BAB 1 PENDAHULUAN...1

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN...ii HALAMAN PERNYATAAN...iii KATA PENGANTAR...iv DAFTAR ISI...v DAFTAR TABEL...ix DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR PERSAMAAN...xiv INTISARI...xv ABSTRACT...xvi BAB 1 PENDAHULUAN...1 1.1 Latar Belakang...1 1.2 Rumusan Masalah...2 1.3 Tujuan Penelitian...2 1.4 Manfaat Penelitian...2 1.5 Batasan Penelitian...2 1.6 Keaslian Penelitian...3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA...5 2.1 Material Baja Ringan (Cold-Formed Steel)...5 2.2 Material Kayu...6 2.3 Penghubung Geser (Shear Connector)...7 2.4 Sambungan...8 2.5 Struktur Komposit...8 2.5.1 Komposit Baja Ringan-Kayu...8 2.5.2 Komposit Baja Ringan- Beton...13 2.6 Kuda-kuda Baja Ringan...14 2.7 Kuda-kuda Komposit...16 BAB 3 LANDASAN TEORI...19 3.1 Tekuk Elastis Euler...19 v

3.2 Struktur Baja Ringan...20 3.2.1 Struktur Tekan Baja Ringan...21 3.2.2 Struktur Tarik Baja Ringan...30 3.2.3 Sambungan Baja Ringan...31 3.2.3.1 Sambungan Sekrup...31 3.2.3.2 Sambungan Baut...33 3.3 Struktur Komposit...35 3.3.1 Kayu Laminasi Mekanik (Mechanically Laminated Timber)...36 3.3.2 Penghubung Geser (Shear Connector)...36 3.3.3 Komposit Baja Ringan-Kayu...39 3.4 Pembebanan...39 3.5 Analisis Struktur...41 3.5.1 Analisis Elastis Linier (First Order Elastic Analysis)...42 3.5.2 Analisis Elastis Nonlinier (Second Order Elastic Analysis)...42 3.5.3 Finite Element Analysis...44 3.6 Hipotesis Penelitian...44 BAB 4 METODE PENELITIAN...45 4.1 Diagram Alir Penelitian...45 4.2 Lokasi Penelitian...46 4.3 Tahapan Penelitian...46 4.4 Bahan-bahan Penelitian...47 4.5 Peralatan Yang Digunakan...49 4.6 Pengujian Pendahuluan...55 4.7 Kombinasi Beban...56 4.8 Analisis Awal (Prediksi Kekuatan Truss)...56 4.8.1 Analisis Kapasitas Penampang...59 4.8.2 Analisis Struktur Dengan Kombinasi Beban Terfaktor...66 4.8.3 Analisis Dengan ABAQUS...72 4.9 Benda Uji Truss...75 4.9.1 Kuda-kuda Komposit Baja Ringan-Kayu Mahoni...75 vi

4.9.2 Kuda-kuda Baja Ringan...77 4.10Proses Pembuatan Model Kuda-kuda...79 4.10.1 Pembuatan Kuda-kuda Komposit(Baja Ringan-Kayu Laminasi) 79 4.10.2 Pembuatan Kuda-kuda Baja Ringan...81 4.11Proses Pengujian Kuda-kuda...81 4.12Metode Analisis Data Hasil Pengujian Kuda-kuda...83 4.12.1 Berat Rangka Kuda-kuda...83 4.12.2 Beban Batas Lendutan Ijin...83 4.12.3 Beban Pada Batas Ultimit...84 4.12.4 Lendutan Dari Penambahan Beban...84 4.12.5 Rasio Berat beban (Efektifitas Struktur)...84 BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN...85 5.1 Perbandingan Kapasitas Batang Tekan Hasil Eksperimen dengan Teoritis...85 5.2 Hasil Eksperimen Beban dan Lendutan Maksimum...86 5.3 Perbandingan Hasil Eksperimen dengan Kombinasi Beban...88 5.4 Analisis Struktur Kuda-kuda Dengan Beban Terfaktor...91 5.5 Analisis Struktur Kuda-kuda...92 5.5.1 Analisis Struktur kuda-kuda menggunakan SNI 7971 : 2013 dan Teori Euler...92 5.5.2 Analisis Struktur kuda-kuda menggunakan program ABAQUS...94 5.5.3 Perbandingan Analisis Struktur Kuda-kuda antara hasil eksperimen, analisis dengan ABAQUS dan SNI 7971 : 2013 / Teori Euler...96 5.6 Analisis Kegagalan Struktur Kuda-kuda...99 5.6.1 Struktur Kuda-kuda Komposit Baja Ringan Kayu laminasi...99 5.6.2 Struktur Kuda-kuda Baja Ringan... 101 5.7 Efektifitas Struktur Truss... 104 5.7.1 Berat Struktur kuda-kuda... 105 5.7.2 Biaya Pekerjaan kuda-kuda... 107 5.7.3 Rasio Beban, Berat dan Harga... 109 vii

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN... 111 6.1 Kesimpulan... 111 6.2 Saran... 113 DAFTAR PUSTAKA... 114 LAMPIRAN Lampiran 1 Hasil Pengujian Lampiran 2 Analisis Pembebanan Lampiran 3 Kapasitas Penampang dan Sambungan (Desain) Lampiran 4 Analisa Struktur Lampiran 5 Dokumentasi Pengujian viii

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Nilai koefisien tekuk pelat (k)...24 Tabel 3.2 Faktor tumpu ( C ) sekrup...33 Tabel 3.3 Faktor modifikasi untuk tipe sambungan tumpu...35 Tabel 3.4 Faktor tumpu ( C ) baut...35 Tabel 3.5 Spasi minimum sekrup kunci (SNI 7973 : 2013 tentang Tata Cara Perencanaan Kayu untuk Bangunan Gedung)...38 Tabel 4.1 Rekapitulasi beban dan konversi silinder beton...57 Tabel 4.2 Rekapitulasi beban total...58 Tabel 4.3 Analisis kapasitas penampang kuda-kuda baja ringan...61 Tabel 4.4 Perhitungan momen inersia profil Z terhadap sumbu X...62 Tabel 4.5 Perhitungan momen inersia profil C terhadap sumbu X...63 Tabel 4.6 Analisis kapasitas penampang kuda-kuda komposit dengan metode transformasi pada batang tekan...65 Tabel 4.7 Analisis kapasitas penampang kuda-kuda komposit dengan teori Euler pada batang tekan...66 Tabel 4.8 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng beton kuda-kuda baja ringan (jarak antar kuda-kuda 120 cm)...68 Tabel 4.9 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng keramik kuda-kuda baja ringan (jarak antar kuda-kuda 120 cm)...68 Tabel 4.10 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng metal kuda-kuda baja ringan (jarak antar kuda-kuda 120 cm)...69 Tabel 4.11 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng beton kuda-kuda komposit (jarak antar kuda-kuda 120 cm)...69 Tabel 4.12 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng keramik kuda-kuda komposit (jarak antar kuda-kuda 120 cm)...70 Tabel 4.13 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng metal kuda-kuda komposit (jarak antar kuda-kuda 120 cm)...70 Tabel 4.14 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng beton kuda-kuda komposit (jarak antar kuda-kuda 250 cm)...71 ix

Tabel 4.15 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng keramik kuda-kuda komposit (jarak antar kuda-kuda 250 cm)...71 Tabel 4.16 Analisis kapasitas penampang beban atap genteng metal kuda-kuda komposit (jarak antar kuda-kuda 250 cm)...72 Tabel 4.17 Hasil uji tarik baja ringan...73 Tabel 4.18 Hasil uji tekan komposit Lk=200 mm...74 Tabel 5.1 Beban dan lendutan (maksimum, lendutan ijin), kombinasi beban..91 Tabel 5.2 Perbandingan beban maksimum antara hasil eksperimen dengan analisis numerik...93 Tabel 5.3 Perbandingan hasil pengujian dan analisis numerik...93 Tabel 5.4 Perbandingan beban-defleksi teoritis, eksperimen dan ABAQUS...98 Tabel 5.5 Perhitungan berat total kuda-kuda komposit... 105 Tabel 5.6 Berat material penyusun kuda-kuda... 105 Tabel 5.7 Biaya pembuatan struktur kuda-kuda... 107 Tabel 5.8 Efektifitas struktur kuda-kuda... 109 x

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Grafik perbandingan tegangan-regangan hot-rolled steel dan coldformed steel...6 Gambar 2.2 Komposit profil baja ringan-kayu...9 Gambar 2.3 Proses pengerjaan balok komposit baja-kayu...10 Gambar 2.4 Hasil pengujian tekan baja ringan dan komposit...11 Gambar 2.5 Pengujian sambungan komposit dengan pelat baja dan plywood..12 Gambar 2.6 Struktur kuda-kuda baja ringan bentang 6 meter...15 Gambar 2.7 Struktur kuda-kuda baja ringan bentang 8 meter...15 Gambar 2.8 Kuda-kuda komposit baja ringan dengan pengisi mortar ringan serbuk kayu pada semua batang...17 Gambar 3.1 Kolom Euler...19 Gambar 3.2 Tekuk lokal balok dan kolom...20 Gambar 3.3 Konsep lebar efektif penampang cold-formed...21 Gambar 3.4 Bentuk-bentuk elemen pengaku dan pengaku...22 Gambar 3.5 Elemen dengan pengaku yang menerima tegangan tekan merata.23 Gambar 3.6 Elemen efektif dan tegangan pada elemen efektif...25 Gambar 3.7 Penampang simetris ganda dan penampang simetris tunggal...29 Gambar 3.8 Penampang simetris titik...29 Gambar 3.9 Penampang nonsimetris (asimetris)...30 Gambar 3.10 Hubungan perilaku struktur dan cara analisis...41 Gambar 3.11 Geometri Nonlinier...43 Gambar 3.12 Tegangan-regangan material...43 Gambar 4.1 Diagram alir penelitian...45 Gambar 4.2 Profil Z dan C baja ringan...47 Gambar 4.3 Sekrup diameter 4 mm panjang 40 mm dan 20 mm...48 Gambar 4.4 Baut diameter 8 mm...48 Gambar 4.5 Self Drilling Screw (SDS)...49 Gambar 4.6 Pelat sambung baja tebal 2 mm...49 Gambar 4.7 Perletakan rol...50 xi

Gambar 4.8 Perletakan sendi...50 Gambar 4.9 LVDT dan magnetic handle...51 Gambar 4.10 Letak LVDT pada tumpuan rol...51 Gambar 4.11 Letak LVDT pada tengah bentang...52 Gambar 4.12 Data logger...52 Gambar 4.13 Keranjang beban...53 Gambar 4.14 Planar...54 Gambar 4.15 Mesin pemotong kayu...54 Gambar 4.16 Penampang komposit profil Z dengan shear connector jarak horisontal 10 cm, vertikal 3 cm dan penampang komposit profil C dengan shear connector jarak horisontal 10 cm, vertikal 2 cm...55 Gambar 4.17 Pembebanan pada benda uji...60 Gambar 4.18 Penampang transformasi profil Z terhadap sumbu X dan Y...62 Gambar 4.19 Penampang transformasi profil C terhadap sumbu X dan Y...62 Gambar 4.20 Transformasi batang komposit profil Z dan transformasi batang komposit profil C...65 Gambar 4.21 Beban-beban yang bekerja pada struktur Truss...67 Gambar 4.22 Hubungan tegangan-regangan baja ringan...73 Gambar 4.23 Hubungan tegangan-regangan komposit Lk=200 mm...74 Gambar 4.24 Benda uji truss komposit dan detail...76 Gambar 4.25 Benda uji truss komposit...77 Gambar 4.26 Benda uji truss baja ringan dan detail...78 Gambar 4.27 Benda uji truss baja ringan satu kuda-kuda...78 Gambar 4.28 Benda uji truss baja ringan dua kuda-kuda...79 Gambar 4.29 Perakitan kuda-kuda dan pengeboran pelat sambung...80 Gambar 4.30 Setting kuda-kuda dan LVDT...80 Gambar 4.31 Kuda-kuda baja ringan...81 Gambar 4.32 Setup pengujian...82 Gambar 5.1 Hubungan beban dan panjang baja ringan...85 Gambar 5.2 Hubungan beban dan panjang komposit...86 Gambar 5.3 Hubungan beban-lendutan hasil pengujian truss...87 xii

Gambar 5.4 Hubungan beban dan defleksi kuda-kuda komposit...88 Gambar 5.5 Hubungan beban dan defleksi kuda-kuda baja ringan (dua kudakuda)...89 Gambar 5.6 Hubungan beban dan defleksi kuda-kuda baja ringan (satu kudakuda)...90 Gambar 5.7 Respon Struktur Kuda-kuda Komposit dengan ABAQUS...94 Gambar 5.8 Hubungan beban dan defleksi kuda-kuda komposit dengan ABAQUS...95 Gambar 5.9 Respons struktur kuda-kuda Baja Ringan dengan ABAQUS...95 Gambar 5.10 Hubungan beban dan defleksi kuda-kuda baja ringan dengan ABAQUS...96 Gambar 5.11 Perbandingan beban dan defleksi kuda-kuda komposit hasil eksperimen, analisis dengan ABAQUS dan teoritis...97 Gambar 5.12 Perbandingan beban dan defleksi kuda-kuda baja ringan hasil eksperimen, analisis dengan ABAQUS dan teoritis...97 Gambar 5.13 Deformasi pada saat pengujian struktur kuda-kuda komposit...99 Gambar 5.14 Kegagalan tekuk batang tekan truss komposit... 100 Gambar 5.15 Kegagalan tekuk pada batang tekan truss baja ringan... 101 Gambar 5.16 Kegagalan tekuk pada batang tekan rangka kuda-kuda baja ringan (satu kuda-kuda)... 102 Gambar 5.17 Kegagalan tekuk pada batang tekan dan tumpuan rangka kuda-kuda baja ringan (dua kuda-kuda)... 103 Gambar 5.18 Perbandingan berat struktur kuda-kuda... 106 xiii

DAFTAR PERSAMAAN Persamaan (3.1) Beban kritis Euler...19 Persamaan (3.2) Tegangan kritis Euler...19 Persamaan (3.5) Faktor lebar efektif...22 Persamaan (3.6) Rasio kelangsingan (λ)...22 Persamaan (3.7) Tegangan tekuk elastik pelat...22 Persamaan (3.22) Faktor kelangsingan...24 Persamaan (3.23) Gaya aksial tekan desain dari Ns...25 Persamaan (3.24) Gaya aksial tekan desain dari Nc...25 Persamaan (3.27) Kelangsingan nondimensional...26 Persamaan (3.28) Tegangan tekuk lentur elastis (foc)...26 Persamaan (3.31) Tegangan tekuk lentur elastis (foxz)...27 Persamaan (3.32) Tegangan tekuk lentur elastis (fox)...28 Persamaan (3.33) Tegangan tekuk lentur elastis (foz)...28 Persamaan (3.34) Radius girasi polar penampang...28 Persamaan (3.36) Gaya aksial tarik desain...30 Persamaan (3.40) Gaya tumpu desain sekrup...32 Persamaan (3.48) Gaya geser desain baut...34 Persamaan (3.51) Mode kelelehan Is...36 Persamaan (3.52) Mode kelelehan IIIs...36 Persamaan (3.54) Mode kelelehan IV...36 Persamaan (3.55) Aliran geser...37 Persamaan (3.56) Jarak longitudinal sekrup ( s )...37 Persamaan (3.57) Rasio modular...39 Persamaan (3.58) Momen inersia penampang transformasi...39 Persamaan (3.59) Beban hujan...40 Persamaan (3.60) Vektor gaya luar...42 xiv