pengujian atap metal imw 1000

of 14/14
i DAFTAR ISI DAFTAR ISI ............................................................................................................................................................................i DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................................................ ii DAFTAR TABEL ................................................................................................................................................................. ii BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ................................................................................................................................................ 1 1.2 Ruang Lingkup Pekerjaan .......................................................................................................................... 1 1.3 Metoda Pelaksanaan ..................................................................................................................................... 1 1.4 Sistematika Pembahasan ............................................................................................................................ 2 BAB 2 METODOLOGI PENGUJIAN.............................................................................................................................. 3 2.1 Pendahuluan .................................................................................................................................................... 3 2.2 Setting Up (Pemasangan) Sampel Atap Metal & Identifikasi Alat Bantu................................. 3 BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA ................................................................................................................................. 6 3.1 Pendahuluan .................................................................................................................................................... 6 3.2 Hasil Pengujian Sampel Atap Metal ........................................................................................................ 6 3.3 Analisis Hasil Pengujian Sampel Atap Metal ................................................................................... 11 BAB 4 KESIMPULAN ..................................................................................................................................................... 12 4.1 Kesimpulan .................................................................................................................................................... 12

Post on 16-Jan-2016

235 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

sa

TRANSCRIPT

  • i

    DAFTAR ISI

    DAFTAR ISI ............................................................................................................................................................................i

    DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................................................ ii

    DAFTAR TABEL ................................................................................................................................................................. ii

    BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................................................................................... 1

    1.1 Latar Belakang ................................................................................................................................................ 1

    1.2 Ruang Lingkup Pekerjaan .......................................................................................................................... 1

    1.3 Metoda Pelaksanaan ..................................................................................................................................... 1

    1.4 Sistematika Pembahasan ............................................................................................................................ 2

    BAB 2 METODOLOGI PENGUJIAN .............................................................................................................................. 3

    2.1 Pendahuluan .................................................................................................................................................... 3

    2.2 Setting Up (Pemasangan) Sampel Atap Metal & Identifikasi Alat Bantu................................. 3

    BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA ................................................................................................................................. 6

    3.1 Pendahuluan .................................................................................................................................................... 6

    3.2 Hasil Pengujian Sampel Atap Metal ........................................................................................................ 6

    3.3 Analisis Hasil Pengujian Sampel Atap Metal ................................................................................... 11

    BAB 4 KESIMPULAN ..................................................................................................................................................... 12

    4.1 Kesimpulan .................................................................................................................................................... 12

  • ii

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 3.1 Identifikasi Sampel Benda Uji Atap Metal Ex. IMW-1000 ....................................................... 6

    Gambar 3.2 Kondisi Awal (Initial Condition) Sampel Atap Metal (Sebelum Pengujian) ..................... 7

    Gambar 3.3 Kondisi Akhir Sampel Atap Metal (Setelah Pengujian) ............................................................ 7

    Gambar 3.4 Kurva Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 1 ................................................................. 8

    Gambar 3.5 Kurva Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 2 ................................................................. 8

    Gambar 3.6 Kurva Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 3 ................................................................. 9

    DAFTAR TABEL

    Tabel 3.1 Hubungan Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 1 ............................................................. 9

    Tabel 3.2 Hubungan Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 2 .......................................................... 10

    Tabel 3.3 Hubungan Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 3 .......................................................... 10

    Tabel 3.4 Hasil Analisis Karakteristik Penampang Sampel Atap Metal IMW 1000 ........................... 11

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 1 PENDAHULUAN 1

    BAB 1 PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Pengujian eskperimental material atap metal pada skala laboratorium diperlukan untuk

    memvalidasi hasil perhitungan teoretis. Pengujian eksperimental ini dimaksudkan untuk

    memperoleh kekuatan dan kekakuan aktual dari karakteristik material dan penampang. Hasil

    pengujian yang diperoleh dapat memberikan gambaran atau simulasi perilaku penampang

    dengan karakteristik pembebanan yang mirip/mendekati kondisi aktual di lapangan.

    Oleh karena itu, Laboratorium Rekayasa Struktur ITB diminta oleh PT. Indoutama Metal Works

    (IMW) selaku pemilik produk metal roof (atap metal) ex. IMW 1000 dengan ketebalan 0.3 0.5

    mm TCT untuk melakukan pengujian eksperimental skala laboratorium. Pengujian ini

    dimaksudkan untuk memperoleh karakteristik penampang seperti beban, lendutan, dan momen

    maksimum rata rata serta informasi tambahan seperti beban & momen servis rata rata dan

    kekakuan (EI) penampang.

    1.2 Ruang Lingkup Pekerjaan

    Ruang lingkup pekerjaan pengujian atap metal IMW 1000:

    1. Setting up (pemasangan) elemen atap metal (ukuran lembaran 100 x 160 cm) pada

    dudukan dan alat alat bantu (load cell, hydraulic jack, LVDT).

    2. Pengujian elemen atap metal dengan pembebanan bertahap hingga mengalami kegagalan

    (tidak ada penambahan beban).

    3. Analisis penampang berdasarkan hasil pengujian untuk memperoleh karakteristik

    penampang aktual.

    1.3 Metoda Pelaksanaan

    Untuk dapat memperoleh karakteristik penampang aktual, maka diperlukan langkahlangkah

    sebagai berikut:

    a. Pengujian eksperimental atap metal untuk memperoleh kurva beban perpindahan

    untuk level pembebanan tertentu hingga sampel mengalami kegagalan.

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 1 PENDAHULUAN 2

    b. Analisis parameter kekuatan penampang berdasarkan karakteristik penampang aktual

    dan kekakuan berdasarkan panjang bentang dan konfigurasi pembebanan.

    c. Perbandingan nilai parameter kekuatan dan kekakuan penampang aktual hasil

    pengujian eksperimental dan teoretis pemodelan (jika ada).

    1.4 Sistematika Pembahasan

    Laporan berikut membahas metodologi pengujian, hasil pengujian, dan analisis data hasil

    pengujian dengan sistematika sebagai berikut:

    1. Pendahuluan, berisi latar belakang, lingkup pekerjaan, metoda pelaksanaan, dan sistematika

    pembahasan.

    2. Metodologi Pengujian, berisi metoda setting up pengujian dan identifikasi lokasi pencatatan

    data pengujian.

    3. Hasil & Analisis Data, berisi resume hasil pengujian skala laboratorium dan analisis

    karakteristik penampang.

    4. Kesimpulan.

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 2 METODOLOGI PENGUJIAN 3

    BAB 2 METODOLOGI PENGUJIAN

    2.1 Pendahuluan

    Pada bab ini akan dibahas metodologi pengujian eksperimental yang dilakukan di laboratorium

    antara lain proses pemasangan sampel atap metal dan identifikasi alat bantu yang digunakan.

    2.2 Setting Up (Pemasangan) Sampel Atap Metal & Identifikasi Alat Bantu

    Sketsa pemasangan sampel atap metal dapat dilihat pada gambar berikut:

    Gambar 2.1 Sketsa Pemasangan (Setting Up) Sampel Atap Metal dan Identifikasi Alat Bantu

    Keterangan alat bantu yang digunakan:

    LC = Load Cell, sensor pencatat besar beban yang diterima sampel

    LVDT = Linear Variable Differential Transformer, sensor pencatat besar perpindahan

    yang terjadi

    Pembebanan bertahap diberikan pada sampel melalui sistem hidrolis (hydraulic jack) dan

    ditransfer dengan lengan baja di tengah bentang (lihat Gambar 2.2) hingga sampel atap metal

    mengalami kegagalan. Posisi sensor perpindahan (LVDT) diletakkan di bagian bawah (tengah

    dan seperempat bentang) dan sensor beban (LC) diletakkan di bagian atas (tengah bentang)

    lihat Gambar 2.3. Masing masing sensor disambungkan ke data logger untuk keperluan

    pencatatan (recording).

    1400 100 100

    LC

    LVDT-1 s.d 3 LVDT-4

    Sampel Atap Metal

    700 700

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 2 METODOLOGI PENGUJIAN 4

    Gambar 2.2 Pemasangan (Setting Up) Sampel Atap Metal dan Alat Bantu Laboratorium

    Gambar 2.3 Pemasangan Sensor Load Cell & LVDT Laboratorium

    Load Cell

    LVDT

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 2 METODOLOGI PENGUJIAN 5

    Beberapa persyaratan nilai batas lendutan servis berdasarkan beberapa peraturan yang

    berlaku dapat dilihat pada deskripsi berikut.

    AISI (American Iron and Steel Institute) LRFD 1996 mensyaratkan lendutan pada tengah

    bentang batang bawah (bottom chord) struktur kuda kuda baja ringan akibat beban gravitasi,

    tidak termasuk berat sendiri, tidak boleh melebihi batasan berikut:

    L/360 untuk tipe plafond dengan plester

    L/240 untuk tipe plafond fleksibel

    L/180 untuk tipe plafond tanpa finishing

    L/480 untuk sistem lantai

    SNI (Standar Nasional Indonesia) 03-1729-2002 mensyaratkan batas batas lendutan untuk

    keadaan kemampuan-layan batas harus sesuai dengan struktur, fungsi penggunaan, sifat

    pembebanan, serta elemen elemen yang didukung oleh struktur tersebut.

    Komponen struktur dengan beban tidak terfaktor

    Beban tetap Beban sementara

    Balok pemikul dinding atau finishing yang getas

    L/360 -

    Balok biasa L/240 - Kolom dengan analisis order pertama h/500 h/200 Kolom dengan analisis order kedua h/300 h/200

    ASCE (American Society of Civil Engineer) 7-10 Commentary Appendix C mensyaratkan nilai

    defleksi umum untuk elemen horisontal dengan beban hidup penuh adalah sebesar L/360 dan

    L/240 untuk elemen atap.

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA 6

    BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA

    3.1 Pendahuluan

    Pada bab ini akan dibahas hasil pengujian atap metal yang terdiri dari kurva beban

    perpindahan untuk masing masing sensor serta analisis karakteristik kekuatan dan kekakuan

    penampang. Identifikasi sampel benda uji atap metal ex. IMW-1000 dapat dilihat pada gambar

    berikut:

    Gambar 3.1 Identifikasi Sampel Benda Uji Atap Metal Ex. IMW-1000

    3.2 Hasil Pengujian Sampel Atap Metal

    Pengujian beban bertahap dilakukan pada sampel atap metal dengan konfigurasi seperti

    Gambar 2.2. Kondisi awal sampel atap sebelum pengujian adalah tegak lurus terhadap beban

    yang diberikan. Kondisi ini dapat diamati pada gambar berikut:

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA 7

    Gambar 3.2 Kondisi Awal (Initial Condition) Sampel Atap Metal (Sebelum Pengujian)

    Sedangkan kondisi akhir (setelah pengujian) dapat dilihat pada gambar berikut:

    Gambar 3.3 Kondisi Akhir Sampel Atap Metal (Setelah Pengujian)

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA 8

    Kurva beban perpindahan pada sampel IMW 1000 1 s/d 3 dapat dilihat pada gambar berikut:

    Gambar 3.4 Kurva Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 1

    Gambar 3.5 Kurva Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 2

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA 9

    Gambar 3.6 Kurva Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 3

    Tabulasi hasil pengujian beban perpindahan sampel dapat dilihat pada tabel berikut:

    Tabel 3.1 Hubungan Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 1

    Beban (kg)Perpindahan-1

    (mm)

    Perpindahan-2

    (mm)

    Perpindahan-3

    (mm)

    Perpindahan-4

    (mm)

    0 0 0 0 0

    10 0.56 0.62 0.6 0.6

    15 0.86 0.94 0.9 0.84

    23 1.42 1.64 1.68 1.44

    30 1.82 2.08 2.1 1.82

    38 2.26 2.54 2.56 2.22

    58 3.3 3.86 3.84 3.3

    60 3.5 4.06 4 3.44

    78 4.5 5.22 5.16 4.44

    80 4.8 5.52 5.44 4.66

    85 5.14 5.96 5.92 5.1

    98 5.92 6.8 6.7 5.72

    110 7.08 8.2 8.16 6.92

    123 8.26 9.6 9.64 8.12

    133 9.24 10.72 11 9.08

    130 14.22 17.4 19.3 13.2

    120 17.3 21.64 24.2 16.92

    110 21.44 26.44 29.36 18.98

    100 28.6 33.88 37.1 23.86

    93 43.82 50.38 55.26 34.78

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA 10

    Tabel 3.2 Hubungan Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 2

    Tabel 3.3 Hubungan Beban Perpindahan Sampel IMW 1000 3

    Beban (kg)Perpindahan-1

    (mm)

    Perpindahan-2

    (mm)

    Perpindahan-3

    (mm)

    Perpindahan-4

    (mm)

    0 0 0 0 0

    18 1.86 1.92 1.86 1.66

    38 2.92 3.04 2.92 2.5

    55 3.88 4 3.78 3.18

    70 4.72 4.86 4.6 3.9

    80 5.54 5.76 5.46 4.64

    90 6.14 6.42 6.08 5.22

    100 6.86 7.14 6.76 5.8

    113 7.7 8.04 7.76 6.64

    123 8.62 8.94 8.72 7.4

    138 9.72 10.02 9.78 8.34

    150 10.92 11.16 10.88 9.18

    160 13.2 13.3 13.02 10.5

    160 16.74 17.28 16.34 13.1

    158 22.62 23.48 21.88 17.26

    155 30 30.46 28.38 22.1

    138 37.82 37.84 35.28 27.4

    Beban (kg)Perpindahan-1

    (mm)

    Perpindahan-2

    (mm)

    Perpindahan-3

    (mm)

    Perpindahan-4

    (mm)

    0 0 0 0 0

    13 1.02 1.26 1.38 0.96

    23 1.68 2.02 2.22 1.56

    33 2.32 2.74 2.94 2.1

    43 3.08 3.54 3.78 2.8

    53 3.66 4.12 4.3 3.22

    63 4.34 4.92 5.14 3.94

    68 4.9 5.56 5.8 4.42

    83 5.86 6.58 6.74 5.3

    90 6.66 7.46 7.68 6.04

    103 7.66 8.46 8.64 6.9

    110 8.28 9.12 9.28 7.5

    120 9.1 9.94 10.06 8.16

    130 9.84 10.68 10.74 8.78

    143 11.22 11.9 11.9 9.76

    148 13.58 14.28 14.14 11.14

    150 14.2 14.96 14.76 11.6

    148 17.42 18.56 17.84 13.94

    148 23.82 24.96 23.54 18.18

    150 29.36 30.36 28.72 21.88

    150 36.4 37.72 36.3 26.92

    125 36.84 38.04 36.68 27.18

    125 44.18 45.44 44.12 32.34

    123 47.02 48.38 47.16 34.4

    115 54.04 55.28 53.82 38.9

    110 57.04 58.28 56.88 40.96

    100 63.52 64.76 63.26 45.36

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 3 HASIL & ANALISIS DATA 11

    3.3 Analisis Hasil Pengujian Sampel Atap Metal

    Analisis karakteristik penampang yang dilakukan antara lain beban, lendutan, momen

    maksimum dan servis serta nilai kekakuan (EI) servis. Nilai parameter servis diambil

    berdasarkan nilai perpindahan yang mendekati batas lendutan (perpindahan) yang disyaratkan

    peraturan (diambil L/240 5.8 mm), dimana L adalah panjang bentang (1400 mm).

    Beberapa persamaan umum (diperoleh dari asumsi balok lentur lebar 1 meter dengan beban

    terpusat di tengah) yang digunakan untuk analisis adalah:

    Momen, M (kN. m) = 0.35 Beban, P (kN)

    Kekakuan, EI (N. mm2) = 5.7 107 Beban, P (N)

    Perpindahan, (mm)

    Hasil analisis karakterisitik penampang sampel atap dapat dilihat pada tabel berikut:

    Tabel 3.4 Hasil Analisis Karakteristik Penampang Sampel Atap Metal IMW 1000

    IMW 1000 - 1 IMW 1000 - 2 IMW 1000 - 3

    1

    Beban

    maksimum,

    Pmax

    kg 133 160 150 147.667

    2

    Perpindahan

    maksimum,

    max

    mm 10.32 13.17 14.64 12.711

    3

    Momen

    maksimum,

    Mmax

    kN.m 0.457 0.549 0.515 0.507

    4Beban servis,

    Pserviskg 85 80 78 81.0

    5Perpindahan

    servis, servismm 5.8 5.8 5.8 5.80

    6Momen

    servis, MserviskN.m 0.292 0.275 0.268 0.28

    7 EIservis N.mm2 8.2E+09 7.7E+09 7.5E+09 7.8E+09

    Identifikasi Sampel Atap Metal Type IMW 1000Parameter SatuanNo. Rata - rata

  • Pengujian Atap Metal IMW-1000

    Laboratorium Rekayasa Struktur ITB | BAB 4 KESIMPULAN 12

    BAB 4 KESIMPULAN

    4.1 Kesimpulan

    Berdasarkan hasil pengujian eksperimental sampel atap metal IMW 1000, dapat diperoleh

    kesimpulan sebagai berikut:

    1. Karakteristik penampang atap metal IWF 1000 rata rata yang diperoleh berdasarkan

    pengujian eksperimental (dengan metoda pembebanan terpusat di tengah) 3 sampel atap

    metal antara lain:

    a. Beban maksimum = 147.67 kg = 1.45 kN

    b. Perpindahan maksimum = 12.7 mm = 0.013 m

    c. Momen maksimum = 0.507 kN.m

    d. Beban servis = 81 kg = 0.795 kN

    e. Perpindahan servis = 5.88 mm = 0.006 m

    f. Momen servis = 0.28 kN.m

    g. Kekakuan (EI) servis = 7.8 x 109 N.mm2

    2. Hasil karakteristik kekuatan (beban, perpindahan, dan momen) penampang atap metal

    ini merupakan perilaku aktual penampang saat dikenai pembebanan merata terpusat

    di tengah bentang. Hasil kapasitas kekuatan aktual ini dapat dibandingkan dengan

    penampang yang sama dan sistem pembebanan yang tipikal. Jika pembebanan yang

    terjadi berbeda, maka diperlukan analisis teoretis lebih lanjut untuk dapat memperoleh

    kapasitas penampang yang lebih akurat.

    3. Hasil karakteristik kekakuan (EI) penampang atap metal ini merepresentasikan nilai

    modulus elastis material (E) dan inersia penampang (I). Dalam hal ini, nilai kekakuan

    penampang tidak bergantung pada sistem pembebanan yang diberikan, tetapi

    bergantung pada korelasi antara beban, perpindahan, dan panjang bentang.