IV.2.1 Menggunakan Section Modulus
Pada pengujian sambungan kayu ini section modulus yang paling berpengaruh adalah terhadap penyambung, sehingga :
S = 16 b.h
2
6
2
2
h x
b x
3 54
. 2
3 54
. 2
1
2
x x
x
= 49.1612 cm³
IV.2.2 Menentukan Besar Beban Terpusat Pada Sambungan Kayu
Gambar IV.8 Sambungan Ditengah Bentang
P
300 cm 150 cm
150 cm
M max =
1 4
PL
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil perhitungan elastisitas diperoleh : Kode mutu kayu E10
Tegangan lentur 33.381 MPa Kayu tanpa cacat dengan nilai rasio tahanan 1
Kadar air 25.782 Temperatur 38°C
Maka tegangan lentur izin = Fb = 33.381 MPa x 0.85 x 1 x 1 = 28.374 MPa = 283.74 kgcm
Universitas Sumatera Utara
Perencanaan Komponen Struktur Lentur
Komponen struktur lentur direncanakan sebagai berikut: Mu
≤ λ θb M’ Mu
≤ λ θb Fb. S Mu
≤ 0,6.0,85.283.74 kgcm².49.1612 cm³ Mu
≤ 7113.961 Kg cm Mu = ¼ Pu.L
Pu = 4 MuL
Pu = 300
961 .
7113 .
4 Pu = 142,279 Kg
Vu ≤ λ θb M’
Mu ≤ λ θv 23 Fv.b.h
Vu ≤ 0,6. 0,75 23 4.9.2.2.54 4.2,54
Vu ≤ 48.44 Kg
Universitas Sumatera Utara
IV.2.3 Perhitungan Kuat Lentur yang Diizinkan pada Kayu Dengan Kayu Sebagai Penyambung Berdasarkan PKKI NI-5-2002
Pada perhitungan ini,kayu disambung dengan pelat kayu sebagai penyambung dan baut sebagai alat sambung.
Gambar IV.9 : Sambungan Dengan Pelat Kayu Sebagai Penyambung
Direncanakan menggunakan baut 38 inchi 0.9525 cm dengan kuat lentur baut Fyb 320Nmm².
Perencanaan baut 6 baut:
Penempatan Alat Sambung Baut
3
2 PELAT
KAYU
75 m m 60 m m
60 m m 60 m m
60 m m 60 m m
75 m m 38,1 m m
38,1 m m
Universitas Sumatera Utara
M = Mu + 12 . D Z1.Z2 M = 7113.961 + ½. 48.44Kg.22.5cm
M = 7386,436 Kg cm
x
2
+y
2
= 14.063+5.063+68.063
= 87.189 cm
2
Kx =
.
2 2
y x
y M
= 189
. 87
. 436
, 7386
= 0Kg
Ky =
.
2 2
y x
y M
= 189
. 87
25 .
8 .
436 ,
7386 = 698.92 Kg
Ky’ = Dn = 48.443 = 16,1467 kg R
bc
=
2 2
Ky Ky
Kx
R
bc
=
2
1467 .
16 92
. 698
o R
bc
= 715.067 Kg
82,5 mm 1
2 3
z y
x
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan tahanan lateral acuan
F
em
= F
es
= 212 G
45 .
1
D
5 .
= 26.686 Nmm² → Re=1.00
Tabel IV.10 Tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan dua irisan yang menyambung tiga komponen
Moda Kelelehan Tahanan Lateral Z
Im Z =
K F
Dt
em m
83 ,
25 .
1 686
. 26
8 .
50 525
. 9
83 .
x x
x
= 8573.936 N Is
Z =
K F
Dt
s e
s
66 ,
1
Z = 25
. 1
686 ,
26 .
4 ,
25 .
525 ,
9 .
66 ,
1 = 8573.94 N
IIIs Z =
K R
F Dt
k
e m
e s
2 08
, 2
4
Z =
25 ,
1 1
2 686
, 26
. 4
, 25
. 525
, 9
. 715
, 1
. 08
, 2
= 6341,555 N
IV Z =
K D
2
08 ,
2 1
3 2
e yb
em
R F
F
Z =
25
, 1
525 ,
9 .
08 ,
2 1
1 3
320 .
686 ,
26 .
2
= 8054.5 N
Universitas Sumatera Utara
Dari beberapa moda kelelahan di atas,maka kita ambil moda kelelahan paling minimum,yaitu moda kelelahan ketiga, Z
min
= 6341.555 kg
Perhitungan Tahanan Koreksi Sambungan Baut
Perencanaan menggunakan 6 buah baut. b= 450 mm
a opt = 4 D = 4.9,525=38.1mm,ambil a=75 mm s opt = 4 D = 4.9,525=38.1mm,ambil s=50 mm
1 Faktor aksi kelompok - Kayu utama 50.876.2,maka EA = 11000x50.8x76.2= 42,58x10
6
N - Kayu sekunder 25.476.2,maka EA = 11000x25.4x76.2x2= 42,58x10
6
N γ = 0.246xD
5 .
1
= 7231 Nmm²
µ = 1 + γ 2
s
S m
EA EA
1 1
= 1.0082
m= µ - 1
2
u
= 0,9176 R
EA
= 1 a
1
= a
2
= 2,935 Cg = 16 2,935+2,935 = 0.9745
2 Faktor aksi geometrik a = 75 mm
Universitas Sumatera Utara
s = 50 mm maka C
∆ = 1 Sehingga,
Zu = θ.λ.Cg. C∆.Zmin Zu = 0.65x0.6x0,9745x1x3x6341,555 N= 7226.71 N= 722.671 Kg
Syarat, R
bc
Z’min 715.067 Kg 722.671 Kg
Universitas Sumatera Utara
IV.2.4 Perhitungan Kuat Lentur yang Diizinkan pada Kayu Dengan Baja Sebagai Penyambung Berdasarkan PKKI NI-5-2002
Pada perhitungan ini,kayu disambung dengan pelat baja sebagai penyambung dan baut sebagai alat sambung.
Gambar IV.10: Sambungan Dengan Pelat Baja Sebagai Penyambung
Direncanakan menggunakan baut 38 inchi 0.9525 cm,dengan kuat lentur baut Fyb 320Nmm².
Perencanaan baut 6 baut:
Penempatan Alat Sambung Baut
3
2 PELAT
BAJA
75 m m 60 m m
60 m m 60 m m
60 m m 60 m m
75 m m 38,1 m m
38,1 m m
Universitas Sumatera Utara
M = Mu + 12 . D Z1.Z2 M = 7113.961 + ½. 48,44Kg x 22,5cm
M = 7386,436 Kg cm
x
2
+y
2
= 14.063+5.063+68.063
= 87.189 cm
2
Kx =
.
2 2
y x
y M
= 189
. 87
. 436
, 7386
= 0Kg
Ky =
.
2 2
y x
y M
= 189
. 87
25 .
8 .
436 ,
7386 = 698.92 Kg
Ky’ = Dn = 48.443 = 16,1467 kg
R =
2 2
Ky Ky
Kx
R =
2
1467 .
16 92
. 698
o
82,5 mm 1
2 3
z y
x
Universitas Sumatera Utara
R = 715.067 Kg
Perhitungan tahanan lateral acuan
F
em
= F
es
= 212 G
45 .
1
D
5 .
= 26.686 Nmm² → Re=1.00
Rumus ts baja ditentukan dengan membandingkan kuat lentur kayu Fb dengan tegangan leleh baja Fy baja.
ts baja = 2400
81 .
333 5
. 24
= 3.42 mm, ambil ts baja 4 mm. Maka,
ts kayu = 81
. 331
2400 4
= 28.93 mm
Universitas Sumatera Utara
Tabel IV.11 Tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan dua irisan yang menyambung tiga komponen
Moda Kelelehan Tahanan Lateral Z
Im Z =
K F
Dt
em m
83 ,
25 .
1 686
. 26
8 .
50 525
. 9
83 .
x x
x
= 8573.936 N IIIs
Z =
K R
F Dt
k
e m
e s
2 08
, 2
4
Z =
25 ,
1 1
2 686
, 26
. 93
, 28
. 525
, 9
. 568
, 1
. 08
, 2
= 7994,385 N
Dari beberapa moda kelelahan di atas,maka kita ambil moda kelelahan paling minimum,yaitu moda kelelahan ketiga, Z
min
= 7994,385 N
Perhitungan Tahanan Koreksi Sambungan Baut
Perencanaan menggunakan 6 buah baut. b = 450 mm
a opt = 4 D = 4.9,525=38.1 mm,ambil a=75 mm s opt = 4 D = 4.9,525=38.1 mm,ambil a=50 mm
Universitas Sumatera Utara
1 Faktor aksi kelompok - Kayu utama 50.876.2,maka EA = 11000x50.8x76.2=42,58x10
6
N - Kayu sekunder 28.93 76.2,maka EA = 11000x28,93x76.2x2=48,49x10
6
N
γ = 0.369 x D
5 .
1
= 10847 Nmm²
µ = 1 + γ 2
s
S m
EA EA
1 1
= 1.002
m= µ - 1
2
u
= 0,939 R
EA
= 0,878 a
1
= a
2
= 2,8676 Cg = 16a
1
+ a
2
=16 2,8676+2,8676 = 0.956 2 Faktor aksi geometrik
a = 75 mm s = 50mm
maka C ∆ = 1
Sehingga, Zu = θ.λ.Cg. C∆.Zmin
Zu = 0.65x0.6x0,956x1x3x7994,385 N = 8941.879 N=894.188 Kg
Universitas Sumatera Utara
Syarat, R Z’min 715.067 Kg 894.188 Kg
Universitas Sumatera Utara
Maka secara teoritis didapatkan bahwa dengan menggunakan penyambung pelat baja akan lebih kuat dari penyambung kayu,yaitu sebesar:
n = Z bjZ kayu =894.188 Kg 722.671 Kg = 1.24
Jika dipersenkan yaitu sebesar 24 . Penelitian akan dinyatakan aman jika kuat lentur pada perhitungan teoritis lebih besar
daripada hasil eksperimental.
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan tahanan lateral acuan
F
em
= F
es
= 212 G
45 .
1
D
5 .
= 26.686 Nmm² → Re=1.00
Rumus ts baja ditentukan dengan membandingkan kuat lentur kayu Fb dengan tegangan leleh baja Fy baja.
ts baja = 210000
11000 5
. 24
= 1.28 mm, ambil ts baja 2 mm. Maka,
ts kayu = 11000
210000 2
= 38.18 mm.
Tabel IV.9 Tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan dua irisan yang menyambung tiga komponen
Moda Kelelehan Tahanan Lateral Z
Im Z =
K F
Dt
em m
83 ,
25 .
1 686
. 26
8 .
50 525
. 9
83 .
x x
x
= 8573.936 N IIIs
Z =
K R
F Dt
k
e m
e s
2 08
, 2
4
Z =
25 ,
1 1
2 686
, 26
. 18
. 38
. 525
, 9
. 568
, 1
. 08
, 2
= 8440.39 N
Universitas Sumatera Utara
Dari beberapa moda kelelahan di atas,maka kita ambil moda kelelahan paling minimum,yaitu moda kelelahan ketiga, Z
min
= 8440,39 N.
Perhitungan Tahanan Koreksi Sambungan Baut
Perencanaan menggunakan 6 buah baut. b = 450 mm
a opt = 4 D = 4.9,525=38.1 mm,ambil a=75 mm s opt = 4 D = 4.9,525=38.1 mm,ambil a=50 mm
1 Faktor aksi kelompok - Kayu utama 50.876.2,maka EA = 11000x50.8x76.2=42,58x10
6
N - Kayu sekunder 28.93 76.2,maka EA = 11000x28,93x76.2x2=48,49x10
6
N γ = 0.369 x D
5 .
1
= 10847 Nmm²
µ = 1 + γ 2
s
S m
EA EA
1 1
= 1.002
m= µ - 1
2
u
= 0,939 R
EA
= 0,878 a
1
= a
2
= 7,987 Cg = 16a
1
+ a
2
=16 7.987+7.987 = 0.956 2 Faktor aksi geometrik
a = 75 mm
Universitas Sumatera Utara
s = 50mm maka C
∆ = 1 Sehingga,
Zu = θ.λ.Cg. C∆.Zmin Zu = 0.65x0.6x0,956x1x3x8440,39 N = 9440.745 N= 944.075 Kg
Syarat, R Z’min 715.067 Kg 944.07
Universitas Sumatera Utara
IV.3 Hasil Eksperimen Sambungan Baut Memikul Momen dan Gaya Lintang di Laboratorium
Kategori