struktur kayu - x.sambungan momen

7/27/2019 struktur kayu - x.sambungan Momen

1/28

X. ANALISIS SAMBUNGAN

MOMEN DAN TAKIKAN


2/28

I. SAMBUNGAN MOMEN

Sambungan ini dikenal sbg Moment-resisting connection.

Tahanan momen dpt diperoleh dg Pers berikut.

dengan:

Zi= tahanan lateral.

ri= jarak alat sambung ike pusatkelompok.

Tahananmomen maks didapat bila

alat sambung terluar (letaknya terjauh

dari titik C) telah mencapai leleh.

Alat sambung yg letaknya dekat dg

pusat kelompok memiliki tahanan

lateral yg lebih kecil (belum leleh).

i

n

i

irZM

1


3/28

Prinsip Rigid plate assumption:

Misal, alat sambung iterletak paling luar, maka tahanan lateral alat

sambungjdpt dihitung sbb:

Jadi tahanan momen sambungan dg empat alat sambung spt Gambar

dpt diperoleh dg pers:

Penempatan alat sambung, perlu diperhatikan jarak/spasi. Usahakan

ditempatkan dg jarak yg lebih (min sama) sesuai persyaratan SNI-5,2002. Hal ini dimaksud untuk menghindari terjadinya pecah kayu

diantara 2 alat sambung berdekatan.

jult

i

j

j Zr

rZ

llult

i

lkkult

i

kjjult

i

j

ijult rZr

rrZ

r

rrZ

r

rrZM


4/28

Contoh 1.

Hitunglah tahanan momen sambungan dg alat sambung baut sptGambar. Berat jenis kayu 0,7 dan diameter baut 12,7 mm.

Menghitung tahanan lateral alat sambung baut terluar (Z1).

Diameter baut D = 12,7 mm

Sudut thd serat kayu = 63o

Tebal kayu sekunderts = 30 mm


5/28

Tebal kayu utama tm = 60 mm

Tahanan lentur baut Fyb = 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu sekunder dan utama dg berat jenis 0,7:Fes63

o = Fem63o = 38,18 N/mm2

Menghitung tahanan lateral baut terluar (Z2)Sudut thd serat kayu = 0o

Fes//= Fem// = 54,08 N/mm2

Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan

20551 Im

20551 Is

14133 IIIs

18221 IV


6/28


34203 Im

34203 Is

21058 IIIs

25480 IV

Menghitung tahanan momen.

Apabila sambungan momen pada contoh 1 juga menerima gaya

tarik aksial sebesar 42 kN, hitunglah tahanan momen sambungan!

kNm27,75021058112502112141334

2422

1

211

xxM

rZr

rrZM


7/28

Penyelesaian:

karena ada 6 bh baut, maka 1 baut akan mendukung gaya aksialsebesar 7 kN = 7000 N. Tahanan lateral alat sambung tanpa dan dg

gaya aksial dpt dilihat pd Gambar di bawah.

Menent nilai perkiraan Z1 shg nilai Rtdk melebihi nilai Z1 :

N1729170001300045,01300089,0

130001.Trial

700045,089,0

22

1

2

1

2

1

xxR

Z

ZZR


8/28

Tahanan lateral baut

Sudut terhadap serat kayu = 42o

Fes42o = Fem42

o = 43,80 N/mm2

Z = 16295 N (Moda kelelehan IIIs), Rmelebihi nilai Z.

Trial 2. (Z1 = 12000 N)

R = 16365 N , = 40,8o

Tahanan lateral baut:

Fes40,8o

= Fem40,8o

= 44,19 N/mm2

Z = 16442 N (Moda kelelehan IIIs), Rtdk melebihi nilai Zdan

selisihnya relatif kecil

o

x

x42

70001300045,0

1300089,0tan

1


9/28


Jadi dg adanya gaya aksial tarik 42 kN, tahanan momen berkurang

sebasar :

Contoh 2.

Hitunglah tahanan momen dari kedua sambungan di bawah ini.

Diameter baut 12,7 mm, berat jenis kayu 0,7. Ukuran batang horizontal

dan batang vertikal adalah 2x3/18 dan 6/18.

kNm650112

507000210582112120004

xxxM

%5,17%100

27,7

627,7

x


10/28

Sambungan (a).

Menghitung tahanan lateral Z1.



Tebal kayu sekunderts

= 30 mm


Tahanan lentur baut Fyb = 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu sekunder dan utama dg berat jenis 0,7:

Fes45o = Fem45

o = 42,84 N/mm2


11/28


Sambungan (b).




Tebal kayu sekunderts = 30 mm


Fes//= 54,08 N/mm2 , Fem = 35,47 N/mm

2


24084 Im

24084 Is15934 IIIs

20158 IV

kNm51,450501593444 2211 xrZM


12/28


17947 Im

27363 Is

15349 IIIs

18143 IV



Fes= 35,47 N/mm2 , Fem// = 54,08 N/mm

2


27363 Im

17947 Is

13706 IIIs

18143 IV


13/28


Jadi : sambungan momen (a) mampu menahan momen lebih besar dp

sambungan (b), dg peningkatan momen sebesar : 4,51/2,9 = 1,56.

Contoh 3.

Hitunglah tahanan momen pada sambungan berikut. Alat sambung

paku yg digunakan adalah 2BWG12. Berat jenis kayu 0,45. Gunakan

faktor waktu = 1,00.

kNm9,2501370625015349222 2211

xxM

rZrZM


14/28

Menghitung tahanan lateral paku pd lingkaran r2 (Z2).

Diameter paku D = 2,8 mm

Panjang paku = 51 mmKuat lentur paku Fyb = 689 N/mm

2

Kuat tumpu kayu: Fes = Fem = 26,35 N/mm2 (berat jenis = 0,45)

Re = 1,00

Tebal kayu samping ts = 25 mm


15/28

Penetrasi pd komponen pemegang (p):

p = 51 25 = 26 mm

Kontrol overlapping (v):

v= 2 x (p 0,5tm) = 2 x (26-20) = 12 mm > 4D = 11,2 mm

KD = 2,2 (untuk paku dg diameter < 4,3 mm)

Tahanan lateral acuan (Z2) satu irisan:

Tahanan lateral acuan untuk 2 irisan, Z2 = 2 x 915 = 1830 N


2767 Is

1099 IIIm

1068 IIIs915 IV


16/28

Menghitung tahanan lateral acuan terkoreksi (Z2).

Nilai koreksi penetrasi (Cd)

p = 26 mm > 6D = 16,8 mm

< 12D = 33,6 mm, maka Cd=p/12D = 26/33,6 = 0,77

Z2 = Cd.Z2

Z2 = 0,77 x 1830 = 1409 N

Menghitung tahanan lateral ijin (Z2u).

Z2u = zZ2

Z2u = 1,0 x 0,65 x 1409 = 915,85 N

Menghitung tahanan lateral ijin paku pd lingkaran r1 (Z1u).

Z1u = 915,85 N


17/28

Karena paku pada lingkaran r1 lebih dekat jaraknya ke pusat

konfigurasi, maka tahanan lateral yg diperoleh di atas harus diberi

faktor koreksi menjadi :


N4,57285,9152

11 x

r

rZ

u

kNm815,08085,9158504,5728

88 2211

xxM

rZrZMuu


18/28

II. SAMBUNGAN TAKIKAN

Diperoleh dg cara membuat takikan pd bagian pertemuan kayu.

Nama lain ; Sambungan gigi, termasuk sambungan tradisional

dimana penyaluran gaya tdk menggunakan alat sambung tetapi

memanfaatkan luas bidang kontak.

Dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu:

Sambungan gigi tunggal

Sambungan gigi majemuk/rangkap

Dalam perhitungan kekuatan sambungan gigi, gesekan antara

kayu dg kayu harus diabaikan.


19/28

1. Sambungan Gigi Tunggal

Pada sambungan gigi tunggal, dalamnya gigi (tm) 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 dg sudut 90o.


20/28

Gaya tekan terfaktor (Nu) dpt dihitung dg pers:

Dengan:

Nu = gaya tekan terfaktor

= sudut antara komponen str diagonal thd komp 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 pd penampang netto akibat adanya coakan

sambungan.

m

m

vm

vu

el

bFlN

25,01

cos'


21/28

2. Sambungan Gigi Majemuk

Apabila gaya tekan terfaktor (Nu) melebihi kemampuan dukung

sambungan gigi tunggal, maka dpt dicoba sambungan gigimajemuk/rangkap spt gambar berikut.


22/28

Sambungan gigi majemuk juga disarankan untuk sudut sambungan

melebihi 45o. Pada sambungan gigi majemuk terdapat dua gigi dan dua

panjang muka yg masing2 diatur sbb:

dalamnya gigi pertama, tm1 30 mm

dalamnya gigi kedua, tm2 tm1 + 20 mm dan tm2 1/3 h

panjang kayu muka pertama, lm1

200 mm dan lm1

4 tm1

Gaya tekan terfaktor (Nu) bagian kayu muka pertama:

Gaya tekan terfaktor (Nu) bagian kayu muka kedua:

a

e

l

bFl

FF

FN

m

m

vm

v

mm

m

u.............

25,01

cos25,1

1

1

'

1

21

1

b

e

l

bFlN

m

m

vm

vu................................

25,01

cos'

2


23/28

Dengan:

lm = panjang kayu muka rerata

lm1 = panjang kayu muka pertama

lm2 = panjang kayu muka kedua

em = eksentrisitas rerata pd pnp netto

em1 = eksentrisitas bagian kayu muka pertama

em2 = eksentrisitas bagian kayu muka kedua

Fm1 = luas bidang tumpu kayu pertama =

Fm2 = luas bidang tumpu kayu kedua =

cos1m

bt

cos2mbt


24/28

Contoh 1.

Sambungan gigi tunggal spt gambar tersusun dari kayu dg kode mutu

E21. Kayu horizontal dan diagonal memiliki ukuran 8/15 dg sudut yg

dibentuknya 35o. Apabila kedalaman gigi tm = 50 mm, dan panjang lm =

200 mm, berapakah gaya tekan terfaktor (Nu) maks dg faktor waktu =

0,8.

Penyelesaian:

Kuat geser sejajar serat (Fv) kayumutu E21 adalah 5,9 N/mm2. Nilai

faktor koreksi masa layan dianggap

1,00.

Jadi :

Menghitung eksentrisitas (em):

2N/mm9,59,500,1 xF

v

mm75505,0501505,0

5,05,0

xe

tthe

m

mmm


25/28

Menghitung gaya tekan (Nu):

Contoh 2.

Sambungan gigi majemuk spt gambar tersusun dari kayu E21 dg sudut

sambungan 45o. Dimensi kayu horizontal dan diagonal 8/15. Nilai tm1

=

30 mm, lm1 = 200 mm, dan tm2 = 50 mm. Hitunglah besarnya gaya

tekan terfaktormaksimum! Asumsikan nilai faktor koreksi masa layan

1,00 dan faktor waktu = 0,80.

kN41,5adalahmaksimum)(faktortekan tergayaJadi

N41494

7520025,0135cos

9,58020075,08,0

u

u

o

u

N

N

xxxxN


26/28

Penyelesaian:

Fv= Fv = 5,9 N/mm2

Menghitung eksentrisitas (em) :

Menghitung panjang kayu muka (lm).

mm

eee

mmx

tthe

tthe

mmm

mmm

mmm

7575755,0

5,0

75505,0501505,0

5,0)(5,0

75mm0,5x30301505,0

5,05,0

21

222

111

mmlll

mmtgx

tgth

ll

mml

mmm

o

ommm

m

2785,0

356455045sin

1505,0200

sin

5,0

200

21

212

1


27/28

Menghitung luas tumpu (Fm).

Gaya tekan terfaktor (Nu) berdasar kedalaman kayu muka pertama.

375,0

N/mm565645cos

5080

cos

N/mm339445cos

3080

cos

21

1

222

211

mm

m

o

m

m

o

m

m

FF

F

xbtF

xbtF

N102538

75

20025,01375,045cos.25,1

9,58020075,08,0

25,01cos25,11

1

21

1

'

1

u

o

u

m

m

mm

m

vmv

u

N

xxxxN

e

l

FF

F

bFlN


28/28

Gaya tekan terfaktor (Nu) berdasar kedalaman kayu muka kedua.

Jadi gaya tekan terfaktor (Nu) maksimum adalah 74 kN.

N74003

75

27825,0145cos

9,58035675,08,0

25,01cos

'

2

u

ou

m

m

vmvu

N

xxxxN

el

bFlN

struktur kayu - x.sambungan momen

Documents