ANALISIS SAMBUNGAN BAUT

5

ANALISIS SAMBUNGAN BAUT Alat sambung baut umumnya difungsikan untuk mendukung beban tegak lurus sumbu panjangnya. Kekuatan sambungan baut ditentukan oleh kuat tumpu kayu, tegangan lentur baut, dan angka kelangsingan (nilai banding antara panjang baut pada kayu utama dengan diameter baut). Ketika angka kelangsingan kecil, baut menjadi sangat kaku dan distribusi tegangan tumpu kayu di bawah baut akan terjadi secara merata. Semakin tinggi angka kelangsingan baut, maka baut mulai mengalami tekuk dan tegangan tumpu kayu terdistribusi secara tidak merata. Tegangan tumpu kayu maksimum terjadi pada bagian samping kayu utama (lihat Gambar 25).

Gambar 25. Distribusi tegangan tumpu kayu pada sambungan baut

62

Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu

I. Tahanan lateral acuan Tahanan lateral acuan (Z) satu baut pada sambungan satu irisan dan dua irisan menurut SNI-5 (2002) dapat dilihat pada Tabel 11 dan 12. Tabel 11. Tahanan lateral acuan satu baut (Z) pada sambungan dengan satu irisan yang menyambung dua komponen Moda kelelehan

Tahanan lateral (Z)

Im

Z

0 ,83Dt m Fem K

Is

Z

0 ,83Dt s Fes K

II

Z

0,93k1Dts Fes K

III m

Z

1,04k 2 Dt m Fem 1  2 Re K

III s

Z

1,04k 3 Dt s Fem 2  Re K

IV

 1,04 D 2  2 Fem F yb  Z    K   31  Re  

k1 





Re  2 Re2 1  Rt  Rt2  Rt2 Re3  Re 1  Rt 

1  Re 

BAB 5 Analisis Sambungan Baut

63

k 2   1  21  Re  

2 F yb 1  2 Re D 2 3Fem t m2

2 21  Re  2 Fyb 2  Re D  k 3   1  Re 3Fem t s2

Tabel 12. Tahanan lateral acuan satu baut (Z) pada sambungan dua irisan yang menyambung tiga komponen Moda kelelehan

Tahanan lateral (Z)

Im

Z

0,83Dtm Fem K

Is

Z

1,66 Dts Fes K

III s

Z

2,08k 4 Dt s Fem 2  Re K 

IV

 2,08D 2  2 Fem Fyb  Z   K   31  Re  

k 4   1 

Catatan:

Rt  tm t s Re  Fem Fes K  1   360

2 21  R e  F yb 2  Re D  Re 3Fem t s2

64


Fem dan Fes adalah kuat tumpu (N/mm2) kayu utama dan kayu samping. Untuk sudut sejajar dan tegak lurus serat, nilai kuat tumpu kayu adalah: Fe //  77,25G dan

Fe   212G1, 45 D 0,5 . Sedangkan

untuk kuat tumpu kayu dengan sudut  terhadap serat ( Fe ) dapat diperoleh dengan persamaan Hankinson.

Fe 

Fe / / Fe  Fe // sin   Fe  cos 2  2

Kuat tumpu kayu untuk beberapa macam diameter baut dan berat jenis kayu dapat dilihat pada Tabel 13. tm dan ts adalah tebal kayu utama dan kayu sekunder (samping).  adalah sudut terbesar dari arah gaya terhadap serat kayu. G dan D berturut-turut adalah berat jenis kayu dan diameter baut. Sedangkan Fyb adalah tahanan lentur leleh baut. National Design and Specification (NDS) U.S untuk konstruksi kayu (2001) mendefinisikan tahanan lentur leleh baut sebagai titik perpotongan pada kurva beban-lendutan dari pengujian lentur baut dengan garis offset pada lendutan 0,05 D (D adalah diameter baut). Selain metoda diatas, NDS juga mengusulkan metoda lain untuk menghitung tahanan lentur leleh yaitu nilai rerata antara tegangan leleh dan tegangan tarik ultimit pada pengujian tarik baut. Dari metoda kedua, kuat lentur baut umumnya sebesar 320 N/mm2.


65

Tabel 13.1. Kuat tumpu kayu (Fe) dalam N/mm2 untuk baut ½“ Berat jenis (G) 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

0 38.63 42.49 46.35 50.21 54.08 57.94 61.80 65.66 69.53 73.39 77.25

10 37.75 41.61 45.48 49.36 53.23 57.12 61.00 64.89 68.78 72.67 76.56

Sudut gaya terhadap serat kayu  (derajat) 30 40 50 60 70 32.37 29.27 26.57 24.45 22.95 36.17 32.97 30.13 27.87 26.27 40.01 36.73 33.79 31.42 29.72 43.89 40.56 37.53 35.06 33.28 47.81 44.45 41.35 38.81 36.96 51.76 48.39 45.25 42.65 40.75 55.73 52.38 49.22 46.59 44.63 59.74 56.41 53.26 50.60 48.62 63.77 60.49 57.36 54.70 52.70 67.82 64.61 61.52 58.87 56.88 71.89 68.77 65.74 63.12 61.14

20 35.42 39.28 43.15 47.04 50.95 54.87 58.81 62.75 66.71 70.67 74.65

80 22.07 25.32 28.70 32.21 35.84 39.59 43.44 47.41 51.48 55.64 59.91

90 21.77 25.00 28.36 31.85 35.47 39.20 43.04 47.00 51.06 55.22 59.49

Tabel 13.2. Kuat tumpu kayu (Fe) dalam N/mm2 untuk baut 5/8“ Berat jenis (G) 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

0 38.63 42.49 46.35 50.21 54.08 57.94 61.80 65.66 69.53 73.39 77.25

10 37.51 41.36 45.22 49.08 52.95 56.82 60.69 64.57 68.45 72.33 76.21


20 34.64 38.44 42.26 46.10 49.95 53.82 57.71 61.61 65.52 69.44 73.37

80 19.76 22.67 25.70 28.85 32.10 35.46 38.92 42.47 46.12 49.85 53.68

90 19.46 22.34 25.35 28.47 31.70 35.03 38.47 42.00 45.63 49.36 53.17

Tabel 13.3. Kuat tumpu kayu (Fe) dalam N/mm2 untuk baut ¾“ Berat jenis (G) 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

0 38.63 42.49 46.35 50.21 54.08 57.94 61.80 65.66 69.53 73.39 77.25

10 37.30 41.14 44.99 48.84 52.69 56.55 60.42 64.28 68.15 72.02 75.90


20 33.96 37.71 41.48 45.28 49.09 52.91 56.75 60.61 64.48 68.36 72.25

80 18.05 20.71 23.49 26.36 29.34 32.41 35.57 38.82 42.15 45.57 49.06

90 17.76 20.39 23.13 25.97 28.92 31.96 35.10 38.32 41.64 45.03 48.51

66


II. Geometrik sambungan baut Jarak antar alat sambung baut harus direncanakan agar masingmasing alat sambung dapat mencapai tahanan lateral ultimitnya sebelum kayu pecah. Jarak antar alat sambung pada Gambar 26 dapat dilihat pada Tabel 14. Apabila jarak antar alat sambung kurang dari yang disyaratkan pada Tabel 14, maka tahanan lateral alat sambung harus direduksi.

Gambar 26. Geometrik sambungan baut: (A) sambungan horisontal, dan (B) sambungan vertikal


67

Tabel 14. Jarak tepi, jarak ujung, dan persyaratan spasi untuk sambungan baut Beban sejajar arah serat

Ketentuan dimensi minimum

1. Jarak Tepi (bopt) lm/D ≤ 6 (lihat catatan 1) lm/D > 6

1,5D yang terbesar dari 1,5D atau ½ jarak antar baris alat pengencang tegak lurus

2. Jarak Ujung (aopt) Komponen Tarik Komponen Tekan 3. Spasi (sopt) Spasi dalam baris alat pengencang 4. Jarak antar baris alat pengencang

Beban tegak lurus arah serat

serat 7D 4D 4D 1,5D < 127 mm (lihat catatan 2 dan 3)

Ketentuan dimensi minimum

1. Jarak Tepi (bopt) Tepi yang dibebani Tepi yang tidak dibebani 2. Jarak Ujung (aopt) 3. Spasi (sopt)

4D 1,5D 4D Lihat catatan 3

4. Jarak antar baris alat pengencang: lm/D ≤ 2 2 < lm/D < 6 lm/D ≥ 6

2,5D (lihat catatan 3) (5lm+10D)/8 (lihat catatan 3) 5D (lihat catatan 3)

68


Catatan: 1.

l m adalah panjang baut pada komponen utama pada suatu sambungan atau panjang total baut pada komponen sekunder

2l s  pada suatu sambungan. 2. Diperlukan spasi yang lebih besar untuk sambungan yang menggunakan ring. 3. Spasi tegak lurus arah serat antar alat-alat pengencang terluar pada suatu sambungan tidak boleh melebihi 127 mm, kecuali bila digunakan pelat penyambung khusus atau bila ada ketentuan mengenai perubahan dimensi kayu.

III. Faktor koreksi sambungan baut 1. Faktor aksi kelompok. Bila suatu sambungan terdiri dari satu baris alat pengencang atau lebih dengan alat pengencang baut, ada kecenderungan masing-masing baut mendukung beban lateral yang tidak sama yang disebabkan oleh: a. jarak antar alat sambung baut yang kurang panjang sehingga menyebabkan kuat tumpu kayu tidak terjadi secara maksimal, dan b. terjadinya distribusi gaya yang tidak merata (nonuniform load distribution) antar alat sambung baut. Baut yang paling ujung dalam satu kelompok baut akan mendukung gaya yang lebih besar dari pada baut yang letaknya di tengah. Baut paling ujung akan mencapai plastic

deformatiom

lebih

dulu.

Sehingga

ada

kemungkinan baut yang paling ujung akan gagal lebih


69

dulu sebelum baut yang tengah mencapai plastic deformation. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai faktor aksi kelompok

C  adalah: kemiringan kurva beban dan sesaran baut (slip modulus), g

jumlah baut, spasi alat sambung dalam satu baris, plastic deformation, dan perilaku rangkak/creep kayu itu sendiri. Untuk sambungan dengan beberapa alat sambung baut, tahan lateral acuan sambungan harus dikalikan dengan faktor aksi kelompok. Nilai faktor aksi kelompok diperoleh dari persamaan di bawah ini, dimana nf adalah jumlah total alat pengencang dalam sambungan, nr adalah jumlah baris alat pengencang dalam sambungan, ai adalah jumlah alat pengencang efektif pada baris alat pengencang i yang bervariasi dari 1 hingga ni, dan ni adalah jumlah alat pengencang dengan spasi yang seragam pada baris ke i .

1 Cg  nf

nr

 ai i 1

 



 m 1  m 2ni ai   2n n  1  REAm i 1  m   1  m i



m  u  u2 1 

u  1 

 1  REA      1  m 

s 1 1     2  EAm EAs 

 adalah modulus beban atau modulus gelincir untuk satu alat

pengencang. Nilai  untuk alat sambung baut diambil sebesar

70


0,246 D1,5 kN/mm. s adalah spasi dalam baris alat pengencang, jarak pusat-ke-pusat antar alat pengencang di dalam satu baris. (EA)m dan (EA)s adalah kekakuan aksial kayu utama dan kayu samping (modulus elastisitas lentur rerata komponen struktur utama dikalikan dengan luas bruto penampang utama sebelum dilubangi atau dicoak). REA = (EA)min/(EA)max, (EA)min adalah nilai yang lebih kecil di antara (EA)m dan (EA)s, (EA)max, adalah nilai yang lebih besar di antara (EA)m dan (EA)s. Jika alat pengencang pada baris-baris yang berdekatan dipasang secara berselang seling seperti pada Gambar 27, maka C g harus dihitung sebagai berikut: Pada Gambar 27(a). Jika b 4  a , maka kelompok alat sambung baut di atas dianggap terdiri dari 2 baris dengan 10 baut tiap satu baris. Tetapi bila b 4  a , maka kelompok alat sambung baut di atas dianggap terdiri dari 4 baris dengan 5 baut tiap satu baris. Pada Gambar 27(b). Jika b 4  a , maka kelompok alat sambung baut di atas dianggap terdiri dari 2 baris dengan baris pertama terdiri dari 10 baut, dan baris kedua terdiri dari 5 baut. Sedangkan jika b 4  a maka kelompok alat sambung baut dianggap terdiri dari 3 baris dengan 5 baut tiap satu baris.


71

a (a)

a a

b

b

a a

(b)

b

b

 

Gambar 27. Faktor aksi kelompok C g sambungan baut

Alternatif lain untuk menghitung nilai faktor koreksi ( C g ) adalah menggunakan Tabel 15 (National Design and Specification dari U.S). Faktor koreksi aksi kelompok pada Tabel 15 hanya berlaku untuk sambungan yang perbandingan luas penampang kayu samping terhadap kayu utama sebesar setengah atau satu.

Tabel 15. Nilai C g (NDS dari U.S, 2001)

72

Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu As/Am1

0,5

1

As

Jumlah baut dalam satu baris

(in2)

2

3

4

5

6

7

8

5

0,98

0,92

0,84

0,75

0,68

0,61

0,55

12

0,99

0,96

0,92

0,87

0,81

0,76

0,70

20

0,99

0,98

0,95

0,91

0,87

0,83

0,78

28

1,00

0,98

0,96

0,93

0,90

0,87

0,83

40

1,00

0,99

0,97

0,95

0,93

0,90

0,87

64

1,00

0,99

0,98

0,97

0,95

0,93

0,91

5

1,00

0,97

0,91

0,85

0,78

0,71

0,64

12

1,00

0,99

0,96

0,93

0,88

0,84

0,79

20

1,00

0,99

0,98

0,95

0,92

0,89

0,86

28

1,00

0,99

0,98

0,97

0,94

0,92

0,89

40

1,00

1,00

0,99

0,98

0,96

0,94

0,92

64

1,00

1,00

0,99

0,98

0,97

0,96

0,95

1. Bila As/Am >1,00, maka gunakan Am/As 2. Nilai pada tabel ini cukup aman untuk diameter baut < 1 inchi, spasi < 4 inchi atau E > 1400 ksi.

Contoh menghitung Faktor aksi kelompok C g menurut SNI – 5 (2002) 1,5D 2D 1,5D 5D Data sambungan:

5D


73

Diameter baut D  = 12,7 mm dan jarak antar baut 5 D  = 63,5 mm Ukuran kayu utama adalah 8/12, maka EAm

= 20000 x80 x120 = 192x106 N

Ukuran kayu samping 2x4/12, maka EAs

= 20000 x 2 x 40 x120 = 192x106 N

Penyelesaian:

  0,24612,7 1,5 u 1 

= 11,133 kN/mm = 11133 N/mm

s 1 1     2  EAm EAs 

u  1  11133

63,5  1 1    6 6  2  192 x10 192 x10 

u  1,00368 m  u  u 2  1  1,00368  1,00368 2  1  0,91875 R EA 

EAm EAs



192 x10 6  1,00 192 x10 6

Menghitung nilai ai

 



 m 1  m 2 ni ai   ni 2 ni  1  R EA m 1  m   1  m



 1  REA      1 m 

Apabila i  1 (baris paku ke-1), maka n1  5 dan a1  4,96 . Pada baris paku ke-2 i  2  , n 2  5 dan a 2  4,96

74

Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu nr

Cg 

1 nf

Cg 

1 a1  a2   1 4,96  4,96 10 10

 ai i 1

C g  0,99 2. Faktor

koreksi

geometri. Tahanan lateral acuan harus

dikalikan dengan faktor geometri C   , dimana C  adalah nilai terkecil dari faktor-faktor geometri yang dipersyaratkan untuk jarak ujung atau spasi dalam baris alat pengencang. Jarak ujung. Bila jarak ujung yang diukur dari pusat alat pengencang

a 

lebih besar atau sama dengan

Tabel 14, maka C   1,0 . Bila

aopt pada

a opt 2  a  a opt , maka

C   a a opt .

Jarak ujung

Spasi dalam baris alat pengencang. Bila spasi dalam baris alat pengencang ( s ) lebih besar atau sama dengan 14, maka C  = 1,0. Bila

s opt pada Tabel

3D  s  s opt , maka C   s sopt .


75

IV. Contoh analisis sambungan baut Contoh 1 Sebuah sambungan perpanjangan seperti gambar di bawah tersusun dari kayu dengan berat jenis 0,8. Apabila diameter baut adalah 12,7 mm, berapakah besarnya tahanan lateral acuan sambungan Gunakan faktor waktu

Zu

Z u  .

  0,8

3 2x4/12

8/12

5 3 10

3x6

Satuan dalam cm

10

Gambar contoh 1 Menghitung tahanan lateral acuan satu baut Z  Data sambungan: Diameter baut D  = 12,7 mm

  = 0 (sambungan perpanjangan) Tebal kayu sekunder t s  = 40 mm Sudut sambungan

Tebal kayu utama

t m  = 80 mm

Tahanan lentur baut

F  = 320 N/mm yb

2

Zu

76

Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu Kuat tumpu kayu sekunder dan kayu utama dengan nilai berat jenis

0,8

dapat

dilihat

pada

Tabel

Fes //  Fem //  61,8 N / mm 2 , sehingga Re 

13.1

adalah

Fem 61,8   1,0 Fes 61,8

Tahanan lateral acauan Z  Moda kelelehan

Z

0,83Dt m Fem 0,83 x12,7 x80 x61,8   52115 N K 1  0 360 

Moda kelelehan

Z

Im

Is

1,66 Dt s Fes 1,66 x12,7 x 40 x61,8   52115 N K 1  0 360 

Moda kelelehan

III s

k 4   1 

2 21  Re  F yb 2  Re D  Re 3Fem t s2

k 4   1 

21  1 3202  112,7 2   1,25 1 3x 61,8 x 40 2

Z

2,08k 4 Dt s Fem 2,08 x1,25 x12,7 x 40 x61,8   27119 N 2  Re K  2  11  0 360

Moda kelelehan IV

 2,08D 2  2Fem Fyb  2,08x12,7 2  2x61,8x320   Z    27238 N   31  1  K  31  Re   1  0 360 

BAB 5 Analisis Sambungan Baut Tahanan lateral acuan (N)

Moda kelelehan

52115

Im

52115

Is

27119

IIIs

27238

IV

Menghitung nilai koreksi 

77

Faktor aksi kelompok

C  g

Menurut NDS dari U.S (Tabel 15)

As / Am  0,5 As  40 x 120  4800 mm 2  7,44 in 2 Interpolasi nilai

C g untuk As  7,44 in 2

As  5in 2

C g  0,84

As  12in 2

C g  0,92

As  7,44 in 2 C g  0,84  

7,44  5 (0,92  0,84)  0,867 12  5

Nilai koreksi eometric C   a. Jarak ujung Jarak ujung pada gambar a  = 100 mm

 

Jarak ujung optimum a opt  7 D = 88,9 mm Karena a  a opt , maka C   1,00

78

Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu b. Spasi dalam baris alat pengencang s 

s

pada gambar = 60 mm

sopt

= 50,8 mm

Karena s  s opt , maka C   1,00 Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan Z u 

Z u   Z C g C  n f Z Z u  0,65 x0,8 x0,867 x1,00 x8 x 27119 Z u = 97810 N  97, 8 kN Contoh 2 55 kN

2x5/15

Satuan dalam cm

7

30 kN

10/15

5 3 3,5

8

3,5

Gambar contoh 2

30 k N


79

Sebuah sambungan buhul seperti gambar di atas tersusun dari kayu dengan berat jenis 0,85. Apabila diameter baut yang dipergunakan adalah 15,9 mm, cek apakah sambungan buhul mampu mendukung

  0,8 .

beban-beban yang bekerja. Gunakan faktor waktu

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut Z  Data sambungan:

D = 15,9 mm



t s = 50 mm

t m = 100 mm

Fyb = 320 N/mm2

= 90

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,85

Fes // = 65,66 N/mm2 Re 

Fem  0,64 Fes Tahanan lateral acuan (N)

Moda kelelehan

44342

Im

69321

Is

32543

IIIs

31097

IV

Menghitung nilai koreksi 

Fem = 42 N/mm2

 

Faktor aksi kelompok C g

Menurut NDS dari U.S (Tabel 15)

As / Am  0,5

80


As  50 x 150  7500 mm 2  11,625 in 2 Interpolasi nilai C g untuk As  11,625 in

As  5 in 2

C g  0,98

As  12 in 2

C g  0,99

As  11,625 in 2 C g  0,98 



2

11,625  5 (0,99  0,98) = 0,989 12  5

Nilai koreksi geometrik C   a. Jarak tepi Jarak tepi dengan beban = 70 mm ( > 4 D = 64 mm) Jarak tepi yang tidak dibebani = 30 mm (> 1,5 D = 24 mm) b. Jarak ujung Karena batang horizontal tidak terputus pada sambungan (batang menerus, maka faktor koreksi jarak ujung tidak dihitung. c. Jarak antar baris alat pengencang Karena l m D  100 15,9  6,3 , maka jarak antar baris pengencang adalah 5 D (5 x 15,9 = 79,5 mm). Jarak antar baris pengencang pada gambar adalah 80 mm.

 C   1,00 Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan Z u 

Z u   Z C g C  n f Z


81

Z u  0,65 x0,8 x0,989 x1,00 x 4 x31097 Z u = 66923 N  66,9 kN > 55 kN … Aman Contoh 3 Sambungan seperti gambar di bawah tersusun dari kayu dengan berat jenis 0,8. Penamaan btg 1 sampai btg 5 menjelaskan letak batang yang disambung. Batang yang terletak paling depan adalah btg 1, sedangkang yang paling belakang adalah btg 5. Apabila diameter baut yang dipergunakan adalah 15,9 mm sebanyak dua buah, cek apakah sambungan mampu mendukung beban-beban yang bekerja. Gunakan faktor waktu



= 0,8, dan faktor koreksi sambungan bernilai satu.

14 kN 2x3/15

Satuan dalam cm

btg 2 dan 4

2x4/15

15 kN

btg 1 dan 5

8/15

10

btg 3

45

5 9 6

6

Gambar contoh 3

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut ( Z ) a. Sambungan dua irisan antara btg 1 dengan btg 2 (1-2-1)

D = 15,9 mm



= 45

Fyb = 320 N/mm2

5 kN

82


t s = 40 mm

t m = 30 mm

Kuat tumpu kayu dengan berat jenis 0,8

Fes 45 = 47,43 N/mm2

Fem // = 61,8 N/mm2

Tahanan lateral acuan Z (N)

Moda kelelehan

21749

Im

44511

Is

28824

IIIs

35366

IV

 Tahanan lateral acuan adalah 21749 N b. Sambungan dua irisan antara btg 2 dengan btg 3 (2-3-2)

D = 15,9 mm



t s = 30 mm

t m = 80 mm

Fes // = 61,8 N/mm2

Fem 45 = 47,43 N/mm2

= 45


Moda kelelehan

44511

Im

43497

Is

27909

IIIs*

35366

IV

* moda kelelehan ini tidak mungkin terjadi c. Sambungan dua irisan antara btg 3 dengan btg 2 (3-2-3)

D = 15,9 mm



= 45


83

t s = 80 mm

t m = 30 mm

Fes 45 = 47,43 N/mm2

Fem // = 61,8 N/mm2


Mode kelelehan

21749

Im

89022

Is

43842

IIIs*

35366

IV

* moda kelelehan ini tidak mungkin terjadi  Tahanan lateral acuan adalah 21749 N (Nilai terkecil diantara b dan c)

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan ( Z u )

Z u   Z n f Z Z u  0,65 x0,8 x 2 x 21749 = 23663 N (> 14 kN atau 5 kN) Contoh 4 Tiga batang kayu dengan berat jenis 0,7 bertemu pada titik buhul seperti gambar di bawah. Alat sambung yang digunakan adalah dua baut

dengan

diameter

12,7. Apabila

faktor

waktu

 

yang

dipergunakan adalah 1,0 dan faktor koreksi sambungan dianggap sama dengan satu, maka berapakah besarnya gaya B, D, dan V?

84


V

D 3/15 btg 1 3/15 45

B

Satuan dalam cm

btg 3

7 btg 2

4/15

20 kN

10

4

7

4

Gambar contoh 4 Menghitung tahanan lateral acuan satu baut Z  a. Sambungan dua irisan antara btg 1 dengan btg 2 (1-2-1)

D = 12,7 mm



t s = 30 mm

t m = 40 mm

= 90

Fyb = 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu dengan berat jenis 0,7

Fes // = 54,08 N/mm2

Fem = 35,47 N/mm2


85


Moda kelelehan

11964

Im

27363

Is

15349

IIIs

18143

IV

b. Sambungan dua irisan antara btg 2 dengan btg 3 (3-2-3)

D = 12,7 mm



t s = 30 mm

t m = 40 mm

Fes // = 54,08 N/mm2

Fem 45 = 42.85 N/mm2

= 45

Tahanan lateral acuan (N)

Moda kelelehan

16056

Im

30403

Is

17821

IIIs*

21295

IV

 Tahanan lateral acuan yang menentukan adalah 11964 N (nilai terkecil diantara a dan b)

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan ( Z u )

Z u   Z n f Z Z u  0,65 x1,0 x 2 x11964 Z u = 16271 N  16, 27kN

86


Keseimbangan statik pada buhul diperoleh sebagai berikut:

20kN  B  Dsin 45  0.707 D  V Dari persamaan keseimbangan gaya tersebut, maka gaya diagonal D dapat dianggap sebagai gaya batang yang paling menentukan. Sehingga besarnya gaya batang D tidak boleh melebihi nilai Z u .

D = 16,27 kN V = 0,707 x 16,27 kN = 11,5 kN

B = 20 kN – 11,5 kN = 8,5 kN Contoh 5 Sambungan perpanjangan satu irisan seperti gambar di bawah tersusun dari kayu dengan berat jenis 0,75. Apabila diinginkan diameter baut 12,7 mm, rencanakan jumlah dan bentuk penempatan alat sambung baut sehingga dapat mendukung gaya tarik 40 kN. Gunakan faktor waktu

35 kN

 = 0,6.

6/12

6/12

Gambar contoh 5

35 kN


87

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan satu irisan Data sambungan: Diameter baut D  = 12,7 mm

  = 0 Tebal kayu sekunder t s  = tebal kayu utama t m  = 60 mm Sudut sambungan

 

Tahanan lentur baut Fyb = 320 N/mm2 Kuat tumpu kayu dengan berat jenis 0,75

Fes //  Fen // = 57,94 N/mm2 Tahanan lateral acuan (N)

Mode kelelehan

36645

Im

36645

Is

17008

II

17144

IIIm

17144

IIIs

13187

IV

 

Menghitung jumlah baut perkiraan n f

Nilai C g dan C  diasumsikan bernilai 1,00

nf 

35000 35000   6,8 baut  Z Z 0,65 x0,6 x13187

(Dibulatkan menjadi 8 baut seperti gambar di bawah)

88


3 6/12

6/12

5 3

10

3x6

10

Satuan dalam cm

Kontrol tahanan lateral acuan sambungan ijin Z u  

Faktor aksi kelompok ( C g ) Menurut NDS dari U.S

As Am = 1,0 As = 60 x 120 = 7200 mm2  11,16 in2 Interpolasi nilai C g untuk As = 11,16 in2

As = 5 in2

C g = 0,91

As = 12 in2

C g = 0,96

As = 11,16 in2 C g = 0,91 



11,16  5 (0,96  0,91) = 0,954 12  5

Nilai koreksi geometrik ( C  ) a. Jarak ujung Jarak ujung ( a ) = 100 mm Jarak ujung optimum ( a opt ) = 7 D = 88,9 mm Karena a  a opt , C  = 1,00


89

b. Spasi dalam baris alat pengencang Spasi dalam baris pengencang ( s ) = 60 mm Spasi dalam baris pengencang optimum ( s opt ) = 4 D = 50,8 mm. Karena s  s opt , maka C  = 1,00  nilai C  adalah 1,00

Z u   Z C g C  n f Z Z u  0,65 x0,6 x0,954 x1,00 x8 x13187 Z u = 39250 N  39,25 kN > 35 … Aman

ANALISIS SAMBUNGAN BAUT

Recommend Documents