SAMBUNGAN KAYU DAN ALAT SAMBUNG KAYU BAUT/MUR

MODUL 4

SAMBUNGAN KAYU DAN ALAT SAMBUNG KAYU

BAUT/MUR

A.                Pendahuluan

Dalam konstruksi kayu yang membutuhkan perhatian yang besar adalah bagian sambungan atau hubungan kayu, karena selalu merupakan titik terlemah dari suatu konstruksi. Zaman dahulu soal sambungna menyebabkan tidak dapaynya orang membuat konstrksi-konstruksi yang besar dan pemakaian kayu sangat berlebihan, namun dengan kemajuan ilmu mekanika dan dipakainya alat sambung kayu yang moderen serta kuat, timbulah kemungkinan untuk membuat konstruksi-konstruksi yang besar dari kayu.

Di Indonesia sampai kini masih menggunakan sambungan kayu yang termasuk kuno, yaitu baut dan mur. Oleh karenanya di Indinesia jarang sekali kita jumpai konstruksi kayu yang besar-besar. Di Eropa digunakan alat-alat sambung moderen (modern timber connectors), diantaranya kokot bulldog, alligator, geka, cincin-cincin belah (split ring) dan sebagainya dan dengan alat sambung itu dapat dibuat konstruksi besar.

Modul ini akan membahas mengenai sambungan kayu dan alat sambung kayu baut/mur

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 faktor penting mempelajari penyambungan kayu

2)      Menjelaskan tentang alat-alat sambung kayu

3)      Menjelaskan tentang cara pembebaban alat-alat sambung kayu

4)      Menjelaskan tentang alat sambung kayu baut tanpa mur

5)      Menjelaskan tentang alat sambung kayu; baut dengan mur

B.                 PENYAJIAN

B.1. UMUM

Tidak seperti hanya pada konstruksi baja, dimana sambungan dapat melekat rapat, pada sambungan kayu sering timbul sanaran yang besar sesuai dengan besarnya gaya yang didukungnya. Oleh karena itu tidak tepatlah apabila perhitungan kekuatan sambungan-sambungan itu hanya didasarka pada beban patah (beban maksimum) saja, tetapi harus pula diperhitungkan sasaran sambungan kayu itu.

Lazimnya sambungan-sambungan itu mempunyai faktor keamanan sebesar 2.3a.4 berdasarkan beban patah, disamping itu sasarannya harus £ 1,5 mm. Karena sasaran yang besar akan menimbulkan tegangan-tegangan sekunder yang besar. Sambungan kayu dapat dibagi dalam 3 golongan besar yaitu: sambungan desak, sambungan tarik dan sambungan momen. Sambungan desak tidaklah menimbulkan kesukaran yang besar sedangkan sambungan tarik merupakan soal yang penting sekali, karena sering menimbulkan kesukaran yang akan dilihat pada pembahasan selanjutnya.

Sambungan momen merupakan sambungan yang mahal dan lebih sulit perhitungannya. Mengenai alat-alat sambungnya, dapat kita golongkan menjadi 4 golongan yakni :

1.      Paku, baut, skrup kayu dan sebagainya.

2.      Pasak-pasak kayu keras dan sebagainya.

3.      Alat-alat sambung moderen (modern timber connectors), seperti kokot bulldog, alligator, geka, bufa, cincin belah (split ring) dan sebagainya.

4.      Perekat

 Melihat cara pembebanannya alat-alat sambung itu dapat dibagi menjadi 4 macam yaitu:

a.       Dibebani geseran, misalnya perekat, baut, paku dan pasak kayu dapat juga dibebani geseran.

b.      Dibebani bengkokan atau lenturan diantaranya ialah baut, paku dan pasak.

c.       Dibebani jungkitan diantaranya ialah pasak.

d.      Dibebani desakan misalnya kokot, cincin belah dan sebagainya.

Untuk membandingkan alat sambungan apa yang paling cocok untuk suatu konstruksi dibuatlah pengujian dengan 4 macam alat sambung yaitu perekat, paku, kokot dan baut.   Dari    masing-masing  pengujian dibuatlah diagram-diagram sasaran (P - s) dan didalam hal ini besaran yang diizinkan () diambil x beban maksimum atau beban patah. Didalam penelitian-penelitian seringkali lama sekali atau sukar sekali atau lama sekali dicapai gaya patah, dan gaya patah ini disertai dengan gaya sasaran  disertai dengan sasaran lebih dari 1 cm atau diambil beban dengan sasaran 1,5 cm.

Dari gambar a, b dan c (gambar 19) yaitu untuk perekat, paku dan kokot, () dapat diambil dari beban maksimum, sedang untuk baut harus dipakai beban dengan sasaran 1,5 mm. Sambungan dengan perekat ternyata yang paling kuat dan kokoh karena sasarannya relatif kecil sekali.  Lagipula dengan dipakainya perekat, kayu yang disambung tidak menderita pengurangan luas tampang, seperti halnya jika dipakai sambungan lainnya, yang memerlukan lubang di dalam kayu. (paku, baut dan sebagainya).

 

Gambar 19. Alat Sambung Pada Kayu dan Diagam Tegangan Yang Timbul  .

Oleh karena itu bekerjanya sambungan dengan perekat adalah sangat baik. Sambungan dengan paku dan kokot juga termasuk baik juga karena sasarannya tidak terlalu besar. Sambungan dengan baut mengalami kerugian, bahwa penyambungan bekerja kurang baik. Karena sasarannya bertambah besar dengan bertambahnya gaya. Kita terpaksa membatasi gaya dengan sasaran 1,5 mm, tambahan pula sambungan ini mengurangi luas tampang kayu yang akan disambung. Oleh karena itu di dalam konstruksi kayu di Eropa umumnya jarang sekali dipakai baut daripada alat sambung lainnya. Walaupun demikian telah menjadi kenyataan, bahwa di Indonesia baut masih merupakan alat sambung yang paling banyak digunakan.

B.2. SAMBUNGAN DENGAN BAUT TANPA MUR.

Di dalam praktek baut tanpa mur tidak pernah dipakai. Tetapi karena beberapa alat sambung lainya berpangkal pada baut tanpa mur, maka perlu sekali dibicarakan terlebih dahulu. Dalam hal ini digolongkan 2 sambungan, yaitu sambungan tampang satu dan sambungan tampang dua.

1.      Sambungan Tampang Satu

Untuk membicarakan tentang sambungan tampang satu terlebih dahulu perlu ditinjau tentang pengujian desak. Sebuah batang kayu diberi lubang (lihat gbr. 20) dan di dalam lubang itu dimasukan baut. Kemudian baut di desak dengan gaya P.

P

P

P

P

P

d

P

Maka disekeliling  lubang itu timbulah tegangan yang merata akibat gaya P. Tegangan per cm sekitar lubang itu = . Selanjutnya karena P ini timbullah sasaran kebawah y.

Tegangan maksimum disekitar     lubang karena P_max ialah :

Gambar 20. Cara menentukan kuat desak

 t_max =

Hendaklah diingat bahwa t_max tidak sama besarnya dengan dsmax yaitu yang didapat dari hasil pengujian biasa. Batas kenyal dari diagram P  - s terletak diantara 0,7 P_max. Maka dibawah batas kenyal ini berlakulah hubungan s = Ky dimana K merupakan angka tetap (constant).

Prof. Anker Engelund, mahaguru pada Technical univercity di Kopenhagen (Denmark) di dalam perhitungannya menganggap kayu dan besi (yaitu bahan baut) sebagai bahan yang ideal plastik. P - s nya merupakan garis lurus seperti yang ditunjukan pada gambar 21.

Cara perhitungan berikut tidak mengambil sebagai dasar Hukum Hooke, yaitu dasar utama di dalam teori elastisitas, melainkan berdasarkan pada keadaan tegangan dekat sebelum patah. Aut dipandang bersifat elastis sampai suatu nilai momen tertentu dan nilai itu disebut  dan pada gambar 21. dinyatakan dengan titik L. Setelah nilai tersebut tercapai maka sasaran semakin besar tanpa penambahan momen, atau kita namakan meluncur dan tegangan pada saat ini kita sebut dengan tegangan luncur atau t_k =  tegangan luncur untuk kayu = tegangan maksimum untuk kayu. T_b = tegangan luncur untuk besi = tegangan maksimum untuk besi. Jadi di dalam perhitungan-perhitungan itu kita menganggap bahwa kayu dan besi adalah bahan yang ideal-olastik (lihat gambar 21).

Kita tinjau sekarang sambungan tampang satu. Disini ada dua kemungkinan. Kemungkinan pertama ialah baru cukup kaku dan  tidak ikut membengkok dan kemungkinan kedua ialah baut ikut membengkok.

Gambar 22. Menunjukan hal-hal yang terjadi dalam kemungkinan pertama yaitu baut cukup kaku. Jika masing-masing batang menderita tarikan sebesar P, timbulah penyesaran  (a). gambar b menunjukan pembagian tekanan pada bautnya. Gambar c menunjukan garis gaya lintang D. Sedangkan gambar d menunjukan garis momen (M). Pada gambar c terlihatlah bahwa titik di mana D = 0, terletak pada jarak 2x dari tepi luar dan disini besarnya P =  = =  = pz. Dari gambar c dan d kita mengetahui bahwa D = 0, terdapatlah nilai M_max sebaliknya pada tepi batang sebelah dalam, dimana D = P,

 

Gambar 22. Tekanan Pada Kayu, dan Gaya Lintang dan Momen Yang Ditimbulkan

Terdapatlah M = 0. Kita hitung besarnya M_max dipandang dari tepi sebelah luar (kiri).

M_max = Px . 1,5 x – Px . 0,5x =Px² .

Dipandang dari tepi sebelah dalam :

M_max= Pz -  = Pz² -  =  .

Dari persamaan diatas Px² = - .

Maka terdapatlah x =  = 0,293

Z =  () = 0,414  

Maka, P_luncur = P = 0,414 .

P = 0,414 t_kd .. ........(1)

Persamaan (1) hanya berlaku selama M_max  t_b w ……(w = momen tahan besi bulat = ), jadi dapat ditulis

M_max =  = ()²  t_b –

d² ()² = t_b

   ………….. (2)

Keadaan Jika Baut ikut membengkok

Pada keadaan ini disamping kayu terdesak, baut pun ikut membengkok pula (gambar 23). pada kayu sepanjang a = 2z, tegangan telah mencapai t_k, dan dititik perbatasan itu D = 0. Dan M mencapai nilai maksimum. Untuk bagian disebelah luar titik-titik tersebut, tegangan patah kayu lebih kecil daripada  t_k (gambar a). kita pandang keadaan tegangan pada baut itu.

 

Gambar  23. Gaya Lintang dan Momen yang ditimbulkan Jika Baut Bengkok

Seperti diatas juga, kita dapat menentukan besarnnya P. P = t_k dz = pz. Karena keadaan setangkup, maka terdapatlah D = P. ditik dimana M = 0.

M_max = Pz – pz.

Dapat juga ditulis M_max = p .  =  =  , sedang kita mengetahui pula

M_max = t_b w = ³ t_b.

Jadi persamaan-persamaan tersebut diatas didapat ditulis

  = ³ t_b.

P² = . d^{4 .} t_b t_k

P² =  ……………………… (3)

Dari persamaan M_max =  dapat juga kita tulis P₂ =    ……………..(3a), dimana M_max = momen luncur baut dan p = tegangan max. per centimeter baut. Agar terjadi keadaan kedua yaitu kayu dan baut bersama-sama membengkok maka lebar batang kayu  harus lebih besar daripada  batas, dan besarnya 2 batas ini dapat dicari sebagai beikut :

M_{max =}  ……….  z =  (dari keadaan kedua)

z = 0,414    ………………..  (dari keadaan pertama)

  batas =  

_b = 3,414    , Didalam perhitungan nilai P  dipilih byang paling kecil diantara kedua nilai dari persamaan (1) dan (3) atau (3a).

2.      Sambungan Tampang Dua

Sambungan ini sering dipakai pada plat sambung kayu yang sama besarnya dikedua belah sisi.  Disini terdapat lebih banyak kemungkinan-kemungkinan daripada sambungan tampang satu.

 

Gambar 24. Sambungan Tampang Dua

Sambungan tampang dua m  12 dan terjadi patah sebagian.

a.       Baut tidak membengkok sama sekali (gambar 24). Bila batang asli m  daripada jumlah lebar plat sambung 2 m  2   ……  =  2p = m . t_k d …………(4a). pada keadaan ini plat sambung meluncur (gambar 3.06)

Bila batang asli m  daripada jumlah lebar plat sambung m  2 , maka batang asli meluncur. Maka p = pm = t_k dm …………… (4b)

Apabila m = 2  maka batang asli dan plat sambung kedua-duanya akan meluncur.

b.      Baut membengkok dibagian tengah tetapi tidak membengkok dibagian tepi

Jika m  2  ada kemungkinan baut membengkok, tetapi hanya pada bagian tengah saja, sedang baut dibagian tepi tetap lurus. Ini berarti momen yang timbul dibagian tengah telah mencapai M_max (momen luncur), sedang di bagian tepi belum.

 

Gambar 25. Pembagian desakan sepanjang baut, garis D dan garis M

Pembagian desakan sepanjang baut, garis D dan garis M masing-masing dilukiskan pada gambar 24. M_max dan M_min timbul di titik-titik dengan jarak z dari kampuh sambungan, dan di titk-titik tersebut D = 0. Dibagian tepi (sepanjang ), gaya-gaya yang bekerja ialah   + px = p (x+z),  ini bekerja menurut kampuh sambungan.

Dari itu terdapatlah  = pz  atau P= 2pz = 2t_kdz .

M_min = px .1 x - px² t_bd³

Sambungan tampang 2 terjadi patah sempurna di tengah dan patah sebagian di tepi.

M_max = -px . (1 x+2z) + p (x+z) . (1 z + x) -  P_z + P_z - p_z²

         = -px² + pz².

Diketahui  x = 

Maka M_max     = pz² – p ()² =  p (4z² - ² + 2z - z²)

  =  p (3z² + 2z²) =  t_kd (3z² + 2z²)

M_max    =  t_bd³

Dari persamaan diatas terdapatlah :

z =  (-1 + )

P = 2 t_kdz = 0,667 t_kd (-1 + )…………….. (5)

Dapat juga ditulis P = 0,667 t_kd(-1 + )   …………… (5a)

c.       Baut membengkok tengah dan tepi

Di dalam halaman ini M_min = M_max = M, lihat gambar 3.08. b, c dan d.

Untuk menghitung momennya kita lihat bidang D.

 M_min + M_max = luas segitiga dengan alas 2z dan tinggi  P

Jadi M_min + M_max =  .2z. P =  P z = p z² , sebab ………..  P = p z

Persamaan-persamaan diatas :

M_min  = px² dan M_max = pz² - px² , terdapat 2 M_max  = pz² = t_kdz²

 t_bd³ = pz²  z = d  = 0,443 d   

 = 2t_kdz     P = 0,886 d²   ………………… (6)

Dapat juga ditulis P =        …………… …   (6a)

 

Gambar 26. Sambungan tampang dua diatas mengalami patah sempurna,

baik tepi maupun ditengah.

Umumnya plat-plat sambung diambil setengah lebar batang yang disambung atau lebih sedikit jadi lebih banyak terjadi baut membengkok di tengah maupun di tepi sehingga rumus 6 atau 6a yang lazim dipakai.

Rumus-rumus diatas adalah berdasarka t_k dan t_b. apabila kita bekerja dengan tegangan-tegangan izin dan faktor aman untuk kayu dan besi (bahan baut) berturut-turut disebut n_k dan n_b maka didalam rumus-rumus diatas t_k dan t_b masing-masing diganti dengan T_k dan T_b, dimana T_k =   dan T_b =  .

Untuk sambungan tampang 1, rumus-rumus menjadi :

 = 0,414 T_k = t_k d, jika     ……………….. (7)

 = 0,443 d²   , jika      …………......(8)

Untuk  sambungan tampang dua,  rumus menjadi  :

 = 2T_k d, jika m    ………………………...…….(9)

 = T_k md , jika m    

 = 0,667 T_k d (-1 + ) ………………….(10)

 = 0,886 d²     ………………..………………(11)

Didalam praktek kita perlu menyelidiki besarnya  atau biasa disebut  (kelangsingan baut), tetapi cukup menghitung gaya yang diizinkan  dari rumus-rumus diatas dan dari hasil-hasil itu dipililah nilai yang terkecil untuk dipakai.

B.3. SAMBUNGAN DENGAN BAUT DENGAN MUR

Apabila kita menggunakan baut dengan cincin-cincin tutup, maka pada tepi luar terjadilah momen karena seakan-akan ditempat itu terdapat jepitan. Oleh karena itu sambungan itu menjadi semakin kuat, apabila dibandingkan dengan sambungan baut tanpa mur.

Gambar 27. Hubungan Gaya dan Besaran Daripada Sambungan dengan Baut

Gambar 27 menunjukkan hubungan gaya dan besaran daripada sambungan dengan baut. Garis I  adalah untuk sambungan dngan baut tanpa mur, sedangkan garis II memakai mur dan teranglah, bahwa mur dan cincin-cincin itu bekerja dengan baik dan sangat berguna (untuk keadaan-keadaan tertentu). Didalam keadaan sesungguhnya sanbungan baut selalu disrtai dengan cincin-cincin tutup dan mur.

Kekuatan sambungan dengan baut dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu:

1. Daya dukung baut itu sendiri terhadap lenturan.
2. Geseran pada kampuh-kampuhnya dan geseran ini tergantung daripada gaya tarik (gaya normal) yang timbul dalam baut ini.
3. Kekuatan kayu.

Lubang tempat baut tidak boleh terlalu besar, melainkan seberapah boleh dibuat sama besarnya dengan garis tengah baut, sehingga untuk memasangnya diperlukan palu yang ringan. Besarnya gaya tarik dalam baut akan sebanding dengan besarnya gaya P yang diderita oleh batang kayu. Jadi semakin besar sesaran dalam sambungan, semakin besar gaya tarik yang timbul.

Sambungan tampang satu.

Karena adanya jepitan ditepi luar, maka sambungan menjadi lebih kaku. Diagram pembagian desakan dinyatakan sepertipada gambar 3. 10. Pada seluruh lubang di sekitar baut desakan pada kayu akan merata dan mencapai nilai maksimum.

Disini P_ℓ = p . ℓ

M = ½ P_{ℓ .} ℓ = ½ . P_ℓ² = ½ t_k ℓ²d.

Rumus-rumus tersebut hanya berlaku selama

M <  ¶/32 t_b d³

Atau

 ¶/32 t_b d³ > ½ t_k ℓ² ‑ d.

  >  2,26

Apabila   >  2,26  , maka sasaran dan diagram pembagi desakan akan banyak menyerupai gambar pada gambar 28. Oleh karena itu besarnya P_ℓ dapat ditentukan pula P_ℓ = 0,443d²    ................ (13)

Sambungan akan berguna sepenuhnya, apabola terjadi peluncuran baik di dalam kayu maupun di dalam batang baut. Ini berarti bahwa kayu telah mencapai t_k dan batang baut disamping dibabani gaya tarik karena adanya

penjangkaran, mendapat tegangan karena lenturan.

Gaya tarik tarik terbesar yuang dapat ditahan oleh baut adalah :

D =  ¶/4  . t_b, dimana d₁ adalah garis tengah netto daripada baut yaitu setelah dikurangi ulirannya. Gaya tarik ini menimbulkan perlekatan yang kuat antara batang kayu yang disambung, jadi memperbesar gaya geser. Gaya geser ini besarnya = fd = f ¶/4  . t_b, sedangkan dalam penelitiasn-penelitian besarnya angka f = ± 0,66.

Maka dari bekerjanya gaya tarik tersebut diatas, dapat ditentukan

P_max = 0,443 d² + f . ¶/4  . t_b .......................... (13a)

(gambar 28)

Sambungan tampang dua

Apabila baut cukup kaku dengan kelangsingan cukup kecil, maka kayu akan mencapai tegangan luncurnya terlebih dahulu. Teganganya akan serupa dengan keadaan pada gambar 3.06. Jika m > 2ℓ, maka seluruh lubang baut di plat-plat sambung kayu akan mencapai t_k . P_ℓ = 2 t_k d_ℓ ....................(14).

Sebaliknya jika m < 2ℓ, maka diseluruh lubang baut pada batang asli akan mencapai t_k.

P_ℓ = t_k md .................... (14a)

Pada keadaan baut tidak cukup kaku sehingga ikut membengkok dan akhirnya meluncur juga, hasilnya ialah

P_ℓ = 0,886 d²  ........................... (15)

Maka apabila gaya geser ikut diperhitungkan seperti halnya pada sambungan tampang satu.

P_masx = 0,886 d²   +  2f . t_b ¶/4  ...................... (15a)

Disisni gaya geser timbul antara dua kampuh antara batang asli dan plat sambung. Besarnya garis tengah bersih d₁ boleh diambil 0,8 d. Di dalam pelaksanaan menurut peraturan, alat sambung baut harus disertai dengan cincin-cincin tertutup dengan ukuran > 3,5 d dan tebalnya > 4 mm. Tetapi di dalam kenyataanya cincin-cincin tertutup itu hanya berukuran 2 d saja dan hal ini disebabkan oleh kurangnya pengertian pelaksana. Lagipula karena keteledoran pekerja dan karena menyusutnya kayu setelah beberapa lama di dalam konstruksi, maka mur-muir tidak lagi ketat benar, sehingga akibatnya penjangkaran tidak dapat bekerja dengan baik. Berhubung dengan alasan-alasan tersebut diatas, maka untuk lebih amanya kita mendasarkan perhitungan baut atas keadaan, bahwa mu dan cincin tertutup tidak dapat bekerja sama sekali. Jadi kita tetap menggunakan rumus-rumus 7,8 untuk yang tampang satu dan rumus 9, 10 dan 11 untuk yang tampang dua.

Di bawah ini diberikan daftar harga t_k untuk beberapa macam kayu sebagai hasil penelitian penulis di laboratorium kayu fakultas teknik universitas gadjah mada.

Tabel 10. Daftar Harga t_k Untuk Beberapa Macam Kayu

Kayu	Tk (kg/cm2)
Jati Rasamala Pinus Damar suren	470 550 330 300 240

Besarnya n_k dan n_b tidak diambil sama melainkan n_k = 4 dan n_b = 2,25. Walaupun diambil n_b= 2,25 namun ini tidak berarti, bahwa sambungan itu hanya mempunyai n_{s =} 2,25. Kita lihat rumus-rumus sambungan tampang satu (rumus 7 dan 8). Setelah d dan ℓ ditentukan maka menurut rumus 7 besarnya P adalah berbanding lurus dengan T_b, jadi dapat juga dikatakan   adalah fungsi linier daripada n_k. Karena itu rumus 7 mempunyai n_s = 4 juga. Dalam rumus 8 besarnya    dipengaruhi oleh   jadi besarnya  =  = 3. Ini berarti bahwa nilai n_s terletak antara 3 dan 4.

Dari hasil penelitian yang dilakukan penulis terdapatlah t_b = 5400 kg/cm². Untuk penyederhanaan kayu-kayu di Indonesia kita golongkan dalam 3 golongan yaitu:  

Golongan I dengan kuat-desak t_k = ± 500 kg/cm²

Golongan II dengan kuat-desak t_k = ± 400 kg/cm²

Golongan III dengan kuat-desak t_k = ± 300 kg/cm²

Dengan mengambil n_k = 4 dan n_b = 2,25, maka untuk golongan I terdapat :

 = 50 dℓ

 = 240d²

 = 125 dm

 = 250 dℓ

 = 480 d²

 dalam kg, d, ℓ, m dalam cm.

Bentuk rumus-rumus tersebut diatas sangat sederhana. Cukuplah kita mengisi nilai-nilai d, ℓ, m di dalam rumus-rumus tersebut, dan dari nilai-nilai yang diperoleh itu kita ambil nilai yang terkecil untuk dipakai.

Pengaruh PenyimpanganArah Gaya Terhadap Arah Serat

Didalam uraian-uraian tersebut diatas ditentukan, baik pada sambungan tampangsatu maupun tampang dua,arah gaya sejajar dengan arah serat. Apabila arah gaya tidak sejajar dengan arah serat, maka kekuatan sambungan akan berkurang. Hal ini mudah kita mengerti bahwa t_k┴ < t_k║.serupa dengan kuat-desak ∂d_s maka pengaruh penyimpangan arah gaya terhadap arah serat dilukiskan sebagai garis sinusoida. Dan dari hasil penelitian penulis, untuk indonesia dapat diambil nilai t_k┴ < t_k║ = 0,4.

Kita lihat sekarang sambungan tampang satu,dari rumus P_ℓ = 0,414 t_kd_ℓ dapat dilihat bahwa P berbanding lurus dengan t_k, sehinggapengaruh sudut penyimpangan ά maka menghasilkan rumus :

P = 0,414 t_kd_ℓ (1-0,6 sin ά).

Dari rumus P = 0,443 d²   dapat dilihat, bahwa P adalah sebanding dengan  . untuk nilai xx maka faktor reduksi menjadi 0,4 = 0,632 x o,65. Oleh karena itu rumus menjadi P = 0,443 d²  . (1-0,35 sin ά).

Dengan dasar-dasar tersebut diatas dan setelah diisi nilai-nilai t_k║  dan lain-lain, rumusnya menjadi sebagai berikut :

Golongan I

Sambungan tampang satu :  = 50 dℓ (1- 0,60 sin ά)   ........................ (16)

 = 240 d² (1- 0,35 sin ά)   ........................ (16a)

_bt = 4,8

atau

Sambungan tampang dua : = 125 dm (1- 0,60 sin ά)   ........................ (17)

 = 250 dℓ (1- 0,60 sin ά)   ........................ (17a)

 = 480 d2 (1- 0,35 sin ά)   ........................ (17b)

bt = 3,8

Golongan II

Sambungan tampang satu :  = 40 dℓ (1- 0,60 sin ά)   ........................ (18)

 = 215 d2 (1- 0,35 sin ά)   ........................ (18a)

bt = 5,4

atau

Sambungan tampang dua : = 100 dm (1- 0,60 sin ά)   ........................ (19)

 = 200 dℓ (1- 0,60 sin ά)   ........................ (19a)

 = 430 d2 (1- 0,35 sin ά)   ........................ (19b)

bt = 4,3

Golongan III

Sambungan tampang satu :  = 25 dℓ (1- 0,60 sin ά)   ........................ (20)

 = 170 d2 (1- 0,35 sin ά)   ........................ (20a)

bt = 6,8

atau

Sambungan tampang dua : = 60 dm (1- 0,60 sin ά)   ........................ (21)

 = 120 dℓ (1- 0,60 sin ά)   ........................ (21a)

 = 340 d2 (1- 0,35 sin ά)   ........................ (21b)

bt = 5,7

P dalam kilogram, d, ℓ dan m dalam cm, dan ά dalam derajat. Dari tiap-tiap golongan yang diambil adalah nilai yang terkecil.

Adapun yang termasuk di dalam golongan satu ialah semua kayu dari kelas kuat I ditambah dengan kayu rasamala. Yang termasuk dalam golongan dua ialah semua kayu dengan kelas kuat II dan kayu jati.

Dan yang termasuk di dalam golongan 3 ialah semua kayu dengan kelas kuat II. Bagian kayu dengan kelas kuat IV dan V tidak diadakan rumus-rumus. Oleh karena di dalam p1raktek, kayu-kayu tersebut hampir tidak pernah dipakai di dalam konstruksi dengan baut.

Di dalam PKKI dicantumkan pula syarat-syarat sebagai berikut :

1. Alat sambung baut harus dibuat dari baja S_t 37 atau dari besi yang punya kekuatan paling sedikit seperti S_t 37.
2. Lubang baut harus dibuat secukupnya saja dan kelonggaran harus < 1,5 mm.
3. Garis tengah baut harus > 10 mm (3/8’) , sedangkan untuk sambungan baik tampang satu maupun tampang dua dengan tebal kayu lebih besar daripada 8 cm, harus dipakai baut dengan garis tengah > 1/2’.
4. Baut harus disertai cincin-tutup yang tebalnya ± 0,3 dan 5 mm dengan garis tengah 3d, atau jika mempunyai bentuk persegi 4 lebarnya > 3d, dimana d = garis tengah baut. Jika bautnya hanya sebagai pelekat, maka tebal cincin-tutup dapat diambil 0,2 d dan maksimum 4 mm.
5. Jika pada sambungan tampang satu salah satui batangnya dari besi (baja), atau pada sambungan tampang dua plat-plat sambungnya dari besi (baja), maka nilai  di dalam rumus-rumus tersebut dapat dinaikan dengan 25 %.
6. Apabila baut tersebut dipergunakan dalam konstruksi yang tidak terlindung, maka di dalam perhitungan kekuatannya harus dikalikan dengan angka 5/6. Dan apabila dipergunakan pada konstruksi yang selalu basah, maka kekuatanya harus dikalikan dengan angka 2/3.
7. Jika gaya yang didukungnya itu diakibatkan oleh beban sementara, maka kekuatran sambungan dapat dinaikan dengan 25 %.

Jarak Antara Baut-Baut

Didalam suatu kontruksi biasanya untuk sebuah batang yang di sambung diperlukan lebih dari satu baut, dan kadang-kadang diperlukan 2 baris atau lebih. Didalam sebuah baris jarak antara harus sedemikian besarnya, sehingga tidak akan timbul bahaya retak karena tegangan geser atau karena bahaya belah.

Di dalam PKKI jarak antara itu diberikan s bagai berikut.

Penempatan baut-baut harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

1.      Arah gaya sejajar arah serat (gambar 29)

Gambar 29. Penempatan Baut Sejajar Arah Serat

Jarak minimum.

·    Antara sumbu baut dan ujung kayu (kayu muka) yang dibebani 7d dan ≥10 cm.

·    Antara sumbu baut dan ujung kayu yang tidak dibebani, 3,5d.

·    Antara sumbu baut dan sumbu baut dalam arah gaya 6d.

·    Antara sumbuhbaut dengan sumbuh baut dalam arah ┴ arah gaya 3d.

·    Antara sumbuh baut dengan tepi kayu3d.

2.      Arah gaya tegak lurus arah serat (gambar 30)

Gambar 30. Penempatan Baut Tegak Lurus Arah Serat

Jarak minimum.

·    Jarak antara sumbu baut dengan tepi kayu yang dibebani 5d.

·    Antara sumbu baut dengan dengan sumbuh baut dalam arah 5d.

·    Antara sumbu baut dan tepi kayu yang tidak dibebani 5d.

·    Antara sumbuh baut dalam arah tegaklurus gaya 3d.

3.      Arah gaya membentuk sudut (0^o < α < 90^o) dengan arah serat (gambar 31)

Gambar 31. Penempatan Baut Arah Gaya Membentuk Sudut

Jarak minimum:

·         Antara sumbu baut dan tepi kayu yang dibebani dalam arah gaya   5 ǎ6d.

·         Antara sumbu baut dan sumbu baut dalam arah gaya 5 ǎ6d.

·         Anatara baut dan sumbu tepi kayu yang tidak dibebani.  2d.

Setelah kita ketahui rumus-rumus sambungan dengan baut di bawah ini diberikan beberapa contoh perhitungan. Rumus-rumus (16) sampai dengan (21) berlaku untuk sambungan tampang satu dan dua. Dalam praktek acap kali kita jumpai sambungan tampang empat dan tampang enam, yaitu apabila kita harus menyambung batang-batang seperti yang terlihat pada gambar 32 yang merupakan sambungan tampang empat.

Gambar 32. Sambungan Tampang Empat

Pada keadaan ini sambungan menjadi 2 x sambungan tampang dua. Sehingga kita dapat menggunakan rumus-rumus 17, 19, atau 21, sesuai dengan golongan sambungan. Demikian pula jika kita harus menyambung batang-batang rangkap tiga misalnya 3 x 8/14 cm, maka sambungan dapat merupakan 3 x sambungan tampang dua. Pada rumus-rumus (16 sampai dengan 21) diberikan nilai-nilai _bt = ( bata), yuang diperoleh dengan menyamakan rumus-rumus sambungan tampang satu dan tampang dua dengan nilai α = 0^o.

Apabila ukuran-ukuran kayu telah diketahui, maka jika dipilih garis tengah baut sedemikian rupa sehingga   =bt, sambungan akan menjadi hemat. Dalam praktek jarang dicapai tepat sama dengan bt, karena ukuran kayu dalam perdagangan tertentu.

Setidaknya pemilihan baut dilakukan sedemikian rupa sehingga mendekati bt. Sekali lagi ditegaskan bahwa bt tersebut hanya berlaku untuk nilai α = 0o.

Pada penyabungan batang tarik disarankan agar setengah bagian sambungan paling sedikit dipakai dua baut yang diharapkan dapat memikul momen tak tersangka.

C.                PENUTUP

C.1. RANGKUMAN

 Perhitungan kekuatan sambungan-sambungan pada kayu tidak saja didasarkan pada beban patah (beban maksimum) saja, tetapi harus pula diperhitungkan sasaran sambungan kayu itu.

Lazimnya sambungan-sambungan itu mempunyai faktor keamanan berdasarkan beban patah, disamping itu sasarannya harus £ 1,5 mm. Karena sasaran yang besar akan menimbulkan tegangan-tegangan sekunder yang besar.

Sambungan kayu dapat dibagi dalam 3 golongan besar yaitu: sambungan desak, sambungan tarik dan sambungan momen. Sambungan desak tidaklah menimbulkan kesukaran yang besar sedangkan sambungan tarik merupakan soal yang penting sekali, karena sering menimbulkan kesukaran yang akan dilihat pada pembahasan selanjutnya.

Sambungan momen merupakan sambungan yang mahal dan lebih sulit perhitungannya.

Alat-alat sambungnya, dapat kita golongkan menjadi 4 golongan yakni: (a) Paku, baut, skrup kayu dan sebagainya, (b) Pasak-pasak kayu keras dan sebagainya, (c) Alat-alat sambung moderen (modern timber connectors), seperti kokot bulldog, alligator, geka, bufa, cincin belah, (split ring) dan sebagainya, (d) Perekat

 Melihat cara pembebanannya alat-alat sambung itu dapat dibagi menjadi 4 macam yaitu:

(1)   Dibebani geseran, misalnya perekat, baut, paku dan pasak kayu dapat juga dibebani geseran.

(2)   Dibebani bengkokan atau lenturan diantaranya ialah baut, paku dan pasak.

(3)   Dibebani jungkitan diantaranya ialah pasak.

(4)   Dibebani desakan misalnya kokot, cincin belah dan sebagainya.

C.2. LATIHAN

            Anda diminta untuk menjelaskan kembali mengenai sambungan tampang satu, dua, empat dan enam pada kayu.  Serta apa yang anda ketahui mengenai sambungan mur, sambungan mur tanpa baut dan sambungan mur dengan baut.

C.3. TES DAN KUNCI

TES

1.      Sebuah batang jati berukuran 16/20 disambung dengan 4 baut dengan garis tengah ¾” gambar 3.15. Batang ini adalah untuk konstruksi yang terlindung dan permanen. Ditanyakan berapa gaya s yang dapat ditahan oleh sambungan ini?

2.      Alat-alat sambung kayu terdiri dari empat golongan, sebutkan!

3.      Melihat cara pembebanannya alat-alat sambung itu dapat dibagi menjadi 4 macam. Sebutkan

KUNCI

1.      Sambungan ini termasuk golongan II. Karena konstruksi terlindung dan permanen maka faktor β dan γ = 1.

Menurut rumus 19, 19a, 19b ;  = 100 dm = 100 . 1 . 91 . 16  = 3060 kg  = 200 dℓ = 200 . 1 . 91 . 8     = 3060 kg  = 430 d2 = 430 . 1 . 912         = 1570 kg Diambil nilai terkecil, jadi 4 . 1570 = 6280 kg. Jarak antaranya dihitung sebagai berikut : a1 = 7d = 7 . 1,91 = 14 cm a2 = 6d = 6 . 1,91 = 12 cm

Garis tengah baut

inci	cm
3/8 1/2 5/6 3/4 7/8 1	0,95 1,27 2,12 1,91 2,22 2,54

Dipakai  a₁ = 15 cm.

Ukuran lain diberikan pada gambar 3.15

2.      Alat-alat sambungnya, dapat kita golongkan menjadi 4 golongan yakni :

a)      Paku, baut, skrup kayu dan sebagainya.

b)      Pasak-pasak kayu keras dan sebagainya.

c)      Alat-alat sambung moderen (modern timber connectors), seperti kokot bulldog, alligator, geka, bufa, cincin belah, (split ring) dan sebagainya.

d)     Perekat

3.      Melihat cara pembebanannya alat-alat sambung itu dapat dibagi menjadi 4 macam yaitu:

a)      Dibebani geseran, misalnya perekat, baut, paku dan pasak kayu dapat juga dibebani geseran.

b)      Dibebani bengkokan atau lenturan diantaranya ialah baut, paku dan pasak.

c)      Dibebani jungkitan diantaranya ialah pasak.

d)     Dibebani desakan misalnya kokot, cincin belah dan sebagainya.

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

modern timber connectors	=	alat-alat sambung moderen
split ring	=	cincin belah