Batang Tarik
MODUL 8
BATANG TARIK
S
S
Dida Didala lam m mene menent ntuk ukan an luas luas tamp tampan ang g bata batang ng yang yang meng mengal alam amii tari tarika kan n haru harus s diperhitungkan berkurangnya luas tampang akibat adanya alat-alat sambung. Untuk itu dalam hitungan selalu digunakan luas tampang netto (F nt). Besarnya Fnt = c. Fbr dengan c
8
adalah faktor perlemahan akibat adanya alat sambung, dan F br = luas tampang bruto.
Besarnya faktor perlemahan dapat diambil seperti di bawah ini:
10 % untuk sambungan dengan paku
20 % untuk sambungan dengan baut dan sambungan gigi
20 % untuk sambungan dengan kokot dan cincin belah
30 % untuk sambungan dengan pasak kayu
0 % untuk sambungan dengan perekat
Dikutip dari KONSTRUKSI KAYU jilid 1 oleh Ir.Suwarno W.
Contoh soal dan penyelesaian Soal-1 Sebuah batang tarik dari kayu dengan Bj = 0,5 menahan gaya sebesar 5 ton. β = 1, λ = 1, sambungan dengan baut. Diminta untuk menentukan dimensi batang tarik tersebut yang aman dan ekonomis. Penyelesaian: Kayu dengan Bj = 0,5, β = 1, λ = 1
σ tr // r
= 150.0,5 = 75kg / cm2
P = 5000 kg Faktor Perlemahan (FP) = 20 % Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU
Batang Tarik
σ tr =
F br =
P F nt
, F nt =
F nt 0,80
=
5000 75
66,67 0,80
=
=
66,67cm 2
83,34cm 2
Diambil b = 7 cm h = 12 cm (h = 2b ) Fbr = 7. 12 = 84 cm2 > 83,34 cm2 (cukup dekat) .'. Dimensi yang aman dan ekonomis = 7/12
Soal-2 Suatu konstruksi gording menahan beban permanen berupa beban tarik sebesar 5 ton
dan
faktor perlemahan akibat sambungan
diabaikan
(dianggap
tidak
ada
8
sambungan/alat sambung), maka diminta untuk mengontrol apakah dimensi 6/8 memenuhi syarat. jika tidak, maka direncanakan dimensi yang aman.
Penyelesaian Konstruksi gording terlindung,
β =1
pembebanan permanen,
χ =1
Bj = 0,6, maka : σ lt . reduksi
= σ lt . r
= 170 . 0,6 . 1 .1 = 102 kg /
cm 2
σ ds // r
= σ tr // r = 150 .0, 6 . 1 .1 = 90 kg /
σ ds ⊥r
= 40 .0,6 .1 .1 = 24 kg /
τ // r
= 20 .0 ,6 .1 . 1 = 12 kg /
cm 2
cm 2
cm 2
Catatan: Apabila pada soal tidak disebut lain maka mutu kayu adalah mutu A
σ tr =
P F nt
=
5000 6.8
=
104,17 kg / cm 2
> σ tr // r =
90kg / cm 2
∴ Dimensi tidak memenuhi.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU
Batang Tarik
Dicari dimensi baru
F nt =
P
σ tr // r
=
5000 90
=55 ,56 cm
2
dicoba ukuran 7/8,
σ tr =
P F
=
nt
5000 7.8
=
89,29kg / cm 2
< σ tr // r =
90kg / cm 2
∴ Dimensi yang aman = 7/8.
8
Soal-3 Pada suatu konstruksi batang tarik terdapat sambungan dengan menggunakan alat sambung baut. Kekuatan satu buah baut = 50 kg. Konstruksi tidak terlindung dan beban tidak permanen. Apabila gaya tarik yang bekerja pada konstruksi tersebut sebesar 0,6 ton, maka diminta menghitung jumlah baut yang dibutuhkan.
Penyelesaian: Konstruksi tidak terlindung Pembebanan tidak permanen Pbaut reduksi
β = 5/6 χ = 5/4
= 50.5/6.5/4 = 52,08 kg
jumlah baut (n) = 600/52,08 = 11,52, digunakan 12 baut jumlah baut yang digunakan 12 buah.
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU
Batang Tarik
TABEL KOMBINASI PEMBEBANAN (DALAM KG)
BEBAN TETAP NO BATANG
BEBAN ANGIN KIRI TARI TEKA
TARIK
TEKAN
(+) 1
(-) 1765,9
2
2 2226,6
3
7 2226,6
88,89
4
7 1765,9
246,68
K (+)
BEBAN ANGIN KANAN TARIK TEKAN
N (-) 29,86
(+)
17,80
(-) 122,93
KOMBINASI BEBAN SEMENTARA TARIK TEKAN (-) (+) 1888,85
164,47
2391,14
57,78
2315,56
175,81
2012,6 8
2 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1026,42
182,5
1026,42
6 182,5
1026,42
6 300,1
1026,42
5 300,1
233,89 1077,63
5 0 136,68
1367,08 1077,63 233,89
3,93
196,75
1223,1
196,75
7 1223,1 193,64
7 1326,5
193,64
7 1326,5
0 173,85
7 233,89 1251,4
73,86
8 1440,9
6,85 0
302,65 0
4 1084,4 8 233,89
DESAIN BATANG TARIK DAN BATANG TEKAN
Berdasarkan tabel pembebanan di atas, didapatkan : UNTUK BATANG TARIK
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU
Batang Tarik
•
•
Untuk profil tunggal : Batang 11 dengan Beban terbesar
= 1440,94 kg
Panjang batang
= 2,6 m
Untuk profil ganda : Batang 7 dan 8 dengan Beban terbesar
= 1326,57 kg
Panjang batang terbesar = 2 m
UNTUK BATANG TEKAN
•
Untuk profil tunggal : Tidak ada
•
Untuk profil ganda : Batang 2 dengan Beban terbesar
= 2391,14 kg
Panjang batang terbesar = 2,332 m
8
DESAIN BATANG TARIK
Diambil profil tunggal, yaitu:
•
Gaya batang
= 1440,94 kg
•
Panjang batang
= 2,6 m
•
Dimensi profil
= 12/20
•
Jenis sambungan = Baut
•
Kuda-kuda merupakan struktur terlindung dan beban sementara
σ tr// = 85 kg/cm2 x 1 x Syarat kestabilan
5 4
= 106,25 kg/cm2
λ ≤ 150
Luas netto = An = 0,75 x luas brutto = 0,75 x 12 cm x 20 cm = 180 cm2 tr =
P A netto
Syarat kekuatan :
σ
P σ tr = A netto
1440 ,94 kg
=
180 cm 1
i min
=
Iy A
=
12
2
=
_
≤
σ
tr //
8 kg / cm
2
_
≤
σ
tr //
= 106 , 25
kg / cm 2
x 20 x 12 3 12 x 20
=
3,46 cm
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU
Batang Tarik
Syarat kestabilan : λ =
Lk i
min
=
λ =
260 cm 3,46 cm
Lk i
min
≤150
= 75 ,14 ≤150
Jadi batang dengan profil 12/20 dapat dipakai
DESAIN BATANG TEKAN Diambil profil ganda, yaitu:
•
Gaya batang
= 2391,14 kg
•
Panjang batang
= 2,332 m
•
Dimensi profil
= 2 x 12/20
•
Jenis sambungan = Baut
•
Kuda-kuda merupakan struktur terlindung dan beban sementara
σ tr// = σ tk// = 85 kg/cm2 x 1 x
5 4
8
= 106,25 kg/cm2
Sumbu bebas bahan = Iy = ¼ x ( Ity + 3 Igy) Dimana :
•
Ity = 2 [ (1/12 x h x b3 ) + (b x h x ( 1/2 b + ½ a)2 ) ] = 2 [ (1/12 x 20 x 123) + (12 x 20 x 122) ] = 74.880 cm4
•
Igy = 1/12 x h x (2b)3 = 1/12 x 20 x 243 = 23.040 cm4
Jadi : Iy = ¼ x ( 74.880 + (3 x 23.040) ) = 36.000 cm4
Jari-jari inersia : Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU
Batang Tarik
a) i y
Iy
=
2 × A
36 .000
=
2 ×12
× 20
= 8,66 cm
b) ix = 0,289 x b = 0,289 x 12 = 3,47 cm dari a) dan b) diambil yang paling minimum, maka : i min = ix = 3,47 cm
Syarat kestabilan: λ ≤ 150 λ =
Lk i min
=
2,332
×100
= 67 , 20
3, 47
≤
150
.......... .......... .......... .......... ........ OK
Dari tabel didapat faktor tekuk, ω = 1,81 tk //
σ
=
P ×ω 8
A
=
2391 ,14 2 ×12
×1,81 × 20
= 9,02 kg/cm2
σ tk// = 106,25 kg/cm2
≤
Jadi batang tekan dengan profil 12/20 dapat dipakai
BATANG TEKAN DIUBAH DARI GANDA MENJADI TUNGGAL
•
Gaya batang
= 2391,14 kg
•
Panjang batang
= 2,332 m
•
Dimensi profil
= 1 x 12/20
•
σ tk//
im in = i y λ =
=
Lk i min
Iy A =
= 106,25 kg/cm2
1 × 12
=
3
2 0× 1 2
12 20
=
3,4 7c m
×
2,332
×100
3, 47
= 67 , 20
≤
150
.......... .......... .......... .......... .......... ... OK
Dari tabel didapat faktor tekuk, ω = 1,81 Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU
Batang Tarik
tk //
σ
=
P ×ω
=
A
2391 ,14 12
×1,81
× 20
= 18,04 kg/cm2
≤
σ tk// = 106,25 kg/cm2
Jadi batang tekan dengan profil 12/20 dapat dipakai sebagai profil t unggal
8
Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
IR. ALIZAR, M.T STRUKTUR KAYU