konstruksi kayu a

46
DIKTAT KONSTRUKSI KAYU I Disusun Oleh : NUNUNG MARTINA POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

Upload: hilman-arief-ramadhan

Post on 15-Jan-2016

298 views

Category:

Documents


16 download

DESCRIPTION

Materi Konstruksi Kayu A

TRANSCRIPT

Page 1: Konstruksi Kayu A

DIKTAT

KONSTRUKSI KAYU I

Di susun O leh :

NUNUNG MARTINA

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

Page 2: Konstruksi Kayu A

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur ke hadirat Allah SWT, maka Diktat

Konstruksi Kayu I untuk Mahasiswa Politeknik Jurusan Teknik Sipil ini berhasil

diselesaikan.

Penyusunan Diktat ini dimaksudkan untuk membantu para mahasiswa

mempelajari perkembangan teknik konstruksi kayu di Indonesia.

Semoga diktat ini dapat bermanfaat serta dapat dijadikan penuntun bagi

mahasiswa Jurusan Teknik Sipil khususnya clan pembaca pada umumnya.

Akhirnya penulis mengharapkan saran-saran yang tentunya berguna bagi

kesempurnaan Diktat ini.

Jakarta, 1 Januari 1999

PENULIS

Page 3: Konstruksi Kayu A

DAFRTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................KATA PENGANTAR ...............................................................................DAFTAR ISI ..............................................................................................

iiiiii

BAB I. PENGETAHUAN UMUM…................................................. 1

1.1. Pendahuluan ................................................................... 1

1.2. Kayu Di Indonesia .......................................................... 4

BAB II. PERATURAN PERHITUNGAN PERENCANAAN………. 11

2.1. Ukuran Penampang Minimum (Menurut PKKI) ............ 11

2.2. Perlemahan (Menurut PKKI) .......................................... 11

2.3. Batang Tarik ................................................................... 11

2.4. Batang Tekan .................................................................. 12

2.5. Batang Lentur ................................................................. 13

2.6.Balok Yang Mendukung Tegangan Lentur Dan Gaya Normal ..................................:.........................

15

BAB III. SAMBUNGAN....................................................................... 18

3.1. Sambungan Dengan Baut ............................................... 21

3.2. Sambungan Gigi ............................................................. 29

3.3. Sambungan Dengan Pasak Kayu Keras .......................... 37

3.4. Sambungan Dengan Pasak Cincin .................................. 43

3.5. Sambungan Dengan Simplex Connector ........................ 47

3.6. Sambungan Dengan Kokot Buldog (Bulldog Connector) 49

3.7. Sambungan Dengan Paku .................................. .......... 52

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 64

Page 4: Konstruksi Kayu A

BAB I

PENGETAHUAN UMUM

1.1. Pendahuluan

Kayu adalah suatu bahan konstruksi yang didapatkan dari tumbuhan

dalam alam

Kayu merupakan salah satu bahan konstruksi yang pertama dalam

sejarah umat manusia dan mungkin juga menjadi yang terakhir

Kayu sebagai bahan konstruksi pada jaman lampau didasarkan atas

pengalaman atau

Dalam perkembangan teknik penggunaan kayu sebagai bahan

konstruksi yang lebih nasional perlu diperhatikan hal-hal sebagai

berikut :

a. Pengetahuan sifat-sifat jenis-jenis kayu serta faktor-faktor

pengaruhnya

b. Sambungan dan alat-alat penyambung

c. Pengawetan

Anggapan-anggapan yang biasa diambil dalam

perhitungan konstruksi :

a. Homogenitas

b. Hukum Hooke

c. Elastisitas

d. Modulus kenyal dalam tarikan dan tekanan

e. Hipotesa Bernouli dalam balok tertentu

f. Isotropi

Page 5: Konstruksi Kayu A

a. Homogenitas

Kayu yang terdiri dari serat-serat tentu tidak dapat disebut homogen

seperti baja yang mempunyai sifat-sifat fisik yang sama, walaupun

secara mikroskopis bajapun tidak homogen karena terdiri dari

bermacam-macam kristal dengan sifat-sifat yang berlainan.

Dalam praktek teknik konstruksi kayu masih dapat dianggap sebagai

bahan yang homogen. Adanya cacat-cacat seperti mata kayu perlu

diperhatikan dan menyebabkan perbedaan dengan dasar-dasar

perhitungan yang lazim.

b. Hukum Hooke

Kayu mempunyai batas proposional seperti baja,tetapi kayu tidak

mempunyai batas leleh seperti baja.

Untuk baja, biasanya batas proposional sicapai 50% dari tegangan

patah.

Untuk kayu, untuk pembebansn tekan batas proposional dicapai 75%

dari tegangan patah.

Pada pembebanan terik menunjukkan angka-angka yang lebih

menguntungkan

c. Elastisitas

Untuk pembebanan tekan kayu bersifat elastis sampai batas

proposional. Untuk keadaan tarikan belum banyak keterangan-

keterangan eksperamental. Tetapi sifat-sifat elastisitas kayu pada

keadaan tarikan tergantung kadar lengas. Kayu kering menunjukkan

elastisitas yang rendah dibandingkan kayu dengan kadar lengas tinggi.

d. Modulus Kenyal

Page 6: Konstruksi Kayu A

Penyelidikan menegaskan kekuatan tarik kayu yang lebih tinggi dari

pada kekuatan tekan, yaitu yang satu angka-angka 2 - 2,5 kali lebih

besar dan yang lain angka-angka 2,5 - 3 letiih besar.

e. Hipotesa Bernoulli

Anggapan bahwa dalam balok terlentur tampang-tampang tetap rata

mempermudah perhitungan balok terlentur, tetapi sebetulnya

penyelidikanpenyelidikan memperlihatkan penyimpangan dari linieritas

tersebut.

f. Isotropi

Baja merupakan bahan yang dianggap isotropis artinya baja mempunyai

sifat-sifat elastis yang sama dalam semua arah.

Kayu bukan suatu bahan isotropis, sifat-sifat elastis tergantung dari arah

gaya terhadap arah serat-serat clan cincin pertumbuhan

Untuk keperluan praktis kayu dianggap ortotropis, artinya mempunyai tiga

bidang simetri elastis yang tegak lurus satu pada yang lain.

Longitudinal adalah sejajar serat-serat

Tangensial adalah garis singgung cincin-cincin pertumbuhan

Radial adalah tegak lurus pada cincin-cincin pertumbuhan.

Page 7: Konstruksi Kayu A

Keuntungan dan Kerugian Kayu sebagai bahan konstruksi :

a. Kayu mempunyai kekuatan yang tinggi dan berat yang rendah, mempunyai

daya penahan tinggi terhadap pengaruh kimia dan listrik, dapat mudah

dikerjakan, relatif murah dapat mudah diganti dan bisa didapat dalam waktu

relatif singkat.

b. Kerugiannya antara lain, ialah sifat kurang homogen dengan cacat-cacat alam

seperti arah serat yang berbentuk menampang, spiral clan diagonal, mata kayu,

dan sebagainya. Beberapa kayu bersifat kurang awet dalam keadaan-keadaan

tertentu. Kayu dapat memuai dan menyusut dengan perubahan-perubahan

kelembaban dan meskipun tetap elastis, pada pembebanan berjangka lama

sesuatu balok akan terdapat lendutan yang relatif besar.

Berhubungan dengan kerugian-kerugian tersebut dari kayu, maka konsekuensinya

dalam perhitungan perencanaan perlu pengeringan kayu, penggunaan teknik

pengawetan, dan sebagainya.

1.2. Kayu Di Indonesia

a. Keawetan Alam

Jenis kayu yang dimasukkan dalam kelas-kelas awet di bawah ini

harus bertahan :

KELAS AWET 1 II III IV V

a. Selalu berhubungan dengan air 8 th 5 th 3 thsangatpendek

sangatpendek

Page 8: Konstruksi Kayu A

b. Hanya terbuka terhadap angin daniklim tetapi dilindungi terhadappemasukan air dan kelemasan

20 th 15 th 10 thbeberapa

tahunsangatpendek

c. Dibawah atap tidak berhubungandengan tanah lembab dandilindungi terhadap kelemasan

takterbatas

takterbatas

sangatlama

beberapatahun

pendek

d. Seperti © tetapi dipelihara denganbaik, selalu dicat, dan sebagainya

takterbatas

takterbatas

takterbatas

20 th 20 th

e. Serangan oleh rayap tidak jarangagakcepat

sangatcepat

sangatcepat

f. Serangan oleh bubuk kayu kering tidak tidak hampir tidak sangat

b. Kekuatan

KELAS

KUAT

BERAT JENIS

KERING UDARA

KUKUH LENTUR

MUTLAK

KUKUH TEKANAN

MUTLAK

Dalam Kg/Cm²

I > 0.90 > 1.100 > 650

II 0.90 – 0.60 1.100 – 725 650 – 425

III 0.60 – 0.40 725 – 500 425 – 300

IV 0.40 – 0.30 500 – 360 300 – 215

V ≤ 0.30 ≤ 360 ≤ 215

c. Faktor-faktor yang dapat memperngaruhi sifat-sifat mekanis kayu :

1. Berat Jeriis,

2. Kadar Lengas

3. Kecepatan Pertumbuhan (Cincin Tahun)

4. Posisi Cincin tahun

5. Mata

6. Retak

Page 9: Konstruksi Kayu A

7. Miring Arah Serat

8. Pohon Hidup dan Mati

9. Pengeringan Alam dan Oven

10. Pengawetan

11. Keawetan

12. Lamanya Pembebanan

d. Mutu Kayu

Menurut PPKI Bab II, Kayu dibagi dalam dua mutu, sebagai berikut :

MUTU A MUTU B

1. Kadar Lengas : Kering Udara 1. Kadar Lengas : 30%

2. Mata : 2.Mata:

d13,5 Cm;d2≤3,5 cm d15 Cm;d25 cm

3. Wanvlak : e 1/10 b, jika 3. Wanvlak : e 1/10 b, jika

b = tinggi balok b = tinggi balok

e 1/10 h, jika e 1/10 h, jika

h = tinggi balok h = tinggi balok

4. Miring arah serat : 4. Miring arah serat :

tgα 1/10

5. Retak-retak : hr 1/4 b 5. Retak-retak : hr 1/3 b

hf 1/5 b hf 1/4 b

Page 10: Konstruksi Kayu A

e. Tegangan-tegangan yang diperkenankan menurut PPKI Bab IV, adalah

sebagai berikut :

1. Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A

 KELAS KUAT JATI/

I II III IV V Tectona Grandie               

lt (kg/cm2) 150 100 75 50 - 130

tk = tr (kg/cm2) 130 85 60 45 - 110

tk (kg/cm2) 40 25 45 10 - 30

(kg/cm2) 20 12 8 5 - 15

2. Koreksi tegangan yang diperkenankan untuk kayu Mutu A

σIt =170.g g = Berat jenis kayu

σtk// = σtr// =150.g σIt = Tegangan ijin untuk lentur

σtk = 40 . g σtk// = Tegangan ijin sejajar serat untuk tekan

τ// = 20 . g σtr// = Tegangan ijin sejajar serat untuk tarik

σtk1 = Tegangan ijin tegak lurus serat u/ tekan

τ// = Tegangan ijin sejajar serat untuk geser

Angka-angka di atas berlaku untuk konstruksi terlindung dan yang menahan

muatan tetap.

Yang disebut dengan konstruksi terlindung, ialah konstruksi yang

dilindungi dari perubahan udara yang besar, dari hujan dan matahari,

sehingga tidak akan menjadi basah dan kadar lengasnya tidak akan

berubah-ubah banyak.

Yang dimaksud dengan muatan tetap, ialah muatan yang berlangsung lebih

dari 3 bulan dan beban bergerak yang bersifat tetap atau terus menerus,

seperti betat sendiri, tekanan tanah, tekanan air, barang-barang gudang,

kendaraan diatas jembatan, dan sebagainya.

Page 11: Konstruksi Kayu A

Yang dimaksud dengan muatan tidak tetap ialah muatan yang berlangsung

kurang dari 3 bulan dan muatan bergerak yang bersifat tidak tetap atau

tidak terus menerus seperti berat orang yang berkumpul (untuk ruangan

sidang, gereja) tekanan angin, dan sebagainya.

2. Untuk kayu Mutu B, angka-angka di atas digandakan dengan faktor 0,75 (faktor

reduksi)

3. Kelas kuat diambil yang terendah menurut (lembar fotocopy 1)

4. Tegangan yang diperkenankan dapat dihitung berdasarkan berat jenis kering udara

5. Pengaruh keadaan konstruksi clan sifat muatan terhadap tegangan yang

diperkenankan, dihitung sebagai berikut :

Faktor Reduksi 2/3

Untuk konstruksi yang selalu terendam dalam air

Untuk bagian konstruksi yang tidak terlindung dan kemungkinan besar

kadar lengas kayu akan selalu tinggi

Faktor Reduksi 5/6

Untuk konstruksi yang tidak terlindung, tetapi kayu itu dapat mengering

dengan cepat

Faktor Reduksi 5/4

Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap

dan muatan angin

Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap

dan tidak tetap

Faktor Reduksi 3/2

Untuk pembebanan yang bersifat khusus (getaran, clan lain-lain)

Page 12: Konstruksi Kayu A

6. Untuk bagian-bagian konstruksi yang arah gayanya membentuk sudut α dengan

arah serat kayu, maka tegangan yang diperkenankan harus dihitung, sebagai

berikut :

tk = tk// - (( tk// - tkl ). Sin

α = Sudut antara arah gaya dan arah serat kayu.

7. Untuk bagian-bagian konstruksi yang terbuat dari besi/baja.

Tegangan-tegangan yang diperkenankan untuk tarikan, lenturan, ialah 1.200

kg/cm2

Untuk batang-batang baut dan anker hanya boleh diambil 1.00 kg/cm2

Tegangan geser yang diperkenankan untuk baut pas. diambil 800 kg/cm2,

untuk baut biasa diambil 600 kg/cm2

8. Dalam perhitungan perubahan bentuk elastis, maka modulus kenyal kayu sejajar

serat dapat diambil sebagai berikut :

KELAS KUAT KAYU E// (kg/cm2)

   I 125.000

II 100.000  

III 80.000

IV 60.000

Page 13: Konstruksi Kayu A

CONTOH SOAL :

1. Suatu konstruksi gording menahan beban permanen terbagi rata sebesar 150

kg /cm2. Gording terbuat dari kayu dengan Bj = 0,8. Jarak gording = 2 m.

Tentukan tegangan-tegangan ijinnya. Konstruksi terlindung

Penyelesaian :

β= 1

y =1

Bj = 0,8

lt = 170 . g . β . γ = 170 . 0,8 . 1 . 1 = 136 kg /cm z

tk// = tr// = 150 . g . β. γ = 150. 0,8 . 1 . 1 = 120 kg/cm2

tkl = 40 . g . β. γ = 40 . 0,8 . 1 . 1 = 32 kg/cm 2

Page 14: Konstruksi Kayu A

/ / = 20 . g . β. γ = 20 . 0,8 . 1 . 1 = 16 kg/cm 2

2. Soal (1) ditentukan panjang gording 3 m dengan tumpuan sendi rol pada

bentangannya, dimensi gording 8/10. Kontrol apakah konstruksi tersebut aman

lendutan dan berat sendiri gording diabaikan.

Penyelesaian :

Mmaks = 1/8 . q . IZ = 118 . 150 . 32 = 168,75 kg.m = 16.875 kg.cm

Tahanan Momen W = 1/6. b. hz = 1/6 . 8 . 102 = 133,33 cm3

It = M/W = 16875 / 133,33 = 126,57 kg/cm2 < It = 136 kg/cM2

Gaya lintang maks (Dmaks) =½ . q . I =½. 150 . 3 = 225 kg

/ / = 4,22 kg/cm2 / / = 16 kg/cm2

3. Soal (2) mutu kayu B, gording menahan beban angin serta lendutan ijin

= 1/300 L. Kontrol apakah konstruksi tersebut masih aman.

Penyelesaian :

Beban angin = 5/4

Kayu Mutu B

It = 136 . 5/4 . 0,75 = 127,5 kg/cm2

/ / = 16 . 5/4 0,75 = 15 kg/cm2

Bj = 0,8 Kelas kuat II (PPKI)

E = 100.000 kg/cm2.

Momen Lembam I = 1/12 b . h3 = 1/12 . 8 . 103 = 666,67 cm'

fmaks = (tidak OK)

Page 15: Konstruksi Kayu A

It = kg/cm2 < It = 127,5 kg/cm2

/ / = = 4,22 kg/cm2 < // = 15 kg/cm

Konstruksi Tidak Aman.

BAB II

PERATURAN PERHITUNGAN PERENCANAAN

2.1. Ukuran Penampang minimum (Menurut PKKI)

1. Batang-batang kayu dalam konstruksi rangka batang (vakwerk) harus

mempunyai 32 cm.

2. Apabila batang-batang itu terdiri lebih dari satu bagian, maka syarat-

syarat tersebut berlaku untuk seluruh tampang.

3. Untuk konstruksi dengan paku atau perekat, syarat-syarat tersebut

tidak berlaku

2.2. Perlemahan (Menurut PKKI)

Page 16: Konstruksi Kayu A

1. Pada batang-batang tarik dan bagian-bagian konstruksi yang dibebani

dengan tegangan lentur, perlemahan-perlemahan akibat lubang-lubang

untuk alat-alat penyambung dan lainnya harus diperhitungkan.

2. Untuk batang-batang yang menahan tegangan tekan, perlemahan akibat

alatalat penyambung tidak perlu dipergunakan. Tetapi apabila di dalam

kenyataan pada batang-batang kayu tersebut terdapat lubang-lubang yang

tidak tertutup. maka lubang-lubang tersebut harus diperhitungkan sebagai

perlemahan

2.3. Batang Tarik

S S

Untuk menentukan luas tampang batang yang mengalami tarikan harus

diperhatikan berkurangnya luas tampang akibat adanya alat-alat

sambung.

Untuk itu dalam hitungan selalu digunakan luas tampang netto (Fn,)

Besarnya luas netto :

Fnt = Fbr • C

C = adalah faktor'perlemahanakibat adanya alat sambung

Fbr = adalah luas tampang bruto

Besarnya faktor perlemahan dapat diambil, 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 sambungan dengan dengan perekat

2.4. Batang Tekan

S S

Page 17: Konstruksi Kayu A

Untuk merencanakan batang tekan harus diperhatikan adanya bahaya teknik.

tetapi tidak perlu memperhatikan faktor perlemahan seperti batang tarik

Besarnya faktor tekuk (c)) tergantung dari angka kelangsingan batang (i_)

γ = Ik / Imin =

Ik = panjang tekuk yang tegantung dari sifat-sifat ujung batang

P P P P

S B S J

I

S B J J

Ik = I Ik = 2 . I Ik = ½..√2 .1 Ik =½. 1

untuk konstruksi rangka Ik = I

imin = Jari-jari inersia minimum

imin =

Hubungan antara % dan dapat dilihat pada daftar III PKKI 1961.

Selanjutnya tegangan tekan yang terjadi tidak boleh lebih besar dari

tegangan tekan diijinkan.

tk// = tk// P = S

Untuk merencanakan dimensi batang tekan, sebagai pedoman awal

dapat digunakan rumus-rumus, sebagai berikut :

Page 18: Konstruksi Kayu A

Untuk kayu kelas kuat I → Imin = 40 Ptk . Ik2

Untuk kayu kelas kuat II → Imin = 50 Ptk . Ik2

Untuk kayu kelas kuat III → Imin = 60 Ptk . Ik2

Untuk kayu kelas kuat IV → Imin = 80 Ptk . Ik2

Imin = dalam cm4

Ptk = gaya tekan dalam ton

Ik = panjang tekuk dalam meter

2.5. Batang Lentur

M M

Sebuah balok yang dibebani momen lentur harus dipenuhi syarat

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

melampaui tegangan lentur yang diijinkan.

It =

Mmaks = Momen maksimum

Wn = Tahanan momen netto

Wn =W.c

c adalah faktor perlemahan seperti pada batang tarik

Pada lendutan, yang terjadi tidak boleh lebih besar dari lendutan yang

diijinkan seperti yang disyaratkan. Dengan mengabaikan pergeseran pada

tempat-tempat sambungan, lendutan pada sesuatu konstruksi akibat berat sendiri

dan muatan tetap dibatasi, sebagai berikut :

f max 1/300 . I

Untuk balok yang dipergunakan pada konstruksi yang terlindung

f max 1/400 . I

Untuk balok yang dipergunakan pada konstruksi yang tidak terlindung

Page 19: Konstruksi Kayu A

f max 1/200 . I

Untuk balok yang dipergunakan pada konstruksi kuda-kuda, seperti gording,

kasau dan sebagainya

f max ≤ 1/500 . I

Untuk konstruksi rangka batang yang terlindung

f max ≤ 1/700 . I

Untuk konstruksi rangka batang yang tidak terlindung

f = lendutan

I = jarak batang

Syarat panjang bentang balok yang efektif dapat dilihat di PPKI ps. 12.1

2.6. Balok Yang Mendukung Tegangan Lentur Dan Gaya Normal

a. Lenturan dan tarikan

S S S = P M M

Pada konstruksi yang mengalami lenturan dan tarikan, tegangan yang terjadi tidak

diijinkan lebih besar dari tegangan tarik yang disyaratkan.

tot = ≤ It//

Page 20: Konstruksi Kayu A

b. Lenturan dan tekanan

S S S = P M M

Pada konstruksi yang mengalami lenturan dan tekanan, tegangan yang terjadi

tidak diijinkan lebih besar dari tegangan tekan yang disyaratkan.

tot = ≤ It//

CONTOH SOAL :

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

ton. Konstruksi terlindung dan menahan muatan tetap. Tentukan

dimensi batang tarik tersebut yang aman dan ekonomis. Rencana akan

digunakan sambungan baut.

Penyelesaian_:

Β = 1 tr// = 150 . g = 150 . 0,5 = 75 kg/cm2

γ = 1 P = 5.000 kg

Bj = 0,5

Faktor perlemahan (FP) =20%

tr// = = Fnt = P= = 66,67 kg/cm2

Page 21: Konstruksi Kayu A

Fbr = = = 83.34 cm2

Diambil b = 7 cm

h =12cm (h-2b)

Fbr = 7 . 12 = 84 cm2 > 83,34 cmz (Cukup mendekati)

→ Dimensi yang aman dan ekonomis = 7/12

2. Suatu batang tekan panjang 2 m mendukung gaya 12 ton. Batang

tersebut merupakan bagian dari suatu konstruksi kuda-kuda yang

direncanakan untuk menahan muatan tetap dan muatan angin. Jika Bj

kayu = 0,65, rencanakan dimensi batang tekan tersebut.

Penyelesaian :

Konstruksi kuda-kuda (terlindung) β = 1

Muatan tetap dan muatan angin γ = 5/4

Konstruksi kuda-kuda muatan = konstruksi rangka

Ik =1 =2m

Bj = 0,65 (Kayu kelas II)

= 150 . 0,65 . 5/4 = 121,875 kg /cm2

Imin = 50 . P . Ik2

Misal direncanakan tampang bujur sangkar.

Imin = 1/12 . b4 = 50 . P Ik2

= 1/12 .b4 = 50 . 12 .22

b4 = 28.800 cm4

Page 22: Konstruksi Kayu A

b = 13,03 cm

Diambil b = h = 13 cm

Imin = 3,757 cm

γ = 53,23 → W = 1,55

tk// = kg /cm2 < lt = 121 kg /cm2 (OK)

→ Dimensi yang aman = (13 x 13) cm2

BAB III

SAMBUNGAN

Ikatan yang dipilih tidak hanya menentukan panjang penampang dan

panjang sambungan, tetapi juga deformasi dari sambungan tersebut.

Maka untuk sambungan-sambungan konstruksi kayu tidak cukup

memandang beban patah dan mengambil safety factor (n)

Pizin =

tetapi perlu juga diketahui pergeseran-pergeserannya juga harus dibatasi.

Di Jerman n (safety factor) biasanya diambil 2,75 sedangkan pergeseran

dibatasi sampai 1,5 mm.

Semakin kecil bidang kontak elemen sambungan, deformasi yang terjadi

akan semakin besar.

Sambungan baut dan paku (beberapa paku tebal) dengan bidang kontak dan

tegangan setempat yang kecil, deformasi yang diijinkan menentukan beban

maksimum.

Page 23: Konstruksi Kayu A

Untuk sambungan dengan perekat,paku (ramping dan banyak) atau dengan

takik miring, dimana bidang kontaknya besar, kekuatan batasnya yang

menentukan.

Diagram "beban deformasi" dari sambungan kayu

Menganggap efisiensi suatu konstruksi kayu (fiktif) tanpa sambungan sama

sekali = 100%, maka "overall efficiency" konstruksi-konstruksi dengan

bermacam-macam alat penyambung dapat dinilai sebagai berikut :

dengan sambungan baut 30%

dengan sambungan paku 50%

dengan sambungan pasak 60%

dengan sambungan perekat 100%

Angka-angka di atas adalah rata-rata dan kasar, karena tentunya tergantung

dari banyak faktor, seperti : pemakaian alat buhul dan sebagainya.

Dari angka-angka effisien di atas dapat dilihat bahwa hanya sambungan

dengan perekat dapat mencapai effisien 100%. Ini berarti bahwa sambungan-

Page 24: Konstruksi Kayu A

sambungan yang lain seringkali ukuran-ukufian batang konstruksi kayu

ditetapkan oleh tempat yang dibutuhkan untuk menempatkan alat-alat

penyambung.

Maka dari itu, biasanya dalam perencanaan konstruksi rangka batang kayu,

setelah didapat gaya-gaya batang, ukuran-ukuran batang direncanakan atau

didimensioner berdasarkan rencana sambungan-sambungan, kemudian

dikontrol tegangan-tegangan dalam batang.

Dalam perencanaan sambungan titik buhul, penting sekali dihindarkan sedapat

mungkin eksentrisitet :

a.

eksentrisitet e

momen sekunder = P . e

b.

e = eksentrisikit z = titik berat kelompok alat penyambung

Momen sekunder = P . e

Page 25: Konstruksi Kayu A

c.

e = 0

3.1. Sambungan Dengan Baut

Baut sebagai alat penyambung dibebani banyak dipakai, meskipun tidak

begitu baik, karena :

efisiensi rendah

deformasi besar

Tegangan-tegangan dalam arah sambungan maupun pada penampang baut

dianggap rata dalam perhitungan. Sesungguhnya pembagian tegangan-

tegangan sebagai berikut :

Page 26: Konstruksi Kayu A

Menurut PPKI pasal 14.

Alat penyambung baut harus dibuat dari baja st 37 atau dari besi yang

mempunyai kekuatan paling sedikit seperti st 37

Lubang baut harus dibuat secukupnya saja dan kelonggaran tidak boleh

lebih dari 1,5 mm.

Garis tengah baut paling kecil harus 10 mm (3,8"), sedang untuk

sambungan baik bertampang satu maupun bertampang dua, dengan tebal

kayu lebih besar dari 8 cm, harus dipakai baut dengan garis tengah paling

kecil 12,7 mm (1/2").

Baut harus disertai plat ikatan yang tebalnya min 0,3d clan maks 5 mm

dengan garis tengah 3d clan mempunyai bentuk persegi empat, lebarnya

3d, dimana d = garis tengah baut. Jika bautnya hanya sebagai pelekat,

maka tebal plat ikutan dapat diambil min 0,2d clan maksimum 4 mm.

Sambungan dengan baut dibagi dalam 3 golongan menurut kekuatan kayu,

yaitu golongan-golongan I, II, III.

Page 27: Konstruksi Kayu A

Agar sambungan dapat memberi hasil kekuatan yang sebaik-baiknya

(vitgenut), hendaknya

λ.b = b/d diambil dari angka-angka yang tertera di bawah ini :

Sambungan bertampang satu / geser tunggal

Sambungan bertampang dua / geser ganda

Anggapan praktis b1 = 3,5d 10 b3 = 4,5d

Golongan I untuk kayu kelas kuat I dan kayu rasamala

Page 28: Konstruksi Kayu A

Sambungan tampang satu γb = 4,8

S = 50 . d . b1 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 240. dz (1 - 0,35 sin a)

Sambungan tampang dua γb = 3,8

S = 125 . d . b3 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 250 . d . b1 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 480 . dz (1 - 0,35 sin a)

Golongan II untuk kayu kelas kuat II dan kayu jati

Sambungan tampang satu γb = 5,4

S = 40 . d . b1 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 215 . d2 (1 - 0,35 sin a)

Sambungan tampang dua γb = 4,3

S = 100 . d . b3 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 200 . d . b1 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 430 . dz (1 - 0,35 sin a)

Golongan III untuk kayu kelas kuat III

Sambungan tampang satu γb = 6,8

S = 25 . d . b1 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 170 . dZ (1 - 0,75 sin a)

Sambungan tampang dua γb = 5,7

S = 60 . d . b3 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 120 . d . b1 (1 - 0,6 sin a) atau

S = 340. dz (1 - 0,35 sin a)

S = Kekuatan sambungan dalam kg

a = Sudut antara gaya dan arah serat kayu

b1 = Tebal kayu tepi dalam cm

b3 = Tebal kayu tengah dalam cm

d = Garis tengah baut dalam cm

Page 29: Konstruksi Kayu A

Dari tiap-tiap golongan yang diambil adalah harga yang terkecil

Jika pada sambungan bertampang satu, salah satu batangnya adalah dari besi

(baja) atau pada sambungan bertampang dua, pelat-pelat penyambungnya dari

besi (baja), maka harga-harga S dalam rumus-rumus tersebut dapat dinaikkan

25%.

Apabila baut tersebut dipergunakan pada konstruksi dalam keadaan selalu

terendam dalam air atau untuk bagian konstruksi yang tidak terlindung dan

kemungkinan besar kadar lengas kayu akan selalu tinggi, maka didalam

perhitungan kekuatan harus dikalikan dengan angka 2/3. Apabila baut tersebut

digunakan untuk konstruksi yang tidak terlindung, tetapi kayu itu dapat

mengering dengan cepat, maka di dalam perhitungan, kekuatannya harus

dikalikan dengan angka 5/6.

Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap clan

muatan angin atau untuk bagian-bagian konstruksi yang tegangannya

diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan tidak tetap, maka kekuatan

sambungan dapat dinaikkan 25%.

Penempatan baut-baut harus memenuhi syarat-syarat, sebagai berikut :

a. Arah gaya sejajar dengan arah serat

b. Arah gaya tegak lurus arah serat

Page 30: Konstruksi Kayu A

c. Arah gaya membentuk sudut a (0° < a < 90(l) dengan arah serat kayu

Page 31: Konstruksi Kayu A

Garis tengah baut

Garis tengah baut (d) (mm) 12 14 16 18 20 . 22 22

Garis tengah di dalam ulir (dk) (mm) 9 10,5 12,5 14 16 18 20,5

CONTOH SOAL :

1.

Kayu kelas II mutu A

Konstruksi terlindung menahan muatan tetap.

Kontrol apakah kekuatan baut dapat menahan gaya sebesar 2.750 kg.

Page 32: Konstruksi Kayu A

Penyelesaian :

Sambungan termasuk golongan II bertampang dua

γb = b/d = 8/1,8 = 4,4 = 4,3

- S1 =100.d.b3.(2)

→ S1 = 100 . 1,8 . 8 . (2) = 2.880 kg.

Dipilih S yang

- SZ = 200 . d . b1 . (2) terkecil : S3 = 2.786,40 kg ~

SZ = 200 . 1,8 . 6 . (2) = 4.320 kg. S3 > P (OK)

2.786 kg > 2.750 kg

- S3 = 430. d2. (2)

=> S3 = 430 . 1,82 . (2) = 2.786,40 kg.

2.

Kayu kelas II mutu A

Konstruksi terlindung menahan mbatan tetap. Hitung Pmax yang terjadi.

Penyelesaian :

Golongan II bertampang dua.

Page 33: Konstruksi Kayu A

γb = 4,3 b/d = 8/1,8 = 4,4 ~ 4,3

- S1 =100.d.b3.(1-0,6.sina)

→ S, = 100 . 1,8 . 8 . (1 - 0,6 . sin 40°) = 884,63 kg

-S2 = 200 . d . b1 . (1 - 0,6 . sin (a)

→ S2 = 200 . 1,8 . 6 . (1 - 0,6 . sin 40°) = 1.326,94 kg.

- S3 = 430 . dz . (1 - 0,35 . sin a)

→ S3 = 430. 1,82 . (1 - 0,35 . sin 409) = 1.079,79 kg.

Yang menentukan S ijin yang terkecil = 884,63 kg = Pmax

3 . Dik : Kayu kelas II mutu A.

Konstruksi terlindung menahan

muatan tetap σtr baut = 1.000 kg /cmz

Dit : Ø baut dan ukuran plat ikutan ( μ )

Penyelesaian :

σtr baut P/A

1.000 1.400 .

Page 34: Konstruksi Kayu A

d k

dk 1,33 ~ d k = 1,4 → Ø baut = 1,8 cm = 18 mm

Dimensi minimum plat ikutan

Ap = μ 2 - ¼ . Л . ( d - 0 . 2 ) 2

Ap = μ 2 - ¼ . Л . ( 1 . 8 - 0 . 2 ) 2

Ap = μ 2 - ¼ . Л . 2 2

A p = μ 2 - Л

A p

μ 2 + Л

μ =

μ 7,69 ~ 8 cm (lebar plat ikutan)

Perb. :

Tebal plat ikutan = 0,3 d = 0,3. 1,8 = 0,54 cm ~ 5 mm

Lebar plat ikutan = 3 d = 3 . 1,8 = 5,4 < 8 cm (Tidak OK)

dipilih 8 cm.

Ukuran olat ikutan = 8/8/80,5