BAB IV Analisis - digilib.itb.ac.id · berat konstruksi permanen seperti berat sendiri, berat gording, penutup atap (metal roof), dan ... KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA BALOK MONOLIT

TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA

BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS

BAB IV

ANALISIS

4.1. ANALISIS PEMBEBANAN

4.3.4. Beban Mati (D)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu struktur atap yang bersifat tetap,

termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan

tetap yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur itu. Yang diakibatkan oleh

berat konstruksi permanen seperti berat sendiri, berat gording, penutup atap (metal roof), dan

plafond. Dalam analisis, semua beban diatas dijadikan beban terpusat.

Dalam Peraturan Muatan Indonesia (PMI), beban mati atap ditetapkan 50 kg/m2, sudah

berikut genteng, gording, kaso. Karena jarak antar kuda-kuda adalah 10 m, maka diambil

nilai beban yang ditransfer ke portal kanan dan kirinya dengan pembagian 1 : 1 dari tengah

bentang.

2 5 °

1 . 5

6

S = 6 . 6 2 0

L 2 = 1 0

A 1 = 1 . 6 5 5

Gambar 4.1 Struktur 1/2 rangka atap dengan 3 buah kuda-kuda

Dengan demikian, beban maksimum dipikul oleh kuda-kuda yang berada di tengah

bentang, yang secara total menahan beban sepanjang 10 m per satuan lebar. Maka beban

Muchamad Ramdhan (15004099) IV-1



atap yang telah diketahui dikonversikan menjadi beban garis kemudian beban mati tsb

dikonversikan menjadi beban titik yang letaknya pada join atas batang batang vertikal.

PD = qm x L2 x (a/cos α)

PD = 50 kg/m2 x 10 m x (1.5/cos 35)m = 827.53 kg

Plafond

Diambil berat Plafond adalah 18 kg/m2, beban ini merata pada bidang datar rangka kuda-

kuda sehingga jika dijadikan beban terpusat pada joint bagian bawah menjadi :

qm = 18 kg/m2 x 10 m x 1.5 m = 270 kg

Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan sebagai berikut ;

Gambar 4.2 Model pembebanan beban mati

4.3.5. Beban Hidup (L)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu

struktur, khusus pada atap ke dalam beban hidup termasuk beban yang berasal dari air hujan,

baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energi kinetik) butiran air dan beban

yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan dan material atau selama

penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.

Beban orang yang merupakan beban hidup(La) menurut PMI adalah sebesar 100 kg yang

diletakkan di joint rangka atap searah dengan arah sumbu global (arah gravitasi).



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS P = 100kg


Gambar 43 Model pembebanan beban hidup

4.3.6. Beban Angin (W)

Beban ini merupakan beban tidak permanen yang bekerja pada rangka atap yang disebabkan

adanya selisih tekanan udara. Pada beban angin ini terbagi atas tekanan tiup dan tekanan isap.

Beban angin yang diperhitungkan dalam struktur rangka atap berdasarkan PMI adalah

sebesar 25 kg/m2. Berdasarkan koefisien angin dengan atap segi-tiga dengan sudut

kemiringan α sebagai maka:

Koefisien angin tiup pada atap (di pihak angin α < 65° )

= (0.02α – 0.4)

Koefisien angin hisap pada atap (di belakang angin untuk semua α )

= – 0.4

beban yang menentukan adalah P = 25 kg/m2

Maka gaya tiup dan isap oleh angin dapat dihitung sebagai berikut :

Gaya tiup pada atap = (0.02α – 0.4)P. L2 kg/m

= (0.02 x 35 – 0.4) x 25 x 10 kg/m

= 25kg/m

Gaya isap pada atap = - 0.4. P. L2 kg/m



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS = - 0.4 x 25 x 10

= - 100 kg/m

Beban diatas masih merupakan beban merata pada bidang miring, jadi perlu dijadikan beban

titik. Dimana beban angin ini bekerja tegak lurus terhadap bidang kontak.

Gaya tiup pada atap

Pw1 = 25 kg/m x (1.5/cos 35) = 41.38 kg

Karena beban tersebut tegak lurus terhadap bidang miring, maka beban tersebut dapat

diproyeksikan terhadap arah x dan y

Py = 41.38 kg * cos 35 = 37.5 kg

Px = 41.38 kg * sin 35 = 17.49 kg

Gaya isap pada atap

Pw2 = - 100 kg/m x (1.5/cos 35) = -165.5 kg

Karena beban tersebut tegak lurus terhadap bidang miring, maka beban tersebut dapat

diproyeksikan terhadap arah x dan y

Py = -165.5 kg * cos 35 = - 150 kg

Px = -165.5 kg * sin 35 = - 69.95 kg

Karena beban angin ada yang bertanda positif dan negatif maka yang terjadi adalah bidang

miring atap menerima tekanan angin tiup dan tekanan angin isap.

Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan dalam kondisi sebagai berikut (jika angin

bertiup dari kiri ke kanan).




Gambar 4.4 Model pembebanan beban angin

4.2. ANALISIS STRUKTUR

Dari beban yang telah dihitung yaitu beban mati(D), beban hidup(L), dan beban angin(W)

akan dihitung gaya dalam axial ( tekan tarik) pada struktur rangka atap dengan menggunakan

SAP V10.0.1 dan akan dibuktikan perhitungannya dengan cara manual. Untuk penggunaan

SAP terlebih dahulu dilakukan momen release untuk menghilangkan adanya momen pada

sistem truss, jadi hanya ada axial saja.

4.3.4. Gaya Dalam Akibat Beban Mati (D)

Dari perhitungan pembebanan telah diperoleh beban yang terjadi sebagai berikut:


Gambar 4.5 Model pembebanan beban mati




4.3.5. Gaya Dalam Akibat Beban Hidup(L)



Gambar 4.6 Model Pembebanan Beban Hidup

4.3.6. Gaya Dalam Akibat Beban Angin(W)


Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan sebagai berikut

Gambar 4.7 Model Pembebanan Beban Angin




Gambar 4.8 Label Joint dan Frame

Kombinasi pembebanan yang terdapat dalam SNI – 03 – xxxx – 2000 mengenai Tata Cara

Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung adalah sebagai berikut:

1.4 D

1.2D + 1.6L + 0.5(La atau H)

1.2D + 1.6(La atau H) + (0.5L atau 0.8W))

1.2D ± 1.3W + 0.5L + 0.5(La atau H)

1.2D ± 1.0E + 0.5L

0.9D ± (1.3W atau 1.0E)

Dalam define combination dalam SAP, disederhanakan menjadi beberapa kombinasi yang

menentukan sesuai dengan beban yang ada sebagai berikut:

1.4 D

1.2D + 1.6L

1.2D ± 1.3W + 0.5L

Gambar 4.9 Diagram Aksial akibat kombinasi beban



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Hasil gaya dalam pada struktur rangka atap akan dibuat dalam bentuk tabel hasil dari SAP

adalah sebagai berikut:

Tabel 4. 1 Gaya axial batang akibat kombinasi gaya dalam

TABLE: Element Forces - Frames TABLE: Element Forces - Frames

Frame OutputCase P Frame OutputCase P

Text Text Kgf Text Text Kgf

A1 1.4D 11540.552 C1 1.4D 2253.666

A1 1.2D+1.6L 11117.311 C1 1.2D+1.6L 2171.014

A1 1.2D+1.3W+0.5W 10447.528 C1 1.2D+1.3W+0.5W 2093.526

A1 1.2D-1.3W+0.5W 10102.156 C1 1.2D-1.3W+0.5W 1919.463

A2 1.4D 9891.901 C2 1.4D -2253.666

A2 1.2D+1.6L 9529.124 C2 1.2D+1.6L -2171.014

A2 1.2D+1.3W+0.5W 8916.026 C2 1.2D+1.3W+0.5W -2093.526

A2 1.2D-1.3W+0.5W 8697.988 C2 1.2D-1.3W+0.5W -1919.463

A3 1.4D 9891.901 C3 1.4D 3487.391

A3 1.2D+1.6L 9529.124 C3 1.2D+1.6L 3359.493

A3 1.2D+1.3W+0.5W 8916.026 C3 1.2D+1.3W+0.5W 3239.586

A3 1.2D-1.3W+0.5W 8697.988 C3 1.2D-1.3W+0.5W 2970.236

A4 1.4D 6594.601 C4 1.4D 3487.391

A4 1.2D+1.6L 6352.749 C4 1.2D+1.6L 3359.493

A4 1.2D+1.3W+0.5W 5853.023 C4 1.2D+1.3W+0.5W 2566.155

A4 1.2D-1.3W+0.5W 5889.653 C4 1.2D-1.3W+0.5W 3643.667

A5 1.4D 6594.601 C5 1.4D -2253.666

A5 1.2D+1.6L 6352.749 C5 1.2D+1.6L -2171.014

A5 1.2D+1.3W+0.5W 5853.023 C5 1.2D+1.3W+0.5W -1658.333

A5 1.2D-1.3W+0.5W 5889.653 C5 1.2D-1.3W+0.5W -2354.657

A6 1.4D 9891.901 C6 1.4D 2253.666

A6 1.2D+1.6L 9529.124 C6 1.2D+1.6L 2171.014

A6 1.2D+1.3W+0.5W 8279.302 C6 1.2D+1.3W+0.5W 1658.333

A6 1.2D-1.3W+0.5W 9334.713 C6 1.2D-1.3W+0.5W 2354.657




A7 1.4D 9891.901 D1 1.4D -12732.090

A7 1.2D+1.6L 9529.124 D1 1.2D+1.6L -12265.151

A7 1.2D+1.3W+0.5W 8279.302 D1 1.2D+1.3W+0.5W -11037.124

A7 1.2D-1.3W+0.5W 9334.713 D1 1.2D-1.3W+0.5W -11634.273

A8 1.4D 11540.552 D2 1.4D -12732.090

A8 1.2D+1.6L 11117.311 D2 1.2D+1.6L -12265.151

A8 1.2D+1.3W+0.5W 9492.442 D2 1.2D+1.3W+0.5W -11062.205

A8 1.2D-1.3W+0.5W 11057.242 D2 1.2D-1.3W+0.5W -11609.191

B1 1.4D -1158.542 D3 1.4D -9094.350

B1 1.2D+1.6L -1156.191 D3 1.2D+1.6L -8760.822

B1 1.2D+1.3W+0.5W -1103.360 D3 1.2D+1.3W+0.5W -7708.035

B1 1.2D-1.3W+0.5W -984.684 D3 1.2D-1.3W+0.5W -8485.819

B2 1.4D 378.000 D4 1.4D -9094.350

B2 1.2D+1.6L 324.000 D4 1.2D+1.6L -8760.822

B2 1.2D+1.3W+0.5W 324.000 D4 1.2D+1.3W+0.5W -7733.117

B2 1.2D-1.3W+0.5W 324.000 D4 1.2D-1.3W+0.5W -8460.738

B3 1.4D -1158.542 D5 1.4D -9094.350

B3 1.2D+1.6L -1156.191 D5 1.2D+1.6L -8760.822

B3 1.2D+1.3W+0.5W -1103.360 D5 1.2D+1.3W+0.5W -7444.596

B3 1.2D-1.3W+0.5W -984.684 D5 1.2D-1.3W+0.5W -8749.259

B4 1.4D 378.000 D6 1.4D -9094.350

B4 1.2D+1.6L 324.000 D6 1.2D+1.6L -8760.822

B4 1.2D+1.3W+0.5W 324.000 D6 1.2D+1.3W+0.5W -7544.920

B4 1.2D-1.3W+0.5W 324.000 D6 1.2D-1.3W+0.5W -8648.935

B5 1.4D -1158.542 D7 1.4D -12732.090

B5 1.2D+1.6L -1156.191 D7 1.2D+1.6L -12265.151

B5 1.2D+1.3W+0.5W -806.646 D7 1.2D+1.3W+0.5W -10322.031

B5 1.2D-1.3W+0.5W -1281.398 D7 1.2D-1.3W+0.5W -12349.365

B6 1.4D 378.000 D8 1.4D -12732.090

B6 1.2D+1.6L 324.000 D8 1.2D+1.6L -12265.151

B6 1.2D+1.3W+0.5W 324.000 D8 1.2D+1.3W+0.5W -10422.355 B6 1.2D-1.3W+0.5W 324.000 D8 1.2D-1.3W+0.5W -12249.041




B7 1.4D -1158.542

B7 1.2D+1.6L -1156.191

B7 1.2D+1.3W+0.5W -806.646

B7 1.2D-1.3W+0.5W -1281.398

Tabel 4. 2 Gaya Maksimum Tiap Batang/ Frame

Gaya Maksimum Frame

Kode

Jenis P

Text Text Tarik (Kgf) Tekan (Kgf)

A Batang Horizontal Bawah 11540.552 -

B Batang Vertikal Penyangga 378.000 -1281.398

C Batang Diagonal Penyangga

3643.667 -2354.657

D Batang Diagonal Atas

- -12732.090

Gaya dalam hasil perhitungan SAP perlu dilakukan cek secara manual.

Untuk mengecek hasil diatas dilakukan metode keseimbangan gaya pada join, dimana :

ΣFx = 0

ΣFy = 0

Cek gaya akibat beban mati (D) dengan kombinasi 1.4D maka pembebanan menjadi:




Gambar 4.10 Model Pembebanan akibat kombinasi 1.4D

Reaksi perletakan yang terjadi RA = RB = 6146.168 kg

5 7 9 . 2 7 1 k g

R 1 = 6 1 4 6 . 1 6 8 k g

D 1

A 1

K e s e i m b a n g a n J o i n t 1 J o i n t 1 6

1

D 2D 1

B 1

1 1 5 8 . 5 4 2 k g

1 8 9 k g

Gambar 4.11 Reaksi Perletakan dan keseimbangan joint

Pada joint 1 (perletakan) :

ΣFy = 0

(PD1 x sin 35) + 6146.168 – 579.271 - 189 = 0

PD1 = -(5377.897)/sin 35 = -12725.188 kg

dari SAP diperoleh P D1= -12732.09 kg OK!

ΣFx = 0

(PD1 cos 35) + PA1 = 0



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS PA1 = 12725.188 kg x cos 35 = 11532.94 kg

dari SAP diperoleh PA1= 11540.552 kg OK!

Pada join 16 :

ΣFx = 0

(PD1 cos 35) - (PD2 cos 35) = 0

PD2 = PD1 = -12725.188 kg

dari SAP diperoleh PD2= -12732.09 kN OK!

ΣFy = 0

(PD1 x sin 35) - (PD2 x sin 35) + (PB1) + 1158.542 kg = 0

PB1 = -1158.542 kg

dari SAP diperoleh P B1= -1158.542 kg OK

Dapat disimpulkan bahwa perhitungan dari SAP sudah benar dan dapat digunakan untuk

mendesain penampang setiap frame.

4.3. DESAIN PENAMPANG

Perencanaan elemen elemen struktur harus berdasarkan gaya-gaya yang terjadi pada struktur

rangka atap ( dalam hal ini gaya yang terjadi hanya tekan dan tarik) yang akan direncanakan.

Dalam perencanaan elemen dipengaruhi beberapa faktor, yaitu ;

1. Nilai ekonomis

2. Berat sendiri penampang sekecil mungkin



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS 3. Desain penampang terhadap empat jenis batang unutk kemudahan dalma pelaksanaan di

lapangan

4. Struktur kuat terhadap beban ultimate selama masa layan.

5. Struktur kaku

Dalam perencanaan elemen elemen batang pada rangka atap, pendimensian dibagi menjadi 4

jenis, yaitu A, B, C, dan D. Dimana diambil gaya dalam terbesar dari masing-masing

kelompok. Dibawah ini disajikan gaya max tiap kelompok

Tabel 4.3 Gaya Maksimum Tiap Batang/ Frame

Gaya Maksimum (kg) Kode Batang Jenis Batang

Tarik Tekan

Batang Desain

Panjang Batang (m)

A Batang Bawah 11540.55 - A1 1.5

B Batang Vertikal 378.000 -1281.398 B5 2.098

C Batang Diagonal 3643.67 -2354.657 C5 2.051

D Batang Atas - -12732.09 D1 1.655

Catatan: Khusus untuk batang jenis B (Batang Vertikal) dan C (Batang Diagonal)

didesain terhadap gaya tekan karena lebih menentukan akibat tekuk

penampang.

Gambar 4.11 Label Joint dan Frame



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Desain kayu yang digunakan dalam perencanaan ini adalah kayu yang digunakan adalah kayu

kelas II mutu B dengan tegangan yang diijinkan sbb:

σ//tr = σ//tk : 85 kg/cm2

σ│tkτ : 40 kg/cm2

τ// : 12 kg/cm2

E : 100.000 kg/cm2

4.3.1. Penampang Monolit

Akibat terjadi gaya tekan pada suatu batang akan menyebabkan terjadi tekuk. Sehingga

dalam merencanakan batang tekan selain memperhitungkan kuat tekan, bahaya tekuk juga

harus diperhitungkan agar nantinya struktur tidak mengalami kegagalan. Karena bila tekuk

yang terjadi melebihi toleransi akan dapat menimbulkan masalah.

Asumsi :

Kayu yang dipakai adalah kayu dimana serat searah dengan gaya tekan yang terjadi pada

batang

P P

Gambar 4.12 Profil kayu tekan

Untuk menghitung tegangan yang terjadi pada batang tekan dapat ditentukan dengan rumus

di bawah ini :

//.

tkPAωσ =

dimana ω adalah angka tekuk yang nilainya berdasarkan λ.

Dimana iLk.

=λ



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Dalam perencanaan dibuat λx = λy, dengan cara b = 2h ( supaya ekonomis)

Untuk struktur truss (sendi-sendi), k =1

IiA

=

Perencanaan Batang B (Batang Vertikal/ Tegak)

Batang B atau batang tegak ada yang bekerja sebagai batang tarik dan juga tekan. Dalam

desain, batang tekan lebih menentukan karena faktor tekuk. Oleh sebab itu batang B akan di

desain terhadap bahaya tekuk sebagai batang tekan.

Contoh perhitungan batang B5

Data :

Pmax= 1281.398 kg

L = 2.098 m = 209.8 cm

//tkσ (ijin)= //trσ (ijin) = 85 kg/cm2 (Data kayu Kelas II)

Asumsi awal gunakan profil kayu 6/12.

A = 72 cm2

cmAIi x

x 46.312*6

12*6*121 3

=== ; cmAI

i yy 73.1

12*6

6*12*121 3

===

!15064.6046.3

8.209*1 OKi

kI xx →<===λ




!15013.12173.1

8.209*1 OKi

kI yy →<===λ

[ ] )100(13.121, >⇒== λλλλ EulerRumusyx

Euler 67.4100

13.1215.2*

13.12110

5.3300

1005.2*

105.3

300

26

26 =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

λ

λ

ω

//.

tkPAωσ =

!/8511.8372

67.4398.1281 2//2// OKcmkgkg

cmxkg

tktk ⇒=<== σσ

Batang tegak sebagai Batang Induk

Batang atas

Batang diagonal

Gambar 4.13 Tampak sambungan atas




Perencanaan Batang C (Batang Diagonal)

Contoh perhitungan batang C5

Data :

Pmax = 2354.657 kg

L = 2.051 m = 205.1 cm

Asumsi awal gunakan profil kayu 8/12.

A = 96 cm2

cmAI

i xx 46.3

12*8

12*8121 3

=== ; cmAI

i yy 31.2

12*8

8*12121 3

===

!15027.5946.3

1.205*1 OKi

kI xx →<===λ

!15079.8831.2

1.205*1 OKi

kI yy →<===λ

[ ] )1000(79.88, ≤≤⇒== λλλλ TetmayerRumusyx

Tetmayer ( ) 45.230079.882

3003002

300=

+−=

+−=

λω

//.

tkPAωσ =

!/85/09.6096

45.2657.2354 2//

22// OKcmkgcmkg

cmxkg

tktk ⇒=<== σσ




Perencanaan Batang D (Batang Atas)

Contoh perhitungan batang D1

Data :

Pmax = 12732.09 kg

L = 1.655 m =165.5 cm

Asumsi awal gunakan profil kayu 16/16

A = 256 cm2

cmAI

i xx 61.4

16*16

16*16121 3

=== ; cmAI

i yy 61.4

16*16

16*16121 3

===

!15090.3561.4

5.165*1 OKi

kI xx →<===λ

!15090.3561.4

5.165*1 OKi

kI yy →<===λ


Tetmayer ( ) 31.130090.352

3003002

300=

+−=

+−=

λω

//.

tkPAωσ =

!/8515.65256

31.109.12732 2//2// OKcmkgkg

cmxkg

tktk ⇒=<== σσ




Kesimpulan:

Untuk desain penampang struktur rangka atap kayu kelas II B

Tabel 4.4 Desain akhir setiap jenis batang tekan

Dimensi Kode Batang Jenis Batang

b h

B Batang Vertikal 6 12

C Batang Diagonal 8 12

D Batang Atas 16 16

b

h

Gambar 4.14 Penampang melintang batang rangka atap

Secara keseluruhan desain yang dilakukan terkesan boros, hal ini dilakukan karena

perhitungan berat sendiri struktur belum dilakukan, sehingga setelah kemudian berat sendiri

struktur diperhitungkan akan mendapatkan ukuran kayu yang optimum. Ukuran kayu yang

tidak ada dipasaran akan dilakukan pemotongan dengan special design.




4.3.2. Penampang Kayu Lapis

Akibat terjadi gaya tekan pada suatu batang akan menyebabkan terjadi tekuk. Sehingga

dalam merencanakan batang tekan selain memperhitungkan kuat tekan, bahaya tekuk juga

harus diperhitungkan agar nantinya struktur tidak mengalami kegagalan. Karena bila tekuk

yang terjadi melebihi toleransi akan dapat menimbulkan masalah.

Asumsi :

Kayu yang dipakai adalah kayu dimana serat searah dengan gaya tekan yang terjadi pada

batang

P P

Gambar 4.15 Profil kayu tekan Kayu Lapis

Untuk menghitung tegangan yang terjadi pada batang tekan dapat ditentukan dengan rumus

di bawah ini :

//.

tkPAωσ =

dimana ω adalah angka tekuk yang nilainya berdasarkan λ.

Dimana iLk.

=λ

Untuk struktur truss (sendi-sendi), k =1

IiA

=




Perencanaan Batang B (Batang Vertikal/ Tegak)

Batang B atau batang tegak ada yang bekerja sebagai batang tarik dan juga tekan. Dalam

desain, batang tekan lebih menentukan karena faktor tekuk. Oleh sebab itu batang B akan di

desain terhadap bahaya tekuk sebagai batang tekan.

Contoh perhitungan batang B5

Data :

Pmax= 1281.398 kg

L = 2.098 m = 209.8 cm

//tkσ (ijin)= //trσ (ijin) = 85 kg/cm2 (Data kayu Kelas II)

Dari perhitungan balok monolit diperoleh dimensi balok yang dibutuhkan adalah 12/12.

Pada perencanaan kayu lapis digunakan kayu dengan ukuran 2/12 sebanyak 3 buah sebagai

penampang. Kemudian kayu berukuran 3/12 sebanyak 2 buah digunakan sebagai klos.

A = 72 cm2

43 86412*6*121 cmI x ==

4323 33.1209)2*12*121()5*2*122*12*

121(*2 cmIY =++=

X

Y

12

3 2 2 3 2




cmAI

i xx 46.3

72864

=== ; cmAI

i yy 10.4

7233.1209

===

Tekuk pada sumbu bahan (x-x)

64.6046.3

8.209===

x

xx i

Lλ

Tekuk pada sumbu bebas bahan

penampangatasterdirikolomPenampangmpakunmenggunakadenganklosf

Keterangan

mfyw

333

:2

122

→=→=

+= λλλ

17.5110.4

8.209===

y

yy i

Lλ

21.2046.393.69

1

11 ===

iL

λ

76.66)21..20(23317.51 22 =+=wλ

76.6663.60

==

w

x

λλ

berarti kolom menekuk pada sumbu bebas bahan


Tetmayer ( ) 80.130076.662

3003002

300=

+−=

+−=

λω

//.

tkPAωσ =

!/8503.3272

46.2398.1281 2//2// OKcmkgkg

cmxkg

tktk ⇒=<== σσ




Cek Kuat Geser

kgPWwD 44.38398.1281*6080.1*

60===

322 1203)5.0*1*12()5*2*12(*2 cmS y =+=

!/12/37.633.1209*6

1203*44.38** 2

_2 OKcmkgcmkg

IbSD

y

ymaz ⇒=<=== ττ

• Gaya geser yang dipikul klos (L)

kgLI

SDL

y

y 04.267493.69*33.12091203*44.38*

1 ===

• Desain paku yang diperlukan

Dalam perencanaan digunakan paku dengan 2 irisan.

Diameter paku:

mmtkdn 8.220*71

71

==≤

Coba paku 25x60

!)()(402060)(

205.2*88)(

OKsyaratLtersediaLmmtkLntersediaL

mmdnsyaratL

⇒>=−=−=

===

pakukgdndnN /25

25.01)25.0(*500

1500 22

1 =+

=+

=

pakukgNN /5025*22 12 ===

2 3 2 3 2




Kontrol tegangan yang terjadi:

• Batang penyambung dibebani sentris

`2

//

_2

//

2

/85/92.688.3804.2674

8.38*%8004.2674

cmkgcmkgAnS

cmAbAnkgS

tktk =<===

==

=

σσ

• Batang induk dibebani secara eksentris

Per batang kgS 02.13372

04.26742 ==

2//

_2

//

2

/85/68.682.2904.1337*5.12/5.1

2.29*%80

cmkgcmkgAn

ScmAbAn

tktk =<===

==

σσ

Jumlah paku yang dibutuhkan = paku544.5350

04.2674⇒=

Pemasangan pakunya sebagai berikut:

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + +

L/3

L/3

L/3



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Perencanaan Batang C (Batang Diagonal)

Contoh perhitungan batang C5

Data :

Pmax = 2354.657 kg

L = 2.051 m = 205.1 cm

Berdasarkan perhitungan pada balok monolit diperoleh profil kayu 8/12. Dalam desain

dengan menggunakan kayu lapis dipakai kayu berdimensi 3/12 sebanyak 2 buah sebagai

penampang dan kayu berdimensi 2/12 sebanyak 1 buah sebagai klos. Dengan demikian

dimensinya sama dengan balok monolit. Perekat yang digunakan adalah paku

A = 72 cm2

43 86412*6*121 cmI x ==

423 504)5.2*3*123*12*121(*2 cmIY =+=

cmAI

i xx 46.3

72864

=== ; cmAI

i yy 65.2

72504

===


28.5946.3

1.205===

x

xx i

Lλ

X

Y

12

3 3 2



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Tekuk pada sumbu bebas bahan


Keterangan

mfyw

223

:2

122

→=→=

+= λλλ

39.7765.2

1.205===

y

yy i

Lλ

8.2565.237.68

1

11 ===

iL

λ

37.89)8.25(22339.77 22 =+=wλ

37.8928.59

==

w

x

λλ



Tetmayer ( ) 47.230037.892

3003002

300=

+−=

+−=

λω

//.

tkPAωσ =

!/85/78.8072

47.2657.2354 2//

22// OKcmkgcmkg

cmxkg

tktk ⇒=<== σσ

Cek Kuat Geser

kgPWwD 93.96657.2354*6047.2*

60===

322 192)5.0*1*12(2)5.2*3*12(*2 cmS y =+=

!/12/45.6504*6

192*93.96** 2

_2 OKcmkgcmkg

IbSD

y

ymaz ⇒=<=== ττ



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS • Gaya geser yang dipikul klos (L)

kgLI

SDL

y

y 6.252437.68*504

192*93.96*1 ===

• Desain paku yang diperlukan


Diameter paku:

mmtkdn 8.220*71

71

==≤

Coba paku 25x60

!)()(402060)(

205.2*88)(


mmdnsyaratL

⇒>=−=−=

===

pakukgdndnN /25

25.01)25.0(*500

1500 22

1 =+

=+

=

pakukgNN /5025*22 12 ===

3

2

3






`2

//

_2

//

2

/85/1.8430

6.252430*%80

8.2366

cmkgcmkgAnS

cmAbAnkgS

tktk =<===

==

=

σσ



6.25242 ==

2//

_2

//

2

/85/80.488.38

3.1262*5.12/5.1

8.38*%80

cmkgcmkgAn

ScmAbAn

tktk =<===

==

σσ

Jumlah paku yang dibutuhkan = paku515.5050

6.2524⇒=

Perencanaan Batang D (Batang Atas)

Contoh perhitungan batang D1

Data :

Pmax = 12732.09 kg

L = 1.655 m =165.5 cm

Berdasarkan perhitungan pada balok monolit diperoleh profil kayu 16/16. Dalam desain

dengan menggunakan kayu lapis dipakai kayu berdimensi 6/16 sebanyak 1 buah dan 8/16

sebanyak 1 buah sebagai penampang. Kemudian digunakan kayu berdimensi 2/16 sebanyak 1

L/3

L/3

L/3

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + +

+

Muchamad Ramdhan (15004099) IV-28 Y


BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS buah sebagai klos. Dengan demikian dimensinya sama dengan balok monolit yaitu 16/16.

Perekat yang digunakan adalah paku.

A = 224 cm2

43 67.477816*14*121 cmI x ==

42323 67.5418)4*8*168*16*121()5*6*166*16*

121( cmIY =+++=

cmAIi x

x 62.4224

67.4778=== ; cm

AI

i yy 91.4

22467.5418

===


82.3562.4

5.165===

x

xx i

Lλ

Tekuk pada sumbu bebas bahan


Keterangan

mfyw

223

:2

122

→=→=

+= λλλ

7.3391.4

5.165===

y

yy i

Lλ

X 16

6 2 8

y




94.1162.417.55

1

11 ===

iLλ

54.39)94.11(2237.33 22 =+=wλ

54.3982.35

==

w

x

λλ



Tetmayer ( ) 36.130054.392

3003002

300=

+−=

+−=

λω

//.

tkPAωσ =

!/8530.77224

36.109.12732 2//2// OKcmkgkg

cmxkg

tktk ⇒=<== σσ

Cek Kuat Geser

kgPWwD w 18.19009.12732*6036.1

6054.39*

6060=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=λ

322 4448)4*8*16()5*6*16( cmS y =+=

!/12/15.1167.5418*14

4448*18.190** 2

_2 OKcmkgcmkg

IbSD

y

ymaz ⇒=<=== ττ

• Gaya geser yang dipikul klos (L)

kgLI

SDL

y

y 71.861217.55*67.54184448*18.190*

1 ===

2



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS • Desain paku yang diperlukan


Coba paku 55 x160

!)()(60100160)(

445.5*88)(


mmdnsyaratL

⇒>=−=−=

===

pakukgdndnN /58.97

55.01)55.0(*500

1500 22

1 =+

=+

=

pakukgNN /16.19558.97*22 12 ===

X 16

6 2 8

y



`2

//

_2

//

2

/85/10.844.10271.8612

4.102*%8071.8612

cmkgcmkgAnS

cmAbAnkgS

tktk =<===

==

=

σσ



71.86122 ==




2//

_2

//

2

/85/08.634.10236.4306*5.12/5.1

4.102*%80

cmkgcmkgAn

ScmAbAn

tktk =<===

==

σσ

Jumlah paku yang dibutuhkan = paku4513.4416.19571.8612

⇒=

L/3

L/3

L/3

+ + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ +

4.4. ANALISIS UJI GESER DI LABORATORIUM

• Deskripsi:

Pada percobaan uji geser kayu searah serat ini dilakukan 6 kali pengujian terhadap benda uji.

Tiga benda uji merupakan model dari balok monolit dan tiga benda uji lainnya merupakan

model dari kayu lapis (dengan perekat paku). Baik benda uji balok monolit maupun kayu

lapis memiliki total dimensi yang sama. Jenis kayu yang digunakan adalah kayu kelas II

yaitu mahoni.

Berikut ini adalah gambaran dari benda uji:

Gambar 4.16 benda uji tampak samping




Gambar 4.17 benda uji tampak depan

Gambar 4.18 benda uji tiga dimensi

• Langkah-langkah pengujian

1. Pasang benda uji pada alat uji geser searah serat kayu

2. Jalankan alat uji geser.

3. Perhatikan hasil bacaan angka pada alat.

4. Saat benda uji sudah failed, lihat angka yang ditunjukkan oleh benda uji.

5. Hasil tersebut menunjukan besarnya gaya geser yang terjadi (dalam satuan kg)

6. Untuk mendapatkan besarnya gaya geser yang terjadi, maka nilai pada bacaan alat

tersebut harus dibagi dengan luas permukaan benda uji geser tersebut.

7. Kemudian dilakukan analisis terhadap hasil uji kekuatan geser kayu searah serat

tersebut.



BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS • Data hasil pengujian

Berikut ini hasil pembacaan besarnya kuat geser pada alat:

Tabel 4.5 Data hasil pengujian

Benda Uji ke- Balok monolit (kg) Kayu Lapis (kg)

1 215 5

2 225 5

3 210 5

Luas permukaan benda uji adalah 25 cm2, sehingga didapatkan besarnya nilai kuat gesernya

(τ), yaitu:

Tabel 4.6 nilai kekuatan geser searah serat kayu

Benda Uji ke- Balok monolit (kg/cm2) Kayu Lapis (kg/cm2)

1 8.6 0.2

2 9 0.2

3 8.4 0.2

Rata-rata 8.67 0.2

• Analisis

Berdasarkan hasil pengujian kuat geser kayu searah serat yang dilakukan di laboratorium,

dapat dilihat bahwa besarnya kuat geser benda uji balok monolit rata-rata adalah 8.67 kg/cm2

dan benda uji kayu lapis adalah 0.2 kg/cm2.

Selain itu, terlihat juga bahwa besarnya kekuatan geser kayu lapis di laboratorium sangat kecil

nilainya dibandingkan dengan balok monolit. Hal ini disebabkan oleh kurang kuatnya perekat

pada kayu lapis tersebut. Paku yang digunakan kurang banyak dan kurang kuat sehingga tidak




terjadi perlekatan yang sempurna. Akan tetapi, secara umum terlihat bahwa kekuatan geser

balok monolit lebih besar daripada kayu lapis. Besarnya perbandingan kuat geser balok

monolit dan kayu lapis sangat dipengaruhi juga dengan perekat yang digunakan.

Dalam hal ini diperlukan paku yang sangat banyak agar bisa diperoleh kayu lapis yang punya

kerekatan mendekati sempurna. Selain paku, perekat lain yang dapat digunakan adalah lem

dan penjepit baja.


Documents

BAB IV Analisis - digilib.itb.ac.id · berat konstruksi permanen seperti berat sendiri, berat gording, penutup atap (metal roof), dan ... KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA BALOK MONOLIT