bolted joint.doc

5ANALISIS 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).

Gambar 25. Distribusi tegangan tumpu kayu pada sambungan baut

1,04D 2 2Fem Fyb

31 R

62 Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu

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)

I m

Is

II

IIIm

IIIs

Z

Z

Z

Z

Z

0 , 83 Dt m F em

K0 , 83 Dt s F es

K

0,93 k 1 Dt s F es

K

1 , 04 k 2 Dt m F em

1 2Re K

1 , 04 k 3 Dt s F em

2 Re K

IV

k1

K e

Re 2R2

Rt2R3 Re

1 Rt 1 Re

Z

BAB 5 Analisis Sambungan Baut 63

k2 1 21 Re 2Fyb 1 2Re D 2

3Femtm2

k3 1 2 1 R e

Re

2Fyb 2 Re D 2

3Femts2

Tabel 12. Tahanan lateral acuan satu baut (Z) pada sambungan dua

irisan yang menyambung tiga komponen

Moda kelelehan Tahanan lateral (Z)

I m

Is

IIIs

Z

Z

Z

0,83 Dt m F em

K

1,66 Dt s F es

K

2,08 k 4 Dt s F em

2 Re K

IV 2,08D2 2 F em F yb

K 31 Re

k4 1 2 1 R e Re

Fyb 2 Re D 2

3Femt s2

Catatan:

Rt tm ts

Re Fem Fes

K 1 360

Fe // sin Fe cos2


Fem dan Fes adalah kuat tumpu (N/mm2) kayu utama dan kayu

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

kayu adalah: Fe // 77,25G dan Fe 212G1,45D0,5 . Sedangkan

untuk kuat tumpu kayu dengan sudut terhadap serat ( Fe ) dapat

diperoleh dengan persamaan Hankinson.

Fe Fe // Fe

2

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 dariarah 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“

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

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

Berat jenis(G)

Sudut gaya terhadap serat kayu (derajat)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900.50 38.63 37.51 34.64 31.00 27.46 24.48 22.22 20.66 19.76 19.460.55 42.49 41.36 38.44 34.68 30.96 27.79 25.35 23.66 22.67 22.340.60 46.35 45.22 42.26 38.40 34.54 31.19 28.59 26.77 25.70 25.350.65 50.21 49.08 46.10 42.17 38.18 34.68 31.93 29.99 28.85 28.470.70 54.08 52.95 49.95 45.97 41.87 38.24 35.36 33.32 32.10 31.700.75 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 38.470.85 65.66 64.57 61.61 57.56 53.28 49.36 46.17 43.86 42.47 42.000.90 69.53 68.45 65.52 61.49 57.17 53.19 49.93 47.55 46.12 45.630.95 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

Berat jenis(G)


0 10 20 30 40 50 60 70 80 900.50 38.63 37.75 35.42 32.37 29.27 26.57 24.45 22.95 22.07 21.770.55 42.49 41.61 39.28 36.17 32.97 30.13 27.87 26.27 25.32 25.000.60 46.35 45.48 43.15 40.01 36.73 33.79 31.42 29.72 28.70 28.360.65 50.21 49.36 47.04 43.89 40.56 37.53 35.06 33.28 32.21 31.850.70 54.08 53.23 50.95 47.81 44.45 41.35 38.81 36.96 35.84 35.470.75 57.94 57.12 54.87 51.76 48.39 45.25 42.65 40.75 39.59 39.200.80 61.80 61.00 58.81 55.73 52.38 49.22 46.59 44.63 43.44 43.040.85 65.66 64.89 62.75 59.74 56.41 53.26 50.60 48.62 47.41 47.000.90 69.53 68.78 66.71 63.77 60.49 57.36 54.70 52.70 51.48 51.060.95 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

Berat jenis(G)


0 10 20 30 40 50 60 70 80 900.50 38.63 37.30 33.96 29.86 26.01 22.87 20.53 18.96 18.05 17.760.55 42.49 41.14 37.71 33.43 29.35 25.98 23.44 21.71 20.71 20.390.60 46.35 44.99 41.48 37.06 32.77 29.17 26.45 24.57 23.49 23.130.65 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 28.920.75 57.94 56.55 52.91 48.16 43.38 39.24 36.01 33.74 32.41 31.960.80 61.80 60.42 56.75 51.93 47.03 42.74 39.36 36.97 35.57 35.100.85 65.66 64.28 60.61 55.73 50.72 46.30 42.79 40.29 38.82 38.320.90 69.53 68.15 64.48 59.56 54.46 49.92 46.29 43.69 42.15 41.640.95 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 luru

s

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)

68

Catatan:

Dasar-Dasar Perencanaan Sambungan Kayu

1. lm adalah panjang baut pada komponen utama pada suatu

sambungan atau panjang total baut pada komponen sekunder

2ls 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

ai

1 REAm i 1 m 1 m i

1 REA

1 m

1 m2ni

s 1

2 EAm


dulu sebelum baut yang tengah mencapai plastic

deformation.

Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai faktor aksi kelompok

Cg 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 pengencangdalam 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 .

Cg 1n f

nr

i1

ai

n

2n

m

m u u2 1 u 1 1 EAs

adalah modulus beban atau modulus gelincir untuk satu alat

pengencang.Nilai untuk alat sambung baut diambil sebesar


0,246D1,5 kN/mm. s adalah spasi dalam baris alat pengencang, jarakpusat-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 Cg

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.


a(a)

(b)

b b

aa

aa

b b

Gambar 27. Faktor aksi kelompok Cg sambungan baut

Alternatif lain untuk menghitung nilai faktor koreksi ( Cg )

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 Cg (NDS dari U.S, 2001)


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 Cg menurut SNI – 5 (2002)

1,5D

2D

1,5D

As/Am1 As Jumlah baut dalam satu baris

0,5

2(in ) 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

Data sambungan: 5D 5D

EAs

m 1 REAm 1 m 1 m 1 m


Diameter baut D = 12,7 mm dan jarak antar baut 5D = 63,5 mm

Ukuran kayu utama adalah 8/12, maka EAm

Ukuran kayu samping 2x4/12, maka EAs

= 20000x80x120= 192x106 N

= 20000x2x40x120

= 192x106 N

Penyelesaian:

0,24612,71,5= 11,133 kN/mm = 11133 N/mm

u 1

s 1

2 EAm

1

u 1 11133

63,5 12 192x10 6

1 192x10

u 1,00368

m u u 2 1 1,00368 1,003682 1 0,91875

REA EA m EAs 192x106

192x106

1,00

Menghitung nilai ai

ai ni

2ni

1 REA

Apabila i 1 (baris paku ke-1), maka n1 5 dan a1 4,96 .Pada baris paku ke-2 i 2 , n2 5 dan a2 4,96

ai


Cg

Cg

1n f1

10

nr

i1

a1 a2 1 4,96 4,9610

Cg 0,99

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 denga

n

aopt pada

Tabel 14, maka C 1,0 . Bila aopt 2 a aopt , maka

C a aopt .

Jarak ujung

Spasi dalam baris alat pengencang. Bila spasi dalam baris alat

pengencang ( s ) lebih besar atau sama deng

an

sopt pada Tabel

14, maka C = 1,0. Bila3D s sopt , maka C s sopt .


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 samb

ungan

Zu .

Gunakan faktor wakt

u

0,8

Zu 2x4/12

3

5 8/12 Zu

3

10 3x6 10 Satuan dalam cm

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 ts = 40 mm

Tebal kayu utamatm = 80 mm

Tahanan lentur bau

tFyb = 320 N/

mm

2

211 3202 112,72

Z ,


Kuat tumpu kayu sekunder dan kayu utama dengan nilai berat

jenis 0,8 dapat dilihat pada Tabel 13.1 adalah

Fes // Fem // 61,8 N / mm2 , sehingga Re F em

Fes 61,8 61,8 1,0

Tahanan lateral acauan Z Moda keleleha

n

I m

Z 0,83 Dt m F em

K 0,83 x 12, 7 x 80 x 61,8

1 0 360 52115 NModa keleleha

n

I s

Z 1, 66 Dt s F es

K 1, 66 x 12, 7 x 40 x 61,8

1 0 360 52115 NModa keleleha

n

III s

k4 1 2 1 R e Re

Fyb 2 Re D 2

3Femt s2

k4 1

1 3x61,8x402

1,25

Z

2,08 k 4 Dt s F em

2 Re K 2, 08 x 1, 25 x 12,7 x 40 x 61,8

2 11 0 360 27119 N

Moda kelelehan IV

2,08D2 2 F em F yb 2,08x12,72 2 x 61 8 x 320

K 31 Re 1 0 360 31 1 27238 N


Menghitung nilai koreksi

Faktor aksi kelompo

kCg

Menurut NDS dari U.S (Tabel 15)

As / Am 0,5As 40 x120 4800 mm2 7,44 in

2

Interpolasi nila

i

As 5in 2

As 12 in 2

Cg untuk As 7,44 in 2

Cg 0,84

Cg 0,92

As 7,44 in 2 Cg 0,84

Nilai koreksi eometric C

7, 44 5 12 5 (0,92 0,84) 0,867

a. Jarak ujung

Jarak ujung pada gambar a = 100 mm

Jarak ujung optimum aopt 7D = 88,9 mm

Karena a aopt , maka C 1,00

Tahanan lateral acuan (N) Moda kelelehan

52115 Im

52115 Is

27119 IIIs

27238 IV

3,5 3,5


b. Spasi dalam baris alat pengencang s

s pada gambar = 60 mm

sopt = 50,8 mm

Karena s sopt , maka C 1,00

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan Z u Z u Z Cg C n f ZZ u 0,65x0,8x0,867x1,00x8x27119Z u = 97810 N 97, 8 kN

Contoh 2

55 kN

7

2x5/15 Satuan dalam cm

30 kN 5

3

10/15 30 k N

8

Gambar contoh 2


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 mendukun

g

beban-beban yang bekerja. Gunakan faktor wa

ktu

0,8 .

Menghitung tahanan lateral acuan satu baut Z Data sambungan:

D = 15,9 mm = 90 Fyb = 320 N/mm2

ts = 50 mm tm = 100 mm

Kuat tumpu kayu berdasarkan berat jenis 0,85

Fes // = 65,66 N/mm2 Fem = 42 N/mm2

Re F em

Fes 0,64

Menghitung nilai koreksi

Faktor aksi kelompok Cg Menurut NDS dari U.S (Tabel 15)

As / Am 0,5


44342 Im

69321 Is

32543 IIIs

31097 IV


As 50 x150 7500 mm2 11,625 in 2

Interpolasi nilai Cg untuk As 11,625in

2

As 5in 2

As 12 in 2

Cg 0,98

Cg 0,99

As 11,625 in 2 Cg 0,98

Nilai koreksi geometrik C

11,625 5 12 5 (0,99 0,98) = 0,989

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 pengencangKarena lm D 100 15,9 6,3 , maka jarak antar baris

pengencang adalah 5 D (5 x 15,9 = 79,5 mm). Jarak antarbaris pengencang pada gambar adalah 80 mm.

C 1,00

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan Z u Z u Z Cg C n f Z


Z u 0,65x0,8x0,989x1,00x4x31097Z u = 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.

14 kN

Satuan dalam cm 2x3/15

btg 2 dan 4

2x4/15

10

8/15

5 kN

15 kN btg 1 dan 5 5 45 btg 3

9

6 6

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 Fyb = 320 N/mm2

82

ts = 40 mm


tm = 30 mm

Kuat tumpu kayu dengan berat jenis 0,8

Fes45 = 47,43 N/mm2 Fem // = 61,8 N/mm2

Tahanan lateral acuan adalah 21749 N

b. Sambungan dua irisan antara btg 2 dengan btg 3 (2-3-2)

D = 15,9 mm = 45

ts = 30 mm

Fes // = 61,8 N/mm2

tm = 80 mm

Fem45 = 47,43 N/mm2

* moda kelelehan ini tidak mungkin terjadi

c. Sambungan dua irisan antara btg 3 dengan btg 2 (3-2-3)

D = 15,9 mm = 45

Tahanan lateral acuan Z (N) Moda kelelehan

44511 Im

43497 Is

27909 IIIs*

35366 IV

Tahanan lateral acuan Z (N)

Moda kelelehan

21749 Im

44511 Is

28824 IIIs

35366 IV


ts = 80 mm

Fes45 = 47,43 N/mm2

tm = 30 mm

Fem // = 61,8 N/mm2

* 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 u Z n f ZZ u 0,65x0,8x2x21749 = 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?

Tahanan lateral acuan Z (N) Mode kelelehan

21749 Im

89022 Is

43842 IIIs*

35366 IV

84

D

3/15


V

3/15

btg 1

45

btg 3 Satuan dalam cm

B

btg 2

7

4/15

20 kN

10

4 7 4

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 Fyb = 320 N/mm2

ts = 30 mm tm = 40 mm


Fes // = 54,08 N/mm2 Fem = 35,47 N/mm2


b. Sambungan dua irisan antara btg 2 dengan btg 3 (3-2-3)

D = 12,7 mm = 45

ts = 30 mm

Fes // = 54,08 N/mm2

tm = 40 mm

Fem45 = 42.85 N/mm2

Tahanan lateral acuan yang menentukan adalah 11964 N (nilai

terkecil diantara a dan b)

Menentukan tahanan lateral acuan ijin sambungan ( Z u )

Z u Z n f ZZ u 0,65x1,0x2x11964Z u = 16271 N 16, 27kN

Tahanan lateral acuan Z (N)

Moda kelelehan

11964 Im

27363 Is

15349 IIIs

18143 IV


16056 Im

30403 Is

17821 IIIs*

21295 IV


Keseimbangan statik pada buhul diperoleh sebagai berikut:

20kN B Dsin 45 0.707D VDari persamaan keseimbangan gaya tersebut, maka gaya diagonal D

dapat dianggap sebagai gaya batang yang paling menentukan. Sehinggabesarnya 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.

35 kN 35 kN6/12 6/12

Gambar contoh 5


Menghitung tahanan lateral acuan satu baut pada sambungan satu

irisan

Data sambungan:

Diameter baut D = 12,7 mm

Sudut sambungan = 0Tebal kayu sekunder ts = tebal kayu utama tm = 60 mm

Tahanan lentur baut Fyb = 320 N/mm2


Fes // Fen // = 57,94 N/mm2

Menghitung jumlah baut perkiraan n f

Nilai Cg dan C diasumsikan bernilai 1,00

n f 35000Z Z

350000,65x0,6x13187 6,8 baut

(Dibulatkan menjadi 8 baut seperti gambar di bawah)

Tahanan lateral acuan (N) Mode kelelehan

36645 Im

36645 Is

17008 II

17144 IIIm

17144 IIIs

13187 IV

88

3


6/12

5

3

6/12

10 3x6 10 Satuan dalam cm

Kontrol tahanan lateral acuan sambungan ijin Z u Faktor aksi kelompok ( Cg )

Menurut NDS dari U.S

As Am = 1,0

As = 60 x 120 = 7200 mm2 11,16 in2

Interpolasi nilai Cg untuk As = 11,16 in2

As = 5 in2

As = 12 in2

Cg = 0,91

Cg = 0,96

As = 11,16 in2 Cg = 0,91

11,16 5 12 5 (0,96 0,91) = 0,954

Nilai koreksi geometrik ( C )

a. Jarak ujung

Jarak ujung ( a ) = 100 mm

Jarak ujung optimum ( aopt ) = 7 D = 88,9 mm

Karena a aopt , C = 1,00


b. Spasi dalam baris alat pengencang

Spasi dalam baris pengencang ( s ) = 60 mm

Spasi dalam baris pengencang optimum ( sopt ) = 4 D = 50,8

mm. Karena s sopt , maka C = 1,00

nilai C adalah 1,00

Z u Z Cg C n f ZZ u 0,65x0,6x0,954x1,00x8x13187Z u = 39250 N 39,25 kN > 35 … Aman

bolted joint.doc

Documents