• Tidak ada hasil yang ditemukan

PERENCANAAN STRUKTUR KAYU

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "PERENCANAAN STRUKTUR KAYU"

Copied!
76
0
0

Teks penuh

(1)

1

PERENCANAAN STRUKTUR KAYU

• KEKUATAN

• KEKAKUAN

• STABILITAS

MATERIAL

(ORTOTROPIK, SIFAT FISIK, SIFAT MEKANIK)

ANALISIS STRUKTUR

METODE DISAIN

(DISAIN KOMPONEN STRUKTUR

DISAIN SAMBUNGAN)

(2)

2

MATERIAL ORTOTROPIK

• 3 (TIGA) SUMBU UTAMA MATERIAL YANG

SALING TEGAK-LURUS L (longitudinal), R (radial)

dan T (tangensial)

• SIFAT MEKANIS (KEKUATAN DAN BESARAN

ELASTIS) PADA KE TIGA ARAH BERBEDA

(3)

3

MATERIAL ORTOTROPIK

Arah Tegangan

Sumbu Radial

SUDUT ANTARA GAYA/TEGANGAN DENGAN

LINGKAR TUMBUH

Arah Tegangan

Arah Tegangan

90

˚

(4)

4

BESARAN ELASTIS

• ISOTROPIK

E = modulus elastisitas

= rasio Poisson

• ORTOTROPIK

E

1

, E

2

, E

3

= modulus

elastisitas arah 1, 2,

dan 3

12

,

21

,

13

,

31

,

23

,

32

= rasio Poisson

G

12

, G

13

, G

23

=

modulus geser

(5)

5

HUBUNGAN TEGANGAN REGANGAN MATERIAL ISOTROPIK

(6)

6

SIFAT FISIK

• BERAT JENIS

• KADAR AIR

• RANGKAK

• SUSUT

• TEMPERATUR

(7)

7

AKASIA

MANGIUM

MERANTI

KERUING

BANGKIRAI

DURIAN

IDENTIFIKASI JENIS KAYU

SIFAT MEKANIK dipengaruhi oleh

• BERAT JENIS

(specific gravity, SG, G):

SG besar → kekuatan dan E besar

• KADAR AIR

Basah (green): 30% > MC > 19%

Kering (air dried): MC < 19%

MC turun → kekuatan dan E naik

Diperhitungkan dengan C

M

(wet service

factor, faktor layan basah)

• ARAH SERAT

(8)

8

(9)

9

(10)

10

KUAT TARIK SEJAJAR SERAT

0.0 50.0 100.0 150.0 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 Regangan ft // (M P a ) AK-03(0.44) AK-04(0.44) AK-05(0.41) MR-09(0.60) MR-12(0.56) MR-15(0.52) KR-03(0.69) KR-06(0.66) KR-11(0.68)

F

t//

= 172.5 SG

1.05

(3.1)

E

e//

= 22687 SG

0.98

(3.2)

(3.3)

0.74

e//

u//

E

7.59

ε

(11)

11

KUAT TARIK TEGAK-LURUS SERAT

0.0 2.0 4.0 6.0 0 1 2 3 Peralihan (mm) ft ( M P a ) AK-01(0.45) AK-02(0.44) AK-03(0.47) MR-22(0.58) MR-23(0.58) MR-24(0.56) KR-06(0.73) KR-09(0.64) KR-10(0.64)

F

t|

= 7.37 SG

1.04

(3.4)

F

tθ|

= 7.78 SG

1.11

θ

0.05

(3.5)

(12)

12

KUAT TEKAN SEJAJAR SERAT

0.0 20.0 40.0 60.0 0.000 0.005 0.010 0.015 Regangan fc // (M P a ) AK-02(0.48) AK-05(0.45) AK-19(0.49) MR-05(0.60) MR-14(0.55) MR-24(0.55) KR-07(0.71) KR-21(0.70) KR-22(0.67)

(13)

13

KUAT TEKAN SEJAJAR SERAT

F

cu//

= 72.1 SG

0.95

(3.6)

F

cy//

= 62.4 SG

1.07

(3.7)

E

e//

= 15052 SG

1.20

(3.8)

E

p//

= 5777 SG

1.16

(3.9)

0.13

cy//

SG

0.0042

ε

cu//

0.36

SG

0.0058

ε

(3.10)

(3.11)

(14)

14

KUAT TEKAN TEGAK-LURUS SERAT

0.0 5.0 10.0 15.0 0.000 0.020 0.040 0.060 Regangan fc (M P a ) AK-22(0.48) AK-23(0.48) AK-24(0.48) MR-01(0.56) MR-02(0.55) MR-03(0.53) KR-02(0.65) KR-08(0.66) KR-09(0.71)

F

cy┴

= 11.48 SG

0.72

θ

0.10

(3.12)

E

e┴

= 1318 SG

1.56

θ

0.01

(3.13)

E

p┴

= 295 SG

2.61

θ

0.03

(3.14)

(3.21)

1.16

0.05

cy

SG

0.0065θ

ε

(3.15)

(15)

15

KUAT GESER SEJAJAR SERAT

0.0 4.0 8.0 12.0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

Peralihan (mm)

fv // ( M P a ) AK-01(0.45) AK-02(0.44) AK-03(0.47) MR-06(0.59) MR-07(0.59) MR-08(0.60) KR-06(0.70) KR-07(0.70) KR-08(0.72)

02

.

0

28

.

1

//

v

8

.

15

F

SG

(3.16)

(16)

16

0 250 500 750 1000 0 1 2 3 4

Peralihan (mm)

P (N ) AK-14(0.49) AK-23(0.52) AK-24(0.52) MR-13(0.59) MR-14(0.60) MR-15(0.58) KR-04(0.70) KR-05(0.73) KR-22(0.69)

K

1

= 118.6 SG

1.18

(3.17)

G

I

= 1.42 SG

1.83

(3.18)

(17)

17

KUAT TUMPU BAUT SEJAJAR SERAT

0.5

0.12

eh//

mc

d

SG

356

F

(3.19)

(3.20)

0 15 30 45 0 1 2 3 4 Peralihan (mm) fe h/ / ( M P a ) AK-07(0.47) AK-08(0.44) AK-09(0.43) MR-08(0.55) MR-10(0.53) MR-12(0.55) KR-08(0.64) KR-09(0.70) KR-11(0.60)

0.12

d

SG

103

12

-eh//

F

(18)
(19)
(20)
(21)
(22)

PRODUK KAYU OLAHAN

STRUKTURAL

(23)
(24)
(25)

SISTIM STRUKTUR

(26)

SISTIM STRUKTUR

(27)
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
(34)
(35)
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
(41)
(42)
(43)

43

• SNI-7973:2013

• Spesifikasi desain untuk konstruksi kayu

METODE DISAIN DAN

ANALISIS PADA KOMPONEN

STRUKTUR DAN SAMBUNGAN

(44)

44

METODE DISAIN

• Desain dengan Tegangan Ijin

(ALLOWABLE STRESS DESIGN)

• Desain dengan Faktor Beban dan Faktor

Tahanan

(LOAD AND RESISTANT

(45)
(46)

46

US CODE – SNI

• NDS 1986 (ASD)

• NDS 1991 (ASD)

• AWS 1995 (LRFD)

• NDS 1996 (LRFD)

• NDS 2001 (ASD)

• NDS 2005 (ASD/LRFD)

• NDS 2012 (ASD/LRFD)

• PKKI 1961 (ASD)…1980….SNI 03-XXXX-2002

(ASD/LRFD)

• SNI 7973:2013

(47)

47

Contoh kombinasi pembebanan pada ASD :

D

D + L

D + (La atau H)

D + 0,75L + 0.75(La atau H)

D + (0,6W atau 0,7E)

D + 0,75L + 0.75(0,6W) + 0.75(La

atau H)

D + 0,75L + 0.75(0,7E)

0,6D + 0,6W

0,6D + 0,7E

(48)

48

Dan kombinasi pembebanan pada LRFD :

1,4D

1,2D + 1,6L + 0,5(La atau H)

1,2D + 1,6(La atau H) + (L atau

0,5W)

1,2D + 1,0W + L + 0,5(La atau H)

1,2D + 1,0E + L

0,9D + 1,0W

0,9D + 1,0E

(49)

49

KOMBINASI BEBAN - LRFD

• 1.4D

• 1.2D + 1.6L + 0.5(L

a

atau H)

• 1.2D + 1.6(L

a

atau H) + (0.5L atau 0.8W)

• 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(L

a

atau H)

• 1.2D + 1.0E + 0.5L

• 0.9D + (1.3W atau 1.0E)

D = beban mati

L = beban hidup

La = beban hidup di atap

H = beban hujan

W = beban angin

E = beban gempa

(50)

50

FAKTOR WAKTU

l

PADA KOMBINASI PEMBEBANAN

Kombinasi beban

l

1.4D

1.2D + 1.6L + 0.5(L

a

atau H)

1.2D + 1.6(L

a

atau H) + (0.5L atau 0.8W)

1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(L

a

atau H)

1.2D + 1.0E + 0.5L

0.9D + (1.3W atau 1.0E)

0.6

(*)

0.8

1.0

1.0

1.0

(51)

Kuat Acuan dalam PKKI 1961

(52)

Tabel 2. Kuat Acuan (MPa) berdasarkan

modulus elastis, SNI 03-xxxx-2002

(53)

53

PEMILAHAN KAYU (GRADING)

• Mekanis (mechanical grading):

- E dicari dengan static bending test, flatwise)

- Besaran mekanis lain diprediksi berdasarkan E

yang telah diperoleh (SNI Tabel 4.2.1)

(54)

PEMILAHAN MASINAL DENGAN PANTER

MPK-3

(55)
(56)

56

FAKTOR TAHANAN

f

Jenis

f

Tekan

Lentur

Stabilitas

Tarik

Geser/puntir

Sambungan

f

c

= 0.90

f

b

= 0.85

f

s

= 0.85

f

t

= 0.80

f

v

= 0.75

f

z

= 0.65

(57)

57

Hany

a

DT

I

DTI dan DFBK

Hanya DFBK

Fak

tor

Durasi Beban

Fak

tor

Lay

an

Basah

Fak

tor

T

em

peratur

Fak

tor

Stabilitas

Balok

Fak

tor

Uk

uran

Fak

tor

Penggun

aan rebah

Fak

tor

T

usu

k

an

Fak

tor

Kom

ponen

struk

tur

Berulang

Fak

tor

Stabilitas

Kolom

Fak

tor

Kek

ak

uan

T

ek

uk

Fak

tor

Luas

T

um

pu

Fak

tor

Koversi

Form

at

Fak

tor

Ke

tah

ana

n

Fak

tor

Ef

ek

W

aktu

F

b

’= F

b

x

C

D

C

M

C

t

C

L

C

F

C

fu

C

i

C

r

-

-

-

2,54

0,85

l

F

t

’ = F

t

x

C

D

C

M

C

t

-

C

F

-

C

i

-

-

-

-

2,70

0,80

l

F

v

’ = F

v

x

C

D

C

M

C

t

-

-

-

C

i

-

-

-

-

2,88

0,75

l

F

c

= F

c

x

-

C

M

C

t

-

-

-

C

i

-

-

-

C

b

1,67

0,90

-F

c

‘ = F

c

x

C

D

C

M

C

t

-

C

F

-

C

i

-

C

P

-

-

2,40

0,90

l

E’ = E x

-

C

M

C

t

-

-

-

C

i

-

-

-

-

-

-

-E

min

’=E

min

x

-

C

M

C

t

-

-

-

C

i

-

-

C

T

-

1,76

0,85

(58)
(59)
(60)

60

No. Nama perdagangan Nama botanis Berat Jenis Kayu

1. Akasia Acacia mangium 0.52 (0.47-0.58)

2. Bungur Lagerstroemia speciosa 0.69 (0.58-0.81)

3. Damar Agathis alba 0.48 (0.43-0.54)

4. Durian Durio zibethinus 0.57 (0.42-0.69)

5. Jabon Anthocephalus cadamba 0.42 (0.29-0.56)

6. Jati Tectona grandis 0.67 (0.62-0.75)

7. Karet Hevea brasiliensis 0.59 (0.47-0.73)

8. Kayu afrika Maesopsis eminii 0.41 (0.34-0.48)

9. Kayu manis Cinnamomum purrectum 0.63 (0.40-0.86)

10. Laban Vitex pubescens 0.81 (0.72-0.87)

11. Mahoni Swietenia macrophylla 0.61 (0.53-0.67)

12. Matoa Pometia pinnata 0.77 (0.50-0.99)

13. Meranti Shorea sp 0.63 (0.47-0.83)

14. Mindi Melia excelsa 0.53 (0.48-0.57)

15. Pasang Quercus lineata 0.96 (0.90-1.10)

16. Balobo Diplodiscus sp 0.73 (0.67-0.73)

17. Puspa Schima wallichii 0.62 (0.45-0.72)

18. Rasamala Altingia excelsa 0.81 (0.61-0.90)

19. Saninten Catanopsis argentea 0.73 (0.55-0.85)

20. Sengon Paraserianthes falcataria 0.33 (0.24-0.49)

21. Sengon buto Enterolobium cyclocarpum 0.49 (0.39-0.57)

22. Sonokeling Dalbergia latifolia 0.83 (0.77-0.86)

23. Sonokembang Pterocarpus indicus 0.65 (0.49-0.84)

24. Sukun Artocarpus altilis 0.33 (0.24-0.54)

25. Sungkai Peronema canescens 0.63 (0.52-0.73)

26. Suren Toona sureni 0.39 (0.27-0.67)

27. Tusam Pinus merkusii 0.55 (0.40-0.75)

28. Waru Hibiscus tiliaceus 0.54 (0.36-0.64)

29. Waru gunung Hibiscus macrophyllus 0.40 (0.36-0.56)

30. Nyamplung Calophyllum inophyllum 0.69 (0.56-0.79)

Tabel 11.3.3.A

Berat Jenis Beberapa Kayu Indonesia

Tabel

1

1.3

.3.

A

Be

ra

t

Je

ni

s

Be

berap

a

Kayu

Indone

si

a

(61)

61

Line 3 Line 1

ANALISIS TEGANGAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Model sambungan kayu dengan baut

tunggal dengan elemen hingga

Daerah kontak

antara elemen

kayu dan baut

(62)
(63)
(64)
(65)
(66)
(67)
(68)
(69)
(70)
(71)

71

-0.10 0.10 0.30 0.50 0.70 0.90 1.10 1.30 1.50 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 S pe ct ra A cc e le ra ti on (g ) Time (s)

Perbandingan Spectra Acceleration Gempa El Centro NS, Gempa

Bucharest NS , Gempa Kobe NS dan Respons Spectra Wilayah Bandung

Tanah Lunak

Sa El Centro Sa bdg lunak Sa El Centro FS=2/3 Sa El Centro FS=1.5 Bucharest KobeFS=0.6

(72)

72

-15

-10

-5

0

5

10

15

0

2

4

6

8

10

G a y a G e se r ( k N )

waktu (s)

Perbandingan Gaya Geser Elemen 14 dan 15 Gempa

El-Centro 1940 (N-S) FS=1

Member

14

Member

15

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0

2

4

6

8

10

D e f o r m a s i (m m )

Waktu (s)

Perbandingan Deformasi Titik 6 dan Titik 9 Gempa El

Centro 1940 (N-S) FS=1

Node

6

Node

9

-6 -4 -2 0 2 4 6 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 A x ia l F o r c e M e m b e r 1 5 (k N ) node 9 x- Displacement (mm)

Kurva Histerisis Member 15 dan Node 9 GEMPA EL CENTRO 1940 N-S FS=1

(73)
(74)

74

GOOD

BUILDING

CODES

GOOD

STRUCTURES

=

(75)

75

The Challenge

GOOD BUILDING

CODES

GOOD

STRUCTURES

=

+

GOOD DESIGN

+

GOOD MATERIALS

+

GOOD

CONSTRUCTION

(76)

THE END

THANK YOU

Gambar

Tabel 2. Kuat Acuan (MPa) berdasarkan modulus elastis, SNI 03-xxxx-2002
Tabel 4.3.1 Keberlakuan  faktor-faktor koreksi untuk  kayu  gergajian

Referensi

Dokumen terkait

tekan, dan sambungan, secara umum diperoleh kesimpulan bahwa perencanaan rumah kayu menggunakan peraturan Eurocode menghasilkan prediksi kekuatan elemen yang lebih

Untuk sambungan balok induk – bresing yang ditinjau dalam Tugas Akhir ini, model gedung dengan bresing tipe V terbalik membutuhkan jumlah baut yang lebih besar dibandingkan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh diameter baut terhadap kekuatan sambungan kayu geser ganda berpelat baja pada empat jenis kayu tropis

6 Untuk sambungan baut akibat beban tarik bertampang dua dengan ukuran kayu utama yaitu 6/20 cm dan ukuran kayu penyambung yaitu 2 x 3/20 cm dan gaya beban 26.56° dan 90°

Irawati, Siska.(2011).Kekuatan Sambungan Kayu Geser Ganda dengan Baut Tunggal Berpelat Baja Pada Empat Jenis Kayu Tropis(Skripsi).Bogor.. Institut

Sedang untuk sambungan, baik bertampang satu maupun bertampang dua, dengan tebal kayu lebih besar dari pada 8 cm, harus dipakai baut dengan garis tengah paling kecil 12,7

Untuk beban yang bekerja sejajar serat kayu pada sambungan baut selang – seling, sekrup kunci,pasak , pen , alat pengencang yang berdekatan harus dianggap pada

2 Sambungan terdiri dari komponen sambungan (pelat pengisi, pelat buhul, pelat pendukung, dan pelat penyambung) dan alat pengencang (baut dan las). Sambungan tipe tumpu