Вплив товщини стінок коробчастих балок на жорсткість мостової ферми з камфорної деревини

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.309345

Ключові слова:

дерев’яний фермовий міст, коробчаста балка, пікове навантаження, жорсткість

Анотація

Мости життєво необхідні для громадського розвитку, і деревина є основним матеріалом завдяки своїм екологічним перевагам. Однак вологопоглинання деревини може спричинити набухання та усадку, а деревина з низькою щільністю, як правило, має меншу міцність. Момент інерції коробчастої балки залежить від товщини стінок і жорсткості. Недостатня товщина стінок може привести до утримання пластичності до пікового навантаження, що знизить цілісність конструкції. Тонкі стінки можуть викликати вигин під дією стискаючих навантажень, що призводить до руйнування. Руйнування фермових мостів також можуть бути викликані помилками проектування. Метою даного дослідження є аналіз впливу товщини стінок коробчастої балки на жорсткість мостових ферм з камфорної деревини. Була використана камфорна деревина з площею поперечного перерізу 1600 мм2, з коробчастими балками розміром 45×45 мм (стінка 12 мм), 50×50 мм (стінка 10 мм), 58×58 мм (стінка 8 мм) та суцільною балкою розміром 40×40 мм (стінка 20 мм). Фізичні випробування показали, що питома вага деревини становить 0,506 г/см3, вологість – 12,47 %. Найбільше пікове навантаження становило 19,613 кН для варіанту BB.58.58.8, який також мав найбільшу жорсткість 3,502 кН/мм. Варіант BB.58.58.5 мав найбільший момент інерції 683733 мм4 порівняно із суцільною балкою SB.40.40.20 – 213333 мм4. Зразок BB.45.45.12 мав відношення t/D в 1,93 рази більше, ніж BB.58.58.8, що вказує на більш гнучку структуру з меншою жорсткістю. Це підтверджується результатами експериментів, які показують, що жорсткість BB.45.45.12 була в 1,73 рази нижче, ніж у BB.58.58.8. Теоретичні розрахунки також показали, що жорсткість BB.45.45.12 у 2,03 рази менше, ніж у BB.58.58.8. Таким чином, відношення t/D обернено пропорційне жорсткості. Дане дослідження дає цінну інформацію для розробки композитних деревних матеріалів у будівництві та проектуванні мостів, особливо мостів у сільській місцевості Індонезії

Спонсор дослідження

  • We would like to thank the Indonesian Ministry of Research, Technology and Higher Education for providing financial support in the DRTPM Research Program for Beginner Lecturers (PPDP), thus helping the completion of this research.

Біографії авторів

Handika Setya Wijaya, Tribhuwana Tunggadewi University

Master of Engineering, Associate Professor

Department of Civil Engineering

Blima Oktaviastuti, Tribhuwana Tunggadewi University

Master of Arts in Vocational Education, Instructor

Department of Civil Engineering

Fifi Damayanti, Tribhuwana Tunggadewi University

Doctor of Engineering, Instructor

Department of Civil Engineering

Yeni Sesti Ariningsih, Tribhuwana Tunggadewi University

Master of Engineering, Experts

Department of Civil Engineering

Посилання

  1. Hadinata, C., Wiguna, A. C. (2016). Perencanaan Jembatan Rangka Baja Air Pedado Kelurahan Kramasan Kecamatan Kertapati Palembang Provinsi Sumatera Selatan. Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
  2. Atmojo, B. T., Huda, M., Siswoyo, S. (2018). Perencanaan ulang struktur jembatan sembayat ii gresik menggunakan balok induk beton prategang “V” pada bentang KE-3. Axial: Jurnal Rekayasa Dan Manajemen Konstruksi, 6 (1), 33. https://doi.org/10.30742/axial.v6i1.473
  3. Marga, D. B. (2023). Jumlah Jembatan Nasional. Jakarta.
  4. Setiadi, M. R., Agustine, D., Abdillah, H. (2021). Pengujian Kayu Balsa Untuk Struktur Jembatan. Jurnal Ilmiah Fakultas Teknik, 2 (1), 14–21.
  5. Suryoatmono, B. (2013). Kayu Rekayasa Sebagai Masa Depan Struktur Kayu Indonesia. In the 2nd Indonesian Structural Engineering And Materials Symposium. Bandung: Jurusan Teknik Sipil Universitas Parahyangan.
  6. Departemen Pekerjaan Umum, Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia (PPKI) (1961). Bandung: DITJEN Cipta Karya.
  7. Tjondro, J. A., Fachmi (2009). Kuat Lentur Balok Penampang Tersusun Box dari Papan Kayu Sengon. In Simposium Nasional Peningkatan Peran FTHH dalam Penelitian dan Pengembangan IPTEK untuk Menunjang Revitalisasi Hasil Hutan Indonesia. Bogor.
  8. Development and evaluation of composite materials (1965). Wear, 8 (4), 324. https://doi.org/10.1016/0043-1648(65)90045-1
  9. Karyadi, Dewi, S. M., Soehardjono, A. (2013). Experimental Investigation on Characteristics of Mechanics of Box-Section Beam Made Of Sliced-Laminated Dendrocalamus Asper under Torsion. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), 3 (4), 2614–2619. https://www.researchgate.net/publication/320707368
  10. Karyadi, Susanto, P. B. (2017). Mechanical characteristics of box-section beam made of sliced-laminated Asian bamboo (Dendrocalamus asper) in bending failure mode under transversal load. AIP Conference Proceedings. https://doi.org/10.1063/1.5003545
  11. Wijaya, H. S., Erizaldy, A. (2020). Kajian Desain Jembatan Sederhana Tipe Hollow Section Truss (HST) dari Material Kayu Kamper. Jurnal Fondasi, 9 (2), 215. https://doi.org/10.36055/jft.v9i2.8522
  12. Ammayappan, L. (2013). Application of enzyme on woolen products for its value addition: An overview. Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, 8 (3).
  13. Zhang, G., Liu, Y., Liu, J., Lan, S., Yang, J. (2022). Causes and statistical characteristics of bridge failures: A review. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 9 (3), 388–406. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2021.12.003
  14. Lehmann, S. (2013). Low carbon construction systems using prefabricated engineered solid wood panels for urban infill to significantly reduce greenhouse gas emissions. Sustainable Cities and Society, 6, 57–67. https://doi.org/10.1016/j.scs.2012.08.004
  15. Spesifikasi desain untuk konstruksi kayu SNI 7973-2013. Available at: https://wiryanto.blog/wp-content/uploads/2017/09/sni-7973-2013-spesifikasi-disain-untuk-konstruksi-kayu-v-3-0.pdf
  16. Wijaya, H. S., Oktaviastuti, B. (2017). Perbandingan kekakuan puntir (torsional stiffness) antara balok kayu kamper berpenampang hollow (box beam) dan solid. Jurnal Reka Buana, 2 (2). Available at: https://jurnal.unitri.ac.id/index.php/rekabuana/article/view/730
  17. Wijaya, H. S., Oktaviastuti, B. (2018). Perbandingan Tegangan Aksial Antara Jembatan Rangka Kayu Box Beam Section dan Konvensional Dari Kayu Kamper. Pros. Semin. Nas. Teknol. Ind. Lingkung. dan Infrastruktur (SENTIKUIN). Available at: https://pro.unitri.ac.id/index.php/sentikuin/article/view/44
  18. Taghiyari, H. R., Ghofrani, M., Ghamsari, F. A. (2017). Effects of adhesive and loading directions on the load-carrying capacity of V-nails. Maderas. Ciencia y Tecnología, ahead. https://doi.org/10.4067/s0718-221x2017005000010
  19. Fernandes, C., Gaspar, M., Pires, J., Alves, A., Simões, R., Rodrigues, J. et al. (2017). Physical, chemical and mechanical properties of Pinus sylvestris wood at five sites in Portugal. IForest - Biogeosciences and Forestry, 10 (4), 669–679. https://doi.org/10.3832/ifor2254-010
  20. Kaya, T. G., Karagüler, M. E. (2017). The Effect of Relative Humidity and Moisture to the Durability of Spruce and Laminated Timber. A/Z : ITU Journal of Faculty of Architecture, 14 (1), 103–110. https://doi.org/10.5505/itujfa.2017.18480
  21. Shanmugam, N. E., Liew, J. Y. R., Lee, S. L. (1989). Thin‐Walled Steel Box Columns under Biaxial Loading. Journal of Structural Engineering, 115 (11), 2706–2726. https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9445(1989)115:11(2706)
  22. Sharma, I., Singh, G. J. (2022). Effect of Outstanding Flanges on Stress Concentration in Box Beam. Civil Engineering and Architecture, 10 (7), 3071–3082. https://doi.org/10.13189/cea.2022.100720
  23. Dupen, B. (2016). Applied Strength of Materials for Engineering Technology. Purdue Univ. Available at: https://core.ac.uk/download/pdf/47233878.pdf
  24. Alhawamdeh, M., Alajarmeh, O., Aravinthan, T., Shelley, T., Schubel, P., Mohammed, A., Zeng, X. (2021). Review on Local Buckling of Hollow Box FRP Profiles in Civil Structural Applications. Polymers, 13 (23), 4159. https://doi.org/10.3390/polym13234159
  25. Erdal, F., Saka, M. P. (2013). Ultimate load carrying capacity of optimally designed steel cellular beams. Journal of Constructional Steel Research, 80, 355–368. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2012.10.007
  26. Calderoni, C., De Matteis, G., Giubileo, C., Mazzolani, F. M. (2006). Flexural and shear behaviour of ancient wooden beams: Experimental and theoretical evaluation. Engineering Structures, 28 (5), 729–744. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2005.09.027
  27. Wasef, S., Wood, R., El Merghani, S., Ikram, S., Curtis, C., Holland, B. et al. (2015). Radiocarbon dating of Sacred Ibis mummies from ancient Egypt. Journal of Archaeological Science: Reports, 4, 355–361. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2015.09.020
  28. Zhou, Y., Yan, W. (2015). Conservation and applications of camphor tree (Cinnamomum camphora) in China: ethnobotany and genetic resources. Genetic Resources and Crop Evolution, 63 (6), 1049–1061. https://doi.org/10.1007/s10722-015-0300-0
  29. Supriyadi, B., Muntohar, A. S. (2007). Jembatan. Yogyakarta: Beta Offset.
  30. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan (P3HH). Petunjuk Praktis Sifat-Sifat Dasar Jenis Kayu Indonesia: A Handbook of Selected Indonesian Wood Species. Indonesia: PT. Pusaka Semesta Persada. Available at: http://www.itto.int/files/user/pdf/publications/PD%20286%2004/pd286-04-6%20rev1(I)%20i.pdf
  31. Kusnindar, A. (2005). Karakteristik Mekanik Kayu Kamper Sebagai Bahan Konstruksi. J. Mektek, 7 (1), 41–47.
  32. Oka, G. (2009). Analisis rasio antara lebar dan tinggi balok terhadap perilaku lentur kayu kamper. Smartek, 7 (1), 24–31.
  33. Widyawati, R. (2009). Perbandingan Kekuatan Butt Joint dan Scraft Joint pada Kayu dengan Alat Sambung Perekat. Rekayasa, 13 (1), 77–87. Available at: https://media.neliti.com/media/publications/140086-ID-perbandingan-kekuatan-butt-joint-dan-sca.pdf
  34. Kirk, R. E., Othmer, D. F., Newburger, S. H. (1953). Encyclopedia of Chemical Technology. Journal of AOAC INTERNATIONAL, 36 (4), 1190a–11191. https://doi.org/10.1093/jaoac/36.4.1190a
  35. Lehringer, C., Gabriel, J. (2014). Review of Recent Research Activities on One-Component PUR-Adhesives for Engineered Wood Products. Materials and Joints in Timber Structures, 405–420. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7811-5_37
  36. Athariqa, D., Oktapia, S. M., Dermawan, D. (2022). Urea-Formaldehid Konsentrat Sebagai Bahan Baku Resin Urea-Formaldehid. Jurnal Rekayasa Hijau, 6 (1), 11–21. https://doi.org/10.26760/jrh.v6i1.11-21
  37. Vargiu, S., Giovanni, S. S., Mazzoleni, G., Nistri, U. (1974). United States Pat. No. US3830783A. Process for the preparation of resins from urea, formaldehyde, methanol and formic acid using three stages. Available at: https://patents.google.com/patent/US3830783A/ja
  38. John, C. W. (2014). Research Design Pendekatan Kualititatif, Kuantitatif, dan Campuran. Yogyakarta.
  39. Sugiyono (2019). Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung.
  40. Chauf, K. A. (2012). The Effect of The End-Joint Applications To The Bending Strength and Flexure Behaviour of The Glulam Beam. INFRASTRUKTUR, 2 (1), 26–35.
  41. Koirala, R., Acharya, A., Chitrakar, S. (2021). Structural Optimization of Simple Span Bridge by Adding Truss Structure. Kathmandu University Journal of Science, Engineering and Technology, 15 (2). https://doi.org/10.3126/kuset.v15i2.63366
  42. Stanković, T., Štorga, M., Marjanović, D. (2012). Synthesis of Truss Structure Designs by NSGA-II and NodeSort Algorithm. Strojniški Vestnik – Journal of Mechanical Engineering, 58 (3), 203–212. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2011.042
  43. Standar Nasional Indonesia, Badan Standarisasi Nasional. Indonesia: Spesifikasi Desain Untuk Konstruksi Kayu.
  44. Hirschmüller, S., Marte, R., Englberger, A. (2020). Applicability of finger jointing to circular laminated veneer hollow sections for temporary soil nailing. European Journal of Wood and Wood Products, 78 (5), 879–889. https://doi.org/10.1007/s00107-020-01577-y
Вплив товщини стінок коробчастих балок на жорсткість мостової ферми з камфорної деревини

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-08-21

Як цитувати

Wijaya, H. S., Oktaviastuti, B., Damayanti, F., & Ariningsih, Y. S. (2024). Вплив товщини стінок коробчастих балок на жорсткість мостової ферми з камфорної деревини. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (130), 17–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.309345

Номер

Том 4 № 1 (130) (2024): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Handika Setya Wijaya, Blima Oktaviastuti, Fifi Damayanti, Yeni Sesti Ariningsih

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.