HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Kayu
4.2 Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu berhubungan dengan kemampuan kayu untuk menahan gaya dari luar. Semakin tinggi sifat mekanis kayu maka kemampuan kayu untuk menahan gaya dari luar juga semakin tinggi. Pada penelitian ini sifat mekanis kayu yang diuji adalah kekuatan tekan maksimum sejajar serat dan kekuatan sambungan geser ganda batang kayu dengan pelat baja.
4.2.1 Kekuatan tekan sejajar serat
Pengujian kekuatan tekan sejajar serat kayu Acacia mangium dalam penelitian ini diperoleh hasil sebagaimana disajikan pada Gambar 7.
Keterangan: A1 : jenis alat sambung paku B1 : tebal batang 3 cm A2 : jenis alat sambung pasak bambu B2 : tebal batang 3,5 cm A3 : jenis alat sambung pasak kayu B3 : tebal batang 4 cm
B4 : tebal batang 4,5 cm B5 : tebal batang 5 cm B6 : tebal batang 5,5 cm
Gambar 7 Kekuatan tekan sejajar serat kayu Acacia mangium.
Gambar 7 memperlihatkan bahwa rata-rata kekuatan tekan sejajar serat kayu Acacia mangium adalah 383 kg/cm2 dengan nilai terendahnya sebesar 285 kg/cm2 dan yang tertinggi adalah sebesar 439 kg/cm2. Rata-rata kekuatan tekan sejajar serat pada penelitian ini termasuk dalam kisaran kekuatan tekan sejajar serat pada penelitian Malik et al. (2005) yaitu berkisar antara 365,87-467,09 kg/cm2. Secara lengkap, data hasil pengujian kekuatan tekan sejajar serat dapat dilihat pada Lampiran 3.
Haygreen dan Bowyer (1996) menjelaskan tentang kekuatan tekan sejajar serat dan kekuatan tarik sejajar serat. Kekuatan tekan sejajar serat diperlukan untuk menentukan beban yang dipikul suatu tiang atau pancang yang pendek sedangkan kekuatan tarik sejajar serat diperlukan untuk menentukan suku bawah (busur) pada penopang kayu dan dalam rancangan sambungan antara komponen-komponen bangunan.
4.2.2 Kekuatan sambungan geser ganda
Data beban ijin per alat sambung dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Beban ijin per alat sambung pada tiap sesaran
Alat Sambung Tebal Batang Beban Ijin Per Alat Sambung (kg) Sesaran (mm) 0.38 0.80 1.50 5.00 Paku 3 cm B1 115.41 345.57 163.43 303.11 (A1) 3,5 cm B2 131.88 356.09 168.71 303.98 4 cm B3 138.96 356.41 179.31 307.77 4,5 cm B4 142.13 386.44 179.61 314.39 5 cm B5 161.43 387.81 180.91 315.98 5,5 cm B6 163.71 391.37 200.10 336.06 Rataan 142.25 370.61 178.68 313.55 Pasak Bambu 3 cm B1 45.65 108.18 46.59 54.62 (A2) 3,5 cm B2 47.23 109.93 48.05 66.82 4 cm B3 47.35 112.64 48.53 68.30 4,5 cm B4 51.81 115.69 52.75 77.59 5 cm B5 57.11 121.09 59.24 78.43 5,5 cm B6 59.98 127.29 62.38 81.95 Rataan 51.52 115.80 52.92 71.28 Pasak Kayu 3 cm B1 36.11 79.92 38.03 46.34 (A3) 3,5 cm B2 38.09 83.51 41.15 51.08 4 cm B3 43.93 88.83 42.66 52.40 4,5 cm B4 45.04 89.61 43.76 57.50 5 cm B5 45.16 93.00 45.76 58.28 5,5 cm B6 48.14 93.76 50.45 70.00 Rataan 42.75 88.11 43.63 55.93 Rataan Umum 78.84 191.51 87.27 146.92
Pengujian kekuatan sambungan geser ganda dilakukan dengan menentukan beban ijin per alat sambung yang digunakan. Dengan mengabaikan faktor ketebalan batang, beban ijin per alat sambung cenderung meningkat
(berbanding lurus) dengan meningkatnya sesaran yang ditentukan. Demikian pula terhadap faktor ketebalan batang, dengan mengabaikan jenis alat sambung yang digunakan beban ijin meningkat seiring dengan meningkatnya ketebalan batang. Dapat dilihat bahwa beban ijin alat sambung pada tiap sesaran yang paling tinggi adalah pada alat sambung paku, kemudian pasak bambu dan yang paling rendah pada pasak kayu.
Untuk mengetahui pengaruh interaksi faktor jenis alat sambung dan tebal batang maka dilakukan uji analisis keragaman saat setiap sesaran yang ditentukan. Tabel 4 Analisis ragam beban ijin per alat sambung pada sesaran 0,38; 080; 1,50;
5,00 mm
Sumber Keragaman Sesaran
0,38 mm 0,80 mm 1,50 mm 5,00 mm
A (Alat sambung) ** ** ** **
B (Ketebalan batang) ** ** ** **
A*B tn tn tn tn
Keterangan: **= sangat nyata, *=nyata, tn= tidak nyata
Dari hasil uji analisis keragaman pada setiap sesaran yang ditentukan, dapat ditunjukkan bahwa faktor tunggal jenis alat sambung dan ketebalan batang masing-masing memberikan pengaruh yang sangat nyata. Sedangkan faktor interaksi antara jenis alat sambung dan ketebalan batang tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap beban ijin per alat sambung. Selanjutnya dilakukan uji lanjut Duncan untuk mengetahui perbandingan masing-masing faktor tunggal terhadap kekuatan sambungan.
Hasil uji lanjut Duncan (tabel 5) menunjukkan bahwa pada setiap sesaran yang ditentukan, alat sambung paku (A1) berbeda nyata dan selalu lebih tinggi dibandingkan dengan pasak bambu (A2) dan alat sambung pasak kayu (A3). Alat sambung pasak bambu (A2) juga selalu memberikan nilai yang lebih tinggi dan berbeda nyata dibandingkan dengan pasak kayu (A3). Perbedaan beban ijin per alat sambung ini diduga dipengaruhi oleh sifat fisis dari masing-masing alat sambung. Seperti diketahui bahwa berat jenis paku sangat tinggi sedangkan pasak bambu dan pasak kayu memiliki berat jenis yang tidak jauh berbeda dan terlihat dari hasil pengujian beban ijin keduanya memiliki pengaruh yang berbeda nyata meskipun nilainya tidak berbeda jauh.
Oleh karena pada setiap sesaran hasil uji lanjut Duncan memperlihatkan fenomena yang sama, maka hasil uji lanjut Duncan pada setiap sesaran disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Uji lanjut Duncan faktor jenis alat sambung pada sesaran 0,38; 0,80; 1,50; 5,00 mm
Grup Duncan Alat Sambung Rata-rata Beban Ijin Alat Sambung (kg) Sesaran
0,38 mm 0,80 mm 1,50 mm 5,00 mm
A Paku 142,25 370,61 178,68 313,55
B Pasak Bambu 51,52 115,80 52,92 71,28
C Pasak Kayu 42,75 88,11 43,63 55,93
Dari tabel di atas terlihat bahwa alat sambung paku (A1) memiliki beban ijin paling tinggi pada setiap sesaran diikuti oleh pasak bambu (A2) dan yang paling rendah adalah jenis alat sambung pasak kayu (A3). Bahkan bila diambil perbandingan antara paku (A1) dengan pasak bambu (A2), beban ijin paku (A1) dapat mencapai tiga sampai empat kali lipat beban ijin pasak bambu (A2) sedangkan perbandingan antara paku (A1) dengan pasak kayu (A3) dapat mencapai empat sampai enam kali lipat. Hal ini diduga karena paku memiliki bahan penyusun yang keras dibandingkan pasak bambu dan pasak kayu sehingga mampu menahan beban dari sambungan dengan pelat sambung.
Hasil uji lanjut Duncan faktor ketebalan batang pada sesaran 0,38 mm menunjukkan bahwa B6 (tebal batang 5,5 cm) menghasilkan rata-rata beban ijin yang lebih besar dan berbeda nyata dengan B2 (tebal batang 3,5 cm) dan B1 (tebal batang 3 cm). Ketebalan batang 5,5 cm (B6) dan 5 cm (B5) menghasilkan beban ijin yang paling tinggi yaitu masing-masing 90,61 kg dan 87,90 kg. Sedangkan tebal batang 3 cm (B1) menghasilkan beban ijin terendah dengan nilai sebesar 65,72 kg.
Tabel 6 menunjukkan bahwa peningkatan ketebalan batang diikuti oleh meningkatnya beban ijin. Faktor ketebalan batang diduga dapat mempengaruhi beban ijin karena dengan semakin tebalnya batang maka luas bidang kontak antara batang kayu dengan alat sambung semakin besar.
Tabel 6 Uji lanjut Duncan faktor tebal batang pada sesaran 0,38 mm
Grup Duncan Tebal Batang (cm) Rata-rata Beban Ijin (kg)
A 5,5 90,61 AB 5 87,90 ABC 4,5 79,66 BCD 4 76,71 CD 3,5 72,44 D 3 65,72
Keterangan: Huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang tidak berbeda nyata
Untuk menentukan beban ijin sambungan batang kayu Acacia
mangium-pelat baja pada masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 0,38 mm maka perlakuan ketebalan batang dapat dibagi menjadi beberapa kelompok seperti yang disajikan dalam Tabel 7.
Tabel 7 Beban ijin sambungan batang kayu Acacia mangium-pelat baja pada masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 0,38 mm
Jenis Alat Sambung Kelompok Ketebalan Batang (cm) Beban Ijin (kg)
Paku 3 110 3,5; 4; 4,5 130 5; 5,5 160 Pasak Bambu 3; 3,5; 4; 4,5 45 5; 5,5 57 Pasak Kayu 3; 3,5 36 4; 4,5; 5 43 5,5 48
Hasil uji lanjut Duncan untuk mengetahui perbandingan rata-rata faktor ketebalan batang terhadap beban ijin saat sesaran 0,80 mm ditunjukkan pada Tabel 8.
Tabel 8 Uji lanjut Duncan faktor tebal batang pada sesaran 0,80 mm
Grup Duncan Tebal Batang (cm) Rata-rata Beban Ijin (kg)
A 5,5 204,14 A 5 200,63 A 4,5 197,25 B 4 185,96 B 3,5 183,18 B 3 177,89
Keterangan: Huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang tidak berbeda nyata
Tabel 8 menunjukkan bahwa tebal batang B6 (5,5 cm) berbeda nyata dan lebih besar dibandingkan dengan tebal batang B3 (4 cm), B2 (3,5 cm) dan B1 (3
cm). Ketebalan batang 5,5 cm (B6) memberikan beban ijin yang paling tinggi yaitu 204,14 kg sedangkan ketebalan batang 3 cm (B1) memberikan pengaruh terhadap beban ijin yang paling rendah yaitu sebesar 177,89 kg. Secara umum semakin tebal batang memberikan pengaruh terhadap beban ijin.
Untuk menentukan beban ijin sambungan batang kayu Acacia
mangium-pelat baja pada masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 0,80 mm, perlakuan ketebalan batang dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok. Tabel 9 Beban ijin sambungan batang kayu Acacia mangium-pelat baja pada
masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 0,80 mm
Jenis Alat Sambung Kelompok Ketebalan Batang (cm) Beban Ijin (kg)
Paku 3; 3,5; 4 340 4,5; 5; 5,5 380 Pasak Bambu 3; 3,5; 4; 4,5 108 5; 5,5 121 Pasak Kayu 3; 3,5 79 4; 4,5 88 5; 5,5 93
Hasil uji lanjut Duncan untuk faktor ketebalan batang terhadap beban ijin pada sesaran 1,50 mm ditunjukkan pada Tabel 10 berikut ini.
Tabel 10 Uji lanjut Duncan faktor tebal batang pada sesaran 1,50 mm
Grup Duncan Tebal Batang (cm) Rata-rata Beban Ijin (kg)
A 5,5 104,31 B 5 95,30 BC 4,5 92,04 BC 4 90,01 CD 3,5 86,13 D 3 82,68
Keterangan: Huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang tidak berbeda nyata
Hasil uji lanjut Duncan untuk faktor ketebalan batang pada sesaran 1,50 mm (Tabel 10) menunjukkan bahwa tebal batang 5,5 cm (B6) memberikan nilai rata-rata beban ijin yang lebih besar dan menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap tebal batang 5 cm (B5), sedangkan tebal batang B5 tidak berbeda nyata dengan B4 dan B3. Tebal batang 3 cm (B1) menghasilkan beban ijin yang terendah dengan nilai 82,68 kg jauh di bawah tebal batang 5,5 cm (B6) yang menghasilkan beban ijin tertinggi dengan nilai 104,31 kg. Dari hasil di atas juga dapat dikatakan
bahwa semakin tebal batang yang disambung maka beban ijin juga akan meningkat.
Untuk menentukan beban ijin sambungan batang kayu Acacia
mangium-pelat baja pada masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 1,50 mm, perlakuan ketebalan batang dapat dibagi menjadi beberapa kelompok.
Tabel 11 Beban ijin sambungan batang kayu Acacia mangium-pelat baja pada masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 1,50 mm
Jenis Alat Sambung Kelompok Ketebalan Batang (cm) Beban Ijin (kg)
Paku 3; 3,5 160 4; 4,5; 5 175 5,5 200 Pasak Bambu 3; 3,5; 4; 4,5 45 5; 5,5 55 Pasak Kayu 3 35 3,5; 4; 4,5; 5 40 5,5 50
Hasil uji lanjut Duncan faktor ketebalan batang pada sesaran 5,00 mm memiliki pola yang sama dengan uji lanjut Duncan pada sesaran 1,50 mm. Hasil uji lanjut Duncan untuk faktor ketebalan batang terhadap beban ijin pada sesaran 5,00 mm disajikan dalam Tabel 12 berikut.
Tabel 12 Uji lanjut Duncan faktor tebal batang saat sesaran 5,00 mm
Grup Duncan Tebal Batang (cm) Rata-rata Beban Ijin (kg)
A 5,5 162,67 B 5 150,90 BC 4,5 147,62 BC 4 144,59 CD 3,5 141,07 D 3 134,69
Keterangan: Huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang tidak berbeda nyata
Dari hasil uji lanjut Duncan untuk faktor ketebalan batang saat sesaran 5,00 mm (Tabel 12) menunjukkan fenomena yang sama dengan hasil uji lanjut Duncan untuk faktor ketebalan batang saat sesaran 1,50 mm (Tabel 10). Faktor tebal batang 5,5 cm (B6) memiliki nilai yang lebih besar dan berbeda nyata dibandingkan dengan tebal batang 5 cm (B5). Rata-rata beban ijin yang diberikan oleh batang dengan ketebalan 5,5 cm adalah sebesar 162,67 kg, sedangkan yang
paling rendah adalah 134,69 kg yaitu pada tebal batang 3 cm (B1). Di sini juga terlihat bahwa ketebalan batang juga berpengaruh terhadap beban ijin.
Beban ijin sambungan batang kayu Acacia mangium-pelat baja pada masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 5,00 mm dapat ditentukan dengan mengelompokkan perlakuan ketebalan batangseperti pada Tabel 13.
Tabel 13 Beban ijin sambungan batang kayu Acacia mangium-pelat baja pada masing-masing jenis alat sambung pada sesaran 5,00 mm
Jenis Alat Sambung Kelompok Ketebalan Batang (cm) Beban Ijin (kg)
Paku 3; 3,5; 4 300 4,5; 5 310 5,5 335 Pasak Bambu 3 50 3,5; 4 65 4,5; 5; 5,5 75 Pasak Kayu 3; 3,5; 4 45 4,5; 5 55 5,5 70
Berdasarkan data hubungan jenis alat sambung dengan beban ijinnya maka dapat dirumuskan model matematis menggunakan model regresi linier pada program Microsoft Office Excel. Model matematis dari hubungan antar jenis alat sambung dengan beban ijinnya pada sesaran 0,38 mm adalah y = -49,75x + 178,3
dengan R² = 0,815, pada sesaran 0,80 mm adalah y = -141,2x + 474 dengan R² = 0,822, pada sesaran 1,50 mm adalah y = -67,52x + 226,7 dengan R² = 0,801 dan pada sesaran 5,00 mm adalah y = -128,8x + 404,5 dengan R² = 0,794. Model matematis tersebut dapat menjelaskan respon (y) sebesar R2 untuk masing-masing sesaran di mana (y) merupakan beban ijin per alat sambung. R2 tersebut menerangkan besar pengaruh x terhadap y.
Berdasarkan data hubungan antara ketebalan batang dengan beban ijin pada setiap sesaran dapat juga dirumuskan model matematis regresi linier. Pada sesaran 0,38 mm model matematisnya adalah y = 4,581x + 65,09 dengan R² = 0,980, pada sesaran 0,80 mm adalah y = 5,568x + 172 dengan R² = 0,966, pada sesaran 1,50 mm adalah y = 3,943x + 77,97 dengan R² = 0,942 dan pada sesaran 5,00 mm adalah y = 4,929x + 129,6 dengan R² = 0,936. Model matematis di atas dapat menerangkan respon (y) sebesar R2 untuk masing-masing sesaran di mana
(y) tersebut merupakan beban ijin. R² tersebut menerangkan besar pengaruh x terhadap y.
Berdasarkan semua penjelasan di atas dapat diketahui bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi beban ijin antara lain jenis alat sambung dan ketebalan batang. Hasil penelitian ini menduga bahwa semakin kuat kekuatan alat sambung maka beban ijin alat sambung akan meningkat. Demikian pula dengan ketebalan batang, semakin tebal batang yang digunakan maka beban ijinnya juga akan meningkat.
Untuk mendapatkan sambungan yang kuat sebaiknya komponen yang digunakan pada sambungan memiliki kekuatan yang seimbang. Dalam penelitian ini terlihat bahwa pasak bambu dan pasak kayu tidak dapat mengimbangi kekuatan dari pelat sambung yang terbuat dari baja sehingga lebih cepat rusak dibandingkan dengan paku. Namun, pasak tidak dapat mengalami karat.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN