DENGAN KONSTRUKSI BETON
H. Plat wafel
8. TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN DENGAN KONSTRUKSI KAYU
8.3. Sistem Struktur dan Sambungan dalam Konstruksi Kayu
8.3.1. Produk Alat Sambung untuk Struktur Kayu a) Alat Sambung Paku
Paku merupakan alat sambung yang umum dipakai dalam konstruksi maupun struktur kayu. Ini karena alat sambung ini cukup mudah pemasangannya. Paku tersedia dalam berbagai bentuk, dari paku polos hingga paku ulir. Spesifikasi produk paku dapat dikenali dari panjang paku dan diameter paku. Ilustrasi produk paku ditunjukkan pada Gambar 8.11.
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
Gambar 8.11: Beragam produk paku : paku polos, paku berlapis semen–seng, paku ulir, paku berulir biasa, paku berulir helical
Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999
Paku yang di beri coating umum dimaksudkan untuk ketahanan terhadap karat dan noda. Dengan begitu tampilan paku dapat dipertahankan. Namun adanya coating tersebut menyebabkan kuat cabut paku berkurang karena kehalusan coating tersebut.
Tabel 8.3. Spesifikasi Ukuran Paku Sumber: PKKI, 1979
Ujung Paku. Ujung paku dengan bagian runcing yang relatif panjang umumnya memiliki kuat cabut yang lebih besar. Namun ujung yang runcing bulat tersebut sering menyebabkan pecahnya kayu terpaku. Ujung yang tumpul dapat mengurangi pecah pada kayu, namun karena ujung tumpung tersebut merusak serat, maka kuat cabut paku pun akan berkurang pula.
Kepala paku. Kepala paku badap berbentuk datar bulat, oval maupun kepala benam (counter sunk) umumnya cukup kuat menahan tarikan langsung. Besar kepala paku ini umumnya sebanding dengan
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
diameter paku. Paku kepala benam dimaksudkan untuk dipasang masuk – terbenam dalam kayu.
Pembenaman Paku. Paku yang dibenam dengan arah tegak lurus serat akan memiliki kuat cabut yang lebih baik dari yang dibenam searah serat . Demikian halnya dengan pengaruh kelembaban. Setelah dibenam dan mengalami perubahan kelembaban, paku umumnya memiliki kuat cabut yang lebih besar dari pada dicabut langsung setelah pembenaman.
Jarak Pemasangan Paku. Jarak paku dengan ujung kayu, jarak antar kayu, dan jarak paku terhadap tepi kayu harus diselenggarakan untuk mencegah pecahnya kayu. Secara umum, paku tak diperkenankan dipasang kurang dari setengah tebal kayu terhadap tepi kayu, dan tak boleh kurang dari tebal kayu terhadap ujung. Namun untuk paku yang lebih kecil dapat dipasang kurang dari jarak tersebut.
Kuat cabut paku
Gaya cabut maksimum yang dapat ditahan oleh paku yang ditanam tegak lurus terhadap serat dapat dihitung dengan pendekatan rumus berikut.
P = 54.12 G5/2 DL (Metric: kg)
P = 7.85 G5/2 DL (British: pound) (8.1) Dimana : P = Gaya cabut paku maksimum
L = kedalaman paku dalam kayu (mm, inc.) G = Berat jenis kayu pada kadar air 12 % D = Diameter paku (mm, inch.)
Kuat lateral paku
Pada batang struktur, pemasangan paku umumnya dimaksudkan untuk menerima beban beban tegak lurus/lateral terhadap panjang paku.
Pemasangan alat sambung tersebut dapat dijumpai pada struktur kuda-kuda papan kayu. Kuat lateral paku yang dipasang tegak lurus serat dengan arah gaya lateral searah serat dapat didekati dengan rumus berikut
P = K D2 (8.2)
Dimana: P = Beban lateral per paku D = Diameter paku
K = Koefisien yang tergantung dari karakteristik jenis kayu.
b) Alat sambung sekerup
Sekrup hampir memiliki fungsi sama dengan paku, tetapi karena memiliki ulir maka memiliki kuat cabut yang lebih baik dari paku. Terdapat tiga bentuk pokok sekerup yaitu sekerup kepala datar, sekerup kepala oval dan sekerup kepala bundar. Dari tiga bentuk tersebut, sekerup kepala datarlah yang paling banyak ada di pasaran. Sekerup kepala oval dan bundar dipasang untuk maksud tampilan–selera. Bagian utama sekerup terdiri dari kepala, bagian benam, bagian ulir dan inti ulir. Diameter inti ulir
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
biasanya adalah 2/3 dari diameter benam. Sekerup dapat dibuat dari baja, alloy, maupun kuningan diberi lapisan/coating nikel, krom atau cadmium.
Ragam produk sekerup dapat ditunjukkan pada Gambar 8.12 berikut.
Tabel 8.4. Nilai K untuk Perhitungan Kuat Lateral Paku dan Sekerup Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999
Berat Jenis G Gr/cc
K Paku (met–inc))
K Sekerup (met–inc))
K Lag Screw (met–inc)) Kayu lunak (Sof Wood)
0.29-0.42 50.04 - (1.44) 23.17 – (3.36) 23.30 – (3.38) 0.43–0.47 62.55 – (1.80) 29.79 – (4.32) 26.34 – (3.82) 0.48–0.52 76.45 – (2.20) 36.40 – (5.28) 29.51 – (4.28) Kayu Keras (Hard Wood)
0.33-0.47 50.04 - (1.44) 23.17 – (3.36) 26.34 – (3.82) 0.48-0.56 69.50 – (2,00) 29.79 – (4.32) 29.51 – (4.28) 0.57-0.74 94.72 – (2.72) 44.13 – (6.40) 34.13 – (4.95)
Tabel 8.5. Ukuran Sekerup Sumber: Allen, 1999
Gambar 8.12: Tipe utama produk sekerup Sumber: Allen, 1999
Kuat Cabut Sekerup
Kuat cabut sekerup yang dipasang tegak lurus terhadap arah serat (Gambar 8.13) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
P = 108.25 G2 DL (Metric unit: Kg, cm )
P = 15.70 G2 DL (British unit: inch–pound) (8.3)
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
Dimana: P = Beban cabut sekerup (N, Lb)
G = Berat jenis kayu pada kondisi kadar air 12 % kering oven D = Diameter sekerup terbenam / shank diameter (mm, in.), L = Panjang tanam (mm,in.)
Kuat lateral sekerup
Kuat lateral sekerup yang dipasang tegak lurus serat dengan arah gaya lateral searah serat dapat didekati dengan rumus yang sama dengan kuat lateral paku (persamaan 8.2)
Sekerup Lag (Lag Screw)
Sekerup lag, seperti sekerup namun memiliki ukuran yang lebih besar dan berkepala segi delapan untuk engkol. Saat ini banyak dipakai karena kemudahan pemasangan pada batang struktur kayu dibanding dengan sambungan baut–mur. Umumnya sekerup lag ini berukuran diameter dari 5.1 – 25.4 mm (0.2 – 1.0 inch) dan panjang dari 25.4 – 406 mm (1.0 – 16 inch).
Gambar 8.13. Detail pemasangan sekerup Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999
Kuat Cabut Sekerup Lag.
Kuat cabut sekerup lag dapat dihitung dengan formula sebagai berikut.
P = 125.4 G3/2 D3/4L (Metric unit: Kg, cm )
P = 8,100 G3/2 D3/4L (British unit: inch–pound) (8.4) Dimana: P = Beban cabut sekerup (N, Lb)
G = Berat jenis kayu pada kondisi kadar air 12 % kering oven D = Diameter sekerup terbenam / shank diameter (mm, in.) L = Panjang tanam (mm,in.)
1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan
Kuat lateral sekerup lag dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
P = c1 c2 K D2 (8.5)
Dimana: P= Beban lateral per sekerup D= Diameter sekerup
K= Koefisien yang tergantung karakteristik jenis kayu (lihat Tabel 8.4)
C1= Faktor pengali akibat ketebalan batang apit tersambung C2= Faktor pengali akibat pembenamam sekrup lag
(lihat Tabel 8.6)
Tabel 8.6: Faktor Kekuatan Lateral Sekrup Lag Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999