KOMBINASI ALAT PENYAMBUNG PAKU DAN BAUT
PADA KOLOM PENDEK KAYU MERANTI DENGAN PEMBEBANAN AKSIAL TEKAN BERDASARKAN PKKI NI-5 2002
( EKSPERIMEN )
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Untuk Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
05 0404 093
HENNY SAHARA
BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan
nikmat yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas
akhir yang berjudul “ Kombinasi Alat Penyambung Paku dan Baut pada Sambungan
Kayu Meranti dengan Pembebanan Normal berdasarkan PKKI – NI 5 2002 (
Eksperimen )”ini dengan baik dan pada waktunya.
Tugas akhir ini disusun untuk diajukan sebagai salah satu syarat yang harus
dipenuhi dalam Ujian Sarjana Teknik Sipil Bidang Studi Struktur pada Departemen
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan
karena keterbatasan pemahaman dan pengetahuan dari penulis sendiri. Masih banyak
terdapat kekurangan dan kekhilafan yang tidak disadari baik dalam teknik penulisan,
penyajian dan isi dari tugas akhir ini. Oleh sebab itu maka penulis sangat menerima
saran dan kritikan yang membangun dari Bapak / Ibu dosen dan rekan mahasiswa
untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis berharap agar kedepannya penelitian
Tugas Akhir ini dapat dilanjutkan lagi. Penulis juga mengharapkan agar Tugas Akhir
ini bisa menambah referensi Tugas Akhir tentang kayu di Departemen Teknik Sipil
dan dapat bermanfaat bagi adik – adik.
Penulis sangat menyadari bahwa selesainya Tugas Akhir ini karena
bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Maka dalam kesempatan ini
penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
2. Bapak Prof. DR. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Teruna Jaya M.Sc., selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Emilia Kadreni, ST.MT selaku Pembimbing dan Bapak Ir. Besman Surbakti
MT , yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam
memberikan bimbingan yang tiada hentinya kepada penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak DR. Ir. Roesyanto M.SCE dan Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT, selaku Ketua
Jurusan dan Sekretaris Jurusan Sekolah Pascasarjana Jurusan Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara yang telah turut memberikan bantuan berupa alat
selama pengerjaan Tugas Akhir ini.
6. Bapak Yusandy Ahwad, ST. MT selaku Dosen Wali yang telah banyak
memberikan bimbingan serta nasehat yang begitu berarti bagi penulis.
7. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera
Utara yang telah memberikan ilmu dan bimbingannya.
8. Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil yang telah memberikan bantuan
dalam penyelesaian administrasi.
9. Kedua orangtuaku tercinta yang telah memberikan doa dan dukungan yang tiada
terhingga kepada penulis dan untuk ketiga adikku tersayang Rudi Sani, Lisa
Rahayu dan Hajizah atas doa tulus dan dukungannya hingga terselaikannya
Ucapan Terima Kasih
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kebahagiaan yang
tiada tara, karena dengan izin dan kuasaNya saya dapat meneylesaikan Tugas
Akhir sekaligus perkuliahan ini dengan baik dan memuaskan.
Kepada kedua orang tua rercinta terima kasih atas doa, semangat, keringat dan
air mata yang persembahkan untuk penulis. Semoga harapan yang kalian
titipkan kepada saya dapat tercapai. AMIN.
Ketiga adik – adik yang kusayangi Rudi Sani, Lisa Rahayu dan Hajizah
terimakasi atas doanya. Semoga Allah melindungi kita, menyampaikan kita
pada cita – cita yang kita tanam dan tetap berbakti kepada kedua orangtua.
Tak lupa pula terima kasih ingin aku sampaikan kepada orang – orang yang
telah banyak mempengaruhi kehidupan ku.
Buat 6 Kurcaci “ Tanti, Rhini, Wida, Icha dan Vika” terimakasih atas
persahabatan yang kita dirangkai selama 4 tahun dan untuk motivasi kalian,
semoga ukhuwah ini tetap terjalin.
Buat B’ Elhamdi (alumni 03 ) terimakasih atas support baik moril bahkan
materil serta waktu yang telah banyak diluangkan untuk penulis dan hingga
terselesaikannya TA ini.
Afrizal dan Uje’ ( Zevri ) thanks udah membantu selama masa penelitian.
Kalian memang yuang terbaik..
Buat teman- teman seperjuanganku terutanma Hidrolika Community yang
membantu secara tidak langsung TA ini : Mumu,Yudo, Ayah Faiz, Ari, Jalius,
Kace ( thanks bwt hondanya ),Widi, Bi2, Rio, Andreas, Doni, Ida, Ina, Nisa,
Enny, Zimek, Nanda, Edo item, Mizan, Nensi, Nasrul, Ibnu, Azil, Beni, Boni,
Bede, dan Iqbal. Makasih buat kalian semua. Lanjutkan perjuangan yang masih
tertunda.
Terima kasih kepada Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil USU,
B’ Nova (Alumni 03), B’Rinal, Tami, Ghafar dan khususnya buat adikku Ari
Yusman Manalu dan Harli Ashar Sirait makasih sudah banyak membantu.
Buat Abang dan Kakak 02, 03 dan 04 dan Teman – teman seperjuangan 05
serta adik2 06, 07, dan 08 Yang secara Tidak langsung terlibat dalam
penyelesaian TA ini yang tidak bisa disebutkan satu persatu saya ucapkan
ABSTRAK
Kayu adalah bahan konstruksi yang mudah didapat di alam memiliki sifat dan
karakteristik yang berbeda dari bahan konstruksi yang lain dari segi sifat fisis dan
mekanis. Kelebihan kayu adalah lebih murah, mudah didapat dan mudah
pengerjaannya serta ringan Kayu juga memiliki kekurangan antara lain serangan
serangga, mudah terbakar, sifat kurang awet dikarenakan sudah sulit ditemukan
kayu yang dipasarkan telah cukup umur untuk dipotong sehinggan masa layan kayu
tidak cukup lama.
Dalam penelitian ini menggunakan jenis kayu meranti putih karena mudah
didapat dan mutunya juga tergolong baik. Penelitian yang berjudul “ Kombinasi
alat penyambung paku dan baut pada sambungan kayu meranti dengan pembebanan
normal berdasarkan PKKI – NI 5 2002” ini bertujuan untuk meneliti perilaku dan
membandingkan kekuatan ( Ppatah )masing – masing pemodelan sambungan ( kayu
tanpa sambungan, sambungan dengan paku, baut dan kombinasi paku dan baut )
dan mendapakant factor keamanan sambungan. Penelitian menggunakan metode
eksperimen dilaboratorium dan membandingkannya dengan analisa teori.
Dari hasil penelitian meliputi penelitian Physical dan mechanical properties
kayu serta pengujian sambungan didapat bahwa kayu meranti putih terletak pada
kode mutu E10 dengan Elastisitas lentur 11000MPa, kuat tekan sejajar serat
443.585 kg/cm², berat jenis 0.612 g/cm³,dan kadar air 25.89%. Dan dari pengujian
sambungan diperoleh bahwa sambungan dengan kombinasi paku beton dengan baut
lebih kuat dari sambungan dengan kombinasi paku kayu dan baut serta sambungan
dengan penyambung paku kayu dan sambungan dengan penyambung baut.
Sambungan dengan penyambung paku beton lebih kuat dari semua pemodelan
sambungan yang diuji dan sambungan dengan penyambung paku kayu adalah yang
paling lemah. Faktor keamanan untuk jenis sambungan kombinasi dapat diambil
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR NOTASI... xii
DAFTAR ISTILAH ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1 Latar Belakang... 1
I.2 Perumusan Masalah ... 3
I.3 Tujuan Penelitian ... 3
I.4 Pembatasan Masalah ... 4
I.5 Metodologi Penelitian ... 5
BAB II STUDI PUSTAKA ... 8
II.1 Umum dan Latar Belakang ... 8
II.2 Sifat – sifat Kayu ... 12
A. Sifat Umum ... 12
B. Sifat Fisis ... 14
B.1 Berat Jenis Kayu ... 14
B.2 Kadar Air (Kadar Lengas) Kayu ... 15
B.3 Cacat Kayu ... 16
B.4 Warna Kayu ... 17
B.5 Serat, Tekstur dan Kean Raba ... 17
B.6 Kekerasan ... 18
B.7 Bau dan Rasa ... 18
B.8 Nilai Dekoratif ... 18
B.9 Pengerutan dan Pengembangan Kayu ... 18
C. Sifat Mekanis ... 19
C.1 Keteguhan Tarik ... 20
C.3 Keteguhan Geser ... 21
C.4 Keteguhan Lengkung (Lentur) ... 22
C.5 Keteguhan Belah ... 23
C.6 Kekuatan, Keuletan dan Kekakuan ... 23
II.3 Umum Kayu Meranti ... 24
II.4 Tegangan Bahan Kayu ... 27
A. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis ... 32
B. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Visual ... 33
II.5 Alat Sambung Mekanis ... 35
A. Paku ... 38
A.1 Umum ... 38
A.2 Geometri Sambungan Paku ... 39
A.3 Tahanan Terhadap Gaya Lateral ... 40
A.3.a Tahanan Lateral Acuan Satu Irisan ... 40
A.3.b Tahanan Lateral Acuan Dua Irisan ... 43
A.3.c Tahanan Lateral Terkoreksi ... 43
A.4 Tahanan Terhadap Gaya Aksial ... 45
A.4.a Umum ... 45
A.4.b Tahanan Tarik Alat Pengencang ... 45
A.4..c Tahanan Cabut Acuan Batang ... 46
A.4.d Tahanan Cabut Terkoreksi Batang ... 46
B. Baut ... 46
B.1 Umum ... 46
B.2 Geometri Sambungan Baut ... 47
B.3 Tahanan Terhadap Gaya Lateral ... 49
B.3.a Tahanan Lateral Acuan Satu Irisan ... 49
B.3.b Tahanan Lateral Acuan Dua Irisan ... 50
B.3.c Tahanan Lateral Terkoreksi ... 52
III.1.a Penyediaan bahan ... 54
III.1.b Pekerjaan pertukangan ... 54
III.2 Pelaksanaan Penelitian ... 54
III.2.1 Penelitian Kadar Air ... 54 III.2.2 Penelitian Berat Jenis ... 57
III.2.3 Penelitian Kuat Tekan Sejajar Serat ... 58
III.2.4 Penelitian Kuat Lentur pada Kondisi Ultimate ... 60
III.2.5 Penelitian Elastisitas ... 60
III.3 Penelitian Sambungan dengan Memikul Gaya Normal Tekan Sejajar Serat ... 62
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ... 68
IV.1 Hasil Penelitian... ... 68 A. Hasil Penelitian Physical dan Mechanical Properties Kayu ... 68
A.1 Penelitian Kadar Air ... 68
A.2 Penelitian Berat Jenis ... 69
A.3 Penelitian Kuat Tekan Sejajar Serat ... 70
A.4 Penelitian Elastisitas Kayu ... 71
A.5 Penelitian Kuat Lentur Kayu ... 71
A.6 Kesimpulan Hasil Penelitian Physical dan Mechani- cal Properties Kayu ... 78
B. Hasil Penelitian Sambungan Kayu dengan pembebanan- Normal …………... ... 79
B.1 Pengujian Kayu Tanpa Penyambung ... 79
B.2 Pengujian Sambungan dengan Alat Sambung Paku . 83 B.3 Pengujian Sambungan dengan Alat Sambung Baut . 93 B.4 PenelitianSambungan dengan Alat Sambung Paku- dan Baut ... 98
IV.2 Perhitungan Sambungan ... 106
• Menghitung Tahanan Lateral Acuan ... 106
• Menghiung Nilai Koreksi ... 108
• Menghitung Lateral Izin Sambungan ... 108
B. Tahanan Lateral Sambungan Baut ... 109
• Menghitung Tahanan Lateral Acuan ... 110
• Menghitung Nilai Koreksi ... 112
• Menghitung Lateral Izin Sambungan ... 113
IV.3 Pembahasan ... 125 A. Analisa teoritis antara sambungan paku dan baut ... 125 B. Pengamatan visual terhadap hasil percobaan sambungan ... 127 C. Analisa Penelitian Sambungan ... 122
C. Perbandingan antara teoretis dan laboratorium... 122 D. Nilai Efektifitas Sambungan ... 120 ... BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 129
V.1 Kesimpulan... ... 129
V.2 Saran... ... 137
DAFTAR PUSTAKA... ... 138
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Nilai Kuat Acuan (MPa) Berdasarkan Atas Pemilahan Secara Mekanis
pada Kadar Air 15 % ... 32
Tabel II.2 Nilai Rasio Tahanan ... 34
Tabel II.3 Cacat Maksimum untuk Setiap Kelas Mutu Kayu ... 34
Tabel II.4 Tebal Kayu yang Diperkenankan untuk Masing-Masing Paku ... 38
Tabel II.5 Tahanan Lateral Acuan Satu Paku (Z) untuk Satu Alat Pengencang de- ... ngan Satu Irisan yang Menyambung Dua Komponen 41 Tabel II.6 Kuat Tumpu Paku (Fe) untuk Berbagai Nilai Berat Jenis Kayu... 42
Tabel II.7 Kuat Lentur Paku untuk Berbagai Diameter Paku Bulat ... 43
Tabel II.8 Berbagai Ukuran Diameter dan Panjang Paku ... 43
Tabel II.9 Jarak Tepi, jarak Ujung dan Persyaratan Spasi Sambungan Baut ... 47
Tabel II.10 Tahanan Lateral Acuan Satu Baut (Z) untuk Satu Alat Pengencang de- ngan Satu Irisan yang Menyambung Dua Komponen ... 49
Tabel II.II Tahanan Lateral Acuan Satu Baut (Z) untuk Satu Alat Pengencang de- ngan Dua Irisan yang Menyambung Tiga Komponen ... 51
Tabel IV.1 Hasil Penelitian Kadar Air ... 66
Tabel IV.2 Hasil Penelitian Berat Jenis ... 67
Tabel IV.3 Hasil Penelitian Kuat Tekan Sejajar Serat ... 68
Tabel IV.4 Hasil Penelitian Elastisitas ... 69
Tabel IV.5 Tabulasi Perhitungan Tegangan-Regangan Kayu Sampel 1 ... 70
Tabel IV.6 Tabulasi Perhitungan Tegangan-Regangan Kayu Sampel 2 ... 71
Tabel IV.7 Tabulasi Perhitungan Tegangan-Regangan Kayu Sampel 3 ... 71
Tabel IV.8 Rangkuman Penelitian Kayu ... 76
Tabel IV.9 Hasil Pengujian Kayu Tanpa Penyambung ... 78
Tabel IV.10 Hasil Pengujian Kayu Dengan Penyambung Paku Kayu ... 86
Tabel IV.11 Hasil Pengujian Kayu Dengan Penyambung Paku Beton... 87
Tabel IV.12 Hasil Pengujian Kayu Dengan Penyambung Baut ... 98
Tabel IV.13 Hasil Pengujian Kayu Dengan Penyambung Baut dan Paku Kayu ... 105
Tabel IV.14 Hasil Pengujian Kayu Dengan Penyambung Baut dan Paku Beton ... 106
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1 Variasi Sampel Penelitian Sambungan di Laboratorium ... 6
Gambar I.2 Sket Tampak Samping Sampel Pengujian Sambungan ... 7
Gambar II.1 Penampang Melintang Kayu ... 9
Gambar II.2 Bentuk Gambar Arah Tangensial, Radial dan Longitudinal ... 13
Gambar II.3 Batang Kayu yang Menerima Gaya Tarik P ... 20
Gambar II.4 Batang Kayu Menerima Gaya Tekan Sejajar Serat ... 21
Gambar II.5 Batang Kayu yang Menerima Gaya Tekan Tegak Lurus Serat ... 21
Gambar II.6 Batang Kayu yang Menerima Gaya Geser Tegak Lurus Arah Serat, Fv . 22 Gambar II.7 Batang Kayu yang Menerima Beban Lengkung ... 23
Gambar II.8 Hubungan Antara Beban Tekan dengan Deformasi untuk Tarikan dan Tekanan ... 28
Gambar II.9 Tegangan Tekan dan Tegangan Tarik ... 31
Gambar II.10 Geometri Sambungan Paku ... 40
Gambar II.11 Sambungan Paku dengan Variasi Penetrasi ... 44
Gambar II.12 Geometri Sambungan Baut ... 49
Gambar III.1 Sampel Penelitian Kadar Air ... 55
Gambar III.2 Sampel Penelitian Berat Jenis ... 57
Gambar III.3 Sampel Penelitian Kuat Tekan ... 59
Gambar III.4 Sampel Penelitian Kuat Lentur ... 60
Gambar III.5 Penempatan Dial Beban pada Sampel ... 61
Gambar III.7 Sket Penampang Sambungan ... 64
Gambar III.8 Penempatan Dial pada Kayu Utuh dan Sambungan ... 65
Gambar IV.1 Grafik Tegangan-Regangan dari Pengujian Sampel I ... 72
Gambar IV.2 Grafik Regresi Linear Tegangan-Regangan dari Pengujian Sampel I ... 72
Gambar IV.3 Grafik Tegangan-Regangan dari Pengujian Sampel II ... 73
Gambar IV.4 Grafik Regresi Linear Tegangan-Regangan dari Pengujian Sampel II .. 73
Gambar IV.5 Grafik Tegangan-Regangan dari Pengujian Sampel III ... 74
Gambar IV.6 Grafik Regresi Linear Tegangan-Regangan dari Pengujian Sampel III . 74 Gambar IV.7 Grafik Deformasi – Beban Kayu Tanpa Penyambung Sampel I ... 79
Gambar IV.8 Grafik Regresi Kayu Tanpa Penyambung Sampel I ... 80
Gambar IV.10 Grafik Regresi Kayu Tanpa Penyambung Sampel II ... 82
Gambar IV.11 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Sampel I ... 85
Gambar IV.12 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Sampel II ... 85
Gambar IV.13 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Paku Sampel I .. 88
Gambar IV.14 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Paku Sampel I ... 89
Gambar IV.15 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Paku Sampel II . 90 Gambar IV.16 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Paku Sampel II ... 91
Gambar IV.17 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Paku Beton ... 92
Gambar IV.18 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Paku Beton ... 93
Gambar IV.19 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Sampel I ... 96
Gambar IV.20 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Sampel II ... 96
Gambar IV.21 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Sampel I ... 97
Gambar IV.22 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Baut Sampel I ... 99
Gambar IV.23 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Baut Sampel I ... 100
Gambar IV.24 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Baut Sampel II.. 101
Gambar IV.25 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Baut Sampel II ... 102
Gambar IV.26 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Sampel I ... 104
Gambar IV.27 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Sampel II ... 104
Gambar IV.28 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Kombinasi Sampel I ... 107
Gambar IV.29 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Kombinasi Sampel I ... 108
Gambar IV.30 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Kombinasi Sampel II ... 109
Gambar IV.31 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Kombinasi Sampel II ... 110
Gambar IV.32 Grafik Deformasi–Beban Kayu Dengan Penyambung Kombinasi Sampel I ... 111
Gambar IV.33 Grafik Regresi Kayu Dengan Penyambung Kombinasi Sampel I ... 112
Gambar IV.34 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Kombinasi Paku Kayu dan Baut Sampel I ... 115
Gambar IV.35 Grafik Hubungan Beban Patah-Deformasi Kombinasi Paku Kayu dan Baut Sampel II ... 115
DAFTAR NOTASI
n adalah safety factor = 2.75 Ppatah adalah beban patah
Pizin adalah beban yang diizinkan
α adalah muai termal
ρ adalah berat jenis (BJ), gr/cm3 E adalah modulus elastis, kg/cm2 W adalah kadar lengas kayu, %
Wg adalah berat benda uji mula-mula, gr
Wd adalah berat benda uji setelah kering udara, gr
T adalah pengerutan kayu arah tangensial = ± 7 % - 10 % R adalah pengerutan kayu arah radial = ± 5 %
A adalah pengerutan kayu arah aksial (longitudinal) = ± 0.1 % (sangat kecil, dapat diabaikan)
P adalah gaya luar
σ(tk/tr) adalah tegangan tekan/tarik yang terjadi, kg/cm2
P(tk/tr) adalah beban tekan/tarik yang terjadi, kg
A adalah luas penampang yang menerima beban, cm2 Ew adalah modulus elastis lentur,MPa
Fby adalah kuat lentur, MPa
Ft// adalah kuat tarik sejajar serat, MPa
Fc// adalah kuat tekan sejajar serat, MPa
Fv adalah kuat geser yang diizinkan, MPa
Fc┴ adalah kuat tekan tegak lurus serat, MPa
ρ adalah kerapatan kayu dalam kondisi basah, kg/m3 m adalah kadar air, %
D adalah diameter batang paku, mm G adalah berat jenis kayu
Z adalah tahanan lateral acuan satu paku, N ts adalah tebal kayu sekunder, mm
Fes adalah kuat tumpu kayu samping, N/mm2
p adalah kedalaman penetrasi efektif batang alat pengencang pada komponen pemegang, mm
Fyb adalah kuat lentur paku, N/mm2
λ adalah angka kelangsingan Z’ adalah tahanan lateral terkoreksi Cd adalah faktor kedalaman penetrasi
Ceg adalah faktor serat ujung = 0.67
Cm adalah faktor koreksi untuk sambungan paku miring = 0.83
Cdi adalah faktor koreksi untuk sambungan diafragma
CM adalah faktor koreksi layan basah
Cf adalah faktor koreksi ukuran = 1.0 (bila mutu kayu ditetapkan secara
masinal)
Ct adalah faktor koreksi temperatur
Cpt adalah faktor koreksi pengawetan kayu
Crt adalah faktor koreksi tahan api
λ adalah faktor waktu = 1.0
Zw adalah tahanan cabut, Newtons (N)
nf adalah jumlah alat pengencang
Zw’ adalah tahanan cabut terkoreksi
Ctn adalah faktor koreksi pada sambungan paku miring = 0.67
α adalah sudut yang dibentuk oleh beban dan permukaan kayu, dalam derajat (0º < α < 90º)
Zu adalah gaya perlu pada sambungan
φz adalah faktor reduksi tahanan untuk sambungan = 0.65
BJ adalah berat jenis kayu, gr/cm3
Wx adalah berat sampel kayu kering udara, gr
Vx adalah volume sampel, cm3
σtk// adalah tegangan tekan sejajar serat, kg/cm2
L adalah panjang bentang, cm b adalah lebar sampel, cm h adalah tinggi sampel, cm f adalah penurunan, cm ε adalah regangan yang terjadi
x adalah rata-rata sampel
xi adalah hasil penelitian sampel ke-i
n adalah banyak sampel
Zmin adalah tahanan lateral acuan minimum, kg
Z’min adalah tahanan lateral acuan minimum terkoreksi, kg
npk adalah banyak paku
nbt adalah banyak baut
ABSTRAK
Kayu adalah bahan konstruksi yang mudah didapat di alam memiliki sifat dan
karakteristik yang berbeda dari bahan konstruksi yang lain dari segi sifat fisis dan
mekanis. Kelebihan kayu adalah lebih murah, mudah didapat dan mudah
pengerjaannya serta ringan Kayu juga memiliki kekurangan antara lain serangan
serangga, mudah terbakar, sifat kurang awet dikarenakan sudah sulit ditemukan
kayu yang dipasarkan telah cukup umur untuk dipotong sehinggan masa layan kayu
tidak cukup lama.
Dalam penelitian ini menggunakan jenis kayu meranti putih karena mudah
didapat dan mutunya juga tergolong baik. Penelitian yang berjudul “ Kombinasi
alat penyambung paku dan baut pada sambungan kayu meranti dengan pembebanan
normal berdasarkan PKKI – NI 5 2002” ini bertujuan untuk meneliti perilaku dan
membandingkan kekuatan ( Ppatah )masing – masing pemodelan sambungan ( kayu
tanpa sambungan, sambungan dengan paku, baut dan kombinasi paku dan baut )
dan mendapakant factor keamanan sambungan. Penelitian menggunakan metode
eksperimen dilaboratorium dan membandingkannya dengan analisa teori.
Dari hasil penelitian meliputi penelitian Physical dan mechanical properties
kayu serta pengujian sambungan didapat bahwa kayu meranti putih terletak pada
kode mutu E10 dengan Elastisitas lentur 11000MPa, kuat tekan sejajar serat
443.585 kg/cm², berat jenis 0.612 g/cm³,dan kadar air 25.89%. Dan dari pengujian
sambungan diperoleh bahwa sambungan dengan kombinasi paku beton dengan baut
lebih kuat dari sambungan dengan kombinasi paku kayu dan baut serta sambungan
dengan penyambung paku kayu dan sambungan dengan penyambung baut.
Sambungan dengan penyambung paku beton lebih kuat dari semua pemodelan
sambungan yang diuji dan sambungan dengan penyambung paku kayu adalah yang
paling lemah. Faktor keamanan untuk jenis sambungan kombinasi dapat diambil
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Kayu merupakan salah satu material konstruksi yang paling banyak terdapat
di alam dan pertama kali digunakan dalam sejarah umat manusia. Kayu sampai saat
ini masih banyak digunakan sebagai bahan konstruksi bangunan untuk rumah
tinggal, gedung, jembatan, bantalan kereta api dan lain – lain. Kayu dipilih sebagai
bahan konstruksi selain karena alasan mudah didapat, harganya relatif murah dan
memiliki nilai estetika yang tinggi. ( Frick,1981 ) juga menyatakan bahwa material
kayu akan selalu dibutuhkan manusia karena sifat utama yang dimiliki yaitu kayu
merupakan kekayaan alam ( natural resources )yang tidak akan pernah habis, mudah
dalam pemrosesan serta memiliki sifat –sifat spesifik yang tidak dimiliki oleh bahan
lain.
Selain keuntungan kayu seperti yang telah disebutkan di atas kayu juga
mempunyai kekuatan yang tinggi ( tekan sejajar atau tegak lurus serat) dan berat
yang rendah dibandingkan dengan konstuksi yang lainnya, mempunyai daya tahan
yang tinggi terhadap pengaruh kimia ( Chemical Attack ), dan bersifat isolator.
Namun demikian kayu juga memiliki kekurangan antara lain sifat kurang homogen
dengan adanya cacat kayu, mata kayu, beberapa bersifat kurang awet, dapat memuai
dan menyusut dengan perubahan kelembaban meski tetap elastis dan yang terutama
adalah kayu mudah terbakar. Tidak semua jenis kayu dapat dijadikan bahan
Ditinjau dari perencanaan mekanika, konstruksi kayu memiliki perbedaan
dengan konstruksi lain, seperti pada beton bertulang atau baja. Pada konstruksi kayu
akan ditemukan kondisi sambungan yang tidak mungkin rigid seperti pada beton
bertulang atau pada konstruksi baja. Pada konstruksi kayu terdapat batasan deformasi
atau displacement pada sambungannya dimana batasan displacement sambungan
yang diizinkan adalah sampai dengan 1,5 mm (Felix, 1992).
Untuk alat sambung sendiri ada beberapa macam yaitu alat sambung perekat
(epoxy), pasak, paku dan baut. Efektifitas masing – masing alat sambung berbeda –
beda tergantung dari karakterisatik masing – masing sambungan dimana
keefektifitasan lat sambung perekat dapat mencapai 100%, pasak 60%, paku 50%
dan baut 30% (Felix,1992).
Untuk penelitian ini, material digunakan kayu Meranti . Kayu Meranti saat ini
menjadi salah satu alternatif yang bisa dijadikan sebagai bahan konstruksi karena
lebih mudah ditemukan dipasaran dan harganya jauh lebih murah dibanding dengan
kayu Damar laut, Jati dan lain – lain yang dikenal sebagai bahan konstruksi
berkualitas baik.
Berdasarkan pemikiran diatas dan karena penelitan – penelitian sebelumnya
hanya meneliti sambungan dengan satu jenis alat penyambung saja maka dilakukan
penelitian terhadap sambungan kayu meranti dengan menggunakan alat sambung
paku dan baut di uji untuk masing – masing alat sambung tersebut dan kombinasi
keduanya. Pembebanan yang diberikan adalah pembebanan aksial tekan sejajar serat.
I.2 Perumusan Masalah
Adapun yang menjadi perumusan masalah dalam eksperimen yaitu untuk
mengetahui :
1. Bagaimana pengaruh pemberian gaya normal pada sambungan kayu meranti
dengan alat penyambung paku dan baut serta berapa besar beban ultimate
yang dapat dipikul pada masing – masing tipe alat sambung tersebut.
2. Bagaimana jika kedua alat sambung dikombinasi, antara baut dan paku.
Apakah mengalami perkuatan atau perlemahan jika dibandingkan dengan
sambungan kayu dengan penyambung paku dan penyambung baut.
3. Berapa kisaran nilai faktor keamanan untuk menaikkan kekuatan sambungan
kombinasi jika ternyata mengalami perlemahan dibandingkan terhadap kayu
tanpa sambungan, dengan sambungan paku dan dengan sambungan baut serta
mendapatkan efektifitas masing – masing sambungan.
4. Bagaimana bentuk grafik hubungan beban dan deformasi dari keempat
sampel penelitian.
I.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian dari tugas akhir ini adalah :
1. Untuk meneliti sifat fisis dan mekanis kayu meranti meliput i Elastisitas kayu
( Ew ), Tegangan izin sejajar serat ( Ft ), Tegangan izin lentur ( Fb ), kadar air
serta berat jenis kayu meranti.
2. Menghitung secara teoritis dan membandingkan hasil perhitungan teoritis
3. Untuk mengamati perubahan yang terjadi pada alat sambung setelah
mendapat beban normal tekan sejajar serat ultimate.
4. Untuk mengetahui pengaruh pemberian gaya normal tekan sejajar serat
terhadap keempat sampel terutama untuk kombinasi paku dan baut apakah
mengalami perlemahan atau perkuatan sampai pada beban ultimate.
5. Mencari kisaran nilai factor keamanan untuk kekuatan sambungan kombinasi
dibandingkan dengan kekuatan tiga sampel pengujian yang lain.
6. Mengetahui nilai efektifitas sambungan dengan paku, sambungan dengan
baut dan sambungan dengan kombinasi alat sambung.
1.4 Pembatasan Masalah
Pada penelitian ini masalah dibatasi pada :
1. Kayu besifat homogen dan ortotropis.
2. Beban bersifat linier menurut Hukum Hooke.
3. Kayu yang digunakan adalah Kayu Meranti dimana dimensi kayu yang
disambung (4 x 8 x 16)cm, penyambung (2 x 8 x 30)cm.
4. Alat sambung yang digunakan adalah paku dan baut.
5. Jumlah paku dan baut dalam sambungan kombinasi direncanakan setengah
dari jumlah paku dan setengah dari jumlah baut.
6. Perencanaan mengacu pada Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia 2002
1.5 Metodologi Penelitian
Langkah – langkah yang dilakukan dalam penelitian adalah sebagai berikut :
1. Persiapan penelitian meliputi penyediaan bahan yakni kayu dan alat
penyambungnya, pemotongan dan pengetaman kayu serta pemasangan alat
sambung. Sampel pengujian 4 jenis dengan jumlah pengujian dua sampel
yakni kayu tanpa sambungan, dengan penyambung paku, dengan
penyambung baut dan kombinasi kedua alat penyambung.
2. Pelaksanaan Pengujian
Penelitian dilakukan dengan pengujian dilaboratorium Bahan Rekayasa
Teknik Sipil USU antara lain :
a. Pengujian Physical dan Mechanical Properties kayu untuk mendapatkan
• Berat jenis dari kayu yang dipakai.
• Kadar air dari kayu yang dipakai.
• Tegangan tekan izin sejajar serat kayu ( Fc ).
• Teganan lentur izin ( Fb ).
• Elastisitas lentur kayu ( Ew ).
b. Pengujian kuat tekan sambungan dengan pemberian gaya aksial tekan
sejajar serat dengan mesin kompres kapasitas 200 Ton dan untuk
pembacaan penurunan digunakan dial gauge dengan ketelitian 0.01 mm.
Dan analisa penelitian mengacu kepada Peraturan Konstruksi Kayu
BAB II
STUDI PUSTAKA
II.1 Umum
Sebagai salah satu bahan konstruksi, kayu memegang peranan cukup penting
terutama untuk bangunan sederhana atau yang bersifat sementara dan kuda – kuda
untuk atap.
Kayu adalah bahan didapat dari tumbuh – tumbuhan di alam termasuk
vegetasi hutan. Tumbuhan yang dimaksud disini adalah pohon (tree). Pohon berbeda
dengan tanaman ( plant ). Dari tanaman tidak menghasilkan kayu. Kayu sebenarnya
adalah daging pohon. Kayu memiliki empat unsur yang esensiil yaitu :
1. Sellulosa. Unsur terbesar dari kayu meliputi ± 70 % dari berat kayu.
Bagian yang disebut Alpha selulosa adalah dasar pembuat kayu.
2. Lignin. Komponen pembentuk kayu sekitar 18% – 20% dari berat kayu
dan memberi sifat keteguhan pada kayu.
3. Bahan – bahan ekstraksi. Komponen ini yang memberikan kayu sifat –
sifat seperti warna, bau , rasa dan keawetan.
4. Mineral Pembentuk Abu. Komponen ini tertinggal setelah selulosa dan
lignin terbakar habis.
Studi mengenai kayu dimulai dari sebatang pohon hidup dan dengan meneliti
tahap – tahap penebangan, pengubahan, dan pengeringan. Kesemua ini
mempersiapkan kayu sehingga dapat digunakan seorang tukang.
Berikut akan di uraikan bagian – bagian kayu yang terlihat pada potongan
Gambar II .1 Penampang Melintang Kayu
1. Kulit Kayu
Kulit Kayu terdapat pada bagian terluar, yang terdiri dari :
a. Kulit Dalam ( Phloem )
Kulit dalam berada tepat dibalik kulit luar sebatang pohon, diluar lapisan
kambium, yang berfungsi menyampaikan makanan dari daun ke seluruh bagian
kayu.
b. Kulit Luar ( Cortex )
Kulit luar merupakan pelindung bagi pohon yang sedang tumbuh, yang
berfungsi mencegah penguapan dari lapisan kambium dan kayu gubal. Kulit
kayu terdiri dari sel – sel berbentuk pembuluh – pembuluh dan mendapatkan
makanan dari kulit dalam.
Apabila pohon tumbuh keluar , kulit luar akan pecah dan digantikan oleh
lebih banyak kulit luar yang disalurkan oleh kulit dalam. Adakalanya, dengan
C D C
A.Kulit luar B.Kulit Dalam C.Kayu Gubal D.Kayu Teras E.Kambium F.Hati Kayu
terbentuknya kulit luar yang baru , kulit luar lama yang telah mati terlepas dari
pohon.
2. Kambium
Lapisan kambium merupakan jaringan yang lapisannya tipis dan bening,
mengelilingi kayu, ke arah luar membentuk kayu baru sebagai pengganti kayu lama
yang telah rusak dan ke arah dalam membentuk kayu baru. Kambium terletak
diantara kulit dalam dan kayu gubal. Dengan adanya kambium ini maka pohon
bertambah lama bertambah besar.
3. Kayu
a. Kayu Gubal ( Alburmum )
Kayu Gubal merupakan bagian dari pohon yang melingkari kayu inti .
Terdiri dari sel – sel yang masih hidup. Sel – sel kayu gubal membawakan air dan
garam – garam mineral ke dahan yang selanjutnya menuju daun, untuk diubah
sebagai sumber makanannya dan sekaligus berfungsi sebagi tempat menyimpan
makanan. Kayu gubal tidak begitu berharga sebagai kayu pertukanga. Hal ini
disebabkan karena adanya zat – zat tepung didalam sel – selnya yang dapat
menyebabkan kayu tersebut mudah diserang serangga dan mudah lapuk. Tebal
lapisan kayu gubal bervariasi menurut jenis pohon antara 2 cm sampai 10 cm dan
relatif tetap sepanjang hidup pohon.
b. Kayu Teras
Terdiri dari sel – sel yang yang sudah tua atau mati. Kayu teras ini
awalnya adalah kayu gubal yang menua sehingga tidak bisa berfungsi sebagai
penyalur cairan atau zat hara dan sebagai penyimpanan hasil fotosintesis. Pada kayu
Hal ini berlaku untuk jenis – jenis kayu yang terasnya berisi tiloses . Pada beberapa jenis tertentu kayu teras banyak mengandung bahan – bahan ekstraktif, yang
memberikan keawetan pada kayu tersebut. Untuk keperluan konstruksi yang
dimanfaatkan adalah kayu teras.
4. Hati Kayu ( Medulla )
Hati kayu terletak dipusat lingkaran tahun. Pada mulanya, hati kayu merupakan
pohon muda yang pertama kali dibentuk oleh kambium yang kemudian menjadi
pusat dari pohon yang tumbuh selanjutnya, yang merupakan komposisi lunak dari sel
– sel yang sudah mati. Hati kayu bersifat rapuh atau lunak, sehingga tidak berguna
sebagai kayu pertukangan .
5. Lingkaran Tahun ( Annual Ring )
Kondisi pertumbuhan suatu pohon ditentukan oleh lingkunan tumbuh yaitu
iklim. Pada daerah yang mempunyai perbedaan musim yang jelas pengaruh iklim
terhadap pertumbuhan dapat terlihat adanya perbedaan antara kayu yang terbentuk
pada permulaan dan pada akhir musim. Perbedaan ini menunjukkan zona – zona
berupa lingkaran yang mengelilingi sumbu batang, bagian yang renggang berwarna
terang dan yang lebih rapat berwarna gelap secara bergiliran yang kedua – duanya
terjadi pada periode satu tahun. Zona – zona yang berbentuk lingkaran ini yang
disebut dengan lingkaran tahun. Pada musim kering, pertumbuhan diameter
(membesar) terganggu disebabkan adanya pengguguran daun . Sehingga lingkaran
tahun dapat terdiri lebih dari satu lingkaran tahun dalam satu musim yang sama . Hal
ini disebut lingkaran semu . Lingkaran tahun ini dapat menunjukkan umur suatu
6. Jari – Jari Kayu
Jari – jari kayu adalah jaringan kayu yang dibentuk dengan susunan sel secara
radial yang berfungsi menyampaikan makanan dari kulit dalam kebagian dalam
pohon . Jari – jari teras mempunyai ukuran yang berbeda – beda pada pohon yang
berlebihan. Sementara pada pohon oak , jari – jari pohon menampakkan sebuah pola
yang indah pada potongan kayu.
II.2 Sifat – sifat Kayu
Kayu berasal dari beberapa jenis pohon memiliki sifat yang berbeda – beda.
Bahkan, kayu dari satu jenis pohon yang sama memiliki sifat agak berbeda jika
dibandingkan ujung dengan pangkalnya. Maka dari itu, kita sebagai pengguna kayu
sedikit banyak harus mengetahui ciri – ciri dan sifat – sifat kayu. Beberapa sifat kayu
yang dimaksud meliputi sifat kayu secara umum, sifat fisis, sifat mekanis dan sifat
kimia kayu.
A. Sifat Umum
Meskipun sifat kayu antara satu pohon dengan pohon lain bahkan untuk satu
jenis pohon berbeda namun ada beberapa sifat umum yang sama dimiliki hampir
setiap jenis kayu. Sifat umum tersebut antara lain adalah :
a. Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan sifat simetri
radial.
b. Semua kayu bersifat anisotropik yaitu sifat – sifatnya elastis tergantung
dari arah gaya terhadap serat – serat dan lingkaran tahun . Tetapi untuk
artinya mempunyai tiga bidang simetri elastis yang saling tegak lurus ,
yaitu Longitudinal ( aksial ), Tangensial , dan Radial. Dimana sumbu
Longitudinal ( aksial ) adalah sejajar serat – serat, sumbu Tangensial
adalah garis singgung cincin – cincin pertumbuhan, dan sumbu Radial
adalah tegak lurus pada cincin – cincin pertumbuhan. Perubahan dimensi
kayu akibat pengeringan dari perubahan suhu, kelembaban, pembebanan
mekanis juga menunjukkan sifat kayu anisotropis
Gambar II.2 Bentuk Gambar Arah Tangensial, Radial dan Longitudinal ( Sumber : Awaluddin, ali. 2005. Konstruksi Kayu.. KTSM UGM : Yogyakarta )
c. Kayu bersifat higroskopis yaitu dapat kehilangann atau bertambah
kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan suhu udara\ di
sekitarnya.
d. Kayu dapat terserang makhluk perusak kayu dan dapat terbakar apalagi
B. Sifat Fisis
Sifat fisis dari kayu meliputi :
1. Berat jenis kayu
Berat jenis kayu biasanya berbanding lurus dengan kekuatan daripada kayu
atau sifat – sifat mekanisnya . Makin tinggi berat jenis suatu kayu maka makin tinggi
pula kekuatannya.
Mengingat kayu terbentuk dari sel – sel yang memiliki bermacam – macam
tipe, memungkinkan terjadinya suatu penyimpangan tertentu . Pada perhitungan berat
jenis kayu semestinya berpangkal pada keadaan kering udara, yaitu sekering –
keringnya tanpa pengeringan buatan .
Berat jenis didefenisikan sebagai angka berat dari satuan volume suatu
material. Berat jenis diperoleh dengan membagikan berat kepada volume benda
tersebut. Berat jenis diperoleh dengan cara menimbang suatu benda pada suatu
timbangan dengan tingkat keakuratan yang diperlukan. Untuk praktisnya , digunakan
timbangan dengan ketelitian 20 % , yaitu sebesar 20 gr / kg . Sedangkan untuk
menentukan volume , ada beberapa cara untuk memperoleh besarnya volume suatu
benda . Cara yang umum dan mudah dilakukan adalah dengan mengukur panjang ,
lebar dan tebal suatu benda dan mengalikan ketiganya .
Untuk kayu , sebaiknya ukuran sampel tidak kurang dari ukuran dari 7.5 cm x
5 cm x 2.5 cm, tetapi bila ukuran sampel kurang dari tersebut, maka cara yang
digunakan untuk mendapatkan volume adalah dengan metode pencelupan. Pada
metode ini penggunaan pan berisi air yang diletakkan pada timbangan ayun.
Kemudian timbangan diseimbangkan dengan meletakkan pemberat pada sisi lainnya.
tidak keluar dari dalam pan , dan diatur juga agar sampel tidak menyentuh sisi – sisi
samping dan bawah pan dengan memasang jarum sebagai kaki – kaki sampel .
Seimbangkan timbangan dengan menambah pemberat pada sisi lain . Berat pemberat
yang ditambahkan untuk mencapai keseimbangan ( dalam Gr ) adalah sama dengan
nilai volume sampel ( dalam cm 3 ) .
Karena kayu sebagai material dengan daya serap yang tinggi, maka
diperlukan bahan lain untuk melapisi sampel sehingga air tidak ada yang masuk ke
dalam kayu. Bahan tersebut haruslah bahan yang tipis, kedap air, serta memiliki berat
yang sangat kecil. Parafin merupakan bahan yang sesuai. Sebelum sampel
dimasukkan kedalam air, terlebih dahulu sampel dimasukkan kedalam cairan parafin
yang mendidih sampai keseluruhan permukaan sampel ditutupi parafin . Kelebihan
parafin pada permukaan yang dihaluskan dan diratakan sehingga permukaan parafin
tidak terlalu tebal .
Berat jenis juga didefenisikan berat jenis relatif benda tersebut terhadap berat
jenis standard , dalam hal ini berat jenis air dalam gr / cm 3 . Air dipakai sebagai
bahan standard karena berat 1 cm 3 adalah 1 gr. Dapatlah dikatakan bahwa berat
jenis suatu benda adalah berat benda tersebut relatif terhadap berat jenis standard
yaitu air .
2. Kadar air ( kadar lengas ) kayu
Kayu sebagai bahan bangunan dapat mengikat air dan juga dapat melepaskan
air yang dikandungnya. Keadaan seperti ini tergantung pada kelembaban suhu udara
Kayu mempunyai sifat peka terhadap kelembaban. Karena pengaruh kadar
airnya menyebabkan mengembang dan menyusutnya kayu serta mempengaruhi pula
sifat – sifat fisik dan mekanis kayu. Kadar air sangat besar pengaruhnya terhadap
kekuatan kayu, terutama daya pikulnya terhadap tegangan desak sejajar arah serat
dan juga tegak lurus arah serat kayu .
Sel – sel kayu mengandung air , yang sebagian merupakan bebas yang
mengisi dinding sel . Apabila kayu mengering , air bebas keluar dahulu dan saat air
bebas itu habis keadaannya disebut titik jenuh serat ( Fiber Saturation Point ) . Kadar air pada saat itu kira – kira 25 % - 30 % . Apabila kayu mengering dibawah
titik jenuh serat , dinding sel menjadi semakin padat sehingga mengakibatkan serat –
seratnya menjadi kokoh dan kuat . Maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa
turunnya kadar air mengakibatkan bertambahnya kekuatan kayu .
Pada umumnya kayu – kayu di Indonesia yang kering udara mempunyai
kadar air ( kadar lengas ) antara 12 % - 18 % , atau rata – rata adalah 15 % .
3. Cacat kayu
Cacat Kayu dapat mempengaruhi kekuatan kayu, bahkan kayu yang cacat
tersebut tidak dapat dipegunakan ubtuk bahan konstruksi. Cacat kayu yang sering
kali terjadi adalah retak ( Cracks ), mata kayu ( Knots ), dan kemiringan serat ( slope
of grain ). Retak disebabkan karena terjadi proses penyusutan pada kayu. Pada kayu
yang tipis retak terjadi lebih besar yang dinamakan dengan belah ( Split ).
Mata kayu terbentuk dari bekas patahan cabang kayu. Pada mata kayu terjadi
pembelokan arah serat sehingga menurunkan kekuatan kayu. Sedangkan kemiringan
serat terjadi karena tidak sesuainya sumbu batang kayu dengan sumbu pohon pada
4. Warna kayu
Warna kayu bermacam – macam seperti kuning, coklat muda, coklat tua,
kehitam – hitaman, kemerahan dan lain – lain. Kadang kala warna kayu dapat dengan
mudah mengidentifikasi jenis kayu tersebut. Pada pengenalan kayu, warna kayu yang
dipakai adalah warna kayu terasnya. Warna kayu dapat berbeda karena dipengaruhi
zat ekstraktif yang dikandung kayu dan dipengaruhi oleh fakor – factor seperti
tempat di dalam pohon, umur pohon dan kelembaban.
5. Serat, tekstur dan kesan raba
Arah serat dapat ditentukan oleh alur – alur yang tedapat pada permukaan
kayu. Jika alurnya sejajar sumbu batang maka kayu berserat lurus. Jika serat agak
menyimpang sumbu batang dikatakan serat mencong. Serat mencong dibagi lagi
menjadi serat berpadu, serat berombak, serat berpilin dan serat diagonal.
Serat dikatakan berpadu jika arah serat menyimpang berselang seling kekiri dan
kekanan secara bergantian terhadap sumbu batang. Serat berombak, arah seratnya
menggambarkan permukaan yang berbentuk ombak. Serat berpilin jika arah seratnya
membuat gambaran terpilin seolah – olah batang kayu mengelilingi sumbu. Serat
diagonal yaitu serat yamg dapat pada potongan kayu atau papan yang digergaji
sedmikian rupa sehingga tepinya tidak sejajar arah sumbu tetapi memebentuk sudut
dengan sumbu.
Tekstur ialah ukuan relatif serat – serat kayu. Berdasarkan teksturnya, jenis
kayu digolongkan ke dalam : kayu bertekstur halus, kayu bertekstur sedang dan
bertekstur kasar.
Kesan raba adalah kesan yang diperoleh pada saat kita meraba permukaan
tiap – tiap kayu bergantung pada tekstur kayunya, besar kecilnya kadar air yang
dikandung dan kadar zat ekstraktif di dalam kayu.
6. Kekerasan
Terdapat hubungan langsung antara kekerasan kayu dengan berat kayu.
Kayu– kayu yang keras termasuk kayu – kayu yang berat dan kayu yang lunak
termasuk kayu yang ringan. Cara menetapkan kekerasan kayu dengan memotog kayu
arah melintang. Kayu yang keras akan sulit dipotong dengan pisau dan hasilnya akan
memberikan kilauan pada kayu sedangkan kayu yang lunak akan mudah rusak jika
dipotong melintang.
7. Bau dan rasa
Bau dan rasa ini sifatnya mudah hilang. Untuk mengetahui bau dan rasa harus
dilakukan sayatan kayu yang baru. Sifat bau dari kayu dapat digambarkan sesuai
dengan bau yang umum dikenal. Seperti kayu Ulim bau bawang putih.
8. Nilai dekoratif
Nilai dekoratif tergantung dari warna kayunya, pola dan arah serat kayu kilap
kayunya serta sifat kayunya terhadap zat pemutih, pengisi, politur dan sebagainya.
Kayu yang memiliki dekoratif tinggi biasanya di utamakan untuk membuat perabot
rumah tangga daripada untuk keperluan arsitektur. Kayu yang memiliki nilai
dekoratif antara lain Oak, Jati, Rengas dan Ebony.
9. Pengerutan dan pengembangan kayu
Pengerutan dan pengembangan kayu dimaksudkan adalah suatu keadaan
perubahan bentuk pada kayu yang disebabkan oleh tegangan-tegangan dalam,
sebagai akibat dari berkurangnya atau bertambahnya kadar air kayu. Pengerutan
airnya, ini juga terjadi pada serat-seratnya. Begitu pula sebaliknya. Besarnya
pengerutan maupun pengembangan pada berbagai jenis kayu dan arah kayu adalah
tidak sama.
T = Pengerutan kayu arah tangensial ± 7 % - 10 %
R = Pengerutan kayu arah radial ± 5 %
A = Pengerutan kayu arah aksial (longitudinal) ± 0.1 % (sangat kecil,
dapat diabaikan)
Pengerutan kayu dalam arah lingkaran-lingkaran pertumbuhan (tangensial)
lebih besar daripada arah radial, karena dapat ditemui bahwa di sebelah luar batang,
sel-selnya masih muda dan banyak mengandung kadar air.
Pada pengeringan batang kayu glondong, keliling mengerut hampir dua kali
jari-jari yaitu sebanyak garis tengah, sehingga terjadi rengat-rengat pengeringan. Jika
pada batang yang belum dikeringkan (basah) digergaji menjadi papan atau balok
akan melipat atau melentur.
Secara teoritis, besarnya pengerutan berbanding lurus dengan banyaknya air
yang keluar setelah dikeringkan. Contohnya, bila suatu batang kayu mempunyai
lebar asal pada arah tangensial, pada kadar air 20 % adalah 26 cm. Setelah
dikeringkan lebarnya menjadi 24 cm, maka pengerutan kayu arah tangensial dalam
persen (%) adalah = 100% 8.33% 26
24
26− =
x
C. Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu adalah kemampuan kayu untuk menahan muatan luar,
yaitu gaya – gaya luar yang cenderung untuk mengubah bentuk dan besarnya kayu.
1. Keteguhan Tarik
Keteguhan tarik adalah kekuatan kayu untuk menahan gaya – gaya yang
berusaha menarik kayu tersebut. Kekuatan tarik pada kayu adalah pada sejajar serat.
Gaya tarik ini berusaha melepas ikatan antara serat – serat kayu tersebut. Sebagai
akibat dari gaya tarik (P), maka timbullah didalam kayu tegangan – tegangan tarik,
yang harus berjumlah sama dengan gaya – gaya luar P. Bila gaya tarik ini membesar
sedemikian rupa, serat – serat kayu terlepas dan terjadilah patahan. Dalam suatu
konstruksi bangunan, hal ini tidak boleh terjadi untuk menjaga keamanan . Tegangan
tarik yang masih diizinkan dimana tidak timbul suatu perubahan atau bahaya pada
kayu, disebut tegangan tarik yang diizinkan dengan notasi : _
σ
tr // ( kg / cm 2) .Misalnya , untuk kayu dengan mutu E24 tegangan tarik yang diizinkan dalam arah
serat adalah 560 kg / cm 2 (
σ
− tr // = ± 560 kg / cm 2) .Gambar II.3 Batang Kayu Menerima Gaya Tarik Sejajar Serat
2. Keteguhan Tekan
Keteguhan tekan / kompresi adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap
gaya – gaya tekan yang bekerja sejajar atau tegak lurus serat kayu. Gaya tekan yang
bekerja sejajar serat kayu akan menimbulkan bahaya tekuk pada kayu tersebut .
P
P
Sedangkan gaya tekan yang bekerja tegak lurus arah serat akan menimbulkan retak
pada kayu .
Gambar II.4 Batang kayu menerima gaya tekan sejajar serat
Batang – batang yang panjang dan tipis seperti papan, bahaya kerusakan
karena menerima gaya tekan sejajar serat adalah lebih besar, jika dibandingkan
dengan gaya tekan tegak lurus serat kayu. Sebagai akibat adanya gaya tekan ini akan
menimbulkan tegangan tekan pada kayu. Tegangan tekan yang terbesar dimana tidak
menimbulkan adanya bahaya disebut tegangan tekan yang diizinkan, dengan notasi
−
σ
tr ┴ ( kg / cm 2 )..Gambar II.5 Batang kayu yang menerima gaya tekan tegak lurus serat
P
P
Bahaya Tekuk
P
3. Keteguhan Geser
Keteguhan geser adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap dua gaya –
gaya tekan yang bekerja padanya, kemampuan kayu untuk menahan gaya – gaya
yang menyebabkan bagian kayu tersebut bergeser atau tergelincir dari bagian lain di
dekatnya. Akibat gaya geser ini, maka akan timbul tegangan geser pada kayu. Dalam
hal ini dibedakan 3 macam keteguhan geser, yaitu keteguhan geser sejajar serat,
keteguhan geser tegak lurus serat dan keteguhan geser miring. Tegangan geser
terbesar yang tidak akan menimbulkan bahaya pada pergeseran serat kayu disebut
tegangan geser yang diizinkan , dengan notasi
−
τ
( kg / cm 2 ) .Gambar II .6 Batang kayu yang menerima gaya geser tegak lurus arahserat
−
τ
// ( kg /cm 2)
4. Keteguhan Lengkung ( Lentur )
Keteguhan lengkung ( lentur ) adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap
gaya – gaya yang berusaha melengkungkan kayu tersebut. Dalam hal ini dibedakan
atas keteguhan lengkung statik dan keteguhan lengkung pukul. Keteguhan lengkung
statik menunjukkan kekuatan kayu dalam menahan gaya yang mengenainya
P
P
menahan gaya yang mengenainya secara mendadak. Balok kayu yang terletak pada
dua tumpuan atau lebih , bila menerima beban berlebihan akan melengkung /
melentur .
Gambar II .7 Batang kayu yang menerima beban lengkung
Pada bagian sisi atas balok akan terjadi tegangan tekan dan pada sisi bawah
akan terjadi tegangan tarik yang besar . Akibat tegangan tarik yang melampaui batas
kemampuan kayu maka akan terjadi regangan yang cukup berbahaya
. 5. Keteguhan Belah
Keteguhan belah adalah kemampuan kekuatan kayu dalam menahan gaya –
gaya yang berusaha membelah kayu . Kayu lebih mudah membelah menurut arah
sejajar serat kayu . Keadaan kayu juga mempengaruhi sifat pembelahan , misalnya
kayu yang basah lebih mudah dibelah daripada kayu yang telah kering .
6. Kekuatan, keuletan dan kekakuan
Kekuatan adalah kemampuan kayu untuk menahan perubahan bentuk.
Keuletan artinya kemampuan kayu menyerap sejumlah tenaga yang relatif besar atau
tahan terhadap kejutan – kejutan atau tegangan – tegnagan yang berulang – ulang
yang melampaui batas proporsional serta mengakibatkan perubahan bentuk yang
permanen. Sedangkan kekerasan adalah ukuran kekuatan kayu dalam menahan gaya
yang membuat takik atau lekukan.
P
garis netral
Tertekan
II. 3 Kayu Meranti
Kayu meranti dikenal dengan banyak nama. Berbeda negara berbeda pula
penyebutannya. Namun untuk kemudahan diberikan nama botani meranti yang
dikenal dengan Shorea spp. Meranti termasuk dalam famili Dipteropaceae.
Penyebaran wilayah tumbuh meranti di Indonesia adalah di Sumatera, Kalimantan dan Maluku. Meranti yang ada di pasaran ada tiga jenis. Ia dibedakan menurut
warnanya yaitu meranti merah, meranti kuning dan meranti putih yang masing –
masingnya terdiri atas beberapa spesies lagi.
Ciri – ciri umum dari meranti adalah tinggi pohon mencapai 40 m, panjang
batang bebas cabang mencapai 10 – 30 m, diameter bisa mencapai 200 cm, bentuk
batang lurus dan silindris.
Ciri – ciri fisik serta mekanik dari kayu meanti ini bergantung dengan
jenisnya termasuk kedalam jenis meranti putih, merah dan kuning.
1. Meranti Merah
a. Wana kayu teras bervariasi dari hampir putih, coklat pucat, merah
jambu, merah muda, merah kelabu Merah-coklat muda dan merah
sampai merah tua atau coklat tua. Kayu gubal berwarna lebih muda
dan dapat dibedakan denga jelas dari kayu teras, berwarna putih, putih
kotor, kekuning-kuningan atau kecoklat-coklatan sangat muda,
biasanya kelabu, tebal 2-8 cm
b. Tekstur kayu agak kasar sampai kasar dan merata lebih kasar dari
meranti kuning dan meranti putih.
c. Arah serat umumnya agak berpadu, kadang-kadang hampir lurus,
d. Kesan raba pada permukaan kayu licin atau agak licin
e. Berat jenisnya tergantung klasifikasinya. Meranti merah rinagan berat
jenis kurang dari 6 dan meranti merah berat memiliki berat jenis lebih
dari 6.
f. Kelas kuat II- IV dan kelas awet III – V.
g. Kembang susut dan daya retak sedang dan kekerasannnya sedang
sampai kuat.
h. Pengerjaan dan pengeringan mudah untuk dilakukan.
2. Meranti Kuning
a. Warna kayu : Kayu teras berwarna coklat-kuning muda pada S.
accuminatissima, S. gibbosa dan S. multiflora, kadang-kadang
semu-semu hijau pada S. hopeifolia atau coklat muda semu-semu-semu-semu kuning
pada S. faguetiana. Kayu gubal yang masih segar berwarna lebih
muda (dan seringkali) lebih kuning dari kayu teras, nampak jelas pada
ujung dolok karena pewarnaan oleh jamur dan damar. Warna kuning
cerah pada kayu gubal yang masih segar menjadi coklat-kuning muda,
lebih muda dari kayu teras. Kayu gubal yang telah kering biasanya
berwarna kelabu karena pewarnaan oleh jamur, tebalnya antara 5 –
7,5 cm.
b. Tekstur kayu agak kasar dan merata, lebih halus dari meranti merah
dan meranti putih.
c. Arah serat berpadu, tetapi tidak begitu menyolok.
d. Kelas kuat terletak pada III – II dan kelas awet pada kelas III – IV.
f. Berat jenis pada keaadaan kering udara berkisar antara 0.51 – 0.66.
g. Kayu Meranti kuning mudah dikerjakan sampai halus dan dapat
diserut sampai mengkilap serta dapat digergaji melintang dengan baik.
3. Meranti Putih
a. Warna kayu terasnya kayu teras berwarna hampir putih jika masih
segar, lambat laun menjadi coklat kuning atau kuning muda,
permukaan kayu menjadi berwarna lebih gelap semu-semu coklat jika
lama berhubungan dengan udara atau cahaya. Kayu gubal berwarna
putih, lambat laun menjadi coklat-kuning muda, agak jelas sampai
jelas berbeda dengan kayu teras, tebal 4 – 7 cm, biasanya 5 – 6 cm.
b. Tekstur kayu agak kasar dan merata, tatapi lebih halus dari meranti
merah.
c. Arah serat jarang lurus, biasanya berpadu sampai sangat berpadu,
kadang-kadang bergelombang.
d. Kesan raba pada permukaan kayu agak licin.
e. Kelas awet berada pada kelas II – IV dan kelas kut berada pada kelas
II –III.
f. Kayu meranti putih agak keras dan sukar dikerjakan serta cepat
menumpulkan alat, karena mengandung silika.
g. Berat jenis meranti putih pada keadaan kering udara adalah rata – rata
0,50 – 0,76.
h. Modulus elastisitasnya berkisar antara 127 – 129 ( x 1000 kg/cm²)
Kegunaan kayu meranti secara umum baik untuk meranti merah, meranti
kuning dan meranti putih pada konstruksi ringan, perkakas rumah tangga, kayu lapis
dan digunakan pada industri perkapalan digunakan pada kulit dan dudukan mesin.
Untuk keperluan Tugas Akhir ini jenis meranti yang digunakan adalah meranti putih.
II. 4 Tegangan Bahan Kayu
Istilah kekuatan atau tegangan pada bahan seperti kayu adalah kemampuan
bahan untuk mendukung beban luar atau beban yang berusaha merubah bentuk dan
ukuran bahan tersebut. Akibat beban luar yang bekerja ini menyebabkan timbulnya
gaya – gaya dalam pada bahan yang berusaha menahan perubahan ukuran dan bentuk
bahan. Gaya dalam ini disebut dengan tegangan yang dinyatakan dalam Pound / ft 2 .
Dibeberapa negara satuan tegangan ini mengacu ke sistem Internasional ( SI ) yaitu
N / mm 2 .
Perubahan ukuran atau bentuk ini dikenal sebagai deformasi atau regangan.
Jika tegangan yang bekerja kecil maka regangan atau deformasi yang terjadi juga
kecil dan jika tegangan yang bekerja besar maka deformasi yang terjadi juga besar.
Jika kemudian tegangan dihilangkan maka bahan akan kembali kebentuk semula.
Kemampuan bahan untuk kembali kebentuk semula tergantung pada besar sifat
elastisitasnya. Jika tegangan yang diberikan melebihi daya dukung serat maka serat –
serat akan putus dan terjadi kegagalan atau keruntuhan.
Deformasi sebanding dengan besarnya beban yang bekerja sampai pada satu
titik . Titik ini adalah Limit Proporsional. Setelah melewati titik ini besarnya deformasi akan bertambah lebih cepat dari besarnya beban yang diberikan .
Gambar II.8 Hubungan antara beban tekan dengan deformasi untuk tarikan dan
tekanan
Kayu memiliki beberapa tegangan, pada satu jenis tegngan nilainya besar dan
untuk jenis tegangan yang lain nilainya kecil. Sebagai contoh tegangan tekan
cenderung memperpendek kayu sedangkan tegangan tarik akan memperpanjang
kayu. Biasanya kayu akan menderita kombinasi dari beberapa tegangan yang terjadi
secara bersamaan meski salah satu jenis tegangan lebih mendominasi. Kemampuan
untuk melentur bebas dan kembali kebentuk semula tergantung kepada elastisitas,
dan kemampuan untuk menahan terjadinya perubahan bentuk disebut dengan
kekakuan.
Modulus elastisitas adalah ukuran hubungan antara tegangan dan regangan
dalam limit proporsional yang memberikan angka umum untuk menyatakan
kekakuan atau elastis suatu bahan. Semakin besar modulus elastisitas kayu, maka
kayu tersebut semakin kaku.
Beban
Deformasi
Tarikan
Tekanan Limit Proporsional
Istilah getas digunakan untuk mendeskripsikan deformasi yang terjadi
sebelum patah. Dapat diperhatikan bahwa sifat getas ini bukan menyatakan
kelemahan. Sebagai contoh, besi tuang dan kapas adalah bahan yang getas, walaupun
besarnya beban yang dibutuhkan untuk mengakibatkannya hancur sangat berbeda.
Dalam mencari karakteristik kekuatan kayu ada dua cara yang dapat
dilakukan. Pertama, dengan pengujian langsung di lapangan. Kedua, dengan
penelitian. Karena pelaksanaan pengujian di lapangan memerlukan biaya yang besar
maka pengujian dengan penelitian merupakan alternatif pemilihan.
Pada penelitian ada 2 (dua) jenis pengujian yang dapat dilakukan. Pengujian
dengan menggunakan sampel kecil dan pengujian kayu sebagai struktural. Pengujian
dengan menggunakan sampel penting untuk tujuan komparatif, yang memberikan
indikasi bahwa sifat-sifat kekuatan setiap jenis-jenis kayu berbeda. Karena pengujian
dirancang untuk menghindari pengaruh kerusakan lain, sehingga hasilnya tidak
menunjukkan beban aktual yang mampu diterima dan faktor yang harus digunakan
untuk mendapatkan tegangan kerja yang aman. Pengujian kayu dengan bentuk
struktural lebih mendekati kondisi penggunaan yang sebenarnya. Secara khusus
dianggap penting karena dapat mengamati kerusakan seperti pecah-pecah.
Kelemahan pada pengujian ini adalah memerlukan biaya yang besar dan
pekerjaannya sulit karena membutuhkan kayu dalam jumlah yang besar dan butuh
waktu yang lebih lama. Selain itu, faktor pemilihan bahan dalam ukuran yang besar
dengan kualitas yang seragam menjadi sangat penting dibandingkan dengan
pemilihan sampel dalam ukuran kecil.
Pengujian dengan menggunakan sampel kecil telah memiliki standar
pengujian dapat dilakukan dalam kondisi terpisah. Pengujian ini dilakukan dengan
menggunakan material kayu yang memiliki kandungan standar. Pengujian dilakukan
pada bahan kering udara dengan kadar air yang diketahui dan angka-angka kekuatan
tersebut dikoreksi terhadap kandungan air standar. Ketelitian dibutuhkan untuk
mengeliminasi faktor-faktor yang dapat membuat variasi sifat kekuatan.
Pengujian dengan sampel kecil dari jenis-jenis kayu yang berbeda-beda kini
telah dilakukan, dan banyak batasan data yang diperoleh. Angka-angka yang
diterbitkan untuk kayu yang berbeda-beda dapat dibandingkan dengan metode
pengujian yang telah distandarkan. Angka-angka ini sendiri dapat dipakai dalam
memperhitungkan tegangan kerja karena faktor koreksi telah diperhitungkan.
Umumnya secara empiris hanya sedikit karakteristik kekuatan kayu yang
diketahui. Sebagai contoh adalah kualitas kayu oak, kayu jati, dan kayu damar
sebagai bahan struktur. Hasil pengujian berdasarkan nilai tegangan dan regangan dari
kayu tersebut. Nilai tegangan diperoleh dari besarnya beban per luas penampang
yang dibebani, dinyatakan dalam N/mm², atau :
Penampang Luas
Beban Tegangan(σ)=
Dan regangan didefinisikan sebagai deformasi per ukuran semula yaitu :
Mula Mula
Panjang
Deformasi gangan
− =
) (
Re ε
Ada beberapa jenis tegangan yang dapat dialami oleh suatu material, yaitu
tegangan tekan (Compression Strength), tegangan tarik (Tensile Strength), dan
tegangan lentur (Bending Strength). Pada tegangan tekan, material mengalami
tekanan pada luasan tertentu yang menyebabkan timbulnya tegangan pada material
tegangan tekan. Demikian pula dengan tarikan, tegangan tarik timbul akibat adanya
gaya dalam pada material yang berusaha menahan beban tarikan yang terjadi.
Kemampuan maksimum material menahan tarikan adalah sebagai sebagai tegangan
tarik (lihat Gambar II.9).
Gambar II.9 Tegangan tekan dan tegangan tarik
Tegangan yang bekerja :
A Ptk tr tr
tk
) / ( ) / ( =
σ ……….( 2.1 )
Dimana : σ(tk/tr) = Tegangan tekan/tarik yang terjadi (kg/cm²)
P(tk/tr) = Beban tekan / tarik yang terjadi (kg)
A = Luas penampang yang menerima beban (cm²)
Secara teoritis, semakin ringan kayu maka semakin kurang kekuatannya,
demikian juga sebaliknya. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa kayu-kayu yang
berat sekali juga kuat sekali. Kekuatan, kekerasan dan sifat teknik lainnya adalah
berbanding lurus dengan berat jenisnya. Tentunya hal ini tidak terlalu sesuai, karena
susunan dari kayu tidak selalu sama.
Tekanan
Teg. Tekan
Tarikan
A. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis
Pemilahan 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 II.1. Kuat acuan yang berbeda dengan Tabel
II.1 dapat digunakan apabila ada pembuktian secara eksperimental yang mengikuti
standar-standar eksperimen yang baku.
Tabel II.1 Nilai Kuat Acuan (MPa) Berdasarkan Atas Pemilahan Secara Mekanis pada Kadar Air 15 %
( Berdasarkan PKKI NI - 5 2002 )
KODE MUTU
Ew Fb Ft// Fc// Fv Fc⊥
E26 E25 E24 E23 E22 E21 E20 E19 E18 E17 E16 E15 E14 E13 E12 E11 E10 25000 24000 23000 22000 21000 20000 19000 18000 17000 16000 15000 14000 13000 14000 13000 12000 11000 66 62 59 56 54 56 47 44 42 38 35 32 30 27 23 20 18 60 58 56 53 50 47 44 42 39 36 33 31 28 25 22 19 17 46 45 45 43 41 40 39 37 35 34 33 31 30 28 27 25 24 6,6 6,5 6,4 6,2 6,1 5,9 5,8 5,6 5,4 5,4 5,2 5,1 4,9 4,8 4,6 4,5 4,3 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 11 10 9
Dimana : Ew = Modulus elastis lentur Fc// = Kuat tekan sejajar serat
Fv = Kuat geser
Fc⊥ = Kuat tekan tegak lurus serat
B. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Visual
Pemilahan secara visual harus mengikuti standar pemilahan secara visual
yang baku. Apabila pemeriksaan visual dilakukan berdasarkan atas pengukuran berat
jenis, maka kuat acuan untuk kayu berserat lurus tanpa cacat dapat dihitung dengan
menggunakan langkah-langkah sebagai berikut :
a. Kerapatan ρ pada kondisi basah (berat dan volume diukur pada kondisi basah,
tetapi kadar airnya lebih kecil dari 30 %) dihitung dengan mengikuti prosedur
baku. Gunakan satuan kg/m³ untuk ρ.
b. Kadar air, m % (m < 30), diukur dengan prosedur baku.
c. Hitung berat jenis pada m % ( Gm ) dengan rumus :
Gm =
ρ
/ [1000 (1 + m/100)] ………( 2.2 )d. Hitung berat jenis dasar ( Gb ) dengan rumus :
Gb = Gm/ [1 + 0,265 a Gm] dengan a = (30 – m ) / 30……… ( 2.3 )
e. Hitung berat jenis pada kadar air 15 % ( G15 ) dengan rumus :
G15 = Gb / (1 – 0,133 Gb) ………....( 2.4 )
f. Hitung estimasi kuat acuan, dengan modulus elastisitas lentur (Ew) = 16500
G0.7, dimana G : Berat jenis kayu pada kadar air 15 % = G 15 .
Untuk kayu dengan serat tidak lurus dan/atau mempunyai cacat kayu,
estimasi nilai modulus elastis lentur acuan pada point f harus direduksi dengan
mengikuti ketentuan pada SNI (Standar Nasional Indonesia) 03-3527-1994 UDC
dengan mengalikan estimasi nilai modulus elastis lentur acuan dari Tabel II.1
tersebut dengan nilai rasio tahanan yang ada pada Tabel II.2 yang bergantung pada
kelas mutu kayu . Kelas mutu kayu ditetapkan dengan mengacu pada Tabel II.3.
Tabel II.2 Nilai Rasio Tahanan
KELAS MUTU NILAI RASIO
TAHANAN
A B C
0.80 0.63 0.50
Tabel II.3 : Cacat Maksimum Untuk Setiap Kelas Mutu Kayu
Macam Cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C
Mata Kayu :
Terletak di muka lebar 1/6 lebar kayu 1/4 lebar kayu 1/2 lebar kayu Terletak di muka sempit 1/8 lebar kayu 1/6 lebar kayu 1/4 lebar kayu
Retak 1/5 tebal kayu 1/6 tebal kayu 1/2 tebal kayu
Pingul 1/10 tebal atau 1/6 tebal atau 1/4 tebal atau
lebar kayu lebar kayu lebar kayu
Arah serat 1:13 1:9 1:6
Saluran Damar 1/5 tebal kayu 2/5 tebal kayu 1/2 tebal kayu
eksudasi tidak
diperkenankan
Gubal Diperkenankan Diperkenankan Diperkenankan
Lubang serangga Diperkenankan Diperkenankan asal Diperkenankan
asalterpencar dan terpencar dan asal terpencar dan
ukuran dibatasi ukuran dibatasi dan ukuran dibatasi
dan tidak ada tidak ada tanda- dan tidak ada
tanda-tanda tanda serangga tanda-tanda
serangga hidup hidup serangga hidup
Cacat lain (lapuk, hati Tidak Tidak Tidak
II. 5 Sambungan Mekanis
2. Penyimpangan arah serat
Umum
Karena alasan geometrik, pada kayu sering diperlukan sambungan untuk
memperpanjang kayu atau menggabungkan beberapa batang kayu. Sambungan
merupakan bagian terlemah dari kayu. Kegagalan konstruksi kayu lebih sering
disebabkan karena kegagalan sambungan kayu bukan karena material kayu itu
sendiri. Kegagalan dapat berupa pecah kayu diantara dua sambungan, alat sambung
yang membengkok atau lendutan yang melampaui lendutan izin.
Beberapa hal yang menyebabkan rendahnya kekuatan sambungan kayu
menurut Awaluddin ( Konstruksi kayu, 2000 ) adalah :
1. Pengurangan luas tampang.
Pemasangan alat sambung sepertu baut, pasak dan gigi menyebabkan luas efektif
tampang berkurang sehingga kekuatannya juga menjadi rendah jika dibanding
dengan kayu yang penampang utuh.
Pada buhul sering terdapat gaya yang sejajar serat pada satu batang tetapi tidak
dengan batang kayu yang lain. Karena kekuatan kayu yang tidak sejajar
