23
2.5. Metode Transformasi Penampang Melintang
Metode trransformasi penampang melintang Transformed Cross Section adalah mentransformasikan penampang, yang terdiri dari beberapa bahan atau
bahan yang sama tetapi kemampuan mekanis berbeda, kedalam suatu penampang ekuivalen yang disusun dari hanya satu bahan, dan dianalisis dengan cara biasa
yang dipergunakan untuk balok satu bahan. Didalam analisis kekuatan glulam tidak dapat dilakukan seperti pada balok dengan kayu utuh, oleh karena glulam
tersusun dari beberapa lapis material dengan MOE berbeda. Analisis kekuatan untuk glulam dilakukan menggunakan metode “Transformed Cross Section”,
yaitu metode penggunaan konversi nilai MOE yang bervariasi pada masing- masing lamina terhadap satu nilai MOE, metode ini dijelaskan oleh Bodig dan
Jayne 2003. ”Transformed Cross Section” merupakan potongan melintang transformasi komponen material homogen dengan satu nilai MOE yang
merupakan hasil perubahan dari bentuk komponen komposit, telah dinyatakan oleh Beer dan Johnston 1992. Penelitian yang telah dilakukan Lee dan Kim
2000 menunjukkan bahwa prediksi kekuatan glulam dilakukan dengan metode ”Transformed Cross Section” dibandingkan terhadap pengujian
laboratorium menghasilkan nilai yang hampir sama. Faktor transformasi dari lapisan lamina adalah:
n i
E E
n =
2.27 Berdasarkan faktor transformasi dapat digambarkan kembali penampang
melintang aktual menjadi penampang melintang transformasi, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.4. Dengan mentransformasikan semua bagian balok kedalam suatu
bahan yang memiliki harga E tertentu, dimana bahan tersebut menjadi bahan khayal. Maka akan lebih mudah untuk mentransformasikan bahan ke salah satu
dari berbagai bahan pada balok tersebut.
24
Gambar 2.4 Susunan tiga lapis lamina simetris a Penampang aktual
b Penampang melintang transformasi Momen inersia dari penampang yang tertranformasi dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut,
[ ]
∑
+ =
n i
i i
tr i
tr
d A
I I
tr
2
2 untuk glulam horizontal
2.28
3
12 1
h b
I
i tr
n i
tr
∑
= untuk glulam vertikal
2.29
Secara umum tegangan lentur nominal dapat dinyatakan, y
I M
tr n
= σ
2.30 Dari tegangan lentur nominal dapat ditentukan tegangan aktual yang terjadi
pada setiap titik dengan memperhitungkan kembali pengaruh MOE asalnya, sehingga dapat dituliskan bahwa,
i i
tr tr
a
b b
y I
M =
σ 2.31
Untuk glulam dengan susunan lamina yang mempunyai sifat mekanis yang tidak simetris, adanya momen lentur menjadikan suatu penyelesaian yang lebih
rumit. Masing-masing lebar lamina ditransformasikan dengan cara mengalikan lebar masing-masing lamina dengan faktor transformasi, Gambar 2.5.
Selanjutnya perlu diketahui terlebih dahulu garis netral atau titik berat penampang melintang. Letak garis netral dapat dihitung dengan persamaan,
Garis netral b
b
n
b h
n
h h
i
h
i
a b
25
∑ ∑
∑
= =
− −
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
+ =
n i
i i
n i
i i
i i
i
h E
h h
h E
y
1 1
1 1
1 1
1
2 2.32
Setelah diperoleh letak titik berat pada balok yang tidak simetris, dapat dihitung tegangan lentur aktual pada titik tinjauan yang diinginkan menggunakan
sebagaimana pada persamaan 2.32.
Gambar 2.5 Susunan n lapis lamina tidak simetris a Penampang aktual
b Tegangan lentur nominal c Penampang melintang transformasi
d Tegangan aktual +
-
+ -
b
E2
E1 E3
E4 E5
b5’ b4’
b3’
b2’ b
a b
c d
3. ANALISIS SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU MANGIUM
3.1. Pendahuluan
Sifat fisis kayu merupakan sifat dasar kayu yang berperan penting dan erat hubungannya dengan struktur kayu, pernyataan yang dibuat oleh Tsoumis 1991.
Sifat fisis kayu yang sangat penting antara lain kerapatan density, berat jenis specific gravity, kadar air moisture content, dan susut shrinkage.
Haygreen dan Bowyer 1993, memberikan pernyataan bahwa sifat mekanis kayu adalah sifat yang berhubungan dengan kekuatan dan merupakan
ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya luar yang bekerja padanya. Kollmann dan Cote 1968 menjelaskan bahwa sifat mekanis kayu yang dapat
digunakan untuk menilai kekuatan kayu adalah kekuatan lentur statis static bending strength, kekakuan stiffness, kekuatan tekan compressive strength,
kekuatan tarik tensile strength, kekuatan geser shearing strength, keuletan toughness, kekerasan hardness, dan ketahanan belah cleavage resistance.
Untuk mendapatkan nilai MOE dapat dilakukan dengan cara pengujian tanpa merusak non destructive test. Untuk mendapatkan nilai MOR harus
dilakukan pengujian sampai terjadi kerusakan atau biasa disebut keruntuhan destructive test. Kekuatan lentur statis merupakan sifat kekuatan kayu untuk
menahan beban yang berusaha melengkungkan kayu dan bekerja pada arah tegak lurus sumbu netral balok. Sifat yang termasuk dalam hal ini adalah tegangan yang
terjadi sampai pada batas proporsional dan tegangan runtuh MOR. MOR merupakan tegangan serat yang terjadi pada beban maksimum fibre stress at
maximum load yang juga dapat dinyatakan sebagai tegangan yang terjadi pada saat benda mengalami kerusakan atau keruntuhan.
Sifat kekuatan kayu bervariasi tergantung dari arah serat dan arah gaya yang bekerja. Kekuatan tekan pada kayu dibedakan dua macam yaitu kekuatan
tekan tegak lurus dan sejajar arah serat kayu. Kekuatan tekan tegak lurus arah serat lebih kecil daripada kekuatan tekan sejajar arah serat. Demikian juga
kekuatan tarik juga dibedakan menjadi dua macam yaitu kekuatan tarik tegak lurus dan sejajar arah serat. Kekuatan tarik tegak lurus arah serat lebih kecil
daripada kekuatan tarik sejajar arah serat.
Kategori