Gambar 2.1. Sumbu orientasi kayu

(1)

2.1. Umum

Dalam merencanakan suatu komponen struktur kayu, ada beberapa dasar teori yang mendukung perencanaan struktur kayu tersebut antara lain adalah sebagai berikut :

2.1.1 Sifat-Sifat Mekanik Kayu

2.1.1.1 Hubungan Arah Serat dan Arah Gaya

Kayu adalah benda anisotrop (non isotropic material) oleh karenanya sifat mekanik ke berbagai arah tidak sama. Untuk membedakan sifat mekanik tersebut ada tiga sumbu yang saling tegak lurus sesamanya (Gambar 2.1) yaitu aksial (sejajar arah serat), radial (menuju ke pusat) dan tangensial (menurut arah garis singgung) (Wiryomartono 16).

Gambar 2.1. Sumbu orientasi kayu

Sifat-sifat mekanik ke arah tangensial dan radial tidak banyak bedanya, jadi yang ditinjau adalah sumbu arah serat (x) dan tegak lurus serat (y).

Berdasarkan sifat-sifat arah serat kayu dapat diambil kesimpulan sebagai berikut (Wiryomartono 19):

a. Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat dibanding tegak lurus serat ( tr// tr).

(2)

b. Kayu lebih kuat mendukung gaya tarik sejajar serat dibandingkan gaya tekan sejajar serat (tr// tk//), menurut PKKI 1961 NI-5 dianggap tr// tk.

c. Kayu lebih kuat mendukung gaya tekan sejajar serat dibanding tegak lurus serat (tk// tk).

d. Kayu lebih kuat mendukung gaya geser tegak lurus serat dibanding sejajar serat ( //).

2.1.1.2 Penyimpangan Arah Serat

Gambar 2.2. Arah serat kayu

Serat-serat pada balok kayu pada umumnya tidak sejajar dengan arah memanjang balok, seperti yang terlihat pada Gambar 2.2. Penyimpangan itu dapat dihitung dengan rumus tgθ = d l . Menurut PKKI 1961 NI-5, besarnya tgθ dibatasi

≤ 1/10 untuk kayu mutu A, dan ≤ 1/7 untuk kayu mutu B.

Sedangkan menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia besarnya tgθ dibatasi ≤ 1/13 untuk kayu mutu A, ≤ 1/9 untuk kayu mutu B, dan ≤ 1/6 untuk kayu mutu C. Oleh karena itu dalam memilih batang-batang kayu, arah serat seperti itu harus diteliti juga.

2.1.2. Mata Kayu dan Cacat-Cacat Lainnya

Adanya mata kayu pada batang-batang pohon tidak dapat dihindari pengaruhnya terhadap kayu sebagai bahan konstruksi. Sedangkan kita mengetahui, bahwa mata kayu mempunyai pengaruh yang besar terhadap kekuatan kayu. Pengaruh itu tergantung pada letak mata kayu itu sendiri (Wiryomartono 27-28).

 Untuk balok yang mendukung momen, batang tarik mata kayu pengaruhnya sangat besar terhadap kekuatan kayu. Hal ini disebabkan karena di samping adanya mata kayu itu sendiri yang menimbulkan perlemahan, juga menyebabkan arah serat di sekitar tempat itu tidak menjadi lurus lagi, sehingga terjadilah penyimpangan arah serat.

(3)

Apabila letaknya mata kayu di bagian yang terdesak, pengaruhnya tidak begitu besar, sedangkan bila letaknya di bagian yang netral maka pengaruhnya lebih kecil lagi.

 Untuk batang desak (kolom) pengaruhnya tergantung daripada panjang bentang, semakin langsing semakin kecil pengaruhnya mata kayu tersebut.

 Untuk batang tarik mata kayu mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap kekuatan kayu, yaitu sangat mengurangi kekuatan batang kayu.

 Mata kayu hanya kecil sekali pengaruhnya pada daya dukung kayu terhadap tegangan geser sejajar arah serat.

 Cacat-cacat lainnya seperti retak serat yang timbul di ujung, retak gelang tahun, retak serat sejajar dengan batang pohon, tidaklah begitu besar pengaruhnya terhadap kekuatan kayu.

Meskipun demikian perlu juga dihindarkan terjadinya sobekan-sobekan dan retak-retak itu. Karena hal itu sangat mempengaruhi segi estetika dari pada kayu itu sendiri.

2.1.3. Konsep Dasar PKKI 1961 NI-5 dan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia

Selain beberapa pengetahuan dasar mengenai elemen kayu, dalam perencanaan suatu komponen struktur kayu berdasarkan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia dan PKKI 1961 NI-5, ada prinsip utama yang membedakan perencanaan berdasarkan kedua peraturan tersebut. Secara umum, ada dua teori perencanaan yang dapat digunakan untuk menghitung suatu komponen struktur, yaitu Allowable Stress Design (ASD) dan Load Resistance Factor Design (LRFD), di mana keduanya memakai asumsi komponen masih berada di dalam batas zona elastis. Yang dimaksud dengan zona elastis adalah zona di mana hubungan tegangan (σ) dan regangan (ε) suatu material masih dalam posisi linear, sehingga jika terjadi penambahan tegangan, maka akan terjadi penambahan regangan, dan jika tegangan tersebut dihilangkan, maka material tersebut akan kembali ke kondisi awalnya. Skema grafik hubungan tegangan (σ) dan regangan (ε) suatu material dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini.

(4)

Gambar 2.3. Diagram stress-strain suatu material

Prinsip dasar teori Allowable Stress Design (ASD) adalah tegangan yang terjadi pada suatu struktur tidak boleh melebihi batas tegangan elastis material struktur tersebut. Untuk memastikan tegangan yang terjadi tidak melebihi batas tegangan elastis, maka nilai tegangan leleh harus dibagi dengan suatu nilai Safety Factor (SF). Rumus umum teori ASD adalah:

terjadi

  

(2-1)

yield terjadi

SF

  

_(2-2)

Prinsip dasar teori Load Resistance Factor Design (LRFD) adalah tiap beban dan gaya memiliki faktor reduksi sendiri-sendiri, tergantung pada tingkat probabilitas terjadinya, dan gaya yang terjadi pada suatu komponen struktur harus lebih kecil atau sama dengan kuat ijin material komponen struktur tersebut.

Rumus umum teori LRFD adalah:

u n

R R (2-3)

di mana:

R_u Gaya yang terjadi

 Faktor keamanan Rn Kuat nominal material

Rn

 Kuat ijin material

(5)

2.1.4. Mutu Kayu dan Tegangan yang Diijinkan

Menurut PKKI 1961 NI-5, kayu dibedakan menjadi dua kelas mutu, yaitu kayu kelas mutu A dan kayu kelas mutu B. Berikut ini akan diberikan syarat-syarat masing-masing kelas kayu tersebut:

Tabel 2.1. Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu menurut PKKI 1961 NI-5

Syarat-syarat Kelas mutu A Kelas mutu B

Kadar lengas Kering udara < 30 %

Besarnya mata kayu ≤ 1/6 lebar balok dan ≤ 3.5 cm

≤ 1/4 lebar balok dan

≤ 5 cm

Besarnya wanvlak ≤ 1/10 tinggi balok ≤ 1/10 tinggi balok

Miring arah serat tg α ≤ 1/10 ≤ 1/7

Retak-retak arah radial ≤ ¼ tebal kayu ≤ 1/3 tebal kayu Retak menurut lingkar tumbuhan ≤ 1/5 tebal kayu ≤ ¼ tebal kayu

Sedangkan menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu dibedakan menjadi tiga macam mutu kayu, yaitu kelas mutu A, kelas mutu B dan kelas mutu C. Berikut ini adalah syarat-syarat untuk tiap kelas kayu tersebut:

Tabel 2.2. Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu

Syarat-syarat Kelas mutu A Kelas mutu B Kelas mutu C Mata kayu

(terletak di muka lebar)

≤ 1/6 lebar balok ≤ 1/4 lebar balok ≤ 1/2 lebar balok

Mata kayu (terletak di muka sempit)

≤ 1/8 lebar balok ≤ 1/6 lebar balok ≤ 1/4 lebar balok

Retak ≤ 1/5 tebal kayu ≤ 1/6 tebal kayu ≤ 1/2 tebal kayu

Pinggul ≤ 1/10 tebal atau lebar kayu

≤ 1/6 tebal atau lebar kayu

≤ 1/4 tebal atau lebar kayu

Arah serat ≤ 1/13 ≤ 1/9 ≤ 1/6

(6)

Tabel 2.2. Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu (Lanjutan)

Syarat-syarat Kelas mutu A Kelas mutu B Kelas mutu C

Saluran damar

≤ 1/5 tebal kayu eksudasi tidak diperkenankan

≤ 2/5 tebal kayu ≤ ½ tebal kayu

Gubal Diperkenankan Diperkenankan Diperkenankan

Lubang serangga

Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasi dan tidak ada tanda-tanda serangga hidup

Cacat lainnya (lapuk, hati rapuh, retak melintang)

Tidak diperkenankan Tidak diperkenankan Tidak diperkenankan

Tegangan yang diijinkan berdasarkan PKKI 1961 NI-5 untuk kelas mutu kayu A dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 2.3. Tegangan yang diperkenankan untuk kayu mutu A Tegangan (kg/cm²) Kelas kuat

Jati

I II III IV

σlt 150 100 75 50 130

σ_{tk // =}σ_{tr //} 130 85 60 45 110

σtk ┴ 40 25 15 10 30

τ_// 20 12 8 5 15

Untuk kelas mutu kayu B, angka-angka pada daftar di atas harus dikalikan dengan faktor 0,75. Apabila suatu jenis kayu termasuk dalam beberapa kelas kekuatan, maka tegangan yang diperkenankan apabila diambil dari daftar di atas, harus didasarkan pada kelas kekuatan yang terendah.

Tegangan yang diijinkan berdasarkan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu dapat dilihat pada tabel berikut:

(7)

Tabel 2.4. Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilihan secara mekanis pada kadar air 15%

Kode Mutu

Modulus Elastisitas

Lentur

Kuat Lentur

Kuat tarik sejajar

serat

Kuat tekan sejajar

serat

Kuat Geser

Kuat tekan tegak lurus serat

Ew Fb Ft Fc Fv Fc┴

E26 25000 66 60 46 6.6 24

E25 24000 62 58 45 6.5 23

E24 23000 59 56 45 6.4 22

E23 22000 56 53 43 6.2 21

E22 21000 54 50 41 6.1 20

E21 20000 56 47 40 5.9 19

E20 19000 47 44 39 5.8 18

E19 18000 44 42 37 5.6 17

E18 17000 42 39 35 5.4 16

E17 16000 38 36 34 5.4 15

E16 15000 35 33 33 5.2 14

E15 14000 32 31 31 5.1 13

E14 13000 30 28 30 4.9 12

E13 12000 27 25 28 4.8 11

E12 11000 23 22 27 4.6 11

E11 10000 20 19 25 4.5 10

E10 9000 18 17 24 4.3 9

Untuk kayu dengan serat tidak lurus atau mempunyai cacat kayu, estimasi modulus elastisitas lentur harus direduksi dengan mengikuti ketentuan SNI 03-3527-1994 UDC 691.11 sesuai dengan kelas mutu kayu tersebut. SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia memerlukan modulus elastisitas lentur sebagai dasar dalam melakukan perencanaan komponen struktur.

Modulus elastisitas lentur dapat diperoleh dari perhitungan konversi berat jenis kayu. Akan tetapi, SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia tidak melampirkan daftar jenis kayu Indonesia beserta informasi berat jenis kayunya seperti yang terlampir pada PKKI 1961 NI-5. Oleh karena itu, perencanaan komponen struktur berdasarkan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia memerlukan data berat jenis kayu yang diperoleh dari PKKI 1961 NI-5.

Berikut adalah langkah perhitungan pengkonversian berat jenis kayu menjadi modulus elastisitas lentur:

1. Tentukan jenis kayu yang akan dipakai dalam perencanaan komponen struktur

(8)

2. Tentukan berat jenis kering kayu (G15) tersebut berdasarkan lampiran 1 PKKI 1961 NI-5

3. Hitung modulus elastisitas lentur (Ew) dengan rumus : Ew = 16000 x G^0.7, dimana G adalah berat jenis kayu pada kadar air 15% (G₁₅).

4. Nilai kuat acuan dapat diperoleh dari Tabel 2.4. berdasarkan pada modulus elastisitas lentur (E_w) hasil perhitungan.

Catatan: Daftar jenis kayu Indonesia yang terpenting, kelas kuat, berat jenis, modulus elastisitas lentur dan nilai kuat acuan dapat dilihat pada Lampiran 1.

Berikut ini adalah contoh perhitungan dalam mencari nilai tahanan kuat acuan bagi kayu Jati (Tectona grandis L.f.)

 Berdasarkan PKKI 1961 NI-5, berat jenis kering udara (BJ) jati = 0,70 g/cm³

 Berat jenis pada kadar air 15% (G15) = 0,7 g/cm³

 Modulus elastisitas lentur (E_w) = 16000 x G^0.7 = 16000 x 0,7^0.7 = 12464,89 MPa

 Dengan bantuan interpolasi linier dan Tabel 2.5., didapat nilai kuat acuan sebagai berikut:

o Kuat lentur (Fb) = 28,39 MPa

o Kuat tarik sejajar serat (Ft) = 26,39 MPa o Kuat tekan sejajar serat (Fc) = 28,93 MPa o Kuat geser (F_v) = 4,85 MPa

o Kuat tekan tegak lurus serat (Fc┴) = 11,46 Mpa

2.2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perencanaan Komponen Struktur Tarik Menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia dan PKKI 1961 NI-5

2.2.1. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Perencanaan Komponen Struktur Tarik Menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia

Dalam perencanaan komponen struktur tarik menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia, gaya tarik terfaktor yang diterima oleh suatu komponen struktur tarik harus dibandingkan dengan tahanan tarik acuan yang telah dikalikan dengan faktor-faktor sebagai berikut:

(9)

- Faktor waktu (λ) - Faktor tahanan () - Faktor koreksi (C_i)

2.2.1.1. Faktor waktu (λ)

Nilai dari faktor waktu tergantung dari kombinasi pembebanan yang menghasilkan gaya tarik terfaktor, seperti terlihat pada Tabel 2.6 berikut:

Tabel 2.5. Faktor waktu (λ)

Kombinasi pembebanan Faktor waktu (λ) 1,4D

1,2D + 1,6L + 0,5(La atau H)

1,2D + 1,6(La atau H) + (0,5L atau 0,8 W) 1,2D + 1,3W + 0,5L + 0,5(La atau H)

1,2D ± 1,0E +0,5L 0,9D ± (1,3W atau 1,0E)

0,6

0,7 jika L dari gudang 0,8 jika L dari ruangan umum

1,25 jika L dari kejut 0,8

1,0 1,0 1,0 Catatan : Untuk sambungan, λ = 1,0 jika L dari kejut

2.2.1.2. Faktor tahanan ()

Faktor tahanan (Ф) yang digunakan dalam tata cara ini dirangkum dalam Tabel 2.7.

Tabel 2.6. Faktor tahanan (Ф)

Jenis Simbol Nilai

Tekan Ф_c 0,90

Lentur Фb 0,85

Stabilitas Фs 0,85

Tarik Ф_t 0,80

Geser/puntir Фv 0,75

Sambungan Ф_z 0,65

2.2.1.3. Faktor koreksi (C_i)

Dalam perencanaan komponen struktur tarik, faktor koreksi yang berpengaruh adalah faktor koreksi masa layan. Faktor koreksi untuk masa layan sendiri dibagi menjadi empat buah faktor koreksi yang berbeda, yaitu:

(10)

- CM adalah faktor koreksi layan basah, untuk memperhitungkan kadar masa layan yang lebih tinggi daripada 19% untuk kayu masif dan 16% untuk kayu yang dilem.

Tabel 2.7. Faktor koreksi layan basah, CM

Fb Ft Fv Fc┴ Fc E

Balok kayu 0,85* 1,00 0,97 0,67 0,8** 0,90

Balok kayu besar (125 mm x 125

mm atau lebih besar) 1,00 1,00 1,00 0,67 0,91 1,00

Lantai papan kayu 0,85* - - 0,67 - 0,90

Glulam (kayu laminasi struktural) 0,85 0,8 0,87 0,67 0,73 0,83

*Untuk (Fb)/(CF) ≤ 8 MPa, CM = 1,0

**Untuk (Fc)/(CF) ≤ 5 MPa, CM = 1,0

- Ct adalah faktor koreksi temperatur, untuk memperhitungkan temperatur layan lebih tinggi daripada 38°C secara berkelanjutan

Tabel 2.8. Faktor koreksi temperatur, Ct

Kondisi Acuan

Kadar air pada masa layan

Ct

T≤38°C 38°C<T≤52°C 52°C<T≤65°C

Ft, E Basah atau kering 1,0 0,9 0,9

Fb, Fc, Fv, Kering 1,0 0,8 0,7

F_c┴ Basah 1,0 0,7 0,5

- C_pt adalah faktor koreksi pengawetan kayu, untuk memperhitungkan pengaruh pengawetan terhadap produk-produk kayu dan sambungan. Nilai faktor koreksi ditetapkan berdasarkan spesifikasi pemasok, ketentuan, atau tata cara yang berlaku.

- Crt adalah faktor koreksi tahan api, untuk memperhitungkan pengaruh perlakuan tahan api terhadap produk-produk kayu dan sambungan. Nilai faktor koreksi ditetapkan berdasarkan spesifikasi pemasok, ketentuan, atau tata cara yang berlaku.

(11)

2.2.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Perencanaan Komponen Struktur Tarik Menurut PKKI 1961 NI-5

Dalam perencanaan suatu komponen struktur tarik menurut PKKI 1961 NI-5, tegangan maksimum yang diterima oleh komponen struktur tersebut harus dibandingkan dengan tegangan ijin yang telah dikalikan dengan faktor-faktor berikut:

- Sifat muatan terhadap beban (γ) - Keadaan lingkungan (β)

- Kadar air (α)

2.2.2.1. Faktor sifat muatan terhadap beban (γ)

Tegangan yang diperkenankan dalam Tabel 2.3 boleh digandakan dengan faktor 5/4.

a. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan angin.

b. Untuk bagian konstruksi yang tegangannya diakibatkan oleh muatan tetap dan muatan tidak tetap.

Yang dimaksud dengan muatan tetap ialah muatan yang berlangsung lebih dari 3 bulan dan beban bergerak yang bersifat tetap atau terus-menerus, seperti berat sendiri, tekanan tanah tekanan air, barang-barang gudang, kendaraan di atas jembatan dan sebagainya. Sedangkan yang dimaksud dengan muatan tidak tetap ialah muatan yang berlangsung kurang dari 3 bulan dan muatan bergerak yang bersifat tidak tetap atau tidak terus-menerus, seperti berat orang yang berkumpul (untuk ruangan sidang, gereja, dsb)

2.2.2.2. Faktor keadaan lingkungan (β)

Tegangan yang diperkenankan dalam Tabel 2.3 boleh digandakan dengan:

a. faktor 2/3

1) Untuk konstruksi yang selalu terendam dalam air.

2) Untuk bagian konstruksi yang tidak terlindungi, dan kemungkinan besar kadar lengas kayu akan selalu tinggi.

(12)

b. faktor 5/6

Untuk konstruksi yang tidak terlindungi, tetapi kayu tersebut dapat mengering dengan cepat.

Yang disebut dengan konstruksi yang terlindung ialah konstruksi yang dilindungi dari perubahan udara yang besar, dari hujan dan matahari, sehingga tidak akan menjadi basah dan kadar lengasnya tidak akan berubah-ubah banyak.

2.2.2.3. Faktor Kadar Air (α)

Penentuan tegangan dasar ijin menurut PKKI 1961 NI-5 didasarkan pada kayu mutu A, yaitu kayu dengan kadar air 12%-18%, rata-rata 15% (kayu kering udara). Untuk kayu jenis ini, besarnya tegangan dasar ijin dikalikan dengan faktor kadar air (α) = 1. Sedangkan untuk mutu kayu B, yaitu kayu dengan kadar air 19%-30%, besarnya tegangan dasar ijin harus dikalikan dengan faktor kadar air (α) = 0,75.

Dari pembahasan faktor-faktor yang mempengaruhi perencanaan komponen struktur tarik menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (Lihat Butir 2.2.1) dan PKKI 1961 NI-5 (Lihat Butir 2.2.2), dapat dibuat tabel perbandingan sebagai berikut:

Tabel 2.9. Tabel perbandingan faktor-faktor yang mempengaruhi perencanaan komponen struktur tarik berdasarkan PKKI 1961 NI-5 dan SNI Tata Cara

Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia

No. Faktor SNI PKKI Keterangan

1. Sifat muatan λ γ Ada nilai λ yang lebih kecil dari 1 Tidak ada nilai γ yang lebih kecil dari 1 2. Tahanan Ф - Nilai Ф tergantung gaya yang diterima

batang

3. Kadar air CM α

Nilai CM berdasarkan kadar air, komponen, dan ketebalan struktur

Nilai α tergantung kadar air dan mutu kayu yang besarnya sebagai berikut:

- kayu mutu A (kering udara) = 1,00 - kayu mutu B (kadar air 19%-30%) = 0,75

(13)

Tabel 2.9. Tabel perbandingan faktor-faktor yang mempengaruhi perencanaan komponen struktur tarik berdasarkan PKKI 1961 NI-5 dan SNI Tata Cara

Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia (Lanjutan)

No. Faktor SNI PKKI Keterangan

4. Temperatur Ct β

Nilai Ct memperhitungkan temperatur dan kadar air pada masa layan

Nilai Ct ≤ 1,00

Nilai β tergantung lingkungan penggunaannya, misalnya:

- konstruksi terlindung (dry condition) = 1 - konstruksi tak terlindung (wet condition) < 1 5. Pengawetan

kayu Cpt - Nilai Cpt memperhitungkan pengaruh pengawetan dan tergantung pada produsen/ pemroses

6. Ketahanan

terhadap api Crt - Nilai Crt memperhitungkan pengaruh perlakuan tahan api dan tergantung pada produsen/pemroses

2.3. Ukuran Minimum Batang Kayu

Menurut PKKI 1961 NI-5, batang-batang kayu dalam konstruksi rangka batang harus mempunyai ukuran ≥ 4 cm, sedang luas tampang ≥ 32 cm². Apabila batang-batang itu terdiri dari lebih dari satu bagian, maka syarat-syarat tersebut berlaku untuk seluruh tampang. Untuk konstruksi dengan paku atau perekat, syarat-syarat tersebut tidak berlaku.

Sedangkan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia tidak membatasi penampang minimum batang kayu minimum dalam konstruksi rangka batang.

2.4. Komponen Struktur Tarik

Secara umum, ada 3 tegangan yang terjadi pada suatu bahan yang dibebani, yaitu tegangan aksial, tegangan lateral,dan tegangan lentur. Ada beberapa cara untuk memeriksa kekuatan suatu bahan dalam hal memikul tegangan-tegangan tersebut. Pada bagian ini, akan dibahas metode-metode untuk menghitung kemampuan bahan dalam memikul tegangan tarik saja, berdasarkan PKKI 1961 NI-5 dan berdasarkan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia. Yang dimaksud dengan komponen struktur tarik adalah komponen struktur yang hanya memikul gaya normal tarik saja. Komponen struktur tarik biasanya banyak ditemukan pada konstruksi kuda-kuda atap rumah.

(14)

2.4.1. Kombinasi Pembebanan Menurut PKKI 1961 NI-5 dan Menurut SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia

Menurut PKKI, struktur, komponen struktur, dan sambungan suatu gedung harus direncanakan kekuatannya terhadap kombinasi pembebanan- pembebanan berikut:

Pembebanan tetap : D + L (2-4)

Pembebanan sementara : D + L + W + H (2-5)

D + L + W + E (2-6)

D + L + H + E (2-7)

di mana:

D Beban mati L Beban hidup W Beban angin H Beban hujan E Beban gempa

Menurut SNI, struktur, komponen struktur, dan sambungan suatu gedung harus direncanakan kekuatannya terhadap kombinasi pembebaban-pembebanan berikut:

1,4D (2-8)

1,2D + 1,6L + 0,5(La atau H) (2-9)

1,2D + 1,6(La atau H) + (0,5L atau 0,8 W) (2-10) 1,2D + 1,3W + 0,5L + 0,5(La atau H) (2-11)

1,2D ± 1,0E +0,5L (2-12)

0,9D ± (1,3W atau 1,0E) (2-13)

di mana:

D Beban yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.

L Beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk pengaruh kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan, dan lain-lain.

(15)

La Beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak.

W Beban angin termasuk dengan memperhitungkan bentuk aerodinamika bangunan dan peninjauan terhadap pengaruh angin topan, puyuh, dan tornado, bila diperlukan.

H Beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan oleh genangan air.

E Beban gempa, yang ditentukan menurut SNI 03-1726-1989, atau penggantinya.

2.4.2. Luas Bersih Penampang Kayu

Luas bersih suatu penampang kayu adalah luas penampang kayu tersebut setelah dikurangi luasan lubang-lubang yang diakibatkan oleh adanya alat penyambung, dan luasan lubang-lubang awal yang tidak tertutup pada kayu.

Namun jika tidak diketahui detail sambungan yang akan dipakai, maka dapat dipakai rumus pendekatan sebagai berikut:

 Sambungan dengan paku: A_netto = 0,9 x A_bruto (2-14)

 Sambungan dengan baut atau gigi: A_netto = (0,75-0,8) x A_bruto (2-15)

 Sambungan dengan pasak kayu: Anetto = 0,7 x Abruto (2-16)

 Sambungan dengan perekat: Anetto = Abruto (2-17)

 Sambungan dengan pelat kokot atau pasak cincin: Anetto = 0,8 x A_bruto (2-18)

2.4.3. Perencanaan Struktur Tarik Berdasarkan PKKI 1961 NI-5

Prinsip utama perencanaan struktur tarik berdasarkan PKKI 1961 NI-5 adalah terlebih dahulu dihitung berapa tegangan tarik maksimum yang diterima oleh komponen struktur itu berdasarkan kombinasi beban-beban menurut rumus (2-4) sampai dengan (2-7), lalu tegangan tarik maksimum yang terjadi itu dibandingkan dengan tegangan tarik ijin yang sudah ditetapkan di dalam PKKI.

Rumus umumnya adalah:

// //

tr tr

  

(2-19)

(16)

di mana :

//



tr Tegangan tarik sejajar serat yang diijinkan (Lihat Tabel 2.3.)

//



tr Tegangan maksimum tarik sejajar serat yang terjadi

Apabila suatu jenis kayu termasuk dalam beberapa kelas kekuatan, maka tegangan yang diperkenankan apabila diambil dari daftar di atas, harus didasarkan pada kelas kekuatan yang terendah. Selain itu, tegangan tarik sejajar serat yang tercantum pada Tabel 2.3 dapat digandakan dengan faktor-faktor koreksi seperti yang tercantum pada Butir 2.2.2. Berikut adalah diagram alir perencanaan komponen struktur tarik berdasarkan PKKI 1961 NI-5:

Mulai

Menentukan jenis kayu yang akan dipakai Menentukan dimensi

penampang kayu Menghitung Anetto

Menghitung S

Atau Menentukan nilai faktor-

faktor koreksi α, β, γ Desain ulang komponen struktur Menentukantr//

tr// =

netto

S A

σtr// ≤ tr// Tidak Ya

Selesai

Gambar 2.3. Perencanaan komponen struktur tarik berdasarkan PKKI 1961 NI-5 Notasi:

A_netto Luas bersih penampang kayu (Lihat Butir 2.4.3)

S Gaya tarik maksimum yang timbul pada batang

(17)

σtr// Tegangan tarik yang terjadi

σtk// Tegangan tarik yang diperkenankan (Lihat Tabel 2.3)

γ Faktor sifat muatan terhadap beban (Lihat Butir 2.2.2.1) β Faktor keadaan lingkungan (Lihat Butir 2.2.2.2)

α Faktor kadar air (Lihat Butir 2.2.2.3)

2.4.4. Perencanaan Struktur Tarik Berdasarkan SNI Tata Cara Perencanaan Struktur Kayu Indonesia

Prinsip utama perencanaan struktur tarik berdasarkan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia adalah terlebih dahulu dihitung berapa gaya tarik terfaktor yang diterima oleh komponen struktur itu berdasarkan kombinasi beban-beban menurut rumus (2-8) sampai dengan (2-13), lalu gaya tarik terfaktor yang terjadi dibandingkan dengan tahanan tarik terkoreksi yang sudah ditetapkan di dalam SNI. Rumus umumnya adalah:

* 0,8* '

Tu  T (2-20)

di mana :

Tu Gaya tarik terfaktor

 Faktor waktu '

T Tahanan tarik terkoreksi

Tahanan tarik terkoreksi (T’) adalah hasil perkalian dari tahanan tarik acuan (T) dengan faktor-faktor koreksi yang telah dibahas pada Butir 2.2.1. diatas.

Tahanan tarik acuan (T) adalah hasil perkalian dari kuat tarik sejajar serat (F_t) dengan luas bersih (Anetto) penampang kayu yang dipakai. Nilai Ft tergantung dari modulus elastisitas lentur (E_w) material kayu yang dipakai, seperti terlihat pada Tabel 2.5.

Berikut adalah diagram alir perencanaan komponen struktur tarik berdasarkan SNI Tata Cara Perencanaan Konstruksi Kayu Indonesia:

(18)

Mulai

Menentukan jenis kayu yang akan dipakai

Menghitung Ew

Menentukan Ft

Menentukan dimensi penampang kayu

Atau

Menghitung A_netto Desain ulang

komponen struktur Menghitung T_u

Menentukan λ T = F_t x A_netto Menentukan nilai CM, Ct,

Cpt, Crt