struktur kayu - Viii. Analisis Sambungan Paku

7/27/2019 struktur kayu - Viii. Analisis Sambungan Paku

http://slidepdf.com/reader/full/struktur-kayu-viii-analisis-sambungan-paku 1/18

VIII.

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 dpt dilihat pd

Tabel 2.

Kuat lentur paku bulat dpt dilihat pd Tabel 3 (ASCE, 1997).

Dimensi paku yg meliputi diameter, panjang, dan angka

kelangsingan, dpt dilihat pd Tabel 4.



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

sambungan dengan satu irisan yang menyambung

dua komponen

D

es s

K

F Dt , Z

33

)21(

33 1

e D

em

R K

DpF k , Z

2

2

13

212

121 p F

D R F

Rk em

e yb

e

)(2

33 2

e D

em s

R K

F Dt k , Z

2

2

23

212121

sem

e yb

e

e

t F

D R F

R

Rk

)1(3

233 2

e

ybem

D R

F F

K

D , Z

dengan:

dengan:

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.



Tabel 2. Kuat tumpu paku untuk berbagai berat jenis kayu

Berat jenis kayu (G )

0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70Nilai F

e (N/mm2

) 21,21 26,35 31,98 38,11 44,73 51,83 59,40

Tabel 3. Kuat lentur paku untuk berbagai

diameter paku bulat

Diameter paku

Kuat lentur paku

F yb

(N/mm2)

≤ 3,6 mm 689

3,6 mm < D ≤ 4,7 mm 620

4,7 mm < D ≤ 5,9 mm 552

5,9 mm < D ≤ 7,1 mm 483

7,1 mm < D ≤ 8,3 mm 414

D > 8,3 mm 310

Tabel 4. Berbagai ukuran diameter

dan panjang paku

Nama paku Diameter Panjang λ

(mm) (mm)

2"BWG12 2,8 51 18

2,5"BWG11 3,1 63 20

3"BWG10 3,4 76 22

3,5"BWG9 3,8 89 23

4"BWG8 4,2 102 24

4,5"BWG6 5,2 114 22



II. Geometrik Sambungan Paku

Spasi dlm satu baris (a).

Pd semua arah garis kerja gaya thd arah serat kayu: spasi minimumantar alat pengencang dlm satu baris diambil sebear 10 D biladigunakan pelat sisi dari kayu dan minimal 7 D untuk pelat sisi dari baja.

Spasi antar baris (b).

Pada semua arah garis kerja gaya thd arah serat kayu, spasiminimum antar baris adalah 5 D.

Jarak ujung (c ).

Jarak minimum dr ujung komponen str ke pusat alat pengencang

terdekat diambil sbb:

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 dg beban, d , dan jarak tepi tanpa beban, e).

Jarak minimum dari tepi komponen str ke pusat alat pengencang

terdekat diambil sbb:

- 5 D pada tepi yg tidak dibebani

- 10 D pada tepi yg dibebani



III. Faktor Koreksi Sambungan Paku

1. Kedalaman penetrasi (C d ).

Tahanan lateral acuan dikali-

kan dg faktor kedalaman

penetrasi ( p), sbb:

- p ≥ 12D , C d = 1,00

- 6D ≤ p ≤ 12D , C d = p/12D

- p ≤ 6D , C d = 0,00



2. Serat ujung (C eg ).

Tahanan lateral acuan harus dikalikan

dengan faktor serat ujung C eg = 0,67,

untuk alat pengencang yg ditanam ke

dalam serat ujung kayu.

3. Sambungan paku miring (C tn ).

Pada sambungan spt ini, tahanan

lateral acuan hrs dikalikan dg faktor

paku miring C tn = 0,83.



4. Sambungan diafragma (C d i ).

Faktor koreksi ini hanya berlaku untuk sambungan rangka kayu

dg plywood spt pd str diafragma atau shear wall . Nilai faktor koreksi ini

umumnya lebih besar dari 1,00.

Contoh soal 1.

Rencanakan sambungan perpanjangan (lihat Gambar) dg menggunakan

alat sambung paku. Kayu penyusun sambungan memiliki berat jenis 0,5.

Asumsikan nilai ( λ) = 0,8.



Penyelesaian :

Dicoba paku 4’’BWG8 (diameter 4,2 mm dan panjang 102 mm).

Menghit tahanan lateral acuan satu paku (Z ).

Diameter paku (D) = 4,2 mm

Kuat lentur paku (F yb) = 620 N/mm2

Kuat kayu samping dan utama dianggap memiliki berat jenis yg

sama, maka F es = F em = 31,98 N/mm2 dan R e = 1,00.Tebal kayu samping (t s) = 25 mm

Penetrasi pd komponen pemegang ( p) = 102 – 25 – 50 = 27 mm

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

Moda kelelehan I s .

N100742,2

98,31252,43,33,3

x x x

K

F Dt Z

D

es s



Moda kelelehan III m

Moda kelelehan III s

N4432

1212,2

98,31272,422,13,3

21

3,3

22,12798,313

2,412162021121

3

)21(2121

1

2

2

2

2

1

x

x x x x

R K

DpF k Z

x x

x x x

p F

D R F Rk

e D

em

em

e yb

e

N4221

122,2

98,31252,426,13,3

2

3,3

26,12598,313

2,41216202

1

1121

3

)21(2121

2

2

2

2

2

2

x x x x

R K

F Dt k Z

x x

x x x

t F

D R F

R

Rk

e D

em s

sem

e yb

e

e



Moda kelelehan IV

Jadi tahanan lateral acuan terkecil : III s = 4221 N

Tahanan lateral acuan untuk dua irisan, Z = 2 x 4221 = 8442 N

Tahanan lateral acuan terkoreksi (Z’ ).Nilai koreksi penetrasi (C d )

p = 27 mm > 6D (6 x 4,2 = 25,2 mm)

< 12D (12 x 4,2 = 50,4 mm), maka:

C d = p/12D = 27/50,4 = 0,536

Z’ = C d .Z (C di , C eg , dan C tn tdk diperhitungkan)

= 0,536 x 8442 = 4525 N

N4302113

62098,312

2,2

)2,4(3,3

13

23,3

22

x x x

R

F F

K

D Z

e

ybem

D



Tahanan lateral ijin satu paku (Z u ).

Z u = λ.Фz .Z’ = 0,8 x 0,65 x 4525 = 2353 N

Menghit jumlah paku (n f ).

(dipasang 10 bh paku spt Gambar)

Ketent penempatan paku:- spasi dlm 1 baris (a) : 10D = 42 mm ~ 50 mm

- jarak antar baris (b) : 5D = 21 mm ~ 30 mm

- jarak ujung (c ) : 15D = 63 mm ~ 75 mm

- jarak tepi tdk dibebani (e) : 5D = 21 mm ~ 30 mm

bh5,82353

20000

u

f Z

P n



Contoh soal 2.

Hitunglah gaya tarik P maks yg dijinkan dari sambungan satu irisan spt

gambar. Paku yg digunakan 3”BWG10, berat jenis kayu 0,55 dan faktor waktu ( λ) = 1,00.

Penyelesaian:

Tahanan lateral acuan satu baut (Z ).

Paku 3”BWG10, diameter 3,4 mm dan panjang 76 mm

Kuat lentur paku (F yb) = 689 N/mm2 Kuat tumpu kayu F es = F em = 38,11 N/mm2 dan R e = 1,00

Tebal kayu penyambung (tebal kayu terkecil) = 30 mm

Kedalaman penetrasi ( p) = 76 – 30 = 46 mm

K D = 2,2 (diameter paku < 4,3 mm)



Tahanan lateral acuan terkoreksi (Z’ ).

Nilai koreksi penetrasi (C d )

p = 46 mm > 12 D (12 x 3,4 = 40,8 mm) , jadi C d = 1,00

Z’ = C d . Z = 1,00 x 1622 = 1622 N

Gaya tarik maks sambungan (P ).

P ≤ nf . λ.Фz .Z

≤ 12 x 1,00 x 0,65 x 1622 = 12651 N

Jadi gaya tarik maks adalah 12,651 kN

Tahanan lateral

acuan (N)

Moda Kelelehan

5831 I s 3126 III m

2163 III s

1622 IV



Contoh soal 3.

Hitunglah besarnya gaya tarik P dari sambungan buhul spt gambar yg

tersusun dari kayu dg berat jenis 0,6 dan paku 2,5”BWG11. Asumsikannilai faktor waktu (λ) = 0,80.



Penyelesaian:

Tahanan lateral acuan satu baut (Z ) satu irisan.

Paku 2,5”BWG11, diameter 3,1 mm dan panjang 63 mm

Kuat lentur paku (F yb ) = 689 N/mm2

Kuat tumpu kayu F es = F em = 44,73 N/mm2 dan R e = 1,00

Tebal kayu samping (t s ) = 30 mm

Kedalaman penetrasi (p ) = 63 – 30 = 33 mm

Kontrol overlapping (v )

v = 2 x (p – 0,5t m ) = 2 x (33 – 25) = 16 mm > 4D (4 x 3,1 = 12,4 mm)

K D = 2,2 (diameter paku < 4,3 mm)

Karena penempatan paku

pada 2 sisi, maka tahanan

lateral acuan:

Z = 2 x 1461 = 2921 N

Tahanan lateral

acuan (N)

Moda Kelelehan

6240 I s

2441 III m

2248 III s

1461 IV



Menghit tahanan lateral acuan terkoreksi (Z’ ).

Nilai koreksi penetrasi (C d ).

p = 33 mm > 6D (6 x 3,1 = 18,6 mm)

< 12D (12 x 3,1 = 37,2 mm), maka:

C d = p/12D = 33/37,2 = 0,89

Z’ = C d .Z = 0,89 x 2921 = 2599 N.

Gaya tarik maks sambungan (P ).

P ≤ nf . λ.Фz .Z

≤ 9 x 0,8 x 0,65 x 2599 = 12163 N

Jadi gaya tarik maks adalah 12,16 kN

Documents

struktur kayu - Viii. Analisis Sambungan Paku