TAHANAN LATERAL PANEL KAYU SENGON DENGAN ALAT SAMBUNG PAKU AKIBAT BEBAN MONOTONIK DAN SIKLIK

Arqowi Pribadi, Ali Awaludin, S.T., M.Eng., Ph.D.

2013 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Konstruksi panel pada bangunan kayu terdiri dari bahan penutup panel (misalnya : Plywood, Oriented Strand Board) dihubungkan ke rangka kayu dengan alat sambung mekanik seperti paku atau sekrup. Pada konstruksi rumah kayu yang ringan sistem penahan geser panel kayu struktural menjadi bagian dari konstruksi yang sangat efektif dalam meningkatkan ketahanan lateral terhadap gaya gempa. Pada saat ini bahan Plywood dan LVL mulai berkembang pesat di banyak tempat belahan dunia. Plywood adalah produk komposit dari lembaran-lembaran venir kayu yang direkatkan bersama-sama dengan susunan saling bersilangan atau tegak lurus, sedangkan Laminated Veneer Lumber adalah produk kayu olahan yang direkatkan pada arah sama venir-venir kayu dengan suatu bahan perekat, lama pengempaan dan tekanan tertentu. Venir-venir kayu Plywood dan LVL terbuat dari kayu Sengon yaitu salah satu jenis pohon tropis yang mulai dikembangkan oleh Hutan Tanaman Industri karena memiliki sifat pertumbuhan yang sangat cepat. Dalam penelitian ini benda uji panel kayu ada 4 tipe untuk uji monotonik dan siklik. Benda uji tipe A terdiri dari Plywood Sengon ukuran 1220 x 2440 x 8 mm dihubungkan ke rangka kayu LVL Sengon ukuran 40 x 80 mm dengan alat sambung paku CN50 dan jarak antar paku 238 mm. Benda uji tipe B memiliki rasio bukaan 40% di Plywood. Benda uji tipe C memiliki satu perkuatan diagonal LVL posisi tarik di rangka kayu dan benda uji tipe D memiliki dua perkuatan diagonal LVL secara bersilangan di rangka kayu. Bahan LVL memiliki kadar air sebesar 13,2% dan berat jenis 0,33. Pengujian monotonik dan siklik untuk mengetahui hubungan ketahanan lateral dengan drift ratio panel kayu. Pengujian monotonik hanya dilakukan sampai mengalami penurunan 40% beban puncak, sedangkan pada pengujian siklik bertahap berdasarkan pada peraturan ISO 1667 2003 dengan kontrol deformasi 10%Δy, 20%Δy, 40%Δy dan dibebani monotonik sampai panel kayu mengalami keruntuhan. Salah satu program analisis komputer untuk memprediksi kekuatan, deformasi dan energi disipasi panel kayu akibat beban monotonik dan siklik yaitu CASHEW. Hasil pengujian monotonik benda uji tipe A, tipe B, tipe C, tipe D secara berturut-turut memiliki tahanan lateral 5570 N, 5310 N, 7580 N, 8480 N dan energi disipasi 158,57 N; 62,36 N; 177,53 N; 203,52 N. Hasil pengujian siklik pada kondisi stabil 40%Δy benda uji tipe A, tipe B, tipe C, tipe D secara berturut-turut memiliki energi disipasi 28,47 N; 45,49 N; 64,59 N; 98,54 N dan equivalent viscous damping ratio 0,126; 0,233; 0,202; 0,197. Konstruksi panel kayu tipe D memiliki nilai tahanan lateral dan energi disipasi yang paling tinggi sehingga lebih cocok dan efektif dalam meningkatkan ketahanan lateral terhadap gaya gempa pada bangunan kayu melalui deformasi lentur inelastik alat sambung paku dan juga friksi antar serat kayunya. Hasil analisis program CASHEW menunjukkan bahwa perilaku keruntuhan pada panel kayu hampir sama dengan hasil pengujian di laboratorium. Nilai faktor respons spektrum gempa rencana di beberapa wilayah gempa memiliki hubungan berbanding lurus terhadap jumlah kebutuhan panel struktural pada bangunan kayu di Indonesia.

Panel construction in wooden structure are composed of sheathing panels (such as : Plywood, Oriented Strand Board) connected to wood framing members with mechanical joint such as nails or screws. In the light frame wooden structure, panels system could be part of construction which is very effective to increase the racking resistance to earthquake forces. In this time, Plywood and LVL materials are begin to develop everywhere in the word. Plywood is composite product from sheets wood venir glued together with perpendicular directions, whereas Laminated Veneer Lumber is processed wood products which are obtained by glue the same direction of wood veneers with adhesive material, with designed amount of pressure and time. Plywood and LVL veneers is of Paraserianthes falcataria which is one of tropical trees type that started to be developed by forest community in Indonesia because it has a very fast growing timber species. In this research, test objects there are 4 of wooden panels type to monotonic and cyclic test. Type A consisted of Plywood size 1220 x 2440 x 8 mm connected to wooden frame size 40 x 80 mm with nailed joint CN50 and nail spacing 240 mm. Type B have the ratio of openings 40 % in Plywood. Type C have one diagonal bars LVL in a wooden frame and type D have two diagonal bars LVL is crossing the wooden frame. LVL material have moisture content of 13,2% and specific gravity of 0,33. Monotonik and cyclic testing purpose to know a relationship between racking resistance and deformation on wooden panel. Monotonic testing to do realize decreased 40% peak load, whereas cyclic testing gradually based on the regulations of the ISO-1667-2003 with deformation control 10%Δy, 20%Δy, 40%Δy and then monotonik loading until wooden panel collapsed. One of the computer analysis program that can be used to predict the strength, deformation and energy dissipation on wooden panel under monotonik and cyclic loading is CASHEW (Cyclic Analysis of Shear Walls). Test results of monotonic test type A, type B, type C, type D have racking resistance continously of 5570 N, 5310 N, 7580 N, 8480 N and energy dissipation of 158,57 N; 62,36 N; 177,53 N; 203,52 N. Test results of cyclic test on stabilized condition 40%Δy type A, type B, type C, type D have energy dissipation continously of 28,47 N; 45,49 N; 64,59 N; 98,54 N and equivalent viscous damping ratio of 0,126; 0,233; 0,202; 0,197. Construction panel type D have the most high racking resistance and energy dissipation until more compatible and effective in increasing the racking resistance to earthquake forces through inelastic deformation nailed joint and friction of wood fibers. The results of analysis program CASHEW shows the collapse behavior of wooden panel similar to test results in laboratorium. The value factor of the design earthquake spectrum responses in some earthquake zone have linear comparison with amount of panel structure in wooden building in Indonesia.

Kata Kunci : Tahanan lateral, panel kayu, LVL Sengon, paku CN50, energi disipasi.