Upload
lalu-muhamad-gian-farisky
View
299
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
1/32
1
Pertemuan 04
Matakuliah : R0132/Teknologi Bahan
Tahun : 2006
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
2/32
2
Alat Penyambung dalam Kon struks i Kayu :
Baut Paku
Pasak
Perekat
Dalam pembahasan selanjutnya hanya dijelaskansambungan dengan baut dan dengan paku. Disamping itu
dijelaskan pula sambungan khusus untuk batang tekan,
berupa sambu-ngan tarikan.
Sambungan dengan baut.Baut sebagai alat penyambung yang dibebani banyak
dipakai meskipun sebetulnya tidak begitu baik karena:
Efisiensi rendah
Deformasi besa
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
3/32
3
Tegangan-tengan dalam arah sambu-ngan maupun padapenampang baut dianggap rata dalam perhitungan.
Sesungguhnya pembagian tegangan-tegangan itu sepertipada gambar 1.
Gambar 1
Penampang
baut
dalam arah
sambung
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
4/32
4
Yang menentukan kekuatan patah Pp bukan
kekuatan-kekuatan tarik dan geser melainkan kokohdesak kayu pada lubang serta kekuatan baut.Beberapa negara telah menetapkan syarat-syaratdan cara perhitungan serta perencanaanberdasarkan pe-nyelidikan-penyelidikan sendiri.
Syarat-syarat dan cara-cara itu untuk Indonesia telahditetapkan dalam PPKI Pasal 14 sebagai berikut :
1. Alat penyambung baut harus dibuat dari baja St. 37atau dari besi yang mempunyai kekuatan paling
sedikit seperti St. 37.
2. Lubang baut harus dibuat secukupnya saja dankelonggaran tidak boleh lebih dari 1,5 mm.
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
5/32
5
3. Garis tengah baut paling kecil harus 10 mm (3/8),sedangkan untuk sambungan, baik bertampang satumaupun bertampang dua, dengaan tebal kayu lebihbesar dari 8 cm, harus dipakai baut dengan garis tengahpaling kecil 12,7 mm (1/2).
4. Baut harus disertai pelar ikutan yang tebalnya minimum0,3 d dan maksimum 5 mm dengan garis tengah 3 d,atau jika mempunyai bentuk persegi empat, lebarnya 3d, di mana d = garis tengah baut. Jika bautnya hanyasebagai pelengkap, maka tebal pelat ikutan dapatdiambil minimum 0,2 d dan maksimum 4 mm.
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
6/32
6
5. Sambungan dengan baut dibagi dalam 3 golongan
menurut kekuatan kayu, yaitu golongan-golongan I, IIdan III. Agar sambungan dapat memberi hasilkekuatan yang sebaik-baiknya (uitgenut), hendaknyadiambil dari angka-angka yang tertera di bawah ini(gambar 2).
Golongan I :
Sambungan bertampang satu :
b= 4,8
= 50 db1(10,6 sin ) atau
= 240 d2 (10,35 sin )
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
7/32
7
Sambungan bertampang dua :
b = 3,8
= 125 db3(10,6 sin ) atau
= 250 db1(10,6 sin ) atau
= 480 d2 (10.35 sin
)
Gambar 2
S
S
S
d1
b1
b2
S
S
b1
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
8/32
8
Golongan II :Sambungan bertampang satu :
b= 5,4
= 40 db1
(10,6 sin
) atau = 215 d2 (10,35 sin )
Sambungan bertampang dua :
b = 4,3
= 100 db3(10,6 sin ) atau
= 200 db1(10,6 sin ) atau
= 430 d2 (10,35 sin )
S
SS
S
S
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
9/32
9
Golongan III :Sambungan bertampang satu :
b= 6,8
= 25 db1
(10,6 sin
) atau = 170 d2 (10,35 sin )
Sambungan bertampang dua :
b= 5,7
= 60 db3(10,6 sin ) atau
= 120 db1(10,6 sin ) atau
= 340 d2 (10,35 sin )
S
SS
S
S
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
10/32
10
S = kekuatan sambungan dalam kg
= sudut antara gaya dan arah serat kayub1= tebal kayu tepi dalam cm
b3 = tebal kayu tengah dalam cm
d = garis tengah baut dalam cm
6. Jika pada sambungan bertampang satu, salah satubatangnya adalah dari besi (baja) atau pada
sambungan bertampang dua pelat-pelat
menyambungnya dari besi (baja), maka harga-harga
S dalam rumus-rumus tersebut dapat dinaikkan25%.
7. Apabila baut tersebut dipergunakan pada konstruksi
dalam keadaan selalu terendam dalam air atau
untuk bagian konstruksi yang tidak
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
11/32
11
terlindung dan kemungkinan besar kadar lengas kayu
akan selalu tinggi, maka di dalam perhitungan,kekuatannya harus dikalikan dengan angka 2/3.
Apabila baut tersebut dipergunakan untuk konstruksi
yang tidak terlindung tetapi kayu itu dapat mengering
dengan cepat, maka didalam perhitungan, kekuatanyaharus dikalikan dengan angka 5/6.
8. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan
oleh mua-tan tetap dan muatan angin atau untuk
bagian-bagian konstruksi yang tegangannyadiakibatkan oleh muatan tetap dan muatan tidak tetap,
maka kekuatan sambungan dapat dinaikkan dengan
25%.
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
12/32
12
9. Penempatan baut-baut harus memenuhi syarat-syarat
sebagai berikut (gambar 3)
a. Arah gaya sejajar demgam arah serat kayu.
Jarak minimum:
-antara sumbu baut dan ujung kayu (kayu muka)
yang dibebani .........7 d dan 10 cm-antara sumbu baut dalam arah gaya............ 6 d
-antara sumbu baut dalam arah tegak lurus gaya
.. 3 d
-antara sumbu baut dengan tepi kayu............ 2 d
b. Arah gaya tegak lurus arah serat
Jarak minimum :
-antara sumbu baut dengan tepi kayu yang
dibebani ............ 5 d
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
13/32
13
d
6d6d
d dan > 10 cm untuk tarik
2.5 d untuk tekan
3d
2d
2d
2d
5d
5d
3d
5d
5d
2d
3d10cm
7d
3d
5-6d5
-6d
2d
2d
3d
10
cm
5-6d
2d
2d
56d
7d
Gambar 3
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
14/32
14
-antara sumbu baut dengan sumbu baut dalam arah
gaya ........... 5 d-antara sumbu baut dengan tepi kayu yang tidak
dibebani ........... 2 d
-antara sumbu baut dalam arah tegak lurus gaya
............. 5 d
c. Arah gaya membentuk sudut (0o < 90o) dengan
arah gaya serat kayu
Jarak minimum :- antara sumbu baut dan tepi kayu yang dibebani
alam arah gaya, ditentukan dengan menginterpolasi
lurus di antara harga ....................... 5 d dan 6 d
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
15/32
15
tetapi harus juga dipenuhi jarak minimumantara sumbu baut dan tepi kayu yang
dibebani 2 d
-antara sumbu baut dan sumbu baut dalam arah
gaya ditentu-kan dengan nilai interpolasi lurus diantara harga .. 5 d dan 6 d
-antara sumbu baut dan tepi kayu yang tidak
dibebani 2 d
-antara baris baut dan baris baut dalam arah
gaya 3 d
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
16/32
16
Perlemahan luas tampang batang konstruksi rangka kayu dengan
sambungan baut dengan paku:
Sambungan dengan paku.
Dibandingkan dengan sambungan baut maka sambungan dengan
paku :
mempunyai efesiensi yang lebih besarmemberi pelemahan yang lebih kecil yaitu kira-kira 10%,
yang sering kali diabaikan saja.
Kekuatan tidak tergantung arah serat, dan pengaruh cacat-cacat
kayu juga kurang
adalah lebih kaku
beban-beban pada penampang lebih merata
untuk kayu yang tidak terlalu keras dan bila kayu yang harus
disambung
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
17/32
17
tidak terlalu tebal, maka tidak perlu dibor, sehingga dapat
dikerjakan oleh setengah tukang.
Terdapat banyak teori dan hasil pengujian mengenai
sambungan paku. Teori umum dapat didasarkan atas :
Lenturan seperti balok yang dipengaruhi daya penahan
terhadap lentur dan kokoh desak kayu.
Tarikan dalam paku
Dalam PKKI syarat-syarat serta cara-cara perhitungan dan
perencanaan telah ditetapkan berdasarkan peraturan diJerman untuk sambungan paku biasa maupun checktests
oleh LPMB. Untuk sambungan-sambungan paku istimewa,
seperti dengan penggunaan pelat buhul dari plywood, cara
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
18/32
18
perhitungan ini tidak dapat dipakai dan perlu diperhatikan
penyelidikan-penyelidikan baru yang telah menghasilkanrumus-rumus dengan :
- Mengabaikan pengauh tarikan dalam paku
- Menganggap beban-beban ideal plastis
Peraturan sambungan paku menurut PKK I adalah
sebagai berikut :
1. Paku yang dipergunakan dapat mempunyai tampang
melintang yang berbentuk bulat persegu atau beralur
lurus.
2. Kekuatan paku bertampang bulat diberikan dalam
daftar V PKKI di bawah ini dan berlaku untuk tebal
kayu seperti tertera dalam daftar
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
19/32
19
tersebut. Kekuatan paku tersebut tidak tergantung daribesar sudut yaitu sudut antara arah gaya dan arahserat kayu.
3.Untuk sambungan yang menyimpang dari Daftar Vadapat dipakai rumus-rumus di bawah ini dengan
mengingat syarat-syarat ukuran paku seperti terteradalam gambar 4 dan syarat-syarat kd dalam DaftarVa.
a. Sambungan bertampang satu :
7db kdbd21S
b7dkd 2d53S ,
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
20/32
20
paku
tampangSatu
b1 b2
1>25b 1
paku
tampangsatu1> 25b 1
1>b1+b2+3d
b2b1
paku
tampangsatu1> 25b 1
1>b1+b2+3d
b1 b2
b1=b2
A
b11>2,5b1
paku tampang
satu
b1 b2
1>b1+b2+31
b1=b22,5b1
1>2,5b2
paku
tampang dua
b2
paku tampang dua
> b11>2b1+b2
paku tampang satub1 b2 b3
d1>b1+b21>2,5b 1
b1b1
!>2b 1+b2
b1
b2
b3
b12b 1+b2
b1
b2
b3
b12b 1+b3
b1
b2
b3
b1
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
21/32
21
b. Sambungan bertampang dua:
= gaya yang diperkenankan per paku
b1 = tebal kayu
d = diameter paku (Daftar Va.)
= kokoh desak kayu
7db kdbd21S
b7dkd 2d53S ,
S
kd
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
22/32
22
4. Ujung paku yang keluar dari sambungan sebaiknya
dibengkokkan tegak lurus arah serat, asalpembengkokan tersebut tidak akan merusakkan
kayu.
5. Apabila dalam satu barisan terdapat lebih dari 10
batang paku, maka kekuatan paku harus dikurangidengan 10% dan jika lebih dari 20 batang harus
dikurangi dengan 20%.
6. Pada sambungan dengan paku, paling sedikit
harus digunakan 4 batang paku.7. Jarak paku minimum harus memenuhi syarat-syarat
seperti ditunjukkan dalam gambar 5 :
a. Dalam arah gaya
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
23/32
23
12 d untuk tepi kayu yang dibebani
5 d untuk tepi kayu yang tidak dibebani
10 d jarak antara paku dalam satu barisan
b. Dalam arah tegak lurus arah gaya
5 d untuk jarak sampai tepi kayu
5 d untuk jarak barisan paku
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
24/32
24
12duntukte
pikayu
yang
dib
ebani
5d
12d
10d1
0d
10d5d
5d5d5d
5d5d
Gambar 5
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
25/32
25
BEBAN YANG DIIPERKENANKAN PER PAKU MENURUT
DAFTAR Va PKKI
Catatan : BD = Berat jenis kering udara
= Kokoh desak kayu yang diperkenankan
Untuk paku-paku yang ukurannya memenuhi syarat untuk sambungan
bertampang dua, bila digunakan sambungan bertampang dua, maka kekuatan
paku menjadi 2 x dari daftar tersebut.
D kayu 0,3 g/cm D kayu 0,3 g/cm BD kayu 0,3 g/cm3
BD kayu 0,6 g/cm3
= 75 kg/cm2
= 100 kg/cm2
=125 kg/cm2
= 150 kg/cm2
28/51 (2 BWG 12) 7,2 25 20 27 34 41
(2
BWG 11)
34/76 (3 BWG 10) 5,9 3,8 25 34 42 51
(2
BWG 11)
34/76 (3 BWG 10) 7,4 3,0 32 40 50 60
(3 BWG 9)
42/102 (3 BWG 10) 8,8 2,5 30 40 50 60
(3
BWG 9)
42/102 (4 BWG 8) 6,5 3,4 47 63 78 94
(3
BWG 9)
42/102 (4 BWG 8) 8,3 2,9 36 61 77 92
42/102 (4 BWG 8) 9,5 2,5 46 61 77 92
(4
BWG 6) 1422,9 70 94 1185 40 52/114 7,6
75
4 35
38/89 9,2 2,5 38 50 63 75
3,0 38 50 63
3 30
38/89 7,9
50
38/89 6,6 3,6 35 47 59 70
38 46
2 25
31/63 8,1 2,5 24 33 42
Kelangsingan
Kekuatan 1 Paku Tampang Satu (kg)
1 20
31/63 6,5 3,2 23 31
No. Tebal Kayu b (mm)
Diameter Paku d (
mm) Panjang Paku a (mm)101 vb
b
b
1
kd
Skd
S
kd
S
kd
S
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
kd
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
26/32
26
Sambungan Gig i
Syarat-syarat dalam PKKI untuk sambungan gigi adalahsebagai berikut (gambar 6)
1.Pada sambungan gigi, gesekan antara kayu dengan
kayu didalam perhitungan harus dibatalkan. Untuk
sambungan gigi tunggal (gambar 6a) dalamnya gigitidak q boleh melebihi sesuatu batas, yaitu
tm
lmh
S.
a
Gambar 6a
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
27/32
27
Disini h adalah tinggi batang mendatar
Untuk harga antara 50o dan 60o besarnya gigimaksimum harus disisipkan lurus.
Panjang kayu muka lmharus dihitung
Gambar 6b
tm1
lm1 h
S.
b
lm2
tm2
o
m
o
m
60untukb6
1t
50untukb4
1t
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
28/32
28
2. Untuk sambungan dengan gigi rangkap (gambar 6b)
dalamnya gigi kedua harus memenuhi syarat seperti
pada sambungan gigi tunggal. Kecuali itu
harus pula tm2- tm11 cm. Panjang lmharus dihitung
Untuk pehitungan sambungan gigi masih perlu ditambahpenjelasan sebagai berikut :
tm
h2
290
o-290
o-
II
Ibaut pelengkap
M
III
Gambar 7
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
29/32
29
S diuraikan dalam arah-arah tegak lurus bidang-bidangsambungan. Pemikiran D tifak menjadi soal sehingga
perhitungan meliputi pemikulan N pada bidang desak II. Dapatdibuktikan bahwa garis bagi II memberikan tmyang palingekonomis. Rumusan untuk tmdidapatkan sebagai berikut :
Dengan rumusan ini tm dihitung lalu diperiksa apakahmemenuhi syarat PKKI mengenai besarnya terhadap tinggibalok h
b21
21S
t2
1
2
1tb
21S
21
tbIIdesakbidang
21SN
tk
2
m
tk
m
m
.
cos.
cos.
cos
cos.
cos
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
30/32
30
Kemudian dihitung panjang kayu muka dengan rumusan lm=
Yang didapat dengan memandang kemungkinan pengeseranpada bidang II. Harga lm15 cm.
Sambungan gigi rangkap (gambar 8):
Langkah-langkah perhitungan :
1. Pendekatan pertama
S2
1SS21
tm1
S
lm2
tm2
2
90o-290
o-
lm1
2
S1
S2
N
N1
M
N2
S1
S2
S
b
S
b
H
//// .
cos
.
Gambar 8
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
31/32
31
dibulatkan dan dicek dengan syarat PKKI.
2. Dengan harga tm2yang dibulatkan di atas dihitung tepat
3. Dihitung lalu dicek dengan syarat
tm2-tm11 cm menurut PKKI.
btk
S2
1
t2m
.
cos.
S21dibulatkanbelumt
dibulatkantbtS
2m
2mtk
2m
2
cos
..
2
1SSS2
11 cos
1S
b2
121S
ttk
2
1
2m
..
cos
8/12/2019 Sambungan Baut Kayu
32/32
32
4. Panjang kakyu maka :
Harga lm115 cm
Yang mana yang menentukan lm1atau lm2dapat mudahdilihat secara grafis (digambar dengan skala)
b
S
b
Hl
II
1
II
1
1m
.
cos
..
bS
bHl
II
1
II
2m
.cos
..