STUDI SAMBUNGAN KOMPOSIT BAJA RINGAN-LAMINASI KAYU DENGAN ALAT SAMBUNG BAUT

ANINDHA DYAH D, Ali Awaludin, S.T., M.Eng., Ph.D

2014 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Baja ringan merupakan material yang mulai banyak digunakan untuk rangka atap di Indonesia, namun baja ringan mudah mengalami tekuk karena penampangnya yang tipis. Kombinasi baja ringan dengan kayu diharapkan dapat mengatasi permasalahan tekuk tersebut. Penelitian mengenai komposit baja ringan-kayu sudah pernah dilakukan, namun topik mengenai sambungan masih sedikit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sistem sambungan yang sesuai untuk komposit laminasi baja ringan – laminasi kayu. Baja ringan tipe 75Z08 dan Swietenia mahagoni digunakan dalam penelitian ini. Sebanyak dua buah baut berdiameter 8 mm digunakan pada benda uji sambungan komposit. Terdapat dua belas benda uji sambungan komposit: enam buah sambungan komposit dibebani dengan arah sejajar dan enam buah sambungan komposit dengan arah tegak lurus. Pada kedua arah pembebanan tersebut, digunakan dua jenis pelat samping yaitu pelat baja (t = 4 mm) dan plywood (SG = 0,41;t = 18 mm). Sebagai pembanding, pengujian juga dilakukan pada tiga buah benda uji sambungan baja ringan dengan alat sambung self-drilling screw. Seluruh benda uji diberi beban hingga terjadi kegagalan pada sambungan. Hasil pengujian yang didapatkan juga dibandingkan dengan analisis numerik menggunakan program DOWEL dan Teori European Yield Model. Berdasarkan hasil pengujian, kapasitas lateral ultimit pada sambungan komposit dengan pelat samping baja (55,5 kN pada arah pembebanan sejajar dan 43,8 kN pada arah pembebanan tegak lurus) memiliki kapasitas yang lebih tinggi dari pada sambungan baja ringan (12,2 kN) dan sambungan komposit dengan pelat samping plywood (17,6 kN pada arah pembebanan sejajar dan 18,3 kN pada arah pembebanan tegak lurus). Lebih lanjut, initial slip modulus yang didapat pada sambungan komposit dengan pelat samping baja (7430 N/mm pada arah pembebanan sejajar dan 5592 N/mm pada arah pembebanan tegak lurus) memiliki nilai yang lebih tinggi dari pada sambungan baja ringan (5452 N/mm) dan sambungan komposit dengan pelat samping plywood (4456 N/mm pada arah sejajar dan 2127 N/mm pada arah pembebanan tegak lurus). Daktilitas yang dimiliki oleh sambungan komposit dengan pelat samping baja ini (3,7 pada arah sejajar dan 3,2 pada arah pembebanan tegak lurus) lebih rendah daripada sambungan baja ringan (sebesar 9,9) dan sambungan komposit dengan pelat samping plywood (7,6 pada arah sejajar dan 5,5 pada arah pembebanan tegak lurus), namun masih termasuk dalam kategori daktilitas rendah. Hasil analisis numerik, baik menggunakan program DOWEL maupun Teori EYM menunjukkan hasil yang cukup sesuai dengan hasil eksperimen. Oleh karena itu, sambungan yang sesuai untuk sistem komposit baja ringan – laminasi kayu adalah sambungan dengan alat sambung baut dan pelat samping baja.

Cold formed steel, which is nowadays popular in Indonesia for roof structures, has small thickness that makes it easy to buckling. Combining cold formed steel with timber would be an effective solution for buckling problem prevention. There were some previous studies about composite of cold formed steel and timber, however topic about the connection is very limited. This study is aimed to find suitable connections system for composite cold formed steel-timber lamina. Cold formed steel 75Z08 and Swietenia mahagoni were used in this study. Two bolts of 8 mm in diameter were used in composite connection samples. There were twelve joint specimens: six joints loaded in parallel loading direction and another six joints loaded in perpendicular loading direction. In both parallel and perpendicular loaded joints, two different side members were used: steel plate (t = 4 mm) and plywood (SG = 0.41; t = 18 mm). In addition to those specimens, connections of cold formed steel (without timber lamina) using self-drilling screw fasteners were also tested. All samples were loaded until connection failure was observed. The test results were also compared to numerical analysis DOWEL program and European Yield Model theory. The experimental results showed that ultimate lateral capacity of composite connections with steel side plate (55,5 kN for parallel loading direction and 43,8 kN for perpendicular loading direction) is highest among cold-formed steel connections (12,2 kN) and composite connections with plywood side plate (17,6 kN for parallel loading direction and 18,3 kN for perpendicular loading direction). Among the three consider connection types, initial slip modulus of composite connections with steel side plate (7430 N/mm for parallel loading direction and 5592 N/mm for perpendicular loading direction) is highest followed cold-formed steel connections (5452 N/mm) and composite connections with plywood side plate (4456 N/mm for parallel loading direction and 2127 N/mm for perpendicular loading direction). However, composite connections with steel side plate had lower ductility (3,7 for parallel loading direction and 3,2 for perpendicular loading direction) than cold-formed steel connections (9,9) and it’s also lower than composite connections with plywood side plate (7,6 for parallel loading direction and 5,5 for perpendicular loading direction), but still included in low ductility group. Numerical analysis results, using DOWEL program or European Yield Model Theory, showed a good agreement with the experimental result. Therefore, connection with steel as side plate and bolts as fastener can be an alternative for composite cold formed steel- timber lamina connection

Kata Kunci : baja ringan; baut; komposit; laminasi kayu; sambungan