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).

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)

m

I



K

F

Dt

,

Z



0

83

m em s

I



K

F

Dt

,

Z



0

83

s es

II



K

F

Dt

k

Z



0

,

93

1 s es m

III

_

_



K

R

F

Dt

k

,

Z

e em m

2

1

04

1

₂





s

III



R



K



F

Dt

k

,

Z

e em s





2

04

1

₃

IV

_

_

e yb em

R

F

F

K

D

,

Z





















1

3

2

04

1

2 











e



t e e t t t e e

R

R

R

R

R

R

R

R

R

k

















1

1

1

2

2 2 2 3 1

 







₂



2 2

3

2

1

2

1

2

1

m em e yb e

t

F

D

R

F

R

k













 









2 2 3

3

2

2

1

2

1

s em e yb e e

t

F

D

R

F

R

R

k













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

Moda kelelehan Tahanan lateral (Z)

m

I



K

F

Dt

Z



0

,

83

m em s

I



K

F

Dt

Z



1

,

66

s es s

III

_

_

 K R F Dt k Z e em s   2 08 , 2 ₄

IV



e



yb em

R

F

F

K

D

Z

















1

3

2

08

,

2

2 

 







₂



2 4 3 2 1 2 1 s em e yb e e t F D R F R R k       Catatan: s m t

t

t

R



es em e

F

F

R













1



360



K

em

F

dan

F

_es adalah kuat tumpu (N/mm2_{) kayu utama dan kayu}

samping. Untuk sudut sejajar dan tegak lurus serat, nilai kuat tumpu kayu adalah:

F

e//



77

,

25

G

dan

5 , 0 45 , 1

212

 



G

D

F

e . Sedangkan

untuk kuat tumpu kayu dengan sudut  terhadap serat (

F

_e) dapat diperoleh dengan persamaan Hankinson.





 2 2 // / /

cos

sin

_ 





e e e e e

F

F

F

F

F

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_.

Tabel 13.1. Kuat tumpu kayu (Fe) dalam N/mm2 untuk baut ½“ Berat jenis (G) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.50 38.63 37.75 35.42 32.37 29.27 26.57 24.45 22.95 22.07 21.77 0.55 42.49 41.61 39.28 36.17 32.97 30.13 27.87 26.27 25.32 25.00 0.60 46.35 45.48 43.15 40.01 36.73 33.79 31.42 29.72 28.70 28.36 0.65 50.21 49.36 47.04 43.89 40.56 37.53 35.06 33.28 32.21 31.85 0.70 54.08 53.23 50.95 47.81 44.45 41.35 38.81 36.96 35.84 35.47 0.75 57.94 57.12 54.87 51.76 48.39 45.25 42.65 40.75 39.59 39.20 0.80 61.80 61.00 58.81 55.73 52.38 49.22 46.59 44.63 43.44 43.04 0.85 65.66 64.89 62.75 59.74 56.41 53.26 50.60 48.62 47.41 47.00 0.90 69.53 68.78 66.71 63.77 60.49 57.36 54.70 52.70 51.48 51.06 0.95 73.39 72.67 70.67 67.82 64.61 61.52 58.87 56.88 55.64 55.22 1.00 77.25 76.56 74.65 71.89 68.77 65.74 63.12 61.14 59.91 59.49

Sudut gaya terhadap serat kayu  (derajat)

Tabel 13.2. Kuat tumpu kayu (Fe) dalam N/mm2 untuk baut 5/8“

Berat jenis (G) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.50 38.63 37.51 34.64 31.00 27.46 24.48 22.22 20.66 19.76 19.46 0.55 42.49 41.36 38.44 34.68 30.96 27.79 25.35 23.66 22.67 22.34 0.60 46.35 45.22 42.26 38.40 34.54 31.19 28.59 26.77 25.70 25.35 0.65 50.21 49.08 46.10 42.17 38.18 34.68 31.93 29.99 28.85 28.47 0.70 54.08 52.95 49.95 45.97 41.87 38.24 35.36 33.32 32.10 31.70 0.75 57.94 56.82 53.82 49.80 45.62 41.88 38.88 36.74 35.46 35.03 0.80 61.80 60.69 57.71 53.67 49.43 45.59 42.49 40.25 38.92 38.47 0.85 65.66 64.57 61.61 57.56 53.28 49.36 46.17 43.86 42.47 42.00 0.90 69.53 68.45 65.52 61.49 57.17 53.19 49.93 47.55 46.12 45.63 0.95 73.39 72.33 69.44 65.43 61.10 57.09 53.77 51.33 49.85 49.36 1.00 77.25 76.21 73.37 69.40 65.08 61.04 57.67 55.19 53.68 53.17

Sudut gaya terhadap serat kayu  (derajat)

Tabel 13.3. Kuat tumpu kayu (Fe) dalam N/mm2 untuk baut ¾“

Berat jenis (G) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.50 38.63 37.30 33.96 29.86 26.01 22.87 20.53 18.96 18.05 17.76 0.55 42.49 41.14 37.71 33.43 29.35 25.98 23.44 21.71 20.71 20.39 0.60 46.35 44.99 41.48 37.06 32.77 29.17 26.45 24.57 23.49 23.13 0.65 50.21 48.84 45.28 40.72 36.25 32.45 29.55 27.53 26.36 25.97 0.70 54.08 52.69 49.09 44.42 39.79 35.81 32.73 30.59 29.34 28.92 0.75 57.94 56.55 52.91 48.16 43.38 39.24 36.01 33.74 32.41 31.96 0.80 61.80 60.42 56.75 51.93 47.03 42.74 39.36 36.97 35.57 35.10 0.85 65.66 64.28 60.61 55.73 50.72 46.30 42.79 40.29 38.82 38.32 0.90 69.53 68.15 64.48 59.56 54.46 49.92 46.29 43.69 42.15 41.64 0.95 73.39 72.02 68.36 63.41 58.25 53.60 49.86 47.17 45.57 45.03 1.00 77.25 75.90 72.25 67.29 62.07 57.33 53.49 50.72 49.06 48.51

II. Geometrik sambungan baut

Jarak antar alat sambung baut harus direncanakan agar masing-masing 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

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

2. Jarak Ujung (aopt)

Komponen Tarik Komponen Tekan 3. Spasi (sopt)

Spasi dalam baris alat pengencang

4. Jarak antar baris alat pengencang

1,5D

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

serat 7D 4D 4D

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

Beban tegak lurus arah serat Ketentuan dimensi minimum

1. Jarak Tepi (bopt)

Tepi yang dibebani Tepi yang tidak dibebani 2. Jarak Ujung (aopt)

3. Spasi (sopt)

4. Jarak antar baris alat pengencang: lm/D ≤ 2 2 < lm/D < 6 lm/D ≥ 6 4D 1,5D 4D Lihat catatan 3 2,5D (lihat catatan 3) (5lm+10D)/8 (lihat catatan 3) 5D (lihat catatan 3)

Catatan:

1.

l

_m adalah panjang baut pada komponen utama pada suatu sambungan atau panjang total baut pada komponen sekunder

 

2

l

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 (non-uniform 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

dulu sebelum baut yang tengah mencapai plastic deformation.

Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai faktor aksi kelompok

 

C

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

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

.







nr i i f g

a

n

C

1

1





















































m

R

m

m

m

R

m

m

a

EA i n i n EA i n i

1

1

1

1

1

1

2 2

1

2

_





u

u

m

 

 



_















s m

EA

EA

s

u

1

1

2

1



  adalah modulus beban atau modulus gelincir untuk satu alat pengencang. Nilai  untuk alat sambung baut diambil sebesar

5 , 1

246

,

0

D

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.

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)

b

b

a

a

a

b

b

a

a

(a) (b)

As/Am1 _A

s Jumlah baut dalam satu baris

0,5 (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 1 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)

Data sambungan: 5D 2D 1,5D 1,5D 5D

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

x

80

x

120

= 192x106 _N

Ukuran kayu samping 2x4/12, maka

 

EA

_s =

20000

x

2

x

40

x

120

= 192x106 _N Penyelesaian:





1,5

7

,

12

246

,

0





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

   



_















s m

EA

EA

s

u

1

1

2

1















_





_{6 6}

10

192

1

10

192

1

2

5

,

63

11133

1

x

x

u

00368

,

1



u

91875

,

0

1

00368

,

1

00368

,

1

1

2 2















u

u

m

 

 

1

,

00

10

192

10

192

6 6







x

x

EA

EA

R

s m EA Menghitung nilai

a

_i

















































m

R

m

m

m

R

m

m

a

EA n n EA n i i i i

1

1

1

1

1

1

2 2

Apabila

i



1

(baris paku ke-1), maka

n

1



5

dan

a

1



4

,

96

. Pada baris paku ke-2



i



2



,

n

2



5

dan

a

2



4

,

96







nr i i f g

a

n

C

1

1







4

,

96

4

,

96



10

1

10

1

2 1









a

a

C

_g

99

,

0



g

C

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

a

_opt pada Tabel 14, maka

C

_



1

,

0

. Bila

a

_opt

2



a



a

_opt , maka

opt

a

a

C

_



.

Spasi dalam baris alat pengencang. Bila spasi dalam baris alat pengencang (

s

) lebih besar atau sama dengan

s

_opt pada Tabel

14, maka

C

_ = 1,0. Bila

3

D



s



s

_opt, maka

C

_



s

s

_opt . Jarak ujung

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

 

Z

_u . Gunakan faktor waktu





0

,

8

Gambar contoh 1

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut

 

Z

Data sambungan:

Diameter baut

 

D

= 12,7 mm

Sudut sambungan

 



= 0 (sambungan perpanjangan) Tebal kayu sekunder

 

t

_s = 40 mm

Tebal kayu utama

 

t

_m = 80 mm Tahanan lentur baut

 

F

_yb = 320 N/mm2

2x4/12 8/12

Z

u

Z

u 10 3x6 10 5 3 3 Satuan dalam cm

Kuat tumpu kayu sekunder dan kayu utama dengan nilai berat jenis 0,8 dapat dilihat pada Tabel 13.1 adalah

2 // //

F

61

,

8

N

/

mm

F

es



em



, sehingga

1

,

0

8

,

61

8

,

61







es em e

F

F

R

Tahanan lateral acauan

 

Z

Moda kelelehan

I

_m



x

x



N

x

K

F

Dt

Z

m em

52115

360

0

1

8

,

61

80

7

,

12

83

,

0

83

,

0









 Moda kelelehan

I

_s



x

x



N

x

K

F

Dt

Z

s es

52115

360

0

1

8

,

61

40

7

,

12

66

,

1

66

,

1











Moda kelelehan

III

_s

 







₂



2 4 3 2 1 2 1 s em e yb e e t F D R F R R k      

 

 



 

1,25 40 8 , 61 3 7 , 12 1 2 320 1 1 1 2 1 2 2 4        x x k







x

 



x x x





N K R F Dt k Z e em s ₂₇₁₁₉ 360 0 1 1 2 8 , 61 40 7 , 12 25 , 1 08 , 2 2 08 , 2 ₄        Moda kelelehan

IV









x





x

 

x

N

R

F

F

K

D

Z

e yb em

27238

1

1

3

320

8

,

61

2

360

0

1

7

,

12

08

,

2

1

3

2

08

,

2

2 2

_





































Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan

52115 Im

52115 Is

27119 IIIs

27238 IV

Menghitung nilai koreksi

 Faktor aksi kelompok

 

C

_g Menurut NDS dari U.S (Tabel 15)

5

,

0

/

_m



s

A

A

2 2

44

,

7

4800

120

40

x

mm

in

A

_s







Interpolasi nilai

C

_g untuk 2

44

,

7

in

A

_s



2

5in

A

_s



C

_g



0

,

84

2

12 in

A

s



C

g



0

,

92

2

44

,

7

in

A

_s



(

0

,

92

0

,

84

)

0

,

867

5

12

5

44

,

7

84

,

0













g

C

 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

b. Spasi dalam baris alat pengencang

 

s

s

pada gambar = 60 mm

s

opt = 50,8 mm

Karena

s



s

_opt, maka

C

_



1

,

00

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan

 

Z

_u

Z

n

C

C

Z

_u





_Z



_{g  f}

27119

8

00

,

1

867

,

0

8

,

0

65

,

0

x

x

x

x

x

Z

_u



u

Z

= 97810 N  97, 8 kN Contoh 2 Gambar contoh 2 30 kN 10/15 2x5/15 3,5 3,5 8 5 7 3 30 k N 55 kN Satuan dalam cm

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 beban-beban yang bekerja. Gunakan faktor waktu





0

,

8

.

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut

 

Z

Data sambungan:

D

= 15,9 mm



= 90

F

_yb = 320 N/mm2

s

t

= 50 mm

t

_m = 100 mm

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,85 // es

F

= 65,66 N/mm2  em

F

= 42 N/mm2

64

,

0





es em e

F

F

R

Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan

44342 Im

69321 Is

32543 IIIs

31097 IV

Menghitung nilai koreksi

 Faktor aksi kelompok

 

C

_g Menurut NDS dari U.S (Tabel 15)

5

,

0

/

_m



s

A

A

2 2

625

,

11

7500

150

50

x

mm

in

A

s







Interpolasi nilai

C

_g untuk 2

625

,

11

in

A

_s



2

5in

A

s



C

g



0

,

98

2

12 in

A

_s



C

_g



0

,

99

2

625

,

11

in

A

_s



(

0

,

99

0

,

98

)

5

12

5

625

,

11

98

,

0











g

C

= 0,989

 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.

00

,

1





C

_

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan

 

Z

_u

Z

n

C

C

Z

_u





_Z



_{g  f}

31097

4

00

,

1

989

,

0

8

,

0

65

,

0

x

x

x

x

x

Z

_u



u

Z

= 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.

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

F

_yb = 320 N/mm2 15 kN 2x3/15 5 10 5 kN 14 kN 2x4/15 45 btg 1 dan 5 8/15 btg 2 dan 4 btg 3 9 6 6 Satuan dalam cm

s

t

= 40 mm

t

_m = 30 mm Kuat tumpu kayu dengan berat jenis 0,8

 45 es

F

= 47,43 N/mm2 // em

F

= 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



= 45 s

t

= 30 mm

t

_m = 80 mm // es

F

= 61,8 N/mm2  45 em

F

= 47,43 N/mm2

Tahanan lateral acuan Z (N) 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

s

t

= 80 mm

t

_m = 30 mm  45 es

F

= 47,43 N/mm2 // em

F

= 61,8 N/mm2

Tahanan lateral acuan Z (N) 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

n

Z

u





Z



f

21749

2

8

,

0

65

,

0

x

x

x

Z

u



= 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?

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



= 90

F

_yb = 320 N/mm2

s

t

= 30 mm

t

_m = 40 mm Kuat tumpu kayu dengan berat jenis 0,7

// es

F

= 54,08 N/mm2  em

F

= 35,47 N/mm2 3/15 B 20 kN 3/15 4/15 45 V D Satuan dalam cm 7 4 4 7 10 btg 1 btg 2 btg 3

Tahanan lateral acuan Z (N) 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



= 45 s

t

= 30 mm

t

_m = 40 mm // es

F

= 54,08 N/mm2  45 em

F

= 42.85 N/mm2

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

n

Z

_u





_Z



_f

11964

2

0

,

1

65

,

0

x

x

x

Z

_u



u

Z

= 16271 N  16, 27kN

Keseimbangan statik pada buhul diperoleh sebagai berikut:





D

V

D

B

kN





sin

45





0

.

707



20

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



= 0,6.

Gambar contoh 5

6/12 6/12

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan satu irisan

Data sambungan:

Diameter baut

 

D

= 12,7 mm Sudut sambungan

 



= 0

Tebal kayu sekunder

 

t

_s = tebal kayu utama

 

t

_m = 60 mm Tahanan lentur baut

 

F

_yb = 320 N/mm2

Kuat tumpu kayu dengan berat jenis 0,75 //

// en es

F

F



= 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

_gdan

C

_ diasumsikan bernilai 1,00

8

,

6

13187

6

,

0

65

,

0

35000

35000

_

_



x

x

Z

n

Z f





baut

(Dibulatkan menjadi 8 baut seperti gambar di bawah)

Kontrol tahanan lateral acuan sambungan ijin

 

Z

_u  Faktor aksi kelompok (

C

_g)

Menurut NDS dari U.S

m s

A

A

= 1,0

s

A

= 60 x 120 = 7200 mm2

_

_{11,16 in}2

Interpolasi nilai

C

_g untuk

A

_s = 11,16 in2

s

A

= 5 in2 g

C

= 0,91

A

_s = 12 in2 g

C

= 0,96 s

A

= 11,16 in2 g

C

=

(

0

,

96

0

,

91

)

5

12

5

16

,

11

91

,

0









= 0,954

 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 6/12 6/12 10 3x6 10 5 3 3 Satuan dalam cm

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

n

C

C

Z

_u





_Z



_{g  f}

13187

8

00

,

1

954

,

0

6

,

0

65

,

0

x

x

x

x

x

Z

_u



u

Z

= 39250 N  39,25 kN > 35 … Aman