08. buku ajar konstruksi kayu

BUKU AJAR

KONSTRUKSI KAYU

DISUSUN OLEH :

I PUTU LAINTARAWAN, ST, MT.

I NYOMAN SUTA WIDNYANA, ST, MT.

I WAYAN ARTANA, ST.

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HINDU INDONESIA

Konstruksi Kayu

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis kami panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, atas

rahmatNya, penyusunan Buku Ajar Konstruksi Kayu dapat diselesaikan. Buku Ajar ini

disusun untuk menunjang proses belajar mengajar mata kuliah Konstruksi Kayu

sehingga pelaksanaannya dapat berjalan dengan baik dan lancar, serta pada akhirnya

tujuan instruksional umum dari mata kuliah ini dapat dicapai.

Diktat ini bukanlah satu-satunya pegangan mahasiswa untuk mata kuliah ini,

terdapat banyak buku yang bisa digunakan sebagai acuan pustaka. Diharapkan

mahasiswa bisa mendapatkan materi dari sumber lain.

Penulis menyadari bahwa diktat ini masih banyak kelemahan dan

kekurangannya. Oleh karena itu kritik dan saran pembaca dan juga rekan sejawat

terutama yang mengasuh mata kuliah ini, sangat kami perlukan untuk kesempurnaan

tulisan ini. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Denpasar, Februari 2009

Penulis

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia i

Konstruksi Kayu

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...................................................................................................iDAFTAR ISI ..................................................................................................................ii BAB I TEGANGAN IJIN KAYU .................................................................................11.1 Berat Jenis Kayu ......................................................................................................11.2 Kelas Kuat Kayu ......................................................................................................21.3 Faktor Reduksi .........................................................................................................31.4 Penyimpangan Arah Gaya Terhadap Arah Serat Kayu ...........................................31.5 Contoh Soal dan Pembahasan ..................................................................................3

BAB II ELEMEN-ELEMEN STRUKTUR ..................................................................52.1 Batang Tarik .............................................................................................................52.2 Batang Tekan............................................................................................................52.2.1 Batang Tunggal......................................................................................................52.2.2 Batang Ganda ........................................................................................................62.3 Balok Lentur.............................................................................................................72.4 Balok yang Menerima Momen dan Gaya Normal ...................................................72.4.1 Lenturan dan Tarikan ............................................................................................72.4.2 Lenturan dan Tekanan ...........................................................................................72.5 Contoh Soal dan Pembahasan ..................................................................................8

BAB III JENIS SAMBUNGAN DAN ALAT SAMBUNG ..........................................113.1 Sambungan Baut ......................................................................................................113.2 Sambungan Paku ......................................................................................................113.3 Sambungan Pasak Kayu Persegi ..............................................................................133.4 Sambungan dengan Pasak Kayu Bulat Kubler ........................................................133.5 Sambungan dengan Cincin Belah Kreugers ............................................................153.6 Sambungan dengan Kokot Bulldog .........................................................................173.7 Contoh Soal dan Pembahasan ..................................................................................19

BAB IV SAMBUNGAN GIGI.......................................................................................274.1 Sambungan Baut ......................................................................................................274.2 Contoh Soal dan Pembahasan ..................................................................................28

BAB V SAMBUNGAN MOMEN ................................................................................365.1 Plat Sambung di Atas dan Bawah ............................................................................365.2 Plat Sambung di Samping.........................................................................................365.3 Contoh Soal dan Pembahasan ..................................................................................37

BAB VI BALOK SUSUN .............................................................................................466.1 Balok Susun dengan Pasak Kayu dan Kokot ...........................................................466.2 Balok Susun dengan Paku ........................................................................................466.3 Balok Susun dengan Papan Badan Miring ...............................................................476.4 Contoh Soal dan Pembahasan ..................................................................................48

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................78

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia ii

Konstruksi Kayu

BAB I

TEGANGAN IJIN KAYU

1.1 Berat Jenis Kayu

Berat jenis kayu ditentukan pada kondisi dimana kadar lengas kayu dalam

keadaan kering udara. Berat jenis yang digunakan adalah berat jenis kering udara. Berat

jenis kayu sangat menentukan kekuatan dari kayu. Selain berat jenis, kekuatan kayu

juga ditentukan oleh mutu kayu. Mutu kayu dibedakan dalam dua macam, yaitu mutu A

dan mutu B yang selanjutnya dapat dibaca pada PKKI (Peraturan Konstruksi Kayu

Indonesia) 1961 (NI-5).

Kekuatan kayu digolongkan dalam kelas kuat I, II, III, IV, dan V. Tegangan-

tegangan ijin untuk kayu mutu A dengan kelas kuat tertentu dapat dilihat pada daftar IIa

PPKI 1961. Untuk kayu mutu B tegangan-tegangan ijin dalam daftar IIa harus dikalikan

dengan faktor reduksi sebesar 0,75. Apabila diketahui berat jenis kayu, maka tegangan-

tegangan ijin kayu mutu A dapat langsung dihitung dengan rumus seperti terdapat pada

daftar IIb PPKI 1961, sebagai berikut:

=170.g (kg/cm2)

= 150.(kg/cm2)

= 40.g (kg/cm2)

= 20.g (kg/cm2)

dimana g adalah berat jenis kering udara.

Untuk kayu mutu B rumus tersebut di atas harus diberi faktor reduksi sebesar

0,75. Jika suatu kayu diketahui jenisnya maka dengan menggunakan lampiran I PKKI

1961 dapat diketahui berat jenisnya. Dari Tabel 1.1 tersebut untuk perhitungan tegangan

ijin sebagai berat jenis kayu diambil angka rata-rata dengan catatan bahwa perbedaan

antara berat jenis maksimum dengan berat jenis minimum tidak boleh lebih dari 10%

berat jenis minimum. Atau Bj-maks – Bj-min ≤ Bj-min. Jika perbedaan tersebut lebih

dari 100% harus digunakan berat jenis yang minimum.

Seperti misalnya Kayu Keruing dari Tabel 1.1 mempunyai Bj-maks = 1,01 dan

Bj-min =0,51, maka Bj-maks – Bj-min = 1,01- 0,51 = 0,5 < Bj-min = 0,51 sehingga

dapat digunakan Bj-rata-rata = 0,79. Dengan cara lain, kita dapat langsung

menggunakan kelas kuat kayu yang terendah dari Tabel 1.1 tersebut.

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia 1

Konstruksi Kayu

Tabel 1.1 Beban yang diijinkan untuk masing-masing paku.

Disarankan untuk menggunakan rumus yang ada untuk menghitung tegangan

ijin apabila telah diketahui berat jenis kayu.

1.2 Kelas Kuat Kayu

Kelas kuat jenis kayu juga digunakan untuk menentukan modulus elastisitas

kayu sejajar serat (E), yang dapat dilihat pada daftar I PPKI 1961. Apabila telah

diketahui berat jenis kayu, maka untuk menentukan modulus elastisitas kayu harus


Konstruksi Kayu

diketahui kelas kuat kayu. Untuk itu hubungan antara kelas kuat dan berat jenis kayu di

dapat dilihat pada Tabel 1.2 berikut ini.

Tabel 1.2 Hubungan antara kelas kuat dan berat jenis

Kelas kuat I II III IV V

Berat jenis ≥ 0,90 0,60-0,89 0,40-0,59 0,30-0,39 < 0,30

1.3 Faktor Reduksi

Harga-harga tegangan ijin dalam daftar IIa PKKI 1961 maupun rumus tegangan

yang telah diberikan di atas adalah untuk pembebanan pada konstruksi yang bersifat

tetap dan permanen serta untuk konstruksi yang terlindung. Jadi, untuk sifat

pembebanan tetap, foktor reduksi γ = 1, untuk konstruksi terlindung, faktor reduksi β =

1.

Apabila pembebanan bersifat sementara atau khusus untuk kontruksi tidak

terlindung, maka harga tegangan ijin tersebut harus dikalikan dengan faktor reduksi:

- untuk kontruksi tidak terlindung, β = 5/6

- untuk konstruksi yang selalu basah (terendam air), β = 2/3

- untuk pembebanan yang bersifat semestara, γ = 5/4

- untuk pembebanan yang bersifat khusus (getaran dll) γ = 3/2

Faktor reduksi tersebut di atas, juga berlaku untuk mereduksi kekuatan alat

sambung.

1.4 Penyimpangan Arah Gaya Terhadap Arah Serat Kayu

Apabila arah gaya yang berkerja pada bagian-bagian konstruksi menyimpang

dengan sudut α terhadap arah serat kayu, maka tegangan ijin tekan/tarik kayu harus

dihitung : α = ds // - ( ds// - ds ). Sin α. Faktor reduksi seperti yang diuraikan di

atas juga harus diperhitungkan.

1.5 Soal-Soal dan Pembahasan

1. Suatu konstruksi gording menahan beban tetap terbagi sebesar 50 kg/m. Kelas

kayu adalah kelas A. Gording terbuat dari kayu dengan Bj= 0,6. Hitung tegangan-

tegangan ijinnya? Apabila panjang gording 3 m dengan peletakan sendi-rol, serta


Konstruksi Kayu

dimensi gording 6/8, kontrol apakah konstruksi tersebut aman. Lendutan dan berat

sendiri gording diabaikan

Penyelesaiaan:

Konstruksi gording terlindung, β = 1

Pembebanan permanen, γ = 1

Bj = 0,6 maka:

lt reduksi = lt. r = 170.0,6.1.1 = 102 kg/cm2

ds //r = tr // = 150.0,6.1.1 = 90 kg/cm2

ds r = 40.0,6.1.1 = 24 kg/cm2

// r = 20.0,6.1.1 =12 kg/cm2

Mmaksimum (Mmaks) = 1/8.q. l2 = 1/8.50.32 = 56,25 kg.m

= 5625 kg.cm

Tahanan momen (W) = 1/6. b. h2 = 1/6.6.82 = 64 cm3

lt = = = 87, 89 kg cm2 < lt.r = 102 kg/cm2 (OK)

Gaya lintang maksimum (Dmaks) = ½. q. l = 1/2.50.3 = 75 kg

= = = 2,34 kg/cm2 < // r = 12 kg/cm2 (OK)

Konstruksi aman

2. Suatu batang tarik yang disambung dengan alat penyambung baut. Kekuatan satu

buah baut =50 kg. Konstruksi tidak terlindung dan beban tidak permanen. Apabila

gaya tarik yang bekerja pada kontruksi tersebut sebesar 0,6 ton, Hitung jumlah

baut yang dibutuhkan.

Penyelesaian :

Konstruksi tidak terlindung, β = 5/6

Pembebanan tidak permanen γ = 5/4

baut reduksi = 50.5/6. 5/4 = 52,08 kg

Jumlah baut (n) = = 11,52 → digunakan 12 baut

Jumlah baut yang digunakan 12 buah.

BAB II


Konstruksi Kayu

ELEMEN-ELEMEN STRUKTUR

2.1 Batang Tarik

Batang disebut sebagai batang tarik, apabila arah gaya meninggalkan tampang

atau gayanya menarik batang. Dalam menentukan luas tampang batang yang mengalami

gaya tarik harus diperhitungkan terhadap berkurangnya luas tampang akibatnya adanya

alat-alat sambung. Oleh karena itu, perhitungan selalu menggunakan luas tampang netto

(Fnt). Besarnya Fnt = c . Fbr dengan c adalah faktor perlemahan akibat adanya alat

sambung, dan Fbr = luas tampang bruto.

Adapun besarnya faktor perlemahan untuk berbagai bentuk sambungan sebagai

berikut:

- 10 % untuk sambungan dengan paku.

- 20 % untuk sambungan dengan baut dan sambungan gigi.

- 20% untuk sambungan dengan kokot dan cincin belah.

- 30% untuk sambungan dengan pasak kayu.

- 0 % untuk sambung dengan perekat.

2.2 Batang Tekan

Batang disebut sebagai batang tekan, apabila arah gaya meninggalkan tampang

atau gayanya menekan batang.

2.2.1 Batang Tunggal

Dalam merencanakan batang tekan harus diperhatikan adanya bahaya tekuk,

tetapi tidak perlu memperhatikan faktor perlemahan seperti pada batang tarik. Besarnya

faktor tekuk () tergantung dari angka kelangsingan batang ().

= ........................................................................................................................(2.1)

ltk = panjang tekuk yang tergantung dari sifat-sifat ujung batang.

- untuk jepit-sendi, ltk = ½. 1.

- untuk jepit-bebas, ltk = 2.l

- untuk sendi-sendi, ltk = l

- untuk kontruksi kerangka, ltk = l


Konstruksi Kayu

imin = jari-jari inersia minuman = ...................................................................(2.2)

Hubungan antara dan dapat dilihat pada daftar III PKKI 1961. Selanjutnya tegangan

tekan yang terjadi tidak boleh melampaui tegangan tekan yang diijinkan.

......................................................................................................(2.3)

Untuk merencanakan dimensi batang tekan tunggal, sebagai pedoman awal

dapat digunakan rumsu-rumus sbb.

- untuk kayu kelas kuat I, Imin = 40. Ptk. Ltk2

- untuk kayu kelas kuat II, Imin = 50. Ptk. Ltk2

- untuk kayu kelas kuat III, Imin = 60. Ptk. Ltk2

- untuk kayu kelas kuat IV, Imin = 80. Ptk. Ltk2

2.2.2 Batang Ganda

Batang ganda dapat terdiri dari dua, tiga ataupun empat batang tunggal yang

digabung masing-masing dengan jarak antara. Pemberian jarak ini dengan tujuan untuk

memperbesar momen inersia yang berarti juga memperbesar daya dukung.

Besarnya momen inersia terhadap sumbu bebas bahan (sumbu Y) (Lihat gambar

1) harus diberi faktor reduksi sehingga besarnya dapat dihitung.

Iy = 1/4 . (It + 3. Ig) ..................................................................................................(2.4)

It = momen inersia yang dihitung secara teoritis

Ig = momen inersia yang dihitung dengan menganggap bagian-bagian ganda menjadi

tunggal. Untuk momen inersia terhadap sumbu X tidak perlu direduksi.

Gambar 2.2.2 Batang ganda

Diisyaratkan bahwa a 2b. Jika a > 2b, maka untuk menghitung It tetap diambil a = 2b.


Konstruksi Kayu

2.3 Balok Lentur

Sebuah balok yang dibebani momen lentur harus memenuhi syarat batas

tegangan lentur dan lendutan. Tegangan lentur yang terjadi tidak boleh melampaui

tegangan lentur yang diijinkan.

........................................................................................................(2.5)

Wn = c. W, dengan c adalah faktor perlemahan seperti pada batang tarik dan W adalah

tahanan momen. Juga lendutan yang terjadi tidak boleh melebihi lendutan yang

diijinkan. Syarat panjang bentang efektif balok yang efektif dapat dilihat pada PKKI

1961 ps. 12.1

2.4 Balok Yang Menerima Momen dan Gaya Normal

2.4.1 Lenturan dan Tarikan

Gambar 2.4.1 Lenturan dan Tarikan

Pada konstruksi yang mengalami lenturan dan tekanan, tegangan yang terjadi

tidak boleh lebih besar dari tegangan tarik yang disyaratkan.

...............................................................................(2.6)

= ....................................................................................................................(2.7)

2.4.2 Lenturan dan Tekanan

Gambar 2.4.2 Lenturan dan Tekanan

Pada kontruksi yang mengalami lenturan dan tekanan, tegangan yang terjadi

tidak diijinkan lebih besar dari tegangan tekan yang disyaratkan.


M MM MS S

M MM MS S

Konstruksi Kayu

........................................................................(2.8)

.................................................................................................................(2.8)

2.5 Contoh Soal dan Pembahasan

Soal 1

Sebuah batang tarik dari kayu dengan Bj = 0,5 menahan gaya sebesar 5 ton = 1 , =

1, sambungan dengan baut. Tentukan dimensi batang tarik tersebut yang aman dan

ekonomis.

Penyelesaian

Kayu dengan Bj = 0,5 , = 1, = 1, = 150.0,5 = 75 kg/ cm2

P = 5000 kg

Faktor Perlemahan (FP) = 20 %

= , Fnt = = 66,67 cm3

Fbr = = = 83,34 cm3

Dicoba b = 7 cm

h = 12 cm (h 2b)

Fbr = 7.12 = 84 cm2 > 83,34 cm2 (OK)

Jadi dimensi yang aman dan ekonomis 7/12

Soal 2

Suatu batang tekan panjangnya 2 m dibebani gaya 12 ton. Batang tersebut

merupakan bagian dari suatu konstruksi kuda-kuda dan direncanakan untuk menahan

beban tetap dan beban angin. Jika berat jenis kayu 0,65, rencanakan dimensi batang

tekan tersebut.

Penyelesaian

Konstruksi kuda-kuda, terlindung = 1

Beban tetap dan beban angin, = 5/4

Konstruksi kuda-kuda = konstruksi rangka. Ltk = 1=2 m


Konstruksi Kayu

Bj = 0,65, = 150.0,65 . 5/4 = 121,875 kg/cm2, Kayu kelas II, Imin = 50. P.

Ltk2

Misal direncanakan tampang bujur sangkar.

Imin = 1/12. b4 = 50.12. 22

b4 = 28800 cm4

b = 13,03 cm

diambil b = h = 13 cm

imin = = 0,289. b = 3,757 cm

= 53.23 dari daftar III PKKI 1961, dengan interpolasi liniar didapat =

1,5523

Soal 3

Diketahui a = b = 3 cm. Kayu dari Suren. P=3 ton tekan.Batang tersebut, terdapat pada

sebuah konstruksi rangka kuda-kuda. Beban permanen. Panjang batang 220 cm.

Tentukan dimensi h.

Gambar 2.5a Batang Ganda dengan Jarak a

Penyelesaian

Konstruksi rangka kuda-kuda, = 1 , ltk = 1 = 220 cm

Beban permanen, = 1

Kayu seren

= 45 kg/cm2


Konstruksi Kayu

= 45.1.1 = 45 kg/cm2

Dicoba h = 10 cm

ix = 0,289 . h = 2,89 cm

It = 2 . 1/12 . 10 . 33 + 2 . 10 . 3 . 33 = 585 cm4

Ig = 1/12 . 10 . 63

Iy = ¼ . (It + 3. Ig) = ¼ . (585 +3 . 180) = 281,25 cm4

iy = = 2,17 cm

= = 101,38 → dari dafter III PKKI 191, dengan interpolasi linear di

dapat

= 3,0966

= = = 154, 83, kg/cm2 >> 45 kg/cm2 (Not OK)

Dengan beberapa kali percobaan, didapat h = 35 cm

h = 35 cm

ix = 0,289. h = 10,115 cm

It = 2 .1/12 . 35 . 33 + 2 . 35 . 3. 32 = 2047,5 cm4

Ig = 1/12 . 10 . 63 = 160 cm+4

Iy = ¼. (It + 3 . Ig) = ¼ . (2047,5 + 3 . 630) = 984,375 cm2

iy = = 2,17 cm

= = 101,38 → dari daftar III PKKI 191, dengan interpolasi

linear di dapat = 3,0966

= = = 154, 83, kg/cm2 >> 45 kg/cm2 (OK)

BAB III

JENIS SAMBUNGAN DAN ALAT SAMBUNG


Konstruksi Kayu

3.1 Sambungan Baut

Sambungan dengan baut dibagi dalam 3 (tiga) golongan sebagai berikut :

- Golongan I untuk kayu kelas kuat dan kayu Rasamala,

Sambungan tampang satu : P = 50.1. d. ( 1 - 0,60 sin α)

P = 240 . d2 . ( 1 - 0,35 sin α)

Sambungan tampang dua : P = 125. m . d . (1 – 0,60 sin α)

P = 250 . l . d . ( 1 - 0,60 sin α)

P = 480 . d2 . ( 1 - 0,35 sin α)

- Golongan II untuk kayu kelas kuat II dan kayu Jati,

Sambungan tampang satu : P = 40 . 1 . d . ( 1 - 0,60 sin α)

P = 215 . d2 . ( 1 - 0,35 sin α)

Sambungan tampang dua : P = 100 . m . d . ( 1 - 0,60 sin α)

P = 200. l . d . ( 1 - 0,60 sin α)

P = 430. d2 . ( 1 - 0,35 sin α)

- Golongan III untuk kayu kelas kuat III,

Sambungan tampang satu : P = 25. l . d . ( 1 - 0,60 sin α)

P = 170. d2 . ( 1 - 0,35 sin α)

Sambungan tampang dua : P = 60. m . d . ( 1 - 0,60 sin α)

P = 120. l . d . ( 1 - 0,60 sin α)

P = 340. d2 . ( 1 - 0,35 sin α)

dimana:

P adalah kekuatan ijin baut dalam kg dan diambil yang terkecil.

l dan masing-masing adalah tebal kayu tepi kayu tengah dalam cm.

d adalah diameter baut dalam cm.

α adalah sudut penyimpangan arah gaya terhadap arah serat.

Untuk kayu kelas-kuat di bawah III jarang digunakan sehingga tidak diberikan

perumusannya. Perencanaan sambungan dengan alat sambung baut harus

memperhatikan syarat-syarat yang berlaku sesuai dengan PKKI 1961.


Konstruksi Kayu

3.2 Sambungan Paku

Apabila pada sambungan digunakan paku yang memenuhi syarat untuk

sambungan tampang dua, maka kekuatan paku dalam Tabel 1.1 dapat dikalikan dua.

Panjang paku untuk sambungan tampang satu :

lp ≥ 2,5 . l (l= tebal kayu muka)

sedangkan untuk sambungan tampang dua:

lp ≥ 2.m + 1 (m= tebal kayu tengah).

Dari Tabel 1.1, terlihat bahwa tebal kayu muka tempat awal masuk dibatasi 2-4

cm. Sehingga apabila tebal kayu muka lebih dari 4 cm, maka kekuatan paku tidak dapat

dihitung berdasarkan Tabel 1.1 tersebut.

Jadi apabila tidak menggunakan Tabel 1.1, kekuatan pada paku juga dapat

dihitung dengan rumus:

Tampang satu : P = 0,5 . d . l . Tk untuk 1 ≤ 7. d

P = 3,5 . d2 . Tk untuk 1 ≥ 7. d

Tampang satu : P = d . m . Tk untuk m ≤ 7. d

P = 7 . d2 . Tk untuk m ≥ 7. d

Harga tampang dapat dilihat pada Tabel 1.1 sesuai dengan berat jenis kayu yang

bersangkutan. Dalam perencanaan, sambungan dengan alat sambung paku harus

memperhatikan syarat-syarat dalam PKKI 1961.

Contoh

Sebuah batang tarik berukuran 8/16 mendukung gaya S = 6 ton. Kayu Damar

dengan Bj = 0,5. konstruksi terlindung dan beban tidak tetap. Diminta menyambung

batang tersebut dengan alat sambung paku

Penyelesaian

Β = 1, γ = 5/4

Kayu dengan Bj = 0,5

Sebagai plat sambung digunakan kayu ukuran 2 x 4/16

Tebal kayu muka = 4 cm, S = 6000 kg (sangat besar0

Maka digunakan paku 41/2” BWG 6 (52/114) dengan lp = 11,4 cm, sehingga

memenuhi syarat sambung tampang satu.

= 118 . 5/4 . 1 = 147,5 kg


Konstruksi Kayu

n = = 40,7 ,digunakan 42 paku (masing-masing sisi 21 paku)

Jarak-jarak paku : 5 d = 2,6 cm → 4 cm (bisa 3 baris)

10d = 5,2 5,5

12d = 6,2 6,5

Gambar 3.2 Batang tarik yang disambung dengan alat sambung paku

3.3 Sambungan Pasak Kayu Persegi

Sambungan dengan pasak kayu hanya digunakan untuk sambungan tampang dua

saja. Arah serat kayu pada pasak dibuat sejajar dengan arah serat kayu pada batang yang

disambung (batang asli). Syarat-syarat ukuran pasak sbb.

Tinggi pasak, 2t : t ≥ 1,5 cm

Panjang pasak, a : 10 cm ≤ a ≤ 15 cm

a ≥ 5t

Tegangan-tegangan yang terjadi pada pasak dan batang asli tidak boleh melebihi

tegangan-tegangan ijin-nya.

3.4 Sambungan dengan Pasak Kayu Bulat Kubler

Alat sambung ini dapat digunakan untuk sambung tampang dua atau lebih.

Kekuatan pasak Kubler dapat dilihat pada Tabel 3.4 untuk kayu dengan Bj = 0,6. Untuk

Bj-lain maka angka-angka dalam Tabel 3.4 tersebut harus diberi faktor pengali

sebanding dengan Berat Jenis = Bj/0,6. Apabila arah gaya membentuk sudut α terhadap

arah serat kayu, maka kekuatan pasak berkurang sbb.

Pα = P// . ( 1 – 0,25 . sin α ) ..............................................................................(3.1)


Konstruksi Kayu

Cara memilih ukuran pasak dengan memperhatikan ukuran kayu minimum. Misal

pasak akan diletakkan setangkup dengan lebar kayu 14 cm, maka dapat diambil pasak

10 cm atau yang lebih kecil lagi sesuai dengan kekuatan pasak. Pada prinsipnya jumlah

pasak yang terpasang/digunakan semakin sedikit akan semakin baik karena menghemat

panjang plat sambung.

Tabel 3.4 Kekuatan Pasak KayuBulat Kubler.

Contoh


dengan Bj = 0,5. konstruksi terlindung dan beban tidak permanen. Diminta

menyambung batang tersebut dengan alat sambung Pasak kayu bulat Kubler.

Penyelesaian

Β = 1 , γ = 5/4



Dengan ukuran kayu 8/16 dan plat sambung 2 x 4/16 terdapat lebar kayu 16 cm, maka

dari Tabel 3.4 digunakan pasak dengan diameter D= 10 cm.

Untuk Bj= 0,6 → = 1700 kg

= 1700 . 5/4 . 1 . 0,5 /0,6 = 1770,83 kg


Konstruksi Kayu

n = = 3,4 → digunakan 4 pasak (2 pasang)

Gambar 3.4 Batang tarik disambung dengan alat sambung Pasak kayu bulat Kubler.

3.5 Sambungan Dengan Cincin Belah Kreugers

Kekuatan cincin belah Kreugers perpasang dapat dilihat pada Tabel3.5 untuk kayu

dengan Bj = 0,6. Untuk Bj-lain harus diberi faktor pengali sebanding dengan Bj-nya.

Cincin belah ini sebaiknya gunakan untuk sambungan tampang dua atau lebih dan pada

satu sambungan dibatasi maksimal ada 3 (tiga) pasang cincin belah. Apabila arah gaya

membentuk sudu α terhadap arah serat kayu, maka kekuatan cincin belah berkurang

sebagai berikut.

Pα = P/ / . (1-0,30 . sin α ) ..............................................................................(3.2)

Cara memilih cincin belah tersebut berturut-turut dengan memperhatikan lebar

kayu minimum, tebal kayu tengah minimum, tebal kayu tepi minimum dan jarak kayu

muka yang direncanakan.

Tabel 3.5 Kekuatan cincin belah Kreugers


Konstruksi Kayu

Contoh



menyambung batang tersebut dengan alat sambung cincin belah Kreugers.

Penyelesaian

Β = 1 , γ = 5/4



Konstruksi Kayu


Ukuran kayu : Lebar = 16 cm

Tebal kayu tepi = 4 cm

Tebal kayu tengah = 8 cm

Maka dari lampiran-3 dipilih cincin belah 125/25 dan dengan kayu muka 12,5 cm,

= 3000 kg/pasang .

= 3000 . 5/4 . 1 . 0,5/0,6 = 3125 kg/cm

n = = 1,92 → digunakan 2 pasang.

Gambar 3.5 Batang tarik disambung dengan alat sambung cincin belah Kreugers

3.6 Sambungan dengan Kokot Bulldog

Kekuatan kokot bulldog dapat dilihat pada Tabel 3.6 untuk kayu Bj = 0,5. Untuk

berat jenis lain harus diberi faktor pengali sebanding dengan berat jenisnya. Apabila

arah gaya membentuk sudut α terhadap arah serat kayu maka kekuatan kokot bulldog

berkurang sebagai berikut.

Pα = P / / . ( 1 – 0,25 . sin α ) .......................................................................................(3.3)

Cara memilih kokot bulldog tersebut dengan memperhatikan kayu minimum dan

tebal kayu muka minimum, serta diameter baut yang direncanakan.

Contoh


Konstruksi Kayu



menyambung batang tersebut dengan alat sambung Kokot Bulldog

Penyelesaian

Β = 1 , γ = 5/4



Ukuran kayu minimum = 4/16

Maka dipakai kokot Bulldog persegi 10 x 10 cm

(syarat kayu minimum pada lampiran-4 untuk kokot 10 x 10 cm adalah 3,81 /11,43 cm)

Dengan digunakan baut 5/8” , = 1500 kg (Bj=0,5)

n = = 3,2 → digunakan 4 kokot (2 pasang)

kayu muka = 11 cm

jarak antar baut = 17 cm

Gambar 3.6 Batang tarik disambung dengan alat sambung Kokot Bulldog


Konstruksi Kayu


Soal 1

Sebuah batang diagonal 1 x 8/14 bertemu dengan batang mendatar 1 x 10/16. Batang

diagonal meneruskan gaya S = 600 kg sebagai akibat beban tetap dan angin. Konstruksi

terlindung α = 45°. Berat Jenis Kayu = 0,6. Sambunglah sambungan tersebut dengan

sambungan baut.

Gambar 3.7a Batang diagonal dengan sambungan baut.

Penyelesaian

Konstruksi terlindung β = 1

Beban tetap + angin γ = 5/4

Kayu dengan Bj = 0,6 → kelas kuat II

→ sambungan golongan II, tampang satu, digunakan baut ½” (= 1,27 cm)

P = 40 . l . d . ( 1 – 0,60 . sin α)

= 40 . 8 . 1,27 . (1 – 0,60. sin 45°) = 233, 98 kg

P = 215 . d2 . ( 1 – 0,35 . sin α )

= 215 . 1,272 . ( 1 – 0,35 . sin 45° ) = 260,95 kg

Pr = 233,98.1. 5/4 = 292.5 kg

Jumlah baut, n = 600/292,5 = 2,05 → digunakan 4 baut.

Jarak-jarak baut : untuk 0° < α < 90° → 5d – 6d

untuk α = 45° → dengan interpolasi linear

→ 5,5d = 7 cm

2d = 2,54 cm < 7. ½ . = 4,9 cm

7d = 8,9 cm → 10 cm

3d = 3,8 cm → 6 cm


Konstruksi Kayu

Gambar 3.7b Detail sambungan baut batang diagonal.

Soal 2

Batang vertikal meneruskan gaya tarik 1050 kg. Kayu mahoni konstruksi

terlindung dan gaya akibat beban tetap rencanakanlah alat sambungan tersebut dengan

alat sambung baut.

Gambar 7

Gambar 3.7c Batang vertikal

Penyelesaian :

β = 1, = , Kayu Mahoni lampiran I PKKI 1961.

Kelas kuat III

Sambungan golongan III, tampang dua, digunakan baut, digunakan baut 5/8’” (=

1,59 cm) , → α = 90° ;

= 60 . m . d . (1 – 0,60 . sin α )


Konstruksi Kayu

= 60 . 40. 1,59 . 0,4 = 534,24 kg

= 340 . d2 . (1 – 0,35) . sin α)

= 340 . (1,59)2 . 0,65 = 558,71 kg

n = = 1,97 → digunakan 2 baut

Jarak-jarak baut : 5d = 7,95 cm → 8 cm

3d = 4,77 6 cm

2d = 11,13 12 cm

Gambar 3.7d Detail sambungan batang vertikal

Soal 3

Sebuah batang ditarik berukuran 2 x 3/12 dari sebuah kuda-kuda menahan tarik

2,5 ton yang disebabkan oleh beban permanen + beban angin. Apabila batang tersebut

menggunakan kayu Meranti Merah, hitung dan rencana sambungan untuk batang

tersebut dengan alat sambung baut.


Konstruksi Kayu

Gambar 3.7e Batang ganda

Penyelesain

β = 1 , γ = 5/4

Kayu Meranti Merah → lampiran I PKKI 1961,

Bj-rata-rata = 0,55 → kelas kuat III, → Sambungan

golongan III,

Digunakan 3 buah plat sambung 3 x 3/12 sehingga sambungan menjadi 2 x

tampang dua, digunakan baut 3/8” ( = 0,95 cm),

α = 0°

= 60 . m . d = 60 . 3 . 0,95 = 271 kg

= 120 . l . d = 120 . 3. 0,95 = 342 kg

= 340 . d2 . = 340 . (0,95)2 = 306,85 kg

= 171 . 5/4 . 1 = 213,75 kg

2x tampang dua, = 2. 213,75 = 427,5 kg

n = = 5,8 → digunakan 6 baut


6d = 5,7 6

3d = 2,85 3

2d = 1,9 3


Konstruksi Kayu

Gambar 3.7f Detail sambungan batang ganda

Soal 4

Direncanakan kuda-kuda dari kayu dengan Bj = 0,6 Mutu b menahan beban seperti pada

gambar 14, gaya-gaya yang bekerja sudah termasuk berat sendiri, serta dihitung pada

beban tetap. Apabila tengah-tengah bentang CD serta titik buhul F terdapat sambungan

dengan alat sambung baut;

a. Rencanakanlah dimensi CD

b. Rencanakanlah dimensi FG

c. Hitung dan gambar sambungan pada batang CD

d. Hitung dan gambar sambungan pada titik buhul F

Gambar 3.7g Struktur rangka batang

Penyelesaian :

o Menghitung gaya batang CD dan FG dengan metode potongan.


∑MG = 0 (3 – 0,75 ) . 6-1,5 . 3 + PCDy . 3 + PCDx . 1,5 = 0PCDy . 3 + PCDx . 1,5 = -9

. 3 + . PCD . 1,5 = -9

PCD = -3,35 ton

Konstruksi Kayu

Gambar 3.7h Gaya-gaya pada struktur rangka batang

∑ MC = 0

(3 – 0,75) . 3- PFG . 1,5 = 0

PFG = + 4,5 ton

Β = 1 , γ = 1

Kayu mutu B, Bj = 0,6

= = 150 . 0,6 . 0,75 = 67, 5 kg/cm2

a) PCD = 3,35 ton (tekan)

Kayu Bj = 0,6 → kelas kuat II, Imin = 50. Ptk.ltk2

Ptk = 3,35 ton

ltk = 1 = = 3,35 m

direncanakan tampang-persegi dengan h ~ 2b

Imim = 50 . Ptk . ltk2

1/12 . b3 . h = 50 . 3,35 . (3,35)2

1/6 . b4 = 1879, 769

b = 10,31 cm → b = 10 cm, h dicari lagi

imim = 0,28 . b = 2,89 cm

= = 115,92 → = 4,2036

= = 67, 5 kg/cm2

h ≥ 20.86 cm → h = 22 cm

→ b . h = 10 . 22 = 220 cm2

Dicoba dengan b = 12 cm

imim = 0,289 . b = 3,468 cm

= = 96,6 → = 2,81


Konstruksi Kayu

= = 67, 5 kg/cm2

h ≥ 11,6 cm → h = 12 cm

→ b . h = 12 . 22 = 144 cm2

ternyata lebih ekonomis dengan dimensi 12/12

b) PFG = 4,5 ton (tarik)

sambungan dengan baut, FP = 20%

Fnt ≥ = 66,7 cm2

Fbr ≥ = 83,4 cm2

Digunakan ukuran 8/12 , Fbr = 96 cm2 > 83,4 cm2 (OK)

c) Dimensi batang CD= 12/12

PCD = 3,35 ton (tekan)

Kayu kelas-kuat sambungan golongan II, digunakan plat sambungan 2 x 6/12 di

samping kiri dan kanan, sehingga sambungan tampang dua, digunakan baut

½” , α = 0 ;

= 100 . m . d = 100 . 12 . 1,27 = 1524 kg

= 430 . d2 = 430 . (1,27)2 = 693,55 kg

n = = 4,8 → digunakan 6 baut.

Jarak-jarak baut 3,5d = 4,4 cm → 5 cm

6d = 7,6 8

2d = 2,54 4

3d = 2,81 4


Konstruksi Kayu

Gambar 3.7i Detail sambungan pada batang CD

d) Gaya batang CF = 0

Jadi cukup memperhatikan sambungan batang AF degan FC (ukuran 8/12).

P = 4,5 ton (tarik)

Digunakan plat sambung di samping kiri dan kanan 2x4/12

= 100 . m . d = 100 . 8 . 1,27 = 1016 kg

= 430 . d2 = 430 . (1,27)2 = 693,55 kg



(Jarak lainnya adalah sama dengan c).

Dimensi batang CF dapat diambil sembarang asalkan dapat disambung dengan

baik dan sesuai dengan arsitektur-nya.

Gambar 3.7j Detail sambungan pada batang CF

BAB IV


Konstruksi Kayu

SAMBUNGAN GIGI

4.1 Sambungan Gigi

Sambungan gigi berfungsi untuk meneruskan gaya-gaya tekan. Sambungan

ini dapat dibuat dalam 3 (tiga) keadaan :

1. Gigi tegak lurus pada batang mendatar.

2. Gigi tegak lurus pada batang diagonal.

3. Gigi menurut garis pada sudut luar.

Kedalaman gigi (tv) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Keadaan 1 :

tv = .......................................................................................................(4.1)

Keadaan 2 :

tv = .......................................................................................................(4.2)

Keadaan 3 :

tv = ............................................................................................(4.3)

Dari ketiga keadaan tersebut yang paling banyak dan sering dipakai adalah

keadaan 3. Apabila 20° < α < 60° maka untuk menghitung tv pada keadaan 3 dapat

menggunakan rumus praktis sebagai berikut:

Kayu kelas kuat I : tv = .....................................................................(4.4)

Kayu jati : tv = ........................................................................

(4.5)

Kayu kelas kuat II : tv = ........................................................................

(4.6)

Kayu kelas kuat III : tv = ........ .............................................................

(4.7)

Kayu kla-kuat IV : tv = .....................................................................(4.8)


Konstruksi Kayu

Untuk ketiga keadaan tersebut juga harus dipenuhi syarat-syarat sebagai

berikut.

- Kedalaman gigi (tv)

α 50° → tv ¼ . h .........................................................................(4.9)

α 60° → tv 1/6 . h .......................................................................

(4.10)

50° < α < 60° → tv harus diinterpolasi linear

- Kayu muka (lv) ,

lv ≥ . H = S . cos α ...........................................................................(4.11)

lv ≥ 15 cm

Apabila terdapat tv atau lv yang terlalu besar sehingga tidak

memungkinkan untuk menyambung di tempat yang bersangkutan, maka ada

beberapa cara untuk mengatasinya :

1. Dipakai gigi rangkap.

2. Memperlebar batang-batang katu setempat

3. Mempertinggi batang-batang katu setempat

4. Mempergunakan kokot pada bidang takikan.

Keterangan dan gambar yang lebih jelas dapat langsung dilihat pada contoh

dan penyelesaian.


Soal 1

Diketahui konstruksi kanstruksi kayu

seperti pada gambar disamping. kayu

sonokeling lebar kayu 10 cm. Berapakah gaya S

yang mampu didukung oleh konstruksi tersebut


Konstruksi Kayu

jika konstruksi tidak terlindung dan beban

sementara?

Gambar 4.2a Konstruksi kayu sonokeling

Penyelesaian

γ = 5/4 , β = 5/6

Kayu Sonokeling kelas kuat II,

= 85 . 5/4 . 5/6 = 88,54 kg/cm2

= 25 . 5/4 . 5/6 = 26,04 kg/cm2

= 12 . 5/4 . 5/6 = 12,50 kg/cm2

= 88,54 – (88,54 – 26,04) . sin 30° = 57,29 kg/cm2

tv = 4 cm , lv= 8 cm , b = 10 cm

tv = , S1 = = 2646, 11 kg

= , S2 = = 1154,7 kg

S maksimum yang diijinkan = 1154,7 kg

Soal 2

Pada sebuah titik buhul akhir batang yang merupakan kaki kuda-kuda meneruskan

gaya S = 4 ton (tekan). Konstruksi terlindung dan beban permanen. Kayu adalah

keruing, sedangkan ukuran-ukuran kayu adalan 10/14 baik untuk kaki kuda-

kudanya maupun untuk batang tepi bawah. Diminta menyelesaikan titik buhul

tersebut dengan sambungan gigi menurut garis bagi sudut luar.

Penyelesaian

β = 1 , γ = 1

Kayu Keruing → lampiran I PPKI 1961, kelas kuat II

= 85 kg/cm2

= 25 kg/cm2

= 12 kg/cm2

Kemiringan atap direncanakan 30°, sehingga α= 30°

= 85 – (85-25) . sin 15° = 69,47 kg/cm2


Konstruksi Kayu

α = 30° , kelas kuat II,

tv = = = 5,5 cm > ¼ . h = ¼ . 14 = 3,5 cm

→ tidak bisa menggunakan gigi tunggal, dicoba dengan gigi rangkap :

o Gigi kedua dibuat tegak lurus batang diagonal (keadaan 2),

= 85 – (85-25) . sin 30° = 55 kg/cm2

diambil S2 = ½ . S = 200 kg

tv2 = = = 3,15 cm

tv2 < ¼ . h → digunakan tv2 = 3,5 cm

ts2 = = = 0,04 cm

Gigi kedua dapat mendukung gaya sebesar :

S2 = ts2 . b . = 4,04 . 10 . 55 = 2222 kg

o Sehingga S1 = S-S2 = 4000 – 2222 = 1778 kg

tv1 = = 2, 44 cm → digunakan tv1 = tv2 – 1

= 2,5 cm

o Kontrol tegangan pada gigi ke-satu :

= =

= 66,36 kg/cm2 < = 69,47 kg/cm2

o Menghitung kayu muka :

lv1 = =

= 12,83 cm → lv1 ≥ 15 cm

Lv2 = =

= 28,87 cm cm → lv2 ≥ 30 cm

o Dari gambar yang menentukan adalah lv1 = 15 cm

sehingga lv2 > 30 cm


Konstruksi Kayu

Gambar 4.2b Detail sambungan gigi

Soal 3

Pada sebuah titik buhul akhir batang yang

merupakan kaki kuda-kuda, batang D dan H

masing-masing 8/12, dengan sudut apit

kedua batang α =32,5°, digunakan kayu

kelas kuat III, direncanakan pada beban

tekan sebesar S = 2,5 ton.

Gambar 4.3c Titik buhul akhir batang

Rencanakan sambungan titik buhul tersebut yang memenuhi syarat, dengan ;

a. Sambungan gigi rangkap

b. Memperlebar batang


Konstruksi Kayu

c. Mempertinggi batang

Penyelesaian

Β = 1 , γ = 1

Kayu kelas kuat III, = 60 kg/cm2

= 15 kg/cm2

= 8 kg/cm2

= 60 – (60 – 15) . sin 32,5° = 35,82 kg/cm2

= 60 – (60-15) . sin 16,52° = 47,41 kg/cm2

a) Dengan sambungan gigi rangkap.

diambil S2 = ½ . S = ½ . 2500 = 1250 kg

tv2 = = = 3,7 cm

tv2 > ¼ . h = ¼ . 12 = 3 cm

→ digunakan tv2 = 3 cm

ts2 = = = 3,56 cm

Gigi kedua dapat mendukung gaya sebesar :

S2 = ts2 . b . = 3,56 . 8 . 35,82 = 1020,15 kg

Sehingga S1 = S – S2 = 2500 – 1020,15 = 1479,85 kg

Tv1 = = = 3,7 cm > tv2 - 1 = 3 – 1 = 2 cm

Sambungan titik buhul tersebut tidak dapat diselesaikan dengan sambungan

gigi rangkap

b) Dengan memperlebar batang

Jika digunakan gigi tunggal, tv = = 6,25 cm

> ¼ . h = 3 cm

Digunakan tv = 3cm

Sehigga perlu diperlebar kayu, b’ = = 16,67 cm

Maka perlu perlebaran kayu sebesar :


Konstruksi Kayu

16,67-8 = 8,6 cm → 9 cm

→ digunakan plat sambung 2 x 4,5/12

Gaya didukung oleh gigi tunggal :

S1 = = = 1234,51kg

Gaya yang didukung plat-plat sambung

S2 = 1,5 . (S – S1) = 1,5 . (2500 – 1234,51)

= 1898,24 kg

Catatan : Hubungan antara plat sambung dengan batang yang disambung

merupakan sambungan tampang dua. Gaya didukung plat sambung

diambil 1,5 kali yang ditahannya sesuai dengan PKKI 1961 ps.17.1)

Digunakan plat sambung baut ½” (=1,27 cm)

Kontrol dimensi plat sambung :

= = = 21,97 kg/cm2 < 60 kg/cm2

Sambungan golongan III, tampang dua, α = 0° ;

= 60 . m . d = 60 . 8 . 1,27 = 609, 6 kg

= 120 . 1 . d = 120 . 4,5 . 1,27 = 685, 8 kg

= 340 . d2 =340 . (1,27)2 = 548,39 kg

o Hubungan batang diagonal dengan plat sambung:

α = 0° , S = 1898,24 kg


o Hubungan batang mendatar dengan plat sambung :

α = 0° S = 1898,24 . cos 32, 5° = 1600

n = = 2,9 digunakan 3 baut.

o Kayu muka, lv = =

= 16,27 cm → 17 cm

o Jarak-jarak baut : 3,5d = 4,45 cm → 5 cm

6d = 7,62 8


Konstruksi Kayu

2d = 2,54 4 < 4,5 cm

3d = 3,81 4

Gambar 4.3d Detail Sambungan Gigi pada Titik buhul akhir batang

c) Dengan mempertinggi batang

Jika digunakan gigi tunggal, tv = = 6,25

→ 6,5 cm

Maka papan pertebalan diambil 6,5/8

Digunakan kokot sebagai alat sambung antara papan pertebalan dengan batang

mendatar.

S = 2500 . cos 32,5° = 2108,8 kg

Sesuai syarat kayu minimum 6,5/8 digunakan kokot bulat 21/2” , dengan baut

5/8” , = 600 kg (Bj = 0,5)

Kayu kelas kuat III, Bj ~ 0,5 , jadi tidak perlu dikoreksi Bj.

n = = 3,5 → digunakan 4 kokot

jarak kayu muka : 5,5 cm

Jarak antar baut : 9 cm


Konstruksi Kayu

Gambar 4.3e Detail Sambungan Gigi pada Titik buhul akhir batang


Konstruksi Kayu

BAB V

SAMBUNGAN MOMEN

5.1 Plat Sambung di Atas dan Bawah

Dengan cara ini apabila balok mendukung beban sehingga terjadi momen

lentur, maka plat sambung yang berada di atas akan mengalami tegangan tekan

sedangkan yang ada di bawah akan mengalami tegangan tarik. Yang perlu

diperhatikan adalah bagian yang mengalami tegangan tarik, karena ada faktor

parlemahan (FP) akibat adanya alat sambung.

Tegangan tarik yang timbul akibat mendukung momen luar akan

menyebabkan timbul gaya sejajar serat kayu. Demikian juga tegangan tekan akan

menimbulkan gaya tekan. Dari pasangan gaya ini akan timbul kopel momen yang

selanjutnya disebut intern. Momen intern harus ≥ momen luar (momen ekstern)

atau momen dukung balok. Besarnya momen intern dihitung berdasarkan gaya

tarik yang timbul pada plat sambung yang mengalami tarikan. Jumlah alat

sambung yang dibutuhkan didasarkan atas besarnya momen luar atau besarnya

gaya tarik yang timbul akibat momen luar.

5.2 Plat Sambung di Samping

Luas penampang plat-plat sambung yang diletakkan di samping harus ≥

luas penampang balok yang disambung. Hal ini dimaksudkan agar plat-plat

sambung tersebut mampu memberikan daya dukung momen yang ≥ momen yang

didukung balok di tempat sambungan.

Pada balok rangkap tidak diijinkan hanya menggunakan satu plat sambung

di antara dua bagian saja. Jadi berbeda dengan sambungan tarik. Penempatan alat-

alat sambung dibuat dalam 2 (dua) kelompok yang diberi jarak antara, sehingga

menimbulkan kopel momen yang mampu mengimbangi momen luar yang terjadi.

Besarnya momen kopel tersebut dihitung sbb.

M = 0,9 . n . . e1 .........................................................................................(5.1)

0,9 adalah faktor reduksi akibat tidak tepatnya letak titik berat kelompok alat

sambung

n adalah jumlah alat sambung.

adalah kekuatan ijin alat sambung


Konstruksi Kayu

e1 adalah jarak titik berat kedua kelompok

Kedua kelompaok alat sambung tersebut terletak pada separoh sambungan. Jadi

tinjauannya selalu separoh sambungan.

Apabila di tempat sambungan ada gaya lintang, maka gaya lintang ini akan

menimbulkan momen pada kelompok alat sambung yang setengah besarnya akan

didukung oleh separoh sambungan tersebut. Sehingga:

Mtotal = M + ½ . D . e .....................................................................................(5.2)

D adalah gaya lintang di tempat sambungan

e jarak antara titk berat kedua kelompok alat sambung dari kedua separoh

sambungan.

(jarak titik berat alat-alat sambung di kiri dan di kanan)

Untuk kenyamana yang lebih besar, maka sambungan dapat direncanakan

berdasarkan momen maksimum yang mampu didukung oleh balok, walau pun

lebih besar dari pada momen yang terjadi di tempat sambungan.

Untuk sambungan balok yang mendukung momen disertai gaya tekan,

maka sambungan direncanakan berdasarkan momen maksimum yang mampu

didukung oleh balok. Dan selanjutnya perhitungan jumlah alat sambung hanya

didasarkan atas momen, karena pada dasarnya gaya tekan tidak perlu alat sambung,

hanya perlu pengikat saja.


Soal 1

Sebuah balok berukuran 18/28 mendukung momen di tempat sambungan sebesar

1,2 tm dan gaya lintang 0,4 ton. Jika = 100 kg/cm2 (kayu kelas kuat II), diminta

menyambung dengan baut dengan plat sambung di atas dan bawah. Beban

permanen dan konstruksi terlindung.

Penyelesaian

= 1 , = 1

EP = 20% (baut)

Mmaksimum yang dapat didukung balok :

Mmaks = . Wnt = 100 . 1/6. 18 .282 . 0,8

= 188160 kg . cm > 1,2 tm (OK)


Konstruksi Kayu

Plat sambung diletakkan di atas dan bawah, sehingga gaya lintang pada sambungan

tidak menimbulkan gaya tarik/tekan tersendiri pada plat sambung melainkan hanya

menimbulkan momen yang tidak didukung balok dan mestinya sudah terhitung

dalam 1,2 tm.

Digunakan plat sambung 2 x 4/8,

Kayu kla-kuat II, = 85 kg/cm2

Pada plat sambung bagian bawah, Fnt = 0,8 . 4 . 18 = 57,6cm2

Ptarik = Fnt . = 57,6 . 85 = 4896 kg

Lengan momen kopel = 2 + 28 + 2 = 32 cm

Plat sambung dapat menghasikan momen kopel sebesar,

M = 4896 . 32 = 1,56672 tm > 1,2 tm

Gaya yang harus didukung oleh baut,

S =

Dipilih baut 5/8”, kayu kelas kuat II, sambungan golongan dua, tampang satu

(hanya bagian bawah saja, sedangkan bagian atas/tekan hanya mengi-kuti), α = 0° ,

= 40 . 1 . d = 254,4 kg

= 215 . d2 = 215 . (1,59)2 = 543,54 kg

n = = 14,7 digunakan 15 baut (bisa 3 baris)

Jarak-jarak baut : 7d = 11,13 cm 12 cm

6d = 9,5 10

3d = 4,8 5

2d = 3,2 4


4 + 5 + 5 + 4 = 18

Konstruksi Kayu

Gambar 5.3a Detail plat sambung

Soal 2

Balok kayu Suren berukuran 8/12 dipakai sebagai balok gording sebuah rumah.

Dinyatakan momen maksimum yang dapat didukungnya kemudian diminta

menyambung balok tersebut dengan paku dengan :

a. plat-plat sambung diletakkan di samping

b. plat-plat sambung diletakkan di atas dan bawah.

Beban permanen, Bj Suren = 0,5

Penyelesaian

= 1 , = 1

Suren dengan Bj = 0,5 = 170 . 0,5 = 85 kg/cm2

= 150 . 0,5 = 75 kg/cm2

Alat sambung paku, FP = 10%

Wnt = 0,90 . 1/6 . 8 . 122 = 172,8 cm3

Mmaks = Wnt . = 172,8 . 85 = 14688 kg. Cm

a. Plat sambung di samping

Dipilih plat sambung yang memberikan luas tampang = luas tampang balok.

Digunakan plat sambung 2 x 4/12.

Dari lampiran-1 dipilih paku 4” BWG 8 (42/102), dengan lp = 10,2 cm,

sambungan tampang satu (2,51 = 10 cm < lp) dengan Bj = 0,5 = 77 kg.


Konstruksi Kayu

Momen lentur disebabkan gaya yang tegak lurus arah serat tetapi pada alt

sambng paku tidak ada pengaruh penyimpangan arah gaya terhadap arah serat.

Jarak-jarak paku : 2d = 5,04 cm 5,5 cm

10d = 4,2 5

5d = 2,1 2,4 (bisa 4 baris)

Untuk satu kelompok dicoba n paku dan e1 dicoba 2 x 10d = 10 cm,

0,9 . . n . e1 = Mmaks

0,9 . 77 . n . 10 = 14688

n = 21,19

digunakan 24 paku dengan susunan 2 x 4 baris x 3 setelah dicoba

pemasangannya, ternyata e1 harus ≥ 3 x 10d dicoba e1 = 15 cm,

0,9 . 77 . n . 15 = 14688

n = 14,1

digunakan 16 paku dengan susunan 2 x 4 baris x 2 (lihat gambar 23)

o Kontrol paku terjauh :

Ingat rumus,

Pn =

Gambar 5.3b Jarak baut

Dalam hal ini paku terjauh dengan e = 10 cm. Jumlah paku dengan jarak ke titik berat =

5 cm ada 16. Jumlah paku dengan jarak ke titik berat = 10 cm ada 16

M =

14688 = 16 . P ( )

P = 73,44 kg < = 77 kg (OK)


Konstruksi Kayu

Gambar 5.3c Detail sambungan plat

b. Plat sambung di atas dan bawah

Dipilih plat sambung yang memberikan momen kopel minimm sam dengan

momen dukung balok.

Digunakan plat sambung bahwa (melalui tarikan),

Fnt = 0,90 . 2 . 8 = 14,4 cm2

Ptarik = 14,4 . 75 =1080 kg

z = 1 + 12 + 1 =14cm

M = 1080 . 14 = 15120 kg.cm > Mmaks = 14688 kg. cm

Gaya yang didukung alat sambung,

S = = 1049,1428 kg

Dari lampiran-1 dipilih paku” BWG 12 (28/51) dengan lp = 5,1 cm,

sambungan tampang satu (2,51 = 5 cm < lp) Bj = 0,5 = 34 kg.

n = = 30, 9 digunakan 32 paku

jarak-jarak paku : 12d = 3,36 cm 4 cm

10d = 2,8 3

5d = 1,4 1,6 cm (bisa 4 baris)


Konstruksi Kayu

Gambar 5.3d Detail sambungan paku

Keterangan:

- Susunan paku bisa dibuat dua kelompok dan diberi jarak antara agar

dapat mendukung momen tidak terduga.

- Jumlah paku pada satu baris <10 batang sehingga kekuatan paku tidak

perlu dikurangi 10%.

- Jumlah paku untuk plat sambung atas sebenarnya bisa dikurangi karena

merupakan sambungan tekan.

Soal 3

Balok kayu damar berukuran 8/18 mendukung momen M = 11000 kg cm dan gaya

lintang D = 70 kg. Hitunglah penyambungan balok tersebut dengan baut plat

sambung diletakkan di samping. Bj = 0,5. konstruksi tidak terlindung dan beban

permanen.

Penyelesaian

= 5/6 , = 1

Kayu damar dengan BJ = 0,5 , = 170 . 0,5 . 5/6 . 1

= 70,83 kg/cm2

Kelas kuat III, sambungan golongan III, tampang dua, arah gaya tegak lurus arah

serat,

Digunakan plat sambung 2 x 4/18 , baut ½”,


Konstruksi Kayu

= 60 . m . d . (1-0,6 . sin α)

= 60 . 8 . 1,27 . 0,4 = 24, 84 kg

= 340 . d2 . (1 – 0,35 . sin α)

= 340 . (1,27)2 . 0, 65 = 356,45 kg

= 243,84 . 5/6 . 1 = 203,2 kg

Jarak-jarak baut : 7d = 8,9 cm 10 cm

6d = 7,6 8

2d = 2,5 3

3d = 3,8 4

Diperkirakan jarak titik berat kelompok baut separoh sehubungan kiri dan kanan, e

= 100 cm,

Mtotal = M + ½ . D . e = 11000 + ½ . 70 . 100

= 145000 kg.cm

Dicoba satu kelompok dengan 8 baut,

0,9 . . n .e1 = Mtotal

0,9 . 203,2 . e1 = 14500

e1 = 9,9 cm < 2 x 6d = 16 cm

seteleah beberapa kali dicoba dengan 4 baut,

0,9 . 203, 2 . 4 . e1 = 14500

e1 = 19,8 cm e1 = 20 cm

Kontrol : e = 40 cm (dari gambar PS-34)

Mtotal = 1100 + ½ . 70 . 40 = 12400 kg.cm

= 145000 kg.cm

Baut terjauh, 2 . 4 . P1 . [ ] =12400

P1 = 155 kg

Akibat D = 70 kg terbagi rata pada semua baut

Separoh sambungan, P2 = 70/8 = 8,75 kg

Ptotal = 155 + 8,75 = 163,75 kg < = 155 + 8,75 < = 203,2 kg


Bisa 4 baris

Konstruksi Kayu

Soal 4

Sebuah balok berukuran 2 x 6/16 dari kayu Damar. Konstruksi terlindung dan

beban permanen. Jika panjang balok 250 cm dan gaya tekan yang didukungnya P =

3 ton, hitunglah momen yang dapat didukung oleh balok itu disamping P tekan

tersebut. Kemudian sambunglah balok itu dengan pasak kayu bulat.

Lendutan balok diabaikan.

Penyelesaian

= 1 , = 1

Kayu Damar, lampiran I PKKI 1961 kelas kuat III

= 75 kg/cm2

= 60 kg/cm2

Balok direncanakan sbb.

ix = 0,289 h = 0,289 . 16 = 4,624

It = 2 . 1/12 . 16 . 62 + 2 . 6 . 16. 62 = 7488 cm4

Ig = 1/12 . 16 . 123 = 2304 cm2

Iy = ¼ . (7488 + 3 . 2304) = 3600 cm4

iy = = 4,3301 cm

Gambar 5.3e Batang ganda

Gambar 24 = = = 57,754

Dengan interpolasi linier dari daftar III PKKI 1961, = 1,6247

Alat sambung pasak kayu bulat, FP = 30 %

= + α .

+ . = 60

Mmaks = 15507,1 kg .cm

Untuk balok yang mendukung momen dan gaya tekan, sambungan direncanakan

berdasarkan Mmaks yang mampu didukung balok.

o Sambungan dengan pasak kayu bulat

Digunakan plat smbung 2 x 3/6,


Konstruksi Kayu

Ukuran kayu minimum 3/16, dair lampiran-2 dicoba pasak dengan D = 6

cm, h = 2,6 cm , ½ h = 1,3 cm < 1,5 cm

(sebaiknya < ½h = 1,5 cm) = 1 ton

Kayu muka = 14 cm

Jarak antar baut = 14 cm

Kayu Damar, lampiran I PKKI 1961, Bj= 0,47 arah gaya tegak lurus arah serat

, = 1000 . 0,47/06 . 0,75

= 587,5 kg

Dicoba e1 = 14 cm,

0,9 . . n . e1 = Mmaks

0,9 . 587,5 . n . 14 = 15507,1

n = 2,1

digunakan 4 pasak sesuai penampang sambungan.

Gambar 5.3f Detail sambungan pasak


Konstruksi Kayu

BAB VI

BALOK SUSUN

6.1 Balok Susun dengan Pasak Kayu dan Kokot

Seringkali dimensi yang ada untuk balok tidak cukup tinggi seperti yang

dibutuhkan, sehingga beberapa balok harus disusun jadi satu. Pada balok-balok

susun tersebut akan timbul tegangan geser akibat gaya lintang pada bentang balok.

Apabila balok-balok tersebut tidak dilekatkan satu sama lain maka balok-balok

tersebut akan bergeser sehingga tidak satu kesatuan lagi.

Untuk melekatkan balok-balok susun tersebut dapat digunakan baut. Tetapi

karena menimbulkan gaya geser, maka pada bidang kontak antara balok-balok

susun harus diberi alat sambung yang mampu mendukung gaya tersebut Alat

sambung yang digunakan dapat berupa kokot/pasak disertai baut yang hanya

berfungsi untuk mengikat, atau bisa juga hanya digunakan serangkaian baut saja.

Alat-alat sambung tersebut dipasang merata di sepanjang bentang balok

yang jumlahnya pada tempat tertentu dapat lebih banyak atau jarak antaranya lebih

sesuai dengan besarnya gaya lintang yang bekerja di tempat tersebut. Penempatan

alat sambung kokot/pasak dapat dilakukan secara grafis dengan bantuan bidang

momen (bidang M) maupun bidang gaya lintang (bidang D).

Dalam menghitung kekuatan dukung balok terhadap momen maupun

lendutan diberi faktor reduksi untuk perhitungan momen lembam (I) tahanan

momen (W) sesuai dengan PKKI 1961 ps.12.2.

Perhitungan jumlah alat sambung yang digunakan serta cara penempatannya

dapat dilihat pada contoh soal dan penyelesaian.

6.2 Balok Susun dengan Paku

Balok susun dengan alat sambung paku, dapat berbentuk balok I dengan

kampuh mendatar maupun balok pipa dengan kampuh tegak, atau sebaliknya. Yang

dimaksod dengan kampuft adalaft bidang kontak antara papan tempat awal paku

masuk kampuh mendatar faktor sebesar 0,8 sedangkan untuk kampuh tegak 0,9.

Karena maka diperhatikan tebal kayu muka/tempat awal paku masuk dalam

merencanakan dimensi balok. Selain itu berlaku. Penempatan paku dapat dilakukan

dengan membagi bentangan balok menjadi beberapa bagian lergantung bidang D-


Konstruksi Kayu

nya. Hal ini untuk menghindari penempatan paku yang banyak pada gaya lintang

yang kecil dan sebaliknya. Apabila pada tempat dengan gaya lintang yang terlalu

kecii atau nol sehingga dibutuhkan paku yang sangat sedikit, maka paku tersebut

dipasang berdasarkan jarak antara maksinaum 7.ho (ho = tebal byu muka/tempat

awal paku masuk).

6.3 Balok Susun dengan Papan Badan Miring

Balok susun ini juga dapat berbentuk balok pipa dan balok I. Dalam

menghitung kekuatan balok mandukung momen dan lendulan, sebaiknya momen

lembam papan badan miring tidak diperhitungkan supaya memberikan keamanan

yang lebih besar.

Pemasangan papan-papan badan dibuat sedemikian rupa sehingga papan-

papan lersebut mendukung gaya tarik. Karena gaya tarik tidak dibahayakan adanya

faktor tekuk.

Untuk hubungan setiap papan badan dengan bagian flens minimal harus ada

4 (empat) batang paku. Begitu juga dengan batang pengaku.

Batang pengaku pada setiap jarak tertentu yang biasanya sebesar tinggi

balok yang bersangkutan. Tinggi balok dapat direncanakan 1/8-1/12 L (L = panjang

benlang balok).

Untuk setiap hubungan papan badan dengan flens dibutuhkan.paku yaitu

untuk balok berbentuk pipa:

n = ..................................................................................(6.1)

bb = lebar papan badan.

D = gaya linlang maksimum

Ss = statis momen terhadap garis netral.

I = momen lemban lerhadap garis netral.

= sudut kemiringan papan badan tetap flens.

P = kekuatan ijin paku.

Ukuran badan papan sekitar 2 – 3x14 cm. Sedangkan ukuran flens

tergantung pada gaya tarik yang dialami flens bawah dan gaya tekan pada flens atas

(bagian tarikan dan bagian tekanan), juga kekuatan balok terhadap lentur serta

lendutan yang diijinkan.


Konstruksi Kayu

Untuk balok terbentuk I jumlah paku pada setiap hubungan papan badan

dengan flens:

n = ................................................................................................(6.2)


Soal 1

Gambar 6.4a Balok dengan beban terpusat

Kayu Damar, 1 = 4,5 m, P= 4 ton = = 1. Balok terdiri dari 3 (tiga) bagian, b =

18 cm. Tentunya h-nya, kemudian lukiskan pemasangan kokot Bulldog.

Penyelesaian

= 1 , = 1

Kayu Damar, lampiran I PKKI 1961 kelas kuat III,

= 75 kg/cm2

= 60 kg/cm2

= 8 kg/cm2

PKKI 1961 ps. 12.2 untuk balok susun 3 bagian, konstruksi terlindung :

Wnt = 0,8 . 1/6 . b . h2 = 0,8 . 1/6 . 18 . h2

= 2,4 . h2

In = 0,3 . 1/12 . b . h3

= Mmaks/Wnt , Mmaks = ¼ . P . 1 = ¼ . 4000 . 450

= 4,5 t.m

Wnt = 2,4 . h2 = = 6000

h2 = 2500 , h = 50 cm

digunakan balok 3 x 18/18 h = 3 . 18 = 54 cm > 50 cm (OK)

I = 1/12 . 18 . 543 = 236196 cm4

Kayu kelas kuat III,

E = 8000 kg/cm2


Konstruksi Kayu

D = ½ . P = 2000 kg

Kontrol lendutan :

f ijin = 1/300 . 1 = 1,5 cm

fmaks = . = = 1,34 cm

< 1,5 cm

Gambar 6.4b Potongan Balok Tersusun

Kontrol tegangan geser di garis netral :

maks = . = . = 3,1 kg/cm2

< = 8 kg/cm2

Ss = 18 . 18 . 18 = 5832 cm2

Pada bidang geser atas/bawah,

= =

= 2,74 kg/cm2

Ditinjau setengah bentangan :

Gambar 6.4c Bidang gaya lintang

Gaya geser yang didukut kokot,

L = ½ . l . . b = ½ . 2,74 . 18 = 11097 kg

Ukuran kayu terkecil 18/18, dipilih kokot persegi 13 x 13 cm dengan baut ¾” = 1,7

ton.

Jarak kayu muka = 15 cm


Kayu Damar, lampiran I PKKI 1961, Bj-rata-rata = 0,5

tidak ada koreksi Bj, = = 1, = 1,7 ton,

n = = 6,5 digunakan 7 kokot.


Konstruksi Kayu

Karena bidang D sama untuk seluruh bentang d, maka jarak-jarak antar baut sama.

Penempatan kokot dengan bantuan bidang M (dengan skala) :

Gambar 6.4d Penempatan kokot dengan bantuan bidang M

a 1 = =32,5 cm > 23 cm (OK)

Pada bagian tengah : a1 = 2 . 15 = 30 > 23 cm


Konstruksi Kayu

Gambar 6.4e Detail penempatan kokot

Catatan : Penempatan kokot /pasak dengan bantuan bidang M sebagai berikut

- Gambar bidang momen

- Garis vertikal pada momen maksimum (tengah-tengah bentang)

dibagi menjadi n-bagian (n=jumlah kokot/pasak).

- Dari tengah-tengah n-bagian ditarik gari mendatar sejajar sumbu

balok memotong garis bidang pada momen.


Konstruksi Kayu

- Pada perpotongan tersebut taik garis vertikal ke atas memotong

sumbu balok. Di sanalah ditempatkan pusat kokot/pasak.

Soal 2

Balok seperti pada gambar 32. b = 18

cm , h = 2 x 20 cm.

Gambar 6.4f Balok dengan beban terpusat

Penyelesaian :

Tidak ada keterangan lai, = = 1

Kayu jati, =130 kg/cm2

= 110 kg/cm2

= 15 kg/cm2

Kayu Kesambi, lampiran I PKKI 1961 kelas kuat I,

= 150 kg/cm2

= 120 kg/cm2

= 20 kg/cm2

= .

= . = 4,17 kg/cm2

Gambar 6.4g Bidang gaya lintang

Gaya lintang hanya terjadi pada bagian AC dan DB, sehingga pada bagian

tersebut perlu diberi pasak. Sedangkan pada bagian CD cukup diberi baut lekat

saja.

o Ditinjau dair bagian AC :

Gaya geser yang didukung pasak,

L = lAC . maks . b = 150 . 4,17 . 18 = 11259 kg

Kebutuhan pasak,

Pada balok asli : Lds = L/ = 11259/110 =102,35 cm2


Konstruksi Kayu

Lds = n . t . b

n . t = 102,35/18 = 5,7 cm

diambil t =2 cm, n = 2,9 3 pasak

a = 5t = 10 cm (10 a 15 cm)

kontrol tegangan geser pasak,

= = = 20,85 kg/cm2

> = 20 kg /cm2 (Not OK)

Dicari harga a baru

a 5t

n . a . b = 3 . a . 18 = 112/20

a = 10,4 cm digunakan a = 11 cm

jarak antar ujung pasak (kontrol tegangan geser pada batang asli),

Lgsr = n . a1 . b = L/

3 . a1 . 18 = 11259/15

a1 = 13,9 cm

a =11 cm

t = 2 cm

a1 13,9 cm

Penempatan pasak dengan bantuan bidang M :

a1 = 25,5 - ½ . a

= 25,5 – ½ .11

= 2 cm > 13,9 cm (OK)

a1= 49,5 – a = 49,5 – 11

= 38,5 cm > 13,9 cm (OK)

Gambar 6.4h Penempatan pasak dengan bantuan bidang M

Pemasangan pasak untuk bagian DB = bagian AC. Pada soal ini hanya diminta

menyusun balok tersebut dengan pasak. Jadi tidak perlu kontrol dengan lentur balok

maupun lendutan balok, karena dimensi balok sudah ditentukan dan tidak disyaratkan

dapat diubah.


Konstruksi Kayu

Gambar 6.4i Penempatan pasak

Soal 3

Sebuah balok susun untuk kosntruksi gelagar jembatan berukuran 1 x 15/25 dan

2 x 15/10 dari kayu ber-Bj = 0,62. Alat penyusun yang dipakai adalah kokot Bulldog

persegi 4” x 4” dengan baut 5/8”. Apabila bentang jembatan 6 m, serta dihitung pada

beban permanen,


Konstruksi Kayu

a. hitung q maksimum dalam t/m’ yang masih aman dapat ditahan oleh balok

susun tersebut, apabila berat sendiri diabaikan, serta lendutan yang diijinkan

12 mm.

(q = beban terbagi rata)

b. hitung dan gambar penempatan kokot Bulldog dengan skala yang baik.

Gambar 6.4j1 Kokot Bulldog

Penyelesaian :

a. = 5/6 , = 1

Kayu dengan Bj = 0,62,

= 170 . 0,62 . 5/6 = 87,83 kg/cm2

= 150 . 0,62 . 5/6 = 77,50 kg/cm2

= 20. 0,62 . 5/6 = 10,33 kg/cm2

PKKI 1961 ps. 12,2, Wnt = 0,7 . 1/6 . b . h2 (dengan kokot)

= 0,7 . 1/6 . 15 .(45)2 = 3543,75 cm2

o Mmaks = 1/8 . q . l2 =1/8 . q . 62 = 4,5 . q t.m

Mmaks = . Wnt

4,5 . q .105 = 87,83 . 3543, 75

q = 0,6917 t/m’

o Lendutan maksimum, fmaks = .

Kayu dengan Bj = , 62 kelas kuat II, E = 100000 kg/cm2

PKKI 1961 ps. 12.2, Int = 0,3 . 1/12 . b . h3

= 0,3 . 1/12 . 15. 453

= 34171, 875 cm4


Konstruksi Kayu

fmaks fijin = 1,2 = .

= 0,243 t/m

q maksimal yang masih aman = 0,243t/m’

b. Kokot buldog persegi 4” x 4” dengan baut 5/8”,

= 1,5 ton

Jarak kayu muka = 11 cm


Bj= 0,62 . = 5/6 , = 1.,

Pr = 1,5 . 0,62/0,5 . 5/8 = 1,55 ton

Ditinjau dari segi bentang :

Ss = 10 . 15 . 17,5 = 2625 cm3

I = 1/12 . 15 . 453 = 113906, 25 cm4

D = ½ . q . 1 = ½ . 0,243 . 6

= 0, 729 ton

b = 15 cm

= =

Gambar 6.4j2 Detail Kokot Bulldog

Gaya yang didukung kokot :

L = ½ . ½ . 1 . . b

= ¼ . 600 . 1,12 . 15 = 2520 kg

n = = 1,6 digunakan 2 kokot

Penempatan kokot dengan bantuan bidang D (Dengan skala):

Pada gambar 42 :

Jarak kayu muka

= 42,5 cm > 17 cm -ok-

Jarak antar baut


Konstruksi Kayu

= 115 cm > 17 cm -ok-

Gambar 6.4j3 Penempatan kokot dengan bantuan bidang D


Konstruksi Kayu

Gambar 6.4k Detail kokot dengan bantuan bidang D


Konstruksi Kayu

PKKI 1961 ps. 12,2 Int = 0,6 . 1/12 . b . h3

= 0,6 . 1/12 . 16 . 463

= 778868,8 cm4

fmaks = . = 0,89 cm < fijin = 1,125 cm (OK)

Kontrol tegangan geser :

= . D = ½ . q . 1 = ½ . 13 . 450

= 2925 kg

= . = 5,96 kg/cm2 < = 10 kg / cm2

Ditinjau setengan bentang :

Gaya yang didukung pasak, L = ½ . ½ . 1 . . b

= ¼ . 450 . 5,96 . 16

= 10728 kg

Pada batang asli

Lds = n . t . b =

n . t . 16 =

n . t = 9,466 cm

diambil t = 2,5 cm , n = 3,8 n = 4 buah pasak

n = 4 t = 2,4 cm

a = 5t = 12 cm

Kontrol geser pasak

Pasak dari kayu Kesambi, kelas-kuat I,

= 130 . 5/6 = 108,33 kg/cm2

= 20 . 5/6 = 16,67 kg/cm2

= = 14 kg/cm2 < 16,67 kg / cm2 (OK)

Kontrol geser pada batang asli :


Konstruksi Kayu

Lgsr = n . a1 . b =

4 . a1 . 16 =

a1 = 16, 7625 cm (minimal)

Penempatan pasak dengan bantuan bidang D (dengan skala)

Pada gambar 43 :

a1 = 32,5 – a

= 32,5 – 12

= 20,5 cm

> 16,7652 cm (OK)

Gambar 6.4l Penempatan pasak dengan bantuan bidang D

Gambar 6.4m Detail kokot

Soal 4


Konstruksi Kayu

Gambar 6.4n Balok dengan beban terpusat

Diketahui balok gabungan seperti gambar. Panjang bentang 8 m. Balok dibebani

beban terpusat P di C. Berat sendiri balok diabaikan. Konstruksi terlindung, beban

sementara, kayu kelas kuat II, Bj = 0,5

fc = . L

a. Hitung P maksimal yang dapat didukung balok.

b. Hitungan banyak paku dan gambarkan penempatannya.

Penyelesaian :

= 1 , = 5/4

Kayu kelas kuat II, E = 100000 kg/cm2

= 100 . 5/4 = 125 kg/cm2

= 85. 5/4 = 106,25 kg/cm2

= 12 . 5/4 = 15 kg/cm2

a) Mmaks = = . P = 1,5 . P kg . m

I = 4 . 1/12 . 5 . 123 + 4 . 5 . 12 . 142 + 1/12 . 4 . 403

= 71253,3333 cm4

Kampuh tegak, faktor reduksi = 0,9

Mmaks = . Wr

150 . P = 125 . P1 = 2672 kg

fijin = 1/300 . L = 1/300 . 800 . = 2,6667 cm

fmaks = fC =


Konstruksi Kayu

2,667 =

Dmaks = RA = P . b/L = 6/8 . P = 0,75 . P

= , S = 2 . 5 . 12 . 14 + 4 . 20 . 10

= 2480 cm3

Dmaks = 0,75 . P =

P3 = 2298,4946 kg

P maksimal yang diijinkan = 2298,4946 kg

b) Untuk penempatan paku, bentangan dibagi 2 bagian,

Bagian I, D = 0,75 . P = 1723,871 kg

Bagian II, D = 0,25 . P = 574,624 kg

SS = 2 . 5 . 12 . 14 = 1680 cm3

1 . b1 = = = 40,6452 kg/cm

L1 = 1 . b1 . a = 40,6452 . 200 = 8129,04 kg

2 . b1 = = = 13,5484 kg/cm

LII = 2 . b1 . b = 13,5485 . 600 = 8129,04 kg

Kayu muka = 5 cm > 4 cm tidak bisa digunakan, dipilih paku dengan panjang

1 = 5 + 4 + 3 d

41/2” BWG 6 (52/114), lp = 11,4 cm

l = 5 + 4 + 3 . 0,52 = 10,56 cm lp = < lp = 11,4 cm (OK)

Bj = 0,5, (dari Tabel) Tk = 125 kg/cm2 , l = 5 cm > 7d = 3,64 cm

= 3,5 . d2 . Tk (tampang satu)

= 3,5 . (0,52)2 . 125 = 118,3 kg

= 118,3 . 5/4 = 147,875 kg

o Bagian I

n = = 54,97 digunakan 56 paku.

Jarak yang dibutuhkan : 2 . 12d + 27 . 10d = 152, 88 cm < 200 cm(OK)


Konstruksi Kayu

Dipasang : 12d = 12,25 cm

10d = 6,5 cm

o Bagian II :

n = 56 paku, masing-masing kanan-kiri 28 paku.

Jarak yang dibutuhkan : 152,88 cm < 600 cm (OK)

Dipasang: 12d = 9,75 cm

10d = 21,5 cm < 7 . ho = 7 . 5 = 35 cm (OK)

Gambar 6.4o Detail sambungan paku

Soal 5


Konstruksi Kayu

Gambar 6.4p Detail kokot

Beban tetap dan konstruksi terlindung sepertipada gambar. Berat jenis kayu = 0,6.

a. berapakah q ijin ?

b. hitung dan gambarkan penempatan paku.

c. Hitung lendutan di B.

Penyelesaian

= 1 , = 1

Kayu Bj = 0,6 , kelas kuat II, E = 100000 kg/cm2

= 170 . 0,6 = 102 kg/cm2

= 150 . 0,6 = 90 kg/cm2

= 20 . 0,6 kg/cm2

a) Letak garis netral potongan :

ya = = 8,6667 cm

yb = 15,33333 cm

Ign = 1/12 . 20 . 43 + 20 . 4 . (6,6667)2 + 1/12 . 5 . 203 + 5 . 20 . (5,3333)2

= 9840 cm4

W = Ign/yb

Kampuh mendatar, Wr = = 513,3924 cm3

Mmaks = ½ . q . l2 = ½ . q . 1802 = 16200 . q kg . cm

Mmaks = . Wr = 102 . 513,3924= 16200 . q

q1 = 3,2325 kg/cm

fijin = 1/300 . l = 1/300 . 180 = 0,6 cm

fmaks = fB =


Konstruksi Kayu

fmaks = fijin = 0,6 =

q2 = 3,5994 kg/cm

maks =

S = 20 . 4 . 6,6667 + 5 . 4,6667 . 2,333 = 587,7801 cm3

Dmaks = q . l

maks = // 12 =

q3 = 5,5803 kg/cm

q maksimal yang diijinkan = 0,32325 t/m.

b) Ss = 20 . 4 . 6,6667 = 533,336 cm3

. b = =

= 31,5367 kg/cm

L = ½ . l . . b = ½ . 180 . 31,5367 = 2838,303 kg

Kayu muka = 4 cm, dipilih paku 4” BWG 8 (42/102)

lp = 10,2 cm > 2,5 . l = 10 cm, Bj = 0,6 =92 kg

n = = 30,85 digunakan 31 paku

karena gaya lintang di sepanjang bentang tidak sama, maka penempatan paku

dibagi dalam beberapa bagian.

Disini dibagi dalam 3 bagian :

bagian I : 5/9 . 31 = 17,22 dipakai 18 paku

bagian II : 3/9 . 31 = 10,3 11

bagian III : 1/9 . 31 = 3,4 4

(jumlah paku pada masing-masing bagian dengan sesuai dengan luas diagram gaya

lintang pada masing-masing bagian berat tersebut).

Daerah yang dibutuhkan untuk penempatan paku :

bagian I :

l = 60 cm , n = 18

jika digunakan satu baris paku,

17 . 10d + 2 . 12d = 81,48 cm > 60 cm


Konstruksi Kayu

Maka harus ditambah dengan pemaku,

Digunakan papan 2 x 4/20 , sehingga bisa dibuat 3 baris.

n = 18/3 = 6 paku/baris,

5 . 10d + 2 . 12d = 31,1 cm < 60 cm -ok-

Bagian II :

l = 60 cm, n = 4 < 11 (bagian II)

untuk sebagian I, hubungan papan pemaku dengan badan dihitung sebagai balok

susun dengan kampuh tegak.

ya =

= 11,1765 cm

yb = 12,8235 cm

Ss = 2 . 4 . 20 (12,8235-10)

= 451, 76 cm3

Gambar 6.4q Tampang balok tersusun

Gaya lintang maksimum,

D1 = 3,2325 . 180 = 581,85 kg

Gaya lintang pada jarak 60 cm dari A,

D2 = 581,85 – 60 . 3,2325 = 387,9 kg

I = 1/12 . 20 . 43 + 4 . 20 . 9,17652 + 1/12 . 13 . 203 + 13 . 20 . 2,82352

= 17582,7451 cm4

1 . b = = = 14,95 kg/cm

2 . b = = = 9,97 kg/cm

L = ½ . LI . (1 . b + 2 . b)

= ½ . 60 . (14,95 + 9,97) = 747,6 kg

n = = 8,1 digunakan 12 paku, masing-masing kiri-kanan

tempat paku untuk penempatan yang tersedia cukup panjang,

12d = 5,04 cm 6 cm


Konstruksi Kayu

Gambar 6.4r Detail penempatan alat sambung paku

c) Lendutan di B = fB = =

= 0,43 cm < fijin = 0,6 cm (OK)


Konstruksi Kayu

Soal 6

Gambar 6.4s Balok kantilever berlubang

Sebuah konsol dari balok gabungan dengan badan miring sudut miring α = 45 , ukuran

papan 3/15. Balok mendukung bebab P = 1000 kg di ujung dan beban tebagi rata q =

200 kg/m (termasuk berat sendiri).

Kayu Jati, beban permanen, konstruksi tidak terlindung. Berat jenis= 0,6.

a. hitung H yang ekonomis (bulatkan dalam kelipatan 5 cm)

b. hitung dan gambar penempatan paku.

Penyelesaian

= 5/6, = 1

Kayu Jati, E = 100000 kg/cm2

= 130 . 5/6 = 108,3333 kg/cm2

= 110 . 5/6 = 91,6667 kg/cm2

= 30 . 5/6 = 25 kg/cm2

a) Mmaks = 1000 . 200 + 2 . 200 . 100 = 240000 kg. cm

Momen lemban bagian badan diabaikan

I = 2 . 1/12 . 8 . 103 + 2 . 8 . 10 . (1/2 . H .- 50)2

= 1333,3333 + (40 . H2 – 800 . H + 4000)

= 40 . H2 – 800 . H + 5333,3333

= , W = =

=

40 . H2 - 800 . H + 5333,3333 = 1107,69265 . H

H2 – 47,6923 . H + 133,3333 = 0

H1 = 44,7101 cm

fijin = 1/400 . L = 1/400 . 200 = 0,5 cm


Konstruksi Kayu

fmaks akibat q = = =

akibat P = = =

fmaks total =

fmaks total = fijin

= 0,5

I = 6133,333 = 40 . H2 - 800 . H + 5333,3333

H2 – 20 . H – 1400 = 0

H2 = 48,7298 cm

Ptr = =

= , Ptr = = 91,6667 . 0,9 . 8 . 10

H3 = 46,3636 cm

Dmaks = P + q . l = 1000 + 2 . 200 = 1400 kg

= , S = 8 . 10 . (1/2 . H – 5)

= 40 . (H-10)

= = = 18,6667 cm

= = 18,6667

H2 - 20 . h + 133,3333 = 18,6667 . H – 186,667

H2 – 38,6667 . H + 320 = 0

H4 = 26,6667 cm

H yang ekonomis dan aman adalah 48,7298 cm digunakan H = 50 cm.

b) I = 40 . (50)2 - 800 . 50 + 5333,3333 = 65333,3333 cm4

S = 40 . (50 – 10) = 1600 cm3

bb = 15 cm


Konstruksi Kayu

α = 45°

Akibat P :

Dmaks = P = 1000 kg

n =

kayu muka = 3 cm, dipilih paku 4” BWG 8 (42/102)

dengan lp = 10,2 cm > 2,51 = 7,5 cm

Bj = 0,6 = 94 kg, = 94.5/6 = 78,3333 kg

n = = 4,7

digunakan 5 paku untuk setiap hubungan antara flens dengan papan badan di

sepanjang bentang.

Akibat q :

Dmaks = q . l = 2 . 200 = 400 kg

n = = 4,7

digunakan 2 paku untuk setiap hubungan atara flens dengan papan badan sesuai

dengan gaya lintang masing-masing.

Akibat, penempatan jumlah paku dibagi dalam 2 bagian masing dibatasi oleh

batang-batang vertikal.

bagian I : Dmaks = 400 kg, n = 2 paku

bagian II : D = ½ . Dmaks = 200 kg, n = . 2 = 1

Jumlah total paku untuk setiap hubungan papan badan dengan flens:

Bagian I : n = 2 + 2 = 7 paku

Bagian II : n = 5 + 1 = 6 paku

Dimensi vertikal :

Dmaks = 1400 kg,

Batang vertikal direncanakan sama dimensinya, karena gaya lintang maksimum dan

minimum hanya berselisih sedikit, digunakan kayu 8/8,


Konstruksi Kayu

= = 21,875 kg/cm2 < = 25 kg/cm2 (OK)

Gambar 6.4t Detail penempatan paku pada balok kantilever berlubang


Konstruksi Kayu

Soal 7

Gambar 6.4u Balok kantilever dengan tamppang I

Sebuah balok berbentuk I, terjepit di A dan bebas di B. beban P 1620 kg

bekerja di B, dan merupakan beban tetap. Panjang AB = 260 cm, Bj-kayu = 0,63.

ukuran balok seperti pada gambar 53. apabila berat sendiri diabaikan, serta konstruksi

terlindung,

a. Tanpa memperhatikan besarnya lendutan yang terjadi, apakah beban P= 1650 kg

tersebut dapat ditahan oleh balok tersebut ?

b. Apabila lendutan maksimal di ujung = 0,8 cm sedangkan beban yang ditahan hanya

1550 kg, maka selidikilah apakah beban tersebut masih memenuhi syarat.

c. Apabila P= 160 kg, sedangkan lendutan di ujung maksimal = 0,8 cm, dengan ukuran

batang tetap, maka berapakah panjang batang maksimal yang masih aman pada

keadaan ini ?

d. Apabila balok tersebut diganti dengan balok pipa dengan tinggi yang yang sama dan

dengan papan badan miring seperti pada gambar 53, serta ketentuan seperti

pertanyaan b), maka berapakah ukuran baloknya ?

e. Hitung dan gambar penempatan paku pada hasil jawaban d).


Konstruksi Kayu

Penyelesaian:

= 1 , = 1

Kayu Bj = 0,63 kayu kelas kuat II, E= 100000 kg/cm2

= 170 . 0,63 = 107,1 kg/cm2

= 150 . 0,63 = 94,5 kg/cm2

= 40 . 0,63 = 25,2 kg/cm2

= 20 . 0,63 = 12,6 kg/cm2

a) I = 2 . 1/12 . 19 . 53 + 2 . 5 . 19 . (22,5)2 + 1/12 . 403

= 123250 cm4

Kampuh mendatar, faktor reduksi = 0,8

Mmaks = 1550 . 260 = 403000 kg . cm

Wr = = = 3944 cm3

= = = 108,77 kg/cm2

> = 107,1 kg/cm2

Beban P = 1650 kg tidak dapat ditahan balok tersebut.

b) P = 1550 kg , fijin = 0,8 cm

Maks = 1500 . 260 = 403000 kg. cm

= = 102,18 kg/cm2 < = 107,1 kg/cm2

Dmaks = P = 1550 kg

= , S = 5 . 19 . 22,5 + 5 . 20 . 10

= 3137,5 cm3

= = 7,89 kg/cm2 < = 12,6 kg/cm2 (OK)

fmaks = =

= 0,921 cm > fijin = 0,8 cm


Konstruksi Kayu

Beban P = 1550 kg masih belum memenuhi syarat.

c) P = 1650 kg , fijin = 0,80 cm

Dari penyelesaian di b). yang menentukan adalah lendutannya :

fmaks = = fijin = 0,80

L3 =

L = 242,96 cm

Kontrol :

= = 101,64 kg /cm2

< = 107,1 kg/cm2

= = 8,4 kg/cm2

< = 12,6 kg/cm2

Panjang bentang maksimal yang diijinkan, L = 242,96 cm.

d) P = 1550 kg , fijin = 0,80 cm

Dari penyelesaian b). lendutannya yang menentukan maka momen lemban yang

dibutuhkan, I =

l = = 113511,6667 cm4

(tidak ada reduksi untuk kampuh karena papan badan miring), setelah beberapa kali,

dicoba ukuran flens 12/14, momen lemban bagian badan diabaikan, papan badan

diambil ukuran 3/12,

I = 2 . 1/12 . 12 . 143 + 2 . 12 . 14 . 182

= 114352 cm4

> Iperlu = 113511,6667 cm4

(cukup dekat) (OK)


Konstruksi Kayu

S = 12 . 14 . 18 = 3024 cm3

Gambar 6.4w Dimensi balok I

Kontrol :

= = = 88,11 kg/cm2

< = 107,1 kg/cm2

(OK)

Ptr = = 11194,4444 kg

= 74,04 kg/cm2 < = 94,5 kg/cm2

(OK)

fmaks = = 0,7941 cm < fijin = 0,80 cm

(cukup dekat) (OK)

= = 10,25 kg/cm2 < = 12,6 kg/cm2

(OK)

ukuran papan tersebut digunakan :

flens = 2 x12/14

papan badan = 2 x 2/14

e) Dmaks = P = 1550 kg merata sepanjang bentang.

Untuk setiap hubungan papan badan dengan flens membutuhkan paku :

n =

bb = 14 cm I = 1145352 cm4

Dmaks = 1550 kg α = 45°

Ss = 3024 cm3

Kayu muka= 2 cm, dipilih paku 3” BWG 10 (34/76),

lp = 7,6 cm > 2,5 . 1 = 5 cm


Konstruksi Kayu

Bj = 0,63 > 0,6 = 51 kg

n = = 11,25 digunakan 12 paku

(jumlah paku cukup banyak, tetapi karena tinggi flens dan papan badan-nya sudah

direncanakan cukup lebar, maka daerah yang tersedia untuk penempatan paku

cukup).

Ukuran batang vertikal :

D = 1550 kg (sama untuk sepanjang bentang)

Digunakan ukuran 6/12, = = 21,53 kg/cm2

Batang vertikal dipasang dengan jarak antara 52 cm ( H) sehingga bisa digunakan

6 batang vertikal.


Konstruksi Kayu

DAFTAR PUSTAKA

1. Hoong, T., H., Djokowahjono (1994). Konstruksi Kayu. Universitas Atmajaya

Yogyakarta.

2. Ditjen Cipta Karya (1976). Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI) 1961

(NI-5). Departemen Pekerjaan Umum.

3. Tjoa Pwee Hong dan Djokowahjono, F.H., “Konstruksi Kayu”, Penerbitan

Universitas Atma Jaya Yogyakarta, 1996

4. Felix KH (1984). Konstruksi kayu. Bina Cipta, Bandung.


08. buku ajar konstruksi kayu

Documents