BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.2. Landasan Teori
2.2.3. Bambu
Sifat-sifat dasar pada bambu meliputi:
1. Sifat Fisika
a. Kandungan Air
Menurut Leise (1980), kandungan air dalam batang bambu bervariasi baik arah memanjang maupun arah melintang. Hal itu juga tergantung pada umur, waktu penebangan, dan jenis bambu.
Untuk menghitu ng kadar air benda uji tersebut dapat digunakan rumus sebagai berikut :
= × 100 % Dengan :
Wb= berat kering udara Wa = berat kering oven Ka = kadar air (%) b. Penyusutan
Menurut Prawiroatmodjo (1990), perubahan dimensi bambu tidak sama dalam ketiga arah struktur radial, tangensial dan longitudinal sehingga kayu atau bambu bersifat anisotropik.
c. Berat Jenis
Berat jenis bambu adalah perbandingan berat bambu terhadap berat suatu volume air yang sama dengan volume bambu tersebut. Menurut Leise (1980), berat jenis bambu berkisar antara 0,5 – 0,9 gr/cm2. Tabel 2.5. Berat Jenis Dari 6 Jenis Bambu (gr/cm2)
Jeni Nilai berat jenis
Apus 0,590 Legi 0,613 Wulung 0,685 Petung 0,717 Ori 0,744 Ampel 0,769 Rata-rata 0,685 Sumber : Hakim, 1987 2. Sifat Kim ia
Penelitian sifat kim ia bambu telah dilakukan o leh Sumadiwangsa (1988) dalam Ganie (2008) meliputi penetapan kadar selulosa, lignin, pentosan, abu, silika, kelarutan dalam air dingin, air panas, dan alkohol benzen. Hasil pengujian menunjukan bahwa kadar selulosa berkisar antara 42,4%-53,6%, kadar lignin bambu berkisar antara 19,8%-26,2%, kadar pentosan
1,24%-3,77%, kadar abu 1,24%-3,77% , kadar s ilika 0,10%-1,78%, kadar kelarutan dalam air d ingin 4,5%-9,9%, air panas 5,3%-11,8%, kadar kelarutan dalam alkohol benzen 0,9% -6,9%.
3. Sifat Mekan ik Bambu a. Kuat Tarik Bambu
Kuat tarik bambu yaitu suatu ukuran kekuatan bambu dalam hal kemampuannya untuk menahan gaya yang cederung menyebabkan bambu itu terlepas satu sama lain. Kekuatan tarik d ibedakan menjadi dua macam yaitu kekuatan tarik tegak lurus serat dan kekuatan tarik sejajar serat. Kekuatan tarik sejajar arah serat merupakan kekuatan tarik yang terbesar pada bambu. Kekuatan tarik tegak lurus serat mempunyai hubungan dengan ketahanan bambu terhadap pembelahan.
Untuk menghitung b esarnya tegangan tarik dari bambu sejajar serat dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
Dengan :
= kekuatan/tegangan tarik bambu Pmaks = beban tarik maksimum
A = luas tampang tarik bambu
Gambar 2. 3. Batang Bambu Menerima Gaya Tarik
Kekuatan tarik bambu untuk menahan gaya-gaya tarik berbeda-beda pada bagian batang dalam atau bagian luar, garis-ten gah batang (batang yang langsing memiliki ketahanan terhadap gaya tarik yang lebih tinggi), serta pada bagian batang mana yang digun akan karena bagian kepala atau ujung mem iliki kekuatan terhadap gaya tarik yang 12% lebih rendah dibandingkan dengan bagian batang kaki atau pangkal.
Tabel. 2. 6. Kuat Tarik Bambu Kering Oven
Sumber :Morisco, (1996)
Dari tabel diatas terlihat bahwa kekuatan bambu dengan nodia lebih rendah dari bambu tanpa nodia. Turunnya kekuatan ini disebabkan karena serat bambu di sekitar nodia tidak lurus, sebagian berbelok menjauhi sumbu batang sedang sebagian lain berbelok menuju sumbu batang.
b. Kuat Tekan Bambu
Kekuatan tekan merupakan kekuatan bambu untuk menahan gaya dari luar yang datang pada arah sejajar serat yang cenderung memperpendek atau menekan bagian bambu secara bersama-sama (Pathurahman, 1998).
Gaya tekan yang bekerja sejajar serat bambu akan menimbulkan bahaya tekuk pada bambu sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan menimbulkan retak pada bambu.
Untuk menghitung besarnya kuat tekan/tegangan tekan bambu sejajar serat dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
=
= ; = Dengan :
= ke kuatan/tegangan tekan bam bu
= kekuatan/tegangan tekan pada batas maksimum A = luas tampang tekan bambu
Jenis Bambu
Kuat Tarik (Kg/cm2) Tanp a Nodia Dengan Nodia
Ori 2968 1305
Petung 1938 1183
Wulung 1693 1499
Pn = beban tekan bambu Pmaks = beban tekan maksimum E = modulus elastisitas
p = kekuatan/tegangan tekan pada batas elastic p = regangan tekan pada batas elastic
Gambar 2. 4. Batang Bambu Menerima Gaya Tekan Tegak Lurus Serat
Kekuatan tekan bambu semakin tinggi dari pangkal menuju ujung, sesuai dengan meningkatnya jumlah serat sklerenkim yang merupakan pendukung utama keteguhan bambu dan dipengaruhi oleh berat jenis dan masa dari bambu tersebut.
Jadi kekuatan tekan dari bambu meningkat dari pangkal menuju ujung seiring dengan berkurangnya kadar air/kenaikan berat jenis dari bambu tersebut juga diakibatkan prosentase kulit (bagian yang keras) terhadap tebal dinding pada ujung lebih besar dari pangkal.
c. Kuat Geser
Kekuatan geser adalah ukuran kekuatan bambu dalam hal kemampuannya menahan gaya-gaya yang membuat suatu bagian bambu bergeser dari bagian lain didekatnya.
Kekuatan geser berbeda-beda pada tebalnya dinding batang bambu (kekuatan geser pada dinding bambu 10 mm menjadi 11% lebih rendah daripada dinding bambu setebal 6 mm), pada bagian ruas dan bagian antara ruas batang bambu. Bambu umur 5 tahun mempunyai keteguhan tekan sejajar serat tertinggi.
Nilai kuat geser bambu memiliki prinsip dan hubungan yang sama dengan kuat tekan bambu dimana kekuatan geser bambu juga turut dipengaruhi oleh berat jenis bambu dan masa serat dari bambu itu sendiri. A P = Dengan:
= kekuatan/tegangan geser bambu
P = beban maksimum (kg) A = luas bidang geser (cm2)
d. Kuat Lentur Bambu
Kuat Lentur merupakan ukuran kemampuan suatu bahan menahan lentur (Beban) yang bekerja tegak lurus sumbu memanjang serat di tengah-tengah bahan yang di tumpu pada kedua ujungnya tanpa terjdi perubahan bentuk yang tetap.
Kuat Lentur dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam, yaitu kuat Lentur statik dan kuat Lentur pukul. Kuat Lentur statik menunjukkan kekuatan bambu dalam menahan gaya yang mengenainya perlahan-lahan, sedangkan kuat Lentur pukul adalah kekuatan bambu dalam menahan gaya yang mengenainya secara mendadak.
Balok bambu yang terletak pada dua tumpuan atau lebih, bila menerima beban berlebihan akan melengkung/melentur. Pada bagian sisi atas balok akan terjadi tegangan tekan dan pada sisi bawah akan terjadi tegangan tarik yang besar (lihat Gambar 2.6). Akibat tegangan tarik yang melampaui batas kemampuan bambu maka akan terjadi regangan yang cukup berbahaya.
2 . . 2 3 h b PI = Dengan: = kekuatan/tegangan lentur P = beban maksimum (kg) L = bentang bebas (cm) b = lebar benda uji (cm) h = tebal benda uji (cm)
2. 2. 3. 1. Tegangan Ijin Bambu Untuk Perancangan
Dalam perancangan struktur, bangunan yang akan dibuat harus ekonomis, aman dan tidak mengkhawatirkan. Kekuatan bambu sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, kesuburan tanah serta lokasi tempat tumbuh. Perancangan struktur harus didasarkan kekuatan bambu dengan memperhitungkan faktor aman secukupnya.
Menyadari bahwa pemakaian bambu sebagai bahan bangunan cukup banyak dijumpai di berbagai daerah di Indonesia, Departemen Pekerjaan Umum melalui Pusat penelitian dan Pengembangan Pemukiman telah melakukan penelitian mendalam tentang bambu khususnya dalam upaya untuk membuat pedoman bagi masyarakat untuk mengetahui sifat fisik dan mekanika bambu. Adapun hasil penelitian selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2. 7.
Tabel 2. 7. Kuat batas dan tegangan ijin bambu (Morisco, 1999)
Pada Tabel 2. 7 merekomendasikan tegangan ijin yang dapat dipakai oleh berbagai macam bambu. Tentunya tegangan ijin yang direkomendasikan ini cenderung berada pada posisi yang aman untuk pemakaian. Dengan demikian angka-angka tersebut jika dipakai sebagai dasar dalam perancangan tentunya akan menghasilkan struktur yang konservatif.
Dalam praktek bambu sering dipasang dalam keadaan masih segar sehabis dipotong dari rumpun. Setelah terpasang pada bangunan, secara berangsur-angsur air bambu akan menguap. Prawirohatmodjo (1990) telah membuktikan bahwa pemakaian bambu segar tidak membahayakan, karena setelah bambu kering kekuatannya bahkan sedikit meningkat.
2. 2. 3. 2.Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis
Pemilihan secara mekanis untuk mendapatkan modulus elastisitas lentur harus dilakukan dengan mengikuti standar pemilahan mekanis yang baku. Berdasarkan modulus elastis lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan lainnya dapat diambil mengikuti Tabel 2.8 Kuat acuan yang berbeda dengan Tabel 2.8 dapat digunakan apabila ada pembuktian secara eksperimental yang mengikuti standar-standar eksperimen yang baku.
Tabel 2. 8. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara mekanis pada kadar air 15% ( berdasarkan PKKI NI - 5 2002 )
Dimana : Ew = Modulus elastis lentur Fb = Kuat lentur
Ft = Kuat tarik sejajar serat Fc = Kuat tekan sejajar serat Fv = Kuat Geser