View
6
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
struktur Kayu
Citation preview
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
BAB IV
ANALISIS
4.1. ANALISIS PEMBEBANAN
4.3.4. Beban Mati (D)
Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu struktur atap yang bersifat tetap,
termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan
tetap yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur itu. Yang diakibatkan oleh
berat konstruksi permanen seperti berat sendiri, berat gording, penutup atap (metal roof), dan
plafond. Dalam analisis, semua beban diatas dijadikan beban terpusat.
Dalam Peraturan Muatan Indonesia (PMI), beban mati atap ditetapkan 50 kg/m2, sudah
berikut genteng, gording, kaso. Karena jarak antar kuda-kuda adalah 10 m, maka diambil
nilai beban yang ditransfer ke portal kanan dan kirinya dengan pembagian 1 : 1 dari tengah
bentang.
2 5
1 . 5
6
S = 6 . 6 2 0
L 2 = 1 0
A 1 = 1 . 6 5 5
Gambar 4.1 Struktur 1/2 rangka atap dengan 3 buah kuda-kuda
Dengan demikian, beban maksimum dipikul oleh kuda-kuda yang berada di tengah
bentang, yang secara total menahan beban sepanjang 10 m per satuan lebar. Maka beban
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-1
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
atap yang telah diketahui dikonversikan menjadi beban garis kemudian beban mati tsb
dikonversikan menjadi beban titik yang letaknya pada join atas batang batang vertikal.
PD = qm x L2 x (a/cos )
PD = 50 kg/m2 x 10 m x (1.5/cos 35)m = 827.53 kg
Plafond
Diambil berat Plafond adalah 18 kg/m2, beban ini merata pada bidang datar rangka kuda-
kuda sehingga jika dijadikan beban terpusat pada joint bagian bawah menjadi :
qm = 18 kg/m2 x 10 m x 1.5 m = 270 kg
Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan sebagai berikut ;
Gambar 4.2 Model pembebanan beban mati
4.3.5. Beban Hidup (L)
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu
struktur, khusus pada atap ke dalam beban hidup termasuk beban yang berasal dari air hujan,
baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energi kinetik) butiran air dan beban
yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan dan material atau selama
penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.
Beban orang yang merupakan beban hidup(La) menurut PMI adalah sebesar 100 kg yang
diletakkan di joint rangka atap searah dengan arah sumbu global (arah gravitasi).
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-2
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS P = 100kg
Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan sebagai berikut ;
Gambar 43 Model pembebanan beban hidup
4.3.6. Beban Angin (W)
Beban ini merupakan beban tidak permanen yang bekerja pada rangka atap yang disebabkan
adanya selisih tekanan udara. Pada beban angin ini terbagi atas tekanan tiup dan tekanan isap.
Beban angin yang diperhitungkan dalam struktur rangka atap berdasarkan PMI adalah
sebesar 25 kg/m2. Berdasarkan koefisien angin dengan atap segi-tiga dengan sudut
kemiringan sebagai maka:
Koefisien angin tiup pada atap (di pihak angin < 65 )
= (0.02 0.4)
Koefisien angin hisap pada atap (di belakang angin untuk semua )
= 0.4
beban yang menentukan adalah P = 25 kg/m2
Maka gaya tiup dan isap oleh angin dapat dihitung sebagai berikut :
Gaya tiup pada atap = (0.02 0.4)P. L2 kg/m
= (0.02 x 35 0.4) x 25 x 10 kg/m
= 25kg/m
Gaya isap pada atap = - 0.4. P. L2 kg/m
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-3
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS = - 0.4 x 25 x 10
= - 100 kg/m
Beban diatas masih merupakan beban merata pada bidang miring, jadi perlu dijadikan beban
titik. Dimana beban angin ini bekerja tegak lurus terhadap bidang kontak.
9 Gaya tiup pada atap Pw1 = 25 kg/m x (1.5/cos 35) = 41.38 kg
Karena beban tersebut tegak lurus terhadap bidang miring, maka beban tersebut dapat
diproyeksikan terhadap arah x dan y
Py = 41.38 kg * cos 35 = 37.5 kg
Px = 41.38 kg * sin 35 = 17.49 kg
9 Gaya isap pada atap Pw2 = - 100 kg/m x (1.5/cos 35) = -165.5 kg
Karena beban tersebut tegak lurus terhadap bidang miring, maka beban tersebut dapat
diproyeksikan terhadap arah x dan y
Py = -165.5 kg * cos 35 = - 150 kg
Px = -165.5 kg * sin 35 = - 69.95 kg
Karena beban angin ada yang bertanda positif dan negatif maka yang terjadi adalah bidang
miring atap menerima tekanan angin tiup dan tekanan angin isap.
Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan dalam kondisi sebagai berikut (jika angin
bertiup dari kiri ke kanan).
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-4
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Gambar 4.4 Model pembebanan beban angin
4.2. ANALISIS STRUKTUR
Dari beban yang telah dihitung yaitu beban mati(D), beban hidup(L), dan beban angin(W)
akan dihitung gaya dalam axial ( tekan tarik) pada struktur rangka atap dengan menggunakan
SAP V10.0.1 dan akan dibuktikan perhitungannya dengan cara manual. Untuk penggunaan
SAP terlebih dahulu dilakukan momen release untuk menghilangkan adanya momen pada
sistem truss, jadi hanya ada axial saja.
4.3.4. Gaya Dalam Akibat Beban Mati (D)
Dari perhitungan pembebanan telah diperoleh beban yang terjadi sebagai berikut:
Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan sebagai berikut ;
Gambar 4.5 Model pembebanan beban mati
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-5
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
4.3.5. Gaya Dalam Akibat Beban Hidup(L)
Dari perhitungan pembebanan telah diperoleh beban yang terjadi sebagai berikut:
Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan sebagai berikut ;
Gambar 4.6 Model Pembebanan Beban Hidup
4.3.6. Gaya Dalam Akibat Beban Angin(W)
Dari perhitungan pembebanan telah diperoleh beban yang terjadi sebagai berikut:
Pemodelan beban tersebut dapat digambarkan sebagai berikut
Gambar 4.7 Model Pembebanan Beban Angin
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-6
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Gambar 4.8 Label Joint dan Frame
Kombinasi pembebanan yang terdapat dalam SNI 03 xxxx 2000 mengenai Tata Cara
Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung adalah sebagai berikut:
1.4 D 1.2D + 1.6L + 0.5(La atau H) 1.2D + 1.6(La atau H) + (0.5L atau 0.8W)) 1.2D 1.3W + 0.5L + 0.5(La atau H) 1.2D 1.0E + 0.5L 0.9D (1.3W atau 1.0E)
Dalam define combination dalam SAP, disederhanakan menjadi beberapa kombinasi yang
menentukan sesuai dengan beban yang ada sebagai berikut:
1.4 D 1.2D + 1.6L 1.2D 1.3W + 0.5L
Gambar 4.9 Diagram Aksial akibat kombinasi beban
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-7
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Hasil gaya dalam pada struktur rangka atap akan dibuat dalam bentuk tabel hasil dari SAP
adalah sebagai berikut:
Tabel 4. 1 Gaya axial batang akibat kombinasi gaya dalam
TABLE: Element Forces - Frames TABLE: Element Forces - Frames
Frame OutputCase P Frame OutputCase P
Text Text Kgf Text Text Kgf
A1 1.4D 11540.552 C1 1.4D 2253.666
A1 1.2D+1.6L 11117.311 C1 1.2D+1.6L 2171.014
A1 1.2D+1.3W+0.5W 10447.528 C1 1.2D+1.3W+0.5W 2093.526
A1 1.2D-1.3W+0.5W 10102.156 C1 1.2D-1.3W+0.5W 1919.463
A2 1.4D 9891.901 C2 1.4D -2253.666
A2 1.2D+1.6L 9529.124 C2 1.2D+1.6L -2171.014
A2 1.2D+1.3W+0.5W 8916.026 C2 1.2D+1.3W+0.5W -2093.526
A2 1.2D-1.3W+0.5W 8697.988 C2 1.2D-1.3W+0.5W -1919.463
A3 1.4D 9891.901 C3 1.4D 3487.391
A3 1.2D+1.6L 9529.124 C3 1.2D+1.6L 3359.493
A3 1.2D+1.3W+0.5W 8916.026 C3 1.2D+1.3W+0.5W 3239.586
A3 1.2D-1.3W+0.5W 8697.988 C3 1.2D-1.3W+0.5W 2970.236
A4 1.4D 6594.601 C4 1.4D 3487.391
A4 1.2D+1.6L 6352.749 C4 1.2D+1.6L 3359.493
A4 1.2D+1.3W+0.5W 5853.023 C4 1.2D+1.3W+0.5W 2566.155
A4 1.2D-1.3W+0.5W 5889.653 C4 1.2D-1.3W+0.5W 3643.667
A5 1.4D 6594.601 C5 1.4D -2253.666
A5 1.2D+1.6L 6352.749 C5 1.2D+1.6L -2171.014
A5 1.2D+1.3W+0.5W 5853.023 C5 1.2D+1.3W+0.5W -1658.333
A5 1.2D-1.3W+0.5W 5889.653 C5 1.2D-1.3W+0.5W -2354.657
A6 1.4D 9891.901 C6 1.4D 2253.666
A6 1.2D+1.6L 9529.124 C6 1.2D+1.6L 2171.014
A6 1.2D+1.3W+0.5W 8279.302 C6 1.2D+1.3W+0.5W 1658.333
A6 1.2D-1.3W+0.5W 9334.713 C6 1.2D-1.3W+0.5W 2354.657
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-8
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
A7 1.4D 9891.901 D1 1.4D -12732.090
A7 1.2D+1.6L 9529.124 D1 1.2D+1.6L -12265.151
A7 1.2D+1.3W+0.5W 8279.302 D1 1.2D+1.3W+0.5W -11037.124
A7 1.2D-1.3W+0.5W 9334.713 D1 1.2D-1.3W+0.5W -11634.273
A8 1.4D 11540.552 D2 1.4D -12732.090
A8 1.2D+1.6L 11117.311 D2 1.2D+1.6L -12265.151
A8 1.2D+1.3W+0.5W 9492.442 D2 1.2D+1.3W+0.5W -11062.205
A8 1.2D-1.3W+0.5W 11057.242 D2 1.2D-1.3W+0.5W -11609.191
B1 1.4D -1158.542 D3 1.4D -9094.350
B1 1.2D+1.6L -1156.191 D3 1.2D+1.6L -8760.822
B1 1.2D+1.3W+0.5W -1103.360 D3 1.2D+1.3W+0.5W -7708.035
B1 1.2D-1.3W+0.5W -984.684 D3 1.2D-1.3W+0.5W -8485.819
B2 1.4D 378.000 D4 1.4D -9094.350
B2 1.2D+1.6L 324.000 D4 1.2D+1.6L -8760.822
B2 1.2D+1.3W+0.5W 324.000 D4 1.2D+1.3W+0.5W -7733.117
B2 1.2D-1.3W+0.5W 324.000 D4 1.2D-1.3W+0.5W -8460.738
B3 1.4D -1158.542 D5 1.4D -9094.350
B3 1.2D+1.6L -1156.191 D5 1.2D+1.6L -8760.822
B3 1.2D+1.3W+0.5W -1103.360 D5 1.2D+1.3W+0.5W -7444.596
B3 1.2D-1.3W+0.5W -984.684 D5 1.2D-1.3W+0.5W -8749.259
B4 1.4D 378.000 D6 1.4D -9094.350
B4 1.2D+1.6L 324.000 D6 1.2D+1.6L -8760.822
B4 1.2D+1.3W+0.5W 324.000 D6 1.2D+1.3W+0.5W -7544.920
B4 1.2D-1.3W+0.5W 324.000 D6 1.2D-1.3W+0.5W -8648.935
B5 1.4D -1158.542 D7 1.4D -12732.090
B5 1.2D+1.6L -1156.191 D7 1.2D+1.6L -12265.151
B5 1.2D+1.3W+0.5W -806.646 D7 1.2D+1.3W+0.5W -10322.031
B5 1.2D-1.3W+0.5W -1281.398 D7 1.2D-1.3W+0.5W -12349.365
B6 1.4D 378.000 D8 1.4D -12732.090
B6 1.2D+1.6L 324.000 D8 1.2D+1.6L -12265.151
B6 1.2D+1.3W+0.5W 324.000 D8 1.2D+1.3W+0.5W -10422.355 B6 1.2D-1.3W+0.5W 324.000 D8 1.2D-1.3W+0.5W -12249.041
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-9
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
B7 1.4D -1158.542
B7 1.2D+1.6L -1156.191
B7 1.2D+1.3W+0.5W -806.646
B7 1.2D-1.3W+0.5W -1281.398
Tabel 4. 2 Gaya Maksimum Tiap Batang/ Frame
Gaya Maksimum Frame
Kode
Jenis P
Text Text Tarik (Kgf) Tekan (Kgf)
A Batang Horizontal Bawah 11540.552 -
B Batang Vertikal Penyangga 378.000 -1281.398
C Batang Diagonal Penyangga
3643.667 -2354.657
D Batang Diagonal Atas
- -12732.090
Gaya dalam hasil perhitungan SAP perlu dilakukan cek secara manual.
Untuk mengecek hasil diatas dilakukan metode keseimbangan gaya pada join, dimana :
Fx = 0
Fy = 0
Cek gaya akibat beban mati (D) dengan kombinasi 1.4D maka pembebanan menjadi:
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-10
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Gambar 4.10 Model Pembebanan akibat kombinasi 1.4D
Reaksi perletakan yang terjadi RA = RB = 6146.168 kg
5 7 9 . 2 7 1 k g
R 1 = 6 1 4 6 . 1 6 8 k g
D 1
A 1
K e s e i m b a n g a n J o i n t 1 J o i n t 1 6
1
D 2D 1
B 1
1 1 5 8 . 5 4 2 k g
1 8 9 k g
Gambar 4.11 Reaksi Perletakan dan keseimbangan joint
Pada joint 1 (perletakan) :
Fy = 0
(PD1 x sin 35) + 6146.168 579.271 - 189 = 0
PD1 = -(5377.897)/sin 35 = -12725.188 kg
dari SAP diperoleh P D1= -12732.09 kg OK!
Fx = 0
(PD1 cos 35) + PA1 = 0
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-11
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS PA1 = 12725.188 kg x cos 35 = 11532.94 kg
dari SAP diperoleh PA1= 11540.552 kg OK!
Pada join 16 :
Fx = 0
(PD1 cos 35) - (PD2 cos 35) = 0
PD2 = PD1 = -12725.188 kg
dari SAP diperoleh PD2= -12732.09 kN OK!
Fy = 0
(PD1 x sin 35) - (PD2 x sin 35) + (PB1) + 1158.542 kg = 0
PB1 = -1158.542 kg
dari SAP diperoleh P B1= -1158.542 kg OK
Dapat disimpulkan bahwa perhitungan dari SAP sudah benar dan dapat digunakan untuk
mendesain penampang setiap frame.
4.3. DESAIN PENAMPANG
Perencanaan elemen elemen struktur harus berdasarkan gaya-gaya yang terjadi pada struktur
rangka atap ( dalam hal ini gaya yang terjadi hanya tekan dan tarik) yang akan direncanakan.
Dalam perencanaan elemen dipengaruhi beberapa faktor, yaitu ;
1. Nilai ekonomis
2. Berat sendiri penampang sekecil mungkin
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-12
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS 3. Desain penampang terhadap empat jenis batang unutk kemudahan dalma pelaksanaan di
lapangan
4. Struktur kuat terhadap beban ultimate selama masa layan.
5. Struktur kaku
Dalam perencanaan elemen elemen batang pada rangka atap, pendimensian dibagi menjadi 4
jenis, yaitu A, B, C, dan D. Dimana diambil gaya dalam terbesar dari masing-masing
kelompok. Dibawah ini disajikan gaya max tiap kelompok
Tabel 4.3 Gaya Maksimum Tiap Batang/ Frame
Gaya Maksimum (kg) Kode Batang Jenis Batang Tarik Tekan
Batang Desain
Panjang Batang (m)
A Batang Bawah 11540.55 - A1 1.5
B Batang Vertikal 378.000 -1281.398 B5 2.098
C Batang Diagonal 3643.67 -2354.657 C5 2.051
D Batang Atas - -12732.09 D1 1.655
Catatan: Khusus untuk batang jenis B (Batang Vertikal) dan C (Batang Diagonal)
didesain terhadap gaya tekan karena lebih menentukan akibat tekuk
penampang.
Gambar 4.11 Label Joint dan Frame
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-13
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Desain kayu yang digunakan dalam perencanaan ini adalah kayu yang digunakan adalah kayu
kelas II mutu B dengan tegangan yang diijinkan sbb:
//tr = //tk : 85 kg/cm2
tk : 40 kg/cm2
// : 12 kg/cm2
E : 100.000 kg/cm2
4.3.1. Penampang Monolit
Akibat terjadi gaya tekan pada suatu batang akan menyebabkan terjadi tekuk. Sehingga
dalam merencanakan batang tekan selain memperhitungkan kuat tekan, bahaya tekuk juga
harus diperhitungkan agar nantinya struktur tidak mengalami kegagalan. Karena bila tekuk
yang terjadi melebihi toleransi akan dapat menimbulkan masalah.
Asumsi :
Kayu yang dipakai adalah kayu dimana serat searah dengan gaya tekan yang terjadi pada
batang
P P
Gambar 4.12 Profil kayu tekan
Untuk menghitung tegangan yang terjadi pada batang tekan dapat ditentukan dengan rumus
di bawah ini :
//.
tkPA =
dimana adalah angka tekuk yang nilainya berdasarkan .
Dimana iLk.=
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-14
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Dalam perencanaan dibuat x = y, dengan cara b = 2h ( supaya ekonomis)
Untuk struktur truss (sendi-sendi), k =1
IiA
=
Perencanaan Batang B (Batang Vertikal/ Tegak)
Batang B atau batang tegak ada yang bekerja sebagai batang tarik dan juga tekan. Dalam
desain, batang tekan lebih menentukan karena faktor tekuk. Oleh sebab itu batang B akan di
desain terhadap bahaya tekuk sebagai batang tekan.
Contoh perhitungan batang B5
Data :
Pmax= 1281.398 kg
L = 2.098 m = 209.8 cm
//tk (ijin)= //tr (ijin) = 85 kg/cm2 (Data kayu Kelas II)
Asumsi awal gunakan profil kayu 6/12.
A = 72 cm2
cmAIi xx 46.312*6
12*6*121 3
=== ; cmAI
i yy 73.112*6
6*12*121 3
===
!15064.6046.3
8.209*1 OKi
kI xx
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
!15013.12173.1
8.209*1 OKi
kI yy == EulerRumusyx
Euler 67.4100
13.1215.2*
13.12110
5.3300
1005.2*
105.3
300
26
26 =
+=
+=
//.
tkPA =
!/8511.8372
67.4398.1281 2//2// OKcmkgkgcm
xkgtktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Perencanaan Batang C (Batang Diagonal)
Contoh perhitungan batang C5
Data :
Pmax = 2354.657 kg
L = 2.051 m = 205.1 cm
Asumsi awal gunakan profil kayu 8/12.
A = 96 cm2
cmAI
i xx 46.312*8
12*8121 3
=== ; cmAI
i yy 31.212*8
8*12121 3
===
!15027.5946.3
1.205*1 OKi
kI xx
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Perencanaan Batang D (Batang Atas)
Contoh perhitungan batang D1
Data :
Pmax = 12732.09 kg
L = 1.655 m =165.5 cm
Asumsi awal gunakan profil kayu 16/16
A = 256 cm2
cmAI
i xx 61.416*16
16*16121 3
=== ; cmAI
i yy 61.416*16
16*16121 3
===
!15090.3561.4
5.165*1 OKi
kI xx
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Kesimpulan:
Untuk desain penampang struktur rangka atap kayu kelas II B
Tabel 4.4 Desain akhir setiap jenis batang tekan
Dimensi Kode Batang Jenis Batang b h
B Batang Vertikal 6 12
C Batang Diagonal 8 12
D Batang Atas 16 16
b
h
Gambar 4.14 Penampang melintang batang rangka atap
Secara keseluruhan desain yang dilakukan terkesan boros, hal ini dilakukan karena
perhitungan berat sendiri struktur belum dilakukan, sehingga setelah kemudian berat sendiri
struktur diperhitungkan akan mendapatkan ukuran kayu yang optimum. Ukuran kayu yang
tidak ada dipasaran akan dilakukan pemotongan dengan special design.
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-19
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
4.3.2. Penampang Kayu Lapis
Akibat terjadi gaya tekan pada suatu batang akan menyebabkan terjadi tekuk. Sehingga
dalam merencanakan batang tekan selain memperhitungkan kuat tekan, bahaya tekuk juga
harus diperhitungkan agar nantinya struktur tidak mengalami kegagalan. Karena bila tekuk
yang terjadi melebihi toleransi akan dapat menimbulkan masalah.
Asumsi :
Kayu yang dipakai adalah kayu dimana serat searah dengan gaya tekan yang terjadi pada
batang
P P
Gambar 4.15 Profil kayu tekan Kayu Lapis
Untuk menghitung tegangan yang terjadi pada batang tekan dapat ditentukan dengan rumus
di bawah ini :
//.
tkPA =
dimana adalah angka tekuk yang nilainya berdasarkan .
Dimana iLk.=
Untuk struktur truss (sendi-sendi), k =1
IiA
=
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-20
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Perencanaan Batang B (Batang Vertikal/ Tegak)
Batang B atau batang tegak ada yang bekerja sebagai batang tarik dan juga tekan. Dalam
desain, batang tekan lebih menentukan karena faktor tekuk. Oleh sebab itu batang B akan di
desain terhadap bahaya tekuk sebagai batang tekan.
Contoh perhitungan batang B5
Data :
Pmax= 1281.398 kg
L = 2.098 m = 209.8 cm
//tk (ijin)= //tr (ijin) = 85 kg/cm2 (Data kayu Kelas II)
Dari perhitungan balok monolit diperoleh dimensi balok yang dibutuhkan adalah 12/12.
Pada perencanaan kayu lapis digunakan kayu dengan ukuran 2/12 sebanyak 3 buah sebagai
penampang. Kemudian kayu berukuran 3/12 sebanyak 2 buah digunakan sebagai klos.
A = 72 cm2
43 86412*6*121 cmI x ==
4323 33.1209)2*12*121()5*2*122*12*
121(*2 cmIY =++=
X
Y
12
3 2 2 3 2
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-21
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
cmAIi xx 46.372
864 === ; cmAI
i yy 10.47233.1209 ===
Tekuk pada sumbu bahan (x-x)
64.6046.3
8.209 ===x
xx i
L
Tekuk pada sumbu bebas bahan
penampangatasterdirikolomPenampangmpakunmenggunakadenganklosf
Keterangan
mfyw
333
:2
122
==
+=
17.5110.4
8.209 ===y
yy i
L
21.2046.393.69
1
11 === i
L
76.66)21..20(23317.51 22 =+=w
76.6663.60
==
w
x
berarti kolom menekuk pada sumbu bebas bahan
[ ] )1000(76.66, == TetmayerRumusyx Tetmayer ( ) 80.130076.662
3003002
300 =+=+=
//.
tkPA =
!/8503.3272
46.2398.1281 2//2// OKcmkgkgcm
xkgtktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Cek Kuat Geser
kgPWwD 44.38398.1281*6080.1*
60===
322 1203)5.0*1*12()5*2*12(*2 cmS y =+=
!/12/37.633.1209*6
1203*44.38** 2_2 OKcmkgcmkg
IbSD
y
ymaz ====
===
pakukgdndnN /25
25.01)25.0(*500
1500 22
1 =+=+=
pakukgNN /5025*22 12 ===
2 3 2 3 2
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-23
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Kontrol tegangan yang terjadi:
Batang penyambung dibebani sentris
`2
//
_2
//
2
/85/92.688.3804.2674
8.38*%8004.2674
cmkgcmkgAnS
cmAbAnkgS
tktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Perencanaan Batang C (Batang Diagonal)
Contoh perhitungan batang C5
Data :
Pmax = 2354.657 kg
L = 2.051 m = 205.1 cm
Berdasarkan perhitungan pada balok monolit diperoleh profil kayu 8/12. Dalam desain
dengan menggunakan kayu lapis dipakai kayu berdimensi 3/12 sebanyak 2 buah sebagai
penampang dan kayu berdimensi 2/12 sebanyak 1 buah sebagai klos. Dengan demikian
dimensinya sama dengan balok monolit. Perekat yang digunakan adalah paku
A = 72 cm2
43 86412*6*121 cmI x ==
423 504)5.2*3*123*12*121(*2 cmIY =+=
cmAI
i xx 46.372864 === ; cm
AI
i yy 65.272504 ===
Tekuk pada sumbu bahan (x-x)
28.5946.3
1.205 ===x
xx i
L
X
Y
12
3 3 2
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-25
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Tekuk pada sumbu bebas bahan
penampangatasterdirikolomPenampangmpakunmenggunakadenganklosf
Keterangan
mfyw
223
:2
122
==
+=
39.7765.2
1.205 ===y
yy i
L
8.2565.237.68
1
11 === i
L
37.89)8.25(22339.77 22 =+=w
37.8928.59
==
w
x
berarti kolom menekuk pada sumbu bebas bahan
[ ] )1000(37.89, == TetmayerRumusyx Tetmayer ( ) 47.230037.892
3003002
300 =+=+=
//.
tkPA =
!/85/78.8072
47.2657.2354 2//
22// OKcmkgcmkgcm
xkgtktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Gaya geser yang dipikul klos (L)
kgLI
SDL
y
y 6.252437.68*504
192*93.96*1 ===
Desain paku yang diperlukan
Dalam perencanaan digunakan paku dengan 2 irisan.
Diameter paku:
mmtkdn 8.220*71
71 ==
Coba paku 25x60
!)()(402060)(
205.2*88)(
OKsyaratLtersediaLmmtkLntersediaL
mmdnsyaratL
>===
===
pakukgdndnN /25
25.01)25.0(*500
1500 22
1 =+=+=
pakukgNN /5025*22 12 ===
3
2
3
Kontrol tegangan yang terjadi:
Batang penyambung dibebani sentris
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-27
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
`2
//
_2
//
2
/85/1.8430
6.252430*%80
8.2366
cmkgcmkgAnS
cmAbAnkgS
tktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS buah sebagai klos. Dengan demikian dimensinya sama dengan balok monolit yaitu 16/16.
Perekat yang digunakan adalah paku.
A = 224 cm2
43 67.477816*14*121 cmI x ==
42323 67.5418)4*8*168*16*121()5*6*166*16*
121( cmIY =+++=
cmAIi xx 62.4224
67.4778 === ; cmAI
i yy 91.422467.5418 ===
Tekuk pada sumbu bahan (x-x)
82.3562.4
5.165 ===x
xx i
L
Tekuk pada sumbu bebas bahan
penampangatasterdirikolomPenampangmpakunmenggunakadenganklosf
Keterangan
mfyw
223
:2
122
==
+=
7.3391.4
5.165 ===y
yy i
L
X 16
6 2 8
y
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-29
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
94.1162.417.55
1
11 === i
L
54.39)94.11(2237.33 22 =+=w
54.3982.35
==
w
x
berarti kolom menekuk pada sumbu bebas bahan
[ ] )1000(54.39, == TetmayerRumusyx Tetmayer ( ) 36.130054.392
3003002
300 =+=+=
//.
tkPA =
!/8530.77224
36.109.12732 2//2// OKcmkgkgcm
xkgtktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Desain paku yang diperlukan
Dalam perencanaan digunakan paku dengan 2 irisan.
Coba paku 55 x160
!)()(60100160)(
445.5*88)(
OKsyaratLtersediaLmmtkLntersediaL
mmdnsyaratL
>===
===
pakukgdndnN /58.97
55.01)55.0(*500
1500 22
1 =+=+=
pakukgNN /16.19558.97*22 12 ===
X 16
6 2 8
y
Kontrol tegangan yang terjadi:
Batang penyambung dibebani sentris
`2
//
_2
//
2
/85/10.844.10271.8612
4.102*%8071.8612
cmkgcmkgAnS
cmAbAnkgS
tktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
2//
_2
//
2
/85/08.634.10236.4306*5.12/5.1
4.102*%80
cmkgcmkgAn
ScmAbAn
tktk =
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
Gambar 4.17 benda uji tampak depan
Gambar 4.18 benda uji tiga dimensi
Langkah-langkah pengujian
1. Pasang benda uji pada alat uji geser searah serat kayu
2. Jalankan alat uji geser.
3. Perhatikan hasil bacaan angka pada alat.
4. Saat benda uji sudah failed, lihat angka yang ditunjukkan oleh benda uji.
5. Hasil tersebut menunjukan besarnya gaya geser yang terjadi (dalam satuan kg)
6. Untuk mendapatkan besarnya gaya geser yang terjadi, maka nilai pada bacaan alat
tersebut harus dibagi dengan luas permukaan benda uji geser tersebut.
7. Kemudian dilakukan analisis terhadap hasil uji kekuatan geser kayu searah serat
tersebut.
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-33
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS Data hasil pengujian
Berikut ini hasil pembacaan besarnya kuat geser pada alat:
Tabel 4.5 Data hasil pengujian
Benda Uji ke- Balok monolit (kg) Kayu Lapis (kg)
1 215 5
2 225 5
3 210 5
Luas permukaan benda uji adalah 25 cm2, sehingga didapatkan besarnya nilai kuat gesernya
(), yaitu: Tabel 4.6 nilai kekuatan geser searah serat kayu
Benda Uji ke- Balok monolit (kg/cm2) Kayu Lapis (kg/cm2)
1 8.6 0.2
2 9 0.2
3 8.4 0.2
Rata-rata 8.67 0.2
Analisis
Berdasarkan hasil pengujian kuat geser kayu searah serat yang dilakukan di laboratorium,
dapat dilihat bahwa besarnya kuat geser benda uji balok monolit rata-rata adalah 8.67 kg/cm2
dan benda uji kayu lapis adalah 0.2 kg/cm2.
Selain itu, terlihat juga bahwa besarnya kekuatan geser kayu lapis di laboratorium sangat kecil
nilainya dibandingkan dengan balok monolit. Hal ini disebabkan oleh kurang kuatnya perekat
pada kayu lapis tersebut. Paku yang digunakan kurang banyak dan kurang kuat sehingga tidak
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-34
TUGAS AKHIR KAJIAN PERENCANAAN KUDA-KUDA
BALOK MONOLIT DAN KAYU LAPIS
terjadi perlekatan yang sempurna. Akan tetapi, secara umum terlihat bahwa kekuatan geser
balok monolit lebih besar daripada kayu lapis. Besarnya perbandingan kuat geser balok
monolit dan kayu lapis sangat dipengaruhi juga dengan perekat yang digunakan.
Dalam hal ini diperlukan paku yang sangat banyak agar bisa diperoleh kayu lapis yang punya
kerekatan mendekati sempurna. Selain paku, perekat lain yang dapat digunakan adalah lem
dan penjepit baja.
Muchamad Ramdhan (15004099) IV-35
4.3.4. Gaya Dalam Akibat Beban Mati (D) 4.3.5. Gaya Dalam Akibat Beban Hidup(L) 4.3.6. Gaya Dalam Akibat Beban Angin(W) Kesimpulan:
Recommended