Karakteristik Kayu
Kadar Air, Berat Jenis dan Kerapatan
Hasil perhitungan kadar air dari kelima jenis kayu tropis dapat dilihat pada Gambar 11. Rataan kadar air balok kayu sambungan baut bervariasi dari yang terendah kayu nangka (11,46%) sampai yang tertinggi kayu punak (14,59%). Kayu kapur memiliki variasi kadar air yang cukup besar dibanding kayu jenis lainnya. Kadar air ini merupakan hal yang penting dalam pemanfaatan kayu karena dapat mempengaruhi semua sifat kayu. Pada umumnya kekuatan kayu akan bertambah dengan berkurangnya kadar air kayu di bawah titik jenuh serat (Bowyer et al. 2003).
Gambar 11 Diagram sebaran kadar air.
Sebaran rataan berat jenis balok kayu sambungan baut pun bervariasi, seperti yang dapat dilihat pada Gambar 12. Sengon memiliki nilai berat jenis terendah (0,23), kemudian kayu bangkirai (0,73) yang tertinggi. Nilai berat jenis ini sejalan dengan kerapatan kayu, dimana kayu sengon memiliki kerapatan rata-rata terendah (0,26 g.cm-3) sedangkan kapur dan bangkirai tertinggi (0,82 g.cm-3).
Sengon Nangka Punak Kapur Bangkirai
Kadar Air 14,27 11,46 14,59 14,55 12,57 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 Kadar Air (% )
Perbedaan berat jenis kayu seringkali menjadi representasi kekuatan kayu, dimana kayu dengan berat jenis tinggi memiliki nilai kekuatan yang tinggi, sebaliknya pada kayu dengan berat jenis rendah. Perbedaan berat jenis kayu disebabkan adanya pengaruh kadar air, kerapatan dinding sel dan porositas. Berat jenis akan meningkat dengan menurunnya kadar air. Di bawah titik jenuh serat, peningkatan berat jenis kayu akibat penurunan kadar air semakin signifikan pada kayu dengan berat jenis tinggi. Kerapatan dinding sel pada kondisi kering tanur adalah sama untuk semua spesies, yang membedakan adalah tebal tipisnya dinding sel yang akan menyisakan rongga sel.
Penelitian ini menggunakan 5 jenis kayu yang diketahui memiliki berat jenis berbeda sehingga dipilih sengon yang dikenal sebagai jenis kayu dengan kelas kuat sangat rendah, nangka dan punak kelas kuat sedang, serta kapur dan bangkirai dari kelas kuat tinggi. Namun pada prakteknya beberapa jenis kayu yang digunakan memiliki variasi berat jenis yang cukup besar. Seperti pada kayu bangkirai, beberapa balok uji memiliki berat jenis tertinggi mencapai 0,85 dan terendah 0,60. Gambar 12 memperlihatkan rataan kerapatan kelima jenis kayu tersebut lebih tinggi dibandingkan dengan rataan berat jenisnya. Perbedaan ini terutama disebabkan oleh pengaruh kadar air saat pengukuran.
Gambar 12 Diagram sebaran berat jenis dan kerapatan.
Sengon Nangka Punak Kapur Bangkirai
Berat Jenis 0,23 0,52 0,67 0,72 0,73 Kerapatan (g.cm-3) 0,26 0,58 0,77 0,82 0,82 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 Berat Jenis / kerapatan (g.cm -3)
Kekuatan Tekan dan Tarik Maksimum Sejajar Serat
Kekuatan tekan maksimum sejajar serat diperoleh dengan cara membagi gaya maksimum yang bekerja dengan luas permukaan kayu terkena gaya. Pengujian kekuatan tekan maksimum sejajar serat sangat bervariasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13. Nilai rataan kekuatan tekan maksimum sejajar serat terendah adalah kayu sengon (227 kg.cm-2) dan tertinggi kayu bangkirai (633 kg.cm-2). Kayu kapur dengan kerapatan kayu cukup tinggi (0,81 g.cm-3) menghasilkan rataan kekuatan tekan sejajar serat (489 kg.cm-2) lebih rendah dari kayu punak (519 kg.cm-2) yang memiliki kerapatan lebih rendah. Hal tersebut dimungkinkan akibat perbedaan tebal dinding sel dan distribusi kerapatan pada kayu. Selain itu pengaruh kadar air kayu kapur yang cukup bervariasi dibanding punak diduga menurunkan nilai kekuatan tekan maksimum sejajar serat kayu.
Gambar 13 Diagram kekuatan tekan maksimum sejajar serat dan tarik maksimum sejajar serat.
Kekuatan tekan maksimum sejajar serat ini memiliki pola sebaran rataan yang cenderung sejalan dengan kekuatan tarik maksimum sejajar serat, kecuali kayu kapur. Kekuatan tekan maksimum sejajar serat kayu kapur diketahui lebih rendah dari punak, namun memiliki kekuatan tarik maksimum sejajar serat yang
Sengon Nangka Punak Kapur Bangkirai
Tekan//serat 227 438 519 489 633 Tarik//serat 435 993 1339 1415 1428 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 K e k u at an ( k g.c m -2)
lebih tinggi dibanding punak. Nilai ini diperoleh dari persamaan empirik yang dikembangkan oleh Tjondro (2007). Nilai kekuatan tarik maksimum kayu pada umumnya lebih besar 2 – 2,5 kali dari kekuatan tekan maksimum sejajar seratnya (Wiryomartono, 1977)
Karakteristik Baut
Pengujian bolt bearing strength terhadap balok kayu (Fem) dengan tiga ukuran diameter baut disajikan pada Gambar 14. Baut berdiameter 6,4 mm memiliki nilai Fem tertinggi (387 kg.cm-2) sedangkan baut berdiameter 9,4 mm (338 kg.cm-2) adalah yang terendah. Meskipun demikian, hasil analisis ragam (Tabel 2) menunjukkan bahwa ukuran diameter baut tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai Fem.
Gambar 14 Diagram Fem dan Fyb berdasarkan ukuran diameter baut.
NDS 2005 mengklasifikasikan nilai Fem berdasarkan ukuran baut. Baut dengan ukuran diameter lebih kecil dari 6,4 mm dikategorikan sebagai alat sambung berukuran kecil, sedangkan baut dengan diameter lebih besar atau sama dengan 6,4 mm dikategorikan sebagai alat sambung berukuran besar (Breyer et al. 2007). Pengkategorian ini disebabkan oleh perbedaan nilai Fem yang dihasilkan akibat perbedaan ukuran alat sambung dan arah pembebanan terhadap serat kayu.
6.4 mm (BJ 7.8) 7.9 mm (BJ 7.7) 9.4 mm (BJ 7.7) Fem 387 339 338 Fyb 5146 5422 5144 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Fem / F y b (kg.cm -2)
Pada arah pembebanan sejajar arah serat, nilai Fem antara alat sambung kategori berukuran besar dan kecil akan berbeda namun nilainya konstan. Jika arah beban tegak lurus dengan arah serat maka nilai Fem pada alat sambung kategori berukuran kecil adalah sama dengan Fem dengan arah beban sejajar serat. Berbeda halnya untuk alat sambung berukuran besar, nilai Fem akan mengalami reduksi dengan semakin besarnya diameter alat sambung. Penelitian ini menggunakan baut berdiameter 6,4 mm; 7,9 mm; dan 9,4 mm dan berdasarkan NDS 2005 baut tersebut dikategorikan sebagai baut berukuran besar dimana memiliki nilai Fem
sama karena pengujian dilakukan dengan arah pembebanan sejajar serat.
Tabel 2 Analisis ragam bolt bearing strength
Sumber Kuadrat Jumlah Derajat bebas Kuadrat tengah F Sig. Diameter baut (A) 4.306,80 2 2.153,40 0,89 0,45 Jenis kayu (k) 169.630,40 4 42.407,60 17,54 0,00 Galat 19.343,20 8 2.417,90
Total 193.280,40 14
Pengelompokkan nilai Fem berdasarkan jenis kayu yang disajikan pada Gambar 15 menunjukkan bahwa nilai rataan Fem terendah pada kayu sengon (146 kg.cm-2) dan tertinggi kayu bangkirai (447 kg.cm-2). Analisis ragam yang diperoleh (Tabel 2) memperlihatkan bahwa jenis kayu memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai Fem sedangkan uji lanjut Duncan (Tabel 3) diketahui bahwa antara jenis kayu (kecuali sengon) tidak memberikan pengaruh yang berbeda terhadap nilai Fem.
Meskipun secara statistik nilai Fem yang ditunjukkan antara kayu nangka, punak, kapur dan bangkirai adalah tidak berbeda nyata, namun pola umum yang ditunjukkan Gambar 15 mengindikasikan peningkatan nilai Fem dengan meningkatnya berat jenis kayu. Kayu sengon dengan berat jenis terendah (0,23) pada penelitian ini memiliki nilai Fem yang rendah, kemudian pada jenis lainnya mengalami peningkatan dengan meningkatnya berat jenis kayu. Gambar 16 menunjukkan pola yang lebih jelas lagi mengenai hubungan berat jenis dengan nilai Fem dengan mengabaikan pengaruh jenis kayu. Nilai Fem terlihat mengalami
peningkatan dengan meningkatnya berat jenis dari kayu yang digunakan dalam pengujian baik pada baut berdiameter 6,4 mm; 7,9 mm; dan 9,4 mm. Demikian pula penelitian oleh Jumaat et al. (2008) terhadap beberapa jenis kayu Malaysia mengemukakan bahwa nilai Fem secara signifikan dipengaruhi oleh kerapatan kayu dimana hasil penelitiannya menunjukan peningkatan nilai Fem dengan meningkatnya kerapatan kayu. Peningkatan kerapatan kayu sendiri diketahui berbanding lurus dengan berat jenis kayu.
Gambar 15 Bolt bearing strength pada 5 jenis kayu Indonesia.
Tabel 3. Uji Duncan jenis kayu terhadap nilai bolt bearing strength
Jenis Kayu Rata-rata nilai desain lateral per baut (kg) Uji Wilayah Berganda Duncan (α = 0,05)
Sengon 146 A
Nangka 373 B
Punak 391 B
Kapur 416 B
Bangkirai 447 B
Sengon Nangka Punak Kapur Bangkirai
Fem 146 373 391 416 447 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Embeding strength (kg/cm 2)
Nilai Fem terhadap balok kayu seperti yang dilihat pada Gambar 15
memiliki nilai yang lebih kecil dari nilai kekuatan tekan maksimum sejajar serat maksimum (Gambar 13). Meskipun pengujian keduanya sepertinya mirip, namun nilai keduanya adalah hal yang berbeda. Nilai Fem tidak sama nilainya dengan kekuatan tekan maksimum sejajar serat maksimum yang diperoleh dari hasil pengujian desak biasa (Wiryomartono 1977, Hong dan Barret 2008).
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 16 Hubungan antara bolt bearing strength dan berat jenis (a) gabungan seluruh baut, (b) baut berdiameter 6,4 mm; (c) baut berdiameter 7,9 mm; (d) baut berdiameter 9,4 mm y = 581,7x + 21,01 R² = 0,850 0 100 200 300 400 500 600 700 0,00 0,50 1,00 Bolt bearing strength (kg.cm -2) Berat jenis y = 694,2x - 14,87 R² = 0,839 0 100 200 300 400 500 600 700 0,00 0,50 1,00 Bolt bearing strength (kg.cm -2) Berat jenis y = 597,5x + 3,357 R² = 0,815 0 100 200 300 400 500 600 0,00 0,50 1,00 Bolt b e ar ing strength (kg.cm -2) Berat jenis y = 489,1x + 54,28 R² = 0,743 0 100 200 300 400 500 600 0,00 0,50 1,00 Bolt bearing strength (kg.cm -2) Berat Jenis
Nilai bolt bearing strength untuk pelat baja (Fes), digunakan nilai 6.123 kg.cm-2 merujuk pada nilai kekuatan tarik baja (Fu) BJ 41 atau sama dengan ASTM A36 (400 MPa) yang digunakan NDS 2005 dalam penentuan nilai desain lateral rujukan untuk sambungan kayu geser ganda berpelat baja. Nilai Fes
besarnya 1,5Fu untuk baja yang dibuat dengan proses hot-rolled dan 1,375Fu
untuk baja dengan proses cold-formed. Breyer et al. (2007) mengasumsikan bahwa pelat baja dengan ketebalan kurang dari 6,4 mm dibuat dengan proses
cold-formed, sedangkan baja dengan tebal lebih besar atau sama dengan 6,4 mm dibuat
dengan proses hot-rolled. Tebal baja yang digunakan dalam penelitian ini adalah 15 mm sehingga dalam penentuan nilai Fes digunakan 1,5 Fu.
Penentuan nilai kekuatan lentur baut (Fyb) dilakukan dengan pengujian tarik terhadap baut berdasarkan standar pengujian ASTM F606. Pada pengujian ini diperoleh nilai kekuatan tarik baut (Fu) dan kekuatan leleh baut (Fy) yang berikutnya akan digunakan untuk menentukan nilai Fyb berdasarkan NDS 2005. Fu
baut diperoleh dari beban ultimate baut dibagi dengan stress area ulir, sedangkan
Fy baut diperoleh dari beban leleh baut yang merupakan beban offset 0,2% dari panjang baut antar holder yang juga dibagi dengan stress area ulir. Stress area ulir untuk baut berdiameter 6,4 mm; 7,9 mm; dan 9,4 mm berturut-turut adalah 0,205 cm2, 0,338 cm2 dan 0,5 cm2.
Hasil perhitungan nilai Fyb baut dapat dilihat pada Gambar 14. Nilai Fyb
tertinggi pada baut berdiameter 7,9 mm (5.422 kg.cm-2) dan terendah baut berdiamater 9,4 mm (5.144 kg.cm-2) dimana nilai ini tidak menunjukkan perbedaan yang nyata dengan baut berdiameter 6,4 mm. Baut sebenarnya diharapkan memiliki nilai Fyb yang sama, namun pada pengujian yang dilakukan menunjukkan bahwa baut berdiameter 7,9 mm memiliki nilai Fyb lebih besar dari baut berdiameter 6,4 mm. NDS 2005 menggunakan baut ASTM A307 dimana baut ini memiliki nilai Fyb (3.200 kg.cm-2) lebih rendah dibanding baut yang digunakan dalam penelitian ini, tetapi nilai Fyb baut dalam penelitian ini masih lebih rendah dibanding baut ASTM A325 (7.600 kg.cm-2) yang banyak digunakan pada struktur baja.
Nilai Desain Lateral Sambungan Kayu Geser Ganda
Nilai Desain lateral Sesaran 1,5 mm
Sambungan kayu geser ganda berpelat baja dibuat dengan kombinasi ukuran diameter dan jumlah baut dalam sambungan. Pada kayu dibuat lubang baut tegak lurus arah serat yang besarnya disesuaikan dengan diameter baut. Pengujian sambungan dilakukan dengan memberikan gaya tekan sejajar serat sesuai dengan standar ASTM D5652. Pada pengujian ini dilakukan pengamatan terhadap beban hingga sesaran 5,0 mm dimana besarnya sesaran dibatasi karena kemampuan alat yang terbatas.
Tabel 4 Analisis ragam nilai desain lateral sambungan kayu geser ganda pada sesaran 1,5 mm
Sumber Kuadrat Jumlah Derajat bebas Kuadrat Tengah F Sig. Diameter baut (A) 232.999,46 2 116.499,73 22,86 0,00 Jumlah baut (B) 99.415,46 3 33.138,49 6,50 0,00 Jenis kayu (k) 170.560,60 4 42.640,15 8,37 0.00 A * B 66.079,16 6 11.013,19 2,16 0,07 Galat 224.248,62 44 5.096,56
Total 793.303,31 59
Hasil analisis ragam nilai desain lateral pada sesaran 1,5 mm menunjukkan bahwa tidak terjadi interaksi antara diameter baut dan jumlah baut terhadap nilai desain lateral sambungan kayu (Tabel 4). Hal ini menggambarkan bahwa tidak terdapat pengaruh baru akibat kombinasi penggunaan diameter baut dan jumlah baut yang berbeda. Faktor ukuran diameter baut memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai desain lateral sambungan kayu, demikian juga dengan faktor jumlah baut. Selain hal tersebut diketahui pula bahwa penggunaan jenis kayu yang berbeda akan memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai desain lateral sambungan kayu.
Gambar 17 Diagram rataan nilai desain lateral pada sesaran 1,5 mm.
Tabel 5. Uji Duncan jenis kayu terhadap rata-rata nilai desain lateral per baut pada sesaran 1,5 mm
Jenis Kayu
Rata-rata nilai desain
lateral per baut (kg) Uji Wilayah Berganda Duncan (α = 0,05)
Sengon 206 A
Nangka 272 B
Punak 287 BC
Kapur 340 CD
Bangkirai 356 D
Gambar 17 memperlihatkan sebaran rataan nilai desain lateral sambungan kayu geser ganda dengan baut dari kayu sengon, nangka, punak, kapur dan bangkirai dimana secara berturut-turut mengalami peningkatan. Kayu sengon memiliki rataan nilai desain lateral terendah (206 kg) dan bangkirai (356 kg) tertinggi. Hasil uji Duncan jenis kayu terhadap nilai desain lateral sambungan kayu pada sesaran 1,5 mm dapat dilihat pada Tabel 5. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa kayu sengon memiliki nilai desain lateral yang paling rendah dari jenis kayu lainnya. Antara kayu nangka dan punak memiliki nilai desain lateral yang tidak berbeda nyata, demikian juga antara kayu punak dan kapur serta kayu
Sengon Nangka Punak Kapur Bangkirai
1.5 mm 206 272 287 340 356 0 100 200 300 400 500 600 Ni la i Di s a in Late ral (kg )
kapur dan bangkirai. Namun, nilai desain lateral kayu nangka berbeda nyata terhadap kayu kapur dan juga bangkirai.
Nilai desain lateral sambungan kayu pada sesaran 1,5 mm memiliki pola kecenderungan yang sama dengan peningkatan berat jenis dari kayu. Kayu sengon yang memiliki nilai desain lateral yang paling kecil dan berbeda dengan jenis lainnya memang tercermin dari berat jenisnya dimana memiliki rentang yang cukup lebar terhadap berat jenis kayu lainnya. Kayu nangka memiliki fenomena yang unik karena dengan nilai berat jenis yang lebih kecil dibanding kayu punak, mampu memberikan nilai desain lateral yang menyamai kayu punak. Berat jenis yang berdekatan antara kayu punak, kapur dan nangka juga menerangkan bahwa nilai desain lateral sambungan kayunya tidak berbeda nyata.
Tabel 6 Uji Duncan faktor diameter baut terhadap rata-rata nilai desain lateral per baut pada sesaran 1,5 mm
Diameter baut Rata-rata nilai desain lateral per baut (kg) Uji Wilayah Berganda Duncan (α = 0,05)
6,4 mm 223 A
9,4 mm 279 B
7,9 mm 374 C
Selanjutnya uji Duncan faktor diameter baut menunjukkan bahwa antar diameter baut memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai desain lateral sambungan baut (Tabel 6). Nilai desain lateral baut berdiameter 7,9 mm (374 kg) pada sesaran 1,5 mm ini lebih besar dari baut berukuran 9,4 mm (279 kg). Pada umumnya baut dengan diameter besar akan menghasilkan nilai desain lateral baut yang besar pula. Pada Tabel NDS 2005, baut dengan diameter besar memiliki nilai desain lateral rujukan yang besar. Besarnya nilai desain lateral pada baut 7,9 mm ini tidak lain disebabkan oleh kekuatan baut tersebut. Sebagaimana diketahui dari pengujian baut diperoleh nilai Fyb untuk baut berdiameter 7,9 mm (5.422 kg.cm-2) ini jauh lebih besar dibanding baut yang lainnya (5.144 kg.cm-2).
Tabel 7 Uji Duncan faktor jumlah baut terhadap rata-rata nilai desain lateral per baut pada sesaran 1,5 mm
Jumlah baut Rata-rata nilai desain lateral per baut (kg) Uji Wilayah Berganda Duncan (α = 0,05)
10 baut 239 A
8 baut 271 AB
6 baut 312 BC
4 baut 346 C
Gambar 18 Kurva respon jumlah baut terhadap nilai desain lateral sambungan kayu geser ganda dengan baut berpelat sisi baja pada sesaran 1,5 mm
Uji Duncan faktor jumlah baut disajikan pada Tabel 7. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sambungan kayu dengan 4 baut memiliki nilai desain lateral yang berbeda nyata terhadap sambungan kayu dengan 8 dan 10 baut, sedangkan nilainya tidak berbeda nyata terhadap sambungan kayu dengan 6 baut. Nilai desain lateral sambungan kayu dengan 6 baut juga berbeda secara nyata terhadap sambungan kayu dengan 10 baut, tetapi tidak nyata terhadap 8 baut. Selanjutnya
y = -18,17x + 419,4 R² = 0,997 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 2 4 6 8 10 12 N ila i D e sa in La te ra l ( kg)
antara sambungan kayu dengan 8 dan 10 baut nilai desain lateralnya tidak berbeda secara nyata. Meskipun demikian, faktor jumlah baut memperlihatkan kecenderungan umum dimana rataan nilai desain lateral sambungan kayu mengalami reduksi dengan bertambahnya jumlah baut yang digunakan.
Kurva respon faktor jumlah baut pada Gambar 18 menunjukkan persamaan linear negatif. Hal ini berarti bahwa setiap penambahan 2 baut pada sambungan kayu mengakibatkan reduksi nilai desain lateral sebesar 36 kg. Penurunan nilai rataan disain lateral baut dimungkinkan akibat terjadinya perlemahan dengan semakin banyaknya lubang yang dibuat pada kayu. Dalam penelitian yang dilakukan oleh Rosalita (2009) mengemukakan bahwa penggunaan alat sambungan pasak bambu secara berkelompok pada LVL mengakibatkan reduksi dari setiap kekuatan pasak. Penelitian sambungan geser ganda oleh Smith et al. (2008) dalam Rosalita (2009) dengan menggunakan alat sambung paku dan sekrup mengalami reduksi berkisar 50-60% untuk setiap paku, sedang sekrup hanya 30%
Nilai Disain lateral Sesaran 5,0 mm
Selain menggunakan sesaran 1,5 mm sebagai penentuan nilai desain lateral untuk sambungan baut di Indonesia, nilai desain lateral dapat pula ditentukan dengan membagi besarnya beban rusak dengan 2,75 dimana beban rusak diasumsikan terjadi pada sesaran 5,0 mm. Hasil analisis ragam rataan nilai desain lateral pada sesaran 5,0 mm seperti yang disajikan pada Tabel 8 menunjukkan bahwa tidak terdapat interaksi antara ukuran diameter baut dan jumlah baut. Sama halnya dengan rataan nilai desain lateral pada sesaran 1,5 mm, faktor ukuran diameter baut, jumlah baut dan pengelompokan jenis kayu juga memberikan pengaruh yang nyata terhadap rataan nilai desain lateral kayu pada sesaran 5,0 mm.
Sebaran nilai desain lateral sambungan kayu geser ganda dengan baut (Gambar 19) menunjukkan terjadinya peningkatan dengan meningkatnya berat jenis kayu. Kayu sengon memiliki desain lateral terendah (161 kg) dan bangkirai (307 kg) tertinggi. Hasil uji Duncan pada Tabel 9 menunjukkan bahwa antara kayu sengon dengan jenis kayu lainnya memiki nilai desain lateral yang berbeda
secara nyata. Untuk kayu nangka dan punak, penggunaan keduanya dalam sambungan kayu tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai desain lateralnya, demikian pula halnya antara kayu kapur dan bangkirai namun kedua kelompok tersebut (nangka-punak dan kapur-bangkirai) memiliki nilai desain lateral yang berbeda secara nyata.
Tabel 8 Analisis ragam nilai desain lateral sambungan kayu geser ganda pada sesaran 5,0 mm
Sumber Kuadrat Jumlah Derajat bebas Kuadrat Tengah F Sig. Diameter baut (A) 128.880,27 2 64.440,14 31,91 0,00 Jumlah baut (B) 39.855,62 3 13.285,21 6,58 0,00 Jenis kayu (k) 186.534,44 4 46.633,61 23,09 0,00 A * B 18.254,76 6 3.042,46 1,51 0,20 Galat 88.847,40 44 2.019,26
Total 462.372,49 59
Gambar 19 Diagram rataan nilai disain lateral pada sesaran 5,0 mm.
Sengon Nangka Punak Kapur Bangkirai
5.0 mm 161 263 267 306 307 0 200 400 600 800 1000 Ni lai Desai n Lateral (kg)
Tabel 9. Uji Duncan jenis kayu terhadap rata-rata nilai desain lateral per baut pada sesaran 5,0 mm
Jenis Kayu Rata-rata nilai desain lateral per baut (kg) Uji Wilayah Berganda Duncan (α = 0,05)
Sengon 161 A
Nangka 263 B
Punak 267 B
Kapur 305 C
Bangkirai 307 C
Tabel 10 Uji Duncan faktor diameter baut terhadap rata-rata nilai desain lateral per baut pada sesaran 5,0 mm
Diameter baut Rata-rata nilai desain lateral per baut (kg) Uji Wilayah Berganda Duncan (α = 0,05)
6,4 mm 198 A
7,9 mm 287 B
9,4 mm 304 B
Jika dilihat dari faktor ukuran diameter bautnya, hasil uji Duncan (Tabel 10) menunjukkan bahwa antara pernggunaan baut berdiamter 6,4 mm dan baut lainnya memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai desain lateral sambungan kayu. Nilai desain lateral mengalami peningkatan dengan meningkatnya diameter baut, meskipun untuk baut berdiameter 7,9 mm dan 9,4 mm memiliki nilai desain lateral yang tidak berbeda secara nyata.
Hal yang menarik untuk diamati pada sesaran 5,0 mm ini bahwa nilai desain lateral baut berdiameter 7,9 mm (287 kg) lebih kecil dari baut berdiameter 9,4 mm (304 kg). Nilai ini menunjukkan pola yang berbeda dengan baut berdiameter 7,9 mm pada sesaran 1,5 mm dimana baut tersebut memiliki nilai desain lateral yang lebih tinggi dibanding baut berdiameter 9,4 mm. Sebelumnya telah diketahui bahwa baut berdiameter 7,9 mm memiliki nilai Fyb lebih besar dibanding baut lainnya. Rendahnya nilai desain lateral tersebut disebabkan oleh defleksi baut akibat lentur yang terjadi pada baut berdiameter 7,9 mm jauh lebih
besar dari baut berdiameter 9,4 mm pada sesaran 5,0 mm, sehingga akan mengalami reduksi kekuatan yang lebih besar dibanding baut berdiameter 9,4 mm.
Tabel 11 Uji Duncan faktor jumlah baut terhadap rata-rata nilai desain lateral per baut pada sesaran 5,0 mm
Jumlah baut Rata-rata nilai desain lateral per baut (kg) Uji Wilayah Berganda Duncan (α = 0,05)
10 baut 234 A
8 baut 253 A
6 baut 261 A
4 baut 304 B
Gambar 20 Kurva respon jumlah baut terhadap nilai desain lateral sambungan kayu geser ganda dengan baut berpelat sisi baja pada sesaran 5,0 mm. y = -10,96x + 339,9 R² = 0,905 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 2 4 6 8 10 12 N ila i De sa in La tera l ( k g)
Uji Duncan faktor jumlah baut (Tabel 11) menunjukkan bahwa antara sambungan kayu dengan 4 baut dan dengan jumlah baut lainnya (6, 8, dan 10 baut) memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai desain lateralnya, sedangkan antar sambungan kayu dengan 6, 8 dan 10 tidak memberikan pegaruh yang nyata terhadap nilai desain lateralnya. Meskipun demikian, nilai desain lateral sambungan kayu pada sesaran ini menunjukkan kecenderungan terjadinya reduksi dengan bertambahnya jumlah baut yang digunakan.
Hubungan jumlah baut terhadap nilai desain lateral ditunjukkan pada Gambar 20. Kurva respon faktor jumlah baut menunjukkan persamaan linear bernilai negatif. Dari persamaan linear tersebut dapat dilihat bahwa penambahan 2 baut pada sambungan kayu akan mereduksi nilai desain lateral sebesar 22 kg. Pola serupa sebelumnya telah ditunjukkan oleh nilai desain lateral sambungan kayu pada sesaran 1,5 mm dimana nilai desain lateralnya mengalami reduksi dengan bertambahnya jumlah baut yang digunakan.
Nilai Desain Lateral Rujukan
Nilai desain lateral rujukan kayu Indonesia (Z lokal) yang diperoleh melalui serangkaian pengujian kekuatan lentur baut (Fyb), bolt bearing strength kayu Indonesia (Fem) maka diperoleh bahwa pola kerusakan yang terjadi pada sambungan kayu geser ganda adalah mode Im dan mode IV (Lampiran 12). Kerusakan pada mode IV hampir semuanya terjadi pada buat berdiameter 6,4 mm, sebagian kecil lainnya mengalami kerusakan mode Im. Pada mode IV mengindikasikan terjadi lenturan (sendi plastis) pada baut saat sambungan mencapai batas lelehnya. Pada baut berdiameter 7,9 mm dan 9,4 mm kerusakan yang terjadi seluruhnya adalah mode Im. Kerusakan mode Im terjadi pada balok kayu, dimana alat sambung baut masih utuh atau tidak mengalami kerusakan sama