kayu 4 edit

7

60Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu59BAB 4 Analisis Sambungan Paku

4ANALISIS SAMBUNGAN PAKUAlat sambung paku masih sering dijumpai pada struktur atap, dinding, atau pada struktur rangka rumah. Tebal kayu yang disambung biasanya tidak terlalu tebal berkisar antara 20 mm sampai dengan 40 mm. Paku bulat merupakan jenis paku yang lebih mudah diperoleh dari pada paku ulir. Paku ulir (deformed nail) memiliki koefisien gesekan yang lebih besar dari pada paku bulat sehingga tahanan cabutnya lebih tinggi. Tahanan lateral sambungan dengan alat sambung paku dihitung berdasarkan ketentuan-ketentuan yang ada pada SNI-5 Tata cara perencanaan konstruksi kayu (2002).

I.Tahanan lateral acuanTahanan lateral acuan dari suatu sambungan yang menggunakan paku baja satu irisan yang dibebani secara tegak lurus terhadap sumbu alat pengencang dan dipasang tegak lurus sumbu komponen struktur, diambil sebagai nilai terkecil dari nilai-nilai yang dihitung menggunakan semua persamaan pada Tabel 7 dan dikalikan dengan jumlah alat pengencang (nf). Untuk sambungan yang terdiri atas tiga komponen sambungan dengan dua irisan, tahanan lateral acuan

diambil sebesar dua kali tahanan lateral acuan satu irisan yang terkecil.Tabel 7. Tahanan lateral acuan satu paku (Z) pada sambungan dengan satu irisan yang menyambung dua komponen

Moda kelelehan

Tahanan lateral (Z)Is

IIIm

dengan:

IIIs

dengan:

IV

Catatan:

= kedalaman penetrasi efektif batang alat pengencang pada komponen pemegang (lihat Gambar 20)

= 2,2

: untuk D 4,3 mm

= 0,38D+0,56: untuk 4,3 mm D 6,4 mm

= 3,0

: untuk D 6,4 mm

=

= kuat tumpu kayu

= 114,45G1,84 (N/mm2) dimana G adalah berat jenis kayu kering oven

= kuat lentur paku (lihat Tabel 9)Nilai kuat tumpu kayu untuk beberapa nilai berat jenis dapat dilihat pada Tabel 8. Semakin besar nilai berat jenis suatu kayu, maka semakin besar pula nilai kuat tumpunya. Umumnya alat sambung paku digunakan pada kayu dengan berat jenis tidak tinggi mengingat mudahnya paku untuk tekuk (buckling). Tekuk pada paku juga disebabkan oleh tingginya nilai banding antara panjang dan diameter paku (angka kelangsingan) sebagai ciri khas alat sambung paku.

Tabel 8. Kuat tumpu paku untuk berbagai nilai berat jenis kayu

Berat jenis kayu

0,400,450,500,550,600,650,70

Nilai(N/mm2)21,2126,3531,9838,1144,7351,8359,40

Nilai kuat lentur paku dapat diperoleh dari supplier atau distributor paku. Pengujian kuat lentur paku dilakukan dengan metode three-point bending test seperti pada ASTM F1575-03. Untuk jenis paku bulat pada umumnya, kuat lentur paku dapat dilihat pada Tabel 9 (ASCE, 1997). Kuat lentur paku menurun dengan semakin dengan meningkatnya diameter paku. Jenis paku lainnya seperti paku baja (hardened steel nails) memiliki kuat lentur yang lebih tinggi dari pada nilai di Tabel 9. Dimensi paku yang meliputi diameter, panjang, dan angka kelangsingan dapat dilihat pada Tabel 10.

Tabel 9. Kuat lentur paku untuk berbagai diameter paku bulat

Diameter pakuKuat lentur paku Fyb

( 3,6 mm689 N/mm2

3,6 mm < D ( 4,7 mm620 N/mm2

4,7 mm < D ( 5,9 mm552 N/mm2

5,9 mm < D ( 7,1 mmm483 N/mm2

7,1 mm < D ( 8,3 mm414N/mm2

D > 8,3 mm310 N/mm2

Tabel 10. Berbagai ukuran diameter dan panjang paku

Nama pakuDiameter paku (mm)Panjang paku (mm)*

2BWG122,85118

2,5BWG113,16320

3BWG103,47622

3,5BWG93,88923

4BWG84,210224

4,5BWG65,211422

* Angka kelangsingan: panjang paku dibagi diameter paku

II.Geometrik sambungan pakuSpasi dalam satu baris (). Pada semua arah garis kerja beban lateral terhadap arah serat kayu, spasi minimum antar alat pengencang dalam suatu baris diambil sebesar 10 D bila digunakan pelat sisi dari kayu dan minimal 7 D untuk pelat sisi dari baja. Spasi antar baris (). Pada semua arah garis kerja beban lateral terhadap arah serat kayu, spasi minimum antar baris adalah 5 D.

Gambar 19. Geometrik sambungan paku: (a) sambungan horisontal, dan (b) sambungan vertikalJarak ujung (). Jarak minimum dari ujung komponen struktur ke pusat alat pengencang terdekat diambil sebagai berikut:

a. untuk beban tarik lateral

15 D untuk pelat sisi dari kayu,

10 D untuk pelat sisi dari baja, dan b. untuk beban tekan lateral

10 D untuk pelat sisi dari kayu,

5 D untuk pelat sisi dari baja.

Jarak tepi (jarak tepi dengan beban,, dan jarak tepi tanpa beban, ). Jarak minimum dari tepi komponen struktur ke pusat alat pengencang terdekat diambil sebesar:

5 D pada tepi yang tidak dibebani,

10 D pada tepi yang dibebani.

III.Faktor koreksi sambungan paku1. Kedalaman penetrasi

Gambar 20. Sambungan paku dua irisan (a) dan satu irisan (b)

Tahanan lateral acuan dikalikan dengan faktor kedalaman penetrasi (p) , sebagaimana dinyatakan berikut ini.

Untuk: p 12D,maka

= 1,00

6D p 12D,

= p/12D

p 6D,

= 0,00

2. Serat ujung

Tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor serat ujung, Ceg = 0,67, untuk alat pengencang yang ditanamkan ke dalam serat ujung kayu.

Gambar 21. Sambungan paku pada serat ujung kayu

3. Sambungan paku miring

Unuk kondisi tertentu, penempatan paku pada kayu harus dilakukan secara miring (tidak tegak lurus) seperti pada Gambar 22. Pada sambungan seperti ini, tahanan lateral acuan harus dikalikan dengan faktor paku miring, Ctn, sebesar 0,83.

Gambar 22. Sambungan paku miring4. Sambungan diafragma

Faktor koreksi ini hanya berlaku untuk sambungan rangka kayu dengan plywood seperti pada struktur diafragma atau shear wall (dinding geser). Nilai faktor koreksi ini umumnya lebih besar dari pada 1,00.IV.Contoh analisis sambungan pakuContoh 1

Rencanakan sambungan perpanjangan seperti gambar di bawah ini dengan menggunakan alat sambung paku. Kayu penyusun sambungan memiliki berat jenis 0,5. Asumsikan nilai () sebesar 0,8.

Gambar contoh soal 1 (tampak atas)Penyelesaian

Dicoba paku 4BWG8 (diameter 4,2 mm dan panjang 102 mm).

Menghitung tahanan lateral acuan satu paku (Z)

Diameter paku () = 4,2 mm

Kuat lentur paku () = 620 N/mm2

Kuat samping dan kayu utama dianggap memiliki berat jenis yang sama yaitu 0,5, maka = = 31,98 N/mm2 dan .Tebal kayu samping () = 25 mm

Penetrasi pada komponen pemegang ()

= 102 mm 25 mm 50 mm = 27 mm

= 2,2(untuk paku dengan diameter < 4,3 mm)

Tahanan lateral acuan () satu irisan

Moda kelelehan

= = 10074 N

Moda kelelehan

= = 1,22

= = 4432 NModa kelelehan

= = 1,26

= = 4221 N

Moda kelelehan

= = 4302 N

Tahanan lateral acuan (N)Moda kelelehan

10074Is

4432IIIm

4221IIIs

4302IV

Tahanan lateral acuan untuk dua irisan, = 2 x 4221 = 8442 N

Menghitung tahanan lateral acuan terkoreksi ()

Nilai koreksi penetrasi ()

= 27 mm > 6D (6 x 4,2 = 25,2 mm)

< 12D (12 x 4,2 = 50,4 mm), maka:

= = = 0,536

(, , dan tidak diperhitungkan)

= 4525 N

Menghitung tahanan lateral ijin satu paku ()

= 2353 N

Menghitung jumlah paku ()

= = = 8,5 paku (dipasang sebanyak 10 paku seperti gambar di bawah)

Ketentuan penempatan alat sambung paku:

Spasi dalam satu baris () : = 42 mm 50 mm

Jarak antar baris () : = 21 mm 30 mm

Jarak ujung (): = 63 mm 75 mm

Jarak tepi tidak dibebani (): = 21 mm 30 mm

Contoh 2

Hitunglah gaya tarik maksimum yang diijinkan dari sambungan satu irisan di bawah ini, jika paku yang dipergunakan adalah 3BWG10, berat jenis kayu adalah 0,55 dan faktor waktu sebesar 1,00.

Gambar contoh soal 2Penyelesaian

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut

Paku 3BWG10 memiliki diameter 3,4 mm dan panjang 76 mm

Kuat lentur paku = 689 N/mm2Kuat tumpu kayu; = 38,11 N/mm2 dan

Tebal kayu penyambung (tebal kayu terkecil) = 30 mm

Kedalaman penetrasi = 76 mm - 30 mm = 46 mm

= 2,2(diameter paku < 4,3 mm)


5831Is

3126IIIm

2163IIIs

1622IV

Menghitung tahanan lateral acuan terkoreksi

Nilai koreksi penetrasi

P = 46 mm > 12D (12x3,4 = 40,8 mm)

N

Menghitung gaya tarik maksimum sambungan

N( Gaya tarik P maksimum adalah 12,6 kN

Contoh 3

Gambar contoh soal 3Hitunglah besarnya gaya tarik dari sambungan buhul di atas yang tersusun dari kayu dengan berat jenis 0,6 dan paku 2,5BWG11. Asumsikan nilai faktor waktu sebesar 0,8.

PenyelesaianMenghitung tahanan lateral acuan satu baut satu irisan

Paku 2,5BWG11 memiliki diameter = 3,1 mm dan panjang = 63 mm

Kuat lentur paku

Kuat tumpu kayu; = 44,73 N/mm2 dan

Tebal kayu samping = 30 mmKedalaman penetrasi = 63 mm 30 mm = 33 mm

Kontrol overlapping (v)

v = 2 x (p -0,5tm) = 2 x (33 -25) = 16 mm > 4D (4x3,1 = 12,4 mm)

= 2,2 (diameter paku < 4,3 mm)


6240Is

2441IIIm

2248IIIs

1461IV

Karena penempatan paku pada dua sisi, maka tahanan lateral acuan:

= 2 x 1461 N = 2921 N


Nilai koreksi penetrasi

= 33 mm > 6D (6 x 3,1= 18,6 mm)

< 12D (12 x 3,1 = 37,2 mm), maka:

= = = 0,89maka

NMenghitung gaya tarik maksimum sambungan

( 12163 N(Gaya tarik P maksimum adalah 12 kNContoh 4

Gambar contoh soal 4 (tampak atas)

Rencanakan sambungan perpanjangan seperti gambar di atas dengan menggunakan alat sambung paku 2,5BWG11. Kayu penyusun sambungan memiliki berat jenis 0,5. Asumsikan nilai ( sebesar 1,00.Penyelesaian

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut satu irisan

Paku 2,5BWG11 memiliki diameter = 3,1 dan panjang 63 mm. Kuat lentur paku

Kuat tumpu kayu; dan

Kedalaman penetrasi = 63 mm 20 mm = 43 mmKontrol overlapping (v)

v = 2 x (p -0,5tm) = 36 mm > 4D (4x3,1 = 12,4 mm)



2249IIIm

1233IIIs

1235IV


= 2 x 1233 N = 2466 N

Menghitung nilai koreksi penetrasi

P = 46 mm > 12D (12x3,4 = 40,8 mm)


NMenghitung jumlah paku

( 15 paku

Contoh 5

Gambar contoh 5

Rencanakan sambungan seperti gambar di atas dengan menggunakan alat sambung paku diameter 2,8 mm dan panjang 51 mm. Kayu penyusun sambungan memiliki berat jenis 0,5. Asumsikan (= 1,0, Ceg= 1,0, dan Ctn= 1,0.

Penyelesaian

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut satu irisan

Diameter paku = 2,8 mm dan panjang paku = 51 mm Kuat lentur paku = 689 N/mm2Kuat tumpu kayu untuk berat jenis 0,5:

= = 31,98 N/mm2,

Tebal kayu: ts = 25 mm, dan tm = 50 mm

Kedalaman penetrasi = 51 mm 25 mm = 26 mmKontrol overlapping (v)

v = 2 x (p -0,5tm) = 12 mm > 4D (4x2,8 = 11,2 mm)



1305IIIm

1266IIIs

1008IV


= 2 x 1008 N = 2016 N

Menghitung nilai koreksi penetrasi ()

P = 26 mm> 6D (6x2,8 = 16,8 mm)

< 12D (12x2,8 = 33,6 mm)

= 0,77Tahanan lateral terkoreksi ()

= = 0,77 x 2016 = 1552 NMenghitung jumlah paku

= 19,8 ( 20 paku

v(4D

p

p

(a)

p

(b)

p

(b)

(a)

e

c

e

d

a

b

e

c

b

a

a : spasi dalam satu baris

b : spasi antar baris

c : jarak ujung

d : jarak tepi dengan beban

e : jarak tepi tanpa beban

Paku

Paku

Batang pemegang

Paku miring

Kayu samping

Kayu utama

5/12

2,5/12

2,5/12

20 kN

10 kN

10 kN

5/12

2x2,5/12

7,5

6x5

3

7,5

Satuan dalam cm

6

3

C

L

P

P

3/12

5/12

3x5

4x3

7

7

Satuan dalam cm

Tampak depan

Tampak samping

Satuan dalam cm

Tampak atas

2x3

2x3/12

5/12

P

4x3

2

4

Tampak samping

5/12

2/12

2/12

20 kN

20 kN

5/12

5/12

2x2,5/12

7,5

6x5

4x3

7,5

Satuan dalam cm

C

L

Tampak depan (separuh bentang)

30 kN

40/150

20 kN

2x25/150

45(

40

25

25

Satuan dalam mm

40/150

2x25/150

45(

4x25

30

20

5xa

a = (150/cos45o)/5

Satuan dalam mm

_1174556483.unknown

_1177495173.unknown

_1178282221.unknown

_1178295296.unknown

_1178396840.unknown

_1178396920.unknown

_1178396984.unknown

_1178789854.unknown

_1178789931.unknown

_1178396940.unknown

_1178396894.unknown

_1178295753.unknown

_1178296570.unknown

_1178296837.unknown

_1178296208.unknown

_1178295788.unknown

_1178295904.unknown

_1178295725.unknown

_1178295482.unknown

_1178295703.unknown

_1178295309.unknown

_1178291108.unknown

_1178295016.unknown

_1178295276.unknown

_1178293879.unknown

_1178282348.unknown

_1178282541.unknown

_1178282326.unknown

_1177507755.unknown

_1177507907.unknown

_1177579430.unknown

_1177579649.unknown

_1177507775.unknown

_1177495601.unknown

_1177505672.unknown

_1177506258.unknown

_1177506645.unknown

_1177507638.unknown

_1177506596.unknown

_1177506093.unknown

_1177495669.unknown

_1177495774.unknown

_1177495628.unknown

_1177495233.unknown

_1177495272.unknown

_1177495208.unknown

_1174558357.unknown

_1174559883.unknown

_1174562258.unknown

_1174563514.unknown

_1175415216.unknown

_1175415312.unknown

_1177495141.unknown

_1175415250.unknown

_1175414887.unknown

_1174560402.unknown

_1174559849.unknown

_1174559670.unknown

_1174559693.unknown

_1174559703.unknown

_1174559684.unknown

_1174559584.unknown

_1174559607.unknown

_1174559639.unknown

_1174559341.unknown

_1174559572.unknown

_1174559266.unknown

_1174556552.unknown

_1174556692.unknown

_1174556809.unknown

_1174556898.unknown

_1174558319.unknown

_1174556766.unknown

_1174556577.unknown

_1174556682.unknown

_1174556566.unknown

_1174556522.unknown

_1174555056.unknown

_1174555869.unknown

_1174556316.unknown

_1174556404.unknown

_1174556445.unknown

_1174556459.unknown

_1174556413.unknown

_1174556392.unknown

_1174556089.unknown

_1174556222.unknown

_1174555944.unknown

_1174555252.unknown

_1174555559.unknown

_1174555772.unknown

_1174555372.unknown

_1174555106.unknown

_1174555235.unknown

_1174555094.unknown

_1135316871.unknown

_1174553853.unknown

_1174554888.unknown

_1174554935.unknown

_1174555023.unknown

_1174554901.unknown

_1174553892.unknown

_1174553900.unknown

_1174553870.unknown

_1135317130.unknown

_1135317248.unknown

_1135317386.unknown

_1174553836.unknown

_1135317283.unknown

_1135317231.unknown

_1135316962.unknown

_1105775369.unknown

_1109028321.unknown

_1135315481.unknown

_1135315498.unknown

_1105775592.unknown

_1105774861.unknown

_1105775027.unknown

_1105775213.unknown

_1105769972.unknown

kayu 4 edit

Documents

Transcript of kayu 4 edit