BALOK PENDUKUNG GAYA MOMEN DAN SAMBUNGAN GIGI

MODUL 7

BALOK PENDUKUNG GAYA MOMEN DAN SAMBUNGAN GIGI

A.                PENDAHULUAN

Elemen-elemen konstruksi lainnya yang penting pada konstruksi kayu adalah balok pendukung gaya momen dan sambungan gigi. Modul ke-7 ini akan mempelajari balok pendukung gaya momen dan sambungan gigi, yang disertai dengan contoh-contoh soal untuk lebih menambah pemahaman mahasiswa.

Kegiatan belajar mahasiswa dalam modul ini terdiri 4 kegiatan pembelajaran: (1) Uraian materi pembelajaran, (2) Rangkuman, (3) Latihan, (4) Tes dan Kunci

Kompetensi khusus yang akan dicapai setelah mahasiswa mempelajari modul ini adalah:

1)      Menjelaskan tentang jenis balok pendukung gaya momen pada struktur kayu serta cara perhitungannya

2)      Menjelaskan tentang jenis-jenis sambungan gigi

3)      Menghitung cara penyambungan dengan sambungan gigi

Kegiatan belajar secara lengkap diuraikan pada halaman berikut ini.

B.                 PENYAJIAN

B.1. BALOK PENDUKUNG MOMEN DAN GAYA NORMAL

b.1.1. Lenturan dan Tarikan

Pada bagian bagian suatu konstruksi sering terjadi bahwa tegangan normal (desakan atau tarikan) dan tengan lentur muncul bersama-sama.

Sebagai contoh, batang-batang tepi bawah dari pada sebuah kuda-kuda mendukung beban mati dan tekanan angin akan mendapat tengangan tarik (gambar 55).

Gambar 55. Kuda-Kuda

Akibat langit-langit serta penggantungnya, maka batang-batang tersebut dibebani lenturan. Maka dalam batang tersebut timbullah tengangan tarik dan lentur bersama-sama. Jumlah tegangan itu tidak boleh mempunyai tegangan izin, yang dihitung dengan rumus sebagai berikut :

_total = + £ .

Disini berarti:

_total = tengangan total yang timbul pada bagian tersebut.

P = gaya tarik yang timbul pada bagian tersebut

M = momen yang timbul pada bagian tersebut

            =  = untuk kayu kelas II terdapat = = 0,85

b.1.2. Lenturan dan Desakan

Untuk sebuah kayu yang dibebani desakan dan lenturan caranya menghitung pada dasarnya sama dengan batang yang dibebani tarikan dan lenturan. Berhubung dengan adanya bahaya tekuk, perhitungan akan lebih sulit sedikit. Berhubung dengan itu pada perhitungan ini lebih baik jika kita menggunakan faktor tekuk untuk menghapus bahaya tekuk, sehingga kita bolah mendasarkan pada . Serupa dengan diatas kita mendapat rumus :

= .  +   

Disini berarti =   

Didalam menghitung  untuk mendapatkan faktor tekuk, menurut peraturan kita harus menggunakan i_min dengan tidak mengingat arah lenturan balok akibat momen (P.P.K.I. pasal 12 f.2). tetapi di dalam suatu konstruksi keadaan itu sedemikian sehingga ada kepastian, bahwa tertekuknya batang ke suatu arah tertentu dihalang-halangi, maka kita tidak boleh tidak menggunakan i_min. Hal ini dapat dijelaskan dengan contoh-contoh dibawah ini.

Perlu diingat bahwa kita tidak mungkin menentukan ukuran-ukuran balok secara perhitungan, melainkan kita harus memilih ukuran-ukuran balok dengan cara coba-coba, kemudian kita periksa apakah ukuran balok itu sudah sesuai.

Contoh 1:

Sebuah balok panjangnya 300 cm, mendukung beban terpusat P₁ 350 kg, dengan jarak 100 cm dari perletakan. Disamping itu balok tersebut mendukung gaya desak sebesar 4000 kg. Jika telah ditentukan lebar 12 cm berapakah tingginya h? Ditentukan kayu yang dipakai termasuk kayu kelas II, pembebanan akibat berat sendiri + tekanan angin, kontstruksi terlindung (gambar 56)

Gambar 56.

Jawab :

M_max = 3500 kgcm

P        =  4000 kg

    = x 85 = 106 kg/cm²

    = 125 kg/cm²

Kita selidiki tegangan akibat momen dan gaya desak. Setelah beberapa kali dicoba, kita pilih h = 18 cm, maka ;

F = bh = 216 cm²        W = 1/6 bh² = 648 cm²

I_x = 0,289 . 18 = 5,2 cm          _x = = 58, menurut daftar 19 terdapat = 1,63

I_y = 0,289 . 12 = 3,5 cm          _y = = 86, menurut daftar 19 terdapat = 2,34

= + = +.= 43,4+45= 88,4<106 kg/cm².

Jadi h = 18 adalah memenuhi syarat.

Catatan :

Disini dipakai i_mi­n = 3,5 cm dan W_n = W_br karena soal ini ditentukan tidak ada sambungan.

b.1.3. Sambungan Balok

Menyambung balok yng mendukung momen dan gaya desak sebaiknya bedasarkan momen maksimum yang dapat didukuhg oleh balok tersebut. Sebaba sambunganya susah sekali didasarkan pada gaya dan momen yang timbul.

Untuk penerusan gaya desak sendiri secara teoritis tidak diperlukan alat sambung, asalkan saja sumbu-sumbu batang yang akan disambung itu tegak lurus menjadi 1 garis. Jadi untuk keperluan itu hanya diperlukan alat pendukung yang menghalangi menggesernya batang-batang tersebut. Dengan adanya plat sambung untuk mendukung momen, maka penerusan gaya desak dapat berlangsung dengan baik. Ini berarti bahwa sebetulnya kita cukup memperhatikan sambungan yang hanya mendukung momen melulu. Untuk mendapatkan kekakuan pada konstruksi, maka sambungan tesebut harus didasarkan atas momen maksimum yang dapat didukung oleh balok tersebut. Jadi sambung tersebut sama saja dengan sambungan yang mendukung momen melulu.

Sebagai contoh balok seperti dalam soal menurut contoh 1 diatas harus juga disambung dengan baut.

Perhitungan :

W_n = 0,8 . . 12 . 18² = 518 cm^3.

M_max = = W_n = 518 . 125 64700 kgcm.

Sebagai plat sambung dipakai kayu 2 x 6/18, sedangkan garis tengah baut diambil 5/8’ = 16 mm. Maka baut dapat mendukung gaya :

= 591 kg, disini = 0 dam =, dan =1

= 0,65 . 420 d²          = 591 kg.

= 0,4 . 100 md          = 768 kg.

= 0,4 . 200 d           = 768 kg.

Karena pembebanan sementara dapat diambil = 1,25 . 591 = 740 kg.

Untuk setiap kelompok dipakai 4 batang baut.

Maka :

0,9 . 4 .740 . e₁ = 64700         e₁ = 23,4cm  dipakai e₁ = 25 cm

B.2. SAMBUNGAN GIGI

b.2.1. Macam-macam Gigi

Pada konstruksi kayu banyak terdapat sambungan gigi, seperti pada kuda-kuda, jembatan rangka dan sebagainya, sebagai pertemuan antara batang tepi dengan batang diagonal. Sambungan gigi itu berfungsi untuk meneruskan gaya-gaya desak itu akan membentuk sudut  dengan sumbu batang. Pada sambungan antara batang diagonal dan batang tepi, haruslah kita usahakan agar supaya bidang-bidang pertemuan kedua batang tersebut serongnya terhadap arah serat sama, agar tercapailah tekanan desak yang maksimum dan otonomis. Disamping itu kita usahakan agar gigi itu sekecil mungkin. Gambar 58 menunjukan sambungan gigi.

Didalam perhitungan kita anggap, bahwa bidang SC tidak mendukung gaya geser, yang berarti bahwa gaya geser dilimpahkan sepenuhnya pada bidang AB. Demikian pula baut disini hanya berfungsi sebagai baut lekat saja. Baut lekat dapat diganti dengan sengkang. Bentuknya gigi dapat bermacam-macam. Pada gambar 59 gigi tegak lurus pada batang mendatar, sedang pada gambar 60 gigi itu tegak lurus pada batang diagonal. Gambar 61 gigi menurut garis bagi sudut luar = 180^o - .

Dari ketiga macam gigi itu akan kita selidiki, gigi mana yang akan memberikan takikkan T_v yang terkecil, apabila besarnya S dan sama, sedang ukuran-ukuran batang itu untuk ketiga-tiganya sama.

Gambar 59

Gambar 58

Gambar 60

Gambar 61

Gambar 58 s/d 61. Sambungan Gigi

Gigi êêBatang Mendatar (Gambar 59)

Gaya S diuraikan menurut arah mendatar dan vertikal, dan terdapat N₁ = S cos yang bekerja pada gigi tersebut. Karena N₁ sejajar dengan arah serat (untuk batang mendatar), maka = êê. Tetapi pada batang diagonal N₁ membentuk sudut dengan arah serat, maka = = êê(êê - ^) sun , dan nilai inilah yang harus dipakai.

Selanjutnya = (lebar batang = b)

= =

Gigi ^ Batang Diagonal (Gambar 60)

S bekerja sepenuhnya pada takikan dan arahnya membuat sudut dengan batang tepi horizontal. = cos .

Serupa dengan yang diatas akan terdapat :

= =      =

Gigi Menurut Garis Bagi Sudut Luar

Disini gaya N₃ membentuk sudut , baik dengan batang diagonal maupun dengan batang mendatar. Serupa diatasnya akan terdapat :

= =   =

Jika hasil-hasil tersebut kita bandingkan, maka ternyata

= =

: = : = cos . :  .

Apabila nilai-nilai dan kita cari untuk berbagai-bagai sudut 0 < < 90^o. maka ternyata bahwa > .

Contoh :

êê= 85 kg/cm²; ^ = 25 kg/cm² (kayu kelas kuat II). = 20^o

Maka sin = 0,174; cos = 0,985. sin = 0,342; cos = 0,940

= 85 – 60 . 0,174 = 85 – 10,44 = 74,56 kg/cm²

Cos .= 70,09 kg/cm²

= 85 – 60 . 0,342 = 85 – 20,52 = 64,48 kg/cm²

. = 64,48 . 0,970 = 62,55 kg/cm²

Jadi : =  >  

Untuk êê= 85 kg/cm² . ^ = 25 kg/cm² dan = 60^o akan terdapat

: = 27,50 : 24,85>  

Kesimpulannya adalah bahwa gigi menurut gasis bagi sudut  lurus adalah yang terbaik, dan oleh karenanya gigi semacam itu sering dipakai.

Kita buat daftar untuk nilai-nilai 20^o < < 60^o untuk mendapatkan (tabel 15).

Maka rumus sambungan gigi itu dapat ditulis = , dimana c =

Jika kita lihat nilai c =  / untuk nilai-nilai : 20^o < < 60^o maka ternyata tidak banyak perbedaanya untuk masing-masing nilai . Berhubung dengan itu untuk praktisnya perhitungan, kita dapat membut rumus-rumus yang sederhana bentuknya.

Untuk      êê= 130 kg/cm²

^ = 40 kg/cm² . = , .......... (kayu kelas I)

êê= 110 kg/cm2

^ = 30 kg/cm2 . = , ........... (kayu jati)

êê= 85 kg/cm2

^ = 25 kg/cm2 . = , ........... (kayu kelas II)

êê= 60 kg/cm2

^ = 15 kg/cm2 . = , ........... (kayu kelas III)

êê= 45 kg/cm2

^ = 10 kg/cm2 . = , ........... (kayu kelas IV)

Didalam gigi tv tidak dapat kita ambil sekehendak kita, oleh karena hal ini akan berarti mengurangi fn dari pada batang mendatar. Disampingnya itu perubahan arahnya gaya akibat adanya gigi itu akan menimbulkan momen, baik pada batang mendatar maupun pada batang diagonal. Berhubungan dengan itu besarnya t_v harus dibatasi, yaitu :

            Untuk  50^o ® t_v  

            Untuk  60^o ® t_v  

Untuk 50 <  < 60 harga tv harus diinterpolasi lurus ( P.K.K.I pasal 16)

Akibat adanya gigi (Gambar 58) maka pada bidang EB akan timbul teganagn geser sejajar arah serat; berhubungan dengan itu maka harus diambil sedemikian besarnya, sehingga  tidak terlampaui.

Jadi  

Tabel 15

a	½ a	Sin ½ a	Cos ½ a	Cos2 ½ a	Kayu kelas I êê= 130 ^ = 40		Kayu Jati êê= 110 ^ = 30		Kayu II êê= 85 ^ = 25		Kayu III êê= 60 ^ = 15		Kayu IV êê= 45 ^ = 10
20 25 30 35 40 45 50 55 60	10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30	0,174 0,216 0,259 0,301 0,342 0,383 0,423 0,462 0,500	0,985 0,9760,9660,954 0,940 0,924 0,906 0,887 0,866	0,970 0,953 0,933 0,910 0,884 0,854 0,821 0,787 0,750	114,34 110,56 106,69 102,91 99,22 95,53 91,93 88,42 85,00	118,00 116,00 114,30 113,10 112,20 111,90 111,90 112,10 113,20	96,08 92,72 89,28 85,92 82,64 79,36 76,16 73,04 70,00	99,10 97,30 96,70 94,40 93,60 92,90 92,90 92,80 93,40	74,65 72,04 69,46 66,94 64,48 62,02 59,02 57,28 55,00	87,20 86,10 74,40 73,60 73,00 72,60 71,90 72,90 73,40	52,17 53,28 48,35 46,45 44,61 42,76 40,87 39,21 37,50	53,70 52,80 51,80 51,00 50,60 50,10 49,80 49,80 50,00	38,91 37,44 35,94 34,47 33,03 31,60 30,40 28,83 27,50	40,10 39,30 38,50 37,90 37,40 37,00 37,00 36,60 36,66

Tetapi perhitungan itu sering tidak mencukupi, lagi pula pada ujung-ujung batang kayu acap kali kita dapati retak-retak, yang akan mengurangi kekuatan kayu. Oleh karena itu di dalam peraturan diharuskan  15 cm. Jadi di dalam contoh 1 kita hitung kayu mukanya dengan  = 12 Kg/Cm

            H = S cos 35^o = 3440 Kg

             = = 18 cm    Dipakai  = 20 Cm > 15 cm.

Apabila didalam perhitungan terdapat t_v yang terlalu besar, maka ada beberapa macam usaha untuk memenuhi syarat-syarat kontruksi yaitu :

1.  Dipakai gigi rangkap.

2.  Memperlebar batang-batang kayu (setempat baja).

3.  Mempertinggi batang-batang kayu (setempat saja).

4.  Menggunakan kokot pada bidang takikan.

1.  Gigi Rangkap          

Dengan membuat gigi rangkap  eksentrisitas akan diperkecil atau dihilangklan sama sekali. Gigi rangkap mempunyai kejelekan bahwa didalam pelaksanaan oleh tukang-tukang kayu gigi-gigi   itu sering tidak dapat menurut ukurannnya, sehingga gaya yang dipikul oleh masing-masing gigi tidak sesuai  dengan perhitungan kita.

Didalam hal ini hendaklah diusahakan agar kedua gigi itu dibebani dengan gaya yang sama besar (atau hanya berbada sedikit)  disamping itu dipandang dari sudut keamanan, gaya geser H seleruhnya dianggap didukung dengan gigi kedua (belakang) saja.

Maka dari itu, untuk mendapatkan bidang geser yang cukup luas, dalamnya gigi kedua harus diambil  ≥ 1 cm lebih besar dari pada . Untuk memenuhi kedua syarat itu S₁ ¥ S₂ dan ≥ + 1 cm, maka gigi kedua tidak dapat dibuat menurut sudut bagi garis luar, melainkan dibuat tegak lurus batang serong. Pemakaian baut lekat satau sengkang adalah suatu keharusan untuk merapatkan hubungan.

Contoh :

Batang tepi serong dan batang mendatar mempunyai ukuran yang sama 12/16, _êê= 85 kg/cm², _^= 25 kg/cm², _êê= 12 kg/cm². Sudut apit α = 30⁰, S = 5550 kg (gambar 4.37). beban permanen, konstruksi terlindung, diminta membuat sambunagn gigi rangkap.

Penyelesaian :

b = 12 cm, h = 16 cm. Dari daftar 20, cos 30⁰ = 0,866 , cos 15⁰ = 0,97

= 55 kg/cm², sin 30⁰ = 0,30 , sin 15⁰ = 0,259. = 69,46 kg/cm² diambil S₂ = ½ S = 2.750.

= = = 3,6 cm. Dipakai = 4 cm =

= = 4,6 cm

Maka, gigi kedua dapat mendukung S₂ = b . .

= 12 . 4,6 . 55 = 3036 kg

S₁ = 5500 – 3036 = 2464 kg.

 = = = 2,8 cm ® dipakai 3 cm =- 1 cm

Kita periksa tegangannya.

N1 = S1 cos 15o = 2390 kg

= = 64,5 kg/cm2 < 69,46 kg/cm2 ® aman

Perhitungan kayu muka

= = 14,8 cm dipakai = 15 cm

= = 33 cm (disini diperhitungkan S cos )

Menurut lukisan dalam gambar yang menentukan ukuran ialah = 15 cm.

2.  Memperlebar Batang Kayu

Baik batang mendatar maupun batang diagonal pada titik buhul itu diperlebar dengan menempatkan papan-papan perlebaran di kedua  sisi batang asli. Hubungan antara batang asli yang menyerong (diagonal) denagn papan-papan sambungnya mudah diselesaikan oleh karena sambungan itu adalah hubungan desak. Untuk itu cukup dipergunakan bebberapa baut lekat.

Contoh :

Ukuran batang mendatar dan batang diagonal 14/16 (gambar 62)

Gambar 62.

S = 8.500 kg, α = 40⁰ , kayu mempunyai || = 110 kg/cm² ,

^ = 30 kg/cm^{2 ,} || = 15 kg/cm². B.J = 0,7 (jati).

Penyelesaian :

Cos 40^o = 0,766 , cos 20^o = 0,94.

H = S cos  α    = 8500 . 0,766 = 6.500 kg

N = S cos ½ α = 8500 . 0,94   = 8.000 kg

Jika dipakai gigi tunggal 6,5 cm  >   =  4 cm.

Oleh karena itu batang-batang harus diperbesar sedemikian sehingga terdapat < 4 cm.

Perlebaran yang diperlukan :

Maka dipakai plat sambung 2 x 5/16 , sehingga lebar batang mendatar menjadi 24 cm.

 = 3,8 cm

Sebagai alat sambung dipakai kokot Bulldog persegi 10 x 10 cm denagn baut θ ½” yang dapat mendukung 1,3 ton (daftar 18). Dengan B.J = 0,7 maka  =  . 1,3 = 1,8 ton. Dipergunakan 4 buah dan jarak 33 cm, sehingga kesemuanya dapat mendukung gaya 7.200 kg. Dalam perhitungan ini dianggap gaya mendatar N dilimpahkan seluruhnya kepada papan-papan perlebaran.

Sebenarnya untuk penghematan dapat pula gaya geser yang diperhitungkan untuk papan-papan itu hanya diambil sebesar 1,5 .  . 6.500 kg. Perhitungan ini sudah cukup aman.

Diagonal diperlebar dengan 2 x 8/16 yang masing-masing dimasukkan 3 cm kedalam batang diagonal. Karena perubahan arah, maka gaya-gaya desak yang diperhitungkan untuk papan-papan  perlebaran diambil  1,5 . 6/14 . 8.500 = 5.460 kg. Pada papan perlebaran = 57 kg/cm² < 110 kg/cm². Untuk sambungan ini dipergunakan 2 baut lekat dengan θ ½ “.

 =   = 18 cm   dipakai  20 cm.

Karena kurang baiknya pekerjaan si  tukang kayu, maka pembagian desakan dalm batang asli dan papan-papan sambung tidak dapat diketahui dengan pasti.berhubung dengan itu lebih  baik jika baut-baut lekat itu disertai dengan kokot yang kesemuanya dapat mendukung gaya desak sebesar  5.460 kg. untuk mencukupi lebar 24 cm bagi batang diagonal dapat  juga dipergunakan 2 papan perlebaran dengan ukuran 5/16 dan hubunganya dilaksanakan dengan kokot-kokot juga yang dapat mendukung gaya 5.460 kg. selain kokot Bulldog sebagia alat sambugan dapat dipakai cincin belah, pasak kayu bulat yang dapat  mendukung gaya seperti telah dihitung diatas.

Keuntungan dari penyelesaian semacam ini ialah kayu muka pendek. Sebagai alat sambung dapat juga dipergunakan paku. Untuk ini batang asli tidak perlu dibri takikan. Perhitungannya agak menjadi lebih sederhana, berhubung kekuatan paku tidak dipengaruhi olah besarnya sudut antara arah serat dan arah gaya dalamnya gigi diambil ≤ ¼ h dan gaya kelebihannya didukung oleh plat – plat perlebaran.

Contoh :

Gaya dan ukuran – ukuran batang seperti tertera gambar 4.40 .

Kayu mahoni, B.J = 0,5.

Dipakai t_v = 4 cm . ½ h.   = 69,46 kg/cm². ( Daftar 20 )

S₁ =  =  = 3570 kg

S₂ = S – S₁ = 1930 kg.

Plat – plat perlebaran mendukung 1,5 . 1930 = 2895 kg.

Dipakai kayu 2 . 4/16 dan paku 4” B.W.G.B, maka dengan B.J = 0,6  = 92 kg.

Diperlukan n =  = 31, 5 batang, dipakai 2 x 16 = 32 batang.

Untuk hubungan dengan batang mendatar diperhitungkan gaya sebesar 1,5 . H₂ = 1,5 . 1930 . 0,866 = 2500 kg.

Diperlukan n =  = 27,2 batang dipakai 30 batang.

 == 14 cm. Dipakai 25 cm

Gambar 63

3.  Mempertinggi Batang-batang Kayu.

Dengan mempertinggi batang mendatar besarnya t_v dapat diperbesar hingga memenuhi syarat syrat  perhitungan. Pekerjaan dan perhitungan menjadi lebih sederhana. Batang mendatar diprtinggi sebesar t_v menurut perhitungan, sehingga disini diperlukan gigi.

Cukuplah sudah jika papan tambahan itu dibuat bentuknya yang sesuai dengan giginya. Sebagai alat sambung dapat dipergunakan kokot, cincin belah, baut biasa, paku dan sebaginya. Alat – alat sambung itu harus mendukung gaya mendatar H seluruhnya. Kejelekan dari pada cara ini ialah kayu muka akan menjadi terlu besar berhubung besarnya jarak minimum yang dituntut oleh letaknya alat – alat sambung.

Contoh :

Batang tepi serong dan batang mendatar mempunyai ukuran 10/14.

|| = 85 kg/cm², ^= 25 kg/cm ² . || = 12 kg/cm² . B.J = 0,6 .

Sudut α  = 36^o

S  = 4200 kg ( gambar 4.41 ) . konstruksi terlindung, beban pemanen.

Penyelesaian :

Jika dipergunakan sebuah gigi biasa t_v = = 5,75 cm, dipakai 6 cm. Papan pertebalan diambil 6/10.

H = S cos α = 4200 . 0,81 = 3400 kg

Sebagai alat sambung dipakai kokot Bulldog θ 3 ½ “ dengan baut θ 5/8 “ yang dapat mendukung gaya 1 ton. Dengan BJ = 0,6, maka `P = 6/5 . 1 = 1,2 ton.

Maka diperlukan 3 buah kokot.

Disini tidak diperlukan perhitungan kayu muka.

Dari gambar ternyata bahwa kayu sangat panjang dan dalam praktek keadaan setempat sering tidak dimungkinkan membuat konstruksi semacam itu. Oleh karena itu penyelesaian msemacam itu jarang dikerjakan. Pada gambar 4.42. batang mendatar diperkuat dibagifan sebelah bahwa sehingga dalamnya gigi dapat dibuat sesuia perhitungan. Tetapi penyelesaian semacam itu membawa kejelekan Bahwa tegangan pada batang mendatar menjadi sukar untuk diketahui.

Gambar 64.

Dalam hal ini dalamnya gigi hendaknya dibuat ≤ 0,4 h.

Gambar 65 menggunakan gigi rangkap dan batang mendatar diperkuat dengan dibagian atas. Banyaknya plat kkokot yang menghubungkan atas gaya H = S cos α.

Gambar 65.

4.  Mengunakan Kokot Pada Bidang Takikan

Apabila dalamnya gigi yang diperlukan tidak begitu banyak berbeda dengan dalamnya gigi maksimum yang diijinkan (¼ h – 1/6 h). Maka dapat juga dipergunakan kokot  yang pada bidang takikan. Didalam hal ini sebaiknya diambil t_v = ¼ h, sehingga gasya yang didukung oleh kokot akan lebih kecil dari pada bagian yang didukung oleh gigi.

Contoh :

Batang – batang pengukuran seperti tertera dalam gambar 66.

Gambar 66.

S        = 3800 kg,

|| = 110 kg/cm²,

^ = 30 kg/cm²,

||     = 15 kg/cm²,

BJ      = 0,67

Penyelesaian:

Didbutuhkan :

 = 4,2 cm. Dipakai 25 cm

Dipergunakan :

t_v = 3,5 cm = .

Gigi ini dapat mendukung :

N₁ = t_v . b . = 3,5 . 82,64 . = 3040 kg.

N = S cos = 3800 . 0,94 = 3580 kg.

Maka kokot mendukung gaya N’ = N – N1 = 3580 – 3040 = 540 kg.

Untuk amanya kokot diperhitungakan mendukung N’ = 810 kg.

Dipakai kokot buldog bulat Æ = 3” dengan baut Æ 5/8”, yang dapat mendukung gaya 800 kg. Dengan B.J. = 0,67  = . 800 = 1070 kg.

Gambar 67.

Gaya N’ membuat sudut 10^o dengan arah serat, jadi = + 990 > 810 kg. Disini suaut bidang takikan terukur 10^o. Besarnya diperhitungkan dengan gaya mendatar H₁.

 =  =  15,3 cm, dipakai 20 cm.

5.  Batang-batang Tegak-lurus Sesamanya.

Gambar 68.

Apabila 2 batang kayu bertemu dengan = 90^o, yang berarti tegak lurus sesamanya, maka yang harus diperhatikan ialah ^ . Jika ^ ini tidak terlampaui, maka tinggalah kita mengusahakan agar gerakan kesamping daripada batang itu tidak akan terjadi. Untuk ini dapat dipergunakan lubang kecil dengan pen. (gambar 67). Sering juga pada batang terusan diberi takikan 1 a” 2 cm dan untuk menambah kokohnya sambungan diberi penyiku yang dihubungkan dengan paku (gambar 68)

		Gambar 69
						Gambar 70				Gambar 71

 

Jikalau tegangan lebih besar daripada  , maka bidang pertemuan harus diperlebar. Pelebaran itu dapat dilaksanakan dengan menempatkan kayukeras pada bidang pertemuan (gambar 69). Apabila tidak ada kayu keras dapat juga dipakai baja siku (gambar 70) Tetapi penyelesaian ini sudah barang tentu menjadi lebih mahal. Cara lain untuk memperlebar bidang pertemuan ialah dengan menempatkan klos-klos seperti pada gambar 71 dengan menggunakan baut lekat.

C.                PENUTUP

C.1. RANGKUMAN

Pada bagian bagian suatu konstruksi sering terjadi bahwa tegangan normal (desakan atau tarikan) dan tengan lentur muncul bersama-sama. Sebagai contoh, batang-batang tepi bawah dari pada sebuah kuda-kuda mendukung beban mati dan tekanan angin akan mendapat tengangan tarik.

Pada balok balok pendukung momen dan gaya normal akan muncul beberapa kemungkinan gaya yakni:  (a) lenturan dan tarikan, (b) lenturan dan desakan.

Pada konstruksi kayu banyak terdapat sambungan gigi, sebagai pertemuan antara batang tepi dengan batang diagonal. Sambungan gigi itu berfungsi untuk meneruskan gaya-gaya desak itu akan membentuk sudut  dengan sumbu batang. Pada sambungan antara batang diagonal dan batang tepi, haruslah kita usahakan agar supaya bidang-bidang pertemuan kedua batang tersebut serongnya terhadap arah serat sama, agar tercapailah tekanan desak yang maksimum dan otonomis. Disamping itu kita usahakan agar gigi itu sekecil mungkin.

C.2. LATIHAN

1. Sebuah balok berukuran 2 x 6/16 terbuat dari kayu damar. Konstruksi terlindung, beban permanen. Jika panjang balok 250 cm dan gaya desak yang didukungnya P = 3 ton hitunglah momen yang dapat didukung oleh balok itu disamping P tersebut. Stelah itu sambunglah balok tersebut dengan pasak kayu bulat.
2. Pada sebuah titik buhul akhir batang yang merupakan kaki kuda-kuda meneruskan gaya s = 4 ton. Konstruksi terlindung dan beban permanen. Kayu adalah keruwing sedang ukuran-ukuran kayu adalah 10/14 baik untuk kaki kuda-kdanya maupun untuk batangnya tepi bawah. Diminta menyelesaikan titik buhul tersebut. Jika = 30^o

C.3. TES DAN KUNCI

TES

1.  Sebuah batang tepi pada sebuah kuda-kuda (untuk bangunan sementara) mendukung gaya desak 3800 kg. Disamping itu padanya bekerja 2 gaya terpusat 400 kg. Ukuran serta letak gaya-gaya tersebut terlihat pada gambar 4.27. Kayu kelas II, jadi = 85 kg/cm², = 100 kg/cm².

Karena konstruksi itu dipergunakan untuk bangunan sementara, maka tegangannya boleh dinaikan 25%.

= 1,25 . 85 = 106 kg/cm².

2.  Apabila didalam perhitungan terdapat t_v yang terlalu besar dalam perhitungan sambungan gigi, maka langkah apa yang bisa dilakukan untuk memenuhi syarat-syarat kontruksi yaitu

KUNCI

1.      P = 3800 kg.

     M_max = 400 x 70 = 28000 kgcm.

     Setelah beberapa kali dicoba, kita pilih h = 18 cm dan pekerjaan kita sekarang ialah menyelidiki apakah ukuran tersebut telah memenuhi syarat.

Akibat M dan P : W_n = W_br = 2 .. .4 .18² = 432 cm³.

I_x = 0,289 . 18 = 5,2 cm.

_x = = = 40,4 ¥ 41 dari tabel 14 terdapat = 1,38.

. + 0,85   = . 1,38 + 0,85 .

 = 36,4 + 55 = 91,4 kg/cm² , 106 kg/cm² aman

Akibat P saja :

I_t = 2 .. 18 . 4³ + 2 . 4 . 18 . 4² = 192 + 2304 = 2496 cm⁴

I_g = . 18 . 8³ = 768 cm⁴

I = . 2496 + . 768 cm⁴ = 624 + 576 = 1200 cm⁴.

I_y = = = 2,89 cm.

= = 72 1,92.

= = = 50,7 kg/cm²  aman.

Jadi urusan h = 18 cm, telah memenuhi syarat.

Keterangan :

Gaya-gaya P = 400 kg bekerja melalui balok gording, dan balok gording itu menghalangi tertekuknya batang ke arah samping. Oleh karena itu didalam menyelidiki tegangan akibat momen dan gaya normal kita boleh menggunakan I_x dan bukan I_y.

3.      Apabila didalam perhitungan terdapat t_v yang terlalu besar, maka ada beberapa macam usaha untuk memenuhi syarat-syarat kontruksi yaitu :

-          Dipakai gigi rangkap.

-          Memperlebar batang-batang kayu (setempat baja).

-          Mempertinggi batang-batang kayu (setempat saja).

-          Menggunakan kokot pada bidang takikan.

DAFTAR PUSTAKA

1.      ANONIMOUS, 1961. Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PPKI)  NI-5. Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan: Bandung

2.      DUMANAUW, J.F, 1982. Mengenal Kayu. Penerbit Gramedia: Jakarta

3.      FRICK, HEINZ, 1980. Ilmu Konstruksi Bangunan. Penerbit Kanisius: Jogjakarta

4.      TJOA PWEE HONG dan DJOKOWAHJONO, F.H. 1996. Konstruksi Kayu. Penerbit Universitas Atma Jaya: Jogjakarta

5.      YAP, FELIX. 1984. Konstruksi Kayu. Penerbit Bina Cipta: Bandung

SENARAI

-