HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Sifat Mekanis Kayu
4.2.2 Embedding Strength
Pengujian pembenaman paku kedalam balok menghasilkan nilai beban maksimum yang nantinya dibagi dengan luasan terbesar daerah kayu yang terbenam oleh paku, nilainya selanjutnya digunakan sebagai nilai Fem (kekuatan
alat sambung yang masuk kedalam balok utama, psi.), dengan rincian seperti pada Tabel 10.
Tabel 10 Rata-rata kekuatan alat sambung yang masuk kedalam balok utama (Fem)
Jenis Kayu Diameter (mm) Fem (kg/cm²) Fem (psi) Meranti Merah 4.1 232 3302 5.2 240 3410 5.5 236 3360 Mabang 4.1 308 4375 5.2 344 4896 5.5 348 4955 Kempas 4.1 347 4930 5.2 505 7181 5.5 485 6898 Bangkirai 4.1 452 6428 5.2 498 7076 5.5 516 7344
Nilai Yield Mode (Z) yang diperbandingkan hanya tipe kerusakan yang ke IV karena nilai yang diperoleh terkecil, artinya model ini paling kritis. Tipe kerusakan ke IV inilah yang nantinya akan dibandingkan dengan sesaran 0.35 mm, 0.8 mm, 1.5 mm dan 5 mm pada data pendekatan D. Nilai desain acuan yang minimum inilah yang nantinya digunakan untuk menghitung penggunaan sebuah paku pada suatu konstruksi bangunan.
Setelah semua data didapatkan (data lengkap nilai desain acuan sambungan double shear empat jenis kayu – pelat baja disajikan dalam tabel lampiran 11, 12, 13 dan 14), dilanjutkan dengan menghitung nilai Yield Mode (Z) atau nilai desain acuan sambungan double shear untuk masing- masing jenis kayu dan didapatkan hasil sebagaimana disajikan pada Tabel 11.
Tabel 11 Nilai Desain Acuan Sambungan Double Shear (Z) kayu Meranti Merah – Pelat Baja
Mode Kerusakan Diameter Paku (mm) Pendekatan (Kg) Sesaran (mm)
A B C D IV 4.1 226 158 185 43 0.35 88 0.8 146 1.5 163 5 5.2 329 191 244 89 0.35 151 0.8 239 1.5 166 5 5.5 295 208 257 80 0.35 142 0.8 278 1.5 209 5
Berdasarkan data tabel diatas dapat diketahui nilai desain acuan sambungan double shear kayu meranti merah-pelat baja pada diameter paku 4.1mm berkisar antara 43-226 kg. Nilai tertinggi didapatkan pada pendekatan A sebesar 226 kg sedangkan nilai terendah dihasilkan dari pendekatan D pada sesaran 0.35 mm sebesar 43 kg. Pada paku diameter 5.2 mm nilainya berkisar antara 89-329 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 89 kg dan tertinggi pada pendekatan A yaitu sebesar 329 kg. Begitu halnya pada paku diameter 5.5 mm nilainya berkisar antara 80-295 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 80 kg dan tertinggi pada pendekatan A yaitu sebesar 295 kg.
Nilai desain acuan sambungan double shear kayu meranti merah-pelat baja pada diameter 5.2 mm lebih tinggi daripada diameter 5.5 mm pada pendekatan A dan pendekatan D (Tabel 12). Menurut analisis pendekatan A hal ini diduga karena kondisi paku diameter 5.5 mm merupakan paku yang mutu bajanya berbeda dengan paku diameter 4.1 mm dan paku diameter 5.2 mm. Hal ini disebabkan karena paku 5.5 mm tersebut sudah tidak beredar lagi dipasaran. Menurut analisis pendekatan D hal ini disebabkan karena penggunaan paku
berukuran kecil tidak mampu menahan beban yang terjadi dengan kuat, sedangkan paku berdiameter besar (5,5 mm) dapat menyebabkan kerusakan serat-serat kayu sehingga terjadi perlemahan pada kekuatan sambungan double shear (Sriyanto, 2009).
Tabel 12 Nilai Desain Acuan Sambungan Double Shear (Z) kayu Mabang – Pelat Baja
Mode Kerusakan Diameter Paku (mm) Pendekatan Sesaran (mm)
A B C D IV 4.1 258 218 256 189 0.35 280 0.8 341 1.5 218 5 5.2 390 276 337 184 0.35 356 0.8 502 1.5 276 5 5.5 354 291 355 84 0.35 159 0.8 300 1.5 272 5
Berdasarkan data Tabel 12 diatas dapat diketahui nilai desain acuan sambungan double shear kayu mabang - pelat baja pada diameter paku 4.1mm didapatkan nilai berkisar antara 189-341 kg. Nilai tertinggi didapatkan pada pendekatan D sesaran 1.5 mm sebesar 341 kg sedangkan nilai terendah dihasilkan pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 189 kg. Pada paku diameter 5.2 mm nilainya berkisar antara 184-502 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 184 k g dan tertinggi pada pendekatan D dengan sesaran 1.5 mm yaitu sebesar 502 kg. Begitu halnya pada paku diameter 5.5 mm nilainya berkisar antara 84-355 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 84 kg dan tertinggi pada pendekatan C yaitu sebesar 355 kg.
Semakin besar diameter paku maka akan semakin besar pula kekuatan sambungannya. Namun pada pendekatan D pada sambungan dengan
menggunakan kayu mabang terjadi perbedaan, semakin besar diameter paku maka kekuatan sambungannya semakin kecil, hal ini dikatakan dalam Sriyanto (2009) bahwa perlakuan sambungan pada kayu mabang tidak dapat menggunakan paku yang besar, karena akan merusak serat – serat kayu dan menyebabkan terjadinya perlemahan kekuatan sambungan double shear balok kayu mabang - pelat baja.
Tabel 13 Nilai Desain Acuan Sambungan Double Shear (Z) kayu Kempas – Pelat Baja
Berdasarkan data Tabel 13 diatas dapat diketahui nilai desain acuan sambungan double shear kayu kempas - pelat baja pada diameter paku 4.1 mm didapatkan nilai berkisar antara 178-376 kg. Nilai tertinggi didapatkan pada pendekatan D sesaran 1.5 mm sebesar 376 kg sedangkan nilai terendah dihasilkan pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 178 kg. Pada paku diameter 5.2 mm nilainya berkisar antara 229-586 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 229 kg dan tertinggi pada pendekatan D dengan sesaran 1.5 mm yaitu sebesar 586 kg. Begitu halnya pada paku diameter 5.5 mm nilainya berkisar antara 126-417 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 84 kg dan tertinggi pada pendekatan C yaitu sebesar 417 kg.
Mode Kerusakan Diameter Paku (mm)
Pendekatan (Kg) Sesaran (mm) A B C D IV 4.1 273 221 300 178 0.35 277 0.8 376 1.5 225 5 5.2 464 276 396 229 0.35 414 0.8 586 1.5 327 5 5.5 412 291 417 126 0.35 204 0.8 330 1.5 327 5
Tabel 14 Nilai Desain Acuan Sambungan Double Shear (Z) kayu Bangkirai – Pelat
Baja
Mode Kerusakan Diameter Paku (mm) Pendekatan (Kg) Sesaran (mm)
A B C D IV 4.1 308 228 291 41 0.35 103 0.8 193 1.5 243 5 5.2 461 290 384 116 0.35 221 0.8 399 1.5 331 5 5.5 423 322 404 109 0.35 225 0.8 363 1.5 352 5
Berdasarkan data Tabel 14 diatas dapat diketahui nilai desain acuan sambungan double shear kayu bangkirai - pelat baja pada diameter paku 4.1 mm didapatkan nilai berkisar antara 41-308 kg. Nilai tertinggi didapatkan pada pendekatan A sebesar 308 kg sedangkan nilai terendah dihasilkan pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 41 kg. Pada paku diameter 5.2 mm nilainya berkisar antara 116-461 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 116 kg dan tertinggi pada pendekatan A yaitu sebesar 461 kg. Begitu halnya pada paku diameter 5.5 mm nilainya berkisar antara 109-423 kg. Nilai terendah terdapat pada pendekatan D dengan sesaran 0.35 mm sebesar 109 kg dan tertinggi pada pendekatan A yaitu sebesar 423 kg.
Kayu bangkirai memiliki kerapatan dan berat jenis yang lebih tinggi dibandingkan ketiga kayu lainnya, tetapi kekuatan sambungannya untuk pendekatan D lebih rendah dibandingkan dengan dua kayu lainnya kecuali kayu meranti merah. Dalam Atlas Kayu Indonesia disebutkan bahwa nilai keteguhan tekan sejajar serat untuk kayu bangkirai memiliki tegangan maksimum sebesar 6.27 kg/cm2, sedangkan ketiga kayu lainnya memiliki tegangan maksimum berkisar 180-592 kg/cm2.Hal inilah yang menyebabkan kekuatan sambungan
double shear kayu bangkirai sejajar serat pada pendekatan D nilainya lebih rendah dibandingkan ketiga kayu lainnya.
Berdasarkan data tabel diatas dapat diketahui bahwa standar Amerika (Wood Handbook, 1999) memberikan batas aman untuk sambungan paku double shear pada sesaran 0.35 mm.
Batas beban lateral maksimum dicapai pada sesaran 0.8 mm berdasarkan standar Australia (Standard Association of Australia (SAA)), sedangkan standar Indonesia dalam Peraturan Konstruksi Indonesia (PKKI-NI 61, 1979) menetapkan pada sesaran 1.5 mm, dan 5 mm adalah sesaran yang diduga sambungan tersebut telah mengalami kerusakan.
Kayu kempas menghasilkan nilai desain acuan paling besar pada sesaran 0.35mm yaitu sebesar 229 kg dengan menggunakan paku diameter 5.2 mm. sedangkan pada paku diameter 4.1 mm - kayu mabang menghasilkan nilai desain acuan paling besar pada sesaran 0.35 mm dengan nilai 189 kg. Pada paku diameter 5.5 mm dengan sesaran 0.35 mm didapatkan nilai desain acuan paling besar dengan menggunakan kayu kempas yang mampu menerima beban sebesar 126 kg.
Perbedaan nilai desain acuan sambungan tersebut dipengaruhi oleh faktor jenis paku yang digunakan dan kayu yang mempunyai sifat ortotropis sehingga nilainya dapat bervariasi.
Berdasarkan data diatas dapat diketahui bahwa faktor yang mempengaruhi beban ijin paku dari suatu sambungan double shear adalah berat jenis kayu dan diameter paku, sedangkan untuk kadar air kayu tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap beban ijin paku dari suatu sambungan. Hal ini dapat terlihat dari semakin meningkatnya kerapatan dan berat jenis maka nilai desain acuan sambungan double shear semakin tinggi. Peningkatan diameter paku mengakibatkan nilai desain acuan sambungan double shear juga semakin tinggi. Rata-rata terbesar maksimalnya dicapai pada diameter 5.2 mm dan kekuatan sambungan kembali turun pada diameter 5.5 mm.
Analisa tentang hubungan antara kerapatan dan berat jenis dengan kekuatan yang dihasilkan dapat dijelaskan bahwa kerapatan dan berat jenis kayu yang tinggi akan menghasilkan kekuatan sambungan yang tinggi pula. Kayu yang memiliki kerapatan yang tinggi, saat sesaran terjadi kerusakan sel yang dialami
kayu hanya berada disekitar paku. Hal ini karena kayu yang kerapatannya tinggi mampu menahan beban lebih kuat, sehingga kerusakan yang terjadi buka n saja pada sel-sel kayu, melainkan kerusakan juga timbul pada paku yang digunakan sebagai alat sambung. Kayu yang memiliki kerapatan rendah dan berat jenis rendah, kemampuan serat dalam menahan beban sangat kecil bila dibandingkan dengan kayu berkerapatan tinggi, sehingga sel-sel kayu mudah rusak dan terjadi pemadatan maupun pecah atau terbelah.
BAB V