sedangkan air ikat pada dinding sel masihjenuh dinamakan titik jenuh serat (fbre saturation point). Kandungan alrpada titik jenuh serat berkisar antara 25% sampai 3e%. Pengeringanselanjutnya (di bawah titik jenuh serat) akan mengurangi kandungan airikat pada dinding sel, menyebabkan terjadinya perubahan dimensi

4tampang melintang batang kayu, perubahan sifat-sifat mekanis, danketahanan lapuk. Kandungan air pada kayu akan sangat dipengaruhioleh kelembaban udara sekitar. Bila kelembaban udara meningkat, makakandungan air pada kayu akan meningkat pula. Kandungan air yangtelah seimbang dengan kondisi udara sekitar disebut equitibrium moisturecontent.

b. Kepadatan dan berat jenis. Kepadatan (density) kayu dinyatakansebagai berat per unit volume, Pengukuran kepadatan ditujukan untukmengetahui porositas atau persentase rongga (void) pada kayu. Kepadatan danvolume sangat bergantung pada kandungan air, Cara menghitung kepadatarrsuatu jenis kayu adalah dengan cara membandingkan antara berat kering kayudengan volume basah. Berat kering kayu dapat diperoleh dengan caramenimbang spesimen kayu yang telah dimasukkan dalam oven pada suhu 1Obohingga berat spesimen tetap. Berat jenis adalah perbandingan antara kepadatarrkayu dengan kepadatan air pada volume yang sama. Kayu terdiri dari bagianpadat (sel kayu), air dan udara, ketika kayu dimasukkan ke dalam oven ataudikeringkan maka volume yang tetap tinggal adalah volume bagian padat danvolume udara saia. Berat jenis kayu memiliki korelasi positif dengan kekuatankayu.

c. Cacat kayu. Cacat atau kerusakan kayu dapat mengurangi kekuatankayu yang sering terjadi adalah retak (crack), mata kayu (knof), dan kemiringalserat (slope of grain\. Retak pada kayu terjadi karena proses penyusutan akibatpenurunan kandungan air (pengeringan). Pada batang kayu yang tipis, retakdapat terjadi lebih besar dan disebut dengan belah (sp/if). Mata kayu seringterdapat pada batang kayu yang merupakan bekas cabang kayu yang patal.Pada mata kayu terjadi pembelokan arah serat, sehingga kekuatan kayu menjadiberkurang. Untuk keperluan konstruksi, dihindari penggunaan penggunaanbatang kayu yang memiliki mata kayu, kemiringan serat menunjukkan sudutmiring serat kayu

4. Jenis-jenis penggunaan kayu. Jenis kayu tertentu sering digunakan untuktujuan tertentu pula, pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaianmemerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu dan persyaratan teknis yangdiperlukan

55. Kayu Laminasi. Kayu laminasi (glulam) diperoleh dengan cara merekatkanpapan-papan kayu yang memiliki ketebalan 20 sampai dengan 45 mm dengan bahanperekat tertentu dan tekanan tertentu. Sebelum proses perekatan, terlebih dahulupapan-papan kayu dikeringkan hingga nilai kandungan air di bawah 16%. Karenarendahnya kandungan air pada papan kayu, maka struktur kayu laminasi memilikikestabilan ukuran (dimension stability) yang lebih baik dibandingkan dengan kayu masifnon-laminasi. Tinggi dan panjang batang kayu laminasi dapat dibuat sesuai dengankebutuhan sehingga dapat digunakan sebagai balok pada jembatan atau konstruksibentang panjang. Papan-papan kayu umumnya dihubungkan dengan dua macambentuk sambungan kayu: finger joint dan scarf joint Letak sambungan dibuat tidakpada satu cross section, melainkan divariasikan sehingga kekuatan penampang padaseluruh bentang dapat seragam. Papan kayu pasa struktur balok laminasi umumnyamemiliki kekuatan yang berbeda sesuai dengan distribusitegangan pada cross-sectian.Papan kayu pada bagian dekat garis netral memiliki kekuatan yang lebih rendah daripada papan kayu yang terletak jauh dari garis netral.

6. Pengawetan kayu. Pengawetan kayu dapat diartikan sebagai tindakan untui,lmemperpanjang umur pakai kayu baik secara kimia maupun fisika dengan carameningkatkan ketahanannya terhadap serangga perusak serta kembang susut akibatperubahan kandungan air, Salah satu serangga perusak kayu dengan daya rusakyang luas adalah rayap. Perlindungan bahan terhadap rayap dapat dilakukan dengancara penyemprotan bahan termitisida pada tanah ketika bangunan akan didirikan danpengawetan komponen kayu. Hal yang perlu diperhatikan dalam memilih bahantermitisida adalah kepastian tidak mencemari lingkungan dan tidak berbahaya terhadapmakhluk hidup selain ruYap. Pengawetan kayu dapat dilakukan menggunakan bahanpengawet yang larut dalam air seperti garam Tanalith dan Diffusol CB. Kayu yangdiawetkan dengan bahan Diffusol CB akan berubah warna hijau setelah dikeringkan.Beberapa macam metode pengawetan kayu yang dikenal luas oleh masyarakat adalah:perendaman panas dan dingin, labLtran, vacum tekan.

|

6BABBATANG TARIK

7. Batang tarik. Batang tarik harus direncanakan untuk memenuhi ketentuan

sebagai berikut:

r'

L r gaya rarik le for

f faror vyar

4 . fafor ra ana rarlik se iaJiar serar=,80' raanan fa

=FrFr' =C Cr C r CF C Fr FaIorres J77aSa rayar

Fl' at tarlik seJiaJiar serar rettOre rtras er7ar7ar7g7er`0

Fl al larik se aJar serar aca

8. Batang Tarik Tersusun. ahanan komponen struktur tersusun harusditentukan sebagai lurlnlah dari tahanan elemen masing rnasing selama tahanansambungannya luga dapat menianlin teriadinya distribusi gaya tarik akslal diantara

elemen elemen tersebut yang sebanding dengan luas rnasing rnasing elemen.

penve3esaia

Kerpe:rTaba:ngan padla buhu:Al

,7

/ 37 5 kNMcnghitunOuat tarikar Seratacn (1)

=a l (rttS10 hanan kayu tetias ttutu A=0.3) =0,847r,37,6 MI a

r4enghitung tBhan3n tartk terkorek54(rr 4 1/"

7 (1 `,C:r

t 1=100 1,00 1 00xl,00xl10o37,64

IIlililillililllilll

`

365`mm |

IT.*LQ,F,'.A

[ - O,6xO,Ex3 7,6x(o,75)x6OOOT.- 81216 N * 8l

"2 kN >> 66kN

9. Perencanaan Batang Tekan. Menurut SNI-S Tata cara perencanaankonstruksi kayu (2002) batang tekan harus direncanakansedemikian sehingga :P'S AO P'

e_bar s 2ib :mttib b"

n9 ,. iC d 1) .

Kolom no 1 2 3 4 5 6Teoritis 0,50 0,70 1,00 1,00 2,00 2,00

Disarankan 0,65 0,80 1,00 1,20 2,10 2,40

Kelangsingan kolom adalah perbandingan antara panjang efektif kolom pada arah yangditinjau terhadap jari-jari girasi penampang kolom pada arah itu seperti padapersamaan 5.5. Jari-jarigirasi dihitung berdasarkan luas penampang bruto,

1 (:lil::

7

Menentukan luas

Idan menggunakan penampang transformasijika digunakan panampang kompbsit untuk

penampang.

1

pelrteg11( 1lat11latteter Ddiperoleh seperti pede persarlaan S.6.

Klebng ngan | . |

Jeria 9]penattpttng persesi:

anlri gllpenpanbttlat:

Q2JD

{0. Tahanan Kolom Primatis. Tahanan tekan kolomkelangsingan penampang kolom pada arah yang paling kritis.

aka

1191lpat

i (5.5)

(5.6)

(5.6b)

ditentukan berdasarkar

(5 9)

a. Tahanan tekan kolom terkoreksi ditetapkan sebagai berikut :

P'. clr,' (5.7)=cfo'

FaKor kestabilan kolom (C,) dihitung sebagai berikut:

(58)

dengan:

o. = &&-7"*cPa

p _n2 E'rrI _ n2 E'orn_.u _ (*"ry ?":),

(5.10)

9derrslan:

o. * 3'I.&.r*c&.

o - ffil* l"gq'*,'-[*- *].

(59

(5 tlD

l{ete,ranglr'rl:a : Luaspenarr&xlar}9lhr*rbF.* : Kuat tekan terlttrrer

10

Menghltung kuat tekan sejaiar seraL acuan (ll.) dan modulu$ lastisitaslentur acuan (lr*) aklbat rasio tahanan mutu kayu A sehesar 0rB.

/:;'., 0.Ilx4O - 3r.Mlla/j- - 0,8x20O00 *' 160O0 MP:t

Mengl'ritung faktor kestabilan kolom (C")

['.* * l;,{i,,C,C)nC,.F,+ ,',' 32x1,0Ox l.OOx 1,0()x I,OO '='32 Mj?a

l1 t,, ,,,,, A. Jr.*

y''u"" 5$sl20xl2 == l9? kNt,",.,. o,6q. fl. -' O,69xi6000*' I I04{} MPar:,,r',.. Eo,(1^,C,(.1,,,* 1 lO40 Mr',a

:|1. 11

11,,:1111

||.:`|||||||

,

|

1|1|||I0 :

11 1 | I

I,,||=|:|:

1111 ||11 111111

,||||;M 9 'un9 hanarb tehn tlerttOrleksi(JP

P' C

.

P'-0 912-190 kN

KontF10 tahanan tlettan terFaktorF P'97,5kN 0,6xO,9x 97097.5 kN 102,6kN Ok

S$rliBlAseo

11. Batang Lentur. perencanaan batang rentur meriputi empat har yaitu :perencanaan lentur, geser, lendutan, dan tumpuan. Perencanaan seringkali diawalidengan pemilihan sebuah penampang batang sedemikian sehingga tegangan lenturyang terjadi memenuhi persyaratan, kemudian dilakukan control terhadap tegangangeser atau lendutan tidak terpenuhi, maka dilakukan perubahan penampang batang.

a' Perencanaan batang lentur. Batang lentur direncanakan dapatmendukung gaya momen lentur dan daya geser seperti pada persamaan 6.1.Tahanan koreksi adalah hasil perkalian tahanan acuan dengan factor-faktorkoreksi Komponen struktur lentur yang memikul gaya-gaya setempat harusdiberi pendetilan tahanan dan kestabilan yang cukup pada daerah kerjanyagaya-gaya tersebut.

.^4, < X+u h,f, v,

12

Bentang rencana harus digunakan dalam menghitung momen lentur, gayageser, dan lendutan. Untuk komponen struktur berebentang sederhana yangtidak menyatu dengan tumpuan-tumpuannya maka bentang rencana adalahbentang bersih ditambah setengah kali panjang tumpuan pada masing-masingujung. Takikan pada balok harus dihindari, terutama yang terletak jauh daritumpuan dan berada pada sisi tarik. Konsentrasi tegangan yang disebabkanoleh takikan dapat dikurangi menggunkan konfigurasi takikan yang diiris miringsecara terlahap daripada menggunakan takikan dengan sudut tajam. Apabilaharus dibuat takikan dengan sudut tajam, maka perkuatan dengan alatpengencang perlu ditambahkan untuk mencegah timbutnya retak seperti terlihatpada gambar 6.1. Takikan pada ujung balok tidak boleh melibihi seperempattinggi balok glulam (kayu laminasi structural). Balok tidak boleh ditakik di lokasiselain daripada di ujung balok bertumpuan sederhana.

Sudut iriun {0}

Gambar 6.'1. Takikan pada tumpuan ujung; (a) takikan miring, (b) penambahanalat pengencang.

Tahanan lentur balok pada setiap penampang yang bercaKq DarK srsisi tarik maupun di sisi tekan, tidak boleh melampaui tahanan lentur daripenampang neto pada lokasi yang bertaki( bita takikannya berada padasisi tekan. Bila suatu takiltan berada pada sisi tari( dan momen yang

bekerja di sepanjang baglan yang bertakik tersebut melebihi setengantahanan lentur balok yang dihitung pada penampang neto minimumbertakik maka tahanan lentur seluruh balok ditentukan oleh neto bertakiktersebut.

13

Pada konstruksi sistem lantai dlmana terdapat tiga atau lebih balokkayu yang tersusun dengan jar:ak tidak lebih dari 600 mm fiarak pusat kepusat) kemudian disatukan dengan sistem penutup, maka kekuatankonstruksi tidak sepenuhnya bergantung pada masing-masing tahananlentur satu balok, Pada sistem konstruksi ini, semua balok akan bekerjasecara bersama-sama sehingEa kekuatan secara sistem lebih besar daripada penjumlahan kekuatan masing-masing balok. Apabila terdapatbeban terpusat pada satu balok, maka beban tersebutakan didukung tidakhanya oleh satu balok melainkan secara bersama-sama oleh seluruh balokpada sistem ter:sebut. Untuk mempertimbangkan perilaku sistem lantai ini,rnaka tahanan lentur acuan dapat dikalikan dengan faktor koreksi pembagibeban (C.) yaitu sebesar 1,15.

Apablla balok diletakkan secara tidur (dimensi lebar lebih besar daripada dimensi teba/tinggi) sehingga menderita tegangan rentur padasumbu lemahnya, maka tahanan lentur acuan dapat dikalikan denganfaktor koreksi penggunaan datar (Q,,) seper.ti pada lnbel G, 1.

Tabel 6.1 Faktor koreksi penggunaan datar, C-r.

b. Pengaku lateral (Bracing). Balok yang merniliki perbandingan tinggiterhadap lebar lebih besar daripada did an dibebani terhadap sumbu kuatnyaharus memiliki pengaku lateral pada tumpuan-tumpuannya untuk rnencegahterjadinya rotasi atao peralihan lateral. Pengaku lateral tidak diperlukan padabalok penampang bundar, bujur sangkar, atau persegi panjang yang mengalamilentur trhadap sumbu lemahnya saja. untuk batok kayu massif, kekuranganyang digunakan untuk mencegah rotasi atau peralihan lateral ditentukanberdasarkan nilai.'

14

C)

perbandlngen tinggi nOmini terhadalp tebai nO .,hal 4,,sebagalberJkt:a) 2:dalk dlper: kan pengekan9 1atte

=b) 2 lb7:kedua sisite an dan tarik dikekang secara bersamaanpada seluruh panjangnya.

Pengaku lateral aruS di dakan pada semua ba10k kayu maSifberpenampang perseg, pattang SedernFklan sehingga rasiOkelangsingannya()tidak rnelebii150 seperti pada Porsamaan 6.2dengan 4 adaiah pang efektif ekivalen yang nilainya dapat dilihatpada LamplFan l.

=JF50

C Tahanan lentur ba10k yang terkekang dalam arah

balok yang terkekang penuh dalam arah lateral duumpai

beriku:

(6.2)

lateral. Anggapan

pada kOndisl_kOndisi

1) Balok berpenampang bundar atau bujur sangkar.2) Balok berpenampang persegi panjang.

yang terbebani pada arah sumbu remahnya saja, atau c) barokberpenarnpang persegi panjang yang terbebani pada arah sumhukuat dan mernenuhl persyaratan pengaku lateral (trracing) sepertiyanE telah dluraikan sebelurnnya. -T,ahanan lentur balqk dihitungdengan anggapan nilai faktor koreksl .statrllitas tralok (C,.) samadengan 1,oQ- 'Tahanan rentur terkoreksr dari batok berpenampangprisrnaus yang terrenturterhadap strrnbu kuatnya (x - x) adarah:

lld': M.?:.S_,F0,' (613)

15

Kterangan:=M : tahanan lenturterkoreksiterhadap sumbu kuatSt : modulus penampanglenturterhadap sumbu kuat/ 1 kuat ientur terkoreksi terhadap sumbu kuat de ngan nllal

faktor koreksi c =00

Tahanan lentur terkoreksi dari baiok berpenamlpang prismatis yangterienturterhadap sumbulemahnYa(y y)adalah:

4 =:fLKeterangan:

(614)

M. : tahanan ionturterkOreksiterhadap Sumbu lemah

= mOdulus penampang ientuFteFhadap su mb lemah

"

: kuatientuF terkOre terhedap.Sumbu lomah dengan nilaifaktorikore16:ict=1 00

Tahanan:enturterkOreksiyang ditetaplkan oieh Persamaan 6.3harus dikal,kan delngan Faktor koreksi bent k(Ic":SebesaF i5 untukkomponeln strunttF.beFpenalmpang bundar seialn darlpada untuktia ng dan pa ncang dan harustdiR.llkar dengan faktor bentuk sebesari 401untuk koFnpOnen stFUktur berpenattpangiperse91,attan angterlentuFterhadapisumbu dianal.

d. Tahanan ientur balok tanpa pengekang iateral penuh. Tahanan lentur

terkoreksiterhadap sumbu kuat(xx)dari balok berpenampang prismatic persegi

paniang tanpa pengekang iateral atau bagian yang tak terkekang dari balok

tersebut adalah i

=C,F

Faktor stabilitas b 1k:4)dihitungsebagai berikuti

c 1+_vl4-

(a:6)

.dengan:

=

(,

16

dan ,5" adalah modulus penampang untuk lentur terhadapsumbu kuat (x-x} 14* adatah tahanan lentur untuk leritur trhadapsumbu kuat (x-x) dikatikan dengan semua faktor koreksi keualifaktor korel

17

a. Tahanan geser di daerah takikan. Pada penampang disepanjang takikapdari sebuah balok persegi panjang setinggi d, tahanan geser terkoreksi padapenampang bertakik dihitung dengan persamaan 6.11, dengan d, adalah tinggibalok tanpa takikan dan d, adalah tinggi balok didalam daerah takikan.

^=

|))|| (: )Sebagai alternative, apabila pada ujung takikan terdapat irisan miring dengansudut e (lihat gambar 6.2) terdapat arah serat kayu untuk mengurangikonsentrasi tegangan maka tahan geser terkoreksi pada penampang bertakikdihitung sebagai :

=::F'1-(~a_)11.0

(6. 2)

b. Tahanan geser di daerah sambungan. Adalah suatu sambungan padabalok persegi panjang menyalurkan gaya yang cukup besar sehinggamenghasilkan lebih dari setengah gaya geser disetiap sisi sambungan makatahanan geser terkoreksi dihitung berdasarkan persamaan 6.13 dengan d,adalah tinggi efektif balok pada daerah sambungan seperti ditunjukkan padagambar 6.3.

c6.1

18

Gambar 613.OeflntI tin99i balok ef ktiF padadaerah salmbungan

13 Lendutano Selain mengalarni lenturan dan geserl batag lenturiuga menderita

lendutan. Lendutan poada batang lentur dapat rllengakibatkan teriadinya peningkatan

tegangan. Batang lentur pada slstim lantai diharuskan merniliki lendutan yang kecil

untuk rnenghindari tirnbulnya keretakan pada penutup lantai seperti kerarnik. Sehingga

pada beberapa leniS Struktur tertentu seringkali dirllensi penampang balok ditentukan

oleh pembatasan nilailendutan,tidak oleh tegangan lentur.

Lendluta n selbuah Otang l ntur sepenilcambar `4 ditentukan o.:hbanyak Faktor sOpert gtyagaya luar yang bekebentang bal k momeninersia penampang dan imodi lus olstFJltas ientLtF terkoFekS' SepertiOinyatakan dalam peFSalmaan: 6. 4.IMod

'uSolastbitasl lentur teFkOreksI

meruipa kain has perkalian antare modulus e,asti:tas ie ntur dengan faktorlkorek,I. unt k bal k ientuF dengan beban meral I sepanJa n9:beintangiendutan malksI.mulm dlhitulng berdasarkan iPerO_arnaain 6. 5. D n tttkba10k dengan beban terpusat di mngah ibontang tendutan rnaklmumdihitung berdasarkaniPersamaah16. 6.

fr

|i)Max

|1

'111)

(6115)|

(0:11)|

19

Gambar 6.4 Bentuk lendutan pada balok dengan tumpuan sederhana

Le_.ndl.itan iJln kornponerr batang lei:rtur pada konstruksl ter.lindungaclalah L/3Oq dan pada konstnrl

20

Apabila pattang b!dangltumpu( )da!arn a rahi nattang kOmpone n

strukturltidak lbih daFi 1501 mrn dan JaraK keibidang tumpu dari ujung

kolom(4)| bih besar dari'75 mm seperti Cambiar6.5 maka tahanan tekan

tegak lurus serat d.apat dikalka n dengan.faktor kOrekSi bida ng tum pl(c:)

sepertpada peFSamaan 6. 191den:gan nila1 4 dala m satuanl mim

c =(4+',5)/ . (6.19)

Apabila ,bidang kontak antara tumpuan dengan balok lentur tidak

tegak lqrus serat, melainkan bers.udut 0 sepefti pada Gambar 6.6, maka

kontrsl tegangan tekan harus dilakukan ber:dasarkan Fersatmaan 6'20.

Tegangan tekan terkoreksi pada sudut e dapat diperoleh denganpersamaan Hankinson seperti pada Persamaan 6.2L. {'adalah tegangantekan sejajar seratterkoreksi yang diperoleh pada Persamaa n6.22.

IIIII | .| FI

: 1.

FOI|

(l .111 :| || 1111 1 1:11 | | |' 1 111 ||| '

91,"|::

"-Tegangan tekan /ro

(0122)

Garnbar 6.6 Tegangan tekan bersudut Bada gtruktur atap mlring

21

V. Coratoh peren naan batain9 1entLarConth

Balok dari sistim iantal menduk ng beb n mati terbagi rlleratasebesar 5 kN/n :(termasuk berat sendiri)sepertigambar di bawah.Apab adirnensi balok kayu ang digunakan adalah 80/200 dengo kode rrlutu E 9tunjukkan apakah dirnenSi IOk yang dip lh memenuhi persyaratantahanan tenturr geserr dan iendutaln lJin.Gunakan faktor kOreksi c =( =CP =C 00.

z200

PenyelesaianKarena balok berasal dari sistem lantai, maka dapat diasumsi,kan

terdapat kekangan lateral pada kedua ujungnya setinggi balok dankekangan pada sisi tekan (sisi atas) balok sepanjang bentang. sehinggafaktor koreksistabititas balok (c)) tidak per:lu diperhitungkan.

Ha si I a na I lsis stru ktu r denga n kom binasi pem b-ebana n 1,4 D

Momen lenturmaksimum : *-r?, * (,axs)z,s8 8 :5'47 kNm

Gaya geser maksimurn : + - ('+*s*) e'5 : g,7-5 kN

Kontrcrl tatt.a r-ra rr lentu rF,,.-'- F b.

b.

22

KontrOiltahanan geser =:G C_CF. -5,6xl,00xl,00Xl 100=5,6 MParahanan ges/erterkoFekSl( )

/ =

x5,680x200-59,73

(saya geser terfal(tor ( l'.)v,,< x,+_.v'a,?5 klrr 5 O"6xO,75x59,73:26,aa kI.I --- Ok!

t< I rOO>

23

a. Kombinasirnomen ientur dengan gaya aksialtarik.

Blok kolom seperti cambar l FnendeFita komblttati gaya,mOmenlenttrdangaya okstaltarlk.Dttgramltegangen akibatmagngmaling 9dapatdnh.kan.BerdasaFkan.besarnya 9ava t1:akan tlerdapatdua kondl di09Fam te90nga selttru pettampan9 baloklommengalamitaJk(kOnd 11)atattkOmb:hasltegangan tekan pada lsi a5dan tega9an ta dk padalsisi bttwah ckOndiSl12)4Pada S_taril.(bagia

baWal)datt kOndi1l da 2,maka"rennaan babk kolerrt harusdidasan ittda lpe

",1.Persarnaa 1:dapat digbarkall

mettadi diagFam interaks linieF antara'tegangan akibat gaya rik dengantegangan akibatgaya momenlentur.sepelrti carnbar 7.2.DaeFaih dlsebelah

dalam gaFis Fnerupakaln dheFahiaman.

meaidi diagram interaksllinier antaFa te9angan akibat ga a tarikdengartegangan akibatgaya momen lenturSepel Gambar7 2.Daerah disebelahdalam gas merupakan daerah aman,

Ga,I:bar. o,Ograrn te9angan balok kolorn lak:bat kOmbinas1 9aymomen lentur dan gaya ksialitarlk(wOod.Design structures,2003)

^?r=.,n-Y-uz---

24

GamibaF 7.2 Diagram interaksi te9anganltarikiakibat gay ksial dengante9angan taFik akibat gaya momen ientur

Perencanaan sisi tekan (bagian atas) dari kondisi z harusdidasarkan pada Persanraan 7.2, untuk komponen struktur tak persegipanjang, faktor d/6 pa:da percamaan 7.2 dirnana dadalah tinggi komponenstruktu6 harus diganti dengan s/A, yaitu perbandingan antara moduluspenampang terhadapsumbu kuat dan luas penampang bruto

1,00 (.2)

b. Kombinasi momen lentur dengan gaya aksial tekan. Balok-kolomyang dibebani beban merata pada arah lateral dan gaya aksial tekan sepertipada gambar 7.3 harus diperhitungkan terhadap pengaruh pembesaran momenlentur sebagai akibat timbulnya defleksi lateral. Momen lentur yang harusdidukung oleh balok-kolom terdiri dari .

mornen yaqg diakiEatkarlpleh'b,eban liitera[; dan rnomen aklbat pengaruhP-a (P-a effect), Gabungan,dari kedua rnprne,n lentur ini diberi simbol *r,,.yaitu momen lenturyang mempertimbang'kan pengaruh orde kedua.

EIII===1111lIIII1111

1|| ||

1 :

-1'

,lmbar 4,110kkOoldl11111111|h}tekan

25

KcDmpOne`ktur l|koll||lru |liFencalkalberdlsarkan

PeFsamaa, S"

asuIIII|`|aa1 7,lhar||:poli

II .IteFanOo : | .:|||

(7.3)

Pl :.

P

01,01 | ||||||. ||||| : . | |

4,L:

l :

Bila tidak diguna:kan analfsiF o.r-de kedua I]1gl

26

Ko,efislen C".- ditentukan sebagai berikut.a) Untuk kornponen struktur tekan )/ang:

. terkekang ter.hadap semua translas.i pada sanibunEan-sambungannya,

' terkekang terhadap rotasl pada kedua qiung-uJungnya,r tidak ada gaya transversal diantara kedua uJungnya,maka pada arah bidang renturyang sedang ditinjau berlakul

(717)

dengan A//1Mt adalah perbandingan antara momen ujungterkeci:teFhadap FnOmen u ung terbesan/4 beFn ai negatifuntuk kondislkelengkungan tungga:.

IPak"pOnen

strktuir yanked,a1|lkekan9lteFhadap geFaka l tttnsiatti d lamh dang pembebananldan diantara ttua ilnya bekel gaya traL ni,lharus dltent kalclen9an anattsls rtslonil.Na mundomiknilali berikttt1:da,patdi nl 9ai altemetif, komponen strulktu F ya01 kedLIa ulJnglnycn teFkekang

terhadapotast .(=0,0, komponenistrulk,yang kedua ujungnyO.: k telrkekang

terhadap FOtaSti`L= 00:

II.I.Conth pOroncanaanlbalok= k010mcntoh

IEImen bal10k kolorn ideng,an pembebanan seperti gambar diibawaihterbuat daH kaylu 50/1210 den gon kode mutuE21 Beban terbagi rneratasepattang bentang diperolh dari kOmbinasi pembe banan i 21D+1 61Lsedangkan beban ak5i ltarikldiiperoieh dari kombinasl pembebanan l 4DApaba semua fai or koreksi diangeap:sama dongan satu, tuttuk kanapalkah elemen baiok kolom mampu rnendukung beban beban teFsebut.

C =Q60-Q4,()

27

penY lesalanData kayumJL

=2: =150MPa dan 4=47 MPa

MOmen akl=bebarmagitlc=04

Z = -2`25kNm

Kontrol slsi tarik(sisibawah penampang)r =q,c` C 1/,

LuaS penalmpang neto( )diasumsikan s besar 750/o:aS brutOr =1,oOxl,00xl,00xl,00x47xO,75x1501x120=211,15 kN

. T=56 MPa ' . | =: j205 =

persal.laan interaksi:

030 225

0,6xO182 1,151 018 |,86172

a2 ,78 .` Okl

1,100

Kontrolsl telkan(JJ ataS penampa,0)

KaFena nlalo(120/50=2,4)lebih besardarilada 2)00 balk teOntur

pada sumbu kuatnya dan tidak ada pe9ekang lateral pada balok makakontFOl tahanan lentur(4 dihltung dengan memlperhaukaln faktor

koreksi stabil as babk(Q).

Menghtung faktOrstabilitas ba10k(( )

=a4 =SI%

'a000x,

=` r/J=3a/2 =21J

KaFenal1/diebin besar dari 14 3 rllakal

4= ,1634.+3 = ,,3 tt J 2 =2

28

RaSI kelangsingan( )

R = =

=::

-15t87( 50) 10

F,5'=0,69E,`=0,69x200100=13.800 MPa

= =122JL _L250000 mm`4=2,4oF05 =2'40 3800L7,88kNm

= =

=c4=::}

_

0185,7,880,6 O185 6,72

=1,95

_

0=1,55-

Tahanan momen lenturteFkOreksi(4)

1 =Q` .F=o2.ttJ6= '

=i38 ._Ok!

Contoh 2Analisis kOlom tOngah Pada portal ber90yang dengan beban terfaktorsepertr di bawah. semua batang tekan terbuat darr kayu dengan mutukayu E2 .~rekuk k_:Orn te9ak:urus b`dang gambar(pada Sumbu bebanbahan sumbu )dianggap tidak tettadi.Cunakan Fakto waktu( )sa madengan o 8,

20

__J

Pcnampgng kolam

80

2,25 106_23003

:L

0,8O,856,4510

knampsng balek

29

PenyelesalanHasll analisis strul.

30

Menghitung faktor pembesaran momen Bl_

1

1,2

Menghitung momen terfaktortermasuk pengaruh orde kedua (M,,,.)M,,," :8",.M".+ 8,..M".

: O t- t,2. 30: 36 kttm

Menghitung ta hana n lentur.terkoreksi (M' )Karena barok terrentur pad.a sumbu x (sumbu bahan) yang merupakansumbu lemah penimpang, rnaka tahanan rentur terkoreksi arah x (,t/, )dihitung tanpa meninjau faktor stabilitas balok (q).Fo*': Ii. :56MpaM,' :,S,. Fr*' = 1.333.333x56 : 24,67 : 74,67 kNm

av

Persamaan inteFakSikol m tengah

(I[i

2+36

0,08+0,71 1,ooO,79 1,oO . Dk!

0,80,8 1,00

_ PzrOc

Gambar 16- Moda kereLehan dan distribusi tegangan turnpusambungan kayrr.dengan kayu ( 1, , 1,,, , dan II )

- * t',* r'',f';f'4 t A. t h. '_,ffi

Garnt>ar 17. ,\Aoda keLelel.ran dan dlstribljsi tegang,an ttlr_r-rpl.rsamt>ungan kayu dengan ka),/rr ( tff . , lff ,,, , dan ft y

BAB IV

ANALISIS SAMBUNGAN PAKU

16. Paku. Alat sambung paku masih dijumpai pada struktur atap, dinsing, atau padastruktur rangka rumah. Tebal kayu yang disambung biasanya tidak terlalu tebalberkisar antara 2 cm sampai dengan 4 cm. Jenis paku yaitu Paku bulat dan Paku ulir.Paku bulat merupakan jenis paku yang lebih mudah diperoleh daripada paku ulir, Paku ulir(deformed natl) memiliki koefisien gesekan yang lebih besar daripada paku bulat sehinggatahanan cabutnya lebih tinggi. Tahanan lateral sambungan dengan alat sambung pakudihitung berdasarkan ketentuan-ketentuan yang ada pada SNI-S Tata Cara PerencanaanKonstruksi Kayu (2002).

31

+. L,

{,, +=,

32

a. Tahanan Lateral Acuan. Tahanan lateral acuan dari suatu alat sambung pakubaja satu irisan yang :

1) Dibebani secara tegak lurus terhadap sumbu alat pengencang2) Dipasang tegak lurus sumbu komponen struktur.

Diambil sebagai nilai terkecil dari nilai-nilai yang dihitung menggunakan semuapersamaan pada Tabel 7 dan dikalikan dengan jumlah alat pengencang Untuksambungan dua irisan, tahanan lateral acuan diambil sebesar dua kali tahanan lateral

acuan satu irisan yang terkecil. Tabel 7. Tahanan lateral acuan satu paku (z) pada

sambungan dengan satu irisan.

4|1)

:1

p = kedalaman penetrasi efektif batang alat pengencang pada komponen pemegang

Kd =2,2 : untuk D < 4,3 mm

=0,38D+0,56 :untuk 4,3 D 6,4(mm)

=310 : untuk D ) 6,4 mmRe =Fem/Fes

Fe =kuattumpu kayu

=114,45Gl184(N/mm2)dimana G adaiah beratieniS kayu kenn9 0ven

Fyb =kuatlentur paku

Catatan:

- Semakin besar nilai berat jenis suatu kayu maka semakin besar nilaikuat tumpunya

TabelB. Nilaikuattumpu kayu untuk berbagai nilai berat jenis kayu

Berat jenis kayu (G)

0!40 0,45 0:50 0155 0,60 0,65 0,70

Fe(N/mm2) 21,21 26,35 31198 38:11 44,73 51,83 59,40

33

Umumnya alat sambung paku digunakan pada kayu dengan berat jenistidak tinggi mengingat mudahnya paku untuk tekuk (bucklrng)salah satu penyebab tekuk pada paku adalah tingginya nilai bandingantara panjang dan diameter paku (angka kelangsingan paku) sebagaiciri khas alat sambung paku .Nilai kuat lentur paku dapat diperoleh dari supptier

Kuat lentur paku untuk berbagai diameter paku bulat

Berbagai ukuran diameter dan panjang paku

1 =~

rI1 .ftTT =~i [I:TI:TIlTTTlllT .=::=

^hh kel nlantan3`dbdl

Ceometrisambungan paku

, ra

:sPasi dtamlsatulbariS:,paSi a11rb=1ls

31L.|I:.` Ac:Jarak to lthhpa boban

34

spasi dal.am satu barisspasi antar barisjarak ujungjarak tepi dengan bebanjarak tepi tanpa beban

Spasi dalam satu baris (a): Pada semua arah garis kerja beban lateral terhadaparah serat kayu, spasi minimum antar alat pengencang dalam satu baris diambilsebesar 10D bila digunakan plat sisi dari kayu dan minim al TD untuk plat sisi daribaja

spasi datam satu barisspasi antar barisjarak ujungjarak tepi dengan bebanjarak tepi tanpa beban

c

lateral terhadap arah

Spasi antar baris (b): Pada sernua arah garis kerja bebanserat kayu, spasi minimum antar baris adalah 5D

o : spasi datam satu barisb : spasi antar barisc : Jarak ujungd: jarak tepi dengan bebane : jarak tepi tanpa beban

Jarak ujung (c): Jarak minimum dari ujung komponen struktur ke pusat aratpengencang terdekat diambil sebagai berikut :

1) untuk beban tarik lateral. 15 D untuk pelat sisi dari kayu, 10 Duntuk pelat sisi dari baja.2) untuk beban tekan raterar. 10 D untuk pelat sisi dari kayu, s Duntuk pelat sisidari baja,

o: spasi datam satu barisb : spasi antar barisc : jarak uJungd: Jarak tepi dengan bebane : jarak tepi tanpa beban

Jarak tepi fiarak tepi dengan beban,d, dan jarak tepi tanpa beban,e): Jarakminimum dari tepi komponen struktur ke pusat alat pengencang terdekat diambilsebesar :

1) 5D pada tepi yang tanpa dibebani2) 10D pada tepi yang dibebani

17.

36

Faktor Koreksi Sambungan Paku.

a. Kedalaman penetrasi (C6). Tahanankedalaman penetrasi (p), sebagai berikut :

Untuk: p> 12D maka C6 = 1,006D

37

d. $ambungan diafragma (G61), Faktor koreksi ini hanya berlaku untuksambungan rangka kayu dengan plywood seperti pada struktur diafragma atau

shear wal/ (dinding geser). Nilai faktor koreksi ini umumnya lebih besar daripada

1,00.

Contoh 1:

Rencanakan sambungan perpanjangan seperti gambar di bawah ini denganmenggunakan alat sambung paku. Kayu penyusun sambungan memiliki beratjenis 0,5. Asumsikan nilai sebesar A 0,8.

Penyelesaian :Dicoba paku 4"BWG8 (diameter 4,2mm dan panjang 102 mm).

- Menghitung tahanan lateralacuan satu paku (Z)Diameter Paku (D) = 4,2 mm

Kuat lentur paku (Fyu) = 620 N/mm2

Kayu samping dan kayu utama dianggap memiliki berat jenis yang

yaitu 0,5, maka F". = F", = 31,98 N/mm2dan R" = 1,00TebalkaY samPing (t) = 25 mmPenetrasi pada komponen pemegang (p) = 1O2 -25 * 50 = 27 mmKs = 2,2 (untuk paku dengan diameter < 4,3 mm)

- Menghitung tahanan lateral acuan satu paku (Z). Tahanan lateralacuan (Z) satu irisan

Moda kelelehan l"

z=3,3Dr=KD3,3 4,2 25 31,98

=10074V2,2

Moda kelelehan l m

=(-1)+

38

Tahanan iateral acuan(Z)Satu irisan

Moda kelelehan l m

Z=ilII:it

=3,31,22 4,2 27 31,9

=4432

Moda kelelehan l s

2=(-1)+

+ %Tahanan lateral acuan(Z)Satu irisan

Moda kelelehan l s

z= = wKD(2+ )Moda kelelehan iV

= =4302 r|an tateT

Tahanan lateral acuan untuk dua irisan, Z = Z x 4221 = g442 NNilai koreksi penetrasi (C6)

p = 27 mm > 6D (6 x 4,2 = 25,2 mm)< 12D (12x4,2= S0,4 mm), maka;

c,=-L-= 27 =0.536" l2D 12x4,2Z'=Ca.Z (Cor, Cus, dan Ctn tidak diperhitungkan)

2'=0,536 x 8442 = 4525 N

Zu = ju@,2'= 0,8 x 0,65 x 4525 = 2353N

+

2 31,98 620

39

Menghitung jumlah paku (n)

P 20000fr, =l = .-. =8r5paku' z, 2353dipasang sebanyak 10 paku seperti pada gambar di bawah

(dipasang sebanyak I0 paku seperti gambar di bawah)

Ketentuan penempatan alat sambung paku

Spasi dalam satu baris (a) : 10 x D = 42 mm = S0 mmJarak antar baris (b) : 5 x D = 21 mm = 60 mmJarak ujung (c) : 15 x D = 63 mm = 75 mmJarak tepi tidak dibebani (d) : S x D = 21 mm = 30 mm

'-

Contoh 2 :Hitunglah gaya tarik P maksimum yang diijinkan dari sambungan satuirisan di bawah ini, jika paku yang dipergunakan adalah 3'BWG10, beratjenis kayu adalah 0,55 dan faktor waktu sebesar 1,00.

SIaan da am cm

rampax oepan Tampak sampingPenyelesaian :

Menghitung tahanan lateral satu paku (Z)

Paku 3"BWG10 memiliki diameter 3,4 mm dan panjang 76 mmKuat lentur paku (Fyb) = 689 N/mm2

Kuat tumpu kayu (Fes= Fem; = 38,11 N/mm2 ---+ Re = 1,00Tebal kayu penyambung (tebal kayu terkecil) = 39 mKedalaman penetrasi (p) = Z0 mm - 30 mm = 46 mmKD = 2,2 (dimeter paku < 4,3 mrn)

4

Tampak depan

Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan

5831 ls

3126 ||lm

2163 :lis

1622 lV

40

Menghitung tahanan lateral acuan terkoreksi (Z')

Nilai koreksi penetrasi (Cd)

p = 46 mm > 12D (12 x 3,4 = 40,8 ffirn) - Cd = 1,00Z'= Cd x Z= 1,00 x 1622 = 1622 N

Menghitung gaya tarik maksimum sambungan (P)

P < nf )t QzZ'

P s12 x 1,00 x 0,65 x 1622

P s 12651 NJadi gaya tarik P maksimum adalah 12,6 kN

Contoh 3 :

Tampak samplng to

Sotuan dalam cm

Gambar contoh soal 3

Hitunglah besarnya gaya tarik P dari sambungan buhul di atas yangtersusun dari kayu dengan berat jenis 0,6 dan paku 2,5"8WG11.Asumsikan nilai faktor A sebesar 0,8

Penyelesaian :

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut (Z) satu irisan

Paku 2,5"BWG11 memiliki diameter 3,1 mm dan panjang 63 mm

Kuat lentur paku (Fyb) = 689 N/mm2

Kuat tumpu kayu Fes=Fem = 44,73 N/rnm2 dan Re = 1Tebal kayu samping (ts) = 30 mm

Tbtdpak atas

41

Kedalaman penetrasi (p) = 0g - 30 = 33 mmKontrol over lapping (v)

v = 2 x (p-0,5 tm) - 2 x (33-25) = 16 mm >4D (4 x 3,1 = 12,4)

KD = 2,2 (diameter paku < 4,3 mm)

Karena penempatan paku pada dua slsi, rnaka tahanan lateral

acuan :

Z=21461 292r

NCenghitung tahanan lateral acuan terkoreksi(Z')

Nilal koreksi penetrasi(Cd)

p=33 mm>6D(6x3,1=18,6mm)

42

Penyelesaian :

Menghitung tahanan lateral acuan satu paku (Z) satu irisan'

Paku 2,5"8WG11 memiliki diameter = 3,1 dan panjang 63 mm

Kuat lentur paku (FYb) = 689 N/mm2

Kuat tumpu kayu (Fes = Fem; = 31'98 N/mm2 dan Re = 1'00

Kedalaman penetrasi (p) = 63 mm - 20 mm = 43 mmKontrol overlapping (v) :

v = 2 x( p - 0,5 tm ) - 36 mm, 4D (4 x 3,-l =12,4mm)OK!

KD=2)2(dlameter paku 4,3mm)

aditahanan lateral acuan satu paku(Z)satu irisan adalah

Karena penempatan paku pada dua sisi,rnaka tahanan lateral acuan

Z=2 1233N=2466NNilal koreksi penetrasi(Cd)

p=46 mm>12D(12x3,4=40,8mm)maka:Cd=1,00

P=zZ'=

200001 0,65 2466

= 12,5 = 15 paku

re*mpak depan (seperuh. b{}rrtang }

Contoh 5.

Rencanakan sambungan seperti gambar di bawah dengan menggunakan

alat sambung paku diarneter 2,8 mm dan panjang 51 mm. Kayu penyusun

sambungan memiliki berat ienis 0,5. Asumsikan A = 1,00 ; Ceg = 1,0 ; Ctn

= 1,0.

/

2x21312

6x5 Sotnon fulam cm

43

Penyelesaian:

Menghitung tahanan lateral acuan satu paku(Z)Satu irisan.

Diameter paku=2,8 mm dan paniang paku 51 mm

Kuatlentur paku(Fyb)=689N/rnm2

Kuattumpu kayu(Fes=Fern)=31,98N rllm2 dan Re=1,00Kedalamap penetrasi(p)=51 mm-25 mm=26 mmKontrol overlapping(v):

v=2X(p_o,5tm)=12 mm>4D(4X2,8=11,2mm)

OK!KD = 2,2 (diameter paku < 4,3 mm)

Jaditahanan lateralacuan satu paku (Z) satu irisan adalah

Karena penempatan paku pada dua sisi, maka tahanan lateral acuanMenghitung nilai koreksi penetrasi (Cd)

p = 26 mm > 6D (6 X2,B = 16,8 mm)< 12D (1Zx2,B = 33,6 mm), maka:

(- - P - 26 -nv,t--- =l-:rr7l" l2D l2x2,B

Menghitung tahanan lateral acuan terkoreksi (Z')

Z'=Cd.Z

Z'= 0,77 x 2016 = 1552 N

|~=~ 5

||::::|::||::::|

44

Menghitung jumlah paku

P/==

20000lxO,65x1552

= 19,8 :ZUpaku

BAB VANALiSiS SAMUNGAN BAUT

18. Analisis Sambungan Baut. Alat sambung baut umumnya difungsikan untukmendukung beban tegak lurus sumbu batangnya, Kekuatan sambungan bautditentukan oleh :

a. Kuat tumpu kayub. Tegangan lentur bautc. Angka kelangsingan baut .

Kelangsingan baut nilai banding antara panjang baut pada kayu utama dengan

diameter baut. Baut menjadi sangat kaku dan distribusitegangan tumpu kayu di bawah

baut akan terjadi sangat merata. Baut menjadi sangat kaku dan distribusi tegangan

tumpu kayu di bawah baut akan terjadi sangat merata. Semakin tinggi angkakelangsingan baut, maka baut mulai mengalami tekuk dan tegangan tumpu kayu

terdistribusi secara tidak merata. Tegangan tumpu kayu maksimum terjadi pada bagian

samping kayu utama

Gambar distribusi tegangan tumpu kayu pada sambungan baut

Tahanan lateral (Z) satu baut pada sambungan satu irisan

o (150/cOs4 )/5

45

lrloda ke(et"ehan Ttthanan tate_1 )

Z=~

Z=

z=0,3 pr,

0+|

/t

=/1+0/360C)

=

4

=

z=

::

: 1

Fem:kuattumpu kayu utama(Nmm2)Fes:kuattumpu kayu samping(N/mm2)

Nilal kuattumpu kayu untuk sudut seiaiar serat:

Z=|

=L

)

_ l-1

Tahanan lateral (Z) satu baut pada sambungan dua irisan

bdaan T anltatelll)

0+}

46

F"rr - 7',7 r25GNilai kuat tumpu kayu untuk sudut tegak lurus serat :

F"t - 212Gr,45 p-o,s- Nilai kuat tumpu kayu untuk sudut tertentu terhadap serat dapatdiperoleh dengan persamaan Hankinson :

Fre =F" ttF" t

F",, stn' 0 + Fr, cosz 0

Kuat tumpu kayu (Fe) dalam N/mm2 untuk bautYz"

Metode untuk menghitung tahanan lentur baut (Fyb) menurut NationalDesign and Specification (NDS) U.S untuk konstruksi kayu (2001) adalah.

sebagai titik perpotongan kurva beban-lendutan dari pengujian lentur baut

dengan garis offset pada lendutan 0,05 D (D adalah diameter baut).Metode lain untuk menghitung tahanan lentur baut (Fyb) menurutNational Design and Specification (NDS) U.S untuk konstruksi kayu(2001) adalah. Sebagai ,nilai rerata antara tegangan leleh dan tegangantarik ultimit pada pengujian tarik baut. Dari metode kedua, kuat lenturbaut umumnya sebesar 320 N/mm2

47

a' Geometrik Sambungan Baut. Jarak antar alat sambung baut harusdirencenakan agar masing-masing alat sambung dapat mencapai tahananlateral ultimitnya sebelum kayu pecah. Jarak dapat dilihat pada Tabel 14, hal67.

`.1.ara 3

Faktor Koreksi Sambungan Baut.1) Faktor aksi kelompok. Bila suatu sambungan terdiri dari satu barisbaut atau lebih, ada kecenderungan masing-masing baut mendukungbeban lateral yang tidak sama yang disebabkan oleh:

a) Jarak antar alat sambung baut yang kurang panjangsehingga menyebabkan kuat tumpu kayu tidak terjadi secaramaksimal

b) Terjadinya distribusi gaya yang tidak merata (non-uniformlaad distribution) antar alat sambung baut. Baut yang paling ujungakan mendukung gaya yang paling besar daripada baut yangletaknya paling tengah. Baut paling ujung akan mencapai plastikdeformation lebih dahulu. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai

b.

teDi tanDa trebanl----*-o--------Jarak baut dalam ratu barlt

faktor aksitelompok sambungan (Cg) adalah sebagai berikut:

Jaraktepit v Y

48

(1) Kemiringan kurva beban dan sesaran baut (s/rpmodulus)

(2) Jumlah baut.(3) Spasi alat sambung dalam satu baris.(4) Plastic Deformation.(5) Perilaku rangkak/creep kayu

Sambungan dengan beberapa alat sambung baut, tahanan lateral

acuan sambunqan harus dikalikan dengan faktor aksi kelompok1 n,r'sv o

-,/- Clio nn7=tJ '.

Cg : Faktor aksi kelompoknf : Jumlah total alat pengencang dalam sambungannr : Jumlah baris alat pengencang dalam sambunganai : Jumlah alat pengencang efektif pada baris alat

pengencang iyang bervariasi dari t hingga nini : Jumlah alat pengencang dengan spasi seragam pada

baris ke I

)(1+)-1+2

(1+R

= J2_l =1+/;[

T)

y : Modulus beban atau modulus gelincir untuk satu alatpengencang.

s : Spasi dalam baris alat pengencang, jarak pusat kepusat antar alat pengencang dalam satu baris

(EA)m : kekakuan aksial kayu utama (modulus elastisitas lenturrerata komponen struktur utama dikalikan dengan luas

bruto penampang utama sebelum dilubangi ataudicoak).

(EA)s : kekakuan aksial kayu sampingnilai y untuk alat sambung baut adalah 0,246D1,5 kN/mm

49

(1) Perhitungan faktor aksi kelompok sambungan bautjika alat pengencang pada baris-baris yang berdekatandipasang berselang-seling seperti pada gambar di bawah ini

ika b4>a kelompok alat sambung baut dianggapterdiri dari 2 baris dengan 10 baut tiapbaris

kelompok alat sambung baut dianggapterdiri dari 4 baris dengan 5 baut tiapbaris

oao

Jika br/4 a

(EA)min

(EA)max

Nilal yang lebih kecil di antara(EA)rn dan

(EA)sNilal yang lebih besar di antara(EA)rn dan

(EA)s

(2) Perhitungan faktor aksi kelompok sambungan bautjika_ glat pengencang pada baris-baris yang berdekatandipasang berselang-seling seperti pada gambar di bawah ini

R]=

50

ika b/4>a

ika b/4 a

I

I1

f 13~~

|

12

Alternatif lain untuk menghitung nilai Cg adalahmenggunakan taber di bawah inr ( Nafio nar Design andSpecification).

kelompok alat sambung baut dianggapterdiri dari 2 baris dengan 10 baut tiapbaris

kelompok alat sambung baut dianggapterdiri dari 4 baris dengan S baut tiapbaris

tah batt`atam,tu barL

F

~~=~T

7

|~~

:1:1:1141ir | lV 1'b) IFJ P:"T

1

'~[TII::W

~

|~'P

|

IF

~

~

11:FT I

|

1

F

PT199

=F PT199 FF

ITIWFWW ~P Sila il.t1. r1,,g9- rn!ka ludnkan r*/1.Nllai pada tabat inl cukup aman untuk diarnetrr baut < I trrchl, rpasl < .* lnehl eta! g >1{O0krl.

contoh ryrert'ghitung faktor aksi kerompok cg menurut sNr5 (2002)

51

Diameter baut(D):12,7 mm

Jarak antar baut(5D):63,5mm

(EA)m:192 106N(EA)s:192 106N

Penyelesalan i

/=0,246(D)1'5=0,246(12,7)1'5=11,133 /

=11133 /=1+/:) +|)

2/=1+11133`L(T:T

+T:b)=1,00368

?= 2_1=1,00368 -N ,003682_1=0,91875

Menghitung nilai ,, f_)

=[(7 + Rrn2', )(l + m) -l+ *'o L Q - m\

(1+ktA)

1-)

i=1(baris paku ke-1) nl=5 dan al=4,96

i=2(bariS paku ke-2) n2=5 dan a2=4,96

52

Ia* =m(ut1-a.)

I(', = l0 14.96 + 4,961= 9.99

2) Faktor koreksi geometric. CA adalah nilai terkecil dari faktor-faktor geometri yang disyaratkan untuk jarak ujung atau spasi dalam barisalat pengencang. Jarak ujung :

- Bila jarak ujung yang diukur dari pusat arat pengencang (a)Iebih besar atau sama dengan aopt yang disyaratkan daramperaturan, maka CA =1.

- Bila aopU2 s a < aopt , maka CA = a/aopt.Spasi dalam baris alat pengencang

- Bila spasi daram baris arat pengencang (s) rebih besar atausama dengan sopt yang disyaratkan daram peraturan, makaCA =1.

- Bila 3D s s < sopt, maka CA = s/soptContoh 1 Analisis sambungan baut.

sebuah sambungan perpanjangan seperti pada gambar di atas t"rrrrundari kayu dengan berat jenis 0,9. Apabila diameter baut adalah 12,1 mm,berapakah besarnya tahanan lateral acuan sambungan (Zu). GunakanfaktorA=0,8. -_-_-..---Menghitung tahanan lateral acuan satu bautData sambungan :

Cg

Ci

53

Diameter baut (D) : 12,T mmSudut sambungan (0) : 0 (sambungan perpanjangan)

Tebal kayu sekunder (ts) : 40 mmTebal kayu utama (tm) : B0 mm

Data sambungan .

Tahanan lentur baut (Fyb) : 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu sekunder dan kayu utama dengan nilai berat jenis 0,gdapat dilihat pada Tabel hal65,Fes// = Femll= 61,8 N/mm2, sehingga R, =

Menghitung nilai koreksi : Faktor aksi kelompok (Cg)Menurut NDS dari U.S (Tabel hat72)As/Am=0,5

As = 40 x 120 = 48000 mm2 =7,44 in?

lnterpolasi nilai Cg untuk As = 7,44 in2As = 5 in2 -) Cg = 0,84As = 12 ttl2 --+ Cg = 0,92As = 7,44 in? --+

7 44-5Co = 0,84+

-(0,92-0,84)

=0,8676 . l2-5


52115 !m

52115 !s

(1,r) llls27238 iV

54

Menghitung nilai koreksi : Geomatrik (CA)

- Jarak ujungJarak ujung pada gambar (a) = 100 mm

Jarak ujung pada gambar (aopt) = 7D = 88,9 mm

Karena a > aopt, maka CA = 1,00

- Spasi dalam baris alat pengencang (s)s pada gambar = 60 mm

sopt = 4D = 50,8 mm

Karena s > sopt, maka CA = 1,00

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan (Zu)

Zu

55

Kuattumpu kayu berdasarkan beratieniS O,85:

Fes =65,66N/mm2 Fem =42N/mm2Re=Fern/Fes =0,64


44342 im

69321 ls

32543 llls

31097 IV

Menghitung nilai koreksi : Faktor aksi kelompok (Cg)Menurut NDS dari U.S (Tabet hal12)As/Am=0,5

As = 50 x 1S0 = 7000 rnm2 = 11,625in2

lnterpolasi nilai Cg untuk As = 1 1,625 in2As = 5 in2 --' Cg = 0,98As = 12 in2 -> Cg = 0,ggAs = 1 1,625 in? --+

I 1.625 * sC* = 0,98 * -ff(0.s9-0,98) = 0.989Menghitung nilai koreksi : Geomatrik (Ca)

- Jarak tepi. Jarak tepi dengan beban = 70 mm ( >4D = 64 mm).Jarak tepi yang tidak dibebani = 30 mm ( >1,SD = 24 mm ).

Karena d ) oopt, maka Ca = 1,00

- Jarak ujung. Karena batang horizontal tidak terputus padasambungan (batang menerus, maka faktor koreksijarak ujung tidakdihitung)

Menghitung n a:kOreksi:Geomatrik(c)

- Jarak antar baris alat pengencang. Karena tm/D = 100/1s,9 = 6,3,maka jarak antar baris pengencang adalah sD (s x 15,g = 79,Smm). Jarak antar baris pengencang pada gambar adalah g0 mm.

.laci ic61 = 1,00

56

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan (Zu)ZusQzACsCnnrZZu s 0,6b x 0,8 x 0,g$g x 1.00 x 4 x 3109755 s 66923 N = GG,9 kN ... Aman

Contoh 3,sambungan seperti gambar di bawah tersusun dari kayu dengan beratjenis 0,8. Penamaan batang 1 sampai batang 5 menjelaskan letak batangyang disambung. Batang yang terletak paling depan adalah batang 1,sedangkan yang paling belakang adalah batang 5. Apabila diameter bautyang digunakan adalah 1o,g mm sebanyak dua buah, cek apakahsambungan mampu rnendukung beban-beban yang bekerja. Gunakanfaktor waktu A = 0,8 dan faktor koreksi sambungan bernilai satu.

14 kN

Sal"l dara"cm

2 415

bt8 1 dan 5

815

otg 3

9

6 `

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut (Z)- sambungan dua irisan antara batang 1 dengan batang 2

(1_2_1).

D = 15,9 mm 0 = 45o Fyo = 320 N/mm2ts=40mm t,,,=30mm

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,g :Fud+so = 47 ,43 N/mm2 Femi/ = 61 ,B N/mm2

57


21479

44511ls

28824||ls

35366 IV

Sambungan dua

(2-3-2).

D=15,9mmts=30 rnm

irisan antara batang 2 dengan batang 3

0=45 Fyb=320N/mm2tm=80 mm

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,g :Fes =61,8N/mm2 Fem45 =47,43N/mm2

Tahanan lateralacuan satu baut

Tahanan lateral acuan (N) Moda keletehan

44511 im

43497 is

200o| s'

35366 iV

" Moda kelelehan initidak mungkin terjadi

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut (Z)- Sambungan dua irisan antara batang 2 dengan batang

(23-2)

D=15,9mmtS=30 rnm

Fyb=320N/mm2

Kuattumpu kayu berdasarkan beratieniS O,8:

Fes45 =47,43N/mm2 Fem =61,8Nmm2

0=45otm=80 mm

58

Tahanan lateral acuan satu baut

Tahanan lateral acilan (N) Moda kelelehan

57996 lm

33383 ls

30896 l s

35366 |

* Moda kelelehan initidak mungkin terjadi

irisan antara batang 3 dengan batang 2

0 = 45o Fyo = 320 N/mm2tm=30mm

Sambungan dua

(3-2-3)

D = 15,9 mm

ts=80mm

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,8 :Fes+so = 47 ,43 N/mm2 Fe,.,,r = 61,8 N/mm2

* Moda kelelehan initidak mungkin terjadi

Sambungan dua irisan antara batang(3-2-3)

D..= 15,9 mm

ts=80mm0=45otm=30mm

3 dengan batang 2

Fy6 = 320 N/mmz

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,8 :Fes =61,8N/mm2



21479 im

80922 ls

43842 | s

35366 lV

Fem450=47,43Nmm2

59



16692 lm

115993 ls

48475 | s'

35366 iV

* Moda kelelehan initidak mungkin terjadiJaditahanan lateral acuan 16692 N

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan (Zu)Zu

60

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut (Z)

- Sambungan dua irisan antara batang 1 dengan batang 2(1-2-1)

D = 12,7 mm 0 = 90o Fy6 = 320 N/mm2ts=30mm tm=40mmKuat turnpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :

Fedt= 54,08 N/mm2 Femaso = 35,47 N/mm2



11964 im

27363 ls

{&t9 | s'

18143 IV

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut (Z)


D = 12,7 mm 0 = 90o Fy6 = 320 Nlmm2ts=30mm tm=40mmKuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :

Fedt= g5,47 N/mmz Fem+so = 54,08 N/mmz



18242 lm

17847 is

11039 |lls

18143 IV

61

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut (Z)- Sambungan dua irisan antara batang 2 dengan batang 3

(3-2-3)

D = 12,7 mm 0 = 45o Fyp = 320 N/mm2ts=30mm tms40mmKuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :Fes// = 54,08 N/mmz Fem+so = 42,85 N/mm2



16056 lm

30403 ls

17821 ||ls

21295 iV


D = 12,7 mm 0 = 45o Fyn = 320 N/mm2ts=30mm tm=40mmKuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :Fes/ = 42,85 N/mm2 Femaso = 54,08 N/mm2



20269 im

24090 ls

13742 ||ls

21295 IV

Jadi tahanan lateral acuan yang menentukan adarah 11039 N (nirai

terkecil antara a,b, c, dan d)

62

Menentukan tahanan lateral acuan iiin sambungan(Zu)

Zu Z tt nf Z

Zu 0,65 Xl,O X 2 X l1039

Zu 14351N=14,35 kN

Keselrnbangan statik pada buhul diperoleh sebagai berikut:

20 kN B=D(sin 45o)=0,707D=VDari persamaan keseirnbangan gaya tersebut,maka gaya diagonal

D dapat dianggap sebagal gaya batang yang paling menentukan

Sehingga besarnya gaya batang D tidak boleh melebihi nllai Zu.

D=14,35 kNV=0,707 14,35 kN=10,15 kN

B=20-10,15=9,85 kN

BAB VI

SAMBUNGAN MOMEN

{M o me nt- res i sti n g co n n ecti o n )

19. Sambungan Momen. Selain gaya aksial tarik ataupun tekan, sambungan jugaharus direncanakan untuk memiliki tahanan momen. Contoh sambungan yangdirencanakan tahan terhadap momen adalah Sambungan balok dan Sambungankolom. Tahanan momen pada sambungan paku dan baut adalah tahanan lateral alat

sambung x jarak alat sambung ke pusat kelompok sehingga tahanan momensambungan sangat dipengaruhi oleh konfigurasi kelompok alat sambung. Jumlah alat

sambung sama tetapi konfigurasi ketompok alat sambung berbeda maka nilaitanahan

momennya berbeda. Pada sambungan momen sudut tahanan lateral dari alatsambung terhadap arah serat kayu akan bervariasi sesuai dengan letaknya relatif

terhadap pusat kelompok (C) seperti pada garnbar di bawah.

63

Tahanan momen diperoleh dengan persamaan berikut:

tu -fr,,,l=l

Zi :tahanan lateralri : jarak alat sambung i ke pusat kelompok

Tahanan momen maksimum dapat diperoleh jika alat sambung yang terluar (letaknyapaling iauh dari pusat kelompok alat sambung) telah mencapai leleh. Dengan demikian,alat sambung yang letaknya dekat dengan pusat kelompok alat sambung memilikitahanan lateral yang lebih kecil (belum leleh). Prinsip rigid ptate assumption dapatdigunakan untuk menghitung tahanan lateral alat sambung dekat dengan pusatkelompok alat sambung. Alat sambung i : alat sambung yang letaknya paling luar.

Tahanan lateral alat sambung ke - j dapat dihitung dengan persamaan sebagaiberikut :

r.Z i _ -lZ ,,,,ri

t(9r

Sehingga tahanan momen sambungan dengan empat alat sambung dapat diperolehdengan Persamaan berikut:

64

Contoh 1

Hitunglah tahanan momen sambungan dengan alat sambung baut seperti padagambar di bawah ini. Berat jenis kayu dan diameter baut adalah 0,7 dan 12,2 mm

f;--6of 3o+-

Menghitung tahanan lateral alat sambung baut yang terluar (21)Diameter baut (D) = 12,7 mmSudut terhadap serat kayu (0) = 63o

Tebal kayu sekunder (ts) = 30 mm

Tebal kayu primer (tm) = 60 mmTahanan lentur baut (Fyb) = 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :Fesogo = Fem63o = 38,18 N/mm2



20551 lm

20551 ls

14133 |lis

18221 iV

Menghitung tahanan lateral alat sambung baut (22)Diameter baut (D) = 12,7 mmSudut terhadap serat kayu (0) = 0oTebal kayu sekunder (ts) = 30 mm

Tebal kayu primer (tm) = 60 mm

Tahanan lentur baut (Fyb) = 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :Fes// = Femll= 54,08 N/mm2

60 130XJ10

t160 100 100

FMenghitung tahanan momen

',r,) * 2( ', 2,", )\'', --)

M = 4(t4133 x 112 ) - '( *x 21058 * ,o

'l

\112 -" )l,[ _ 7,27 kNm

Apabila sambungan momen pada contoh 1 juga menerima gaya tarik aksiarsebesar 42 kN, hitunglah tahanan momen sambungan. Karena ada 6 alatsambung baut, maka satu baut akan mendukung gaya sebesar 7 kN atau 7000kN' Tahanan laterar atat sambung tanpa dan dengan gaya aksiar dapat dirihatpada gambar di hal g6.

0,89 zl

0,8921

0,45 21+7000N

Langkah berikutnya adalah menentukan nilai perkiraan Zl sehingga nilai 21 yangdiperoleh tidak merebihi nirai R yang terah diperkirakan.

65


Tahanan lateral acuan (N)

66

R=(0,89Zl)2+(0,45Zl+7000)2

'Tria1 1

Zl=13000N

R=(0,89Zl)2+(0,45Zl+7000)2=1729 HV

=tan~1( )=42

ahanan lateral baut

Sudutterhadap serat kayu(0)=42o

Fes420=Fem420=43:8N/mm2

Z=16295N(moda kelelehan ls)l R melebihi nilai Z

=Tria1 2

Zl=12000N

R = JQ,89 4' " A,45 Zfl = 16365 N

=tan~()= 40 .8

0,89 120000,45 12000 + 7000

Tahanan lateral baut

Sudut terhadap serat kayu (0)=40,8o

Fes40,8o = Fem4O,Bo = 44,19 N1mm2

Z= 16442 N (moda kelelehan llls), R tidak melebihi nilai Zdan selisihnya relatifkecil

Menghitung tahanan momen

t

_ tall

67

=4(120oo 112)+2((21o58-70oo) }: 50) =6

adi dengan adanya gaya aksialtarik 42 kN, maka tahanan mOmen berkurang

sebesar

%=(7,27-6) 100%=17,5%

COntOh 2.

Hitunglahtahanan mOmendarikedual];lil;it

iIl 1:iI:lrSambung baut 12,7 mm dan beratjenis

batang vertikal adalah 23/18 dan X6/18.

Sambungan (a)Diameter baut (D) = 12,T mmSudut terhadap serat kayu (0) = a5oTebal kayu sekunder (ts) = 30 mrnTebal kayu primer (tm) = 60 mmTahanan lentur baut (Fyb) = 3ZA N/mm2Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :Fes+so = Fem+so = 42,84 N/mm2

68


Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan24084

lm24084

is

15934|lis

20158IV

Sambungan (b)

Menghitung tahanan lateral Z1Diameter baut (D) = 12,T mmSudut terhadap serat kayu (0) = 90oTebal kayu sekunder (ts) = 30 mmTebal kayu primer (tm) = 60 mmTahanan lentur baut (Fvo) = 320 Nimm2Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 .Fes// = 54,08 N/mm2 Fema = 35,4T Nimm2

Tahanan lateral acuan satu baut 21


24084 lm

24084 is

15934 ||ls

20158 |

Sambungan (b)

Menghitung tahanan lateral 22

Diameter baut (D) = 12,7 mmSudut terhadap serat kayu (0) = 90o

Tebal kayu sekunder (ts) = 30 mm


Tahanan lentur baut (F,t) = 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :

Fes r = 35,47 N/mm2 Femtt= 54,08 N/mm2

M *2(Z,rr)+2(Zrrr)

[t[ -2(15349 x50) +2(13706 x50) =2,9kNm

Jadi sambungan moment (a) mampu menahan momen lebih besar daripada

sambungan (b) dengan besar peningkatan moment sebesar 4,51 12,9 = 1,56

Tahanan lateral acuan satu baut Z2


27363 im

17947 ls

13706 llls

18143 lV

Menghitung tahanan momen

70

Contoh 3

Hitunglah tahanan momen pada sambungan di bawah ini, jika alat sambungpaku yang dipergunakan adalah 2"8WG12. Berat jenis kayu horisontal dan katu

veriikal adalah 0,45. Gunakan faktor waktu tr=1,0.

Menghitung tahanan lateral paku pada lingkaran rz (Zz)

Diameter baut (D) = 12,7 mm

Sudut terhadap serat kaYu (0) = 90o

Tebal kaYu sekunder (ts) = 30 mm


Tahanan lentur baut (Fyo) = 320 Nlmm2

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,7 :

Fes J = 35,47 N/mm2 Fem// = 54,08 N/mm2

BAB VII

SAMBUNGAN CINCIN BELAH

(splif Ring)

2A. Cincin belah, Cincin belah (splif ring) tersedia dalam dua ukuran : diameter 2,5inchi (64 mm), diameter 4 inchi (100mm). Dalarn pemasangannya,cincin belah $elalu

dilengkapi dengan baut pengaku.

Fungsi baut pengaku untuk membuat sambungan menjadi lebih rapat sehingga cincin

belah bekerja secara optimal. Cincin belah diameter 64 mm -* diameter baut pengaku13 mm. Cincin belah diameter 100 mm --, diameter baut pengaku 19 mm. Tahanan

lateral sambungan dipengaruhi oleh :

Beratienis kayu yang disanrbung

\etelrttlcin ir.ry u y ang drsanlbung

Diameter cincin belah

Sudut yang dibentuk oleh garis kerja gaya dengan serat kayu

Jumlah cincin belah

a

L)

c.

,.1u.

71

Tahanan Lateral Acuan (Z). Tahanan lateral alat sambung cincin belah yang dibebanisejajar serat adalh nilai terkecil dari kekuatan geser atau kekuatan tumpu sambungan.

Z=

Dengani

Fv' :

As :Fe i

Ds iH :

tahanan geser kayu terkoreksi

luas bidang geser cincin belah

kuat tumpu kayu

diameter cincin belah

kedalaman penetrasi cincin belah pada satu batangkayu (umumnya separuh tinggi)

BAB VtI

SAMBUNGAN TAKIKAN(Sambungan Gigi)

21. Sambungan takikan. Sambungan takikan diperoleh dengan cara membuattakikan pada pertemuan kayu. Termasuk sambungan tradisional penyaluran bebanatau gaya sambungan dengan memanfaatkan bidang kontak kayu (tanpa alaisambung). Berdasarkan besarnya kemampuan menerima beban, sambungan gigidibedakan menjadi 2 kelompok yaitu :

a. Sambungangigitunggal

72

Kedalaman gigi (tm) s 1/3 h. dengan h:tinggi komponen struktur mendatardengan Panjang kayu muka (lm) :

1,5 h s lm dan 200 mm s lmPada bagian pertemuan (takikan), kayu diagonal harus dipotong menyikudengan sudut g0o Gaya tekan terfaktor dapat dihitung dengan persamaan :

i/, co.s tt { .LO u I1+ 0,25 "'e ilt

Dengan :

Nu : Gaya tekan terfaktoro : Sudut antara komponen struktur diagonal terhadap komponen struktur

mendatar

: Faktor tahanan geser = 0,7S: Faktor waktu sesuai dengan jenis pernbebanan: Panjang kayu muka: Lebar komponen struktur mendatar: Kuat geser sejajar serat terkoreksi: Eksentrisitas pada penampang kayu netto akibat acianya coakan

sambungan

Apabila gaya tekan terfaktor (Nu) merebihi kemampuan crukung sambungan gigitunggal, maka dapat dicoba sambungan gigi majemuurangkap. sambungangigi majemuk juga disarankan untuk sudut sambungan merebihi 45o.

b' sambungan gigi majemur(rangkap. Di daram perhitungan perkuatansambungan gigi, gesekan antara kayu dengan kayu harus diabaikan.

T,

->

73

Pada sambungan majemuk terdapat dua gigi dan dua panjang muka yangmasing-masing diatur sebagai berikut :

1) Kedalaman gigipertama, tm1 2 30 mm2) Kedalaman gigikedua, tm2 > tm1+20 mm dan tm2 s 1/3h3) Panjang kayu muka pertama, rm1 > 200 mm dan tm.1 > 4tm1 .

Gaya tekan terfaktor (Nu) pada bagian kayu muka yang pertama diperolehberdasarkan persamaan :

t,zsN,,cosa _+- I ),au" F,tttt'mt I+0,25-^r

ml

Gaya tekan terfaktor (Nu) pada bagian kayu muka yang kedua diperorehberdasarkan persamaan :

l+0,25 l,e.m

Dengan :

lm Panjang kayu muka rerataPanjang kayu muka yang pertama

Panjang kayu muka yang keduaEksentrisitas rerata pada penampang nettoEksentrisitas bagian kayu muka pertarnaEksentrisitas bagian kayu muka kedua

lm l

lm2

em

eml

em2

Fml : Luas bidang tumpu kayu yang pertama= b 1COS

Fm2 : Luas bidang tumpu kayu yang kedua = br

2

COS

_ Contoh l.Sambungan gigi tunggal tersusun dari kayu dengan kode mutu E21. Kayu

horisontal dan kayu diagonal merniliki ukuran 8/15 dengan sudut yang

dibentuknya sebesar 35o. Apab a kedalaman gigi(trn)adalah 50 rnrn, danpaniang im adalah 200 mm,berapakah gaya tekan terfaktor(Nu)makSimum

dengan faktor waktu =0,8?

74

R+I

Penyelesaian :

- Kuat geser sejajar serat (Fv) untuk kayu dengan kode mutu E21 adalah5,9 N/m2.

- Nilai faktor koreksi masa layan dianggap 1,00.- Jadi Fv'= 1,00 x 5,9 = 5,9 N/mm2- Menghitung eksentrisitas (em)

=0,5( )+0,5t

* =0,5(1 5 G-5 0; +05 x 5 0- 7 *nm

1) Menghitung gaya tekan (Nu)

N,

75

Fv'=1,00 5,9=5,9N/rrlrn2Menghttung eksentttskas(em)

1=Q5( 1)+0,51=0,5(150-3 +o,5 30=7577

=0,5(2)+0,52=Q5(150-5o+Q550=75r7777

%=Q51+)=Q5(75+7o=75

1) Menghttung paniang kayu muka(lm)

1=200

+=200+0'5 150+50g45)=356777

,=0,5( 1+2)=278 792

2) Menghitung luas tumpu(Fm)

==="9

2=cos

=Cos 45 =56567,2

Ll = 5

76

3) Gaya tekan terfaktor(Nu)

penama i

berdasarkan kedalaman kayu muka

Ar 102538 iV

Gaya tekan terfaktor(Nu)berdasarkan kedalaman kayu muka kedua:

2 '

r 74003r

adi gaya tekan terfaktor(Nu)makSimunl adalah 74 kN

BAB IX

PENUTUP

22" Penutup. Materi-materi yang disusun dalam bahan ajar ini sekiranya masihperlu ditambahkan dengan penyediaan sumber-sumber kepustakaan yang lain yangakan dapat menambah wawasan taruna dalam memahami llmu Struktur Kayu danBambu. Penyusunan bahan masih banyak memuat kekurangan, sehingga masihmemerlukan perbaikan dimasa yang akan dating. Selanjutnya diharapkan bahan ajarini bias bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.

paku

Documents

Struktur Kayu3