) DAN ANALISIS PERKUATAN KAYU GLULAM KELAS III (NYATOH) DENGAN KAYU KELAS I (BENGKIRAI), KAYU KELAS II (KAMFER) DAN PELAT BAJA

Transkripsi

1 ABSTRAK STUDI ANALISIS KINERJA BANGUNAN 2 LANTAI DAN 4 LANTAI DARI KAYU GLULAM KELAS III (NYATOH) TERHADAP BEBAN SEISMIC DENGAN ANALISIS STATIC NON LINIER (STATIC PUSHOVER ANALYSIS) DAN ANALISIS PERKUATAN KAYU GLULAM KELAS III (NYATOH) DENGAN KAYU KELAS I (BENGKIRAI), KAYU KELAS II (KAMFER) DAN PELAT BAJA Oleh Ikbal Rahmatulloh NIM : Fakultas Teknik Sipil, Program Studi Teknik Sipil Institut Teknologi Bandung Penggunaan material kayu sebagai bahan konstruksi bangunan di Indonesia masih jarang. Hal ini salah satunya disebabkan karena adanya hambatan yaitu terbatasnya dimensi kayu dipasaran. Hambatan ini dapat diatasi Dengan kayu glulam/laminasi. Kayu glulam dibuat dengan merekatkan 2 atau lebih kayu gergajian dalam arah sejajar serat sehingga didapatkan dimensi yang diinginkan. Dalam tugas akhir ini dilakukan pendesaian Bangunan 2 lantai dan 4 lantai dari kayu glulam Kelas III (Nyatoh) yang kemudian dicoba dilakukan evaluasi kinerja Bangunan dengan analisis pushover untuk melihat kinerja bangunan Struktur kayu saat terjadi gempa. Evaluasi Kinerja Bangunan Saat Gempa ini penting untuk dilakukan mengingat Indonesia merupakan salah satu negara yang rawan gempa. Analisis perkuatan kayu juga dilakukan untuk melihat seberapa besar pengaruh perkuatan terhadap kapasitas penampang. Material yang digunakan sebagai bahan perkuatan adalah Kayu kelas II (Kamper), Kayu kelas I (Bengkirai), dan pelat baja. Kata kunci : Kayu glulam, analisis pushover, perkuatan kayu

2 PENDAHULUAN Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki sumber kekayaan alam yang melimpah, salah satunya adalah hutan. Melimpahnya hutan ini salah satunya bisa dimanfaatkan sebagai bahan konstruksi bangunan. Sayangnya di Indonesia penggunaan kayu sedikit jarang dimanfaatkan sebagai struktur bangunan, kebanyakan yang digunakan adalah baja dan beton padahal kayu merupakan kekayaan alam yang dapat diperbaharui (renewable material). Salah satu penyebabnya adalah karena kayu dipasaran dimensi ukurannya terbatas. Dewasa ini teknologi telah berkembang dengan pesat salah satunya di bidang material konstruksi. kayu glulam merupakan salah satu penemuan besar di bidang material kayu. Adapun yang dimaksud dengan kayu glulam adalah beberapa lapis kayu yang direkatkan/dilaminasi untuk mendapatkan dimensi ukuran yang sesuai dengan kebutuhan.dengan kayu glulam banyak sekali manfaat yang bisa didapatkan diantaranya yaitu mendapatkan dimensi ukuran sesuai kebutuhan, ekonomis karena bisa menggunakan beberapa material kayu yang berbeda mutunya, ramah lingkungan, memiliki nilai estetika (keindahan), dan dapat menghilangkan atau mengatur posisi cacat kayu sehingga dapat digunakan. Dalam mendesain struktur bangunan dengan menggunakan bahan kayu khususnya kayu glulam memiliki sedikit perbedaan dengan desain struktur menggunakan material beton dan baja. Perbedaan tersebut terletak pada adanya faktor koreksi pada kayu dan factor konversi dari kayu solid ke glulam. Faktor koreksi diberikan karena sifat kayu yang dipengaruhi oleh faktor-faktor tertentu seperti suhu, kelembaban, waktu, ukuran,dan hal lainnya. Sedangkan factor konversi digunakan karena kayu glulam berbeda dengan kayu solid. TUJUAN 1. Merencanakan bangunan kayu untuk 2 lantai dan 4 lantai menggunakan kayu glulam. 2.Mempelajari perilaku struktur kayu saat menerima beban pushover. 3.Mempelajari pengaruh perkuatan di daerah tarik terhadap balok kayu glulam. RUANG LINGKUP 1. Jenis Kayu : Kayu Nyatoh 2. Sambungan antar elemen : jepit 3. Pengaku : Dinding Geser

3 4. Material perkuatan : Kayu bengkirai, kamfer, Baja BJ Metode analisis : LRFD 6. Metode pembebanan gempa : Respons spektra 7. Software analisis struktur : SAP2000 dan microsoft excel 8. Pemeriksaan kinerja : Analisis pushover 9. Software analisis perkuatan : Mathlab R2010a 10. Analisis pengaruh lem pada perkuatan tidak dilakukan 11.Sambungan antar elemen struktur dimodelkan sebagai jepit 12.Kayu glulam dimodelkan sebagai kayu solid pada program dengan sebelumnya telah dikonversi kuat acuan kayu solid ke glulam. 13.Pondasi dimodelkan jepit PEMODELAN STRUKTUR Bangunan yang didesain dalam tugas akhir ini adalah bangunan perkantoran 2 lantai dan 4 lantai yang direncanakan dibangun di bandung, jawa barat. Total panjang bentang untuk arah x adalah 36 m dan total panjang bentang arah y adalah 16 m. tinggi antar lantai adalah 4 m kecuali untuk lantai paling atas 3,5 m dan Kemiringan atap bangunan ini adalah 30 o. Pengaku yang digunakan adalah dinding geser yang dipasang di bentang arah x. untuk lebih jelas mengenai deskripsi struktur bangunan yang didesain dapat dilihat di gambar di bawah ini : Gambar 1 Denah struktur Gambar 2 Potongan Arah x Bangunan 2 lantai dan 4 lantai Gambar 3 Potongan Arah y Bangunan 2 lantai dan 4 lantai

4 Material yang digunakan adalah kayu glulam kelas III (Nyatoh) dimana data kuat acuan kayu glulam nyatoh untuk pendesaian didapat dari konversi kuat acuan kayu solid ke kayu glulam berdasarkan Eurocode 5 Design of timber structure. Adapun hasil dari konversi tersebut adalah sebagai berikut Tabel 1 Konversi Kayu solid Nyatoh ke Kayu Glulam Nyatoh Gambar 4 Tampak 3 Dimensi Bangunan 2 lantai dan 4 lantai Penentuan dimensi elemen struktur dilakukan dengan menggunakan metode LRFD kayu. Adapun rumusan LRFD kayu adalah sebagai berikut : Berikut dimensi hasil desain dengan menggunakan metode LRFD kayu : Tabel 2 Dimensi Elemen struktur Bangunan 2 Lantai dimana : : gaya akibat beban terfaktor : faktor waktu : faktor reduksi :kuat terkoreksi untuk komponen struktur, elemen atau sambungan : kuat acuan : faktor-faktor koreksi

5 Tabel 3 Dimensi Elemen struktur Bangunan 4 Lantai tingkat kinerja bangunan mengandung tingkat kinerja struktur, yang mendefinisikan kerusakan yang diijinkan untuk sistem struktur, dan tingkat kinerja non-struktural, yang mendefinisikan kerusakan yang diijinkan untuk komponen non-struktural bangunan. Macam Tingkatan kinerja struktur saat menerima beban gempa dijelaskan sebagai berikut : ANALISIS KINERJA STRUKTUR Analisis Pushover merupakan analisis static Nonlinear dimana beban gempa ditingkatkan secara berangsur-angsur hingga tercapai satu target perpindahan lateral dari satu titik acuan atau dapat dilakukan pula menambahkan beban horizontal secara bertahap hingga struktur mengalami collapse atau keruntuhan. Dengan statik nonlinier pushover atau metode spektrum kapasitas dapat diperoleh perilaku struktur secara keseluruhan, dari elastis, leleh dan akhirnya runtuh, dengan cara menaikkan besarnya gaya geser statik secara monotonic yang mengikuti pola distribusi tinggi struktur sampai target displacement tercapai. Tingkat kerusakan bangunan dikategorikan sebagai tingkat kinerja bangunan. Setiap 1. Immediate Occupancy Level Kinerja struktur ini berarti kerusakan setelah gempa terjadi sanganlah kecil. Risiko terjadinya cidera yang mengancam keselamatan akibat dari kerusakan struktural sangat rendah dan agar bangunan dapat kembali dihuni, perbaikan struktural umumnya tidak dibutuhkan. 2. Life Safety Level Kinerja struktur ini berarti keadaan struktur mengalami kerusakan cukup berarti. Beberapa elemen struktural dan komponen mengalami rusak parah, namun hal ini belum menimbulkan reruntuhan besar jatuh, baik di dalam bangunna ataupun di luar bangunan. Cidera mungkin terjadi selama gempa bumi, namun risiko cidera yang mengancam keselamatan sebagai akibat dari kerusakan struktural adalah rendah. Perbaikan struktru mungkin dilakukan,

6 namun karena alasan ekonomis hal ini tidak disarankan untuk dilakukan. Untuk dapat dihuni kembali, bangunan perlu diperbaiki secara struktural. dorong statik dan mekanisme keruntuhan yang sesuai dengan dimensi yang mendukung. Analisis pushover menggunakan program SAP Collapse Prevention Level Kinerja struktur ini berarti bangunan berada pada ambang mengalami keruntuhal total atau sebagian. Kerusakan yang besar pada struktur telah terjadi, dan berpotensi mengalami penurunan yang berarti dalam hal kekakuan dan kekuatan. Risiko cidera yang mengancam keselamatan karena jatuhnya reruntuhan ada, Struktur tidak mungkin diperbaiki dan tidak aman untuk dihuni kembali. Aktivitas gempa susulan dapat menyebabkan keruntuhan. Untuk melaksanakan analisis pushover tersebut ada beberapa perubahan yang dilakukan pada struktur untuk mendapatkan hasil proses keruntuhan yang sesuai dengan konsep strong kolom-weak beam dan tidak terjadi kegagalan antar tingkat sehingga menyebabkan runtuhnya bangunan. Perubahan yang dilakukan adalah dimensi yang digunakan pada proses analisis pushover tidak sesuai dengan dimensi yang dihitung pada Permodelan Struktur. Perubahan ini dimaksudkan untuk melihat perilaku struktur kayu jika dikenai beban PERKUATAN KAYU Dalam tugas akhir ini dilakukan perkuatan kayu glulam kelas III (Nyatoh) dengan kayu glulam kelas II (kamfer), kayu kelas 1 (Bengkirai), dan pelat baja. Perkuatan diberikan di bagian tarik karena umumnya kayu mengalami kegagalan didaerah tarik. Dengan menambah perkuatan tersebut maka kapasitas tarik meningkat sehingga diharapkan kegagalan pindah ke daerah tekan. Selain itu Perkuatan ini dilakukan untuk melihat sebesar pengaruh perkuatan dan berapa besar perkuatan agar perkuatan optimum dari segi kapasitas penampang dan biaya. HASIL ANALISIS DAN KESIMPULAN 1. Untuk mencapai mekanisme keruntuhan yang sesuai saat analisis pushover dilakukan perubahan dimensi. 2. kinerja struktur bangunan kayu untuk permodelan bangunan 2 lantai termasuk life safety dan untuk bangunan 4 lantai termasuk Immediate Occupancy.

7 3. Efektivitas Perkuatan kayu bangkirai sampai 24%, perkuatan kamfer 28%, dan perkuatan baja hingga 59 mm atau 8.2 % dari total tinggi penampang. Perkuatan yang melebihi nilai diatas tidak akan banyak berpengaruh terhadap kapasitas penampang. 4. Ditinjau dari segi harga, perkuatan baja lebih murah dibanding perkuatan dengan kayu bangkirai dan kamfer untuk kapasitas yang sama.