Materi Sambungan Baut Dan Sambungan Gigi [PDF]

Citation preview

MATERI SAMBUNGAN GIGI TEGANGAN IJIN KAYU bergantung berat jenis (g), kondisi    dan sudut arah gaya



lt = 170 g    σtr// = σds// = 150 g    σds ⊥ = 40 g    // = 20 g   



(g) = berat jenis tergantung jenis kayu (jati, kamper dll) Kondisi Struktur : =1 terlindung  = 5/6 tdk terlindung  = 2/3 tdk terlindung =1 beban permanen  = 5/4 beban sementara =1 mutu kayu A  = 3/4 mutu kayu B



ds//  =ds// − (ds// − σds ⊥ )sin  ag ds// ½  =ds// − (ds// − σds ⊥ )sin 1/2  ag



 ag = sudut arah gaya Berlaku untuk kayu posisi horizontal



Sudut arah Gaya



KONSEP TEGANGAN IJIN BEBAN GAYA BERSUDUT 



batang horizontal



Tegangan ijin batang Horizontal SANGAT tergantung sudut  Tegangan ijin batang miring TIDAK tergantung sudut 



KONSEP SAMBUNGAN GIGI



Gaya normal tekan (N) bekerja pada bidang (b x tm ) dengan arah gaya bersudut 1/2 dari gaya Nomal S, sedang gaya normal S bekerja pada sudut  pada bidang kayu horizontal, dan gaya geser (S.cos) ditahan oleh kayu horizontal pada bidang (b x lm)



KONSEP GAYA YG BEKERJA PADA SAMBUNGAN GIGI S



tm



b



N







b



S.cos h



lm b lm>15cm



Gaya S terurai menjadi: Gaya Normal N bekerja pada bidang tekan (b x tm) Gaya Geser (S.cos) pada bidang geser (b x lm)



½



N S



SYARAT SAMBUNGAN GIGI TUNGGAL ds// = 150 g  σds ⊥ = 40 g  // = 20 g 



PENGGAMBARAN Sambungan Gigi Tunggal



σds// ½  =tr// − (tr// − σds ⊥ )sin( ag)



tm = (s.cos ½ )/ (b. σds ½ ) tv = tm.cos ½  lm = S.cos / //.b  15cm ag



tm  1/4 h untuk   50o tm  1/6 h untuk   60o lm  15 cm



BILA TIDAK TERPENUHI tm  1/4 h untuk   50o



maka SOLUSINYA GIGI RANGKAP: (tm1 depan & tm2 belakang) tm  1/6 h untuk   60o



SYARAT GIGI RANGKAP: tm2 - tm1 > 1



KONSEP GIGI RANGKAP GAYA



S BEKERJA dengan asumsi awal:



½S utk gaya normal ( tm2 x b) + gaya geser (lm2 x b) ½S utk gaya normal (tm1 x b) + gaya geser (lm1 x b)



Merencanakan Gigi Rangkap mulai dengan gigi belakang Tegangan Ijin ds// = 150.g... σds ⊥ = 40.g... // = 20.g...



Tegangan ijin gigi belakang ds //  =tr// − (tr// − σds ⊥ )sin ( ag) Tegangan ijin gigi depan σds// ½ =tr// − (tr// − σds ⊥ )sin ½ ( ag)



GIGI BELAKANG Rumusan umum S2 = S/2 tv2 = (S2.cos2 )/ (b.σds ) tm2 = tv2/cos  lm2 = S2.cos / //.b



Urutan Perhitungan Gigi Belakang tm2 = ( ½S .cos )/(b.σds//) >> cek & sesuaikan/bulatkan, tm2 = max ¼ h S2 = (tm2 .b. ds// )/ cos  tv2 = tm2.cos . lm2 = S2.cos / //.b



GIGI DEPAN Rumusan Umum S1 = S- S2 tv1 = (S1.cos2 ½)/ (b.σds ½) tm1 = tv1/cos ½  lm1 = S1.cos / //.b



Urutan Perhitungan gigi Depan S1 = S - S 2 tm1 = (S1 .cos ½)/ (b.σds// ½ ) >> cek & sesuaikan tm1; (tm2 -tm1  1) tv1 = tm1 .cos ½ . lm1 = S1.cos / //.b



Penggambaran Sambungan Gigi Rangkap



Contoh Soal hal 51 materi Batang diagonal 12/16 dengan jenis kayu meranti, dengan beban tekan 5500 kg, dengan sudut arah gaya 30o. Beban permanen, terlindung & menggunakan kayu mutu A, disambung dengan sambungan gigi dengan Batang Horizontal 12/16 dengan jenis kayu tertentu dengan teg ijin :



ds// = 150.g... = 85 kg/cm2 σds ⊥ = 40.g... = 25 kg/cm2 // = 20.g... =12 kg/cm2 ds// 



= 55 kg/cm2



ds// 1/2  = 69.47 kg/cm2



Tegangan kayu ijin harus dihitung berdasarkan (g...) kayu dan sudut arah gaya ( ag)



Perhitungan DICOBA DENGAN GIGI TUNGGAL tm= (S .cos ½)/ (b.σds// ½ ) tm = 5500 x Cos 15o)/(12 x 69.47)= 6.37cm (lebih besar dari 1/4h) 6.37cm > 1/4h = 4cm >>> solusi gigi rangkap



DIHITUNG DENGAN GIGI RANGKAP Perhitungan Gigi Belakang



Perhitungan Gigi Depan



tm2 = ( ½S .cos )/(b.σds//) tm2 =( 2750 x 0.866)/(12 x 55) = 3.6 cm



S1 = S - S2 S1 = 5500 – 3048.5 =2451.5 kg N = S1 .cos ½ = 2451.5 x cos 15o = 2368 kg



>> cek & bulatkan, tm2 = 4cm = ¼ h S2 = (tm2 .b. ds// ) /cos  S2 = (4 x 12 x 55)/0.866 = 3048.5 kg tv2 = tm2.cos . tv2 = 4 x 0.866 = 3.464 cm lm2 = S2.cos / //.b lm2 = (3048.5 x 0.866)/(12 x12)= 18.33 cm



tm1 = (S1 .cos ½)/ (b.σds// ½ ) tm1 = (2451.5 x 0.966)/(12 x 69.47)= 2.8 cm >> cek & sesuaikan tm1 (ambil)  3cm (tm2 -tm1  1) >>> 4-3 =1 tv1 = tm1 .cos ½ . Tv1 = 3 x 0.966 = 2.898  2.9cm lm1 = S1.cos / //.b lm1 = (2451.5 x 0.866)/ 12 x 12 = 14.74  15cm



Hasil Penggambaran Sambungan GIGI RANGKAP



30o



12 2.9cm



3.46



8



16



15 cm 15 + 18.33 = 33.33 cm



8



SAMBUNGAN BAUT



SOLUSI BALOK BANTUAN model sambungan soal 2 V >>> 2 X 4/? D >> 1X 8/?



2 x 4/? H >>> 1 x 8/?



EMPAT BATANG DISAMBUNG SESUAI TITIK BUHUL 3 KUDA-KUDA DIATAS Batang tarik horizontal disambung dengan baut Batang tarik rangkap vertikal disambung dengan baut Batang tekan diagonal disambung dengan sambungan gigi 1. Rencanakan/gambar bentuk sambungan tersebut 2. Rencanakan jumlah baut & gambar posisi penempatan baut yang digunakan untuk dua sambungan baut tersebut 3. Sambungan gigi batang tekan diagonal tidak perlu direncanakan tapi perlu digambarkan penempatannya



MATERI SAMBUNGAN BAUT Tegangan ijinkayu Tegangan ijin kayu sesuai kondisi lt = 170 g    σtr// = σds// = 150 g    σds ⊥ = 40 g    // = 20 g    σds  = tr// − (tr// − σds ⊥ )sin  ag



Ukuran diameter baut yang ada dipasaran: (Inchi) 3/8” 1/2” 5/6” ¾” 7/8” 1”



(cm) 0.98 cm 1.27 cm 1.59 cm 1.91 cm 2.22 cm 2.54 cm



Ukuran Kayu Dipasaran



Sambungan Baut Dimulai dengan IDE KITA mau sambungan : 1. TAMPANG SATU 2. TAMPANG DUA Dlm hal ini kita mempertimbangkan kaitan pada titik buhul tsb juga dg batang lain yg di sambung Berikutnya setelah memilih jenis sambungan tampang satu atau dua, kita harus menentukan diameter baut, yaitu dg menggunakan rumus; d = b/ b .(b) adalah tebal kayu yang disambung & (b) ada pada masing2 rumusan jenis sambungan (tampang satu/dua) Setelah dapat diameter baut lanjut menghitung kekuatan utk satu baut, dengan menggunakan rumusan, sbb:



Golongan I. (kayu kelas kuat 1) Sambungan bertampang satu ( b = 4,8). S = 50 . d . b1 (1 - 0,6 sin  ). S = 240 . d2 (1 - 0,6 sin  ). Sambungan bertampang dua ( b = 3,8). S = 125 . d . b3 (1 - 0,6 sin  ). S = 250 . d . b1 (1 - 0,6 sin ). S = 480 . d2 (1 - 0,35 sin  ). Golongan II. (Kayu kelas kuat 2) Sambungan bertampang satu ( b = 5,4). S = 40 . d . b1 (1 - 0,6 sin  ). S = 215 . d2 (1 - 0,35 sin  ). Sambungan bertampang dua (b = 4,3). S = 100 . d . b3 (1 - 0,6 sin  ). S = 200 . d . b1 (1 - 0,6 sin ). S = 430 . d2 (1 - 0,35 sin ).



Golongan III. (Kayu kelas kuat 3) Sambungan bertampang satu ( b = 6,8). S = 25 . d . b1 (1 - 0,6 sin  ). S = 170 . d2 (1 - 0,35 sin  ). Sambungan bertampang dua ( b = 4,3). S = 60 . d . b3 (1 - 0,6 sin  ). S = 120 . d . b1 (1 - 0,6 sin ). S = 340 . d2 (1 - 0,35 sin ). Rumusan tsb di kelompokkan berdasar kelas kuat kayu (kls kuat 1/2/3 saja) & jenis sambungan tampang satu/dua Masing2 ada 2/3 rumus ambil nilai hitungan paling kecil(aman) Setelah dapat kekuatan satu baut, berikutnya menghitung jumlah baut yaitu: membagi nilai beban yg bekerja pada batang kayu tsb dg nilai kekuatan satu baut Jumlah baut ini harus di bulatkan keatas atau di bulatkan ke angka genap utk kemudahan dlm formasi pemasangan



Sampai disini sdh dpt jumlah baut & diameter baut Selanjutnya menghitung formasi pemasangan dg menghitung jarak2 pemasangan sesuai persyaratan seperti gambar berikut Setelah itu tahap terakhir adalah menggambarkan pemasaran baut tsb :Tampak samping & tampak atas, di beri ukuran2nya dengan jelas. Gambar ini adalah produk paling penting dlm sambungan kayu



Id dau * 10 cv



Gambar †. 7. Sambungan Baut yang menerima Beban Tepak Lurus Arah Serat



5 -6d * -6d “d Gmbar 4.S. Sambungan baut yanp menerima bebat niembentuk sudut m.



STEP PERHITUNGAN 1. Tentukan sambungan tampang satu/dua & TEBAL penyambung 2. Hitung diameter baut d = b/b (bulatkan ke diameter yg ada) Tebal (b) gunakan tebal kayu yg paling tipis (penyambung) 3. Hitung kekuatan satu baut dengan rumus 4. Hitung jumlah baut, P/s, bulatkan ke jumlah genap 5. Hitung & gambar jarak pemasangan baut 6. Selesai



CONTOH 1



Hitung2annya ikuti cara jawaban soal 2



d = b/b = 8cm/4.3 = 1.86cm  ¾”=1.91cm gunakan tebal kayu (b) penyambung /tipis



Rumusan Golongan 2, Sambungan bertampang dua: S = 100 . d . b3 (1 - 0,6 sin  )= 100. 1,91. 16 (1- 0,6 sin180) =3056 kg S = 200 . d . b1 (1 - 0,6 sin )= 200.1,91.8 (1- 0.6 sin 180) = 3056 kg S = 430 . d2 (1 - 0,35 sin ) = 430. 1,912 (1- 0,35 sin 180) = 1568 kg 1568 kg



6000/1568 = 3,83  4 buah



3d = 3. 1.91 = 5.72 cm



CONTOH SOAL 2 Dengan data yang sama seperti contoh soal 1 diatas, dua batang kayu jati ukuran 16/20 dengan berat jenis 0.75 disabung posisi tegak lurus dengan menahan beban 3 ton, rencanakan lah sambungannya dengan sambungan baut, bila struktur; terlindung / beban permanen / kayu mutu A Solusi: Pertama hitung tegangan ijin kayu jati (g) = 0,75 &    = 1.1.1 = 1 Dihitung : lt = 170. 0,75 .1 = 127,5 (kg/cm2) σtr// = σds// = 150. 0,75. 1 = 112,5 (kg/cm2) σds ⊥ = 40. 0,75. 1 = 30 (kg/cm2) // = 20. 0,75. 1 = 15 (kg/cm2) Sehingga kayu jati ini termasuk kelas kuat II sesuatu table disebelah (PKKI)