kelomok v (autosaved)

8/2/2019 Kelomok V (Autosaved)

1/31

DASAR TEORI PERENCANAAN BALOK

PADA STRUKTUR KAYU

Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah

Struktur Kayu I

Oleh,

1. Erwin Prilesmana

NIM. 7011090039

2. Aris Abdul Muhaimin

NIM. 7011090052

3. Budi Utama

NIM. 7011090042

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GALUH CIAMIS

2012


2/31

Tugas Mata Kuliah Struktur Kayu

Kelompok V :

1. ERWIN PRILESMANA

2. ARIS ABDUL MUHAIMAIMIN

3. BUDI UTAMA

DASAR TEORI PERENCANAAN BALOK

PADA STRUKTUR KAYU

Permintaan kayu sebagai bahan konstruksi selalu meningkat dari tahun ke

tahun, padahal kemampuan penyediaan volume kayu semakin menipis. Kayu

kualitas baik (kelas kuat I/II) umumnya memiliki usia tebang sampai puluhan tahun

(30 tahun lebih). Usia tebang yang lama, apalagi dengan areal penanaman yang

semakin menyempit, menimbulkan masalah tersendiri bagi penyediaan kayu.

Sekarang ini sudah sangat sulit diperoleh balok kayu dengan ukuran besar, padahal

untuk mendukung konstruksi berat, seperti jembatan, seringkali memerlukan balokberukuran besar. Disisi lain, tersedia cukup melimpah balok dan batang kayu

berukuran kecil dan pendek, baik dari potongan cabang pohon, limbah akibat

kesalahan proses produksi, ataupun kayu bekas struktur yang sudah tidak dipakai.

Umumnya balok dan batang kayu tersebut digunakan untuk keperluan non-

struktural, atau bahkan hanya sebagai kayu bakar.

Sesuai dengan prinsip ekoefisiensi, perlu kiranya diupayakan suatu

teknologi yang tepat sehingga balok-balok kayu limbah di atas dapat dimanfaatkan

kembali (reuse). Hasil pemanfaatan haruslah tetap memenuhi standar dan

spesifikasi teknis yang disyaratkan. Teknologi balok susun sangat tepat dipilih

sebagai solusi bagi permasalahan di atas. Namun sudah diketahui, sebaik apapun

balok susun dibuat, kekuatannya tidak dapat menyamai kekuatan balok tunggal

non-susun, untuk dimensi yang sama tentunya. PKKI 1961 mensyaratkan, untuk

menghitung momen inersia netto tampang (Inetto) dari balok susun harus dikenakan

faktor reduksi. Sebagai contoh, balok susun persegi yang tersusun dari 2 bagian

dengan alat sambung geser pasak kayu ataupun kokot, harus dikenakan reduksi 0,4

(Wiryomartono, 1976). Besarnya faktor reduksi tersebut mengindikasikan bahwa,

teknologi balok susun yang dikenal selama ini terbukti kurang efektif dalam


3/31

mendukung beban yang ada. Akhirnya, permasalahannya berkembang menjadi,

bagaimana cara meningkatkan daya dukung balok susun..

Penelitian tentang teknik perkuatan lentur balok kayu telah dilakukan oleh

Rochman (2003) yang menggunakan penguat dari bambu apus. Hasil penelitian

membuktikan, bahwa pemasangan perkuatan bambu apus mampu meningkatkan

daya dukung balok kayu sampai 55 %. Rochman (2006) meneliti hal serupa, namun

terhadap balok susun, dan perkuatannya dari baja tulangan. Balok susun yang

dipakai adalah balok susun tiga dengan ukuran 4x9x190 cm. Perkuatan dipasang

dengan lintasan seperti tendon baja prategang dari balok beton pratekan, yang

dipasang pada sisi kiri dan kanan dari balok kayu. Perlu diketahui, bahwa balok

kayu susun yang digunakan dalam penelitian tersebut dibuat dengan memanfaatkan

balok-balok kayu berukuran pendek dan kecil (rata-rata berukuran 3x4x60 cm.

Hasil penelitian menunjukkan, daya dukung balok susun meningkat 87 %

setelah dipasang perkuatan baja. Nilai tersebut menjadikan daya dukung balok

susun dapat hampir menyamai daya dukung balok utuh, meski tetap masih lebih

rendah dari daya dukung balok utuh yaitu masih sekitar 85 % daya dukung balok

utuh. Penelitian ini dimaksudkan untuk melanjut-kan penelitian sebelumnya, yaitu

dengan mengkom-positkan balok susun dengan plat beton. Hal ini dilakukan

mengingat dalam pemakaiannya, struktur balok umumnya dikombinasikan dengan

plat lantai dari beton, baik itu untuk konstruksi balok lantai, ataupun gelagarjembatan.

Balok komposit adalah suatu balok yang terbuat dari dua jenis bahan (atau

lebih) yang digabung dengan cara sedemikian rupa sehingga dapat bekerja sebagai

satu kesatuan dalam memikul beban. Pada penelitian ini, bahan-bahan yang

dimaksud adalah balok kayu dan plat beton. Yang menjadikan balok kayu dan plat

beton dapat dianggap menjadi satu kesatuan adalah akibat dipasangnya alat

penyambung geser (shear connector) pada permukaan sentuh kedua bahan tersebut.

Alat penyambung geser yang dipakai dalam penelitian ini adalah dengan

memanfaatkan sisa panjang ke arah atas dari baut pelekat balok susun. Tujuanpembuatan balok komposit adalah untuk meningkatkan daya dukung balok dengan

cara memaksimalkan kekuatan yang ada pada masing-masing bahan penyusunnya.

Perbandingan perilaku dan daya dukung balok komposit dan yang non komposit

ditunjukkan pada Gambar 1.

Pada penelitian ini, tinjauan dilakukan secara teoritis dan secara pengujian

eksperimental. Hasil dari keduanya dibandingkan untuk melihat seberapa akurasi

dari metode analisis yang digunakan. Jika teknologi ini terbukti efektif, maka per-

masalahan keterbatasan ukuran batang kayu yang dikeluhkan selama ini akan dapat

teratasi. Dari hasil penelitian ini, diharapkan dapat membuktikan bahwa secara


4/31

teknis sangat memungkinkan dibuat suatu balok kayu susun berukuran besar untuk

struktur berat dengan memanfaatkan balok-balok kayu dengan ukuran pendek dan

yang lebih kecil.

(a). Balok kayu non-komposit

(b). Balok komposit

Gambar 1. Balok kayu non komposit dan balok kayu komposit

Distribusi

reganganMnon-comp = Mplat +

Mbalok

Mcomp >> Mnon-comp

M

pla

t

Mbal

ok

Mba

lok

Mpl

at

Garis

netral plat

Garis netral

balok

Garis netral

kompositM

komp

osit

Distribusi

regangan


5/31

Balok adalah elemen struktur yang memikul beban arah tegak lurus

terhadap sumbu longitudinalnya. Balok susun adalah suatu balok yang tersusun dari

dua atau lebih balok yang lebih kecil dengan cara penyusunan sedemikian rupasehingga dapat bekerja secara bersama dalam memikul beban. Supaya antar balok

penyusun dapat bekerja secara bersama, maka diperlukan alat penghubung geser,

untuk balok kayu biasa digunakan alat sambung pasak kayu maupun cincin belah.

Salah satu cara meningkatkan kekuatan balok susun adalah dengan

memberikan suatu tegangan awal sedemikian rupa sehingga sisi atas balok

mengalami tegangan tarik dan sisi bawah balok mengalami tegangan tekan sebelum

beban diberikan. Fungsi ini diharapkan dapat dipikul oleh baja tulangan. Dengan

tegangan awal tertentu dan dengan lintasan sebagaimana pada balok beton

prategang, maka sisi atas balok mengalami tegangan tarik dan serat di sisi bawah

balok mengalami tegangan tekan, sebelum beban diberikan. Dengan demikian dayadukung balok susun dapat ditingkatkan dari daya dukung awalnya.

Gaya tarik baja tulangan yang memiliki eksentrisitas sebesar e terhadap garis

netral elastis balok menyebabkan terjadinya momen negatif pada balok sebesar

Pawal. e. Pada saat pemberian tegangan awal. tegangan pada sisi atas`plat beton

dihitung sebagai berikut:

comp

cbs

comp

cawal

comp

awalc

I

ylq

I

ydP

A

P

.

...

.

..sin..

cos.2

81

+= (1)

dan tegangan pada sisi bawah kayu:

comp

kbs

comp

kawal

comp

awalk

I

ylq

I

ydP

A

P

.

...

.

..sin..

cos. 281

+= (2)

Pada kondisi layan yaitu setelah beban luar F bekerja, tegangan lentur pada

serat bagian atas balok dapat dihitung dengan persamaan:

comp

cawal

comp

awalc

I

ydLOPP

A

LOPP

.

..sin).(cos).(

+

=

comp

bs

comp

c

I

lq

I

ylF

.

...

.

... 28141

(3)

tegangan pada sisi bawah kayu :

comp

wawal

comp

awalw

I

ydLOPP

A

LOPP

.

..sin).(cos).(

=

comp

wbs

comp

w

I

ylq

I

ylF

.

...

.

...2

81

41

++ (4)


6/31

Tegangan akhir pada baja:

compcomp

bs

s

awal

sI

elF

I

elq

A

LOPP

.

...

.

...)( 412

81

++

+= (5)

Lendutan dihitung sebagai berikut:

compw

bs

compw IE

Lq

IE

LF

.384

5

.48

.43

+=

compw

awal

IE

dLLOPP

.24

)43.(sin)..(6 22 (6)

dengan,

Acomp : luas tampang komposit (mm2)

Icomp : momen inersia komposit (mm4)

: faktor reduksi (0,80 0,90) (SNI 2002)

e : eksentrisitas baja tulangan terhadap dan garis netral elastik balok (mm)

qbs : berat sendiri balok (N/mm)

l : bentang balok (mm)

LOP : loss of prestress (N) diambil sebesar 40 %

Pawal : gaya tarik awal tendon (N).

METODE PENELITIAN

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu Mahoni,

kayu Jati, dan baja tulangan diameter 8 mm. Untuk pengeklem tendon baja tulangan

digunakan skrup dan baut diameter 8 mm juga. Kayu mahoni dan kayu jati yang

digunakan dibeli di pasaran daerah Klaten, sebelum digunakan kayu diletakkan di

ruangan tertutup selama beberapa waktu (kurang lebih 5 minggu) supaya diperoleh

kondisi kering udara. Setelah itu baru dibuat benda uji dengan jumlah dan ukuran

sesuai kebutuhan pengujian. Kayu jati digunakan sebagai pasak penghubung geser,

karena kayu jati memiliki kekuatan lebih tinggi dibandingkan kayu mahoni.

Untuk mengetahui kekuatan bahan, dilaku-kan berbagai pengujian

karakteristik bahan, yaitu meliputi: uji tarik, uji desak, uji geser dan uji lentur.

Ukuran benda uji dibuat mengikuti standard ASTM(Tjokrodimuljo, 1988). Balok

susun dibuat ber-ukuran 50mmx80mmx2000 mm, pelat beton berukuran

25mmx250mm. Benda uji dibuat dengan jumlah 14 buah dengan rincian: (i) 3 balok

uji kayu utuh (BU), (ii) 3 balok uji kayu utuh komposit plat beton (BUC), (iii) 4


7/31

balok uji kayu susun (BS), dan (iv) 4 balok uji kayu susun komposit plat beton

dengan perkuatan baja tulangan 8 mm (BSCP) (lihat Gambar 2(a)).

Peralatan utama yang digunakan antara lain: (1)Dial gauge merkPeaccoak,

dengan ketelitian dapat sampai 0,01 mm. Alat ini digunakan untuk mengukur

lendutan. (2) Mesin UTS (Universal Test Machine), merk United, mesin uji

dilengkapi dengan komputer yang dapat mencetak hasil berupa diagram

Gambar 2. Balok susun komposit plat beton dan perkuatan baja tulangan.

P

aw

al

Pa

wal

AP

a

w

al

Pawal

.sin

Pawal

.cos

Detail

A

250

mm

2

5

4

0

4

0

40

m

m

50

mm

Fdd

Yc

Yw

Grs

netr

al


8/31

tegangan-regangan ataupun kurva hubungan beban-lendutan lewatploter/printer.

Pemberian tegangan awal dilakukan dengan mengencangkan baut dari klembaja sampai lendutan pada bagian tengah balok uji kayu (yang diketahui dari

pembacaanDial Gauge) sampai pada nilai yang sudah dihitung sebelumnya. Untuk

lebih jelasnya, cara pemberian tegangan awal dapat dilihat pada Gambar 3(b).

Pengujian dilakukan dengan satu titik pembebanan di tengah bentang. Pada

sisi bawah tengah benda uji ditempatkan Dial Gauge untuk mengukur lendutan.

Setelah semua instrumen yang dipasang sudah dipastikan bekerja dengan baik,

maka hydraulic jack dipompa secara pelan-pelan sambil mengamati hasil bacaan

beban pada load cell. Set-up pengujian selengkapnya dapat dilihat pada Gambar

2(c). Dari pengujian karakteristik bahan, diperoleh berturut-turut: kuat-tarik elastis,kuat-tarik ultimit, kuat-desak elastis, kuat-desak ultimit, kuat-lentur elastis, kuat-

lentur ultimit, baik untuk kayu mahoni maupun baja tulangan. Data-data tersebut

digunakan dalam analisis berikutnya yaitu dengan menggunakan Persamaan (1)

sampai (6) untuk mengetahui momen elastis balok, maupun tegangan pada serat-

balok dan tendon baja tulangan.

1. Analisis beban maksimum dan kekakuan

Dari kurva hubungan beban-lendutan pada Gambar 4 terlihat bahwa pada

awal-awal pembebanan kurva berbentuk linier dan material kayu masih berperilaku

elastik. Setelah mencapai nilai beban tertentu, bentuk kurva sudah nonlinier yang

mana berarti kayu sudah memasuki fase in-elastis. Keadaan ultimit dicapai pada

saat pembebanan mencapai beban maksimum yang ditandai dengan terjadinya

lendutan cukup besar pada balok kayu. Besarnya kemiringan pada bagian yang

linier pada keseluruhan kurva tersebut tidak lain adalah menggambarkan kekakuan

balok uji. Kekakuan didefinisikan sebagai besarnya gaya yang diperlukan untuk

memperoleh satu unit lendutan (displacement), semakin kaku balok uji maka

semakin besar kemiringannya. Dalam bentuk persamaan, kekakuan (k) dihitung

sebagai berikut:

e

ePk

= (7)

dengan

k : kekakuan, N/mm

Pe : beban batas elastis, N

e : lendutan batas elastis, mm


9/31

Jenis

balok

Kode benda

uji

Pmaks,

N

Pelastis

N

elastis

mm

ultimit

mm

Kekakua

n

N/mm

Balo

k

utuh

BU1 7520 1000 5,97 73,84 167,5

BU2 7430 1000 6,19 70,99 161,5

BU3 7700 1000 6,29 74,06 158,9

Rata-rata 7550

(1,000) 1000 6,15

72,96

(1,000)

162,6

(1,000)

Balo

k

Utuh

Kom

posit

BUC1 5950* 1000 4,86 47,86* 205,8

BUC2 9050 1000 4,45 82,50 224,7

BUC3 9280 1000 5,74 87,60 174,2

Rata-rata 9165

(1,214)1000 5,02

85,05

(1,165)

201,5

(1,238)

Balo

k

susun

BS1 2710 750 20,55 66,20 36,5

BS2 2925 750 9,09* 35,40* 82,5*

BS3 2700 750 13,93 73,20 53,8

Rata-rata 2788

(0,370) 750 17,24

69,7

(0,956)

45,15

(0,278)

Balo

k

susun

perku

atan

BSP1 7230 1000 8,06 80,00 124,1

BSP2 7160 1000 7,65 71,00 130,7

BSP3 7430 1000 6,70 90,00 149,3

Rata-rata 7273

(0,963)1000 7,47

80,3

(1,102)

134,7

(0,828)

Balo

k

susun

Komposit

perku

atan

BSCP1 10760 1000 2,15 77,30 465,1

BSCP2 10800 1000 4,25 77,30 235,3

BSCP3 11340 1000 2,52 70,40 396,8

BSCP4

7500* 1000 2,98 90,00 335,6

Rata-rata 10966

(1,452) 1000 2,98

78,80

(1,081)

358,20

(2,203)


10/31

Nilai beban maksimum dan kekakuan dari masing-masing balok kayu uji

ditunjukkan pada Tabel 1. Dari Tabel 1 terlihat bahwa, kekakuan balok susun dua

hanya sekitar 27,8 %, dari kekakuan balok utuh. Kekakuan ini meningkat 198 %

setelah diberi perkuatan baja tulangan diameter 8 mm, meski nilai ini masih tetap

lebih rendah dibanding kekakuan balok utuh, yakni masih sekitar 82,8 %-nya.

Namun kekakuan. Setelah dikompositkan dengan pelat beton, kekakuan balok

susun meningkat fantastis, yaitu sampai 166 % sehingga menjadi 220,3 % kekakuan

balok utuh, dan 177 % kekakuan balok utuh komposit.

Dari Tabel 1 juga diperoleh, bahwa aksi komposit plat beton memberikan

kontribusi lebih besar bagi peningkatan daya dukung balok susun, (yaitu 494 %)

dibanding yang diberikan oleh perkuatan baja tulangan (yaitu 198 %). Hasil ini

membuktikan, bahwa aksi komposit plat beton berfungsi sangat baik dalammeningkatkan kekakuan balok susun, dan menjadikan balok susun kayu menjadi

lebih kompak.

Dari Tabel 1 juga terlihat bahwa, lendutan maksimum balok uji meningkat

setelah diberi perkuatan baja tulangan 8 mm. Hal yang sama juga terjadi setelah

balok uji dikompositkan dengan plat beton. Ini dapat dilihat baik pada balok kayu

utuh maupun balok kayu susun. Namun peningkatan lendutan maksimum ini

tidaklah sebesar peningkatan daya dukung maupun kekakuan. Dengan demikian

dapat dikatakan, bahwa perkuatan baja tulangan dan aksi komposit plat beton

tetaplah memberikan peningkatan daktilitas pada balok uji, meski tidak cukupsignifikan.

Tabel 1. Perbandingan beban maksimum, kekakuan dan lendutan maksimum

balok uji kayu.

2. Momen inersia relatif penampang

Untuk mendapatkan besarnya momen inersia relatif pada masing-masing

balok uji terhadap balok utuh, dilakukan hitungan dengan urutan sebagai berikut: (i)

dari pengujian balok uji kayu utuh, maka dapat dihitung nilai modulus elastis lentur

(E) balok kayu dengan menggunakan bentuk lain dari persamaan lendutan akibat

pembebanan satu titik ditengah bentang, yaitu

I

PLE

elastis..48

3

= (8)


11/31

(ii) kemudian nilai modulus elastis rerata yang diperoleh dari hitungan persamaan

(8) digunakan untuk menghitung momen inersia masing-masing penampang balok

uji dengan persamaan berikut:

E

PLI

elastis

netto..48

3

= (9)

(iii) rasio momen inersia relatif penampang diperoleh dari perbandingan antara

momen inersia netto dengan momen inersia penampang utuh. Hitungan

selengkapnya, disajikan dalam Tabel 2 di bawah.

Dari Tabel 2 terlihat, bahwa momen inersia penampang balok kayu susun

yang disusub dengan pola seperti pada penelitian ini hanya 0,302 dibanding balokutuh. Nilai ini cukup jauh dengan angka yang diberikan dari PKKI 1961 untuk

balok susun dua, yaitu sekitar 0,6. Hal ini dikarenakan angka pada PKKI 1961

diambil atas asumsi, bahwa batang di sisi atas dari batang susun merupakan batang

menerus, sedang pada penelitian ini batangnya adalah terputus-putus dan batang di

sisi bawahpun juga merupakan sambungan.

Sedang pada balok utuh komposit, diperoleh nilai sebesar 0,283. Hasil ini

sangat jauh dari ketentuan SNI 2002 yang mengambil faktor reduksi sebesar 0,80.

Namun apapun hasilnya, jelas terlihat teknologi balok susun yang dikenal selama

ini memang terbukti tidak cukup efektif dalam mentransverkan gaya-gaya yang ada.

3. Analisis kondisi layan

Dalam praktek keseharian, jarang sekali suatu struktur kayu digunakan

diman tahap kekuatan-nya sampai mencapai tahap inelastis, atau bahkan kekuatan

ultimitnya. Umumnya, dalam kegunaan keseharian, kekuatan struktur (terlebih

kayu) dibatasi hanya sampai pada kekuatan elastisnya, atau sampai pada batas

defleksi izinnya. Untuk itu, pembahasan pada penelitian ini juga hanya dilakukan

pada kedua kondisi tersebut, yaitu kondisi elastis dan kondisi beban izin. Analisis

dilakukan secara teoritis dan eks-perimental.

Beban batas elastis hasil pengujian diperoleh dari nilai beban maksimum

hasil pengujian dibagi dengan faktor aman 3. Angka tersebut diambil lebih

konservatif dari PKKI NI-5-2002, yaitu sebesar 2,74. Analisis teoritis diperoleh

dengan menggunakan Persamaan (3) dan Persamaan (4) dengan tegangan desak

beton dibatasi c fc/3, dan w fw/2,74.

Beban batas defleksi izin hasil pengujian didapatkan dari kurva hubungan

beban-lendutan hasil pengujian, yaitu pada ordinat yang menunjukkan lendutan

sebesar L/300. Sedang analisis teoritis diperoleh dengan menggunakan Persamaan

(6) dengan tegangan desak beton dibatasi c fc/2, dan w 0,60.fw, Perbandingan


12/31

analisis teoritis dan hasil pengujian pada batas elastis dan batas defleksi izin

disajikan pada Tabel 3.

Dari Tabel 3 terlihat, bahwa perbandingan analisis teoritis dan hasil

pengujian nilainya cukup bervariasi. Ada yang selisih jauh, namun juga ada yang

cukup dekat. Hal ini dapat dipahami mengingat begitu kompleknya permasalahan

yang dijumpai dalam pengujian kayu, seperti sulitnya diperoleh homogenitas

kekuatan dalan suatu tampang akibat kemiringan serat, perbedaan usia kayu, dan

lain sebagainya. Meski demikian, secara umum dapat dikatakan, bahwa metode

analisis yang digunakan sudah cukup akurat menggambarkan permasalahan yang

ada.

Dari Tabel 3 juga terlihat, bahwa pada semua jenis balok uji, kondisi batasdefleksi izin balok tercapai lebih dahulu sebelum kondisi batas elastis. Dari hasil ini

dapat disimpulkan, bahwa desain layan struktur ditentukan oleh defleksi izin. Beban

izin rencana (qrencana) ditentukan dengan Persamaan (6) dengan mengambil batas

lendutan L/300 sampai L/400.

4. Penentuan beban izin rencana (qizin)

Dari Tabel 3 terlihat, bahwa beban pada kondisi lendutan izin lebih kecil

dibanding beban pada kondisi batas elastis. Dengan demikian dapat disimpulkan,

bahwa beban izin rencana (qizin) pada semua jenis balok uji ditentukan oleh kondisi

lendutan izin. Kondisi lendutan izin merupakan faktor penentu bagiperforma layan

pada semua balok uji.

Berdasar hasil di atas, maka diusulkan suatu rumus analitis sebagai pedoman

penentuan beban izin. Rumus usulan ini didasarkan atas rumus yang sudah ada

pada, hanya ada tambahan dengan faktor koefisien pada I eff.

Tabel 2. Faktor reduksi momen inersia penampang balok uji kayu susun

J

e

n

i

s

b

a

Kode

benda

uji

Pelastis

N

elastis

mm

Mom inersia

Pen. utuh, mm4

3

12

1 bhIutuh =

Mod. Elastis,

Mpa

I

PLE

elastis..48

3

=

Mom inersia

netto

E

PLI

elastis

netto..48

3

=

Rasio

momen

inersia,

Inetto/Iutuh


13/31

l

o

k

B

U

BU1 750 5,97 2133333 11933

BU2 750 6,19 2133333 11521

BU3 750 6,29 2133333 11338

Rata-rata 11231

B

U

C

BUC1 1000 4,86 Icomp= 9060833 2617971 0,289

BUC2 1000 4,45 Icomp= 9060833 2859178 0,316

BUC3 1000 5,74 Icomp= 9060833 2216610 0,245

Rata-rata 0,283

B

S

BS1 750 20,5

5 2133333 521257 0,244

BS2 750 9,09

* 2133333 1178419*

BS3 750 13,9

3 2133333 768976 0,360

Rata-rata 0,302

B

S

P

BSP1 1000 12,1

0 2133333 1051516 0,493*

BSP2 1000 8,06 2133333 1578578 0,740

BSP3 1000 7,65 2133333 1663182 0,780

BSP4 1000 6,70 2133333 1899006 0,890

Rata-rata 0,803

B

S

BSCP1 1000 2,15 Icomp= 9060833 5917833 0,653

BSCP2 1000 4,25 Icomp= 9060833 2993727 0,330

BSCP3 1000 2,52 Icomp= 9060833 5048945 0,557

BSCP4 1000 2,98 Icomp= 9060833 4269577 0,471


14/31

C

P

Rata-rata

0,503

Tabel 3. Perbandingan beban batas elastis dan beban batas defleksi izin balok uji

kayu.

Jenis balok Kode benda

uji

Beban batas elastis (N) Beban batas defleksi izin (N)

Eksperimental Teoritis Eksperimental Teoritis

Balok utuh

BU1

2507

1,00

0

1660 0,66

2 1770

1,00

0

1560 0,88

1

BU2

2477

1,00

0

1660 0,67

0 1310

1,00

0

1560 1,19

1

BU3

2567

1,00

0

1660 0,64

7 1380

1,00

0

1560 1,13

0

Rata-rata 2514 1,00

0 1660

0,66

0 1487

1,00

0 1560

1,04

9

Balok Utuh

Komposit

BUC1

2985

1,00

0

3174 1,06

3 1570

1,00

0

5380 3,42

7

BUC2

3017

1,00

0

3174 1,05

2 1710

1,00

0

5380 3,14

6

BUC3

3093

1,00

0

3174 1,02

6 1380

1,00

0

5380 3,89

9

Rata-rata 3032 1,00

0 3174

1,04

7 1553

1,00

0 5380

3,46

4

Jenis balok Kode benda

uji

Beban batas elastis (N) Beban batas defleksi izin (N)

Eksperimental Teoritis Eksperimental Teoritis

BS1

903

1,00

0

996 1,10

3 470

1,00

0

546 1,16

2

BS2 975 1,00

0

996 1,02

2

470 1,00

0

546 1,16

2


15/31


16/31

Koefisien tersebut diberikan untuk memperhitungkan pengaruh pemasangan

baja perkuatan terhadap kekakuan balok, dalam hal ini diasumsikan sebagai

penambahan momen inersia effektif penampang balok. Rumus usulan tersebut

adalah sebagai berikut:

qizin =4.5

.384..

L

IE effk (10)

dengan Ieff= k.Ibruto

Untuk balok utuh, k = 1,00

Untuk balok susun, k = 0,30

Untuk balok utuh komposit, k = 0,30

Untuk balok utuh komposit, k = 0,40

(dengan perkuatan),

Untuk balok susun komposit, k = 0,40

(dengan perkuatan),

KESIMPULAN

Dari analisis dan pembahasan hasil pengujian yang telah diuraikan

sebelumnya dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1). Dari analisis lendutan diperoleh, momen inersia netto penampang model balok

uji kayu susun rata-rata hanya sekitar 0,302 dan untuk model balok uji kayu

utuh komposit hanya sekitar 0,283.

2). Daya dukung balok susun meningkat 293 % setelah dikompositkan dengan plat

beton dan setelah diberi perkuatan baja tulangan diameter 8 mm. Perkuatan baja

tulangan memberikan kontribusi peningkatan sebesar 160 %, sementara aksi

komposit plat beton sebesar 133 %.

3). Kekakuan balok susun meningkat 695 % setelah dikompositkan dengan plat

beton dan setelah diberi perkuatan baja tulangan diameter 8 mm. Aksi komposit

plat beton memberikan kontribusi sebesar 494 %, sementara yang diberikan

perkuatan baja tulangan sebesar 198 %.

4). Lendutan maksimum balok susun meningkat setelah dikompositkan dengan plat

beton, dan diberi perkuatan baja tulangan 8 mm. Dengan demikian, perkuatan


17/31

baja tulangan dan aksi komposit plat beton tetap memberikan peningkatan

daktilitas pada balok susun, meski tidak cukup signifikan.

5). Pada semua jenis balok uji, kondisi batas defleksi izin balok tercapai lebih

dahulu sebelum kondisi batas elastis. Dari hasil ini dapat disimpulkan, bahwa

desain layan struktur ditentukan oleh defleksi izin.

(6). Dari keseluruhan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa, secara teoritis

maupun teknis dapat dibuktikan bahwa sangat mungkin dibuat balok kayu

berukuran besar yang disusun dari balok-balok kayu berukuran pendek dan

lebih kecil yang memiliki daya dukung dan performa mendekati balok

penampang utuh.


18/31

Perencanaan Batang Lentur ( BALOK )

Direnc untuk dapat mendukung gaya momen dan gaya geser.

dengan:

Mu = Momen lentur terfaktor

Vu = Gaya geser terfaktor

M = Tahanan lentur terkoreksi

V = Tahanan geser terkoreksi

= Faktor waktu

b = Faktor tahanan lentur = 0,85

v = Faktor tah

Str berbentang sederhana yang tidak menyatu dengan tumpuannya, maka

bentang renc ada bentang bersih ditambah setengah kali panjang tumpuan pada

masing2 ujung.Bentang renc digunakan untuk menghitung momen lentur, gaya

geser, dan lendutan.Takikan pada balok harus dihindari, terutama yg terletak jauh

dari tumpuan dan berada pd sisi tarik.

Konstr sistem lantai terdapat tiga atau lebih balok kayu yang tersusun

dengan jarak tidak lebih dari 600 mm (pusat ke pusat) kemudian disatukan dengan

sistem penutup, maka kekuatan konstr tidak sepenuhnya tergantung pada masing-

masing tahanan lentur satu balok (semua balok bekerja bersama).Untuk

mempertimbangkan perilaku ini, maka tahanan lentur acuan dapat dikalikan dengan

faktor koreksi pembagi beban (Cb) = 1,15.Apabila balok diletakkan secara tidur,

sehinga menderita tegangan lentur pada sb lemahnya, maka tahanan lentur acuan

dapat dikalikan dengan faktor koreksi penggunaan datar (Cfu) seperti pada tabel

berikut.

Lebar Tebal/tinggi

50 mm dan 75 mm 100 mm

50 mm dan 75 mm 1,00 -100 mm 1,10 1,00

125 mm 1,10 1,05

150 mm 1,15 1,05

200 mm 1,15 1,05

250 mm 1,20 1,10


19/31

a. Pengaku lateral (Bracing)

Balok yang memiliki perbandingan tinggi terhadap lebar lebih besar dari dua

dan dibebani terhadap sb kuatnya harus memiliki pengaku lateral pada

tumpuan-tumpuannya untuk mencegah terjadinya rotasi atau peralihan lateral.

Pengaku lateral tidak diperlukan pada balok bundar, bujur sangkar, persegi

panjang yang mengalami lentur terhadap sb lemahnya saja.

Untuk balok kayu masif, kekangan yang digunakan untuk mencegah rotasi atau

peralihan lateral ditent berdasarkan nilai perbandingan tinggi nominal terhadap

tebal nominal (d/b) sbb:

a). d/b < 2 ; tidak diperlukan pengekang lateral.

b). 2 < d/b < 5 ; semua tumpuan harus dikekang menggunakan kayu masif padaseluruh ketinggian balok.

c). 5< d/b < 6 ; sisi tekan harus dikekang secara menerus sepanjang balok.

d). 6 < d/b 7 ; Kedua sisi tekan dan tarik dikekang secara bersamaan pada seluruh

panjang.

Pengaku lateral hrs diadakan pada semua balok kayu masif persegi panjang, sehinga

rasio kelangsingan (Rb) tidak melebihi 50 seperti persamaan berikut.

b. Tahanan lentur balok yang terkekang dalam arah lateral

Anggapan bahwa balok yang terkekang penuh dalam arah lateral dijumpai pada

kondisi berikut:

1). Balok berpenampang bundar atau bujur sangkar

2). Balok berpenampang persegi panjang yang terbebani pada arah sb lemahnya

saja.

3). Balok berpenampang persegi panjang yang terbebani pada arah sb kuat dan

memenuhi persyaratan pengaku lateral.

Tahanan lentur terkoreksi dari balok berpenampang prismatis yang terlentur

terhadap sb kuatnya (x x) adalah:

M = Mx = Sx Fbxdengan:

M = Mx = tahanan lentur terkoreksi terhadap sb kuat

Sx = modulus penampang terhadap sb kuat

Fbx = kuat lentur terkoreksi terhadap sb kuat dengan nilai faktor koreksi

Cl = 1,00


terhadap sb kuatnya (y y) adalah:

M = My = Sy Fby

dengan:


20/31

M = My = tahanan lentur terkoreksi terhadap sb lemah

Sy = modulus penampang terhadap sb lemah

Fby = kuat lentur terkoreksi terhadap sb lemah dengan nilai faktor koreksi Cl =

1,00

Tahanan lentur terkoreksi terhadap sb kuat (x x) hrs dikalikan dengan faktor

koreksi bentuk (Cf) sebesar 1,15 (untuk komponen str berpenampang bundar selain

untuk tiang dan pancang), dan 1,40 (komponen str berpenampang persegi panjang

yang terlentur terhadap sb diagonal).

c. Tahanan lentur balok tanpa pengekang lateral penuh.

Tahanan lentur terkoreksi terhadap sb kuat (x x) dari balok berpenampang

prismatis persegi panjang tanpa pengekang lateral atau bagian yang tak terkekang

dari balok tersebut adalah:M = CLSxFbx*


terhadap sb kuatnya (y y) adalah:

M = My = Sy Fby

dengan:

M = My = tahanan lentur terkoreksi terhadap sb lemah

Sy = modulus penampang terhadap sb lemah

Fby = kuat lentur terkoreksi terhadap sb lemah dengan nilai faktor koreksi Cl

= 1,00

Tahanan lentur terkoreksi terhadap sb kuat (x x) harus dikalikan dengan faktor

koreksi bentuk (Cf) sebesar 1,15 (utk komponen str berpenampang bundar selain

untuk tiang dan pancang), dan 1,40 (komponen str berpenampang persegi panjang

yang terlentur terhadap sb diagonal).

c. Tahanan lentur balok tanpa pengekang lateral penuh.

Tahanan lentur terkoreksi terhadap sb kuat (x x) dari balok berpenampang

prismatis persegi panjang tanpa pengekang lateral atau bagian yang tak terkekang

dari balok tersebut adalah:

M = CLSxFbx*Faktor stabilitas balok (CL) dihitung sebagai berikut:

Sx = modulus pnp untuk lentur terhadap sb kuat

Mx* = tahanan lentur terhadap sb kuat dikalikan dengan semua faktor koreksi

kecuali f.k penggunaan datar (Cfu) dan f.k stabilitas balok (CL).

cb = 0,95

s = 0,85 (faktor tahanan stabilitas).

Me = momen tekuk lateral elastis yang besarnya sebagai berikut:


21/31

2. Gaya Geser

Apabila beban yang mengakibatkan lentur bekerja pada muka balok yang

berlawanan dengan muka tumpuan maka seluruh beban yang terletak di dalam jarak

d (tinggi balok) dari bidang muka tumpuan tidak perlu diperhitungkan dalam

menentukan gaya geser perlu.

Tahanan Geser terkoreksi (V) dihitung sebagai berikut:

Dengan :

Fv = kuat geser sejajar serat terkoreksi

I = momen inersia balok

b = lebar penampang balokQ = momen statis penampang terhadap sb netral

Untuk pnp persegi panjang dengan lebar b, dan tinggi d, persamaan diatas bisa

disederhanakan sebagai berikut:

a. Tahanan geser di daerah takikan.

Pada pnp disepanjang takikan dari sebuah balok persegi panjang setinggi d, tahanan

geser terkoreksi pada pnp bertakik dihitung sebagai berikut:

d = tinggi balok tanpa takikan

dn = tinggi balok di daerah takikan

Apabila pada ujung takikan terdapat irisan miring dengan sudut terhadap arah

serat kayu, maka tahanan geser terkoreksi dihitung sebagai berikut:

b. Tahanan geser di daerah sambungan

Apabila sambungan pada balok persegi panjang menyalurkan gaya yang cukup

besar sehinga menghasilkan lebih dari setengah gaya geser disetiap sisi sambungan

maka tahanan geser terkoreksi dihitung sebagai berikut:

dengan: de = tinggi efektif balok pada daerah sambungan

3. Lendutan

Lendutan sebuah batang lentur disebabkan oleh beberapa faktor : gaya luar yang

bekerja, bentang, momen inersia, dan modulus elastisitas terkoreksi.Lendutan ijin

(konstr terlindung) = L/300

(konstr tak terlindung) = L/400

5. Perencanaan Tumpuan

Balok kayu pada bagian tumpuan atau pada lokasi dimana gaya luar bekerja

secara langsung menderita tegangan tekan tegak lurus serat (Gbr. 5), bidang

kontak antara balok dengan tumpuan atau dengan gaya-gaya luar harus

direncanakan sebagai berikut:


22/31

Apabila panjang bidang tumpu (lb) dalam arah panjang komponen str 150 mm,

dan jarak ke bidang tumpu dari ujung kolom (la) > 75 mm, maka tahanan tekan

tegak lurus serat dapat dikalikan f.k bidang tumpu (Cb) sebesar

BALOK KOLOM

Komponen struktur seringkali menderita kombinasi beberapa macam gaya,

contohnya Balok Kolom.

Pada balok kolom, dua macam gaya bekerja bersamaan yaitu momen lentur dan

gaya aksial (tekan atau tarik).

1. Kombinasi momen lentur dengan gaya aksial tarik

Berdasarkan besarnya gaya tarik aksial, ada 2 kondisi :a. Seluruh penampang mengalami tarik

b. Kombinasi ; tekan (atas) dan tarik (bawah)

Pada sisi tarik (bawah) dari kondisi a dan b, perencanaan balok kolom harus

didasarkan pers (1) kemudian dapat digambarkan menjadi diagram berikut:

dengan:

Tu = Gaya tarik terfaktor

Mux = Momen lentur terfaktor

Ms = Tahanan lentur terkoreksi arah sb-x (Mx) dengan faktorstabilitas (CL) = 1,00.

t = 0,80

b = 0,85

T = Tahanan tarik terkoreksi

Perencanaan sisi tekan (atas) dari kondisi (b) harus didasarkan pada persamaan 2.

Komponen str tidak persegi panjang, faktor d/6 (d = tinggi komp str) diganti

dengan Sx/A1 (perbandingan modulus pnp terhadap sb kuat dan luas bruto).

2. Kombinasi momen lentur dengan gaya aksial tekan.

Balok kolom dengan beban merata pada arah lateral dan gaya tekan aksial

harus diperhitungkan terhadap pengaruh pembesaran momen lentur akibat

timbulnya defleksi lateral (P- effect).

Balok kolom harus direncanakan berdasar persamaan 3 berikut.

semua suku harus diambil positif.


23/31

dengan:

Pu = gaya tekan aksial

P = tahanan tekan terkoreksi untuk tekuk terhadap sb lemah bila beban yang

bekerja adalah gaya tekan murni

Mmx = momen terfaktor termasuk pengaruh orde kedua

Mx = tahanan lentur terkoreksi dengan faktor koreksi (Cb) = 1,00.

c = 0,90

Bila tidak digunakan analisis orde kedua, maka momen terfaktor Mmx

ditentukan menggunakan metode pembesaran momen yang memperhitukan faktor

pembesaran terhadap momen orde pertama akibat beban terfaktor yang tidak

menimbulkan goyangan (Mbx) dan faktor pembesaran terhadap momen ordepertama akibat beban terfaktor yang menimbulkan goyangan (Msx).

Keterangan:

Bbx & Bsx = faktor pembesaran momen.

Jika komponen str dapat bergoyang (tanpa pengaku) = dihitung dengan persamaan

disamping

Komponen str yang tidak dapat bergoyang (dengan pengaku), Bsx = 0

dengan:

Pex = tahanan tekuk kritis terhadap sb kuat ( x x )

Pu = jumlah gaya aksial tekan terfaktor akibat gravitasi untuk seluruh kolom pada

satu tingkat yang ditinjau

Pex = jumlah tahanan tekuk kritis kolom bergoyang pada satu tingkat yang

ditinjau.

Koefisien Cmx ditent sebagai berikut :

a). Komponen str tekan yang:

- terkekang terhadap semua translasi pada sambungan-sambungannya

- terkekang terhadap rotasi pada kedua ujungnya

- tidak ada gaya transversal diantara kedua ujungnyamaka pada arah bidang lentur yang sedang ditinjau berlaku:

M1/M2 = perbandingan momen ujung terkecil terhadap momen ujung terbesar.

= bernilai negatif untuk kondisi kelengkungan tunggal.

b). Komponen str yang kedua ujungnya terkekang terhadap rotasi, Cm = 0,85

Komponen str yang kedua ujungnya tak terkekang terhadap rotasi, Cm = 1,00.


24/31

DASAR-DASAR PERENCANAAN SAMBUNGAN KAYU

PENGENALAN ALAT SAMBUNG KAYU PERLUNYA SAMBUNGAN:

Memperpanjang batang kayu (alasan geometrik) : overlapping connection

Menggabungkan beberapa batang kayu pada buhul/joint.Beberapa hal yang

menyebabkan rendahnya kekuatan sambungan pada konstruksi kayu ( Awaludin,

2002):

1. Pengurangan luas tampang

2. Penyimpangan arah serat

3. Terbatasnya luas sambunganCiri-ciri alat sambung yang baik:

Pengurangan luas tampang relatif kecil atau bahkan nol.

Memiliki nilai banding antara kuat dukung sambungan dengan kuat ultimit batang

yang disambung yang tinggi.

Menunjukkan perilaku pelelehan sebelum mencapai keruntuhan (daktail)

Memiliki angka penyebaran panas rendah

Murah dan mudah dalam pemasangan

Jenis-jenis sambungan:

Menurut jumlah batang yang disambung:

Sambungan satu irisan, dua irisan, dan seterusnya.

Menurut sifat gaya yang bekerja:

sambungan desak, tarik, dan momen

Jenis-jenis alat sambung

Racher (1995), melakukan pengujian beberapa macam alat sambung yaitu

membandingkan kurva beban vs sesaran/slip seperti terlihat pada gambar berikut.

1. LemBila dibandingkan dengan alat sambung yang lain, lem termasuk alat sambung yang

bersifat getas.

Keruntuhan yang terjadi tanpa adanya peristiwa pelelehan.

Umumnya dipergunakan pada struktur balok susun, atau produk kayu laminasi.

2. Alat sambung mekanik (Mechanical connector).

Berdasarkan interaksi gaya-gaya dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu:

a. Kelompok alat sambung yang kekuatannya berasal dari interaksi kuat lentur alat

sambung dengan kuat desak atau geser kayu (contoh; paku dan baut).


25/31

b. Kelompok alat sambung yang kekuatannya ditentukan oleh luas bidang dukung

kayu yang disambungnya (contoh: pasak kayu Koubler, cincin belah, pelat geser,

spikes).

Paku

Sering dijumpai pada struktur dinding, lantai, dan rangka. Umumnya diameter paku

berkisar antara 2,75 mm sampai 8 mm dan panjangnya antara 40 mm sampai 200

mm. Agar terhindar dari pecahnya kayu, pemasangan paku dapat didahului dengan

lubang penuntun yang berdiameter 0,9D untuk kayu dengan Bj. di atas 0,6 dan

diameter 0,75D untuk kayu dengan Bj. di bawah atau sama dengan 0,6 (D =

diameter paku).

BautUmumnya terbuat dari baja lunak (mild steel) dengan kepala berbentuk hexagonal,

square, dome, atau flat seperti pada Gambar. Diameter baut berkisar sampai

dengan 1,25 . Untuk kemudahan pemasangan, lubang baut diberi kelonggaran 1

mm. Alat sambung baut biasanya dipergunakan pada sambungan dua irisan dengan

tebal minimum kayu samping 30 mm dan kayu tengah 40 mm dan dilengkapi cincin

penutup.

Timber connector

1. Pasak kayu Koubler.

- Berasal dari Jerman

- Terbuat dari kayu yang sangat keras, berbentuk silinder dengan diameter bagian

tengah lebih besar.

- Diameter relatif besar sekitar 10 cm dan tebal 5 cm.

2. Cincin belah (split ring).

- Terbuat dari besi dengan diameter 2,5 dan 4.

- Disebut cincin belah karena cincin ini tidak utuh sehinga mudah mengikuti

kembang susut kayu yang disambung.

3. Pelat geser (Shear plate).- Terbuat dari pressed steel dengan bentuk lingkaran.

- Ditempatkan pada masing-masing kayu yang disambung, shg pemindahan gaya

dilakukan sepenuhnya oleh baut

Gambar alat sambung pasak Koubler, cincin belah, dan pelat geser

4. Spike grids

- Alat ini sudah tidak diproduksi lagi.

- Terdiri dari tiga bentuk yaitu flat, single curve, dan circular.


26/31

5. Toothed ring

- Terbuat dari lembaran besi berbentuk melingkar dengan permukaan dikedua

sisinya tajam atau runcing

6. Single atau double sides toothed plate.

- Umumnya berbentuk lingkaran dan segi empat dengan lubang di tengah (untuk

penempatan baut pengaku).

- Pada kelilingnya terdapat gigi berbentuk segi tiga.

- Diameter antara 38 mm sampai 165 mm.

- Mudah untuk kayu lunak, untuk kayu keras dibantu dengan palu/hammer.

- Contoh: kokot Buldog dan Geka.

3. Metal plate connectors

- Berkembang tahun 1960an saat ini.

- Umumnya terbuat dari pelat galvanise dengan tebal antara 0,9 mm sampai 2,5

mm.

- Contoh: punched plate, nail plate, joist hanger.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada sambungan.

1. Eksentrisitas

- Titik berat kelompok alat sambung harus terletak pada garis kerja gaya, jika tidak

akan timbul momen yang dapat menurunkan kekuatan sambungan

2. Sesaran/slip.

- Sesaran yang terjadi dapat dibagi 2 yaitu searan awal yang diakibatkan oleh

adanya lubang kelonggaran untuk mempermudah penempatan alat sambung.

Setelah sesaran awal terlampaui, maka sesaran berikut berupa gaya perlawanan

(tahanan lateral) dari alat sambung.

3. Mata kayu

- Adanya mata kayu dapat menurunkan kekuatan tarik dan tekan.

- Dapat dianggap sebagai pengurangan luas tampang kayu.


27/31

ANALISIS SAMBUNGAN PAKU

I. Tahanan Lateral Acuan

Sambungan satu irisan dan dibebani tegak lurus sumbu alat pengencang dan

dipasang tegak lurus sumbu komponen struktur diambil sebagai nilai terkecil dari

persamaan yang dihitung sesuai Tabel 1 dan dikalikan dengan jumlah alat

pengencang (nf).

Sambungan dua irisan, diambil sebesar dua kali tahanan lateral acuan satu irisan

terkecil.

Nilai kuat tumpu kayu untuk beberapa nilai berat jenis dapat dilihat pada Tabel 2.Kuat lentur paku bulat dapat dilihat pada Tabel 3 (ASCE, 1997).

Dimensi paku yg meliputi diameter, panjang, dan angka kelangsingan, dapat dilihat

pada Tabel 4.

Tabel 1. Tahanan lateral acuan satu paku (Z) pada sambungan dengan satu irisan

yang menyambung dua komponen

Moda Kelelehan Persamaan yang berlaku

Is

IIIm

IIIs

IV

Catatan:

Re = Fem/Fes

p = kedalaman penetrasi efektif batang alat pengencang pada komponen

pemegang(lihat Gambar 20),

KD = 2,2 untuk D 4,3 mm,

= 0,38 D + 0,56 untuk 4,3 mm < D < 6,4 mm,

= 3,0 untuk D 6,4 mm.

II. Geometrik Sambungan Paku

Spasi dlm satu baris (a).

Pada semua arah garis kerja gaya terhadap arah serat kayu: spasi minimum antar

alat pengencang dalam satu baris diambil sebear 10 D bila digunakan pelat sisi dari

kayu dan minimal 7 D untuk pelat sisi dari baja.

Spasi antar baris (b).

Pada semua arah garis kerja gaya terhadap arah serat kayu, spasi minimum antar

baris adalah 5 D.


28/31

Jarak ujung (c).

Jarak minimum dr ujung komponen str ke pusat alat pengencang terdekat diambil

sebagai berikut:

a. untuk beban tarik lateral: b. untuk beban tekan lateral:

- 15 D : pelat sisi dari kayu - 10 D : pelat sisi dari kayu

- 10 D : pelat sisi dari baja - 5 D : pelat sisi dari baja

Jarak tepi (jarak tepi dengan beban, d, dan jarak tepi tanpa beban, e).

Jarak minimum dari tepi komponen str ke pusat alat pengencang terdekat diambil

sebagai berikut:

- 5 D pada tepi yang tidak dibebani

- 10 D pada tepi yang dibebani

III. Faktor Koreksi Sambungan Paku

1. Kedalaman penetrasi (Cd).

Tahanan lateral acuan dikalikan dg faktor kedalaman penetrasi (p), sebagai berikut:

- p 12D , Cd = 1,00 - 6D p 12D , Cd = p/12D

- p 6D , Cd =

2. Serat ujung (Ceg).

Tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor serat ujung Ceg = 0,67, untuk

alat pengencang yang ditanam ke dalam serat ujung kayu.

Sambungan paku miring (Ctn).

Pada sambungan seperti ini, tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor

paku miring Ctn = 0,83.

4. Sambungan diafragma (Cdi).

Faktor koreksi ini hanya berlaku untuk sambungan rangka kayu dengan plywood

seperti pada str diafragma atau shear wall. Nilai faktor koreksi ini umumnya lebih

besar dari 1,00.

II. SAMBUNGAN TAKIKAN

Diperoleh dengan cara membuat takikan pada bagian pertemuan kayu.

Nama lain ; Sambungan gigi, termasuk sambungan tradisional dimana penyaluran

gaya tidak menggunakan alat sambung tetapi memanfaatkan luas bidang kontak.

Dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu:


29/31

Sambungan gigi tunggal

Sambungan gigi majemuk/rangkap

Dalam perhitungan kekuatan sambungan gigi, gesekan antara kayu dengan kayu

harus diabaikan.

1. Sambungan Gigi Tunggal

Pada sambungan gigi tunggal, dalamnya gigi 1/3 h (h adalah tinggi

komponen str mendatar)

Panjang kayu muka (lm) ; 1,5 h lm 200 mm.

Pada bagian pertemuan (takikan), kayu diagonal harus dipotong menyiku dengan

sudut 900.

Gaya tekan terfaktor (Nu) dapat dihitung dengan persamaan:

Nu = gaya tekan terfaktor

= sudut antara komponen str diagonal terhadap komponen str mendatar.

v = faktor tahanan geser = 0,75.

= faktor waktu sesuai jenis pembebanan.

lm = panjang kayu muka.

b = lebar komponen str mendatar.

Fv = kuat geser sejajar serat terkoreksi.

em = eksentrisitas pada penampang netto akibat adanya coakan sambungan.

2. Sambungan Gigi Majemuk

Apabila gaya tekan terfaktor (Nu) melebihi kemampuan dukung sambungan gigi

tunggal, maka dapat dicoba sambungan gigi majemuk/rangkap spt gambar berikut.

Sambungan gigi majemuk juga disarankan untuk sudut sambungan melebihi 450.

Pada sambungan gigi majemuk terdapat dua gigi dan dua panjang muka yang

masing-masing diatur sebagai berikut:

dalamnya gigi pertama, tm1 30 mm

dalamnya gigi kedua, tm2 tm1 + 20 mm dan tm2 1/3 hpanjang kayu muka pertama, lm1 200 mm dan lm1 4 tm1

Dengan:

lm = panjang kayu muka rerata

lm1 = panjang kayu muka pertama

lm2 = panjang kayu muka kedua

em = eksentrisitas rerata pada pnp netto

em1 = eksentrisitas bagian kayu muka pertama

em2 = eksentrisitas bagian kayu muka kedua

Fm1 = luas bidang tumpu kayu pertama =


30/31

Fm2 = luas bidang tumpu kayu kedua =

Namun pada umumnya dianjurkan memakai :

= 0.5 x 0.75b = 0.375b

Nilai ini dipakai untuk mengendalikan besarnya lendutan

Tentukan b dan d yang diperlukan

Rn = Mn / b.d2

Sehingga,

b.d2 = Mn / Rn

dimana :

Mn = Mu / 0.8

Rn = . fy ( 1 1/2 . m ) .. m = fy / ( 0.85 fc)

Catatan :

Rn = Koefisien tahanan balok (juga bisa disebut sebagai

koefisien kapasitas penampang)

Mn = Momen nominal

Mu = Momen ultimate akibat beban terfaktor

b = Lebar penampang *)

d = Tinggi efektif penampang *)

*) nilai b dan d , dicari dengan coba-coba (trial and error),

sekedar sebagai acuan, untuk balok yang ekonomis, nilai b =

1/2 d

dan nilai d = 0.9 h, dimana h = tinggi penampang balok

Pilih dimensi balok yang sesuai
http://lh4.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/TbEnSB3e_gI/AAAAAAAABRk/iiHS2f590WU/s1600-h/a28.pnghttp://lh4.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/TbEnSB3e_gI/AAAAAAAABRk/iiHS2f590WU/s1600-h/a28.png


31/31

ambil nilai b = 1/2 d

dan d = 0.9 h, dimana h = tinggi penampang baloksehingga h = d / (0.9)

Hitung Rn (koefisien kapasitas penampang) yang ada dengan

memperhitungkan berat sendiri balok

Rn = Mn / b.d2

dimana :

Mn = Mu / 0.8

Hitung rasio tulangan yang diperlukan

As = x b x d .(mm2)

bila diperlukan, kontrol agar dipenuhi syarat :

Mn Mu dimana = 0.80
http://lh5.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/TbEnUglp0rI/AAAAAAAABRs/bxbETF9aVBg/s1600-h/a551.png

kelomok v (autosaved)

Documents