struktur kayu

Struktur Kayu(RC 0332)

Komponen yang menerima beban Tarik dan Tekan

OlehMunarus Suluch, Ir, MS

Komponen elemen Tarik

Hal yang perlu ditinjau adanya alat sambung.perhatikan dalam perencanaan batang tarik adalah perlemahan lubang akibat adanya alat sambung,

Perlemahan batang dengan berbagai sambungan

Sambungan dengan paku 10 – 15% Sambungan baut 20 – 25%Sambungan gigi 20 – 25 %Sambungan plat kokot ± 20 %Sambungan pasak cincin ± 20 %Sambungan pasak kayu ± 20 %Sambungan perekat ± 20 %

Bentuk sambungan paku

Paku

plat penyambungKayu

Gambar 1. Sambungan paku

Bentuk sambungan pasak

(a) (b) (c) (d) (e)Gambar 2. Alat sambung Pasak cincing baja(a) Claw Plat (b) Split ring (c) Toothed ring(d) Plat Buldog (e) Krugers ring

pasak

Kayu

baut

plat penyambung

Gambar 3. Sistem Sambungan pasak

Bentuk sambungan lainB a lo k 6

1 2 B a lo k 61 2

61 2B a lo k 6

1 2B a lo k

Balok 612

(a) (b)

(c)

90

90°

220

(d)

Gambar 4. Alat Sambung kayu yang dirancang(Tampak depan (b) Tampak Potongan melintang(c ) Tampak pot. Memanjang (d) Tampak prespektif.

Bentuk sambungan lain

Contoh Kasus

Tentukan tinggi batang tarik yang mempunyai lebar 8cm dan mendukung gaya tarik sebesar 6 ton. Sambungan dilaksanakan dengan baut. (Kayu klas kuat II, β = γ = 1).

Jawab

Fnet = P / σtr = 6000/100 = 60 cm2

Perlemahan diperkirakan maks 25%Jadi Luas bruto = Fbr = 1,25 x 60 = 75 cm2

Dipakai kayu 8/10, Fbr = 8x10 = 80 cm2 > Fbrperlu.σtr = 6000/80 = 75 kg/cm2 < σtr ijin.= 100kg/cm2

Jawab yang benar

Fnet = P / σtr = 6000/100 = 60 cm2

Perlemahan diperkirakan maks 25%Jadi Luas bruto = Fbr = 1,25 x 60 = 75 cm2

Dipakai kayu 8/10, Fbr = 8x10 = 80 cm2 > Fbrperlu.Fnet = 0,75 x 80 = 60 cm2

σtr = 6000/60 = 100 kg/cm2 = σtr ijin.= 100kg/cm2

Komponen elemen tekan

Pada batang tekan hampir tidak pernah terjadi bahwa suatu batang mendukung gaya tekan tanpa menimbulkan kemungkainan akan tertekuk.

Tegangan tekan dipengaruhi oleh angka kelangsingan (λ)

λ adalah

λ = Lk / imin

imin = √(Imin / Fbr)

dimana : Lk panjang tekuk (Lkx = Lky

i jari jari kelembamanI Inersia penampangFbr luas bruto

Panjang tekuk konstruksi

l

sendi

sendi

1

jepit

bebas

2

jepit

sendi

0,7

jepit

jepit

0,5

Lk = 0,5 LLk = 0,7 LLk = L

Lk = 2L

Untuk menghindari bahaya tekuk pada batang tekan. Gaya tekan yang didukung batang tsb harus dikalikan dengan faktor tekuk ( ω )

σotk// = ωP / Fbr < σijin tk//

Besar ω bagi suatu harga λ tertentu dapat dilihat dalam tabel PKKI di halaman 10,11,12

Contoh kasus

Batang tekan dengan tampang persegi.panjang batang 3,0 m, gaya tekan 10 ton.kedua ujung ujungnya sendi.Jika h yang dipakai 17cm.Berapa lebar batang tsb.Klas kuat kayu II (β = γ = 1; σijin tk// = 85 kg/cm2)

Penyelesaian

Direncanakan b = 15 cm.Konstruksi sendi-sendi maka Lk = L = 300cmFbr = 17x15 = 255 cm2

Iminimum = (1/12)153x17 = 4781,25 cm4

imin = √(Imin/Fbr) = √(4781,25/255)= 4,33 cmλ = Lk/imin = 300/4,33 = 69 didapat ω = 1,85σo

tk = ωP/Fbr = 1,85.10000 / 255 =73 Kg/cm2 <σijin tk// = 85 Kg/cm2

Batang Tekan ganda

Pada batang tekan ganda untuk menghitung momen kelembaman terhadap (sumbu bahan) dapat dianggap sebagai batang tunggal dengan lebar sama dengan jumlah masing masing bagian sehingga didapat :

ix = 0,289 h

h

b ba

y

x x

y

x

y

b bab b

abb

aa

hh

h

a

Batang Tekan gandaUntuk menghitung kelembamam terhadap sb bebas bahan dipakai

I = ¼ (It + 3Ig)dimana I momen kelembaman bebas bahan

It momen lembam teoritisIg momen lembam geser, dengan

anggapan masing2 digeser shg bt2nya berimpitan satu sama lain

Bila jarak antara masing2 bagiana > 2b It hrs diambil a = 2b

Batang Tekan gandaMasing2 bagian ujung-ujungnya dan juga pada dua titik yg jaraknya masing2 dari ujung batang tertekan 1/3 panjang batang hrs diberi perangkai

h < 18 cm 2 bauth > 18 cm 4 baut

h > 18 cmh < 18 cm

Contoh kasus

Sebuah batang ganda terdiri dari 2 bagian seperti pada gambar dibawah ini.b = 4 cm, h = 14 cm, a = 12 cmbila panjang tekuk Lkx = 3m dan Lky=2,5mBerapa beban maksimum yang mampu dipikul bila kayu klas kuat II ?

h

b ba

y

x

Penyelesaianix = 0,289 h = 0,289 14 = 4,05 cm

Iyt = 2(1/12)43.14 + 2.4.14.(½(12+4)2) = 4181,33 cm4

a > 2.4 = 8 maka dipakai a = 2b = 2.4 =8cm

Iyg = (1/12).b3.h = (1/12).83.14= 597,33 cm4

Iy = ¼(It + 3Ig) = ¼(4181,33 + 3.597,33) = 1493 cm4

iy = √(Iy/Fbr) = √(1493/(2.4.14)) = 3,65 cm

λx = Lkx/ix = 300/4,05 = 74 ωx = 1,97

λy = Lky/iy = 250/3,65 = 68 ωy = 1,83

Jadi beban maksimum σotk = ωxP/Fbr < σijintk

P = σijintk Fbr /ωx = 85. 112 /1,97 = 4832 kg = 4,8 ton

Suatu konst. Kolom ganda dari suatu kuda2 mendapat beban P=8ton Lkx=0,7 L dan Lky=2L. Bila dipakai b=8cm dan a=8cmKayu jati, konstruksi terbuka, beban sementara.Tentukan Tinggi h, bila L=2m !

Beban permanen P = 8 tonKonstruksi tertutup, Lkx = Lky = 0,7LL= 3m, kayu klas kuat IBila b=8 cmTentukan tinggi h !

h

b

ba

y

x

y

xh

a=4cm

hb b

a=4cm

Latihan soaldikerjakan dirumah

Latihan soaldikerjakan dirumah

Suatu konstruksi kolom dari kayu menerima beban tekan sebesar 4500 kg. Apabila ditinjau dari konstruksinya Lkx=1,2L dan Lky=2L, sedangkan L=300cm. Kolom tsb menggunakan kayu tunggal dengan lebarkayu b=8cm. (kayu klas kuat II)Rencanakan dimensi kayu & tegangannya.

Konstruksi kolom dari kayu menerima beban P=1500kg. Lkx=2L dan Lky=1,2L dan L=325cm. Kolom dengan menggunakan kayu 2x4/6 dengan a=10cm. Kayu klas kuat I.Hitung tegangan yang terjadi ?

h

b

ba

y

x

Batang tarik memikul beban P=1250kg dan batang direncanakan akan menggunakan sambungan baut, panjang batang tarik tsb 200cm (kayu klas kuat II)Rencanakan dimensi kayu bila b=8cm.

Konstruksi kolom dari bangunan joglo menerima beban 1750 kg. Bila tinggi kolom direncanakan 350 cm dengan asumsi kedua ujungnya adalah sendi dalam arah sbX maupun Y. Dan bila dalam pelaksanaan dipakai kayu klas kuat II dengan ukuran 10/10Hitung tegangan yang terjadi(bila kayu yang dipakai kayu klas kuat II)

Latihan soaldikerjakan dirumah