PEMODELAN SAMBUNGAN KAYU DENGAN METODE ELEMEN HINGGA NON-LINIER

EDWARD FRIEDMAND PESUDO, Ali Awaludin, ST., M.Eng., Ph.D

2012 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Penelitian ini difokuskan membahas tahanan lateral sambungan kayu dengan baut tipe baja-kayu-baja, bagian utama adalah kayu yang tersusun atas bebarapa lapisan, setiap lapisan dengan berat jenis yang berbeda. Perbedaan berat jenis setiap lapisan memberikan karakteristik kekuatan yang berbeda seperti konstanta daya dukung elastik. Pengaruh ketebalan lapisan terhadap kekuatan sambungan juga dipertimbangkan dalam penelitian ini. Analisis numerik hubungan non-linier beban-sesaran dari sambungan kayu dengan baut tipe baja-kayu-baja dikembangkan dari penelitian sebelumnya. Teori dasar diadopsi dari analsis yang digenerelisasikan dari teori balok diatas pondasi elastik. Bila perilaku non-linier material pada kayu dan perilaku nonlinier geometri pada baut dari sambungan dipertimbangkan, teori memberikan sebuah persamaan differensial yang non-linier, dan itu tidak dapat dipecahkan secara matematik. Kemudaian diadopsi sebuah metode “stepwise linear approximation”, dan permasalahan dipecahkan secara matematik. Hasil perhitungan dibandingkan dengan hasil dari eksperimen sebelumnya dengan pembebanan searah serat kayu. Berkenaan dengan metode pendekatan untuk elasto-plastik baut, asumsi constant strain hardening sesudah titik leleh terlihat lebih sesuai dari pada perfect plasticity. Kekuatan lateral pada sesaran maksimum yang didapat dari analisa numerik sekitar 96,44 % dari hasil eksperiman sebelumnya. Berdasarkan dengan RSNI Tata Cara Perencanaan Struktur Kayu Untuk Bangunan Gedung, kuat leleh sambungan adalah 96,75% dan 94,39% dari kuat leleh sambungan berdasarkan perhitungan numerik berdasarkan konstanta Hirai dan konstanta yang baru.

This study focused on examining the lateral resistance of steel-wood-steel bolted timber joints, the main member being timber composed of several layers, each with a different specific gravity. Different specific gravities of each layer provide different strength characteristics such as the elastic bearing constant. Influence of layer thickness on the lateral resistance of the joints is also considered in this study. Numerical analysis for the non-linear load-slip realtionship of steel-woodsteel bolted timber joint was developed from the previous study. The basic theory adopted in the analysis was the generalized theory of a beam in an elastic foundation. When non-linear material behaviour on wood and non-linear geometric behaviour on bolt of the joint are considered, however, the theory gives a non-linear differential equation, and it can not be solved mathematically. Then, a “stepwise linear approximation” is adopted, and the problem is solved numerically. The calculated results were compared with previous experimental results of bolted joints loaded parallel to the grain. Regarding the approximating method for the elasto-plastic bending of a bolt, the assumption of constant strain hardening above the yield point seems to be more suitable in comparison with that of perfect plasticity. The lateral load at the maximum slip obtained from the numerical analysis is about 96,44 % of the previous experimental results. In accordance with SNI the yield load is 96,75 % and 94,39 %, respectively, of numerical result determined by both of Hirai’s constant and the new constant.

Kata Kunci : sambungan kayu, konstanta daya dukung elastik, analisis numerik