22534452-struktur-kayu-1

STRUKTUR KAYUBERDASARKAN STANDAR TATA CARA PERENCANAAN KONSTRUKSI KAYU UNTUK

BANGUNAN GEDUNG (SNI KAYU) TAHUN 2002

KONSEP DESAIN PERENCANAAN - DETAILArie Febry Fardheny, [email protected]

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATKALIMANTAN SELATAN

MATERIAL KAYU

SIFAT KODE PERENCANAAN


Arie Febry Fardheny, [email protected]

MATERIAL KAYU Kayu adalah suatu bahan konstruksi bangunan yang didapatkan dari tumbuhan alami, oleh karena itu maka bahan kayu

bukan saja merupakan salah satu bahan konstruksi yang pertama di dalam sejarah umat manusia, tetapi memungkinkan juga kayu sebagai bahan konstruksi yang paling akhir nantinya.

Indonesia merupakan suatu negara yang sangat kaya akan bahan kayu baik jenis maupun kuantitasnya, maka pemakaian bahan kayu untuk konstruksi dapat dikembangkan, walaupun pada saat ini manusia lebih menyukai bahan beton atau bahan baja untuk struktur dari suatu bangunan.

Pemakaian kayu sebagai bahan konstruksi tidak sepesat pemakaian bahan beton atau baja disebabkan oleh :

a. Panjang kayu yang terbatas.

b. Kekuatan kayu relatif kecil.

c. Penampang kayu kecil.

d. Mudah terbakar.

e. Mudah terpengaruh oleh zat-zat kimia

Peka sekali terhadap kadar air.

Sifat kembang-susutnya besar.

MATERIAL KAYUKeterangan : A = Kulit luar (outer bark) B = Kulit dalam (inner bark) C = Kayu Gubal D = Kayu Teras E = Lapisan Kambium (lingkaran tahun) F = Jari-jari teras G = Kayu Hati (heartwood)

MATERIAL KAYUSifat phisis Pengaruh Kadar Lengas

Diambil contoh benda dari batang kayu yang ada dan harus menunjukkan sifat rata-rata dari batang kayu, dalam hal ini dilakukan tanpa memilih tempat (tempat harus berlainan) dan minimum diambil 5 benda uji. Setelah diambil n 5 benda uji segera ditimbang dan penimbangan dilakukan setiap hari sekali selama satu minggu. Apabila berat setiap benda uji tersebut sudah menunjukkan harga yang tetap atau naik turun dengan selisih harga yang kecil maka kayu dapat dianggap dalam keadaan kering udara.

Kayu di Indonesia pada umumnya mempunyai kadar lengas kering udara antara 12% -18% atau kadar lengas rata-rata = 15%.

Pengaruh Temperatur Sifat Penghantar Panas Sifat Penghantar Listrik

MATERIAL KAYU Sifat Hygroscopis

Pengaruh Kadar Lengas

Sifat Kembang Susut Kayu

MATERIAL KAYU Sifat Mekanis Bahan Kayu Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat mekanis bahan kayu adalah :

Berat jenis Kadar lengas Kecepatan pertumbuhan Posisi cincin tahun Mata kayu Retak-retak Kemiringan arah serat Batang pohon kayu mati atau hidup Pengeringan kayu alami atau oven Pengawetan Waktu pembebasan

KEKUATAN KAYU

Kode : Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PKKI)SNI Kayu 2002

Kode TambahanASTM SNI Pengujian

KEKUATAN KAYU ENV 1995-1-1, Design of timber structures. Part 1-1 General rules and rules and building

ASTM D 4442-92, Standard test methods for direct maisture content measurement of wood and wood base materials

ASTM D9, Terminology relating to wood

ASTM D 2395, Test method for specific grafity of wood and wood-base materials

ASTM D 4442, Test methods for direct maisture content measurement of wood-base materials

SNI 03-3527-1994, Mutu kayu bangunan

SNI 14-2023-1990, Kayu lapis structural

SNI 03-3972-1995, Metode pengujian modulus elastisitas tekan dan kuat tekan sejajar serat kayu konstruksi berukuran struktural

SNI 03-3974-1995, Metode pengujian modulus geser kayu konstruksi berukuran structural

SNI 01-2704-1992, Kayu lapis penggunaan umum

SNI 03-1726-1989, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung

SNI 03-1727-1989, Tata cara perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung

KEKUATAN KAYU Kodemutu

Modulus Elastisitas

LenturEw

KuatLenturFb

Kuat tarik sejajar serat Ft

Kuat tekan sejajar serat Fc

KuatGeserFv

Kuat tekan Tegak lurus

Serat Fc

E26 25000 66 60 46 6.6 24

E25 24000 62 58 45 6.5 23

E24 23000 59 56 45 6.4 22

E23 22000 56 53 43 6.2 21

E22 21000 54 50 41 6.1 20

E21 20000 56 47 40 5.9 19

E20 19000 47 44 39 5.8 18

E19 18000 44 42 37 5.6 17

E18 17000 42 39 35 5.4 16

E17 16000 38 36 34 5.4 15

E16 15000 35 33 33 5.2 14

E15 14000 32 31 31 5.1 13

E14 13000 30 28 30 4.9 12

E13 12000 27 25 28 4.8 11

E12 11000 23 22 27 4.6 11

E11 10000 20 19 25 4.5 10

E10 9000 18 17 24 4.3 9

Aturan PKKI Lama (Kg/cm2)

Aturan SNI Kayu 2002(Mpa N/mm2)

KEKUATAN KAYUKuat acuan berdasarkan pemilahan secara visual

Pemilahan secara visual harus mengikuti standar pemilahan secara visual yang baku.Apabila pemeriksaanvisual dilakukan berdasarkan atas pengukuran berat jenis, maka kuat acuan untuk kayu berserat lurustanpa cacat dapat dihitung dengan menggunakan langkah-langkah sebagai berikut:

Kerapatan pada kondisi basah (berat dan volum diukur pada kondisi basah, tetapi kadar airnyalebih kecil dari 30%) dihitung dengan mengikuti prosedur baku. Gunakan satuan kg/m3 untuk

Kadar air, m% (m < 30%), diukur dengan prosedur baku. Hitung berat jenis pada m% (Gm) dengan rumus: Gm =

Hitung berat jenis dasar (Gb) dengan rumus:Gb = ; dengan a =

Hitung berat jenis pada kadar air 15% (G15) dengan rumus:G15 =

+100

1000.1 m

[ ]mm

GaG265,01+

( )30

30 m

( )bbG,

G13301

KEKUATAN KAYU

Kuat Acuan Rumus estimasi

Modulus Elastisitas Lentur, Ew (MPa) 16.000 G0,7

PKKI LAMASNI KAYU 2002MODULUS ELASTISITAS

G adalah berat jenis kayu pada kadar air 15%

Untuk kayu dengan serat tidak lurus dan / ataumempunyai cacat kayu, estimasi nilai modulus elastiitas lentur acuan dari Tabel dibawah harusdireduksi dengan mengikuti ketentuan pada SNI 03-3527-1994 UDC 691.11 tentang Mutu KayuBangunan, yaitu dengan mengalikan estimasi nilaimodulus elastiits lentur acuan dari Tabel dibawahtersebut dengan nilai rasio tahanan yang adapada Tabel berikut yang bergantung pada KelasMutu kayu. Kelas Mutu ditetapkan denganmengacu pada Tabel Kelas Mutu

KEKUATAN KAYU

Kelas Mutu Nilai Rasio

TahananABC

0,800,630,50

Nilai Koreksi

Macam Cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu CMata kayu:Terletak di muka lebarTerletak di muka sempitRetakPingulArah seratSaluran damar

GubalLubang serangga

Cacat lain (lapuk, hati rapuh, retak melintang)

1/6 lebar kayu1/8 lebar kayu1/5 tebal kayu

1/10 tebal atau lebar kayu1 : 13

1/5 tebal kayu eksudasi tidak diperkenankan

DiperkenankanDiperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda serangga hidup

Tidak diperkenankan

lebar kayu1/6 lebar kayu1/6 tebal kayu

1/6 tebal atau lebar kayu1 : 9

2/5 tebal kayuDiperkenankan

Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda serangga hidup

Tidak diperkenankan

lebar kayu lebar kayu tebal kayu

tebal atau lebar kayu1 : 6

tebal kayuDiperkenankan

Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda serangga hidup

Tidakdiperkenankan

Mutu Kayu

PERATURAN PEMBEBANAN KODE PEMBEBANAN

1,4D (6.2-1) 1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H) (6.2-2) 1,2D + 1,6 (La atau H) + (0,5L atau 0,8 W) (6.2-3) 1,2D + 1,3W + 0,5L + 0,5 (La atau H) (6.2-4) 1,2D + 1,0E + 0,5L (6.2-5) 0,9D + (1,3W atau 1,0E) (6.2-6)

PERATURAN PEMBEBANAN Pengaruh struktural akibat beban-beban lainnya, termasuk

tetapi tidak terbatas pada berat dan tekanan tanah, pengaruh temperatur, susut, kelembaban, rangkak, danbeda penurunan tanah, harus ditinjau di dalamperencanaan.

Pengaruh struktural akibat beban yang ditimbulkan olehfluida (F), tanah (S), genagan air (P), dan temperatur (T) harus ditinjau dalam perencanaan dengan menggunakanfaktor beban: 1,3F; 1,6S; 1,2P; dan 1,2T.

KONSEP PERENCANAANTahanan rencana dihitung untuk setiap keadaanbatas yang berlaku sebagai hasil kali antaratahanan terkoreksi, R, faktor tahanan, , dan faktorwaktu, . Tahanan rencana harus sama denganatau melebihi beban terfaktor, Ru:Ru R

Jenis Simbol NilaiTekan c 0,90Lentur b 0,85Stabilitas s 0,85Tarik t 0,80Geser/puntir v 0,75Sambungan z 0,65

Faktor tahanan,

Kombinasi pembebanan Faktor waktu ()1,4D

1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H)

1,2D + 1,6 (La atau H) +(0,5L atau 0,8 W)

1,2D + 1,3W + 0,5L +0,5 (La atau H)

1,2D + 1,0E + 0,5L

0,9D + (1,3W atau 1,0E)

(6.2-1)

(6.2-2)

(6.2-3)

(6.2-4)

(6.2-5)

(6.2-6)

0,6

0,7 jika L dari gudang0,8 jika L dari ruangan umum

1,25 jika L dari kejut*

0,8

1,0

1,0

1,0

PERENCANAANSTRUKTUR KAYU

TARIK TEKAN LENTUR - KOMBINASI


Arie Febry Fardheny, [email protected]

NOTASI

= R = tegangan (Mpa) P = T = Tahanan (KN / N) Abruto = Luas Elemen Kayu (mm^2) ANetto = Luas Elemen Kayu dikurangi luas material yang

hilang akibat paku/ baut dan lain lain (mm^2)

FAKTOR KOREKSI Faktor koreksi dibawah bila dimungkinkan, digunakan

sesuai dengan yang disyaratkan pada bagian dibawah ini. Tahanan terkoreksi dihitung sebagai berikut:

R = R C1 C2 Cn

Dengan R adalah tahanan terkoreksi, R adalahtahanan acuan, Ci adalah faktor-faktor terkoreksi.

FAKTOR KOREKSI faktor koreksi Masa Layan adalah berikut ini: (Jika tidak sesuai dengan tabel diatas) Cm adalah faktor koreksi layan basah, untuk memperhitungkan kadar air masa layan

yang lebih tinggi daripada 19% untuk kayu masif dan 16% untuk produk kayu yang dilem; Ct adalah faktor koreksi temperatur untuk memperhitungkan temperatur layan lebih

tinggi daripada 38C secara berkelanjutan; Cpt adalah faktor koreksi pengawetan kayu, untuk memperhitungkan pengaruh

pengawetan terhadap produk-produk kayu dan sambungan. Nilai faktor koreksi ditetapkanberdasarkan spesifikasi pemasok, ketentuan, atau tata cara yang berlaku;

Crt adalah faktor koreksi tahan api, untuk memperhitungkan pengaruh perlakuan tahanapi terhadap produk-produk kayu dan sambungan. Nilai faktor koreksi ditetapkanberdasarkan spesifikasi pemasok, ketentuan, atau tata cara yang berlaku.

FAKTOR KOREKSI CE adalah faktor koreksi aksi komposit, Cr adalah faktor koreksi pembagi beban, CF adalah faktor koreksi ukuran, CL adalah faktor koreksi stabilitas balok, CP adalah faktor koreksi stabilitas kolom, Cb adalah faktor koreksi luas tumpu, Cf adalah faktor koreksi bentuk, Cw adalah faktor koreksi lebar CG adalah faktor koreksi mutu Ccs adalah faktor koreksi penampang kritis untuk pancang kayu bundar; Csp adalah faktor koreksi pancang tunggal untuk pancang kayu bundar; Cu adalah faktor koreksi untuk pancang kayu bundar yang tidak diberi perlakuan khusus

KONSEP DESAIN DAERAH TARIK komponen-komponen struktur yang memikul gaya tarik konsentris

dan bagian dari komponen struktur yang memikul gaya tariksetempat akibat pengaruh sambungan

Syarat Desain Tu < t T

dengan Tu adalah gaya tarik terfaktor, adalah faktor waktu t adalah faktor tahanan tarik sejajar serat = 0,80, dan T adalahtahanan tarik terkoreksi.

KONSEP DESAIN DAERAH TARIK Tahanan tarik terkoreksi komponen struktur tarik konsentris, T,

ditentukan pada penampang tarik kritis:

RUMUS UMUM TARIK

T = FtAn

Dengan Ft adalah kuat taris sejajar serat terkoreksi dan An adalah luas penampang neto.

KONSEP DESAIN DAERAH TARIK Bilamana, akibat adanya alat pengencang, letak titik berat penampang neto

menyimpang dari titik berat penampang bruto sebesar 5% dari ukuran lebar atau lebih maka eksentrisitas lokal harus ditinjau sesaui dengan prinsip baku mekanika dan prosedur

Bilamana gaya tarik tegak lurus serat tidak dapat dihindari maka perkuatan mekanis harus diadakan untuk mampu memikul gaya tarik yang terjadi

Perencanaan komponen struktur tarik komposit, yaitu komponen struktur yang tersusun dari gabungan kayu gergajian, kayu laminasi struktural, atau dari jeniskayu lain yang berbeda kekakuannya dan bekerja pada arah sejjar serat, ataukombinasi dengan pelat baja, atau batan baja, harus ditinjau berdasarkan konseppenampang transformasi. Elemen-elemen harus digabungkan sehingga dapatbekerja sebagai satu kesatuan dengan gaya-gaya terdistribusi sebanding dengankekakuan elemen penyusunnya

Contoh Soal

1/2P 1/2PP

PP

Dalam bentuk konstruksi Kuda Kuda inimaka bagian ini adalah bagian yang mengalami gaya tarik

Soal 1:

Hitunglah besarnya gaya tarik maksimum yang dapat dipikul oleh batang yang mengalami gaya aksial tarik. Dimensi balok 60 x 120 mm. Kayu yang digunakan adalah kayu E15 kelasA

Contoh Soal

Data KayuE15

Ft = 31 Mpa (tr)Koreksi Tahanan

Tarik = 0.8

Layan = 0.8

Ft = 31x 0.8 x 0.8 = 19.84 Mpa

Ft = tr ijin = 19.84 Mpa

MaterialB = 60 mm

H = 120 mm

Abruto =60 x 120 = 7200 mm2

Karena tidak ada perlemahan

Atau lubang maka

Abruto = Anetto

Perhitungan = T / AnettoT = x Anetto .(1)

tr ijin .(2)Maka untuk mengetahui Pmaks

Diambil = tr ijin = 19.84 MpaT = 19.84 x 7200 = 142848 N

T = 142.8 KN = 14.2 Ton

Contoh Soal

Bagian Perlemahan berupa sambungandengan 2 baut, detail tampak atas

Soal 2:

Diketahui P = 120 KN kayu E15 Ukuran Kayu 120 x 60 mmUkuran Baut = 12 mm

Apakah Memenuhi Syarat ?

Contoh Soal

Data KayuE15


Tarik = 0.8

Layan = 0.8

Ft = 31x 0.8 x 0.8 = 19.84 Mpa


MaterialB = 60 mm

H = 120 mm

Abruto =60 x 120 = 7200 mm2

Perlemahan

Diameter Baut = 12 mm

Diameter Lubang = 12+1=13 mm

Luas baut = 0.25xx13^2 =132.67 mm2Total = 2 x 132.67 =265.34 mm2

Anetto = 6934.66 mm2

Perhitungan tr= T / Anetto .(1) Syarat

tr tr ijin .(2)Cek Syarat

P = T = 120 KN = 120000 N

tr= 120000 / 6934.66 tr = 17.3 N/mm2 (Mpa) Tr < tr ijin (OK !)

KONSEP DESAIN TEKAN

Mengalami Gaya Tekan

KONSEP DESAIN TEKAN Komponen struktur ekan harus direncanakan sedemikian sehingga:

Pu < c P

Dengan Pu adalah gaya tekan terfaktor, adalah faktor waktu(lihat Tabel sebelum), c = 0,90 adalah faktor tahanan tekansejajar serat, dan P adalah tahanan terkoreksi.

KONSEP DESAIN TEKAN

Tekuk

KONSEP DESAIN TEKAN Panjang kolom tak-terkekang atau panjang bagian kolom tak-terkekang, I, harus

diambil sebagai jarak pusat-ke-pusat pengekang lateral. Panjang kolom tak-terkekang harus ditentukan baik terhadap sumbu kuat maupun

terhadap sumbu lemah dari kolom tersebut. Panjang efektif kolom, le, untuk arah yang ditinjau harus diambil sebagai Kel,

dimana Ke adalah faktor panjang tekuk untuk komponen struktur tekan. Ketergantung pada kondisi ujung kolom dan ada atau tidak adanya goyangan.

Untuk kolom tanpa goyangan pada arah yang ditinjau, faktor panjang tekuk, Ke, harus diambil sama dengan satu kecuali jika analisis memperlihatkan bahwa kondisikekangan ujung kolom memungkinkan digunakannya faktor panjang tekuk yang lebih kecil daripada satu.

KONSEP DESAIN TEKANKELANGSINGAN KOLOM

Kelangsingan kolom adalah perbandingan antara panjangefektif kolom pada arah yang ditinjau terhadap jari-jarigirasi penampang kolom pada arah itu, atau:

Kelangsingan = (r = ix / iy)

Nilai kelangsingan kolom, , tidak boleh melebihi 175.

rlKe

KONSEP DESAIN TEKAN

Faktor Kelangsingan

KONSEP DESAIN TEKAN

175

KONSEP DESAIN TEKAN

Tabel - Formula

KONSEP DESAIN TEKAN Mencari Profil Pakai untuk batang tertekanMenggunakan Rumus Euler

I min = Inersia MinimumP = Nilai Kuat Tekan TerkoreksiN = SF Tekan (ambil antara 2-3)Ke.l / LK = Panjang Efektif KolomE = Modulus Elastisitas Kayu

Contoh Soal 1

Desain Kekuatan Cek kekuatan apakah memenuhi syaratuntuk Kayu Tipe E15 dengan Profil panjang3 meter dengan perletakkan Jepit Sendiseperti pada Gambar. Profil yang digunakan adalah 60 x 120 mm. SaatMenerima beban 120 KN

Contoh Soal 1

Data KayuE15


Tekan = 0.9

Layan = 0.8

Ft = 31x 0.8 x 0.9 = 22.32 Mpa


MaterialB = 60 mmH = 120 mmAbruto =60 x 120 = 7200 mm2

Cek Kelangsingan :Jepit Sendi (Ke)= 0.8Ke.l = 0.8 x 3 = 2.4 mIx = 0.289h = 34.68Iy =0.289b =17.34 ambil iy =Ke.L/iy = 2400/17.34= 138.4Lihat Tabel = 6.3

Perhitungan tr= .T / Abrutto .(1) Syarat

tr tr ijin . (2)Cek Syarat

P = T = 120 KN = 120000 N

tr= 6.3 x 120000 / 7200 tr = 105 N/mm2 (Mpa) Tr > tr ijin (NOT OK !)

Contoh Soal 2

Berapakah Profil yang memenuhi syaratuntuk Kayu Tipe E15 denganpanjang 3 meter dengan perletakkan Jepit Sendi seperti pada Gambar. Gaya yang Diterima adalah sebesar 60 KN

Contoh Soal 2

Data KayuE15


Tekan = 0.9

Layan = 0.8

Ft = 31x 0.8 x 0.9 = 22.32 Mpa


Rumus Euler Perhitungan

P =60 KN = 60000 NN = 2Lk = 0.8 x 3 = 2.4 mE = 14000 Imin = (60000x 2 x 2400^2)/(^2 x 14000)Imin = 5007447.4 mm^4

Asumsi b =2/3h

H^4 = 81 x Imin/2 H = 119.33 mmSehingga dipakaiH = 120 mmB = 80 mm

Contoh Soal 2

Data KayuE15


Tekan = 0.9

Layan = 0.8

Ft = 31x 0.8 x 0.9 = 22.32 Mpa


MaterialB = 80 mmH = 120 mmAbruto =80 x 120 = 9600 mm2

Cek Kelangsingan :Jepit Sendi (Ke)= 0.8Ke.l = 0.8 x 3 = 2.4 mIx = 0.289h = 34.68Iy =0.289b =23.12ambil iy =Ke.L/iy = 2400/23.12= 103.8Lihat Tabel = 3.28

Perhitungan tr= .T / Abrutto .(1) Syarat

tr tr ijin . (2)Cek Syarat

tr= 3.28 x 60000 / 9600 tr = 20.5 N/mm2 (Mpa) Tr < tr ijin (OK !)

Perencanaan Lentur Komponen struktur lentur direncanakan sebagai berikut: Untuk momen lentur:

Mu < b Mdengan Mu adalah momen terfaktor, adalah faktor waktu, b = 0,85 adalah faktor tahanan lentur, dan

M adalah tahanan lentur terkoreksi. Untuk geser lentur:

Vu < v Vdengan Vu adalah gaya geser terfaktor, adalah faktor waktu, v = 0,75 adalah faktor tahanan geser, dan V adalah tahanan geser terkoreksi.

Untuk puntir:Mu < v Mtdengan Mu adalah momen puntir terfaktor, adalah faktor waktu v =0,75 adalah faktor tahanan puntir,

dan Mt adalah tahanan puntir terkoreksi.

Perencanaan Lentur Ketentuan-ketentuan pada butir ini berlaku untuk:

balok berpenampang bundar atau bujursangkar;

balok berpenampang persegi panjang yang terlentur terhadap sumbu lemah;

balok dengan pengekang lateral yang menerus pada sisi tekan;

balok dengan ikatan bresing sesuai dengan ketentuan alternatif

Tahanan lentur terkoreksi dari balok berpenampang prismatis yang terlentur terhadap sumbu kuatnya (x x) adalah:

atau

Keterangan:

M=Mx adalah tahanan lentur terkoreksi terhadap sumbu kuat (x x)

Sx adalah modulus penampang untuk lentur terhadap sumbu kuat (x x)

Fbx adalah kuat lentur terkoreksi untuk lentur terhadap sumbu kuat (x x)

CL adalah faktor stabilitas balok, sama dengan 1,0

'FS'M'M bxxx ==

Perencanaan Lentur Takikan pada balok harus dihindari, terutama yang terletak jauh dari

tumpuan dan berada pada sisi tarik. Konsentrasi tegangan yang disebabkan oleh takikan dapat dikurangi menggunakan konfigurasi takikanyang diiris miring secara bertahap daripada menggunakan takikandengan sudut-sudut yang tajam.

Takikan pd ujung balok tidak boleh melampaui seperempat tinggi balokuntuk balok masif, dan sepersepuluh tinggi balok untuk balok glulam (kayulaminasi struktural).

Pengecualian: Pada balok-balok kayu masif yang tebal nominalnya lebihkecil dari 100 mm, diperkenankan dibuat takikan yang tidak melebihiseperenam tinggi balok dengan lokasi di luar sepertiga bentang yang ditengah

Perencanaan LenturTahanan lentur dari komponen struktur prismatis berpenampang persegi panjang dan bundar

Tahanan lentur terkoreksi yang ditetapkan oleh persamaan diatas sharus dikalikandengan faktor bentuk Cf = 1,15 untuk komponen struktur berpenampang bundarselain daripada untuk tiang dan pancang; dan harus dikalikan dengan Cf = 1,40 untuk komponen struktur berpenampang persegi panjang yang terlentur terhadapsumbu diagonal.

Bila dijumpai suatu permukaan yang diiris miring sebesar sudut terhadap arah serat pada sisitekan balok glulam (kayu laminasi struktural) maka faktor interaksi tegangan, Cl, harus dihitunguntuk lokasi kuat kritis menggunakan persamaan berikut ini:

22

1

1

+

+

=

'Ftan'F

'Ftan'F

C

cc

nb

vv

bbl

Perencanaan Lentur Balok yang memiliki perbandingan tinggi terhadap lebar lebih besar daripada dua dan dibebani terhadap sumbu kuatnya

harus memiliki bresing lateral pada tumpuan-tumpuannya untuk mencegah terjadinya rotasi atau peralihan lateral.

Bresing lateral tidak diperlukan pada balok berpenampang bundar, bujur sangkar, atau persegi panjang yang mengalamilentur terhadap sumbu lemahnya saja.

Bresing lateral harus dapat mencegah gerakan lateral sisi tekan balok dan harus dapat mencegah rotasi balok pada lokasi-lokasi yang dikekang.

Sebagai alternatif, untuk balok kayu masif, kekangan yang digunakan untuk mencegah rotasi atau peralihan lateral ditentukan berdasarkan nilai perbandingan tinggi nominal terhadap tebal nominal, d/b, sebagai berikut:

d/b < 2: tidak diperlukan pengekang lateral;

2 < d/b < 5: posisi tumpuan-tumpuannya harus dikekang menggunakan kayu masif pada seluruh ketinggian balok;

5 < d/b < 6: sisi tekan harus dikekang secara menerus sepanjang balok;

6 < d/b < 7: pengekang penuh setinggi balok harus dipasang untuk setiap selang 2.400 mm kecuali bila kedua sisi tekandan tarik dikekang secara bersamaan atau bila sisi tekan balok dikekang pada seluruh panjangnya oleh lantai dan padatumpuan-tumpuannya diberi pengekang lateral untuk mencegah rotasi;

d/b > 7: kedua sisi tekan dan tarik dikekang secara bersamaan pada seluruh panjangnya.

Perencanaan Lentur Dalam perhitungan lendutan, faktor komposit, CE, di bawah ini dapat

digunakan dalam menentukan kekakuan balok kayu masif; dengan catatanbahwa komponen struktur merupakan gabungan dari balok-balok sejajardengan ukuran tinggi maksimum 300 mm, spasi maksimum 600 mm (pusat-ke-pusat), dan ditutup dengan panel-panel truktural setebal 12 mm ataulebih:

CE = 1,00 untuk komponen yang digabung menggunakan paku, CE = 1,10 untuk komponen yang digabung menggunakan perekat dan

paku, CE = 1,15 untuk komponen yang digabung menggunakan perekat.

Perencanaan Lentur Tahanan geser terkoreksi dari suatu balok, V, dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

atau

Fv adalah kuat geser sejajar serat terkoreksi

I adalah momen inersia balok untuk arah gaya geser yang ditinjau

b adalah lebar penampang balok

Q adalah momen statis penampang terhadap sumbu netral

Untuk penampang persegi panjang dengan lebar b, dan tinggi d, persamaan menjadi:

QIb'F'V v=

bd'F'V v32=

Perencanaan Lentur Pada penampang di sepanjang takikan dari sebuah

balok persegi panjang setinggi d, tahanan geserterkoreksi pada penampang bertakik dihitung sebagai:

dengan d adalah tinggi balok tanpa takikan dan dnadalah tinggi balok di dalam daerah takikan.

=ddbd'F'V nnv3

2

Perencanaan Lentur Apabila suatu sambungan pada balok persegi

panjang menyalurkan gaya yang cukup besarsehingga menghasilkan lebih dari setengah gayageser di setiap sisi sambungan maka tahanan geserhorisontal terkoreksi dihitung sebagai berikut:

=ddbd'F'V eev3

2

Perencanaan Lentur Sebagai alternatif, apabila seluruh sambungan terletak

sejauh lebih dari 3d dari ujung balok maka tahanangeser horisontal terkoreksi dapat dihitung sebagai:

dengan x adalah jarak sambungan dari ujung balok.ev

ev

bd'Fddxbd'F'V

+

=631

32

Perencanaan Lentur Tahanan puntir terkoreksi, Mt, dari suatu balok persegi panjang masif dihitung sebagai:

b adalah lebar penampang balok (ukuran sisi yang lebih kecil)d adalah tinggi penampang balok (ukuran sisi yang lebih besar)Ftv adalah kuat puntir terkoreksi

Untuk penampang balok tak persegi panjang, tahanan puntir terkoreksi dihitung berdasarkananalisis puntir elastis linier menggunakan Ftv sebagai kuat geser puntir maksimum.

b,dFdbM'tv'

t 813

22

+=

Contoh 1 Rencanakan Sebuah Gelagar Jembatan kayu yang

dipasang dengan cara sendi rol . panjang 4 meter dengan Jarak Antar Gelagar 1.25 meter dan beban yang terjadi adalah sebagai berikut :

Beban Kendaraan Merata (D) = 0.5 KN/m2 Beban Terpusar (T) = 5 KN Kayu yang ada Jenis E15

Contoh 1

Data KayuE15


Lentur = 0.85

Geser = 0.75

Layan = 0.8

Fl =32x 0.8 x 0.85 = 21.76 Mpa

Fv= 5.1x 0.8 x 0.75 = 3.06 Mpa

Analisa GayaBeban Mati :

Karena tidak ada Profil asumsikan

Profil terlebih dahulu atau

memberikan SF ke Beban Lain

Beban Hidup

Q = 0.5 KN/m2 x 1.25 =0.625 KN/m

SF = 1.2 (asumsi ) Q = 0.75 KN/m

Sendi Rol

Momen = (1/8)Ql^2 = 1.5 KNm (Ce)

Geser = QxL /2 = 1.5 KN

Torsi = 0 Axial = tidak ada

Analisa GayaBeban Terpusat:

T = 5 KN

Sendi Rol

Momen = (1/4)TL = 5KNm (Ce)

Geser = P /2 = 2.5 KN

Torsi = 0 Axial = tidak ada

Contoh 1

Q

Beam

M maks = 1.5 KNmGeser = 1.5 KN

P M maks = 5 KNmGeser = 2.5 KN

M maks = 6.5 KNmGeser= 4 KN

Contoh 1 PerhitunganMmaks = 6.5 KNm

= 6.500.000 Nmm

Geser = 4 KN

= 4. 000 N

Cek Terhadap Lentur

Asumsi b = 2/3 hWx =(1/6)x (2/3)h x h^2= (1/9)h^3

Wx = Mmaks / Fl = 6500000/21.76

(1/9) h^3 =298713.2 mm

H = 139 mm ambil 150 mm

B = 100 mm

Cek Geser

Fv = (3/2) x V / (b.h)

Fv = (3/2) x 4000 /(100 x 150)

Fv = 0.4 N/mm^2

Syarat Geser Fv = 3.06 (OK)

bd'F'V v32=

Cek Ulangdengan ProfilSebenar

Beban Mati = 150 x 100 x bv kayu

Qdead = 0.150 x 0.100 x 12

=0.18 KN/m2

Q total = 0.18 + 0.5

= 0.68 KN/m2

Q merata =0.68 x 1.25 =0.85 KN/m

M = 1.7 + 5 = 6.7 KNm

Contoh 1

PerhitunganMmaks = 6.7 KNm

= 6.700.000 Nmm

Geser = 4.2 KN

= 4. 200 N

Cek Terhadap Lentur

Wx=(1/6) . 100 .150^2 = 375000 mm^3

Fl = M/Wx = 17.8 Mpa (OK)

Cek Geser

Fv = (3/2) x V / (b.h)

Fv = (3/2) x 4200 /(100 x 150)

Fv = 0.42 N/mm^2

Syarat Geser Fv = 3.06 (OK)

bd'F'V v32=

HASIL

PROFIL 100 x 150

Contoh 1

LendutanLendutan akibat Q merata

I = (1/12)x100x150^3 = 28125000 mm^4

E = 14000 = (5/384)(Q . L^4)/(EI) = (5/384) (0.85 x 4000^4) /(14000. 28125000)

= 7.19 mm

LendutanLendutan akibat P Terpusat

I = (1/12)x100x150^3 = 28125000 mm^4

E = 14000 = (1/48)(P . L^3)/(EI) = (1/48) (5000 x 4000^4) /(14000. 28125000)

= 16.9 mm

Total Lendutan = merata + terpusat = 24.09 mmSyarat L /250 = 4000 /250 = 16 mm ------- Tidak Aman di Lendutan, Ganti Profil

Balok Lengkung

Balok Lengkung Tahanan momen balok melengkung berpenampang persegi panjang akibat beban terbagi rata simetris

yang geometrinya menyudut serta non prismatis. dibatasi berdasarkan kondisi tegangan radial yaitusebesar:

M = b (dc)2Fr/6Ksr

M adalah tahanan momen terkoreksi di tengah bentang, N-mm b adalah lebar komponen struktur, mm dc adalah tinggi penampang di puncak, mm Fr adalah kuat radial terkoreksi, MPa Fr = Frt bila tegangan radial adalah tarik, MPa Fr = Frc bila tegangan radial adalah tekan, MPa. (Frc harus diambil sama dengan

Fc, kuat tekan tegak lurus serat terkoreksi, MPa)

Balok Lengkung Ksr adalah faktor tegangan radial Ksr = Kgr [A + B (dc/Rm) + C(dc/Rm)2] = KgrKar A, B, dan C adalah konstanta-konstanta yang bergantung pada sudut permukaan atas yang non

prismatis, T, dan harus diperoleh dari Tabel 10.6.2.2-1 Kgr = X Y (dc/Dm), adalah faktor reduksi yang bergantung pada bentuk komponen

struktur yang ditentukan sesuai dengan Tabel 10.6.2.2-2. Rm adalah jari-jari kelengkungan komponen struktur di tengah-tinggi penampang, mm L/Lc adalah perbandingan antara panjang total komponen struktur terhadap panjang bagian

komponen struktur yang melengkung dc/Rm adalah perbandingan antara tinggi penampang di tengah bentang terhadap radius

tengah-tinggi komponen struktur

Balok Lengkung Defleksi balok melengkung yang menyudut dan non prismatis di tengah bentang ditentukan menggunakan persamaan berikut:

c = 5wL4/32Ebdeb3

Keterangan:

W adalah beban kerja terdistribusi merata, dinyatakan dalam N/mm

L adalah panjang bentang, mm

Ew adalah modulus elastisitas lentur rerata terkoreksi, MPa

b adalah lebar, mm

deb adalah tinggi efektif

deb = (de + dc)(0,5 + 0,735 tan ) 1,41 (dc) tan B de adalah tinggi penampang di ujung bentang, mm

dc adalah tinggi penampang di tengah bentang, mm

adalah kemiringan permukaan atas, derajat B adalah kemiringan permukaan bawah di ujung, derajat

Balok Pelengkung

Balok Lengkung

Tahanan lentur nominalM = Mx = SxFbx

Interaksi momen dan gaya aksial di pelengkung

012

,M

M'P

P'xb

bx

c

u

+

KOMBINASI belaku untuk komponen struktur yang memikul: Beban lentur terhadap kedua sumbu utamanya dan/atau kombinasi

beban lentur dan aksial, baik tarik maupu tekan; dan Kolom yang mengalami pembebanan eksentris. Pada butir ini faktor tahanan penampang, , ditentukan sebagai

berikut: Lentur b = 0,85 Tarik sejajar serat: t = 0,80 Tekan sejajar serat c = 0,90

KOMBINASI

KOMBINASI

Tarik - Lentur

KOMBINASI

Tekan Lentur

KOMBINASI Sisi tarik (dianggap terjadi interaksi stabilitas lateral):

Sisi tekan (interaksi dengan gaya aksial tarik akanmeningkatkan tahanan penampang terhadap tekuktorsi lateral):

01,M

M

MM

'TT

'yb

uy'sb

ux

f

u ++

01

1

62 ,

MMM

M

M

TdM

eb

ux'yb

uy'xb

uux

+

KONSOL PENDEK Kolom dengan konsol pendek

Kolom tak terkekang atau bagian tak terkekang kolom dengan konsol pendek yang terletak di seperempat tinggi yang diatas, direncanakan terhadap dua bebanekivalen sebagai berikut:

Pindahkan beban aksial yang bekerja pada konsol pendek, Pa, sedemikiansehingga bekerja sebagai beban konsentris pada ujung kolom, bersama denganbeban-beban konsentris lainnya yang bekerja di sepanjang kolom; dan

Tambahan beban transversal, Ps, di tengah tinggi kolom tak terkekang atau bagiantak terkekang kolom dalam bidang yang ditinjau, dan besarnya:

23

u

abrbs l

PleP =

KONSOL PENDEK Ibr adalah jarak dari bawah ujung kolom tak terkekang atau bagian tak

terkekang kolom sampai sisi bagian atas konsol pendek, mm eb adalah eksentrisitas beban yang bekerja pada konsol pendek, yaitu jarak

horisontal dari titik kerja beban ke titik pusat penampang kolom, mm Iu adalah panjang kolom tak terkekang untuk arah tekuk yang sesaui dengan

arah momen pada konsol pendek, mm

Selanjutnya, k9olom direncanakan sebagai komponen struktur balok-kolom Bila konsol pendek tidak terletak di seperempat tinggi yang diatas dari kolom tak

terkekang atau bagian tak terkekang kolom maka harus dilakukan analisis yang rasional atau dihitung dengan persamaan (11.4-1) tapi dengan menggunakan nilaiIbr = 0,75 lu.

LENDUTAN Batasan lendutan

Disamping alkibat deformasi komponen struktur, lendutan dapat terjadi krn pergeseran padasambungan-sambungan. Untuk membatasi perubahan-perubahan bentuk struktur bangunan secaraberlebihan, sehingga pergeseran masing-masing komponen struktur terjadi sekecil mungkin.

Lendutan strukur bangunan akibat berat sendiri dan uatan tetap dibatasi sebagai berikut: Untuk balok-balok pada struktur bangunan yang terlindung, lendutan maksimum, fmax < 1/300 l. Untuk balok-balok pada struktur bangunan yang tidak terlindung, lendutam maksimum, fmax < 1/400 l. Untuk balok-balok pada konstruksi kuda-kuda, antara lain gording dan kasau, lendutan maksimum, fmax Psebenar analisa keekonomisannya

8. Cek Lendutan

PERENCANAAN KUDA - KUDA Definisikan Detail Rencana

Detail Detail yaitu :1. Material Pembentuk

E = .. Mpa = Mpa

2. Jarak Gording dan Kuda KudaJAG = .. mmJKK = mm

3. Kemiringan Atap = .. Derajat

Definisikan Beban Rencana

1. Beban Mati1. Rencana Profil Gording2. Rencana Profil Kuda-Kuda3. Beban Material Atap4. Beban Kasau dan Reng

2. Beban Hidup1. Beban Kerja

3. Beban Angin

PERENCANAAN KUDA - KUDA

Desain Gording


Kombinasi


Menentukan P tiap TitikP = P(gording+atap) + P (profil kuda-kuda asumsi)

1/2P 1/2PP

PP

PERENCANAAN KUDA -KUDA

Analisa TrussMetode Titik SimpulMetode Cremona Software

Hasil Analisa Truss Nilai Batang Tarik Nilai Batang Tekan

Additional Software Lendutan

PERENCANAAN KUDA -KUDA

STRUKTUR KAYUBerdasarkan standar Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu untuk Bangunan Gedung (SNI KAYU) TAHUN 2002 MATERIAL KAYUMATERIAL KAYU MATERIAL KAYUMATERIAL KAYUMATERIAL KAYUMATERIAL KAYUKEKUATAN KAYUKEKUATAN KAYUKEKUATAN KAYUKEKUATAN KAYUKEKUATAN KAYUKEKUATAN KAYUPERATURAN PEMBEBANANPERATURAN PEMBEBANANKONSEP PERENCANAANPERENCANAANSTRUKTUR KAYUNOTASIFAKTOR KOREKSIFAKTOR KOREKSIFAKTOR KOREKSIKONSEP DESAIN DAERAH TARIKKONSEP DESAIN DAERAH TARIKKONSEP DESAIN DAERAH TARIKContoh Soal Contoh SoalContoh Soal Contoh SoalKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANKONSEP DESAIN TEKANContoh Soal 1Contoh Soal 1Contoh Soal 2Contoh Soal 2Contoh Soal 2Perencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturPerencanaan LenturContoh 1Contoh 1Contoh 1Contoh 1Contoh 1Contoh 1Balok LengkungBalok LengkungBalok LengkungBalok LengkungBalok PelengkungBalok LengkungKOMBINASIKOMBINASIKOMBINASIKOMBINASIKOMBINASIKONSOL PENDEKKONSOL PENDEKLENDUTANPERENCANAAN KUDA -KUDAPERENCANAAN KUDA - KUDAPERENCANAAN KUDA - KUDAPERENCANAAN KUDA - KUDAPERENCANAAN KUDA - KUDAPERENCANAAN KUDA - KUDAPERENCANAAN KUDA -KUDAPERENCANAAN KUDA -KUDA

22534452-struktur-kayu-1

Documents