III ∼ 1
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa ∼
Bab III SAMBUNGAN DAN ALAT-ALAT SAMBUNG Sambungan dibutuhkan untuk merangkai elemen batang menjadi suatu konstruksi. Sambungan perangkai elemen batang tersebut sering disebut sebagai sambungan titik buhul atau atau sambungan titik simpul . Di samping itu, akibat terbatasnya ukuran panjang kayu, sambungan dibutuhkan untuk
mendapatkan
direncanakan.
ukuran
Sambungan
kayu
yang
semacam
ini
sesuai pada
dengan umumnya
kebutuhan disebut
yang
sebagai
sambungan perpanjangan . Karakteristik sambungan struktur kayu (sambungan perpanjangan maupun sambungan titik buhul) adalah terjadinya deformasi-deformasi atau pergeseran pada sambungan. Dengan demikian sifat sambungan kayu adalah tidak kaku, artinya sanmbungan tersebut tidak dapat menahan momen. Tiga hal pokok yang harus diketahui tentang sambungan pada struktur kayu yaitu: a. Macam dan jenis alat-alat sambung. b. Besaran dan arah gaya dari elemen batang yang disambung. c. Ukuran-ukuran dan jenis bahan dari elemen batang yang akan disambung Persyaratan umum sambungan kayu : 1. Dipenuhinya tegangan-tegangan izin, baik dari elemen batang yang akan disambung maupun dari alat-alat penyambung. 2. Jarak pergeseran (deformasi) yang terjadi tidak boleh terlalu besar. Lazimnya s sambungan kayu itu mempunyai angka keamanan antara 2,5 / d 3; Sedangkan
pergeseran diambil tidak lebih besar dari 1,5 mm. Untuk beban yang sama, sambungan baut memberi pergeseran yang terbesar. Hal sebaliknya terjadi pada sambungan yang menggunakan perekat. Perekat merupakan alat penyambung kayu yang terkaku dibandingkan dengan alat penyambung yang lain. Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
III ∼ 2
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa ∼
Pada sambungan perekat gaya yang mematahkan sambungan (disebut P patah) akan terjadi pada saat besarnya pergeseran kurang dari 1,5 mm. Sementara itu pada sambungan baut, sebelum P patah terjadi pada sambungan telah terjadi deformasi (perubahan bentuk akibat pergeseran) yang cukup besar. Angka keamanan sambungan adalah perbandingan antara P patah dengan P yang diisikan (P patah /P isi ). Akibat adanya deformasi, maka sambungan kayu tidak direkomendasikan untuk menahan momen. Untuk itu dalam penyambungan harus diupayakan agar tidak terjadi eksentrisitas arah gaya yang akan menimbulkan momen. Dengan kata lain, gambar arah gaya harus bertemu pada satu titik.
Alat penyambung berfungsi untuk dapat menahan dan mengalihkan gayagaya yang terjadi dari elemen batang yang satu terhadap elemen batang lain yang akan disambung. Macam gaya yang terjadi dan macam alat penyambung yang umum digunakan untuk menahan gaya tersebut adalah : 1. Gaya geser : Perekat, baut, paku, pasak kayu. 2. Gaya lentur : Baut, paku, pasak kayu. 3. Gaya jungkit : Pasak kayu. 4. Gaya desak : Kokot bulldog, cincin belah, dan sebagainya.
Karena mudah dalam pelaksanaan (dapat dibongkar pasang), baut sebagai alat
penyambung
tetap
banyak
dipakai
meskipun
mempunyai
beberapa
kelemahan. Di antaranya efisiensi yang rendah (30%) dan deformasi (bergesernya sambungan akibat beban) besar. Di samping itu, perlemahan luas batang akibat sambungan baut cukup besar yaitu sekitar 20% - 25%.
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa
III ∼ 3
∼
Kekuatan sambungan baut tergantung pada : a. Kekuatan baut – baut dalam menahan muatan. b. Deformasi atau geseran yang terjadi pada sambungan yang tergantung pada gaya tarik yang terjadi. c. Kekuatan izin kayu. Ada dua macam sambungan : 1. Sambungan tampang satu. 2. Sambungan tampang dua. ½S S
S S ½S Sambungan Tampang 1
Sambungan Tampang 2
Untuk menganalisa sambungan dengan baut dilakukan pembebanan sampai rusak. Ada 2 (dua) kemungkinan “kerusakan” sambungan, yaitu : 1. Baut cukup kaku, yang rusak hanya kayunya (baut gemuk). 2. Baut membengkok sehingga kayu ikut rusak (baut langsing).
1. Baut cukup kaku, yang rusak hanya kayunya. P
P P
d
P = 0,414.t K .d. l Dimana :
P
P
P l
* t K
= Tegangan tumpu kayu
*
= Gaya P
l
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa
III ∼ 4
∼
2. Baut membengkok sehingga kayu ikut rusak. P
P = 0,442 .d2. t K .t B Dimana : d
* tB
= Tegangan tumpu baja
*
= Gaya P
P l
l
Jadi untuk sambungan tampang 1, ada “2 (dua) rumus”. Dari hasil kedua rumus ini diambil harga yang terkecil (aman).
1. Baut cukup kaku (tidak membengkok). Ada 3 (tiga) kemungkinan : −
Kayu di tengah > 2 kayu tepi.
−
Kayu di tengah < 2 kayu tepi.
−
Kayu di tengah = 2 kayu tepi.
2. Baut membengkok di bagian tengah tetapi tidak membengkok di bagian tepi. 3. Baut membengkok di bagian tengah dan tepi. 1. Baut cukup kaku ½.P
½.P
*
m ≥ 2. l P = 2.t K .d. l
*
d
m ≤ 2. l P = t K .d.m
*
P l
m
Untuk m = 2.l dapat dipakai
l
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
kedua rumus di atas Universitas Kristen Indonesia Paulus
III ∼ 5
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa ∼
2. Baut membengkok di bagian tengah saja di tepi tidak. P
P = 0,667.t K .d. l .
1
4
3π t b d2 . . 8 t K l 2
d
½.P
½.P
m l
l
3. Baut membengkok di tengah dan di tepi P
P
=
0,886.d2 . t K .t b
d
½.P
½.P
m Untuk sambungan tampang 2, ada “4 rumus ”: I.
P = 2.t K .d. l
(m
II.
P = t K .d.m
(m < 2. l )
III. P = 2.t K .d. l - 1 + IV.
2. l )
2
4
+
3π t B d . . 8 t K l 2
P = 0,886.d 2. tK .tB
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa
III ∼ 6
∼
Bila nilai-nilai untuk t K , t B , d, l , dan m dimasukkan dalam rumus-rumus di atas, ternyata hasil rumus III selalu di antara hasil rumus-rumus I, II, IV. Karena selalu diambil harga “terkecil”, maka rumus III tidak perlu dipakai sehingga tinggal 3 rumus saja. Jadi rumus untuk sambungan tampang 2. I.
P = 2.t K .d. l
(m
≥ 2. l )
II.
P = t K .d.m
(m < 2. l )
III. P = 0,886.d 2. tK .tB Dari hasil ketiga rumus ini diambil harga yang terkecil. Perumusan untuk Pemakaian :
Dipakai Angka keamanan n (safety factor ).
n kayu
≠ n baja (sambungan
−
n kayu diambil = 4
−
n baja diambil = 2,25
baut!)
Dengan demikian angka keamanan untuk rumus : a. Yang mengandung t K
:
n = n K = 4
b. Yang mengandung
:
n=
tK .tB
4.2,25
3
Selanjutnya diambil : −
Untuk besi (baut) :
t B = 5400 kg/cm 2
−
Untuk kayu
Gol. I
:
t K = 500 kg/cm2.
Gol. II
:
t K = 400 kg/cm2.
Gol. III
:
t K = 300 kg/cm2.
:
Dengan demikian akan diperoleh:
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa
III ∼ 7
∼
Untuk kayu Golongan I. Sambungan Tampang 1. * P U = 0,414.t K .d. l P =
0,414.
500 4
d. l
P =
50.d. l ....................................... 1
* P U = 0,442.d2. tK .tB P = 0,442.d
2
500.5400 3
P = 240.d2 ........................... 2
Dari kedua rumus ini diambil harga terkecil. …….. dan seterusnya untuk Golongan II, Golongan III. Untuk kayu Golongan I. Sambungan Tampang 2 . * P U = 2.t K .d. l P =
2.
500 .l 4
P =
250.d.l ........................................ 1
* P U = 2.t K .d.m P =
500 .d.m 4
P
= 125.d.m ...................................... 2
* P U = 0,886.d2. tK .tB P =
0,886.d2.
500.5400 3
P =
480.d2 ......................... 3
Dari ketiga rumus ini diambil harga terkecil. …….. dan seterusnya untuk Golongan II, Golongan III. Catatan : −
Perumusan-perumusan terpakai di atas adalah perumusan untuk keadaan pembebanan pada sambungan dengan gaya yang bekerja sejajar arah serat (
= 0).
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
III ∼ 8
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa ∼
−
Untuk gaya yang bekerja tidak sejajar arah serat, tetapi membentuk sudut (dengan arah serat) maka perumusan tersebut harus dikalikan:
−
→
(1 – 0,60.sin
)
:
Untuk rumus yang mengandung t K .
→
(1 – 0,35.sin
)
:
Untuk rumus yang mengandung
Golongan I untuk Kayu Kelas Kuat I & Kayu Rasamala Sambungan Tampang 1 : B =
4,8
Sambungan Tampang 2 : B =
−
3,8
P =
50.l .d.(1 – 0,60.sin
α)
P =
240.d 2.(1 – 0,35.sin
P =
125.m.d.(1 – 0 ,60.sin α)
P =
250.l .d.(1 – 0,60.sin
α)
P =
480.d 2.(1 – 0,35.sin
α)
α)
Golongan II untuk Kayu Kelas Kuat II & Kayu Jati Sambungan Tampang 1 : B =
5,4
Sambungan Tampang 2 : B =
−
t K t .b
4,3
P =
40.l .d.(1 – 0,60.sin
α)
P =
215.d 2.(1 – 0,35.sin
P =
100.m.d.(1 – 0 ,60.sin α)
P =
200.l .d.(1 – 0,60.sin
α)
P =
430.d 2.(1 – 0,35.sin
α)
α)
Golongan III untuk Kayu Kelas Kuat III Sambungan Tampang 1 : B =
6,8
Sambungan Tampang 2 : B =
5,7
P =
25.l .d.(1 – 0,60.sin
α)
P =
170.d 2.(1 – 0,35.sin
α)
P =
60.m.d.(1 – 0,60.sin
α)
P =
120.l .d.(1 – 0,60.sin
α)
P =
340.d 2.(1 – 0,35.sin
α)
Dimana :
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
III ∼ 9
Diktat Struktur Kayu Ir. Frans Phengkarsa ∼
= Kekuatan izin sambungan kayu/Gaya dukung yang diizinkan untuk
P
1 baut (kg) l
= Tebal kayu tepi (cm)
m
= Tebal kayu tengah (cm)
d
= Diameter baut (cm)
α
= Sudut penyimpangan arah gaya terhadap arah serat kayu.
P P
P
P α =
α =
0
0
Sambungan Tampang 1
α = α
α
α =
0
P
Sambungan Tampang 1
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Universitas Kristen Indonesia Paulus
