(21) dengan rumus sebagai berikut :
D. Metode Penelitian
3. Pengujian Shearwall dari Kayu Mangium sebagai Komponen Struktur Rumah Prefabrikasi
Pengujian komponen shearwall berupa horizontal in-plane monotonic load
racking stiffness and strength test berdasarkan ISO 22452 (2009) untuk simulasi kekuatan gempa. Pembebanan diberikan pada satu arah yaitu beban horisontal (racking loads). Sedangkan beban vertikal hanya berfungsi menahan akibat reaksi dari uji racking sehingga nilainya konstan. Pengujian diperlukan untuk mengetahui perilaku dan keandalan dari pengaku (brace) dan sambungan (joint).
Pembebanan diberikan pada arah horisontal dan bertahap sebesar 0,1 Fmax,est pada
komponen shearwall. Teknik pengujian pada shearwall ini digunakan cara
penambahan beban (force) terhadap displacement (D). Nilai estimasi beban maksimal (Fmax,est) diperoleh berdasarkan uji pendahuluan (preliminary test). Sedangkan Fmax,est pada contoh uji yang mendapatkan perlakuan, berdasarkan nilai Fmax dari pengujian contoh uji kontrol. Jika Fmax,est sudah diperoleh, maka indeks beban yang diberikan secara bertahap pada pembebanan horisontal adalah sebesar 10 % Fmax,est. Penentuan
Fmax,est dan indeks penambahan beban sebagai perlakuan tergantung kepada desain
material shearwall (with or with out opening), material shearwall (frame dan
penambahan deformasi terhadap waktu maka beban horisontal (F) sekitar (2 ± 0,5) mm/min.
Berdasarkan preliminary test pada contoh uji kontrol diperoleh beban maksimum (Fmax) sebesar 216 kg. Fmax ini digunakan untuk semua benda uji karena merupakan Fmax,est
Prosedur uji racking dilakukan berupa penambahan beban horisontal secara bertahap sebesar 0,1 F
terkecil sehingga dianggap yang paling konservatif untuk mendapatkan semua nilai kekakuan dan kekuatan panel shearwall tersebut.
max, est terhadap waktu, yang dibagi menjadi 3 langkah, yaitu : 1). Siklus beban stabil (stabilizing load cycle) berupa penambahan beban seberat 0,1 Fmax, est yang berfungsi sebagai stabilisasi contoh uji, 2). Siklus beban kekakuan (stiffness load cycle) berupa penambahan beban sampai berat 0,4 Fmax,est yang dilakukan secara bertahap berupa beban 0,1 F max,est untuk mendapatkan nilai kekakuan benda uji dan 3). Uji kekuatan (strength test) berupa penambahan beban sebesar 0,1 Fmax,est secara bertahap sampai tercapai Fmax dari benda uji tersebut sebagaimana Gambar 34 berikut.
Gambar 34. Prosedur pelaksanaan penerapan beban lateral (racking load)
Pembebanan diberikan pada arah lateral/horisontal dan diberikan secara bertahap sebesar 0,1 Fmax,est
Benda uji dibuat sebanyak 5 buah. Pembebanan lateral dilakukan dengan metode pembebanan satu titik pada ujung kiri atas. Data yang diperoleh berupa beban sampai batas proporsi, displacement dan beban maksimum, tegangan-tegangan lain yang diperlukan seperti pada kekuatan masing-masing pada titik sambungan dalam berbagai variasi sambungan dan alat tambahan pada rangka (blassing).
Gambar 35. Pengujian Kekuatan Mekanis Shearwall berupa Uji Racking
Gambar 36. Pelaksanaan Pengujian Prosedur pengujian shearwall sebagai berikut :
a. Benda uji elemen diletakkan pada posisi horisontal dan terikat pada ujung
UTM Jack
b. Beban berupa dorongan diberikan secara bertahap sampai diperoleh data
ulangan dan sampai benda rusak.
c. Pada bagian ujung benda uji dengan UTM Jack dipasang Data logger sebagai alat pencatat beban dengan lendutannya serta tegangan-tegangan lain yang diukur.
d. Pada bagian-bagian komponen yang ingin diukur tegangan dan regangannya
dipasang Tranducer yang berfungsi untuk mengetahui besarnya defleksi yang terjadi pada saat diberi beban.
Beban vertikal (Fv) 240 cm (B) C = Jarum deflektometer Beban lateral (F)
Baut yang ditanam ke mesin
e. Benda uji diberi beban secara bertahap sebesar 10 % Fmax,est
f. Setiap kenaikan beban, data logger dan tranducer terekam dan terbaca oleh komputer yang langsung memberikan data beserta grafik hasil pengukurannya.
sampai jarum Data logger dan Tranducer bergerak dan menunjukkan suatu nilai tertentu.
g. Pembacaan Hasil Pengujian
h. Pembebanan dihentikan jika telah melewati batas kekuatan struktur atau telah melewati batas layan struktur berupa kondisi dimana papan telah mengalami
keruntuhan/kerusakan (collapses) atau telah mengalami
deformasi/displacement sebesar 100 mm, mana yang terlebih dahulu tercapai. Semua data terekam dalam komputer mulai saat komponen masih elastis, batas proporsi sampai beban maksimum (benda uji rusak) atau data beban tidak bertambah lagi. Data tersebut dilengkapi dengan grafik hasil uji geser berupa tegangan dan regangan yang ditimbulkan dan data beban dengan lendutan yang dihasilkan akibat uji geser secara lateral.
E. Analisis Data
Hasil penelitian pengujian komponen struktur shearwall ini adalah nilai ketahanan gempa hasil uji lateral kayu Mangium umur 8 tahun berupa :
1. Kekakuan racking (racking stiffness) panel (Rk
(28)
), dihitung dengan rumus :
2. Kekuatan racking (racking strength), yaitu berupa nilai maksimum beban racking (F max
3. Rekaman displacement dan kerusakan komponen pada panel shearwall
) yang diperoleh pada uji kekuatan.
4. Perbandingan kekuatan dan kekakuan relatif berbagai desain konstruksi shearwall diagonal sheathing terhadap horizontal sheathing pada desain stress skin component.
5. Pengukuran daktilitas shearwall dengan mengukur faktor daktilitasnya ( ), dengan rumus :
(29)
Dimana :
µ = faktor daktilitas struktur gedung
( y) = simpangan struktur pada saat terjadinya keruntuhan pertama di dalam struktur (mm).
6. Nilai kekakuan (MOE) dan kekuatan (MOR) komponen shearwall dengan rumus
balok kantilever sebagai berikut :
(30)
(31)
Dimana :
(32)
7. Perhitungan gaya gempa dengan analisis gempa static ekuivalen berdasarkan SNI 1726-2002 untuk menentukan zona gempa yang sesuai.
Kesesuain zona gempa diperoleh dari nilai gaya geser horisontal gempa dengan beberapa asumsi karakteristik bangunan tertentu yang ditetapkan, dengan rumus:
(33)
Dimana :
V = Gaya geser horisontal gempa (kg) C1
I
= Koefisien gempa g
R
= Faktor keamanan struktur d
W
= Faktor reduksi gempa
t
8. Hasil pengujian komponen shearwall berupa nilai gaya geser horisontal gempa kayu Mangium umur 8 tahun ini dibandingkan dengan perhitungan beban gempa
hasil analisis struktur desain pada penelitian Design dan Analisis Rumah
Prefabrikasi Tahan Gempa dari Kayu (Wijaya, 2007). = Berat struktur (kg)
Hasil pengujian dianalisis secara statistik dengan membandingkan kekuatan komponen struktur hasil pengujian dengan kekuatan rencana berdasarkan analisis struktur.
Hipotesis :
A.Kuat lentur sampel lebih besar dari kuat lentur rencana
Untuk melihat besarnya gaya yang dapat ditahan sampel dari yang direncanakan, maka analisa yang dilakukan adalah uji rata-rata satu pihak.
Hipotesis : H0 : = P H
rencana 1 : > P F. Hasil dan Pembahasan
rencana