## TAHANAN LATERAL SAMBUNGAN GESER GANDA KAYU KARET FJLB – PELAT BESI DENGAN ALAT SAMBUNG BAUT
Sherly Octavia 1 , Ali Awaludin 2* dan Urwatul Wusqo 3
1 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Jl. Grafika 2 Yogyakarta Email: sherlyoctavia@mail.ugm.ac.id
2 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Jl. Grafika 2 Yogyakarta Email: ali.awaludin@ugm.ac.id
3 Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Bandung, Jl. Gegerkalong Hilir Bandung Email: urwatul.wusqo@polban.ac.id

## ABSTRACT
Timber Instant House (RIKA) is one of the recommended earthquake-resistant houses during the post- disaster  reconstruction  project.  However,  in  practice,  this  instant  house  faces  problems  with  timber material availability. One solution that can be offered is to use Finger Joint Laminated Board (FJLB) material  as  a  structural  component.  For  the  design  of  earthquake-resistant  buildings,  one  of  the components that need to be reviewed carefully is the connection component. In this study, the lateral resistance of the FJLB connection with steel will be reviewed. The connection tool used is a bolt. The joints are tested using a monotonic load in the direction parallel to the grain and perpendicular to the grain. The test results on 12 test objects with the ASTM D-5764-97a standard were then compared with the results of manual calculations using the European Yield Model (EYM) theory listed in Eurocode 5. From the test, the average value of the lateral resistance per bolt was 18.63 kN (parallel to the grain) and 15.22 kN (perpendicular to the grain). The ratio between the value of lateral resistance of the test results and theoretical using EYM is close to a value of 1, where most of the connection failure modes from the test results are close to the theoretical connection failure modes. Thus, it can be concluded that applying the EYM theory to the FJLB connection with steel using a bolt connection is still relevant and gives results that are quite close to the test results.
Keywords: Bolted joint, Eurocode 5, RIKA, Steel-to-Timber Connection, Lateral Resistance

## ABSTRAK
Rumah Instan Kayu (RIKA) merupakan salah satu rumah tahan gempa yang direkomendasikan untuk percepatan  perbaikan  pembangunan  rumah  terdampak  bencana  memiliki  tantangan  terutama  dalam penyediaan  material  kayu.  Salah  satu  solusi  yang  dapat  ditawarkan  adalah  dengan  menggunakan material Finger  Joint  Laminated  Board (FJLB)  sebagai  komponen  struktur.  Untuk  desain  bangunan tahan gempa, salah satu komponen yang perlu ditinjau dengan teliti adalah komponen sambungan. Pada penelitian  ini,  tahanan  lateral  dari  sambungan  FJLB  dengan  baja  akan  dikaji.  Alat  sambung  yang digunakan adalah baut. Sambungan diuji dengan menggunakan beban monotonik pada arah sejajar serat dan tegak lurus serat. Hasil pengujian pada 12 benda uji dengan standar ASTM D-5764-97a kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan manual menggunakan teori European Yield Model (EYM) yang tertera  pada Eurocode  5 .  Dari  pengujian,  didapatkan  rata-rata  nilai  tahanan  lateral  per  baut  adalah sebesar 18,63 kN (sambungan sejajar serat) dan 15,22 kN (sambungan tegak lurus serat). Rasio antara nilai tahanan lateral hasil pengujian dan perhitungan manual menggunakan teori EYM mendekati nilai 1, dimana sebagian besar mode kegagalan sambungan dari hasil pengujian mendekati mode kegagalan sambungan  secara  teoritis.  Dengan  demikian,  dapat  disimpulkan  bahwa  aplikasi  teori  EYM  pada sambungan FJLB dengan baja menggunakan alat sambung baut masih relevan dan memberikan hasil yang sesuai dengan hasil pengujian.
Kata kunci: Sambungan Baut, Eurocode 5, FJLB, RIKA, Tahanan Lateral Sambungan

## 1. PENDAHULUAN
Pada  Agustus  2018,  beberapa  tipe  rumah  tahan  gempa  direkomendasikan  untuk  percepatan  perbaikan  atau pembangunan rumah terdampak bencana gempa di Nusa Tenggara Barat. Salah satunya, RIKA, Rumah Instan Kayu sesuai Gambar 1. RIKA memiliki beberapa kelebihan diantaranya proses konstruksi lebih cepat, ringan, lebih tahan gempa,  dan  ramah  lingkungan.  Dalam  realisasi  RIKA  di  Nusa  Tenggara  Barat  terdapat  beberapa  masalah  seperti keterbatasan pengadaan dan distribusi material serta kurangnya alternatif pengembangan denah rumah sesuai ekonomi
penghuni. Oleh karena itu, penyediaan RIKA di Indonesia secara garis besar memiliki tantangan dalam ketersediaan material kayu.
Gambar 1. Rumah Instan Kayu (Sumber: ciptakarya.pu.go.id).
Finger Joint Laminated Board (FJLB) merupakan salah satu produk kayu rekayasa yang terdiri dari potongan kayu solid dengan sambungan ujung yang serupa, runcing, dan simetris, dibentuk dengan mesin, direkatkan bersama. Pada proses  pembuatan  FJLB  terdapat  proses  pengempaan  yang  menjadikan  berat  jenis  ( density )  kayu  solid  semakin bertambah dan dapat diaplikasikan sebagai komponen bangunan. Pembuatan finger joint FJLB sendiri diatur dalam BS  EN  385:2001  dengan  persyaratan  yang  diberikan  berupa  persyaratan  komponen  struktur  kayu,  bahan  perekat, kadar  air,  serta  sistem  pemotongan  dan  perekatan.  FJLB  yang  sering  digunakan  biasanya  terbuat  dari  kayu  karet ( Havea  Brasiliensis )  dan  kayu  pinus  ( Pinus  Merkusii ),  yang  umum  digunakan  sebagai  pintu  dan  furnitur  interior berkualitas tinggi. Dalam upaya pemanfaatan material kayu yang berkelanjutan dan pendayagunaan teknologi dalam pengembangan  RIKA,  FJLB  (seperti  yang  diilustrasikan  pada  Gambar  2)  direkomendasikan  sebagai  komponen struktural  dengan  tambahan  sistem  sambungan  untuk  meningkatkan  kekuatan  lateral  struktur  saat  menahan  gaya gempa. Dalam penelitian ini,  kekuatan sambungan FJLB kayu karet dengan pelat baja menggunakan alat sambung baut  dievaluasi  dengan  menggunakan  beban  monotonik.  Diharapkan,  kegagalan  sambungan  yang  bersifat  daktail terjadi terlebih dahulu sebelum sambungan mengalami kegagalan yang bersifat getas.
Gambar 1. Finger Joint Laminated Board (FJLB).
Pengaplikasian  FJLB  sebagai  komponen  struktural  bangunan  telah  dilakukan  oleh  beberapa  peneliti,  seperti  Lara- Bocanegra, dkk. (2017) dan Afif, dkk. (2022). Hasil penelitian menunjukkan mode kegagalan FJLB dominan terjadi sepanjang permukaan sambungan atau finger joint . Namun, balok FJLB tetap berada dalam kategori respon elastik dengan pengukuran regangan masih jauh di bawah batas keruntuhan material tarik. Perhitungan tahanan lateral beban sambungan prategang baja ke kayu juga telah dilakukan oleh Awaludin, dkk. (2008) dan Gečys, dkk. (2019). Kedua penelitian  menunjukkan  pengaruh  kapasitas  dukung  beban  terhadap  bentuk  kurva slip (selip)  sambungan  pada perpindahan  yang  lebih  besar,  dengan  catatan  modulus  selip  linier  dibatasi  pada  bagian  elastis  kurva.  Prediksi ketahanan maksimum sambungan ditentukan dengan menjumlahkan hasil kali gaya yang bekerja pada masing-masing baut  dan  jarak  baut  ke  pusat  massa  kelompok  baut.  Hasil  penelitian  menunjukkan  sambungan  prategang  baut memberikan peningkatan tahanan lateral sambungan dan kegagalan dalam bentuk sudut tekuk pengencang yang lebih kecil daripada sambungan nonprategang.
Dalam  perhitungan  tahanan  lateral  sambungan  digunakan  acuan  perhitungan European  Yield  Model (EYM).  Tiga parameter utama dalam perhitungan tahanan lateral sambungan berdasarkan metode EYM, yaitu kuat tumpu kayu, kuat lentur sambungan, dan geometri sambungan kayu. Dalam pengujian, serat kayu di bawah alat sambung berlaku elastik  dan  sambungan  baut  berlaku  inelastik  atau  deformasi  plastik  untuk  disipasi  energi  gempa.  Mekanisme
plastisitas pada alat sambung dan sambungan kayu diasumsikan dalam metode ini (Aune, P & Mallory, M. P., 1986). Dengan pendekatan EYM, tahanan leleh maksimum sambungan didapatkan dari metode offset 5% diameter (P5%). P5% merupakan titik potong antara grafik hasil pengujian dengan garis offset 5% diameter terukur baut. Berdasarkan ASTM D5764-97a (2002), interpretasi hasil pengujian untuk penentuan titik leleh dengan metode EYM dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 2. Penentuan titik leleh berdasarkan metode EYM (ASTM D5764-97a, 2002).
Penentuan  titik  leleh  berdasarkan  metode  EYM  memiliki  beberapa  kekurangan  dimana  efek  non-linier  tidak dipertimbangkan dalam persamaan desain. Saat kurva melengkung (non-linier), sambungan mendapatkan gaya aksial kedua  ( secondary  axial  forces )  dan  terdapat  batas  beban  plastis  untuk  transfer  pembebanan  ketika  terjadi  tahanan lateral pada sambungan atau pengencang. Nilai tahanan lateral hasil pengujian terhadap tahanan lateral sambungan seringkali lebih tinggi dibandingkan nilai persamaan desain metode EYM. Dalam penelitian ini, rumus empiris yang digunakan  untuk  menghitung  tahanan  lateral  sambungan  mengacu  pada  Eurocode  5- Design  of  Timber  Structures , bukan  SNI  7973:2013- Spesifikasi  Desain  untuk  Konstruksi  Kayu .  Hal  ini  dikarenakan  SNI  7973:2013  belum menyajikan persamaan tahanan lateral sambungan yang menggunakan pelat baja, baik untuk sambungan geser tunggal maupun  sambungan  geser  ganda.  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  bertujuan  untuk  menverifikasi  perhitungan kemampuan  sambungan  baut  menggunakan  persamaan  Eurocode  5 Design  of  Timber  Structures pada balok  FJLB sebagai komponen struktural rumah tahan gempa dari kayu. Hasil perhitungan tersebut dibandingkan dengan  hasil pengujian lentur baut dan sambungan yang didasarkan pada ASTM D-5764-97a dengan acuan European Yield Model.

## Pemodelan Sambungan
Analisa  numerik  saat  ini  banyak  digunakan  untuk  memprediksi  kekuatan  dan  perilaku  sambungan.  Meskipun demikian, teori EYM masih dapat digunakan dan memberikan nilai yang cukup dekat dengan hasil analisa numerik dan pengujian di laboratorium. Nilai  yang dihasilkan dari analisa numerik dan pengujian di laboratorium biasanya lebih  besar  dibandingan  perhitungan  teoritis  (Dobes  dkk,  2022;  Wusqo  dkk,  2019).  Hal ini  dapat  disebabkan  oleh beberapa faktor, salah satunya pengaruh nilai kuat cabut baut yang besarnya tidak diperhitungkan pada perhitungan sambungan menggunakan teori EYM. Analisa numerik sambungan dengan menggunakan alat sambung sekrup dan baut dapat dievaluais menggunakan model 2D dan 3D. Dalam model 2D, konsep beam on elastic foundation biasanya diterapkan dalam model. Biasanya, alat sambung sekrup biasanya dimodelkan sebagai elemen balok yang ditumpu oleh  beberapa  elemen  pegas  (Wusqo  dkk,  2019;  Izzi  dkk,  2016;  Nishiyama  &  Ando  (2003).  Elemen  pegas  ini merepresentasikan perilaku kuat tumpu dan kuat cabut dari baut. Kuat tumpu baut dapat dimodelkan sebagai elemen yang berperilaku elasto-plastic maupun rigid-plastic . Apabila diasumsikan sebagai material yang berperilaku elasto- plastic , maka besarnya beban lendutan awalnya akan memiliki hubungan yang linier, diikuti dengan perilaku plastis. Sementara itu, apabila digunakan asumsi material rigid plastic, maka perilaku plastis pada material akan terjadi sejak awal  pembebanan  (Porteus  &  Kermany,  2007).  Selain  model  2D,  perilaku  sambungan  dapat  pula  dievaluasi menggunakan  pemodelan  dalam  3D,  semua  komponen  sambungan  biasanya  dimodelkan  sebagai  elemen  solid (Hassanieh  dkk,  2017).  Elemen  kayu  (baik  kayu  gergajian  maupun  kayu  laminasi)  dimodelkan  sebagai  material ortrotropik, dimana sifat mekanika pada ketiga sumbunya berbeda.

## Steel-to-Timber Connections
Mode  kegagalan  sambungan  geser  ganda  menggunakan  baut  dengan  pelat  baja  pada  balok  FJLB  mengacu  pada perancangan steel-to-timber connections dalam Eurocode 5, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Tahanan lateral
sambungan  baut (𝑅 𝑘 ) diambil  nilai  terkecil  dari  nilai 𝑅 𝑘 mode  kegagalan j,  k,  l, dan m ,  sesuai  dengan  jenis  dan perletakan  pelat  baja  yang  digunakan.  Pelat  dikatakan  tipis  apabila  tebal  pelat  kurang  atau  sama  dengan 0,5𝑑 dan dikatakan tebal apabila tebal pelat lebih besar atau sama dengan 𝑑 dengan toleransi diameter lubang kurang dari 0,1𝑑 . Untuk jenis pelat di antara tipis dan tebal digunakan interpolasi linier dari kedua nilai tahanan lateral sambungan. Nilai tahanan  lateral  sambungan  diperoleh  dari  persamaan  yang  merupakan  fungsi  dari  variabel  tebal  balok  kayu  ( 𝑡 2 ), diameter baut ( 𝑑 ), kuat tumpu pasak ( dowel embedment strength ), 𝑓 ℎ,𝑘 , kuat lentur baut ( 𝑀 𝑦,𝑅𝑘 ), dan kapasitas tarik aksial baut ( 𝐹 𝑎𝑥,𝑅𝑘 ).
Tabel 1. Tahanan Lateral Sambungan Baja-ke-Kayu (Eurocode 5).
Mode Kegagalan Keterangan Gambar
Tahanan Lateral Sambungan Satu Baut ( 𝑅 𝑘 )
j 𝑅 𝑘,𝑗 = 0.5 𝑓 ℎ,2,𝑘 𝑡 2 𝑑 k 𝑅 𝑘,𝑘 = 1.15√2𝑀 𝑦,𝑅𝑘 𝑓 ℎ,2,𝑘 𝑑 + 𝐹 𝑎𝑥,𝑅𝑘 4 l 𝑅 𝑘,𝑙 = 0.5 𝑓 ℎ,2,𝑘 𝑡 2 𝑑
m 𝑅 𝑘,𝑚 = 2.3√𝑀 𝑦,𝑘 𝑓 ℎ,2,𝑘 𝑑 + 𝐹 𝑎𝑥,𝑅𝑘 4
Selain  variabel  yang  telah  disebutkan,  geometri  sambungan  baut  juga  memberikan  pengaruh  reduksi  dalam perhitungan tahanan lateral sambungan. Pada penelitian ini, geometri sambungan baut dirancang dalam 2 arah, yaitu arah pembebanan sejajar serat dan tegak lurus serat. Berdasarkan Eurocode 5 Tabel 8.4, untuk diameter baut ( 𝑑 ) lebih besar sama dengan 5 mm, jarak minimum tepi dan spasi antar baris untuk loaded edge sebesar 4𝑑 dan unloaded edge sebesar 3𝑑 .

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan melalui uji eksperimen dan analisis numerik. Pengujian sambungan baut mengikuti ASTM D-5764-97a  “ Standard  Test  Method  for  Evaluating  Dowel-Bearing  Strength  of  Wood  and  Based  Products”. Uji sambungan baut geser ganda dilakukan pada FJLB kayu karet dengan pelat baja pada kedua sisi (sisi depan dan sisi belakang) balok. Pembebanan sesuai skema pengujian pada Gambar 4 diarahkan secara sejajar serat dan tegak lurus terhadap serat, dengan masing-masing pengujian sejumlah 6 benda uji sambungan. Pada pelat baja, jarak tepi, jarak pengencang dalam  satu baris, dan jarak pengencang antar  baris untuk sambungan baut  diameter 11 mm ( 𝑑 ≥ 6,35 mm) dihitung mengikuti acuan SNI 7973:2013.
Batang yang disambung berupa FJLB dengan panjang 600 mm dan ukuran penampang 100 x 160 mm. Dimensi dalam pengujian  sambungan  yang  ditunjukkan  oleh  Gambar  4  mengikuti  ASTM  D-5764-97a  dengan  ketentuan  panjang sudah  memenuhi  persyaratan  geometri  Eurocode  5.  Pelat baja  yang  digunakan  berupa  profil  kanal  tipe  pelat  tipis, sebanyak  2  buah  pelat  ( side  plate ),  dan  tebal  pelat  5,5  mm.  Baut  dengan  diameter  11  mm  digunakan  sebagai  alat sambung.  Penempatan  baut  tidak  diberi  pengencang  (mur)  sehingga  tidak  ada  gaya  aksial  kedua  ( secondary  axial force ) yang terjadi pada sambungan. Jarak antar baut pada arah pembebanan sejajar serat sebesar 33 mm  dan arah pembebanan tegak lurus serat sebesar 44 mm.
Alat pengujian terdiri dari Linear Variable Differential Transducer (LVDT) dengan kapasitas 50 mm, Hydraulic Jack, Hydraulic  Pump ,  dan Load  Cell dengan  kapasitas  100  kN.  Batang  FJLB  disambung  dengan  baut  seperti set-up pengujian pada Gambar 4. Pada tahapan awal pengujian, sambungan dikondisikan agar berada pada keadaan seimbang menggunakan  alat  bantu  LVDT.  Selanjutnya,  benda  uji  diberi  beban  menggunakan hydraulic  pump. Lama pembebanan tiap benda uji berkisar antara 10 hingga 15 menit. Data selip dan beban dari LVDT dibaca dan diolah menggunakan data logger secara terus menerus hingga sambungan mengalami kegagalan, dan mode kegagalan yang terjadi  dapat  diobservasi.  Pemberian  beban  dihentikan  ketika  terjadi  penurunan  beban  melebihi  20%  beban maksimum, yang umumnya diikuti dengan retak pada FJLB.
Gambar 4. Skema pengujian sambungan baut: a pembebanan sejajar serat; dan b pembebanan tegak lurus terhadap serat. 𝑑 = 11 mm; tebal pelat = 5.5 mm; ketebalan FJLB = 100 mm.
(a)
(b)
Selanjutnya,  nilai  tahanan  lateral  pada  sambungan  baut  hasil  pengujian  dibandingkan  dengan  tahanan  lateral sambungan yang dihitung berdasarkan Eurocode 5. Secara numerik, tahanan lateral sambungan baut dengan pelat baja diambil dari mode kegagalan  yang menghasilkan nilai 𝑅 𝑘 terkecil. Besarnya momen leleh lentur baut ( 𝑀 𝑦,𝑘 ) dalam persamaan 𝑅 𝑘 didapatkan  dari  pengujian  lentur  3  titik  baut  seperti  yang  ditunjukkan  oleh  Gambar  5.  Nilai 𝑀 𝑦,𝑘 dihitung menggunakan metode 5% offset diameter baut.
Gambar 5. Ilustrasi uji kuat lentur baut (ASTM D-5764-97a).
Berat jenis FJLB ( 𝜌 𝑘 ) yang digunakan adalah sebesar 723.6 kg/m 3 dan diameter baut ( 𝑑 ) sebesar 11 mm. Perhitungan kuat  tumpu  pasak  ( 𝑓 ℎ,𝑘 ) dalam  analisis  tahanan  lateral  sambungan  mengikuti  Persamaan  1.  Dalam  penentuan  kuat tumpu pasak setelah diberi gaya sejajar serat ( 𝑓 ℎ,∝,𝑘 ) perlu dihitung kembali mengikuti Persamaan 2 dengan parameter koefisien jenis kayu ( 𝑘 90 ) dan sudut antara resultan gaya dan serat balok ( 𝛼 ). 𝑓 ℎ,𝑘 = 0,082(1 − 0,01𝑑)𝜌 𝑘
(1 )
𝑓 ℎ,∝,𝑘 = 𝑓 ℎ,0,𝑘 𝑘 90 (𝑠𝑖𝑛 𝛼) 2 + (𝑐𝑜𝑠 𝛼) 2 (2 )
dimana koefisien untuk kayu lunak, 𝑘 90 = 1,35 + 0,015𝑑 Momen leleh lentur baut dari hasil pengujian diperoleh sebesar  0.114 kNm dan kapasitas tarik aksial baut ( 𝐹 𝑎𝑥,𝑅𝑘 ) menurut Eurocode 5 Subbab 8.5.2 diperoleh sebesar 27,14 kN. Pelat baja dikategorikan tipis dengan 𝑡 𝑝𝑙 sebesar 5,5 mm.  Tebal  kayu  bagian  tengah  sebesar  100  mm  dan  jumlah shear  plane untuk side  plate sejumlah  2.  Parameter- parameter tersebut digunakan dalam perhitungan tahanan lateral sambungan sesuai Tabel 1 dengan jenis pelat tipis diambil nilai 𝑅 𝑘 mode kegagalan j dan k terkecil. Tahanan lateral sambungan ( 𝑅 𝑘 ) dikalkulasi kembali menggunakan jumlah baut dalam baris (𝑛) dan jumlah baut efektif ( 𝑛 𝑒𝑓 ) untuk  menentukan  tahanan lateral sambungan tereduksi (𝐹 𝑣,𝑅𝑑 𝑟𝑒𝑑 ) sesuai  Persamaan  3.  Tahanan  lateral  sambungan  tereduksi  tersebut  digunakan  dalam  verifikasi  tahanan lateral  sambungan  terhadap  tahanan  lateral  sambungan  ketika  pengujian.  Parameter  perhitungan  analisis  tahanan lateral elemen sambungan baut menggunakan pelat baja pada FJLB ( steel-to-timber connections ) dapat dilihat pada Tabel 2.
𝐹 𝑣,𝑅𝑑 𝑟𝑒𝑑 = 𝐹 𝑣,𝑅𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑓 𝑖 (3 )
dengan 𝑓 𝑖 = 𝑛 𝑛𝑒𝑓 𝑛 𝑒𝑓 = 𝑚𝑖𝑛 { 𝑛 𝑛 0.9 √ 𝑎
13𝑑 4
Tabel 2. Parameter Tahanan Lateral Sambungan.
PARAMETER ARAH PEMBEBANAN SEJAJAR SERAT TEGAK LURUS SERAT Diameter lubang, 𝑑 11 mm 11 mm Berat jenis FJLB, 𝜌 𝑔,𝑘 723.600 kg/m 3 723.600 kg/m 3 Kuat semat sejajar serat, 𝑓 ℎ,0,𝑘 52.808 N/mm 2 52.808 N/mm 2 Koefisien untuk kayu lunak, 𝑘 90 1.515 1.515 Sudut antara resultan gaya dan serat balok, 𝛼 0 90 Kuat semat kayu untuk gaya sejajar serat, 𝑓 ℎ,∝,𝑘 52.808 N/mm 2 34.857 N/mm 2 Momen leleh lentur karakteristik baut, 𝑀 𝑦,𝑅𝑘 0.114 kNm 0.114 kNm Kapasitas tarik aksial baut, 𝐹 𝑎𝑥,𝑅𝑘 27.140 kN 27.140 kN Tebal kayu bagian tengah, 𝑡 2 100 mm 100 mm Jumlah shear plane dalam sambungan 2 2 𝐹 𝑣,𝑅𝑘 40.035 kN 35.071 kN 𝐹 𝑣,𝑅𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 25.622 kN 22.445 kN Jumlah baut dalam baris, 𝑛 2 2 Jarak antar baut dalam arah serat, 𝑎 33 mm 44 mm Jumlah baut efektif, 𝑛 𝑒𝑓 1.293 1.390 Faktor reduksi, 𝑓 𝑖 1.546 1.439 Tahanan lateral sambungan tereduksi, 𝐹 𝑣,𝑅𝑑 𝑟𝑒𝑑 16.569 kN 15.597 kN

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 6.a) menunjukkan proses pengujian lentur 3 titik dari baut yang digunakan sebagai alat sambung dari FJLB dan pelat besi. Pada Gambar 6.b) terlihat bahwa baut yang telah selesai diuji mengalami deformasi yang cukup besar, dan tidak bisa kembali ke bentuk semula. Gambar 7 menunjukkan hasil pengujian dari kedua baut yang diuji. Besarnya momen leleh lentur baut ( 𝑀 𝑦,𝑘 ) dari baut 1 adalah 0,108 kNm, sedangkan untuk baut 2 adalah 0,120 kNm. Rata rata nilai momen leleh lentur dari kedua baut adalah 0,114 kNm.
a) b)
Gambar 6. a) Pengujian Lentur Baut, b) Kondisi Baut Setelah Uji Lentur.
Gambar 7. Hubungan Momen Leleh Lentur - Lendutan pada Baut.
Evaluasi hubungan tahanan lateral terhadap selip pada FJLB dengan sistem sambungan baut ditampilkan dalam bentuk grafik hubungan antara selip dengan tahanan lateral sambungan. Gambar 8 menggambarkan 6 benda uji (SS1, SS2, SS3, SS4, SS5, SS6) dengan arah pembebanan sejajar serat dan grafik, sementara Gambar 9 menggambarkan 6 benda uji (TL1, TL2, TL3, TL4, TL5, TL6) dengan arah pembebanan tegak lurus serat. Tahanan lateral sambungan hasil pengujian dapat dilihat dari pertemuan atau titik potong antara grafik hasil pengujian dengan garis offset 5% diameter terukur baut (0.55 mm).
Gambar 8. Hubungan Tahanan Lateral - Selip pada Pembebanan Sejajar Serat.
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 0 5 10 15 20 25 30 Mom en L eleh L entur (N mm ) Lendutan (mm) BAUT 1 BAUT 2 0 10 20 30 40 50 60 70 0 2 4 6 8 10 T aha na n L ater al (kN ) Selip (mm) SS1 SS2 SS3 SS4 SS5 SS6
Gambar 9. Hubungan Beban - Deformasi pada Pembebanan Tegak Lurus Serat.
Pengujian dilakukan dengan set-up yang sesuai dan diikuti dengan pembacaan data menggunakan LVDT. Pada kedua grafik  di  atas  terdapat  area  linier  elastik  dimana  sambungan  baut  masih  bersifat  daktil,  area  non-linier  dimana sambungan mengalami kekakuan aksial ( axial stiffness ), dan area dimana baut mengalami kegagalan. Pemilihan pelat baja profil kanal  C juga dimaksudkan  untuk  menghindari potensi  kegagalan buckling pelat besi  selama pengujian. Gambar 10 menunjukkan tipikal kegagalan sambungan baut setelah pengujian. Kegagalan sambungan baut berdasar Eurocode 5 tergolong ke dalam mode kegagalan j dan k, dilihat dari pola bentuk baut setelah pengujian dan tebal pelat yang digunakan. Sementara itu, dari perhitungan manual, nilai tahanan lateral terkecil didapatkan mode kegagalan k , baik itu pada sambungan yang dibebani sejajar serat maupun tegak lurus serat. Grafik hasil pengujian menunjukkan bahwa  sebagian  besar  sambungan  bersifat  daktail  dan  dapat  menahan  deformasi  yang  cukup  besar,  serta  memiliki tahanan lateral yang lebih besar dibanding dengan estimasi perhitungan tahanan lateral sesuai Eurocode 5 (lihat Tabel 3).
Gambar 10. Hasil Pengujian: a tipikal pola kegagalan sambungan; b set-up uji pembebanan tegak lurus terhadap serat; dan c set-up uji pembebanan sejajar serat.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 2 4 6 8 10 T aha na n L ater al (kN ) Selip (mm) TL1 TL2 TL3 TL4 TL5 TL6
(a) (b) (c)
Tabel 3. Perbandingan Tahanan Lateral Sambungan Hasil Pengujian dan Analisis Eurocode 5.
Benda Uji Tahanan Lateral Total (kN) Tahanan Lateral per Baut (kN) Tahanan Lateral Sambungan Analisis (kN) Rasio Perbandingan SS1 29.70 14.85 16.57 0.896 SS2 35.48 17.74 16.57 1.070 SS3 32.18 16.09 16.57 0.971 SS4 42.90 21.45 16.57 1.295 SS5 41.25 20.63 16.57 1.245 SS6 42.08 21.04 16.57 1.270 Rata-Rata 18.63 16.57 1.124 TL1 32.75 16.38 15.60 1.050 TL2 33.50 16.75 15.60 1.074 TL3 30.00 15.00 15.60 0.962 TL4 32.38 16.19 15.60 1.038 TL5 26.88 13.44 15.60 0.862 TL6 27.13 13.56 15.60 0.870 Rata-Rata 15.22 15.60 0.976
Nilai tahanan lateral diperoleh dari hasil pengujian dan analisis yang dihitung mengikuti parameter pada Tabel 2. Dari Tabel 3 di atas, sebagian besar benda uji sambungan memiliki tahanan lateral yang lebih tinggi apabila dibandingkan tahanan  lateral  sambungan  yang  dihitung  secara  teoritis.  Hal  ini  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  diantaranya pemberian faktor reduksi kekuatan dan adanya secondary axial forces yang terjadi dalam sambungan. Rata-rata rasio perbandingan tahanan lateral aktual dan perhitungan tahanan lateral sambungan secara teoritis memberikan nilai rasio mendekati 1.

## 4. DISKUSI
Hasil pengujian sambungan sambungan pada Gambar 8 dan 9 memperlihatkan bahwa sambungan memiliki perilaku yang daktail. Pada saat awal  proses pembebanan,  hubungan antara tahanan lateral dan selip  masih bersifat  elastis- linier,  sementara  itu  setelah  melewati  batas  proporsionalnya,  hubungan  antara  tahanan  lateral  dengan  selip  mulai bersifat non-linier. Pada benda uji SS1, SS2, dan SS3, kepala baut menempel dengan pelat baja, sehingga memberikan sedikit  efek  kekangan  pada  baut.  Hal  ini  serupa  terjadi  ketika  pada  proses  perakitan  sambungan,  dilakukan pengencangan  pada  baut.  Proses  pengencangan  baut  dapat  memberikan  penambahan  kekuatan  pada  sambungan (Awaludin dkk, 2008). Karena kepala baut menempel pada pelat baja, besarnya secondary axial force yang dihasilkan pada  benda  uji  SS1,  SS2,  dan  SS3  lebih  besar  dibandingkan  benda  uji  lain.  Hal  ini  ditunjukkan  oleh  kurva  yang didapatkan dari pengujian ketiga benda uji ini, dimana pada grafik terlihat adanya penambahan kapasitas yang cukup besar setelah ketiga benda uji ini melampaui batas proporsionalnya.
Dari Tabel 3, nilai rerata tahanan lateral per baut yang didapatkan dari pengujian untuk benda uji sejajar serat adalah 18,63 kN. Sementara itu, perhitungan menggunakan teori EYM menghasilkan nilai tahanan lateral sebesar 16,57 kN per baut. Pada umumnya, nilai tahanan lateral yang didapatkan dari pengujian sedikit lebih besar dibanding dengan hasil perhitungan menggunakan teori EYM. Hal ini wajar, karena pada teori EYM, pengaruh adanya secondary axial force tidak diperhitungkan. Selain itu, pada teori ini juga diberikan faktor reduksi serta faktor penyesuaian kelompok alat sambung untuk sambungan dengan lebih satu alat sambung. Meskipun demikian, nilai rasio tahanan lateral baut hasil pengujian dengan hasil perhitungan mendekati 1. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa teori EYM masih memberikan nilai tahanan lateral yang cukup handal. Awaludin & Saputro (2017) pernah melakukan penelitian serupa dengan menguji kekuatan sambungan antara Laminated Veneer Lumber (LVL) Kayu Sengon dengan tebal 120 mm dan pelat besi dengan tebal 5 mm menggunakan alat sambung baut dengan diameter 10 mm pada arah sejajar serat. Dari hasil pengujian, didapatkan tahanan lateral per baut sebesar 17,12 kN, sedikit lebih kecil dibanding dengan nilai tahanan lateral yang didapatkan dari pengujian ini.
Ada beberapa faktor yang mempengaruh besarnya tahanan lateral sambungan, salah satunya adalah arah serat kayu saat  pembebanan.  Gambar  8,  9  dan  Tabel  3  hasil  pengujian  sambungan  menunjukkan  bahwa  tahanan  lateral sambungan  sejajar  serat  lebih  tinggi  dibanding  dengan  tegak  lurus  serat.  Selisih  antara  tahanan  lateral  sambungan sejajar  serat  dengan  sambungan  tegak  lurus  serat  adalah  sebesar  18,30  %  (hasil  pengujian)  dan  5,85%  (hasil perhitungan  menggunakan  teori  EYM).  Selanjutnya,  perilaku  sambungan  dapat  diamati  melalui  grafik  hubungan antara tahanan dengan selip dan pengamatan visual pola kegagalan sambungan setelah pengujian. Meskipun dalam makalah  ini  nilai  daktilitas  sambungan  tidak  dihitung,  namun  Gambar  8  dan  9  menunjukkan  bahwa  sambungan memiliki  perilaku  yang  cukup  daktil.  Setelah  leleh,  nilai  selip  yang  terjadi  pada  sambungan  cukup  besar  sebelum akhirnya sambungan mengalami kegagalan. Desain bangunan tahan gempa mengarah pada peningkatan daktilitas dan redundansi (Branco & Neves, 2011). Pada bangunan dengan material berbahan dasar kayu, daktilitas disediakan oleh komponen  sambungan  karena  kegagalan  pada  struktur  kayu  biasanya  bersifat  getas.  Pada  sambungan  antara  kayu dengan baja, apabila kuat tumpu kayu sudah tercapai dan alat sambung telah mengalami kelelehan, mode kegagalan yang bersifat daktil akan terjadi (Yurrita & Cabrero, 2021). Mekanisme kegagalan sambungan FJLB dengan pelat besi dapat  diamati  pada  Gambar  10.  Terlihat  bahwa  baut  telah  mengalami  kelelehan,  hingga  terbentuk  dua  buah  sendi plastis di sepanjang batang baut. Kondisi ini sesuai dengan mode kegagalan k yang ada pada Eurocode 5 .

## 5. KESIMPULAN
Dalam  makalah  ini,  tahanan  lateral  dari  sambungan  FJLB  dengan  baja  menggunakan  alat  sambung  berupa  baut berdiameter 11 mm dikaji. Sambungan diuji dengan menggunakan beban monotonik pada arah sejajar serat dan tegak lurus  serat.  Dari  pengujian  sambungan  di  laboratorium,  didapatkan  rata-rata  nilai  tahanan  lateral  per  baut  adalah sebesar 18,63 kN (sambungan sejajar serat) dan 15,22 kN (sambungan tegak lurus serat). Dari perhitungan manual berdasarkan teori EYM didapatkan tahanan lateral per baut sejajar serat sebesar 16,57 kN dengan mode kegagalan k . Sementara itu, besarnya tahanan lateral per baut tegak lurus serat berdasarkan teori EYM adalah sebesar 15,60 kN dengan  mode  kegagalan k .  Besarnya  rasio  nilai  tahanan  lateral  antara  hasil  pengujian  dengan  perhitungan  manual untuk  sambungan  sejajar  serat  dan  tegak  lurus  serat  masing-masing  adalah  1,124  dan  0,976.  Sebagian  besar sambungan yang diuji mengalami mode kegagalan k . Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa aplikasi teori EYM pada sambungan FJLB dengan baja menggunakan alat sambung baut masih relevan dan memberikan hasil yang sesuai dengan hasil pengujian.

## DAFTAR PUSTAKA
Aldiansyah, I. Potret Situasi Penanganan Pascabencana Gempa Bumi Lombok Tahun 2018. Badan Penanggulangan Bencana BPBD Provinsi NTB. 2021.
Awaludin, A., Hirai, T., Hayashikawa, T. and Sasaki, Y., 2008. Load-carrying capacity of steel-to-timber joints with a pretensioned bolt . Journal of Wood Science , 54(5), pp.362-368.
Awaludin,  A.  and  Saputro,  D.,  2017. Bolt  Spacing  and  End  Distance  of  Bolted  Connection  of  Laminated  Veneer Lumber (LVL) Sengon . Civil Engineering Dimension , 19(1).
Awaludin,  A.,  Hirai,  T.,  Sasaki,  Y.,  Toshiro,  H.  and  Oikawa,  A.,  2011 .  Beam  to  Column  Timber  Joints  with Pretensioned Bolts . Civil Engineering Dimension , 13(2).
Branco, J. M. dan Neves, L. A. C., 2011, Robustness of timber structures in seismic areas , Engineering Structures , 33 (11), 3099-3105.
Direktorat  Bina  Teknik  Permukiman  dan  Perumahan,  K.,  2022. Rumah  Instan  Kayu  (RIKa)  dengan  Teknologi Laminated  Veneer  Lumber.  [online]  Direktorat  Bina  Teknik  Permukiman  dan  Perumahan.  Available  at: <http://sim.ciptakarya.pu.go.id/btpp/produk/teknologi-terapan/rumah-instan-kayu-(rika)-dengan-teknologi- laminated-veneer-lumber-2180> [Accessed 31 May 2022].
Dobes, P., Lokaj, A., dan Mikolasek, D., 2022 Load-Carrying Capacity of Double-Shear Bolted Connections with Slotted-In  Steel  Plates  in  Squared  and  Round  Timber  Based  on  the  Experimental  Testing,  European  Yield Model, and Linear Elastic Fracture Mechanics , Materials 2022, 15, 2720 Hassanieh,  A.,  Valipour,  H.  R.,  Bradford,  M.  A.,  &  Sandhaas,  C.  (2017). Modelling  of  steel-timber  composite connections: Validation of finite element model and parametric study . Engineering Structures 138, 35-49. Izzi, M., Rinaldin, G., & Fragiacomo, M. (2016). Numerical Modelling of Steel to Timber Joints and Connectors for CLT Structures . World Conference on Timber Engineering 2016. Austria: WTCE. Nishiyama, N., & Ando, N. (2003). Analysis of Load-Slip Characteristics of Nailed Wood Joints: Application of a Two-Dimensional Geometric Nonlinear Analysis . Journal of Wood Science 49, 505-512. Wusqo, U., Ali, A., Irawati, I. S., dan Setiawan, A. F., 2019 . Study of Laminated Veneer Lumber (LVL) Sengon to Concrete Joint Using Two-Dimensional Numerical Simulation . Journal of The Civil Engineering Forum, 5(3), p.275-288.
Porteous, J. dan Kermani, A., 2007. Structural Timber Design to Eurocode 5 , Wiley: United Kingdom.
Vol. 6 No. 1, September 2022
Awaludin,  A.  and  Wusqo,  U.,  2021.  Prediksi  Nilai  Kuat  Lentur  Kayu  Tropis  Berdasarkan  Nilai  Modulus Elastis. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis , 18(1), pp.27-42. Shulhan,  M.A.,  Awaludin,  A.,  Nugroho,  M.S.,  Octavia,  S.,  2022.  Kajian  Perilaku  Lentur  Balok Finger  Joint Laminated Board (FJLB) Kayu Karet ( Hevea Brasiliensis ). Media Komunikasi Teknik Sipil. Aune,  P.  &  Mallory,  M.  P.  (1986 ).  Lateral  Load  Bearing  Capasity  of  Nailed  Joint  Based  on  The  Yield  Theory . Madison, Winconsin: Forest Product Laboratory, United States Department of Agriculture. Gečys, T., Bader, T., Olsson, A. and Kajėnas, S., 2019. Influence of the rope effect on the slip curve of laterally loaded, nailed and screwed timber-to-timber connections. Construction and Building Materials, 228, p.116702.
Lara-Bocanegra, A., Majano-Majano, A., Crespo, J. and Guaita, M., 2017. Finger-jointed Eucalyptus globulus with 1C-PUR adhesive for high performance engineered laminated products . Construction and Building Materials, 135, pp.529-537.
Zamli, A., Hassan, R., Sidek, M., Awaludin, A., Anshari, B., Hamid, N. and Sapuan, S., 2021. Flexural Performance of  Strengthened  Glued  Laminated  (GLULAM)  Timber  Beam  Using  Glass  Fibre-Reinforced  Polymer (GFRP). Green Infrastructure , pp.75-92. European Standard, 2005. EN 1993:2005 Eurocode 3: Design of Steel Structures. Brussel: European Committee for Standardization.
Badan Standardisasi Nasional, 2013. Spesifikasi Desain untuk Konstruksi Kayu. SNI 7973:2013. Bandung.