Matakuliah : R0132/Teknologi Bahan Tahun : 2006 Pertemuan 04

Alat Penyambung dalam Konstruksi Kayu : Baut Paku Pasak Perekat Dalam pembahasan selanjutnya hanya dijelaskan sambungan dengan baut dan dengan paku. Disamping itu dijelaskan pula sambungan khusus untuk batang tekan, berupa sambu-ngan tarikan. Sambungan dengan baut. Baut sebagai alat penyambung yang dibebani banyak dipakai meskipun sebetulnya tidak begitu baik karena: Efisiensi rendah Deformasi besa

Tegangan-tengan dalam arah sambu-ngan maupun pada penampang baut dianggap rata dalam perhitungan. Sesungguhnya pembagian tegangan-tegangan itu seperti pada gambar 1. Gambar 1

Yang menentukan kekuatan patah Pp bukan kekuatan-kekuatan tarik dan geser melainkan kokoh desak kayu pada lubang serta kekuatan baut. Beberapa negara telah menetapkan syarat-syarat dan cara perhitungan serta perencanaan berdasarkan pe-nyelidikan-penyelidikan sendiri. Syarat-syarat dan cara-cara itu untuk Indonesia telah ditetapkan dalam PPKI Pasal 14 sebagai berikut : 1. Alat penyambung baut harus dibuat dari baja St. 37 atau dari besi yang mempunyai kekuatan paling sedikit seperti St. 37. 2. Lubang baut harus dibuat secukupnya saja dan kelonggaran tidak boleh lebih dari 1,5 mm.

3. Garis tengah baut paling kecil harus 10 mm (3/8”), sedangkan untuk sambungan, baik bertampang satu maupun bertampang dua, dengaan tebal kayu lebih besar dari 8 cm, harus dipakai baut dengan garis tengah paling kecil 12,7 mm (1/2”). 4. Baut harus disertai pelar ikutan yang tebalnya minimum 0,3 d dan maksimum 5 mm dengan garis tengah 3 d, atau jika mempunyai bentuk persegi empat, lebarnya 3 d, di mana d = garis tengah baut. Jika bautnya hanya sebagai pelengkap, maka tebal pelat ikutan dapat diambil minimum 0,2 d dan maksimum 4 mm.

Sambungan dengan baut dibagi dalam 3 golongan menurut kekuatan kayu, yaitu golongan-golongan I, II dan III. Agar sambungan dapat memberi hasil kekuatan yang sebaik-baiknya (uitgenut), hendaknya diambil dari angka-angka yang tertera di bawah ini (gambar 2). Golongan I : Sambungan bertampang satu : b = 4,8 = 50 db1 (1 – 0,6 sin ) atau = 240 d2 (1 – 0,35 sin )

Sambungan bertampang dua : = 125 db3 (1 – 0,6 sin ) atau = 250 db1 (1 – 0,6 sin ) atau = 480 d2 (1 – 0.35 sin ) Gambar 2

Golongan II : Sambungan bertampang satu : b = 5,4 = 40 db1 (1 – 0,6 sin ) atau = 215 d2 (1 – 0,35 sin ) Sambungan bertampang dua : b = 4,3 = 100 db3 (1 – 0,6 sin ) atau = 200 db1 (1 – 0,6 sin ) atau = 430 d2 (1 – 0,35 sin )

Golongan III : Sambungan bertampang satu : b = 6,8 = 25 db1 (1 – 0,6 sin ) atau = 170 d2 (1 – 0,35 sin ) Sambungan bertampang dua : b = 5,7 = 60 db3 (1 – 0,6 sin ) atau = 120 db1 (1 – 0,6 sin ) atau = 340 d2 (1 – 0,35 sin )

= kekuatan sambungan dalam kg  = sudut antara gaya dan arah serat kayu b1 = tebal kayu tepi dalam cm b3 = tebal kayu tengah dalam cm d = garis tengah baut dalam cm 6. Jika pada sambungan bertampang satu, salah satu batangnya adalah dari besi (baja) atau pada sambungan bertampang dua pelat-pelat menyambungnya dari besi (baja), maka harga-harga S dalam rumus-rumus tersebut dapat dinaikkan 25%. 7. Apabila baut tersebut dipergunakan pada konstruksi dalam keadaan selalu terendam dalam air atau untuk bagian konstruksi yang tidak

terlindung dan kemungkinan besar kadar lengas kayu akan selalu tinggi, maka di dalam perhitungan, kekuatannya harus dikalikan dengan angka 2/3. Apabila baut tersebut dipergunakan untuk konstruksi yang tidak terlindung tetapi kayu itu dapat mengering dengan cepat, maka didalam perhitungan, kekuatanya harus dikalikan dengan angka 5/6. 8. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh mua-tan tetap dan muatan angin atau untuk bagian-bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan tidak tetap, maka kekuatan sambungan dapat dinaikkan dengan 25%.

9. Penempatan baut-baut harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut (gambar 3) a. Arah gaya sejajar demgam arah serat kayu. Jarak minimum: -antara sumbu baut dan ujung kayu (kayu muka) yang dibebani .........7 d dan  10 cm -antara sumbu baut dalam arah gaya............ 6 d -antara sumbu baut dalam arah tegak lurus gaya …….. 3 d -antara sumbu baut dengan tepi kayu............ 2 d b. Arah gaya tegak lurus arah serat Jarak minimum : -antara sumbu baut dengan tepi kayu yang dibebani ............ 5 d

Gambar 3

-antara sumbu baut dengan sumbu baut dalam arah gaya ..........………………………. 5 d -antara sumbu baut dengan tepi kayu yang tidak dibebani ..........………………………. 2 d -antara sumbu baut dalam arah tegak lurus gaya ..........…... 5 d c. Arah gaya membentuk sudut  (0o <  90o) dengan arah gaya serat kayu Jarak minimum : - antara sumbu baut dan tepi kayu yang dibebani alam arah gaya, ditentukan dengan menginterpolasi lurus di antara harga ......................…. 5 d dan 6 d

tetapi harus juga dipenuhi. jarak. minimum antara sumbu. baut tetapi harus juga dipenuhi jarak minimum antara sumbu baut dan tepi kayu yang dibebani ……………………………… 2 d antara sumbu baut dan sumbu baut dalam arah gaya ditentu-kan dengan nilai interpolasi lurus di antara harga ……………………….. 5 d dan 6 d -antara sumbu baut dan tepi kayu yang tidak dibebani ……………………………… 2 d -antara baris baut dan baris baut dalam arah gaya …… 3 d

Perlemahan luas tampang batang konstruksi rangka kayu dengan sambungan baut dengan paku : Sambungan dengan paku. Dibandingkan dengan sambungan baut maka sambungan dengan paku : mempunyai efesiensi yang lebih besar memberi pelemahan yang lebih kecil yaitu kira-kira 10%, yang sering kali diabaikan saja. Kekuatan tidak tergantung arah serat, dan pengaruh cacat-cacat kayu juga kurang adalah lebih kaku beban-beban pada penampang lebih merata untuk kayu yang tidak terlalu keras dan bila kayu yang harus disambung

tidak terlalu tebal, maka tidak perlu dibor, sehingga dapat dikerjakan oleh setengah tukang. Terdapat banyak teori dan hasil pengujian mengenai sambungan paku. Teori umum dapat didasarkan atas : Lenturan seperti balok yang dipengaruhi daya penahan terhadap lentur dan kokoh desak kayu. Tarikan dalam paku Dalam PKKI syarat-syarat serta cara-cara perhitungan dan perencanaan telah ditetapkan berdasarkan peraturan di Jerman untuk sambungan paku biasa maupun checktests oleh LPMB. Untuk sambungan-sambungan paku istimewa, seperti dengan penggunaan pelat buhul dari plywood, cara

perhitungan ini tidak dapat dipakai dan perlu diperhatikan penyelidikan-penyelidikan baru yang telah menghasilkan rumus-rumus dengan : - Mengabaikan pengauh tarikan dalam paku - Menganggap beban-beban ideal plastis Peraturan sambungan paku menurut PKK I adalah sebagai berikut : Paku yang dipergunakan dapat mempunyai tampang melintang yang berbentuk bulat persegu atau beralur lurus. 2. Kekuatan paku bertampang bulat diberikan dalam daftar V PKKI di bawah ini dan berlaku untuk tebal kayu seperti tertera dalam daftar

a. Sambungan bertampang satu : tersebut. Kekuatan paku tersebut tidak tergantung dari besar sudut yaitu sudut antara arah gaya dan arah serat kayu. 3.Untuk sambungan yang menyimpang dari Daftar Va dapat dipakai rumus-rumus di bawah ini dengan mengingat syarat-syarat ukuran paku seperti tertera dalam gambar 4 dan syarat-syarat kd dalam Daftar Va. a. Sambungan bertampang satu : 2 = 1/8 x 40 kg/m’ x q 42m2= 800 kgm’

Gambar 4

b. Sambungan bertampang dua: = gaya yang diperkenankan per paku b1 = tebal kayu d = diameter paku (Daftar Va.) = kokoh desak kayu

4. Ujung paku yang keluar dari sambungan sebaiknya dibengkokkan tegak lurus arah serat, asal pembengkokan tersebut tidak akan merusakkan kayu. 5. Apabila dalam satu barisan terdapat lebih dari 10 batang paku, maka kekuatan paku harus dikurangi dengan 10% dan jika lebih dari 20 batang harus dikurangi dengan 20%. 6. Pada sambungan dengan paku, paling sedikit harus digunakan 4 batang paku. 7. Jarak paku minimum harus memenuhi syarat-syarat seperti ditunjukkan dalam gambar 5 : a. Dalam arah gaya

12 d untuk tepi kayu yang dibebani 5 d untuk tepi kayu yang tidak dibebani 10 d jarak antara paku dalam satu barisan b. Dalam arah tegak lurus arah gaya 5 d untuk jarak sampai tepi kayu 5 d untuk jarak barisan paku

Gambar 5

BEBAN YANG DIIPERKENANKAN PER PAKU MENURUT DAFTAR Va PKKI Catatan : BD = Berat jenis kering udara = Kokoh desak kayu yang diperkenankan Untuk paku-paku yang ukurannya memenuhi syarat untuk sambungan bertampang dua, bila digunakan sambungan bertampang dua, maka kekuatan paku menjadi 2 x dari daftar tersebut.

Sambungan Gigi Syarat-syarat dalam PKKI untuk sambungan gigi adalah sebagai berikut (gambar 6) Pada sambungan gigi, gesekan antara kayu dengan kayu didalam perhitungan harus dibatalkan. Untuk sambungan gigi tunggal (gambar 6a) dalamnya gigi tidak q boleh melebihi sesuatu batas, yaitu Gambar 6a

Disini h adalah tinggi batang mendatar Gambar 6b Disini h adalah tinggi batang mendatar Untuk harga  antara 50o dan 60o besarnya gigi maksimum harus disisipkan lurus. Panjang kayu muka lm harus dihitung

III t II h I 2. Untuk sambungan dengan gigi rangkap (gambar 6b) dalamnya gigi kedua harus memenuhi syarat seperti pada sambungan gigi tunggal. Kecuali itu harus pula tm2 - tm1  1 cm. Panjang lm harus dihitung Untuk pehitungan sambungan gigi masih perlu ditambah penjelasan sebagai berikut : a t m h S 2 90 o - D N II I baut pelengkap M III Gambar 7

S diuraikan dalam arah-arah tegak lurus bidang-bidang sambungan S diuraikan dalam arah-arah tegak lurus bidang-bidang sambungan. Pemikiran D tifak menjadi soal sehingga perhitungan meliputi pemikulan N pada bidang desak II. Dapat dibuktikan bahwa garis bagi II memberikan tm yang paling ekonomis. Rumusan untuk tm didapatkan sebagai berikut : Dengan rumusan ini tm dihitung lalu diperiksa apakah memenuhi syarat PKKI mengenai besarnya terhadap tinggi balok h

Kemudian dihitung panjang kayu muka dengan rumusan lm = Yang didapat dengan memandang kemungkinan pengeseran pada bidang II. Harga lm  15 cm. Sambungan gigi rangkap (gambar 8): Langkah-langkah perhitungan : 1. Pendekatan pertama Gambar 8

dibulatkan dan dicek dengan syarat PKKI. 2. Dengan harga tm2 yang dibulatkan di atas dihitung tepat 3. Dihitung lalu dicek dengan syarat tm2-tm1  1 cm menurut PKKI.

4. Panjang kakyu maka : Harga lm1  15 cm Yang mana yang menentukan lm1 atau lm2 dapat mudah dilihat secara grafis (digambar dengan skala)