BATANG GANDA DENGAN PLAT KOPEL 2.1 Batasan-batasan
Pelat kopel digunakan jika jarak kosong “a” sebagai berikut : 3b a 6b
Plat kopel dipasang pada jarak yang satu sama lain sebesar L1. Pemasangannya harus setangkup (simetris) atas dan bawah, atau berpasangan, jadi tidak boleh digeser satu sama lain
Arah serat plat kopel dipasang tegak lurus terhadap sumbu batang ganda
Alat penghubung yang digunakan hanya diperbolehkan paku dan dipasang minimnal 4 buah paku tiap masing-masing batang ganda untuk sebuah plat kopel. Paku bekerja dalam keadaan satu irisan.
Plat kopel dipelajari dalam kuliah ini hanya untuk batang ganda yang terdiri dari 2 bagian.
Untuk penjelasan, perhatikan gambar berikut ini.
½l r = 5d-20d d1 = 5d-20d d1 = 5d-20d Keterangan :
½l
l1
d1 = 5d-20d r = 5d-20d
Arah serat
b
a
b e1 t
x
h
y b
a
t
b
1. Lebar pelat kopel minimal c= 40d 2. r ujung dibebani tapi tidak ada kemungkinan lepasnya ujung-ujung karena gaya tegak lurus plat kopel 3. d d plat kopel 5d – 20 d d// batang ganda = 10d – 40 d
H
q A
B
l VA= ½ ql
DM=½ ql
VB= ½ ql
+ -
½ ql
Diagram DM + -
Diagram DN + Diagram yg Disempurnaka n Keterangan : Arah DM sumbu x-x penampang Arah DN sumbu y-y penampang DM = gaya lintang akibat momen lentur
DN = gaya lintang semu akibat gaya normal tekan
Gaya yang bekerja dan tegangan Kita perhatikan dulu gaya yang bekerja pada plat kopel akibat gaya normal P, yang merupakan gaya tekan. Seperti pada jenis perkuatan dengan klos, plat kopel dipasang apabila arah DN tegak lurus sumbu penampang Y-Y.
DN adalah gaya geser tekuk, dan identik pada perhitungan klos.
w
P untuk w 60 60 w w DN P untuk w 60 60 60 DN
Gaya geser pelat kopel L dihitung berdasarkan tegangan geser tekuk :
DM
DN . Sy (2t ) Iy
e1
gaya geser persatuan panjang :
t
x
DN . Sy Iy
y (2t )
h
y
gaya geser plat kopel :
DN . l1 Iy / sy
L ty .l1 dimana :
Iy 2 sy
112 b
3
h bh e12
DN
b
t
a b
bh e1
b2 2 e1 6 e1 harga : jadi :
b2 , umumnya sangat kecil, praktis dapat diabaikan 6 e1
Iy 2. e1 a b Sy
Gaya geser pelat kopel “praktis” : Lpraktis =
DN l1 ( a b)
Akibat bekerjanya gaya L, maka timbul gaya-gaya N yang harus dipikul paku-paku menurut diagram (lihat gambar). Kita perhatikan sebuah plat kopel, misalnya plat kopel atas.
1 L (2e1) 2 N .3d1 1 N . d1 2 3 6 2 N d1 3 L. e1 N dalam kg 6 2 d1 3
½L N
N d1 ½N
c
½N
½N
N
d1
N d1
½L
b
a
b
Paku terberat memikul : 2
1 R L N 2 N1 8 Jika tidak terpenuhi, maka : diameter paku diperbesar jumlah paku ditambah jumlah pelat kopel ditambah (medan ditambah) jarak d1, diperbesar
Tegeangan geser yang harus dipikul plat kopel :
max 3
1 L 2 // pelat kopel 2 C. t
Jika tidak terpenuhi, maka : C diperbesar t dipertebal L diperkecil Momen lentur yang harus dipikul oleh plat kopel : M1-1 = N . 3d1
1 1 1 N . d1 L. e1 L (a b) 3 2 4
M I I 1 t (80% . c) 2 6
lt pelat kopel
Jika tidak terpenuhi, maka : M diperkecil T dipertebal C diperbesar
Dimensionering pelat Kopel 1) Ukuran lebar plat kopel (lebar papan) dihitung berdasarkan jumlah paku yang diperlukan dalam jarak-jarak pemasangan paku. Jika dipasang minimal sudah memadai, berarti 4 buah paku perbatang ganda untuk satu plat kopel, maka lebar plat kopel :
c (3. d1 2 . r ) atau c 40 d dimana : d = diameter paku 2) Ukuran tebal plat kopel (tebal papan) dihitung berdasarkan tegangan geser ;
max 3
1 L 2 // pelat kopel 2 C. t
Jika tidak terpenuhi, maka : C diperbesar t dipertebal L diperkecil 3) Berdasarkan harga c dan t, kontrol kekuatan lentur plat kopel terhadap :
M1-1 =
1 L. e1 2
M I I 1 t (80% . c) 2 6
lt pelat kopel
Kalau tidak terpenuhi, maka : - cek efek yang paling menentukan dari harga-harga di atas, kemudian diperbesar - Jika masih tidak memenuhi ; perlu ditinjau kemungkinan medan ditambah, dengan memperhatikan tempat untuk pemasangannya 4) Kontrol kekuatan paku yang terberat (misalnya untuk 4 buah paku)
2
1 R L N 2 N1 8
Contoh Perhitungan q A
B
t
x
h
y
l b
a
t
b
Diketahui : Balok AB seperti tergambar L = 4,50 m b = 6 cm h = 18 cm N = 923 kg Kayu kelas kuat II mutu kayu A Rencanakan pelat-kopel tersebut !
q A
B
t
x
h
y
l Penyelesaian :
b
a
t
b
1. Mencari angka kelangsingan
x
l i min
450 86,5 0,289 (19)
kemungkinan tekuk terjadi terhadap sumbu x-x, jika x > w
m 2
w y 2 f . . 12 iy
Iy 1 2 1 b ( a b) 2 F 12 4
1 2 1 6 (18 6) 2 12,12 cm 12 4 450 y 37,12 12,12
slip factor f untuk alat penyambung paku dan penghubung pelat kopel f = 450 m = 2 bagian
1 ly l1 450 259,5156 1 n i1 0,289 .b 0,289 .b . n n
w x
2 1
(37,12) 2 4,50 2
2
86,50
(86,5) 2 (37,12) 2 1 1356,60 4,50 2
2
259,5156 1356,60 n n 7,05 Coba dengan n 8
l1
450 56,25 cm 8
Syarat : 30 1 60
1
259,5156 32,44 ok ! 8
w (37,12) 2 4,50 (32,44) 2 78,20 w 78,20 x 86,5 ok! w 2,136
2. Mencari gaya geser pelat kopel
L t .l1 DN
L
w 60
DN . Sy DN . l1 DN . l1 . l1 Iy Iy / Sy ( a b) N
2,136 (923) 32,90 kg 60
DN . l1 32,90 .56,25 77,08 kg ( a b) (18 6)
3. Mencari lebar pelat kopel (lebar papan)
e1
e1
½L N
N d1 ½N
c
½N
½N
N
d1
N d1 ½L
b
a
b
t x h y
b
a
t
b
Kita coba dengan jumlah paku minimal yaitu : 4 buah C 3d1 + 2r
10d d1 20d 5d r 20d
c 40d
paku terkecil : 22x45 c 40 (2,2) mm = 88 mm 8,80 cm
4. Mencari tebal pelat kopel
max 3
1 L 2 // 12 kg / cm 2 2 C. t
3 77,08 c .t 4 4,82 cm 412 jika dihitung berdasarkan Cmin =8,8 cm
4,822 t 0,55 cm 8,8 jika dihitung berdasarkan jarak paku dan paku minimal :
1 t 7 t 7d 1,54 cm d
5. Kontrol penempatan paku Coba tebal plat kopel t = 2 cm
d
1 20 t 2,85 mm 7 7
Coba paku 86 x 65 Syarat penetrasi : s 12 d = 3,36 cm Sada = 65 – 20 = 45 mm = 4,50 cm Sada = 4,50 cm > s = 3,36 cm ok !
6. Kontrol kekuatan paku Coba : d1 = 10d = 2,8 cm Ambil saja d1 = 3 cm
e1
1 a b 1 (8 6) 12 cm 2 2
Cari harga “N”
1 L . 2 e1 2 N .3d1 1 N . d1 2 3 20 N d1 3 L e1 77,08 (12) N 46,25 kg 2 6 d1 6 2 (3) 3 3 paku yang terberat memikul : 2
2
1 77,08 2 R L N 2 (46,25) 47,24 kg 8 8 kekuatan satu paku :
N1
500 d 2 500 (0,28) 2 30,625 kg 1d 1,28
R = 47,24 kg > N1 = 30,625 kg (paku tidak kuat) 7. Dicoba dengan tebal plat kopel yang lain. Ambil : t = 3 cm d 1 t 4,28 mm kayu tidak di bor dulu
7
d 1 t 5 mm kayu dibor dulu
6
Syarat penetrasi : s 12 d = 4,56 cm Sada = 10 – 3 = 7 cm ok ! Kekuatan paku :
N1
500 d 2 52,3 kg 1d
Ambil d1 = 10d = 3,8 cm 4 cm e1 = 12 cm
N
L e1 77,08 (12) 34,69 kg 6 2 d1 6 2 (4) 3 3
Paku yang terberat memikul : 2
1 R L N 2 36 kg 8 RT 36 kg N1 52,30 kg ok! jadi paku : 38 x 100 cukup kuat Syarat lebar plat kopel : C 3d1 + 2r =3,4+ 2,2 16 cm < ½ l1 ok 8. Kekuatan lentur pelat kopel
M I I N (3d1) 1 N (d1) 1 L (e1) 1 L (a b) 3 2 4 77,08 (18 6) 462,48 kg cm 4 M 462,48 5,64 kg / cm 2 2 1 w (3) (0,80 . 16) 6 5,64 kg / cm 2 lt 100 kg / cm 2 jadi plat kopel cukup kuat TES FORMATIF 1. Jelaskan fungsi dari batang ganda dengan pelat kopel 2. Jelaskan batasan-batasan yang dipergunakan dalam perhitungan batang ganda dengan pelat kopel 3. Jelaskan langkah-langkah perhitungan dalam mencari gaya yang bekerja pada pelat kopel 4. Jelaskan langkah-langkah perhitungan dalam mencari tegangan yang timbul pada pelat kopel 5. Jelaskan langkah-langkah perhitungan dalam mencari ukuran pelat kopel
5. TUGAS TERSTRUKTUR P
I q
B
C I
t
x
h
4.00 m
600
y
t
A 1.50 m
4.50 m
Diketahui : Struktur balok ABC ditahan oleh pendel dan sendi seperti gambar Beban mati : q = 250 kg/cm2 Beban hidup : P = 600 kg Kayu kelasa kuat II Mutu kayu A Ketentuan lain tentukan sendiri. Jarak kosong a = 5b Pertanyaan: 1. Rencanakan dimensi batang ABC 2. Rencanakan dimensi pendel 3. Hitung pelat kopel pada balok ABC 4. Hitung dan gambar detail di B
b
a
b
DAFTAR PUSTAKA Bambang Suryoatmono, Struktur Parahyangan, Bandung.
Kayu,
Fakultas
Teknik,
Universitas
Danasasmita, E.Kosasih, Struktur Kayu I, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, UPI, 2004. Danasasmita, E.Kosasih, Struktur Kayu II, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, UPI, 2004. DPMB. Dirjen Cipta Karya, Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia, DPMB, Dirjen Cipta Karya, DPUTL, 1978. D.T Gunawan, Diktat Kuliah Konstruksi Kayu, Fakultas Teknik Sipil, Universitas Parahyangan, Bandung. Felix Yap, K.H., Konstruksi Kayu, Bina Cipta, Bandung, 1965. Frick, Heinz, Ilmu Konstruksi Kayu, Yayasan Kanisius, Yogyakarta, 1977. Sadji, Konstruksi Kayu, Fakulytas Teknik Sipil, Institut Teknologi 10 November, Surabaya. Soeryanto Basar Moelyono, Yogyakarta, 1974.
Pengantar
perkayuan,
Yayasan
Kanisius,
Susilohadi, Struktur kayu, Teknik Sipil, Universitas Jenderal Ahmad Yani, Bandung. Soedibyo, Konstruksi Kayu, Teknik Sipil Universitas Winaya Mukti, Bandung
