doi: mkts.v27i1.31916

## Perilaku Rangkak Open Web Truss Joist (OWTJ) LVL Sengon
Achmad Basuki 2 , * Ali Awaludin 1 , Bambang Suhendro 1 , Suprapto Siswosukarto 1
1 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
2 Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta
*) ali.awaludin@ugm.ac.id
Received: 28 Juli 2020 Revised: 30 Desember 2020 Accepted: 8 Januari 2021

## Abstract
Laminated Veneer Lumber (LVL) Sengon is classified as one of the engineering products having a significant increase of both physical and mechanical properties compared with Sengon solid wood. Considering its short planting years and sustainable production, Sengon wood is very potential to be used as construction materials of low-rise houses to support the housing needs in Indonesia. Creep behaviour of LVL Sengon material is one of the mechanical properties that needs to be considered. This article evaluated value of creep factor of the open web truss joist (OWTJ) LVL Sengon test and compared this experimental creep factor with the numerical results developed by FE model taking into account the viscoelastic parameters of authors' previous study. The viscoelastic parameters were based on a 217-day creep test of compression and tension parallel to the grain of  LVL  Sengon  at 20  %  of  stress  level  that  were  further  modeled using  Prony  series  creep  model  having n equals to 3. The reduction in the modulus of elasticity over time resulted in creep deflection and creep factor values at 217 days of testing results and FE numerical analysis of the OWTJ LVL Sengon ranging from 1.50– 1.54; while the predicted creep factor at 25 years of service life is 1.57 or greater than the creep factor value provided in SNI 7973: 2013 of 1.5.
Keywords: LVL Sengon, open web truss joist, creep test, prony series, FE model

## Abstrak
Laminated Veneer Lumber (LVL) Sengon merupakan salah satu produk kayu rekayasa yang propertis fisik dan mekaniknya mengalami peningkatan yang signifikan dibandingkan dengan kayu Sengon utuh. Mengingat masa tanam  yang  singkat  dan  hasil  produksi  yang  berkelanjutan  maka  kayu  Sengon  sangat  potensial  untuk digunakan sebagai material konstruksi rumah tinggal guna menunjang pemenuhan kebutuhan perumahan di Indonesia.  Sebagai  bahan  bangunan  struktural,  elemen  LVL  Sengon  akan  mendukung  beban  dalam  kurun waktu  lama,  sehingga  perilaku  rangkak  material  LVL  Sengon  harus  diperhatikan.  Pada  artikel  ini  dikaji perilaku  rangkap  LVL  Sengon  hasil  experimental  laboratorium  dan  analisis  numerik.  Nilai  faktor  rangkak hasil  pengujian  diperoleh  dari  uji  rangkak  open  web  truss  joist  (OWTJ)  LVL.  Sedangkan  analisis  numerik rangkak OWTJ menggunakan software ABAQUS dengan mengadopsi parameter-parameter viskoelastik hasil uji rangkak tekan dan tarik LVL Sengon. Parameter ini diperolah dengan menggunakan model Prony series n=3 pada level pembebanan 20% dan lama uji 217 hari. Reduksi nilai modulus elastisitas seiring berjalannya waktu menyebabkan terjadinya defleksi rangkak dan nilai faktor rangkak pada 217 hari hasil pengujian dan analisis numerik OWTJ LVL Sengon berkisar 1,50–1,54; sedangkan prediksi nilai rangkak pada umur layan 25 tahun sebesar 1,57 atau lebih besar dari nilai faktor rangkak yang ditetapkan dalam SNI 7973:2013 adalah sebesar 1,5.
Kata kunci: LVL Sengon, open web truss joist, uji rangkak prony series, model elemen hingga

## Pendahuluan
Kebutuhan  perumahan  masyarakat  yang  belum terpenuhi ( backlog ) di Indonesia masih cukup tinggi yaitu sekitar 13,5 juta pada tahun 2010 dan menurun sekitar 11,4 juta pada tahun 2015 (Awaludin, et al .,
2018  &  Pusat  Pengelolaan  Dana  Pembiayaan Perumahan,  2016).  Untuk  memenuhi  hal  tersebut, Kementerian  Pekerjaan  Umum  dan  Perumahan Rakyat  melalui  Rencana  Strategis  (Renstra) Perumahan 2015-2019, telah mencanangkan Program  Nasional  Sejuta  Rumah  setiap  tahunnya,
70%  untuk  masyarakat  berpenghasilan  rendah (MBR)  dan  30%  untuk  non-MBR  (Pusat Pengelolaan  Dana  Pembiayaan  Perumahan,  2016). Ketersediaan  lahan  yang  terbatas  dapat  dipenuhi diantaranya dengan
membangun rumah susun/apartemen atau rumah bertingkat. Pencapaian target  tersebut  tentu  perlu  juga  ditunjang ketersediaan  material  bangunan  yang  mencukupi, termasuk material kayu dari hutan industri.
Material kayu adalah salah satu material yang dapat diperbaharui  ( renewable ),  ramah  lingkungan  dan memiliki propertis mekanik yang lengkap, termasuk nilai rasio kekuatan terhadap berat jenis yang tinggi, sehingga cocok digunakan sebagai material struktur pada  wilayah  yang  sering  mengalami  gempa. Namun, karena pengelolaan yang kurang sustainable (berkelanjutan) maka ketersediaan kayu hutan alam semakin menipis walaupun permintaannya  masih  cukup  besar.  Penghutanan kembali  membutuhkan  waktu  yang  lama,  dapat lebih dari 25-30 tahun.

## Laminated vener lumber (LVL) Sengon
Salah  satu  alternatif  untuk  memenuhi  kebutuhan kayu  adalah  dengan  memanfaatkan  material  kayu dari  spesies  pohon  cepat  tumbuh,  yang  dapat dipanen dalam waktu 5-10 tahun. Di antara spesies pohon  cepat  tumbuh  yang  banyak  dibudidayakan saat ini adalah Jabon ( neolamarckia cadamba ) dan Sengon ( paraserianthes falcataria ). Sengon banyak ditanam  di  lahan-lahan  dataran  rendah  dan  tinggi (Krisnawati et al ., 2011).
Propertis  fisik  dan  mekanik  dari  pohon  cepat tumbuh memang tidak sebaik kayu dari hutan alam. Propertis  kayu  cepat  tumbuh  seperti  berat  jenis, kekuatan,  durabilitas,  dan  stabilitas  dimensi tersebut  dapat  ditingkatkan  dengan  mengolahnya menjadi  produk  kayu  rekayasa  seperti glue laminated  lumber (glulam),  kayu  lapis  ( plywood ), medium  density  fibreboard (MDF), particleboard , plywood , laminated veneer lumber (LVL), (Thelandersson, 2003).
Di  Eropa  dan  Amerika,  LVL  telah  dikembangkan sejak  1980-an.  Aplikasi  LVL  sebagai  material struktur  telah  banyak  digunakan,  diantaranya sebagai  elemen  balok  dan  kolom,  struktur  atap. Umumnya  dibuat  dari  vinir-vinir  kayu softwood , dan  propertis  mekaniknya  dapat  meningkat  50%- 100%  dari  kayu  utuhnya.  LVL  terdiri  atas  vinir- vinir  yang  direkatkan  dengan  jumlah  tertentu  pun telah  dengan  baik  dimodelkan  untuk  memprediksi kekuatannya,  sehingga  akan mempermudah  dalam pemanfaatannya (Gilbert et al ., 2017). Di Indonesia, LVL berbahan kayu juga cepat tumbuh, yang pada dekade  terakhir  ini  dikembangkan  adalah  LVL Sengon, seperti tampak pada Gambar 1.

## Gambar 1. LVL Sengon
LVL  Sengon  dibuat  dari  vinir-vinir  kayu  sengon setebal 2,5-3,2 mm yang saling direkatkan dengan arah  serat  yang  sama  menggunakan  lem phenolic formaldehyde (PF) dan dikempa pada tekanan 0,6- 0,7 psi pada suhu 106 o C. Sebelum proses perekatan vinir-vinir tersebut telah diseleksi tanpa cacat kayu seperti  mata  kayu,  dan  dikeringkan/dioven  sampai kadar  air  maksimal  12%.  Dibandingkan  dengan kayu  sengon  utuh,  LVL  Sengon  memiliki peningkatan nilai sifat fisik dan mekanik (Awaludin et al ., 2018).
Beberapa  penelitian  yang  berkaitan  dengan pemanfaatan  LVL  Sengon  diantaranya  adalah pengembangan  rangka  kuda-kuda  ringan  berbahan LVL  Sengon,  pemanfaatan  LVL  Sengon  sebagai struktur  rangka  gabel  tiga  sendi  (Awaludin  & Astuti,  2016),  balok  LVL  kayu  Sengon  non- prismatis (Eratodi & Awaludin 2017), model sistem lantai balok I-joist LVL Sengon (Awaludin, et al .,
2017),  analisis  elemen  hingga  ketahanan  lentur balok non-prismatis LVL Sengon (Awaludin, et al .,
2019) dan pengujian sistem lantai komposit OWTJ- pelat beton bertulang (Wusqo et al ., 2019).

## Rangkak LVL
Namun  demikian,  pengkajian  LVL  Sengon  yang berkaitan dengan perilaku jangka panjang, khususnya  rangkak  ( creep ),  masih  terbatas. Penelitian  rangkak  material  LVL  Sengon  pernah dilakukan oleh Kullit (2013) yang meneliti perilaku rangkak lentur balok LVL Sengon dengan tumpuan kantilever,  dan  Gunawan  (2013)  meneliti  perilaku rangkak lentur balok LVL Sengon dengan tumpuan sederhana,  akan  tetapi  kedua  penelitian  rangkak tersebut dilakukan dengan benda uji kecil (20 x 20 x 640) mm dan lama pengujian 14 hari. Disamping itu, karena pengujiannya langsung berupa rangkak lentur, maka kontribusi perilaku rangkak tekan dan tarik material LVL Sengon belum dapat dijelaskan. Pada pengujian rangkak, semakin lama pengambilan  data,  maka  akan  diperoleh  data rangkak yang semakin baik (Morlier, 2005).
Perilaku  rangkak  menjadi  sebuah  aspek  penting untuk dielaborasi dalam desain karena kayu sengon merupakan  kayu  dengan  kekuatan  dan  kekokohan rendah  sebagaimana  terlihat  dari  nilai-nilai karakteristik  mekaniknya,  antara  lain  kekuatan, modulus  elastis  dan  berat  jenis,  sehingga  rentan dalam mendukung beban yang bekerja dalam waktu relatif  lama.  Rangkak  didefinisikan  sebagai bertambahnya  deformasi  /  regangan  seiring berjalannya  waktu  akibat  beban  tetap.  Rangkak merupakan  salah  satu  hal  yang  perlu  diperhatikan dalam desain struktur bangunan. Hal ini dikarenakan  setiap  material  yang  digunakan  pada struktur  tersebut  mempunyai  perilaku  rangkak dengan  karakteristik  yang  berbeda-beda,  seperti material baja, beton, ataupun kayu, baik kayu utuh maupun  produk  kayu  rekayasa.  Material-material tersebut mempunyai sifat viskoelastik yaitu bersifat elastik dan viskos (Bodig & Jayne, 1982).
Penelitian yang berkaitan dengan perilaku rangkak material  kayu  dan  berbahan  dasar  kayu  ( wood- based  material )  maupun  produk  kayu  rekayasa ( engineered  wood  product )  telah  dilakukan, diantaranya oleh Hunt (1999) yang menyimpulkan bahwa  terdapat  tiga  tipe  rangkak  material  kayu yaitu  rangkak  viskoelastik, machno-sorptive ,  dan pseudo-creep dan recovery .  Pada  pengujian rangkak,  untuk  jenis  kayu  yang  sama,  spesimen kecil  akan  mempunyai  nilai  rangkak  relatif  yang lebih besar dibandingkan dengan spesimen ukuran struktural.  Kayu  muda  ( juvenile )  mempunyai  nilai rangkak relatif yang dapat mencapai 5 kali rangkak relatif  kayu  dewasa  ( mature ).  Sedangkan,  Piter et al .  (2007)  telah  melakukan  pengujian  rangkak lentur  balok  ukuran  struktural  (lebar  43,8  mm  x tinggi  91,4  mm,  dan  rasio  bentang/tinggi  rata-rata 28) kayu Eucalyptus grandis Argentina selama 470 hari.  Defleksi  relatif  hasil  pengujian  menunjukkan nilai 1,89 mm. Lendutan rangkak hasil pengujian ini mempunyai nilai lebih besar  dibandingkan dengan perhitungan  lendutan  rangkak  berdasarkan  standar negara  Brasil  (NBR  7190),  Amerika  (NDS for Wood Construction ), Peru, dan Eropa (Eurocode 5), sebaliknya  lebih  kecil  bila  dibandingkan  dengan peraturan  negara  New  Zealand  (NZS  3603),  Chili (NCh 1198), dan Jerman (DIN 1052).
Yazdani et  al .,  (2004)  telah  menguji  creep  lentur enam belas balok ukuran structural dari Structural Composite  Lumber (SCL)  jenis  LVL  dan parllel strand  lu mber  (PSL)  dari  kayu Douglas  fir dan Southern yellow pine pada kondisi lingkungan yang terbuka  dan  langsung  berhubungan  dengan  cuaca selama  500  hari  untuk  rangkak  dan  200  hari relaksasi.  Hasil  pengujian  menunujukkan  bahwa perilaku  rangkaknya  dapat  didekati  dengan  baik menggunakan  model  Burger  dan  rata-rata  faktor rangkaknya  di  atas  2,0.  Sedangkan,  Zhou et  al .,
(2010)  telah  melakukan  pengujian  rangkak  tarik dan  tekan  material  LVL  Kerto  (produk  LVL  dari Finlandia)  selama  setahun,  dan  hasil  pengujian rangkak  digunakan  untuk  memprediksi  kegagalan struktur reticulated  shells ,  dengan  nilai  faktor rangkak sebesar 0,8.
Basuki, et  al. ,  (2020)  telah  melakukan  penelitian berkaitan dengan  perilaku rangkak tekan dan  tarik searah serat material LVL Sengon. Benda uji yang digunakan sama dengan benda uji untuk pengujian statik  kuat  tekan  dan  tarik  material  kayu  yakni mengacu  pada  ASTM  D143-09 Standard  Test Methods  for  Small  Clear  Specimens  of  Timber . Ruang  pengujian  dikontrol  pada  suhu  25 o C  dan kelembaban relatif minimal 65% selama 217 hari.
Parameter-parameter  viskoelastik  model  rangkak yang  diperoleh dari  hasil  pengujian  rangkak  tekan dan tarik sejajar serat diharapkan dapat digunakan untuk memprediksi perilaku rangkak pada aplikasi struktur LVL Sengon, seperti balok, kolom, papan dinding, joist sistem lantai, dan sebagainya.

## Open web truss joist LVL Sengon
Salah  satu  aplikasi  material  LVL  Sengon  adalah sebagai open web truss joist (OWTJ) yaitu struktur rangka batang ( truss ) yang berfungsi sebagai balok dan dipasang berjajar ( joist ). Dibandingkan dengan balok LVL Sengon utuh, OWTJ dengan sambungan joint menggunakan lem ini memiliki kekakuan yang lebih  tinggi,  namun  berat  sendiri  yang  jauh  lebih rendah.  Disamping  itu,  dibandingkan  dengan  joist jenis I-shaped  joist dan box-shaped  joist ,  OWTJ mempunyai  kapasitas  menahan  beban  yang  paling menjanjikan.  OWTJ  biasanya  digunakan  untuk menopang pelat  lantai,  atap,  ataupun  langit-langit. OWTJ  terdiri  atas  dua  batang  ( chord )  paralel  atas dan bawah, berturut-turut sebagai batang tekan dan batang  tarik,  serta  batang  diagonal  sebagai  badan yang  terbuka  ( open  web ).  Sistem  lantai  OWTJ seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

## Gambar 2. Sistem lantai OWTJ
Sistem lantai OWTJ apabila menerima beban tetap, selain mengalami defleksi sesaat setelah menerima beban,  tapi  seiring  berjalannya  waktu  akan mendapatkan  tambahan  defleksi  yang  diakibatkan
terjadinya  rangkak.  Defleksi  total  yang  juga diakibatkan  rangkak  selama  umur  layan  harus diperhitungkan  untuk  menjamin  keamanan  dan kenyamanan  struktur.  Dalam  desain  struktur,  sifat fisik  dan  mekanik  material  akan  menjadi  penentu kemampuan  struktur  dalam  menahan  beban. Demikian  juga  dengan  perilaku  rangkak  material akan  menentukan  perilaku  rangkak  struktur  yang disusunnya.
Oleh  karena  itu,  perilaku  rangkak  tekan  dan  tarik sejajar  serat  dari  material  LVL  Sengon  dapat digunakan  untuk  memprediksi  perilaku  rangkak OWTJ LVL Sengon. Parameter-parameter viskoelastik dari pengujian rangkak tekan dan tarik sejajar serat diperoleh dari pemodelan data rangkak. Beberapa model seperti model Power Law , Burger, Burger  modifikasi,  dan  Prony series dapat digunakan  untuk  mendekati  data  pengujian rangkak, dan parameter-parameter modelnya dapat digunakan  untuk  memprediksi  nilai  rangkak  pada waktu/umur tertentu.
Diantara  keempat  model  tersebut,  model  Prony series yang  sudah  disediakan  dalam  program ABAQUS untuk melakukan analisis rangkak secara numerik dengan memasukkan parameter-parameter viskoelastik dari material. Sedangkan apabila akan digunakan  model yang  lain pada  ABAQUS,  maka harus dibuatkan subroutine tersendiri.
Pada artikel ini akan disajikan model Prony series untuk menganalisis rangkak karena pada kurva hasil pengujian  rangkak  tekan  dan  tarik  LVL  Sengon model  Prony series adalah  yang  paling  mendekati (Basuki, et  al ,  2020).  Model  matematika  Prony series seperti  ditunjukkan  dalam  Persamaan  (1), yang  menjelaskan  model  pegas  yang  dirangkai parallel  dengan  rangkaian  Maxwell  sebanyak  n buah, seperti tampak pada Gambar 3.
𝐸(𝑡) = 𝐸 ∞ + ∑ 𝐸 𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑒𝑥𝑝 (− 𝑡 𝜏𝑖 ) (1)
dimana 𝜏 𝑖 adalah  waktu  relaksasi  ( the  relaxation times ), 𝐸 𝑖 merupakan  modulus  relaksasi  ( the relaxation  moduli ),  dan 𝐸 ∞ adalah  modulus kesetimbangan  ( the  equilibrium  modulus ).  Bila 𝑚 𝑖 = 𝐸 𝑖 𝐸 0 ⁄ ,  maka  Persamaan  1  dapat  ditulis menjadi Persamaan 2.
𝐸(𝑡) = 𝐸 ∞ + ∑ 𝑚 𝑖 𝐸 0 𝑛 𝑖=1 𝑒𝑥𝑝 (− 𝑡 𝜏𝑖 ) (2)
Dikarenakan  masukan  parameter  viskoelastik model Prony series pada ABAQUS mengacu pada nilai  modulus  geser,  maka  Persamaan  2  dapat diubah menjadi Persamaan 3.
𝐺(𝑡) = 𝐺 ∞ + ∑ 𝑔 𝑖 𝐺 0 𝑛 𝑖=1 𝑒𝑥𝑝 (− 𝑡 𝜏𝑖 ) (3)
dimana 𝑔 𝑖 = 𝐺𝑖 𝐺0 dan 𝐺 0 merupakan  modulus  geser awal  dan  dapat  dihitung  menggunakan  persamaan 𝐺 0 = 𝐸0 2(1+𝜐) ( 𝜈 = angka Poisson).
Pada t = 0, 𝐺 ∞ = 𝐺 0 (1 − ∑ 𝑔 𝑖 𝑛 𝑖=1 ) , sehingga model Prony series dapat  juga  ditulis  dalam  bentuk Persamaan 4.
𝐺(𝑡) = 𝐺 0 (1 − ∑ 𝑔 𝑖 𝑛 𝑖=1 ) + ∑ 𝑔 𝑖 𝐺 0 𝑛 𝑖=1 𝑒𝑥𝑝 (− 𝑡 𝜏 𝑖 ) (4)
Gambar 3. Model Prony series (Basuki, 2020)
Selanjutnya  dengan  metode  kuadrat  terkecil  ( least square ),  parameter  viskositas 𝑔 𝑖 dan 𝜏 𝑖 dapat dihitung  dan  digunakan  sebagai  masukan  ( input ) pada ABAQUS untuk menghitung nilai deformasi / defleksi rangkak material / elemen struktur dengan nilai ∑ 𝑔 𝑖 < 1 (Barbero, 2013).
Tujuan  penelitian  adalah  untuk  memprediksi defleksi  dan  faktor  rangkak  OWTJ  LVL  Sengon secara  numerik  berdasarkan  parameter-parameter viskoelastik model Prony series n = 3 dari pengujian rangkak tekan dan tarik sejajar serat LVL Sengon. Selanjutnya,  faktor  rangkak  hasil  analisis  numerik numerik  tersebut  dibandingkan  dengan  hasil pengujian rangkak OWTJ LVL Sengon dan faktor rangkak  yang  tercantum  dalam  SNI  7973:2013 tentang Spesifikasi Desain untuk Konstruksi Kayu.

## Metode
Penelitian rangkak OWTJ dilakukan dalam dua cara yaitu  pengujian  rangkak  OWTJ  ekperimen  dan analisis  numerik  rangkak  OWTJ  berdasarkan parameter-parameter  viskoelastik  rangkak  tekan dan tarik LVL Sengon yang telah dilakukan, seperti ditunjukkan  oleh  diagram  alir  penelitian  pada Gambar 4.  Material LVL Sengon yang digunakan diperoleh  dari  PT.  Sumber  Graha  Sejahtera, Tangerang.  LVL  Sengon  mempunyai  berat  jenis rata-rata 0,344 gr/cm 3 dan kadar air rata-rata 14,3%. OWTJ  dibuat  di  pabrik  dengan  sambungan dirangkai  menggunakan  lem  PF  dan  dikempa dengan tekanan 0,6 psi selama dua jam.

## Gambar 4. Diagram alir penelitian
Eksperimen rangkak OWTJ mensimulasikan sistem struktur lantai dengan dua buah OWTJ, sedangkan beban  lantai  disimulasikan  dengan  silinder  beton sebanyak  42  buah  yang  diletakkan  diatas  lantai plywood setebal  18  mm,  seperti  tampak  pada Gambar  5.  Untuk  mengukur  defleksi, dial  gauge dipasang  pada  kedua  OWTJ  masing-masing  pada tengah  bentang  ( dial  gauge no.  2  dan  5)  dan  di bawah sambungan batang bawah ( dial gauge no. 1, 3,  4,  dan  6).  Sistem  pembebanan  tersebut  setara dengan  pembebanan  sistem  lantai  OWTJ  dengan lantai  beton  setebal 6  cm  dan  penutup  lantai  spesi dan  keramik.  Lama  pengujian  rangkak  217  hari, pada  ruangan  yang  dikontrol  temperaturnya menggunakan air  conditioning (AC)  pada  suhu 25 o C  dan  kelembaban  relatif  (RH)-nya  minimal 65% menggunakan humidifier .

## Gambar 5. Setup pengujian rangkak OWTJ
Data  propertis  material  LVL  Sengon  (modulus elastisitas,  MOE  dan  rasio  Poisson)  untuk  analisis numerik  OWTJ  menggunakan  perangkat  lunak ABAQUS diperoleh dari hasil pengujian kuat tarik dan tekan, sedangkan rasio Poisson ( υ ) didapatkan
dari  hasil  pengujian  LVL  Sengon  yang  dilakukan oleh  Eratodi  &  Awaludin  (2017).  Modulus elastisitas  tarik  ( E t )  dan  tekan  ( E c )  sejajar  serat berturut-turut  adalah  7256  MPa  dan  2898  MPa, sedangkan angka rasio Poisson sebesar 0,22.
Parameter  viskoelastik  yang  digunakan  sebagai masukan  ABAQUS  pada  analisis  numerik  adalah parameter  viskoelastik  model  Prony series n =  3 hasil  pengujian  rangkak  tekan  dan  tarik  LVL Sengon  dengan  level  pembebanan  20%  yang menghasilkan nilai tegangan elemen/batang OWTJ yang  mendekati  nilai  tegangan  elemen/batang OWTJ akibat beban silinder  beton pada pengujian rangkak OWTJ (Basuki et al ., 2020).
Pada  analisis  numerik  sistem  lantai  OWTJ  LVL Sengon ini, dibuat model OWTJ berdasarkan seting pengujian  pada  Gambar  5,  akan  tetapi  hanya ditinjau  satu  OWTJ.  Beban  yang  diperhitungkan hanya  berat  silinder  beton,  sedangkan  berat plywood diabaikan.  Oleh  karena  itu,  Beban  total silinder  beton  di  atas  sistem  lantai  OWTJ  dibagi dua,  kemudian  dikonversi  menjadi  beban  merata pada  permukaan  atas  OWTJ.  Model  OWTJ, pembebanan dan tumpuan seperti ditunjukkan pada Gambar  6.  Selanjutnya  hasil  analisis  numerik  ini dibandingkan  dengan  hasil  pengujian  eksperimen selama 217 hari.

## Gambar 6. Model OWTJ: geometri, pembebanan dan tumpuan
Pada  analisis  menggunakan  ABAQUS  ini,  LVL Sengon  dimodelkan sebagai elemen linear hexahedron dengan tipe C3D8R ( continuum stress / displacement,  three-dimensional, dan 8 nodes, reduced integration ), seperti tampak pada Gambar  7.  Hubungan  antar  elemen-elemen  vinir pada LVL Sengon diasumsikan mempunyai rekatan
yang  sempurna  sehingga  dianggap  tidak  ada  garis rekatan ( glue-line ) pada analisis elemen hingga-nya (FEM). Penyelesaian incremental metode Newton- Raphson digunakan untuk menyelesaikan persamaan  kesetimbangan  non-linier  pada  analisis perilaku rangkak.
Penentuan parameter-parameter elastik dan viskoelastik  pada  bagian  elemen/batang  dalam analisis numerik rangkak OWTJ didekati berdasarkan distribusi tegangan tarik atau tekan dari elemen/batang  OWTJ.  Sedangkan  pada  Gambar  8 menunjukkan  pendekatan  bagian  elemen/batang yang  akan  diberikan  parameter-parameter  elastik dan  viskoelastik  tarik  atau  tekan.  Warna  biru menunjukkan  bagian  batang  dengan  parameter elastik  dan  viskoelastik  tarik,  sedangkan  warna merah  menunjukkan  bagian  batang  dengan parameter elastik dan viskoelastik tekan.

## Gambar 7. Elemen C3D8R (three-dimensional
brick elements) (Khennane, 2013)
Gambar 8. Penentuan parameter elastik dan viskoelastik pada elemen/batang OWTJ

## Hasil dan Pembahasan
Hasil pengujian rangkak pada masing-masing titik penempatan  dial  gauge  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  9,  dimana  tidak  terdapat  perbedaan  yang signifikan  antara  hasil  pembacaan  defleksi  pada
titik-titik penempatan dial gauge  yang  bersesuaian (titik 1 = 4, 2 = 5, dan 3 = 6) antara kedua OWTJ. Defleksi awal rata-rata di titik pengamatan no. 1&4, 2&5,  dan  3&6  berturut-turut  diperoleh  0,64  mm; 0,82  mm;  dan  0,55  mm.  Pada  pengujian  rangkak 217 hari besar defleksi rata-rata di titik pengamatan no. 1&4, 2&5, dan 3&6 berturut-turut  adalah 0,96 mm;  1,19  mm;  dan  0,85  mm,  serta  nilai  faktor rangkaknya  berturut-turut  didapatkan  1,49;  1,45; dan  1,55.  Apabila  dirata-rata  faktor  rangkak  217 hari OWTJ adalah 1,50.
Nilai  defleksi  awal  OWTJ  hasil  pengujian (eksperimen)  dan  analisis  numerik  menggunakan ABAQUS  akibat  beban  merata  silinder  beton disajikan  pada  Tabel  1.  Nilai  defleksi  awal  hasil pengujian  lebih  besar  dibandingkan  hasil  analisis numerik.  Pada  tengah  bentang  antara  hasil pengujian  (0,82  mm)  dan  hasil  analisis  numerik (0,78 mm) mempunyai selisih 0,04 mm, sedangkan defleksi  di  bawah  sambungan  batang  bawah masing-masing  mempunyai  selisih  0,17  mm  dan 0,08  mm,  seperti  ditunjukkan  pada  Tabel  1.  Nilai tersebut menunjukkan perbedaan yang cukup kecil.

## Tabel 1. Defleksi awal OWTJ hasil pengujian dan analisis numerik
Rerata defleksi titik 1 dan 4 (mm) Rerata defleksi titik 2 dan 5 (mm) Rerata defleksi titik 3 dan 6 (mm) Pengujian 0,64 0,82 0,55 Analisis numerik 0,47 0,78 0,47
Pada  analisis  numerik  rangkak  OWTJ,  parameter- parameter  viskoelastik  yang  digunakan  sebagai masukan  dalam  ABAQUS  adalah  parameter- parameter  viskoelastik g dan τ dari  model  Prony series  n = 3 hasil pengujian rangkak tekan dan tarik LVL  Sengon  dengan  level  pembebanan  20% (Basuki et  al .,  2020)  seperti  disajikan  dalam Tabel 2.
Gambar 9. Hasil pengujian rangkak sistem lantai OWTJ LVL Sengon (217 hari)
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 D ef le k si ( x 0 .0 1 mm ) Waktu (hari) Dial gage No. 1 Dial gage No. 2
Dial gage No. 3 Dial gage No. 4 Dial gage No. 5 Dial gage No. 6

## Achmad Basuki, Ali Awaludin, Bambang Suhendro, Suprapto Siswosukarto
Tabel 2. Parameter elastik dan viskoelastik model Prony series rangkak tekan dan Tarik
E (MPa) g 1 𝝉 𝟏 g 2 𝝉 𝟐 g 3 𝝉 𝟑 Tekan 2898 0,07536 0,04170 0,06835 1,96686 0,15814 19,57833 Tarik 7256 0,09156 0,03196 0,11748 5,24905 0,18760 76,88022
Pada  Tabel  3 disajikan  hasil  defleksi  rangkak  dari pengujian dan analisis numerik OWTJ model Prony series n = 3 pada 217 hari, sedangkan  Gambar  10 memperlihatkan secara grafis perbandingan defleksi  rangkak  hasil  pengujian  dan  analisis numerik  OWTJ  menggunakan  model  Prony series n = 3 selama 217 hari.

## Tabel 3. Defleksi rangkak OWTJ hasil pengujian dan analisis numerik pada 217 hari
Rerata defleksi titik 1 dan 4 (mm) Rerata defleksi titik 2, 5 (mm) Rerata defleksi titik 3, 6 (mm) Pengujian 0,97 1,19 0,86 Analisis numerik 0,72 1,20 0,72

## Gambar 10. Perbandingan defleksi hasil pengujian dan analisis numerik OWTJ
Berdasarkan  Gambar  10  tampak  bahwa  defleksi rangkak hasil analisis numerik pada 217 hari di titik pengamatan  2  dan  5  adalah  1,20  mm  atau mempunyai  nilai  faktor  rangkak  sebesar  1,54; sedangkan hasil pengujian rangkak OWTJ diperoleh  faktor  rangkak  1,50.  Rerata  defleksi rangkak  di  titik  pengamatan  1,  3,  4,  dan  6  hasil analisis numerik pada 217 hari adalah 0,72 mm atau faktor  rangkak  sebesar  1,53;  sedangkan  hasil pengujian rangkak OWTJ pada titik pengamatan 1, 3, 4, dan 6 diperoleh rerata faktor rangkak sebesar 1,52.
Prediksi  nilai  faktor  rangkak  OWTJ  pada  umur layan  struktur  25  tahun  (9125  hari)  menggunakan model  Prony series n =  3  diperoleh  sebesar  1,57.
Faktor  rangkak  tersebut  lebih  besar  dibandingkan dengan nilai faktor rangkak yang disyaratkan dalam SNI  7973:2013  sebesar  1,5  untuk  kayu  yang dikeringkan,  glulam  struktural,  balok  I  kayu prapabrikasi,  atau  kayu  komposit  struktural  yang digunakan pada kondisi layan kering. Oleh karena itu, penggunaan material LVL Sengon dalam desain disarankan untuk menggunakan nilai faktor rangkak minimal 1,57 untuk perhitungan defleksi/deformasi akibat pembebanan jangka panjang.
Gambar  11  menunjukkan  besar  tegangan  (S11) yang  terjadi  pada  pengujian  rangkak  OWTJ  pada hari ke-217 dimana tegangan tekan maksimum 0,96 MPa  dan  tegangan  tarik  maksimum  1,41  MPa. Tegangan  ini  dibandingkan  dengan  tegangan  awal hampir tidak berubah, karena proses rangkak yang menyebabkan  terjadinya  pertambahan  defleksi seiring  berjalannya  waktu  diantaranya  karena terjadi reduksi kekuatan materialnya (Naumenko & Altenbach, 2007).
Berdasarkan  parameter  elastik  dan  viskoelastik tekan  dan  tarik  LVL  Sengon  pada  Tabel  2,  maka dapat juga dihitung nilai modulus elastisitas pegas dan  viskositas  dashpot  dari  3  rangkaian  Maxwell dalam  model  Prony  series  n  =  3  untuk  tekan  dan tarik  material  LVL  Sengon  seperti  ditunjukkan dalam Tabel 4.
Tabel 4. Nilai modulus elastisitas dan viskositas 3 rangkaian Maxwell model Prony series n = 3 Parameter elastisitas dan viskositas Tekan Tarik E 1 (MPa) 218 664 η 1 (MPa.hari) 9 21 E 2 (MPa) 198 852 η 2 (MPa.hari) 389 4.474 E 3 (MPa) 458 1.361 η 3 (MPa.hari) 8.973 104.654 Tabel 5. Perubahan nilai modulus elasitisitas tekan (Ec) dan tarik (Et) LVL Sengon Hari ke-t E c,t (MPa) E t,t (MPa) 1 2.576 6.425 7 2.347 5.847 30 2.123 5.295 90 2.027 4.797 217 2.023 4.458
Gambar 11. Analisis numerik tegangan rangkak OWTJ pada 217 hari
Penurunan nilai modulus elastisitas tekan ( E c,t ) dan tarik  ( E t,t )  seiring  berjalannya  waktu  menurut Persamaan  (1)  model  Prony series untuk  waktu  7, 30, 90, dan 217 hari disajikan pada Tabel 5. Nilai tersebut menunjukkan bahwa pada perilaku jangka panjang  LVL  Sengon  terjadi  penurunan  kekuatan material,  sehingga  terjadi  penambahan  defleksi pada  tegangan  yang  tetap.  Dibandingkan  dengan modulus  elastisitas  hasil  pengujian  statik  maka besar penurunan modulus elastisitas pada 217 hari masing-masing  untuk  tekan  ( E c ,217)  dan  Tarik ( E t ,217) berturut turut adalah 30,2% atau 2023 MPa, dan 38,5% atau 4458 MPa.

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: parameter-parameter  viskoelastik  model  Prony series n =  3 rangkak  tekan dan  tarik  LVL  Sengon dapat  digunakan  untuk  memprediksi  rangkak OWTJ LVL Sengon. Nilai faktor rangkak pada 217 hari  hasil  pengujian  dan  analisis  numerik  OWTJ LVL Sengon berkisar 1,50-1,54.
Prediksi  nilai  rangkak  pada  umur  layan  25  tahun sebesar  1,57  atau  lebih  besar  dari  nilai  faktor rangkak  yang  ditetapkan  dalam  SNI  7973:2013 tentang Spesifikasi Desain untuk Konstruksi Kayu yaitu  sebesar  1,5;  untuk  kayu  yang  dikeringkan, glulam  struktural,  balok  I  kayu  prapabrikasi,  atau kayu  komposit  struktural  yang  digunakan  pada kondisi layan kering.

## Ucapan Terima Kasih
Terima kasih kepada Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi atas dukungan dana melalui Hibah  Penelitian  Terapan  Unggulan  Perguruan Tinggi (PTUPT) tahun 2018-2020, dan PT. Sumber Graha  Sejahtera  (SGS),  Tangerang,  yang  telah menyediakan material LVL Sengon dan open web truss  joist (OWTJ)  yang  digunakan  dalam penelitian  rangkak  tekan  dan  tarik,  serta  sistem lantai OWTJ.

## Daftar Pustaka
ABNT  7190.  (1997). NBR  7190  Projeto  de Estruturas de Madeira (Project of Wood Structure) . ABNT-Associaciao Brasileira de Normas Tecnicas.
ASTM D143-09 (2009). Standard Test Methods for Small  Clear  Specimens  of  Timber,  Pennsylvania. USA: ASTM
Awaludin,  A.,  &  Astuti,  P.  (2016).  Study  on utilization of LVL Sengon (paraserianthes falcataria) for  three-hinged gable frame  structures. International Journal of Engineering and Technology  Innovation , 6 (3),  232-241. https:// core.ac.uk/download/pdf/228833584.pdf
Awaludin,  A.,  Firmanti,  A.,  Muslikh,  Theodarmo, H., & Astuti, D. (2017). Wood frame floor model of LVL paraserianthes falcataria. Procedia Engineering , 171 , 113-120. https://doi.org/10.1016/
j.proeng.2017.01.317
Awaludin,  A.,  Irawati,  I.S.,  &  Shulhan,  M.A. (2019). Two-dimensional finite element analysis of the  flexural  resistance  of  LVL  Sengon  non- prismatic  beams. Case  Studies  in  Construction Materials , 10 (e00225), 1-12. https://doi.org/ 10.1016/j.cscm.2019.e00225
Awaludin,  A.,  Shahidan,  S.,  Basuki,  A.,  Zuki, M.S.S.,  &  Nazri,  M.F.  (2018).  Laminated  veneer lumber  (LVL)  Sengon:  an  innovative  sustainable building  material  in  Indonesia. International Journal  of  Integrated  Engineering , 10 (1),  17-22. https://doi.org/10.30880/ijie.2018. 10.01.003
Barbero,  E.J.  (2013). Finite  element  analysis  of composite  materials  using  abaqus .  Boca  Raton: CRC Press.
Basuki,  A.,  Awaludin,  A.,  Suhendro,  B.,  & Siswosukarto, S. (2020). Compression and  tension creep beahviour of laminated veneer lumber (LVL) Sengon (paraserianthes falcataria). Asean Engineering Journal . 11 (1), 73-87. https://doi.org/10.11113/aej.v11.16668
Bodig, J., & Jayne, B. (1982). Mechanics of wood and  wood  composites. Malabar-Florida:  Krieger Publishing Company.
Eratodi, I.G.L.B., & Awaludin, A. (2017). Bending capacity of non-prismatic LVL beams paraserianthes  falcataria. Procedia  Engineering , 171 ,  1362-1369.  https://doi.org/10.1016/j.proeng. 2017.01.439
Gilbert, B.P., Bailleres, H., Zhang, H., & McGavin, R.L.  (2017).  Strength  modelling  of  laminated veneer  lumber  (LVL)  beams. Construction  and Building  Materials , 149 .  https://doi.org/10.1016/ j.conbuildmat.2017.05.153
Gunawan,  J.M.  (2013). Perilaku  Rangkak  (Creep) Balok LVL kayu sengon (Paraserianthes falcataria) Tumpuan  Sederhana .  Jogjakarta:  Universitas Gadjah Mada.
Hunt, D.G. (1999). A unified approach to creep of wood. Mathematical,  Physical  and  Engineering Sciences , 455 (199),  4077-4095.  https://www.jstor. org/stable/53547
Krisnawati, H., Varis, E., Kallio, M., & Kanninen, M. (2011). Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen:
Ecology,  silviculture  and  productivity .  Bogor:
Center for International Forestry Research (CIFOR).
Kullit, R.A. (2013). Perilaku creep balok laminated veneer  lumber  Kayu  Sengon  (paraserianthes falcataria) dengan tumpuan kantilever . Yogyakarta:  Universitas  Gadjah  Mada.  http://etd. repository.ugm.ac.id/penelitian/detail/69371
Morlier,  P.  (2005). Creep  in  timber  structure (P. Morlier (ed.); 8th ed.). London: E & FN SPON.
Naumenko, K., & Altenbach, H. (2007). Modeling of  Creep  for  Structural  Analysis.  Foundations  of Engineering  Mechanics.  In Springer (Issue January).  Springer-Verlag  Berlin  Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-70839-1_1
Piter, J.C., Calvo, C.F., Cuffre, A.G., Rougier, V.C., Zitto,  S.M.A.,  &  Torran,  E.A.  (2007).  Creep  in structural-sized  beams  of  Argentinean  Eucalyptus grandis. Maderas Ciensia y Tecnologia , 9 (2), 117- 126.  https://doi.org/10.4067/S0718-221X2007000 200002
Pusat  Pengelolaan  Dana  Pembiayaan  Perumahan. (2016). Backlog  tahun  2015  turun  menjadi  11,4 juta .  29  Juli  2016.  https://ppdpp.id/backlog-tahun- 2015-turun-menjadi-114-juta/
Thelandersson,  S.  (2003).  Timber  engineering  - general  introduction.  In  S.  Thelandersson  &  H.J. Larsen (Eds.), Timber Engineering (pp. 1-11). West Sussex-England: John Wiley & Sons.
Wusqo,  U.,  Awaludin,  A.,  Setiawan,  A.F.,  & Irawati,  I.S.  (2019).  Study  of  laminated  veneer lumber (LVL) Sengon to concrete joint using two- dimensional  numerical  simulation. Journal  of  the Civil  Engineering  Forum , 5 (3),  275-287.  https:// doi.org/10.22146/jcef.47694
Yazdani,  N.,  Johnson,  E.,  &  Duwadi,  S.  (2004). Creep  effect  in  structural  composite  lumber  for bridge applications. Journal of Bridge Engineering , 9 (1),  87-94.  https://doi.org/10.1061/  (ASCE)1084- 0702(2004)9:1(87)
Zhou, H.Z., Fan, F., & Zhu, E.C. (2010). Buckling of  reticulated  laminated  veneer  lumber  shells  in consideration of the creep. Engineering Structures , 32 (9),  2912-2918.  https://doi.org/10.1016/j.eng struct.2010.05.010