Struktur Kayu 2

STRUKTUR KAYU BERDASARKA BERD ASARKAN N STAND STANDAR AR TATA CARA PERENC PERENCANAAN ANAAN KONSTR ONSTRUKSI UKSI KA KAYU YU UNTUK BANGUNAN BAN GUNAN GEDUNG (SNI KA KAYU) YU) TAHUN TAHUN 2002 2002

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS UNIVERSITA S LAMBUNG MANGKURA MANGKURATT KALIMANT KALI MANTAN AN SELA SELATA TAN N Arie Febry Fardheny, MT [email protected]

SAMBUNGAN

er a ap um u –   A = (2b). H Ix = (1/12) (2b) h^3

Terhadap Sumbu Y – Y A = (2b). H = ^

A = 4 b. h Ix = 4 . (1/12) b. h^3

4 4



Samb Sa mbun ung gan Meka Mekani niss .



Sam Sa mbung bungan an Non Non Mek Mekan anis is (Bau (Baut, t, Paku aku dan Pasak asak))



Menyambung 2 Ba Batang Kayu menjadi satu



Estetika



Kemudah Ke mudahan an Pelaksa elaksanaa naann





Samb mbuungan pa pad da komp mpo onen struk ruktur kayu atau dari satu komp mpo onen struk ruktur ayu e omponen s ru ur au a nnya er r a as e emen penyam ung (pel (pelat at buhu buhul,l, pela pelatt pe pennyam ambu bung ng,, pe pela latt pe peng ngik ikat at,, siku siku da dann pe pela latt pe pend nduk ukun ung) g) dann alat da alat samb sambuung (cin (cinci cinn be bela lahh, pe pela latt geser) ser) atau atau alat alat pe peng ngen enca cang ng (pak (paku, u, e retan asak se sekru baut se sekru kunci d da an sistem alat en encan sejenis). Samb Sa mbun ung gan harus harus dire direnc ncan anak akan an sede sedemi miki kian an sehi sehing ngg ga: u



z

’

dimana Zu ad adal alah ah taha tahana nann pe perlu rlu samb sambun ung gan, an, λ  ad adal alah ah fakt fakto or waktu aktu yang ang berl be rlak akuu sesu sesuai ai de denngan Tab abel el 6.36.3-2, 2, φ  z = 0,65 0,65 adal adalah ah fakt faktor or taha tahana nann sambun an dan Z’ adalah tahanan terko rkoreksi sambun an

Kond Kondis isii er ore s =

Kond Kondis isii cuan x 

FK Diafr Diafrag agma ma

FK Aksi Aksi e om po

FK Geome Geometr trii

Paku, pasak

Z’ =  Z’ w  = 

Z  Z w 

C di 

Z’ =  Z’ w  = 

Z  Z w 

Z’ =

Z

Cg 

Z’ =  Z’ w  = 

Z  Z w 

C g 

Z’  // = ⊥ = 

Z  // = ⊥ = 

C g 

FK Kedal Kedalam aman an ene ras

FK Sera Seratt un g

C d 

C og  C eg 

C d 

C eg 

C d 

C eg  C eg 

FK FK Pelat Pelat s

C m  C m 

Sekrup

Baut   C Δ ,

g 

pen C Δ Pelat geser, cincin belah Δ

C Δ

C d  d 

FK Paku Paku r ng

C st 

Pad ada a samb sambun ung gan gigi gigi tung tungg gal, al, da dala lamn mny ya gi tidak boleh melebihi sesuatu batas aitu lih lih Gamb Gambar ar C1) C1) t m < 1/3 h, yang mana h adala ting tinggi gi komp kompon onen en struk struktu turr mend mendat atar ar.. Panja anjang ng muka l harus harus meme memenu nuhi hi l > 1,5 h, tet tetap apii ju > 20 200 0 mm mm..

Tahanan geser pada bagian kayu muka dapat dihitung sebagai berikut, ' 

 N u cos α  ≤ λφ v

lmbF v

1 + 0 ,25

lm m



Nu

adalah ada lah gay gaya tekan tekan terfak terfaktor tor,,



α 

adalah ada lah sudut sudut antar antara a kompo komponen nen struktu strukturr diagon diagonal al terhad terhadap ap kompon komponen en struktu strukturr menda mendatar tar,,



φ v

adal adalah ah fakt faktor or taha tahana nann (lih (lihat at tabe tabell di depa depan) n)



λ 

adal adalah ah fakt faktor or waktu aktu (lih (lihat at tabe tabell di depa depan) n)



lm

adal adalah ah panj panjan ang g kayu kayu muka, muka,



b

adalah ada lah lebar lebar kompo komponen nen struktu strukturr menda mendatar tar,,



Fv’

adal adalah ah kuat kuat gese geserr seja sejaja jarr sera seratt terk terkor orek eksi si,,



em

adal adalah ah ekse eksent ntri risi sita tass pada pada pena penamp mpan ang g neto neto akib akibat at adan adany ya coak coakan an samb sambun unga gan. n.

tm

Lm

Lang La ngka kahh Perhi erhitu tung ngan an : 1. Tentukan entukan tm (tm ≤ 1/3 h) amb ambilil tm = 1/3 h 2. Tentuk entukan an lm denga dengann syar syarat at lm ≥ 1.5 1.5 h atau atau lm ≥ 200 mm (am (ambil bil yang terbes terbesar ar ) 3. Hit Hitun ung g Ke Keku kuat atan an Gese Geserr ' 

lmbF v u

v

1 + 0 ,25

lm em

encana an a am ungan igi Tungg unggal al den deng gan Sudu Sudutt 40 de dera raja jatt , Grade Grade Kay ayuu E 15 denga dengann ukur ukuran an yu y u u beruk be rukur uran an : H = 120 mm

Gay Gaya Tekan Tekan = 40 KN

Jawab : 1. Menentukan tm tm = 1/3 h = 1/3 . 120 = 40 mm 2. Menentukan lm lm = 1.5 h = 1.5 x 120 = 180 mm lm = 200 mm diam diambi bill 20 200 0 mm mm 3 Cek Cek Gaya Geser ser



Data Grade E 15 

Fv = 5.1 Mpa



φv (te (teka kann ) = 0.9 0.9



χ = 0.8 0.8 (ruang (ruang umum) umum)

Perhi erhitu tung ngan an Gese Geserr : Nu cos α = 40000 . Cos 40 = 30641 N Meng Menghit hitung ung em (eksen (eksentri trisit sitas) as) em = ½ h – ½ tm tm = ½ .12 .120 0 – ½. 40 = 40 40 mm mm

'

λφ v

lmbF v

1 + 0,25

lm

= (0.8) x (0.9) x

em

Nu cos cos > NOT NOT OK

200.(80).(5.1) = 26112 200 1 + 0.25 40



Untu ntuk itu itu lm ak akan dire irevisi isi



Direv Direvisi isi menjad menjadii



Lm = 300 mm '

λφ v

l mbF v

1 + 0,25

lm

= (0.8) x (0.9) x

em

Nu cos cos < OK OK

300.(80).(5.1) = 30653.2 300 1 + 0.25 40

Pada ada samb sambun unga gann gigi gigi maje majemu muk, k, terd terdap apat at dua dua gigi gigi dan dan dua dua panj panjan ang g muka muka yang masing masing-ma -masin sing g diatur diatur sebag sebagai ai beriku berikutt (lihat (lihat Gambar Gambar C2), C2), t m1 > 30 mm dalamn dalamny ya gigi gigi pertam pertama, a, t m2 > t m1 + 20mm, namun t m2 < 1/3 h dalamn dalamny ya gigi gigi kedua kedua,, panj panjan ang g kayu kayu muka muka perta pertama ma,, lm1 > 200 mm dan lm1 > 4 t m1 an mana h adalah tin i kom onen struk ruktur mendatar.

Tahan ahanan an geser eser pa pada da ba bagi gian an



dihi dihitu tung ng seba sebag gai be beri riku kut, t, m

≤ λφ v m

lm1bF v

+  ,

l em1

dan, da n, taha tahana nann geser eser pa pada da ba bagi gian an



' 

v

lm 2bF v

1 + 0 ,25

φ v λ  Im Im 1

beri be riku kutt ini, ini, u

α 

' 

F m1

1 ,25 N u cos α 

N

Im 2

lm em

Fm

adalah a a tekan terfaktor adal ad alah ah sudu sudutt anta antara ra kompo ompone nenn struktur struktur diagonal diagonal terhadap terhadap kompo kompone nenn struktu strukturr menda mendatar tar,, adal ad alah ah fakt faktor or taha tahana nann adal ad alah ah fakt faktor or waktu aktu adalah lah panjan jang kayu muka muka rer rerata, ta, adalah lah panjan jang kayu muka muka yang ang pertama, adalah lah panjan jang kayu muk muka yang kedua, adal ad alah ah luas luas bida bidang ng tump tumpuu





   



adalah adal ah ekse eksent ntri risi sita tass rer rerata ata pa pada da pe pena namp mpan ang g neto eto akib akibat at a anya coa an sam ungan, ada ad alah lah eksentrisita itas bagia gian kayu muk muka perta rtama pad ada a em1 pena pe namp mpan ang g neto neto akib akibat at ad adan any ya coak coakan an samb sambuungan ngan,, ada ad alah lah luas luas bida danng tumpu ba bagi gia an kayu yang ang pe pert rtam ama, a, Fm1 ada ad alah lah luas luas bida danng tumpu ba bagi gia an kayu yang ang ked kedua, Fm2 adalah lebar kom onen struk ruktur mendatar, b adal ad alah ah kuat uat geser eser seja sejaja jarr ser serat terk terkor orek eksi si.. Fv’ em

am ungan g g ma em emu

anya

an ur ur an

guna an

a α 

.

lm1 tm1

em1 em

lm2

Lan kah Perhitun an : 1. Tentukan tm1 (tm1 ≥ 30 mm) 2. Tentukan tm2 tm 2 ≥ tm1 + 20 tm2 ≤ 1/3 h ambilil yang ang terkecil terkecil amb 3. Tentuk entukan an lm1 de deng ngan an syar syarat at Lm1 ≥ 200 mm lm1 ≥ 4 tm 4. Tent Tentuk ukan an lm2 lm 2 ≥ 2. lm1

1 ,25 N u cos α 

' 

F m1 F 

+ F 

≤ λφ v

 ,

Dan Ge Geser Muka 2 ' 

 N u cos α  ≤ λφ v

lm 2bF v  ,

lm1bF v

l em

lm1 em1



Rencanakanlah



Tunggal unggal dengan dengan Sudut Sudut 60 dera derajat jat , Grad Grade e Kay ayuu E 15 deng dengan an ukur ukuran an Kayu yang ang akan akan menu menump mpuu be beru ruku kurran : H = 120 mm B = 80 mm



Gaya Gaya Tekan Tekan = 40 KN



. = 2. Menentukan tm2 1. Tm2 = 20 20 + 20 20 = 40 mm = = = Tm2 = 40 mm 3. Menentukan lm1 1. Lm1 = 200 mm 2. Lm Lm1 1 = 4. 4.40 = 16 160 mm Lm1 = 300 mm 4. Menentukan lm2 lm2 = 2. 300 = 600 mm



Cek Geser Muka 1

F m1

1,25 N u cos α 

= (1.25) x( 40000). cos(60)

m1

1 ,25 N u cosα 





F m1 F m1 + F m 2

240

= 10714

m2

' 

≤ λφ v

m = . tm = mm

lm1bF v

1 + 0 ,25

x

lm1 em1

'

lm1bF v

λφ v

1 + 0,25

=

= (0.8)(0.9)

lm1 em1

'

lm 2bF v u

80x 40 = 320 em =1 2 h – ½ tm2 = 40

OK

Cek Geser Muka 2

Fm2 = b . Tm2 =

em1 = 1/2h-1/2tm1 = 45 mm

300.80.(5.1) = 33006 300 1 + 0.25 45

v

1 + 0,25

lm em

 N u cos α  = 40000. cos(60) = 20000 '

λφ v

lm 2bF v

1 + 0,25

lm em

= (0.8).(0.9)

600.80.(5.1) = 37106 600 1 + 0.25 40

OK



SAMBUNGAN PAKU



SAMBUNGAN PASAK 

Ketentuan berikut ini berla rlaku untuk perencanaan sambungan menggunakan alat pengencang dari jenis passak baja pa aja term terma asuk suk ba baut ut,, sekru ekrup p kunc kunci,i, pen, en, da dann pasa er iameter , mm < < mm

e em e ma an aut : Efisie Efisiensi nsi Rendah endah Deforma Deformasi si Besar Besar

Lubang penuntun untuk sekrup kunci harus dibor dengan cara

u ang penun un arus ua denga dengann seksam seksama. a. Untu Untukk ba baut ut,, luba lubang ng pe penu nunt ntun un tida tidakk + 0,8 mm bila D + 1,6 mm bila D

< 12,7 mm, D > 12 12,7 ,7 mm. D

dibu dibuat at anta antara ra D hing ingga (D – 0,8 mm), dimana D ada adalah lah diamet diameter er pen

•Lub •Luban ang g untu untuk k daer daerah ah tak tak beru berulilirr haru harus s me memi mililiki ki diam diamete eterr yang yang sama sama deng dengan an diame diamete terr bata batang ng taktakberulir dan kedalaman yang sama dengan daerah takberulir. • u ang ang penun un un u aera eru r arus mem panjang minimum sepanjang batang berulir dari sekrup kunci kunci dan berdia berdiamete meterr sama den dengan gan fraksi fraksi diamete diameterr batang berulir berikut ini: > , 0,50 < G < 0,60 G < 0,50

= , ngga , = (0,60) D hingga (0,75) D  = (0,40) D hingga (0,70) D 

dimana G  ada adalah lah berat jenis jenis kayu kayu dan D  adalah adalah diameter diameter batang berulir dari sekrup sekrup kunci.



Bila Bila baut baut atau atau kepal epala a sekru sekrup p kunc kuncii atau atau mur mur menu menump mpuu pada pada ma mate teri rial al kayu kayu atau atau ma mate teri rial al yang ang bera berasa sall dari dari , , , ters terseb ebut ut dan dan kepal epala a baut baut atau atau kepal epala a sekru sekrup p kunc kuncii atau atau mur mur. Diam Diamet eter er lua luarr mini minimu mum m ring ring harus harus 2,5 2,5 kali kali diam diamete eterr bata batang ng baut baut atau atau sekrup sekrup kunc kunci.i. Kete Keteba bala lann mini minimum mum ring ring ada adala lahh 3,2 3,2 mm.

Beban Sejajar Arah Serat Jarak Tepi (b  ( b opt ) I m  / D < D < 6 (lihat Catatan 1) I m  / D > D > 6 Jarak Ujung (a  ( a opt ) Komponen Tarik Komponen Tekan pas s opt  Spasi dalam baris alat pengencang Jarak antar baris alat pengencang Beban Tegak Lurus Arah Serat Jarak Tepi (b  ( b opt ) ep yang yang e an Epi yang tidak dibebani Jarak Ujung (a  ( a opt ) Spasi (s  (s opt ) Spasi dalam baris alat pengencang

Ketentuan Dimensi Minimum 1,5 D  yang terbesar dari 1,5 D atau D atau ½ jarak antar baris alat pengencang tegak lurus serat 7 D  4 D  1,5 D < D < 127 mm (lihat Catatan 2 dan 3) Ketentuan Dimensi Minimum

1,5 D  4 D  Lihat Catatan 3 2,5 D (lihat D (lihat Catatan 3) m 

I m  / D  < 2 2 < I m  / D < D < 6 I m  / D > 6

5 D (lihat D (lihat Catatan 3)

an asak ada • Im adalah an an komp kompon onen en utam utama a pada pada suat suatuu samb sambun ung gan atau atau panj panjan ang g tota totall pasa pasakk pada pada komp kompon onen en seku sekund nder er ada suatu sambun an. Diperluka ukann spasi spasi yang ang lebi lebihh besar besar • Diperl untuk untuk samb sambun unga gann yang menggun menggunaka akann ring. ring. • Untuk alat en encan se enis pasa pasak, k, spas spasii teg tegak lurus lurus arah arah sera seratt antar antar alat alat-a -ala latt penge pengenc ncan ang g terlua terluarr pada pada suat suatuu samb sambun ung gan tida tidakk bole bolehh meleb melebih ihii 127 127 mm kecual ecualii bila bila digu diguna naka kann pela pelatt peny penyam ambun bung g khusu khususs atau atau bila bila ada ada keten etentu tuan an meng mengen enai ai peruba perubaha hann dime dimensi nsi kayu kayu

esain a jum a aut yang digunakan, diamet diameter er baut baut yang u . mm ata atauu 1.1” 1.1”

Sehin hingga Keku ekuatan tan Baut :

Diamet Diameter er Baut Baut = 27,9 27,9 mm λb = b/d = 120/27.9 = 4.30 Liha Lihatt Tab abel el rumu rumuss terd terdek ekat at λb =4.3

Sudu Sudutt 0 der deraj ajat at (Kg) (Kg) S = 100 x 2.79 x 12 x (1-0.6 sin 0) = 3348 S = 200 x 2.79 x 12 x (1-0.6 sin 0) = 6696 S = 430 x 2.79^2 x (1-0.35 sin 0) = 3347 m rea s er esar , Ambi Ambill S Bau Bautt Terk erkecil ecil = 3 334 347 7 Kg Kg . Pakai akai 1 Buah Buah Ba Baut ut

g

.

Sehin hingga Keku ekuatan tan Baut : Sudu Sudutt 34 34.9 .99 9 deraj derajat at (Kg) (Kg) S = 100 x 2.79 x 12 x (1-0.6 sin 34.99) = 2196 . - . . S = 430 x 2.79^2 x (1-0.35 sin 34.99) =2675 Ambil Ambil P reaks reaksii Terbesar= erbesar= 125 1251.48 1.48 Kg Ambi Ambill S Bau Bautt Terkec erkecilil = 219 2196 6 Kg Kg N = P/S = 1251.48 / 2196 = 0.56 buah

Sehin hingga Keku ekuatan tan Baut : Sudu Sudutt 90 de dera raja jatt (Kg) (Kg) S = 100 x 2.79 x 12 x (1-0.6 sin 90) = 1339.2 . - . . S = 430 x 2.79^2 x (1-0.35 sin 90) =2175 Ambil Ambil P reaks reaksii Terbesar= erbesar= 144 1440.94 0.94 Kg Ambi Ambill S Baut Baut Terkec erkecilil = 133 1339. 9.2 2 Kg N = P/S = 1440.94 / 1339.2 = 1.08 buah



Paku adalah logam keras berujung runcing, umumnya terbuat dari , menembus keduanya. Paku umumnya ditembuskan pada bahan dengan menggunakan palu atau nail gun yang digerakkan oleh udara bertekanan atau dorongan ledakan kecil. Pelekatan oleh paku terjadi dengan adanya gaya gesek pada arah vertikal dan gaya tegangan pada arah lateral. Ujung paku kadang ditekuk untuk mencegah paku keluar.

S =1/2 b d Fc S =3.5d^2 Fc

untuk b ≤ 7d untuk b ≥ 7d

S = b d Fc untuk b ≤ 7d S =7d^2 Fc untuk b ≥ 7d

b = te teba ball kayu kayu d = diameter paku Fc = Kuat Tekan Tegak Luru Luruss Serat

Tentukanlah Jum Jumlah Paku an digu diguna naka kann untu untukk men menyam ambu bung ng Kayu menjad menjadii 1 sejaja sejajarr. Grade Grade Ka Kayu yu E 15 ukur ukuran an kayu kayu 120 x 80 mm. Gay Gaya a Tekan ekan yang terjadi terjadi : 10 KN. Pak Pakuu yang ad ada a be berdi rdiame ameter ter 3.4 mm

E 15  Fc = 13 M a Jeni Jeniss Tam ampa pang ng : Tam Tampa pang ng 1 1. Cek Ketebalan B = 80 mm 7d = 7 x 3.4 = 23.8 mm (b > 7d) 2. Tentukan kuat 1 Pa Paku S =1/2 =1/2 b d Fc Fc = ½ . 80 . (3.4) (3.4) . 13 13 = 1768 N 3. N pa paku ku = 10 1000 000 0 17 1768 68 =5 =5.6 .65 5 = 6 buah buah

Tentukanlah Jum Jumlah Paku an digu diguna naka kann untu untukk men menyam ambu bung ng Kayu menj menjad adii tamp tampan ang g 2 Gra Grade de Kayu E 15 ukur ukuran an kayu kayu 120 x 80 mm. Gay Gaya a Tekan ekan yang terjadi terjadi : 10 KN. Pak Pakuu yang ad ada a be berdi rdiame ameter ter 3.4 mm

E 15  Fc = 13 M a Jeni Jeniss Tam ampa pang ng : Tam Tampa pang ng 2 1. Cek Ketebalan B = 80 mm 7d = 7 x 3.4 = 23.8 mm (b > 7d) 2. Tentukan kuat 1 Pa Paku S =b d Fc = 80 . (3.4) (3.4) . 13 = 3536 3536 N 3. N paku paku = 10000 10000/ / 3536 3536 =2.82 =2.82 = 3 buah









Sekrup Bentuk ulir pada batangnya batangnya berfungsi untuk membentuk ikatan yang lebih kuat pada kayu. Untuk hasil terbaik, kayu induk harus dilubangi dengan ukuran sebesar diameter inti sekrup dan kayu tambahan dilubangi sebesar ukuran diameter se rup agian ua uar. engan a anya u ir terse ut, ap i asi se rup mem utu an wa tu e i ama aripa a pa u. yang arus rus diperhatikan pada aplikasi sekrup adalah lubang obeng kepala sekrup. Kepala sektup harus tetap utuh dan baik sehingga bisa dipakai pada waktu membuka atau menutup sekrup kembali. Paku Hanya terdapat guratan pada leher paku dan penampang kepala paku. Guratan pada kepala paku berfungsi agar martil tidak tergelincir pada waktu memasukkan paku dan guratan pada leher paku berfungsi untuk menambah daya daya ikat . ikat yang lebih rendah. Dan dengan alat bantu tangan saat ini, dalam hitungan detik kita bisa membenamkan beberapa paku sekaligus. Tidak perlu dibuat lubang 'pre-drilling' 'pre-drilling' karena paku lebih mudah dibenamkan. Kekurangan paku berada pada daya ikatnya terhadap kayu. Ketika terjadi penyusutan kayu, ikatan antara paku dan kayu menjadi berkurang. Selain itu paku jarang bisa digunakan kembali ketika dicabut dari kayu karena bengkok atau ermukaa ermukaann ke ala aku mn adi lebih lebih licin. licin.. Hal ini tidak tidak ter adi ada sekru sekru . Untuk jenis pekerjaan yang membutuhkan membutuhkan kecepatan dan pekerjaan tersebut tidak akan ada perubahan, maka paku adalah alat pengikat yang paling tepat. Atau sebagai alat pengikat sementara, paku bekerja sangat baik dan praktis. Jika anda membutuhkan konstruksi yang membutuhkan daya ikat lebih baik maka sekrup adalah pilihan yang lebih baik daripada paku dengan konsekuensi waktu lebih lama. Kerapihan hasil kerja bisa dibilang sama karena jika melihat dari lubang yang dihasilkan paku justru lebih kecil dan lebih mudah ditutupi dengan wood filler. (tersadur dari Tentang Kayu)