< Previous 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 413 Kayu kelas I: Sambungan tampang 1 untuk λb = bmin / d = 4.8 S = 50 d b1 (1 – 0.6 Sin α) S = 240 d2 (1 – 0.35 Sin α) Sambungan tampang 2 untuk λb = bmin / d = 3.8 S = 125 d b3 (1 – 0.6 Sin α) S = 250 d b1 (1 – 0.6 Sin α) S = 480 d2 (1 – 0.35 Sin α) Kayu kelas II: Sambungan tampang 1 untuk λb = bmin / d = 5.4 S = 40 d b1 (1 – 0.6 Sin α) S = 215 d2 (1 – 0.35 Sin α) Sambungan tampang 2 untuk λb = bmin / d = 4.3 S = 100 d b3 (1 – 0.6 Sin α) S = 200 d b1 (1 – 0.6 Sin α) S = 430 d2 (1 – 0.35 Sin α) Gambar 8.16. Perilaku gaya pada sambungan baut Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 Kayu kelas III: Sambungan tampang 1 untuk λb = bmin / d = 6.8 S = 25 d b1 (1 – 0.6 Sin α) S = 170 d2 (1 – 0.35 Sin α) Sambungan tampang 2 untuk λb = bmin / d = 5.7 S = 60 d b3 (1 – 0.6 Sin α) S = 120 d b1 (1 – 0.6 Sin α) S = 340 d2 (1 – 0.35 Sin α) 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 414 Dimana : S = Kekuatan per baut dalam kg α = Sudut arah gaya terhadap arah serat b1 = Tebal kayu tepi (cm) b3 = Tebal tengah (cm) d = Diameter baut (cm) Masing kelas kayu tersebut di ambil harga terkecil untuk mendapat jumlah baut dalam satu sambungan. Untuk pemasangan baut, disyaratkan pula jarak antar baut dalam satu sambungan. Dengan memperhatikan sketsa ilustrasi sambungan seperti Gambar 8.17, ketentuan jarak baut utama yang sering digunakan dapat dikemukakan sebagai berikut. Ilustrasi secara lengkap diterakan dalam PKKI – NI (1961) Gambar 8.17. Syarat jarak minimum peletakan baut pada sambungan Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 • Jarak antar baut searah gaya dan serat = 5 φ baut • Jarak antar baut tegak lurus gaya dan serat = 3 φ baut • Jarak baut denga tepi kayu tegak lurus gaya dan serat = 2 φ baut • Jarak baut dengan ujung kayu searah gaya dan serat = 5 φ baut • Jarak antar baut searah gaya – tegak lurus serat = 3 φ baut 8.3.4. Sambungan dengan cincin belah (Split Ring) dan plat geser Produk alat sambung ini merupakan alat sambung yang memiliki perilaku lebih baik dibanding alat sambung baut. Namun karena pemasangannya agak rumit dan memerlukan peralatan mesin, alat sambung ini jarang diselenggarakan di Indonesia. Produk sambung ini terdiri dari cincin dan dirangkai dengan baut. Dalam penyambungan, alat ini mengandalkan kuat desak kayu ke arah sejajar maupun arah tegak lurus serat. Seperti halnya alat sambung baut, jenis kayu yang disambung akan memberikan kekuatan yang berbeda. Produk alat sambung ini memiliki sifat lebih baik dari pada sambungan baut maupun paku. Ini karena alat sambung ini mendistribusikan gaya baik tekan maupun tarik menjadi gaya desak kayu yang lebih merata dinading alat sambung baut dan alat sambung paku. 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 415 Gambar 8.18. Produk alat sambung cincin belah dan cara pemasangannya Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Gambar 8.19. Produk alat sambung cincin dan plat geser Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Gambar 8.20. Perilaku gaya pada sambungan cincin dan plat geser. Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Jumlah alat sambung yang dibutuhkan dalam satu sambungan dapat dihitung dengan membagi kekuatan satu alat sambung pada jenis kayu tertentu. Tabel 8.7 menampilkan besaran kekuatan per alat sambung terendah untuk pendekatan perhitungan. 8.3.5. Sambungan dengan Plat Logam (Metal Plate Conector) Alat sambung ini sering disebut sebagai alat sambung rangka batang (truss). Alat sambung ini menjadi populer untuk maksud menyambung 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 416 struktur batang pada rangka batang, rangka usuk (rafter) atau sambungan batang struktur berupa papan kayu. Plat sambung umumnya berupa plat baja ringan yang digalvanis untuk menahan karat, dengan lebar/luasan tertentu sehingga dapat menahan beban pada kayu tersambung. Tabel 8.7. Kekuatan per alat untuk alat sambung Cincin dan plat Geser Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Gaya Min. Per alat sambung Samb. Plat Tunggal Samb. Plat Ganda Lebar minimum Kayu // serat ⊥ Serat Tipe Alat Sambung Mm(Inch) Mm(Inch) Mm(Inch) N(Lb) N(Lb) Prinsip alat sambungan ini memindahkan beban melalui gerigi, tonjolan (plug) dan paku yang ada pada plat. Jenis produk ini ditunjukkan pada Gambar 8.21. Untuk pemasangan plat, menanam gerigi dalam kayu tersambung, memerlukan alat penekan hidrolis atau penekan lain yang menghasilkan gaya besar. Gambar 8.21. Produk alat penyambung sambung plat logam Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 417 8.4. Aplikasi Struktur dengan Konstruksi Kayu 8.4.1. Perhitungan Kekuatan Kayu Karena arah serat sangat mempengaruhi kekuatan kayu, keadaan serat yang miring terhadap arah memanjang pada suatu batang struktur akan mengalami reduksi kekuatan. Besaran kuat tekan atau tarik kayu pada serat miring (ıα) dapat dihitung berdasarkan rumus berikut. ıαααα = ı// ı⊥⊥⊥⊥ / ı// sin αααα + ı⊥⊥⊥⊥ Cos αααα (8.8) Dimana : ı// = Tegangan tarik/tekan sejajar serat ı⊥ = Tegangan tekan / tarik tegak lurus serat α = Sudut kemiringan serat terhadap arah memanjang serat 8.4.2. Analisis Struktur Kolom Kolom merupakan batang struktur yang menerima beban tekan, termasuk batang tekan pada struktur kuda-kuda kayu. Batang kolom dapat berupa batang tunggal atau batang gabungan. Berdasarkan panjang, kolom dibagi menjadi tiga, kolom pendek, kolom sedang dan kolom panjang. Pada kolom pendek, kekuatan kuat tekan kayu. Sedangkan pada kolom sedang akan mendekati kolom panjang yang akan mengalami tekuk sebelum tegangan tekan dilampaui. Karenanya kolom harus diperhitungkan adanya tekuk. Semakin langsing, kolom panjang dengan tampang melintang kecil, semakin mudah kolom tersebut tertekuk. Angka kelangsingan (λ) kolom dinyatakan sebagai berikut. λλλλ = Lk / i min (8.9) i min = (Imin / F) 1/2 I min = Momen inersia tampang kolom minimal F = luas tampang melintang kolom Dari angka kelangsingan tersebut kemudian dicari faktor tekuk (ω) berdasarkan tabel 8.8: Tegangan yang terjadi dihitung sebagai berikut. ı = S ω / FBruto < ı ijin tekuk (8.10) Dimana : ı = Tegangan yang terjadi S = gaya batang ω = Faktor tekuk FBruto = luas tampang kolom 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 418 Tabel 8.8. Angka kelangsingan Sumber: PKKI, 1979 Tegangan Ijin Tekuk Kolom Kayu PKKI - NI.05 1961 Ȝ Kolom Koefisien Tekuk Ȧ Kelas I Kelas II Kelas III Kelas IV 0 1.000 130 85 60 45 10 1.070 121 79 56 42 30 1.250 104 68 48 36 50 1.500 86 57 40 30 70 1.870 70 45 32 24 90 2.500 52 34 24 18 110 3.730 35 23 16 12 130 5.480 24 16 11 8 150 7.650 17 11 8 6 8.4.3. Analisis Kolom gabungan Untuk pertimbangan kekuatan dan penampilan, kadang kolom kayu dibuat lebih dari satu batang, umumnya berupa batang ganda yang dirangkai atau berupa atau berupa boks. Gambar 8.22. menunjukkan contoh kolom dari batang gabungan. Gambar 8.22. Penampang kolom dari batang gabungan Untuk menghitung kolom ganda, dianggap kolom tersebut memiliki lebar yang sama dengan jumlah lebar batang gabungan. Sehingga didapat besaran jari-jari gyrasi (i) dan momen inersia yang diperhitungkan (I) untuk batang kolom ganda sebagai berikut: I ix= 0,.289 h, dimana h = tinggi tampang batang kolom. (8.11) I = ¼ (It + 3 Ig) 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 419 Dimana : I = Momen inersia yang diperhitungkan It = Momen inersia teoritis Ig = Momen inersia geser sehingga batang kolom gabungan berimpit Syarat lain yang harus dipenuhi untuk perhitungan adalah bahwa jarak antar bagian (a) harus diambil dua kali jarak tebal bagian, a = 2b dan besaran momen inersia tiap elemen/ bagian kolom (Ie) harus memenuhi persamaan berikut (PKKI, 1961). Ie > 10 S Lk2/n (8.12) Dimana : Ie = Momen inersia elemen batang tunggal S = Gaya batang (ton) Lk = Panjang tekuk (m) n = Jumlah batang penyusun kolom gabungan Selanjutnya perhitungan tegangan yang terjadi (ı) dihitung seperti persamaan tegangan pada kolom tunggal dengan memperhitungkan kelangsingan dan faktor tekuk. 8.4.4. Analisis Struktur Balok Struktur balok kayu akan menerima beban tegak lurus yang mengakibatkan balok akan mengalami geser tegak batang balok , geser ke arah memanjang dan momen lenturan (bending moment). Geser arah tegak lurus serat dapat diabaikan, karena kayu memiliki geser tegak lurus yang cukup besar. Yang umumnya diperhitungkan adalah geseran arah memanjang dan lenturan. Persyaratan kekuatan struktur balok terhadap lenturan dapat dihitung sebagai berikut. ı ltr = M / W < ıijin lentur (8.13) Dimana : M = Besar momen lentur kritis pada struktur W = Momen tahanan tampang melintang batang struktur = 1/6 b h2 untuk tampang persegi panjang Sedang syarat kekuatan geseran balok dengan tampang persegi panjang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut. ττττ = 3V /2A < ττττ ijin (8.14) Dimana: V = Gaya geser / gaya lintang A = Luas tampang melintang batang = b.h untuk tampang persegi panjang 8.4.5. Konstruksi Pondasi, Kaki Kolom, dan Kolom Bangunan kayu umumnya merupakan bangunan relatif ringan dibanding dengan baja maupun beton. Pondasi untuk bangunan kayu umumnya merupakan pondasi sederhana berbentuk umpak/pondasi 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 420 setempat atau pondasi dinding menerus dari bahan pasangan batu atau beton. Pemasangan kolom kayu selain memerlukan jangkar (anchor) ke pondasi diperlukan penyekat resapan dari tanah, baik berupa beton kedap atau pelat baja agar kayu terhindar dari penyebab lapuk/busuk. Jika dipasang plat kaki keliling, harus terdapat lubang pengering, untuk menjaga adanya air tertangkap pada kaki kolom tersebut. Terlebih jika kolom tersebut berada diluar bangunan yang dapat terekspose dengan hujan dan/atau kelembaban yang berlebihan. Kaki kolom sederhana dengan penahan hanya di dua sisi seperti pada Gambar 8.23 sangat disarankan untuk memungkinkan adanya drainase pada kaki kolom. Gambar 8.23: Kaki kolom kayu dengan plat dan jangkar Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Kolom kayu dapat berupa kolom tunggal, kolom gabungan dan kolom dari produk kayu laminasi seperti ditunjukkan pada Gambar 8.24. Kolom gabungan dapat disusun dari dua batang kayu atau berupa papan yang membentuk bangun persegi. Bentuk lain adalah berupa kolom dari kayu laminasi. Kayu Laminasi merupakan kayu buatan yang tersusun dan direkatkan dari kayu tipis. Gambar 8.24: Kolom tunggal, kolom ganda dan produk kolom laminasi Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 421 Batang struktur kolom dapat menerima beban dari balok, balok loteng, maupun beban rangka atap. Untuk dapat menahan beban di atasnya dan terhindar dari tekuk sangat disarankan dan sebisa mungkin menghindari pengurangan tampang efektif kolom. Sambungan gigi umumnya mengurangi tampang efektif kolom yang relatif besar sehingga tidak disarankan penggunaannya. Penggunaan klos sambung mungkin akan cukup baik, namun akan menjadi mahal karena menambah volume kayu yang tidak sedikit. Penyelenggaraan sambungan yang mendekati ideal dapat menggunakan pelat sambung seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.25. Dengan penggunaaan alat sambung kolom dengan balok tersebut, pengurangan tampang kolom yang terjadi hanya akibat lubang baut. Gambar 8.25: Gambar sambungan kolom dengan balok Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 8.4.6. Konstruksi Balok Pada bangunan gedung, struktur balok dapat berupa balok loteng balok atap, maupun gording. Struktur balok kayu dapat berupa kayu solid gergajian, kayu laminasi, atau bentuk kayu buatan lainnya. Untuk penyambungan, batang balok dengan balok perlu menghindari sambungan yang menerima momen yang relatif besar. Karenanya sambungan balok umumnya dilakukan tepat di atas struktur dudukan atau mendekati titik dudukan. Dengan begitu momen yang terjadi pada sambungan relatif kecil. Gambar 8.26: Struktur balok dari kayu solid ditumpukan pada kolom dan struktur balok laminasi bertumpu pada balok Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 1. lingkup pekerjaan dan peraturan bangunan 422 Gambar 8.27: struktur balok I dari produk kayu buatan Sumber: Forest Products Laboratory USDA,1999 Gambar 8.28: Gambar sambungan balok dengan balok Sumber: Forest Products Laboratory USDA, 1999 Balok sering dibebani penggantung plafon atau komponen konstruksi lain di bawahnya. Agar pembebanan tersebut tidak merusak struktur, pengantung dipasang di atas separoh tinggi balok untuk menghindari sobek batang balok akibat pembebanan tersebut. Penyelenggaraan beugel untuk penggantung sangat disarankan untuk maksud tersebut. Gambar 8.29: Pembebanan yang keliru pada struktur balok Sumber: Forest Products Laboratory USDA , 1999 Next >